Поиск оптимального расположения трассы с учётом технологических параметров трубопроводной системы
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Авиационный
факультет
Кафедра
«НГОТ»
Специальность
130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и
газонефтехранилищ»
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по дисциплине
«Технологии компьютерного проектирования энергетических систем
газонефтепроводов и газонефтехранилищ»
Тема «Поиск
оптимального расположения трассы с учётом технологических параметров
трубопроводной системы»
Выполнил Р.Г. Епимахов
Руководитель А.И.Житенёв
Воронеж 2013
Содержание
Введение
. Расчет газовой сети низкого
давления
.1 Исходные данные
.2 Определение основного
направления главной магистрали системы
.3 Минимизация используемых
трубопроводов
.4 Гидравлический расчет сети
с использованием программы Setti_lo
.5 Подбор регуляторного
устройства
. Расчет газовой сети
среднего давления
.1 Исходные данные
.2 Определение основного
направления главной магистрали системы
.3 Минимизация используемых
трубопроводов
.4 Гидравлический расчет сети
с использованием программы Setti_hi
Заключение
Литература
Приложение
Введение
В быту газ используют как топливо для кухонных плит и газовых
водонагревателей, для отопительных печей и котлов систем центрального отопления
и горячего водоснабжения. Преимущества газа в сравнении с другими видами
топлива: полное сгорание без дыма, золы и копоти; возможность транспортирования
по трубам на большие расстояния; низкая стоимость, несложный уход за газовыми
приборами.
В данной работе будет рассмотрен расчет газовой сети, которая состоит из
3-х участков низкого давления, объединенных в точках расположения ГРП в общую
сеть трубопроводом среднего давления. Питание сети производится из одной точки
с подключенными сосредоточенными потребителями газа. Особенностью данной сети
является то, что выполнение оптимального расположения трассы выполняется
вручную, а гидравлический расчет - с помощью программного комплекса «Setti_lo»
и «Setti_hi». Такой подход позволяет значительно упростить и ускорить все
расчеты.
1. Расчет газовой сети низкого давления
.1 Исходные данные
Таблица 1 - Параметры первого участка
|
1 участок
|
х,км
|
у, км
|
G, мЗ/ч
|
|
ГРП
|
2,260131
|
1,800237
|
|
|
1
|
2,513297
|
0,894042
|
2,312401
|
|
2
|
2,15308
|
2,054218
|
0,660684
|
|
3
|
1,927312
|
0,525519
|
1,443296
|
|
4
|
0,505145
|
1,470181
|
1,417792
|
|
5
|
0,955552
|
0,946769
|
0,54293
|
|
6
|
2,963959
|
0,316826
|
0,054282
|
|
7
|
1,885496
|
0,860618
|
2,955529!
|
|
8
|
0,782744
|
2,664029
|
1,165292
|
|
9
|
2,721647
|
1,966623
|
0,06246
|
|
10
|
1,429477
|
3,185876
|
1,581062
|
|
11
|
0,511732
|
0,895178
|
2,444879 :
|
|
12
|
3,052675
|
0,898572
|
2,312966
|
|
13
|
2,358417
|
1,621558
|
2,362.618
|
|
14
|
1,245371
|
0,580208
|
1,639482
|
|
15
|
2,763707
|
0,580882
|
2,190257
|
|
16
|
3,164206
|
2,991879
|
1,637765
|
Таблица 2 - Параметры второго участка
|
2 участок
|
х,км
|
у, км
|
G, мЗ/ч
|
|
ГРП
|
9,825176
|
1,810486
|
|
|
1
|
9,732056
|
2,227122
|
2,453403
|
|
2
|
10,59198
|
3,688855
|
0,128976
|
|
3
|
11,71967
|
1,387052
|
1,199499
|
|
4
|
9,860819
|
2,602604
|
2,17452
|
|
5
|
10,61961
|
2,185359
|
2,418159
|
|
6
|
9,551462
|
2,328566
|
1,212917
|
|
7
|
11,32282
|
2,461741
|
0,818509
|
|
8
|
9,959021
|
2,178904
|
2,045295
|
|
9
|
10,08747
|
2,662539
|
0,422848
|
|
10
|
11,12258
|
3,134839
|
0,472014
|
|
11
|
9,686599
|
3,521384
|
1,309114
|
|
12
|
9,629668
|
2,026949
|
0,346849
|
|
13
|
10,18166
|
3,617009
|
1,758451
|
|
14
|
10,56848
|
2,245472
|
2,929823
|
|
15
|
11,89505
|
1,011361
|
1,275603
|
|
16
|
10,55253
|
3,71246
|
0,758913
|
Таблица 3 - Параметры третьего участка
|
3 участок
|
х,км
|
у, км
|
G, мЗ/ч
|
|
ГРП
|
1,995396
|
5,450278
|
|
|
1
|
1,11324
|
6,304979
|
2,349476
|
|
2
|
1,382439
|
6,508718
|
0,755095
|
|
3
|
1,502055
|
5,119675
|
0,426334
|
|
4
|
3,593756
|
6,716334
|
2,286718
|
|
5
|
2,643381
|
6,248573
|
2,643818
|
|
6
|
1,92868
|
6,219361
|
1,321212
|
|
7
|
1,086446
|
5,436693
|
0,029581
|
|
8
|
3,540365
|
5,675489
|
1,875669
|
|
9
|
2,709735
|
4,915463
|
0,577699
|
|
10
|
2,048834
|
6,191375
|
2,337347
|
|
11
|
1,135874
|
5,669905
|
0,68054
|
|
12
|
1,440378
|
7,38733
|
2,336815
|
|
13
|
241313
|
5,629945
|
0,397759
|
|
14
|
1,915502
|
6,653117
|
2,294235
|
|
15
|
1,426987
|
4,899844
|
1,027613
|
|
16
|
3,642174
|
4,734015
|
0,542631
|
Координаты точки врезки x=8.894012
км, y=1.983123 км.
