книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов

где Vpa-— пропускная способность, mVh, при / = 0°С и Рт =

=0,1033 МПа;

/— площадь седла клапана, см2;

a— коэффициент расхода, определяемый экспериментально, для регуляторов РДУК, РДБК определяется по табл. 3.1;

Л— абсолютное входное давление газа, МПа;

<р — коэффициент, зависящий от показателя адиабаты К и от соотношения Р2/Ри определяется по рис. 3.2;

Р2 — абсолютное выходное давление после регулятора, МПа; р0 — плотность газа при t - 0 °С и Рт = 0,1033 МПа.

Т а б л и ц а 3 .1

Расчетные характеристики регуляторов РДУК и РДБК

Если в паспортных данных регулятора приводится величина расхода газа при значениях входного и выходного давления, то с достаточной для инженерных расчетов точностью возможно оп­ ределить действительную пропускную способность регулятора по формуле:

51

ч>

Рис. 3.2. Зависимость коэффициента (р от отношения Pi/P\ приК= 1,32

р, рт— плотность газа действительная и приведенная в табли­ це справочника, кг/м3;

<р — коэффициент, зависящий от соотношения Рг/Pi, опре­ деляется по рис. 3.2;

<рт — коэффициент, зависящий от P-JPu, определяется по рис. 3.2;

Р1т — абсолютное выходное давление после регулятора по паспортным данным, МПа;

Р ь Р и — абсолютное давление газа перед регулятором, МПа, соответственно действительное и табличное.

Если отношение абсолютного давления газа на выходе после регулятора к давлению газа на входе (/УР[) менее 0,55, то для опре­ деления действительной пропускной способности регулятора ис­ пользуется формула

Для выбора регулятора предварительно задаются его типом, производят расчет Ушх и К3. Если К3< 10 %, принимается регулятор

52

с меньшим диаметром условного прохода; при К3> 80 % диаметр условного прохода увеличивается.

Пример 3.1. Расчетная нагрузка на ГРП составляет 2500 м3/ч, избыточное давление перед регулятором давления 0,325 МПа, из­ быточное давление после регулятора давления 0,16 МПа. Плот­ ность газа 0,63 кг/м3.

Подобрать регулятор давления.

Определяется максимальная пропускная способность ГРП: Vmax = 2500-1,2 = 3000 м3/ч.

Абсолютное давление газа перед регулятором Р, = 0,101 + 0,325 = 0,426 МПа.

Абсолютное давление после регулятора давления Р2 = 0,101 +0,16 = 0,261 МПа.

0261 = 0,613.

в0,426

По рис. 3.2 определяется коэффициент <р = 0,47.

Рассмотрим возможность применения регулятора давления универсального конструкции Казанцева РДУК 2В-100 с диаметром седла клапана 70 мм. При входном избыточном давлении 0,6 МПа пропускная способность РДУК 2В-100 составляет 9900 м3/ч. Плот­ ность газа 0,73 кг/м3.

Абсолютное давление газа перед регулятором по справочным данным

Pit = 0,101 + 0,6 = 0,701 МПа. 0261 = 0,372.

в0,701

По рис. 3.2 определяется коэффициент фт = 0,479. Действительная пропускная способность регулятора при рабо­

чем входном и выходном давлении определяется по формуле (3.5):

Коэффициент загрузки определяется по формуле (3.3):

53

К ,= 3000 100% = 47%. 6354

Коэффициент загрузки соответствует пределам устойчивой ра­ боты регулятора:

10 <47 <80.

Применение регулятора давления универсального конструкции Казанцева РДУК 2В-100 с диаметром седла клапана 70 мм обеспе­ чит пропускную способность и устойчивую работу при заданных ус­ ловиях.

Пропускная способность фильтра определяется исходя из макси­ мального допустимого перепада давления на его кассете, который ука­ зывается в паспорте на фильтр. Рекомендуются следующие макси­ мальные значения допустимого падения давления на кассете фильтра: сетчатого, висцинового — 5000 Па; волосяного — 10000 Па.

Если пропускная способность фильтра при расчетном входном давлении и заданной плотности газа отличается от табличных зна­ чений, то для пересчета применяется следующая формула:

данным, м3/ч; АРТ, Р 1т — соответственно перепад давления и давление газа на

входе в фильтр по паспортным данным, Па; рт — плотность газа по паспортным данным, кг/м3;

АР, Р\ — расчетный перепад давления, давление газа на входе при рабочих условиях, Па.

Если при выборе фильтра пропускная способность меньше тре­ буемой расчетной, необходимо выбрать фильтр большей пропуск­ ной способности или применить параллельную установку.

Выбор предохранительного сбросного клапана на ГРП осуще­ ствляется исходя из следующих условий. Количество сбрасываемо­ го газа КПск (м^ч) определяется в соответствии с «Правилами безо­ пасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» или с ГОСТ 12.2.085-82 или с достаточной для инженерных расчетов точностью по формуле (3.4).

