Файл: Обозначение и сокращение.docx

2. Расчетная часть

2.1 Гидравлический расчет газопровода-отвода

Цель расчета: определение давления в конце газопровода-отвода.

Исходные данные:

Пропускная способность газопровода-отвода, qсут, млн. м3/сут.	0,384
Начальное давление участка газопровода-отвода, Рн, МПа Конечное давление участка газопровода-отвода, Рк, МПа	2,2 2
Длина участка газопровода-отвода, L, км	0,5
Диаметр участка газопровода-отвода, Dн ∙ ,мм	1590
Среднегодовая температура грунта на глубине залегания газопровода-отвода, tгр, 0С	11,8
Температура газа в начале участка газопровода-отвода, tн , 0С	29
Коэффициент теплопередачи от газа к грунту, k, Вт /(м20С)	1,5
Теплоемкость газа, ср, ккал/(кг°С)	0,6
Состав газа приведен в таблице таблица 3.

Таблица 3- Состав и основные параметры компонентов газа месторождения

Компо­нент	Химическая формула	Концентрация в долях единицы	Молярная масса, кг/кмоль	Критическая темпера­тура, К	Критическое давление, МПа	Динамическая вязкость, кгс·с/м2х10-7
1	2	3	4	5	6	7
Метан	СН4	0,619	16,043	190,5	4,49	10,3
Этан	С2Н6	0,0055	30,070	306,0	4,77	7,5
Пропан	С3Н8	0,006	44,097	369,0	4,26	6,9
Продолжение таблица 3.
1	2	3	4	5	6	7
Бутан	С4Н10	0,0022	58,124	425,0	3,5	6,9
Двуокись углерода	СО2	0,101	44,011	305,0	7,28	13,8
Азот	N2	0,0002	28,02	126,0	3,39	16,6
Сероводород	Н2S	0,2676	34,082	373,5	7,33	12,6

---

Для выполнения гидравлического расчета предварительно выполняем расчет основных параметров газовой смеси.

Определяем молекулярную массу газовой смеси, М _см , кг/кмоль

(2.1)
где а₁, а₂, а_n - объемная концентрация, доли единиц;

М₁, М₂, М_n- молярная масса компонентов, кг/кмоль.
М_см = 0,619 ·16,043 + 0,0055 · 30,071 + 0,006 · 44,097 + 0,0022 · 58,124 +

+ 0,101 · 44,011 + 0,0002 · 28,02 + 0,2676 · 34,082 = 24,06 кг/кмоль
Определяем плотность смеси газов, ρ, кг/м³

(2.2)
где М _см- молекулярная масса, кг/моль;

22,414 - объем 1 киломоля (число Авогадро), м³/кмоль.


Определяем плотность газовой смеси по воздуху, Δ

(2.3)
где  - плотность газа, кг/м³;

1,293 - плотность сухого воздуха, кг/м³.


Определяем динамическую вязкость газовой смеси, _см,кгс·с/м²

(2.4)

где ₁, ₂, _n, - динамическая вязкость компонентов газовой смеси, кгс·с/м², [таблица 3].


Определяем критические параметры газовой смеси, Т_кр.см, К, Р_кр.см., МПа

(2.5)
где Т_кр1, Т_кр2, Т_крn - критическая температура компонентов газовой смеси, К, [таблица 3].

(2.6)
где Р_кр1, Р_кр2, Р_крn - критическое давление компонентов смеси, МПа, [таблица 3].

Определяем среднее давление газа на участке газопровода,Р_ср , МПа

(2.7)
где Р_н - начальное давление на участке газопровода, МПа;

Р_к - конечное давление на участке газопровода, МПа

---

Определяем среднюю температуру газа по длине расчетного участка газопровода, t_ср,°С

(2.8)

(2.9)
где t_н - температура газа в начале расчетного участка, °С;

d_н - наружный диаметр участка газопровода, мм;

L - длина участка газопровода, км;

q_сут – пропускная способность участка газопровода, млн.м³/сут;

 - относительная плотность газа по воздуху;

С_р - теплоемкость газа, ккал/(кг°С);

k- коэффициент теплопередачи от газа к грунту, ккал/(м²ч°С);

е - основание натурального логарифма, е = 2,718.