Давление в точке врезки 3МПа.
1.2 Определение основного направления главной магистрали
системы
Для определения расчётных координат головной магистрали распределительного
трубопровода используется следующее выражение:
(1)
где x, y - расчётные координаты магистрали;
a, b - искомые параметры прямой.
Задача заключается в нахождении наименьшей суммы квадратов отклонений
расчётных значений координат по уравнению
(2)
где
n - количество ответвлений к потребителям;
xi, yi - заданные координаты потребителей.
Дифференцируя
функцию S по искомым параметрам a и b и
приравнивая полученные выражения к нулю, приходим к следующей системы:
(3)
Для
газопровода низкого давления m=0,368.
Решая
приведённую систему, находим aopt, bopt и оптимальную трассировку трубопровода:
(4)
Для
первого участка:
aopt=
1,6878*
,
bopt=1,404832
y=- 7,8673*+1,404832·x
Для
второго участка:
aopt=-1,2444*10
,
bopt=2,563313
y=-1,2444*10+2,563313·x
Для
третьего участка:
aopt=-1,1688*10
,
bopt=5,912056
y=-1,1688*10+5,912056·x
1.3 Минимизация используемых трубопроводов
Рассмотрим участок №1.
Построим точки потребителей на координатной плоскости XOY, точку ГРП и уравнение основного
направления.
Рисунок 1 - Основное направление распределительной сети
На основании полученной схемы формируем структуру распределительной сети
по принципу возможной минимизации используемых трубопроводов. Нумеруем узловые
и конечные точки полученной распределительной сети произвольным образом (в
скобках указаны номера потребителей в соответствии с заданием).
Рисунок 2 - Структура распределительной сети и основное направление
Определим длины получившихся участков. Результаты занесем в таблицы 4 и
5.
Таблица 4 -Геометрия системы газоснабжения
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
|
1-2
|
109,8
|
15-17
|
941
|
|
2-3
|
52,8
|
17-18
|
42,4
|
|
3-4
|
374,8
|
17-19
|
879,8
|
|
3-5
|
643,2
|
19-20
|
192,2
|
|
5-6
|
20,4
|
20-21
|
23,4
|
|
5-7
|
50,6
|
20-22
|
202,2
|
|
7-8
|
46,6
|
19-23
|
266
|
|
7-9
|
1004,8
|
23-24
|
106,8
|
|
9-10
|
162,4
|
23-25
|
569,4
|
|
9-11
|
660,6
|
25-26
|
177,2
|
|
11-12
|
309,4
|
25-27
|
81,8
|
|
11-13
|
930,8
|
27-28
|
360,4
|
|
1-14
|
421,6
|
27-29
|
374,8
|
|
2-15
|
513
|
29-30
|
17,6
|
|
15-16
|
157,6
|
29-31
|
1129,2
|
Таблица 5 - Расходы потребителей системы
|
Потребитель
|
Расход, м3/с
|
|
1(ГРП)
|
26,331833
|
0,0073144
|
|
4(15)
|
0,481577
|
0,00013377
|
|
6(13)
|
2,265998
|
0,000629
|
|
8(4)
|
2,25161
|
0,00062545
|
|
10(11)
|
0,613882
|
0,0001705
|
|
12(3)
|
2,041061
|
0,000567
|
|
13(6)
|
2,143739
|
0,0005955
|
|
14(16)
|
2,999066
|
0,000833
|
|
16(10)
|
0,212723
|
0,000059
|
|
18(14)
|
0,076721
|
0,0000213
|
|
21(9)
|
2,020654
|
0,0005613
|
|
22(1)
|
1,15322
|
0,00032034
|
|
24(5)
|
2,990184
|
0,0008306
|
|
26(12)
|
1,186542
|
0,0003296
|
|
28(7)
|
2,123026
|
0,0005897
|
|
30(2)
|
2,92483
|
0,0008124
|
|
31(8)
|
0,847
|
0,0002353
|
Рассмотрим участок №2.
Построим точки потребителей на координатной плоскости XOY, точку ГРП и уравнение основного
направления.
