Гидравлический расчет газопроводов(методика СП 42-101-2003)

 

На портале можно провести онлайн гидравлический расчет газопроводов в теме «ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ (ГАЗОПРОВОДОВ)».

На данной странице изложена методика на основании которой составлен расчет.

Пример гидравлического расчета:

 

РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ГАЗОПРОВОДА И ДОПУСТИМЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

3.21 Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

3.22 Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

3.23 Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или по номограммам (приложение Б), составленным по этим формулам.

3.24 Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

3.25 Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 200 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа.

3.26 Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

3.27 Падение давления на участке газовой сети можно определять:

— для сетей среднего и высокого давлений по формуле:

(3)

где Р_н — абсолютное давление в начале газопровода, МПа;

Р_к — абсолютное давление в конце газопровода, МПа;

Р₀ = 0,101325 МПа;

λ— коэффициент гидравлического трения;

l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

d — внутренний диаметр газопровода, см;

r₀ — плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Q₀ — расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

— для сетей низкого давления по формуле:

(4)

где Р_н — давление в начале газопровода, Па;

Р_к — давление в конце газопровода, Па;

λ, l, d, r₀, Q₀ — обозначения те же, что и в формуле (3).

Примечание сайта: Выбор диаметров газопровода на стадии гидравлического расчета происходит по сортаменту выбранной трубы или из типового ряда условных диаметров.  Данные из сортамента труб можно получить онлайн на сайте в программе «СОРТАМЕНТ ТРУБ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ (СТАЛЬНЫХ, ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ И Т.Д.). КАЛЬКУЛЯТОР ТРУБ ОНЛАЙН».

3.28 Коэффициент гидравлического трения l определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса,

   (5)

где v — коэффициент кинематической вязкости газа, м²/с, при нормальных условиях;

Q₀, d — обозначения те же, что и в формуле (3), и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода, определяемой по условию (6),

 (6)

где Re — число Рейнольдса;

(Примечание :в формуле №6 допущена опечатка. Вместо знака равно должен быть знак умножения)

 

n — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных — 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных — 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации — 0,0007 см;

d — обозначение то же, что и в формуле (3).

В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения l определяется:

— для ламинарного режима движения газа Re <= 2000

   (7)

— для критического режима движения газа Re = 2000-4000

    (8)

— при Re > 4000 — в зависимости от выполнения условия (6);

— для гидравлически гладкой стенки (неравенство (6) справедливо):

— при 4000 < Re < 100 000 по формуле

     (9)

— при Re > 100 000

 (10)

— для шероховатых стенок (неравенство (6) несправедливо) при Re > 4000

  (11)

где n — обозначение то же, что и в формуле (6);

d — обозначение то же, что и в формуле (3).

3.29 Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

3.30 Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5—10 %.

3.31 Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле (12)

(12)

где l₁ — действительная длина газопровода, м;

 — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода;

d — обозначение то же, что и в формуле (3);

l — коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода по формулам (7)—(11).

3.32 В тех случаях когда газоснабжение СУГ является временным (с последующим переводом на снабжение природным газом), газопроводы проектируются из условий возможности их использования в будущем на природном газе.

При этом количество газа определяется как эквивалентное (по теплоте сгорания) расчетному расходу СУГ.

3.33 Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле (13)

   (13)

где λ— коэффициент гидравлического трения;

V — средняя скорость движения сжиженных газов, м/с.

Примечание сайта: Гидравлический расчет трубопровода жидкой фазы СУГ с определением потерь давления можно выполнить в калькуляторе:

Расчет падения давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются: во всасывающих трубопроводах — не более 1,2 м/с; в напорных трубопроводах — не более 3 м/с.

Коэффициент гидравлического трения l определяется по формуле (11).

3.34 Расчет диаметра газопровода паровой фазы СУГ выполняется в соответствии с указаниями по расчету газопроводов природного газа соответствующего давления.

3.35 При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

— на газопроводах от вводов в здание:

до стояка — 25 линейных потерь

на стояках — 20       »               »

— на внутриквартирной разводке:

при длине разводки 1—2 м — 450 линейных потерь

   »       »             »       3—4    — 300          »          »

   »       »             »       5—7    — 120          »          »

   »       »             »       8—12   — 50           »          »

3.36 При расчете газопроводов низкого давления учитывается гидростатический напор H_g, даПа, определяемый по формуле (14)

  (14)

где g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

h — разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;

r_а — плотность воздуха, кг/м³, при температуре 0 °С и давлении 0,10132 МПа;

r₀ — обозначение то же, что в формуле (3).

3.37 Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %.

3.38 При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

3.39 При выполнении гидравлического расчета газопроводов, проведенного по формулам (5)—(14), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле (15)

  (15)

где d_p — расчетный диаметр, см;

А, В, m, m₁ — коэффициенты, определяемые по таблицам 6 и 7 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;

Q₀ — расчетный расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

DР_уд — удельные потери давления (Па/м — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей среднего и высокого давления), определяемые по формуле (16)

   (16)

DР_доп — допустимые потери давления (Па — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей среднего и высокого давления);

L — расстояние до самой удаленной точки, м.

Таблица 6

Категория сети	А
Сети низкого давления	106 / (162 p2) = 626
Сети среднего и высокого давления	P0 /(Pm162π2),    P0 = 0,101325 МПа, Pm — усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа.

Таблица 7

Материал	В	m	m1
Сталь	0,022	2	5
Полиэтилен	0,0446	1,75	4,75

3.40 Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.

Примечание сайта: Этапы методики 3.39-3.40 можно выполнить на сайте с помощью калькулятора «Расчет диаметра газопровода по СП 42-101-2003».

Методика взята из СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.

Поделиться ссылкой: