Файл: Баясанов, Д. Б. Автоматизированные системы управления трубопроводными объектами коммунального хозяйства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
в технико-экономических показателях этих процессов. Опу ская обозначения в предыдущих уравнениях, рассмотрим
эту задачу с выходом на ЭВМ в АСУ системы газоснаб жения.
Мощность компрессорной станции определяют по фор муле
0,736РатmQ |
Р 1 |
(3.166) |
||
86 400.75 |
П Р2 |
|||
|
||||
где Р атм — атмосферное давление; |
|
и Q— давление и расход на |
||
выходе из компрессорной станции; |
Р г — давление на входе в ком |
|||
прессорную станцию; ц — к. п. д. |
для компрессорной станции. |
|||
Мощность по компрессорной станции является основным
составляющим элементом в выражении затрат на перекач
ку газа, определяемых в виде следующей суммы эксплуата
ционных затрат:
|
3 = 9 1N + |
3 2 + a a N = N S 1 + 3 2, |
(3.167) |
где |
и Э ^ — часть |
эксплуатационных |
расходов по |
компрессорной станции |
соответственно пропорциональных |
||
расходуемой мощности компрессорных машин и не завися
щих от мощности компрессорных машин в руб/с; а — вели
чина амортизационных отчислений в руб/квт-с; а — коэф
фициент резерва; 3 — общие эксплуатационные затраты по
компрессорной станции в руб/с.
Отнесем общие затраты к расходу газа на выходе ком
прессорной станции:
3 _ |
N S 1 + 9 a |
0тек |
(3.168) |
Отек |
|
где С — себестоимость перекачки |
единичного объема газа в руб. |
За промежуток времени Т формула (3.168) будет выглядеть следующим образом:
тт
$3dt |[У (0 $1 +Э 2]<И
С = ~ -------- |
= J—f ----------------- |
• |
(з.шэ) |
|
j Отек (0 dt |
J Отек (0 dt |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
Подставив в выражение (3.169) функционала значение N, получим:
209
р
0,003827QBbiX.KC (t) |
In -г1 |
+ 3 2 |
С = - |
“2 |
(3.170) |
|
||
J втек ( 0 |
dt |
|
Однако эта зависимость не учитывает явлений в отводящем
газопроводе и не может быть в таком виде использована в системе управления АСУ. Рассмотрим выражение (3.170)
для себестоимости перекачки газа совместно с отводящим
газопроводом. В этом случае вид функционала (3.170)
значительно усложняется, так как здесь учитываются
влияния температуры, протяженность газопровода и дру
гие факторы.
Выражение для расхода газа в газопроводе по основной
формуле с учетом разностей уровней имеет вид:
|
|
Q = c x |
( Р \ — P |e s ) S D b |
|
|
|
(3.171) |
||||
|
|
%ATsL z (eS — 1)J ’ |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где Q — расход |
газа; |
D — внутренний диаметр газопровода; Т 3 — |
|||||||||
температура газа на выходе газопровода в 0 К; |
А — плотность воз |
||||||||||
духа; X — коэффициент гидравлического сопротивления, равный по |
|||||||||||
|
|
0,00941 |
|
|
|
|
|
|
|
||
формуле Веймаута |
3/— "; г — коэффициент сжимаемости, равный |
||||||||||
|
|
V D |
100 |
|
|
|
|
|
|
||
по формуле ВНИИГаза |
-; |
Р 3 — давление на выходе |
|||||||||
|
|||||||||||
|
|
|
1 0 0 + 0 ,1 6 Р |.26 |
компрессорной |
станции; |
||||||
газопровода; Р г — давление на |
выходе |
||||||||||
2Д (Я2 — ЯЛ |
|
|
|
|
|
для |
воздуха); |
||||
5 = ------п~^г------- |
(гДе #в ~~ газовая постоянная |
||||||||||
гА Вг ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т ср — |
|
Я 2 и H j •— отметки уровней газопровода в начале и в конце; |
|||||||||||
средняя температура перекачиваемого газа. |
|
|
|
|
|||||||
Среднюю температуру перекачиваемого газа определяют |
|||||||||||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гер—+р + 273°к — |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
6 2 -6 W |
\ |
|
|
(3.172) |
||
frp + |
" |
h ~ tTt |
1—e ?дср -10в |
/+ 2 7 3 ° К, |
|||||||
rt |
|
62,6K m Da L |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
qA Cp ■ 10» |
|
|
|
|
|
|
|
||
где tcv — средняя температура |
перекачиваемого |
газа |
на |
выходе |
|||||||
КС; К т — коэффициент передачи |
от газа к грунту; |
q — производи |
|||||||||
тельность магистрального |
газопровода; |
Ср — теплоемкость газа; |
|||||||||
А — плотность |
газа |
по воздуху; L — протяженность газопровода |
|||||||||
210
Температуру же газа на выходе газопровода определяют
по формуле
А Ар
—Ар +
(/ЛСр • 10“
где е — основание натуральных логарифмов (е = 2,718).
Формула для определения средней температуры при прак
тическом ее использовании неудобна. Поэтому обозначим
выражение:
|
|
62,6/СтОнL = k. |
|
||
|
|
q&Cp- 10G |
|
|
|
Тогда можем записать: |
|
|
|
||
f —f I |
Ар . |
Л— t |
fc = in ^ = ^ £ . |
||
Гз_ггр+ |
ek |
’ |
|
— ; |
|
|
|
11 —Ар |
‘гр |
‘гр |
|
|
|
|
|
||
Разложим величину In А |
Ар |
в натуральный ряд и огра- |
|||
ничимся двумя |
его |
членами: |
|
|
|
|
, _А-^ |
|
|
|
|
ln^ L P _ |
2 |
|
|
|
|
А + А—2Ар 3(А + А—2^гр)
Следовательно, выражение для T cv примет вид:
Т’ср —273®К+ Ар—• |
__________А—Ар___________ |
(3.173) |
||
2 |
А— Ар |
(А—А)2 (А—Ар) |
|
|
А "Мз—2Ар 3 (А-{- А—2/Гр) _ |
|
|||
Подставим значения А = 0,55; |
Къ = |
29,27; г] = 0,7; |
||
D = 1,02 м; Р атм = |
1,003 кГ/см2; Я 2 = |
200 м; Н х = |
100 м. |
|
Получим, приведя значения расходов газа к нормальным-
условиям:
S = 0,3684182 (юо -ь o .ie p i .25) (1/к).
Т’ср
Разложим величину es в натуральный ряд и. ограничимся
двумя его. первыми членами. Тогда выражение (3.171)
211
примет вид:
|
|
D 5 |
|
P \ S |
P I S |
|
|
|
|
|
ХД |
|
r S ' i \: Г |
( S 2 |
~ |
\ |
|
3 = С | / |
|
г7Ц т +5,I |
^ ( y |
s ) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
= 1,701 |
|
|
P i |
(t) |
P1(/> |
• |
(3.174) |
|
У гГ1(|+|)> |
||||||||
|
|
|
|
|||||
Подставив значения QBbIX газопровода в формулу себестои
мости перекачки газа (ЗЛ70), получим:
т
j [o,003827QBW.KO(0 In dt
C — - |
тг |
|
p\(t) |
|
|
|
(3.175) |
|
|
a |
|
|
P W ) |
|
|||
1,701 |
У |
|
|
|
|
dt |
|
|
z T 3 L |
1 + |
|
zT :i L I |
— |
|
|||
или же |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00225(3шлх.кс (0 I n - 1 S i + 0,5283, dt |
|
||||||
|
|
|
|
|
Г2 |
|
|
(3.176) |
|
V |
|
|
|
|
|
||
|
p m |
|
put) |
dt |
|
|||
|
z T 3L 11 + 4 - '] |
z T 3l [ \ — S |
|
|||||
|
|
|
|
2 I |
|
Г |
2 |
|
Подстдвив значения z, S и выразив |
|
|
||||||
|
|
Q b u x .k c ( 0 |
— Qb x .kc |
( 0 |
Q t o iiji. k c ( 0 , |
. (3.177) |
||
где <2топл. кс — расход топливного газа на компрессорной |
станции, |
|||||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
10,00225s! In у-[<3вх.кс ( 0 ~ Qtoihi. kc ( 0 1 + 0,528Э2| dt |
|||||||
С = - |
|
|
Р2(100Г2р+0,16Р\ . 2 5 Г2р- |
1842ГСр - ' |
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
— 5,895РJ■ 25ГСр - |
0,00472Р§ ■5Тор)- |
|
|||
|
|
- |
100Р3Т2р— 0,16Г 2рР1 ■ » - |
1842Р| Гср - |
|
|||
J -T 3L |
|
— 5,895ГсрР1-г5-0,00472ГерР^'25___ |
dt. |
|||||
- 1 0 0 Г 2 - |
33933—108,59PJ.25 — 0,087Р§.5 |
|||||||
|
ср |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.178) |
212