Рисунок 3 - Основное направление распределительной сети
На основании полученной схемы формируем структуру распределительной сети
по принципу возможной минимизации используемых трубопроводов. Нумеруем узловые
и конечные точки полученной распределительной сети произвольным образом (в
скобках указаны номера потребителей в соответствии с заданием).
Рисунок 4 - Структура распределительной сети и основное направление
Определим длины получившихся участков. Результаты занесем в таблицы 6 и
7.
Таблица 6 -Геометрия системы газоснабжения
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
|
1-2
|
190,9
|
16-18
|
463,6
|
|
2-3
|
265,2
|
18-19
|
234,2
|
|
2-4
|
793,7
|
18-20
|
704,6
|
|
4-5
|
300
|
20-21
|
143
|
|
4-6
|
383,4
|
21-22
|
84
|
|
6-7
|
224,9
|
21-23
|
56,6
|
|
6-8
|
583,6
|
20-24
|
545,2
|
|
8-9
|
288,76
|
24-25
|
126
|
|
8-10
|
283,6
|
24-26
|
363,4
|
|
10-11
|
334
|
26-27
|
99,2
|
|
10-12
|
825,9
|
26-28
|
607
|
|
12-13
|
125,6
|
28-29
|
23,6
|
|
12-14
|
187,4
|
28-30
|
63,8
|
|
14-15
|
52,85
|
30-31
|
11,4
|
|
14-16
|
259,2
|
30-32
|
365,2
|
|
16-17
|
93,2
|
|
Таблица 7 - Расходы потребителей системы
|
Потребитель
|
Расход, м3/ч
|
Расход, м3/с
|
|
1(ГРП)
|
27,369
|
0,007603
|
|
3(14)
|
1,526153
|
0,000635
|
|
5(3)
|
1,579853
|
0,000267
|
|
7
|
0,981082
|
0,000295
|
|
9(6)
|
1,060323
|
0,000326
|
|
11(16)
|
2,228139
|
0,000329
|
|
13(15)
|
1,182909
|
0,000424
|
|
15(11)
|
2,551794
|
0,000615
|
|
17(5)
|
1,172032
|
0,000692
|
|
19(4)
|
2,489527
|
0,000439
|
|
23(9)
|
0,642121
|
0,000245
|
|
22(8)
|
0,883377
|
0,000273
|
|
25(13)
|
2,286051
|
0,000829
|
|
27(1)
|
2,624933
|
0,000729
|
|
29(2)
|
0,962125
|
0,000267
|
|
31(12)
|
2,984019
|
0,000709
|
|
32(10)
|
2,214697
|
0,000178
|
Рассмотрим участок №3.
Построим точки потребителей на координатной плоскости XOY, точку ГРП и уравнение основного
направления.
Рисунок 5 - Основное направление распределительной сети
На основании полученной схемы формируем структуру распределительной сети
по принципу возможной минимизации используемых трубопроводов. Нумеруем узловые
и конечные точки полученной распределительной сети произвольным образом (в
скобках указаны номера потребителей в соответствии с заданием).
Рисунок 6 - Структура распределительной сети и основное направление
Определим длины получившихся участков. Результаты занесем в таблицы 8 и
9.
Таблица 8 -Геометрия системы газоснабжения
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
|
1-2
|
761,4
|
16-18
|
908,2
|
|
2-3
|
942,4
|
18-19
|
102,4
|
|
3-4
|
278,2
|
19-20
|
56,6
|
|
3-5
|
310,8
|
19-21
|
1210,6
|
|
5-6
|
63,6
|
21-22
|
221,4
|
|
5-7
|
99,2
|
21-23
|
397,8
|
|
7-8
|
135,6
|
18-24
|
158
|
|
7-9
|
84
|
24-25
|
275,8
|
|
2-10
|
39,4
|
24-26
|
266,4
|
|
10-11
|
702,8
|
26-27
|
101,6
|
|
11-12
|
312
|
26-28
|
63,2
|
|
11-13
|
611,6
|
28-29
|
175,6
|
|
10-14
|
224,6
|
28-30
|
252,8
|
|
14-15
|
140
|
30-31
|
187,2
|
|
14-16
|
41,6
|
30-32
|
493,2
|
|
16-17
|
49,2
|
|
Таблица 9 - Расходы потребителей системы
|
Потребитель
|
Расход, м3/ч
|
Расход, м3/с
|
|
1(ГРП)
|
28,939888
|
0,008039
|
|
4(8)
|
2,27421
|
0,000632
|
|
6(10)
|
1,912724
|
0,000531
|
|
8(13)
|
2,990658
|
0,000831
|
|
9(14)
|
1,89421
|
0,000526
|
|
15(16)
|
1,8119
|
0,000503
|
|
12(5)
|
1,387335
|
0,000385
|
|
13(2)
|
0,804404
|
0,000223
|
|
17(1)
|
2,272365
|
0,000631
|
|
20(3)
|
0,325957
|
0,000091
|
|
22(11)
|
0,719835
|
0,0002
|
|
23(9)
|
2,597579
|
0,000722
|
|
25(15)
|
1,552048
|
0,000431
|
|
27(4)
|
2,451722
|
0,000681
|
|
29(6)
|
0,508602
|
0,000141
|
|
31(7)
|
2,80562
|
0,000779
|
|
32(12)
|
2,630719
|
0,000731
|
1.4 Гидравлический расчет сети с использованием программы
Setti_lo
Расчет выполняем для трубопроводов по ГОСТ 3262-75 (трубы с облегченной
толщиной стенки).
