Файл: Курсовая работа помдк0201 по специальности 21. 02. 03 Технологический расчет магистрального газопровода.docx

Т₀= 190 К

T_возд =198 К

ꭅ_гр=1,43Вт/(мК)

Cостав газа	% по объему	Ткр, К	Ркр, МПа	Плотность (ρ), кг/м3	Молярная масса, кг/моль
Метан	63,7	190,6	4,74	0,6687	16,043
Этан	10,2	305,3	5,26	1,264	30,07
Пропан	12,6	368,8	4,49	1,872	44,097
Бутан	7,6	426,0	3,6	2,519	58,124
Пентан	3,6	470,4	3,41	3,228	72,151
Двуокись углерода	0,7	304,3	7,54	1,8423	44,011
Азот и редкие	1,8	126,0	3,39	1,1651	28,016

3.1 Определение диаметра газопровода и числа компрессорных станций\

Расчет выполнен в следующем порядке:

1 По известному составу определяются основные физические свойства газа:

- плотность газа при стандартных условиях по формуле (.1)

- относительная плотность газа по воздуху по формуле (.2)



- молярная масса газа по формуле (.3):



- псевдокритическая температура газовой смеси по формуле (.4):

,

- псевдокритическое давление газовой смеси по формуле (.5)



- газовая постоянная по формуле (.6) ,

В соответствии с таблицей(смотрите ниже )

---

принимаю ориентировочное значение диаметра газопро­вода. В настоящее время магистральные газопроводы

проектируются на рабочее давление Р = 7,5 МПа.

Принимаю D_у = 700 мм;

Dy, мм	Годовая производительность Qгод, млрд. м3/год
	РНАГ=5,5 МПа; Рвс=3,8 МПа	РНАГ=7,5 МПа; Рвс=5,1 МПа
500	1,6...2,0	2,2...2,7
600	2,6... 3,2	3,4...4,1
700	3,8...4,5	4,9...6,0
800	5,2...6,4	6,9...8,4
1000	9,2...11,2	12,1...14,8
1200	14,6... 17,8	19,3...23,5
1400	21,5...26,4	28,4...34,7

2 Рассчитываю оценочную пропускную способность газопровода (коммерческий расход, млн. м³/сут)



Выбрала тип центробежного нагнетателя и привода – H-300-1,23. По паспортным данным ЦН определила номинальные давления всасывания Р_вси нагнетания Р_НАГ.

Р_вс = 3,63МПа

Р_наг=5,49МПа

Полагая, что рабочее давление в газопроводе Р равно номинальному давлению нагнетания, вычисляю толщину стенки δ₀ газопровода и расчетное сопротивление металла .

3По рабочему давлению и толщине стенки выбираю поставщика труб (приложение 2), определяю предел прочности σ_вр.

σ_вр- 550 МПа





Вычисленное значение толщины стенки δ₀ округляю в большую сторону

---

до стандартной величины δ из рассматриваемого сортамента труб, после чего определяю значение внутреннего диаметра D:

δ= 10 мм

D= 1020 мм

4 Определяю давления в начале и в конце линейного участка газопровода

;

5

5 Рассчитываю среднее давление в линейном участке газопровода:

.

Значение среднего давления газа необходимо мне для определения его физических характеристик, а также для нахождения количества газа, находящегося в трубопроводе.

Величина среднего давления в газопроводе, всегда выше среднеарифметической: с увеличением разности Р_н и Р_к будет возрастать и разница этих значений.

Для расчета расстояния между КС задаю в первом приближении ориентировочным значением средней температуры на линейном участке.

В первом приближении принимаю Т_н =293... 303 К (20...30° С); Т₀ – температура окружающей среды на уровне оси газопровода.

Т_СР = 0,5(Т_н + Т₀) = 0,5(198+190)= 194K

6 При Р = Р_СР и Т =T_CР по формулам рассчитываю приведенные температуру Т_ПР и давление Р_ПР :

;

7 По формулеопределяют коэффициент сжимаемости



8 Полагая что в первом приближении режим течения квадратичным, рассчитываю коэф­фициенты гидравлического сопротивления λ_тр и λ

где к_э =0,03 (по рекомендации ВНИИГаз) - значение эквивалентной шероховатости стенки газопровода; Е -коэффициент гидравлической эффективности газопровода, который характеризует уменьшение производительности в результате повышения гидравлического сопротивления газопровода, вызванного образованием скоплений влаги, конденсата и выпадением гидратов, Е=0,95 при наличии на газопроводе устройств для периодической очистки внутренней полости тру­бопровода, а при отсутствии указанных устройств E=0,92.

---

,



9 Определяю среднее ориентировочное расстояние между КС



10 Определяю число компрессорных станций



которое округляется до целого п_кс(как правило в большую сторону). п_кс=2

11Уточняю расстояние между КС по формуле



На этом первый этап технологического расчета газопровода завершаю.

3.2.Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Расчет выполняю в следующем порядке:

В качестве первого приближения принимаю значения , Z_ср и Т_ср :



Z_ср=1,087

Т_ср=194К

1)По формуле определяю первое приближение величины Р_к





2)По формуле с использованных известных значений Р_н и Р_к, определяю уточненное среднее давление Р_СР.



3)По формуламопределяю средние приведенные давление Р_пр и температуру Т_ПР.

; 0,78МПа

4)Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляю уточненное значение Т_СР. Для этого использую величины средней удельной теплоемкости С_p, коэффи­циента Джоуля-Томсона Di и коэффициента a_i вычисленные при найденных значениях Р_ср и Т_ср первого приближения по формулам:

С_р =1,695 + 1,838·10^-3Т_СР+1,96·10⁶ (Р_СР-0,l)/

---

Т³;

С_Р=1,695 + 1,838·10^-3194+1,96·10⁶ (5,289-0,l)/194³=2.638[кDж/(кгК)];



;

,

где К_cp - средний на участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружаю­щую среду, определяемый в зависимости от способа прокладки газопровода.

5) Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи при подземной прокладке газопровода без теплой изоляции можно определить также по формуле:



где D - диаметр газопровода м; К - базовый коэффициент теплопередачи для газопровода диаметром 1 м, К = 2 Вт/(м К)





6)По формулам при Р = Р_ср и Т = Т_ср вычисляю Р_пр, Т_пр, μ и Z_CT во втором приближении.

;



7)Динамическую вязкость газа (Па∙с) определяю по формуле



8)По формуламопределяю значения Re, и ,

=37890710 _ТР=0,0

---