54

При наличии перед регулятором давления предохранительного запорного устройства

Гпск » 0,00057,

где 7 — расчетная пропускная способность регулятора давления при заданном входном и выходном давлении, м3/ч.

При отсутствии перед регулятором предохранительного запор­ ного устройства количество сбрасываемого газа должно соответст­ вовать следующим условиям:

- для регуляторов с золотниковым клапаном

Гпск > 0,017;

- для регулирующих заслонок с электроприводом

КПСк > 0,027

Методика расчета количества газа, сбрасываемого ПСК, приво­ дится в прил. XV.

Предохранительный запорный клапан выбирается по паспорт­ ным и справочным данным исходя из расхода газа, проходящего че­ рез регулятор, максимального давления на входе в регулятор, вы­ ходного давления газа после регулятора. Как правило, диаметр сед­ ла предохранительного запорного клапана должен соответствовать диаметру седла клапана регулятора давления.

3.3. Определение количества ГРП

вгазораспределительной сети города

При проектировании многоступенчатых систем газоснабжения возникает вопрос об оптимальном радиусе действия газорегулятор­ ных пунктов. Стоимость газораспределительной системы включает затраты на сети среднего и высокого давления, сети низкого давле­ ния, затраты на газорегуляторные пункты. Увеличение радиуса дей­ ствия ГРП приводит к уменьшению затрат на сети среднего давления и сооружение ГРП и к увеличению затрат на сети низкого давления.

Оптимальное количество и радиус действия ГРП определяется в результате технико-экономического обоснования. Одним из воз­ можных критериев сопоставления систем газоснабжения являются

55

приведенные затраты. Оптимальное количество ГРП соответствует минимальным приведенным затратам.

Оптимальное количество ГРП можно определить двумя спосо­ бами: многовариантным и аналитическим. Многовариантный спо­ соб заключается в том, что рассчитываются несколько вариантов с различным количеством ГРП и определяются приведенные затра­ ты для каждого варианта. Недостатком этого способа является тру­ доемкость и недостаточная точность. Аналитический способ осно­ ван на рассмотрении математической модели идеальной газовой се­ ти, в которой кольца имеют форму квадратов.

Площадь, обслуживаемая одним ГРП, определяется по формуле

tjx&F' — площадь, обслуживаемая одним регуляторным пунктом, м2; R — оптимальный радиус действия ГРП, м.

В общем случае площадь, обслуживаемая всеми ГРП в городе,

где F — площадь застройки с учетом проездов, м2; п — количество ГРП.

Отсюда количество ГРП с учетом оптимального радиуса дейст­ вия ГРП определяется по формуле

Формула для определения оптимального радиуса действия по­ лучена на основе обработки статистических данных:

£0,388др0,081

Л = 6,5

x0,24S (т е )0,т ’

где С — стоимость ГРП, зависит от пропускной способности ГРП, строительных конструкций и вида газового обору­ дования, руб. (в ценах 1984 года 7470 руб.);

ДР — расчетный перепад давления в распределительных сетях низкого давления, Па;

56

х— плотность газовой сети, определяется по эмпирической формуле (измеряется в метрах газопровода на квадрат­ ный метр поверхности, м/м2),

х= 0,0075 + 0,003/и/100;

т— средняя плотность населения, чел/га,

е— удельный расход газа на 1 человека, м3/(ч-чел),

где V„— расчетный часовой расход газа в населенном пункте, м3/ч; Nx — количество жителей.

Контрольные вопросы

1.Назначение и размещение ГРП, ШРП, ГРПБ, ГРУ.

2.Принципиальная схема ГРП и его основное оборудование.

3.Регуляторы давления, требования, предъявляемые к ним.

4.Предохранительные запорные клапаны, предъявляемые к ним требования.

5.Предохранительные сбросные клапаны, предъявляемые к ним требования.

6.Основные типы устройств измерения расхода газа.

7.Основы подбора регуляторов давления.

8.Размещение продувочных и сбросных трубопроводов и от­ ключающих устройств на вводе и выводе отдельно стоящих ГРП.

9.Определение количества ГРП в газораспределительных сис­ темах населенных пунктов.

57

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

СЕТЕЙ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ

Проектирование газораспределительных сетей из полиэтилено­ вых газопроводов имеет ряд особенностей. При прокладке наруж­ ных подземных газопроводов из полиэтилена необходимо учиты­ вать количество и расположение в районе прокладки различных инженерных коммуникаций: тепловых сетей, водоводов, электри­ ческих кабелей и кабелей связи. Проведение ремонтных работ на смежных коммуникациях может привести к повреждению полиэти­ леновых труб. Поэтому необходимо обозначать трассу полиэтиле­ новых газопроводов в соответствии с существующими нормами, а при пересечении выполнять технические решения, исключающие возможность повреждения газопровода, проникновения газа в ком­ муникации и движения вдоль них. Газораспределительные сети от­ носятся к опасным производственным объектам, и на них распро­ страняются положения федерального закона «О промышленной безопасности» [6].

4.1. Общие сведения о проекте газораспределительной системы

Требования к составу проектной документации регламентиру­ ются нормативными документами СНиП 11-01-95. Проектная до­ кументация включает в себя следующие основные разделы: поясни­ тельную записку; план и профиль газопровода с геологическими данными; проект организации строительства; строительную часть; сметы. Проекты систем газораспределения поселений и газопотребления должны быть разработаны с учетом требований правил безо­ пасности [5], строительных норм и правил [2, 3,4] и других норма­ тивных документов, согласованных с Госгортехнадзором России. Разработка проектной документации на строительство газопрово­ дов осуществляется на основании утвержденных в установленном порядке схем газоснабжения поселений.

58

Согласование и предоставление (отвод, передача в аренду) зе­ мельных участков для строительства газопроводов производятся органами местного самоуправления в соответствии с основными положениями Земельного кодекса России, земельного законода­ тельства субъектов Российской Федерации, законами об основах градостроительства, об охране окружающей среды, а также норма­ тивно-правовыми актами, регулирующими землеприродопользование, проектирование и строительство.

Проектная схема газораспределительной сети и конструкция газо­ провода должны обеспечивать безопасную и надежную эксплуатацию газопровода в пределах нормативного срока, транспортировку газа с заданными параметрами по давлению и расходу без образования кон­ денсатных закупорок. Принятые проектные решения должны обеспе­ чить возможность оперативного отключения потребителей газа. При проектировании газораспределительных систем учитывается плани­ ровка поселений, плотность и этажность застройки, объемы потреб­ ляемого газа, наличие и характеристики газопотребляющих устано­ вок, стоимость труб, оборудования, строительства и эксплуатации.

Проекты на строительство (реконструкцию) систем газорас­ пределения и газопотребления, их элементов выполняются органи­ зациями, которые имеют специалистов с опытом работы в этой об­ ласти, нормативно-техническую базу и лицензию.

Вся проектная документация проходит экспертизу промыш­ ленной безопасности. Заключение экспертизы промышленной безопасности рассматривается и утверждается органами Госгортех­ надзора России.

Проекты газораспределительных сетей должны содержать дан­ ные геолого-гидрологических изысканий, которые необходимы при выборе глубины заложения газопровода и при расчетах газопроводов на прочность. Данные геолого-гидрологических изысканий позволят выбрать грамотные технические решения при разработке проекта про­ изводства работ по строительству газопровода. Возможность исполь­ зования материалов топографических, гидрологических и геологиче­ ских изысканий, срок давности которых превышает 2 года, должна быть подтверждена территориальными органами архитектуры.

Проектная документация систем газораспределения и газопо­ требления согласовывается заказчиком с газораспределительной организацией на соответствие ее выданным техническим условиям

59

до утверждения. Если в течение 24 месяцев не было начато строи­ тельство, то проект газораспределительной системы подлежит по­ вторному согласованию.

Технические условия на присоединение к газораспределитель­ ной сети выдаются газораспределительными организациями. Тех­ нические условия содержат следующие сведения: данные о точке подключения к газораспределительной сети с указанием месторас­ положения ее в плане, давлении газа в точке подключения, диамет­ ре и материале труб; о средствах электрохимической защиты (для стального газопровода), о коррозионной агрессивности грунтов и наличии источников блуждающих токов.

Проекты наружных газопроводов следует выполнять на топо­ графических планах в масштабах, предусмотренных требованиями нормативных документов [9]. Продольные профили составляются для газопроводов, прокладываемых на местности со сложным рель­ ефом, а также для технически сложных объектов при применении новых технологий, для подземных газопроводов на территории по­ селений. Для участков газопровода, прокладываемого на местности со спокойным рельефом и однородными грунтовыми условиями, за исключением участков пересечений газопровода с естественными и искусственными преградами, различными сооружениями и ком­ муникациями, продольные профили можно не составлять. Для та­ ких участков в местах пересечения с коммуникациями рекоменду­ ется составлять эскизы. Условные обозначения на чертежах и схе­ мах газораспределительных систем приводятся в прил. XVI.

Выбор трассы газопроводов производится из условий обеспе­ чения экономичного строительства, надежной и безопасной экс­ плуатации газопроводов с учетом перспективного развития поселе­ ний, предприятий и других объектов, а также прогнозируемого из­ менения природных условий.

4.2.Общие требования

ктрассе полиэтиленовых газопроводов

Схема газораспределительной сети из полиэтиленовых трубо­ проводов может быть тупиковой, кольцевой или смешанной. Выбор одноступенчатой или двухступенчатой схемы может осуществ­ ляться на основе технико-экономического обоснования нескольких

60