гидравлический
газовый сеть давление
Таблица 10 - Параметры труб по ГОСТ 3262-75
|
Шероховатость [м] = 0,0001
|
|
Ду=6
|
Днар [мм]=10,2
|
Двнутр [мм]=6,6
|
|
Ду=8
|
Днар [мм]=13,5
|
Двнутр [мм]=9,5
|
|
Ду=10
|
Днар [мм]=17
|
Двнутр [мм]=13
|
|
Ду=15
|
Днар [мм]=21,3
|
Двнутр [мм]=16,3
|
|
Ду=20
|
Днар [мм]=26,8
|
Двнутр [мм]=21,8
|
|
Ду=25
|
Днар [мм]=33,5
|
Двнутр [мм]=27,9
|
|
Ду=32
|
Днар [мм]=42,3
|
Двнутр [мм]=36,7
|
|
Ду=40
|
Днар [мм]=48
|
Двнутр [мм]=42
|
|
Ду=50
|
Днар [мм]=60
|
Двнутр [мм]=54
|
|
Ду=65
|
Днар [мм]=75,5
|
Двнутр [мм]=69,1
|
|
Ду=80
|
Днар [мм]=88,5
|
Двнутр [мм]=81,5
|
|
Ду=90
|
Двнутр [мм]=94,3
|
|
Ду=100
|
Днар [мм]=114
|
Двнутр [мм]=106
|
|
Ду=125
|
Днар [мм]=140
|
Двнутр [мм]=132
|
|
Ду=150
|
Днар [мм]=165
|
Двнутр [мм]=157
|
В результате расчёта получили следующие результаты.
Для первого участка:
Таблица 11 - Геометрия системы газоснабжения первого участка
|
Участок
|
Диаметр, м
|
Участок
|
Диаметр, м
|
|
1-2
|
0,0815
|
17-18
|
0,0066
|
|
2-3
|
0,054
|
17-19
|
0,0691
|
|
3-4
|
0,013
|
19-20
|
0,0279
|
|
3-5
|
0,054
|
20-22
|
0,0163
|
|
5-7
|
0,054
|
20-21
|
0,0163
|
|
7-8
|
0,013
|
19-23
|
0,0691
|
|
7-9
|
0,042
|
23-25
|
0,054
|
|
9-10
|
0,013
|
25-26
|
0,0163
|
|
9-11
|
0,0367
|
25-27
|
0,054
|
|
11-12
|
0,0218
|
27-29
|
0,0367
|
|
11-13
|
0,0279
|
29-31
|
0,0279
|
|
5-6
|
0,013
|
29-30
|
0,0163
|
|
2-15
|
0,0691
|
27-28
|
0,0218
|
|
15-16
|
0,0095
|
23-24
|
0,0218
|
|
15-17
|
0,0691
|
1-14
|
0,0218
|
Давление на выходе из ГРП 108155 Па
Максимальный расход в сети 0,0073137 нм3/с
Таблица 12 - Результаты гидравлического расчета первого участка
|
Номер уч-ка
|
Длина уч-ка, м
|
Расход на участке, нм3/с
|
Внутр. диам., м
|
Скорость V,
м/с
|
Давление в конце у-ка повер, х105 Па
|
Давление в конце уч-ка исх., х105 Па
|
Невязка давлений, %
|
|
1-2
|
109,8
|
0,006481
|
0,0815
|
1,24228
|
1,081287649
|
|
|
|
2-3
|
52,8
|
0,002721
|
0,054
|
1,18819
|
1,081090810
|
|
|
|
3-4
|
374,8
|
0,0001338
|
0,013
|
1,00782
|
1,073807289
|
1,0639125
|
0,93
|
|
3-5
|
643,2
|
0,002587
|
0,054
|
1,12978
|
1,078898373
|
|
|
|
5-7
|
50,6
|
0,001958
|
0,054
|
0,855136
|
1,078807248
|
|
|
|
7-8
|
46,6
|
0,0006255
|
0,013
|
4,71212
|
1,066488605
|
1,0639125
|
0,24
|
|
7-9
|
1005
|
0,001333
|
0,042
|
0, 962148
|
1,075989965
|
|
|
|
9-10
|
162,4
|
0,0001705
|
0,013
|
1,28454
|
1,071967489
|
1,0639125
|
0,76
|
|
9-11
|
660,6
|
0,0,001162
|
0,0367
|
1,09893
|
1,073226545
|
|
|
|
11-12
|
309,4
|
0,000567
|
0,0218
|
1,51908
|
1,069327559
|
1,0639125
|
0,51
|
|
11-13
|
930,8
|
0,0005955
|
0,0279
|
0, 974055
|
1,069430969
|
1,0639125
|
0,52
|
|
5-6
|
20,4
|
0,000629
|
0,013
|
4,73886
|
1,07344945
|
1,0639125
|
0,9
|
|
2-15
|
513
|
0,00376
|
0,0691
|
1,00251
|
1,0802484
|
|
|
|
15-16
|
157,6
|
0,000059
|
0,095
|
0, 832367
|
1,075511764
|
1,0639125
|
1,09
|
|
15-17
|
941
|
0,003701
|
0,0691
|
0, 986777
|
1,078394833
|
|
|
|
17-18
|
42,4
|
0,0000213
|
0,066