Определяем приведенные температуру и давление газа,Т_приР_пр,
(2.11)

(2.12)

где Р_ср. и Т_ср. - соответственно средние давление и температура газа, МПаи К;

Р_кр.см. и Т_кр.см. - соответственно критические давление и температура газа,МПаи К.



Определяем коэффициент сжимаемости газа по номограмме в зависимости отР_пр и Т_пр,

Z = 0,98

Для определения пропускной способности газопровода или его участка при установившемся режиме транспорта газа, без учета рельефа трассы, пользуются формулой, q_сут, млн.м³/сутки.

, (2.13)

где d_вн– внутренний диаметр газопровода, мм;

Р_ни Р_к – соответственно начальное и конечное давления участка газопровода, кгс/см²;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления (с учетом местных сопротивлений по трассе газопровода: трение, краны, переходы и т.д.). Допускается принимать на 5% выше λ

---

_тр;

Δ – относительный удельный вес газа по воздуху;

Т_ср – средняя температура газа, К;

L- длина участка газопровода, км;

Ζ– коэффициент сжимаемости газа.

Из формулы (2.13) выражаем Р_к,, кгс/см²

(2.14)
Гидравлический расчет выполняем в следующей последовательности

Определяем число Рейнольдса, Re

(2.15)

где q_сут - суточная пропускная способность участка газопровода, млн.м³/сут;

D_вн - внутренний диаметр газопровода, мм;

 - относительная плотность газа;

 - динамическая вязкость природного газа; кгс·с/м².

Так как R_e >> 4000, то режим движения газа по трубопроводу турбулентный, квадратичная зона.
Коэффициент сопротивления трения для всех режимов течения газа определяется по формуле, λ_тр

(2.16)

где К_Э– эквивалентная шероховатость (высота выступов, создающих сопротивление движению газа), К_Э= 0,06 мм,


Определяем коэффициент гидравлического сопротивления участка газопровода с учётом его усреднённых местных сопротивлений, λ ,

(2.17)
где Е - коэффициент гидравлической эффективности,Е = 0,95.



По формуле (2,14) определяем давление в конце участка газопровода-отвода.


Вывод: Полученное значение давления соответствует эксплуатационному на конечном участке газопровода, то есть на входе в ГРС.

---

2.2 Расчет регуляторов давления газа

Цель расчета: рассчитать типоразмер регулятора для данной газораспределительной станции.

Исходные данные:

Пропускная способность ГРС, Q_сут, м³/сут 384000

Давление газа на входе в ГРС, Р_1, кгс/см² 22

Давление газа на выходе из ГРС, Р_2, кгс/см² 2

Плотность газовой смеси, , кг/м³ 1,1

Температура газа на входе в ГРС, Т,⁰С 29
Типоразмер регулятора и регулирующего органа выбирают по коэффициенту пропускной способности С. Он зависит от режима истечения газового потока через регулятор, т.е. от перепада давления на регулирующем органе.
Для критического режима истечения:

(2.18)

где Р₁, Р₂ - давление газа на входе и выходе ГРС, МПа.



Определяем коэффициент пропускной способности, С, т/ч

(2.19)

где Р₁ и Р₂ – давление газа на входе и выходе регулятора, кгс/см²_;

Q_max – максимальный расход газа, м³/ч;

Т – температура газа на входе в регулятор, К;

_н – плотность газа при нормальных условиях, кг/м^{3 .}
Исходя из исходных данных выбираем формулу для проверочного расчета регулятора.
Т=273+29=302 К

т/ч

Вывод: в результате выполненного расчёта получили следующие показатели: Температуру Т= 302 К и Коэффициент пропускной способности С= 49,7 т/ч.

2.3 Проверочный расчет пылеуловителей.

2.3.1. Определение необходимого количества пылеуловителей

Цель расчёта: проверка количества пылеуловителей, установленных на площадке компрессорного цеха.

Исходные данный:

Суточная пропускная способность компрессорного

цеха G, млн. м'/сут 100

Температура газа в начале участка газопровода L, км 25

Давление газа на входе в пылеуловитель Рвх

---