|
0,62259
|
1,076420019
|
1,0639125
|
1,18
|
|
17-19
|
879,8
|
0,003679
|
0,0691
|
0, 981097
|
1,076679463
|
|
|
|
19-20
|
192,2
|
0,0008816
|
0,0279
|
1,44209
|
1,074859673
|
|
|
|
20-22
|
202,2
|
0,0003203
|
0,0163
|
1,53513
|
1,071052537
|
1,0639125
|
0,67
|
|
20-21
|
23,4
|
0,0005613
|
0,0163
|
2,68986
|
1,073501979
|
1,0639125
|
0,9
|
|
19-23
|
266
|
0,002798
|
0,0691
|
0, 746001
|
1,07638393
|
|
|
|
23-25
|
569,4
|
0,001967
|
0,054
|
0, 858869
|
1,07534803
|
|
|
|
25-26
|
177,2
|
0,0003296
|
0,0163
|
1,57951
|
1,071915163
|
1,0639125
|
0,75
|
|
25-27
|
81,8
|
0,001637
|
0,054
|
0, 714953
|
1,075251017
|
|
|
|
27-29
|
374,8
|
0,001048
|
0,0367
|
0, 990410
|
1,074020864
|
|
|
|
29-31
|
1129
|
0,0002353
|
0,0279
|
0, 384878
|
1,072201447
|
1,0639125
|
0,78
|
|
29-30
|
17,6
|
0,0008124
|
0,0163
|
3,89318
|
1,071546769
|
1,0639125
|
0,72
|
|
27-28
|
360,4
|
0,0005897
|
0,0218
|
1,5799
|
1,070273768
|
1,0639125
|
0,6
|
|
23-24
|
106,8
|
0,0008306
|
0,0218
|
2,2253
|
1,073104225
|
1,0639125
|
0,86
|
|
1-14
|
421,6
|
0,000833
|
0,0218
|
2,23173
|
1,068518207
|
1,0639125
|
0,43
|
Рисунок 7 - Пьезометрический график первого участка
Для второго участка:
Таблица 13 - Геометрия системы газоснабжения второго участка
|
Участок
|
Диаметр, м
|
Участок
|
Диаметр, м
|
|
1-2
|
0,0943
|
18-20
|
0,0691
|
|
2-3
|
0,0218
|
20-21
|
0,0218
|
|
2-4
|
0,0815
|
21-22
|
0,0163
|
|
4-5
|
0,013
|
21-23
|
0,0163
|
|
4-6
|
0,0815
|
20-24
|
0,0691
|
|
6-7
|
0,013
|
24-26
|
0,054
|
|
6-8
|
0,0815
|
26-28
|
0,042
|
|
8-9
|
0,0163
|
28-30
|
0,0367
|
|
8-10
|
0,0815
|
30-32
|
0,0279
|
|
10-11
|
0,0163
|
30-31
|
0,0218
|
|
10-12
|
0,0815
|
0,013
|
|
12-13
|
0,0163
|
26-27
|
0,0218
|
|
12-14
|
0,0815
|
24-25
|
0,0279
|
|
14-15
|
0,0163
|
18-19
|
0,0218
|
|
14-16
|
0,0691
|
16-17
|
0,0218
|
|
16-18
|
0,0691
|
|
Давление на выходе из ГРП 108155 Па
Максимальный расход в сети 0,007252 нм3/с
Таблица 14 - Результаты гидравлического расчета второго участка
|
Номер уч-ка
|
Длина уч-ка, м
|
Расход на участке, нм3/с
|
Внутр. диам., м
|
Скорость V,
м/с
|
Давление в конце у-ка повер, х105 Па
|
Давление в конце уч-ка исх., х105 Па
|
Невязка давлений, %
|
|
1-2
|
190,9
|
0,007252
|
0,0943
|
1,03835
|
1,081273453
|
|
|
|
2-3
|
265,2
|
0,000635
|
0,0218
|
1,70126
|
1,076920673
|
1,0639125
|
1,22
|
|
2-4
|
793,7
|
0,006617
|
0,0815
|
1,26840
|
1,079286776
|
|
|
|
4-5
|
300
|
0,000267
|
0,013
|
2,01157
|
1,06765046
|
1,0639125
|
0,35
|
|
4-6
|
383,4
|
0,00635
|
0,0815
|
1,21722
|
1,078394889
|
|
|
|
6-7
|
224,9
|
0,000295
|
0,013
|
2,22252
|
1,068673353
|
1,0639125
|
0,45
|
|
6-8
|
583,6
|
0,006055
|
0,0815
|
1,16067
|
1,077147355
|
|
|
|
8-9
|
288,8
|
0,000326
|
0,0163
|
1,56226
|
1,071614355
|
1,0639125
|
0,72
|
|
8-10
|
283,6
|
0,005729
|
0,0815
|
1,09818
|
1,076597874
|
|
|
|
10-11
|
334
|
0,000329
|
0,0163
|
1,57663
|
1,070139126
|
1,0639125
|
0,59
|
|
10-12
|
825,9
|
0,0054
|
0,0815
|
1,03512
|
1,075157133
|
|
|
|
12-13
|
125,6
|
0,000424
|
0,0163
|
2,03189
|
1,071369671
|
1,0639125
|
0,7
|
|
12-14
|
187,4
|
0,004976
|
0,0815
|
0,953839
|
1,074874352
|
|
|
|
14-15
|
52,85
|
0,000615
|
0,0163
|
2,9472
|
1,071079413
|
1,0639125
|
0,67
|
|
14-16
|
259,2
|
0,004361
|
0,0691
|
1,16289
|
1,074190994
|
|
|
|
16-18
|
463,6
|
0,003669
|
0,0691
|
0, 978367
|
1,073291556
|
|
|
|
18-20
|
704,6
|
0,00323
|
0,0691
|
0,861304
|
1,072200833
|
|
|
|
20-21
|
143
|
0,000518
|
0,0218
|
1,3878
|
1,070741382
|
|
|
|
21-22
|
84
|
0,000273
|
0,0163
|
1,30827
|
1,069393513
|
1,0639125
|
0,52
|
|
21-23
|
56,6
|
0,000245
|
0,0163
|
1,17409
|
1,069926324
|
1,0639125
|
0,57
|
|
20-24
|
545,2
|
0,002712
|
0,0691
|
0, 723176
|
1,071637462
|
|
|
|
24-26
|
363,4
|
0,001883
|
0,054
|
0,822191
|
1,071040337
|
|
|
|
26-28
|
607
|
0,001154
|
0,042
|
0,832947
|
1,069824607
|
|
|
|
28-30
|
63,8
|
0,000887
|
0,0367
|
0,838497
|
1,069682612
|
|
|
|
30-32
|
365,2
|
0,000178
|
0,0279
|
0,291153
|
1,069237479
|
1,0639125
|
0,5
|
|
30-31
|
11,4
|
0,000709
|
0,0218
|
1,89952
|
1,069440629
|
1,0639125
|
0,52
|
|
28-29
|
23,6
|
0,000267
|
0,013
|
2,01157
|
1,068909217
|
1,0639125
|
0,47
|
|
26-27
|
99,2
|
0,000729
|
0,0218
|
1,9531
|
1,068793471
|
1,0639125
|
0,46
|
|
24-25
|
126
|
0,000829
|
0,0279
|
1,35599
|
1,070604078
|
1,0639125
|
0,63
|
|
18-19
|
234,2
|
0,000439
|
0,0218
|
1,17615
|
1,071402773
|
1,0639125
|
0,7
|
|
16-17
|
93,2
|
0,000692
|
0,0218
|
1,85397
|
1,072321579
|
1,0639125
|
0,79
|
Рисунок 8 - Пьезометрический график второго участка
Для третьего участка:
Таблица 15 - Геометрия системы газоснабжения третьего участка
|
Участок
|
Диаметр, м
|
Участок
|
Диаметр, м
|
|
1-2
|
0,0815
|
26-27
|
0,0218
|
|
2-10
|
0,0691
|
24-25
|
0,0218
|
|
10-11
|
0,0279
|
18-19
|
0,0367
|
|
11-13
|
0,0218
|
19-20
|
0,0095
|
|
11-12
|
0,0218
|
19-21
|
0,0367
|
|
10-14
|
0,0691
|
21-22
|
0,0218
|
|
14-15
|
0,0163
|
21-23
|
0,0367
|
|
14-16
|
0,0691
|
16-17
|
0,0163
|
|
16-18
|
0,0691
|
2-3
|
0,054
|
|
18-24
|
0,054
|
3-5
|
0,042
|
|
24-26
|
0,054
|
5-7
|
0,0367
|
|
26-28
|
0,042
|
7-9
|
0,0218
|
|
28-30
|
0,042
|
7-8
|
0,0279
|
|
30-32
|
0,0279
|
5-6
|
0,0218
|
|
30-31
|
0,0279
|
3-4
|
0,0218
|
|
28-29
|
0,013
|
|
Давление на выходе из ГРП 108155 Па
Максимальный расход в сети 0,008038 нм3/с
Таблица 16 - Результаты гидравлического расчета третьего участка
|
Номер уч-ка
|
Длина уч-ка, м
|
Расход на участке, нм3/с
|
Внутр. диам., м
|
Скорость V,
м/с
|
Давление в конце у-ка повер, х105 Па
|
Давление в конце уч-ка исх., х105 Па
|
Невязка давлений, %
|
|
1-2
|
761,4
|
0,008038
|
0,0815
|
1,54079
|
1,078857179
|
|
|
|
2-10
|
39,4
|
0,005518
|
0,0691
|
1,47142
|
1,078699271
|
|
|
|
10-11
|
702,8
|
0,000608
|
0,0279
|
0, 994501
|
1,075773267
|
|
|
|
11-13
|
611,6
|
0,000223
|
0, 597451
|
1,073267718
|
1,0639125
|
0,88
|
|
11-12
|
312
|
0,000385
|
0,0218
|
1,03147
|
1,073566554
|
1,0639125
|
0,91
|
|
10-14
|
224,6
|
0,00491
|
0,0691
|
1,30929
|
1,077968132
|
|
|
|
14-15
|
140
|
0,000503
|
0,0163
|
2,41048
|
1,071678862
|
1,0639125
|
0,73
|
|
14-16
|
41,6
|
0,004407
|
0,0691
|
1,17516
|
1,077856393
|
|
|
|
16-18
|
908,2
|
0,003776
|
0,0691
|
1,0069
|
1,076002231
|
|
|
|
18-24
|
158
|
0,002763
|
0,054
|
1,20643
|
1,075397032
|
|
|
|
24-26
|
266,4
|
0,002332
|
0,054
|
1,01824
|
1,074676091
|
|
|
|
26-28
|
63,2
|
0,001651
|
0,042
|
1,19168
|
1,074384185
|
|
|
|
28-30
|
252,8
|
0,00151
|
0,042
|
1,0899
|
1,073436089
|
|
|
|
30-32
|
493,2
|
0,000731
|
0,0279
|
1,19569
|
1,07041999
|
1,0639125
|
0,61
|
|
30-31
|
187,2
|
0,000779
|
0,0279
|
1,2742
|
1,072108187
|
1,0639125
|
0,77
|
|
28-29
|
175,6
|
0,000141
|
0,013
|
1,06229
|
1,070787299
|
1,0639125
|
0,65
|
|
26-27
|
101,6
|
0,000681
|
0,0218
|
1,8245
|
1,072712966
|
1,0639125
|
0,83
|
|
24-25
|
275,8
|
0,000431
|
0,0218
|
1,15471
|
1,073213287
|
1,0639125
|
0,87
|
|
18-19
|
102,4
|
0,001013
|
0,0367
|
0, 957607
|
1,075691536
|
|
|
|
19-20
|
56,6
|
0,000091
|
0,0095
|
1,28382
|
1,073067802
|
1,0639125
|
0,86
|
|
19-21
|
1211
|
0,000922
|
0,0367
|
0, 871583
|
1,072742607
|
|
|
|
21-22
|
221,4
|
0,0002
|
0,0218
|
0, 53583
|
1,071929144
|
1,0639125
|
0,75
|
|
21-23
|
397,8
|
0,000722
|
0,0367
|
0, 68252
|
1,072085715
|
1,0639125
|
0,77
|
|
16-17
|
49,2
|
0,000631
|
0,0163
|
3,02388
|
1,074105388
|
1,0639125
|
0,97
|
|
2-3
|
942,4
|
0,00252
|
0,054
|
1,10033
|
1,075792081
|
|
|
|
3-5
|
310,8
|
0,001888
|
0,042
|
1,36274
|
1,073767679
|
|
|
|
5-7
|
99,2
|
0,001357
|
0,0367
|
1,2828
|
1,073172337
|
|
|
|
7-9
|
84
|
0,000526
|
0,0218
|
1,40923
|
1,072283829
|
1,0639125
|
0,79
|
|
7-8
|
135,6
|
0,000831
|
0,0279
|
1,35926
|
1,07205395
|
1,0639125
|
0,77
|
|
5-6
|
63,6
|
0,000531
|
0,0218
|
1,42263
|
1,073079939
|
1,0639125
|
0,86
|
|
3-4
|
278,2
|
0,000632
|
0,0218
|
1,69322
|
1,071276099
|
1,0639125
|
0,69
|
Рисунок 9 - Пьезометрический график третьего участка
1.5 Подбор регуляторного устройства
Первый участок. Максимальный расход составляет 26,33 м3/час,
выходное давление 108155 Па (абсолютное) или 6830 Па (избыточное).
В соответствии с методикой расчёта ГРП, максимальный расход должен быть
увеличен на величину до 20% от расчётного. В соответствии с приложением A, выбираем регулятор FE-25.
Таким образом, входное давление в ГРП составляет 0,1 МПа (изб.) или 0,2
(абс.), расход 30,7 м3/час.
Второй участок. Максимальный расход составляет 26,11 м3/час,
выходное давление 108155 Па (абсолютное) или 6830 Па (избыточное).
В соответствии с методикой расчёта ГРП, максимальный расход должен быть
увеличен на величину до 20% от расчётного. В соответствии с приложением A, выбираем регулятор FE-25.
Таким образом, входное давление в ГРП составляет 0,1 МПа (изб.) или 0,2
(абс.), расход 30,7 м3/час.
Третий участок. Максимальный расход составляет 28,94 м3/час,
выходное давление 108155 Па (абсолютное) или 6830 Па (избыточное).
В соответствии с методикой расчёта ГРП, максимальный расход должен быть
увеличен на величину до 20% от расчётного. В соответствии с приложением A, выбираем регулятор FE-25.
Таким образом, входное давление в ГРП составляет 0,4 МПа (изб.) или 0,5
(абс.), расход 34,5 м3/час.
2. Расчет газовой сети среднего давления
.1 Исходные данные
Выполним выбор трассы для сети среднего давления, которые соединяет точки
с координатами: ГРП 1 x1=1,22 км., y1=3,235 км.; ГРП 2 x2=9,56 км., y2=5,5 км.; ГРП 3 x3=5,69 км., y3=9,72 км.; точка врезки xв=1,275 км., yв=6,87 км.
2.2 Определение основного направления главной магистрали
системы
Решая с новыми данными уравнения (3) и (4) (для газопровода высокого и
среднего давления m=0,38), получим:
aopt=5,9565,
bopt=0,028335
y=5,9565+0,028335·x
2.3 Минимизация используемых трубопроводов
Построим точку врезки на координатной плоскости XOY, точки ГРП и уравнение основного направления.
Рисунок 10 - Общий вид потребителей, ГРП и точки врезки
На основании полученной схемы формируем структуру распределительной сети.
Рисунок 11 - Структура распределительной сети среднего давления
2.4 Гидравлический расчет сети с использованием программы
Setti_hi
Исходные данные для выполнения гидравлического расчёта занесём в таблицы
17 и 18.
Таблица 17 - Геометрия системы газоснабжения среднего давления
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
Номер участка
|
Длина участка, м
|
|
1-2
|
172,2
|
4-5
|
360
|
|
2-3
|
320,6
|
4-6
|
302,2
|
|
2-4
|
302,2
|
6-7
|
101,9
|
Таблица 18 - Расходы потребителей системы
|
Потребитель
|
Расход, м3/ч
|
Расход, м3/с
|
|
3(ГРП 1)
|
26,33
|
0,007314
|
|
5(ГРП 3)
|
27,37
|
0,007603
|
|
7(ГРП 2)
|
28,94
|
0,008039
|
Выполним гидравлический расчёт сети. Результаты представлены в таблице 19
и 20.
Таблица 19 - Геометрия системы газоснабжения среднего давления
|
Участок
|
Диаметр, м
|
Участок
|
Диаметр, м
|
|
1-2
|
0,013
|
4-6
|
0,0095
|
|
2-3
|
0,0066
|
6-7
|
0,0066
|
|
2-4
|
0,013
|
4-5
|
0,0095
|
Давление на входе в сеть среднего давления 3 МПа, максимальный расход
составляет 82,64 м3/час.
Таблица 20 - Результаты расчета сети среднего давления
|
Номер уч-ка
|
Длина уч-ка, м
|
Расход на участке, нм3/с
|
Внутр. диам., м
|
A, х109 Па2/м
|
Давление в конце у-ка повер, х106 Па
|
Давление в конце уч-ка исх., х105 Па
|
Невязка давлений, %
|
|
1-2
|
172,2
|
0,02296
|
0,013
|
5,54292
|
2,83646064
|
|
|
|
2-3
|
320,6
|
0,007314
|
0,0066
|
19,7129
|
1,313599073
|
2
|
556,8
|
|
2-4
|
302,2
|
0,01564
|
0,013
|
2,5893
|
2,694999704
|
|
|
|
4-6
|
302,2
|
0,008039
|
0,0095
|
3,55202
|
2,487891051
|
|
|
|
6-7
|
101,9
|
0,008039
|
0,0066
|
23,7915
|
1,940425082
|
2
|
870,21
|
|
4-5
|
360
|
0,0076
|
0,0095
|
3,18075
|
2,47344997
|
5
|
394,69
|
Рисунок 12 - Пьезометрический график сети среднего давления
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы был выполнен расчет газовой сети,
состоящей из участков среднего и низкого давления. В результате была получена
оптимальная трассировка по каждому из трех участков, выполнен гидравлический
расчет всей сети, освоена методика работы с программным комплексом «Setti_lo» и
«Setti_hi», получены пьезометрические графики для участков сети. Так же были
сведены в таблицу параметры трубопровода по всем участкам, содержащие значения
расхода, скорости, диаметра, длины и давления в тупиковых ветвях.
На участках низкого давления вычисления дали низкую погрешность, а на
участках среднего - очень большую, что говорит о невозможности построения
газовой сети с расчетными параметрами, полученными в задании.
Литература
1.Типовые
расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов, учебное
пособие для вузов / П.И. Тугунов. В.Ф. Новоселов и др. - Уфа: ООО
"ДизайнПолиграфСервис", 2002.- 685с.
.Трубопроводный
транспорт нефти и газа: учеб. для вузов/ Р. Алиев. В.Д. Белоусов. А.Г. Немудров
и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. - 368 с.
.СНиП
2.04.08-87* «Газоснабжение».
Интернет-страница
<#"806185.files/image021.jpg">