Рельефный газопровод

Рассмотрим газопровод, состоящий из n наклонных участков с осредненным постоянным уклоном (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Расчетная схема рельефного газопровода

Для каждого наклонного участка справедливо соотношение

(2.71)

В целом для рельефного газопровода .

Исключая неизвестные значения давления в узловых точках профиля трассы, для всего газопровода в целом можно записать

. (2.72)

Обозначив выражение в скобках

, (2.73)

выразим из (2.72) значение массового расхода газа для негоризонтального (рельефного) газопровода

. (2.74)

Значение y_НГ можно упростить. Полагая, что отметка начальной точки газопровода y_Н=0; и , окончательно получим

. (2.75)

Величина y_НГ не зависит от G, а определяется в соответствии с геометрическими размерами участков и свойств перекачиваемого газа при средних значениях давления и температуры.

Выразим значение a_y через относительную плотность газа по воздуху

. (2.76)

С учетом (2.76) объемная производительность (коммерческий расход в млн. м³/сут) рельефного газопровода составит

. (2.77)

Температура Т и коэффициент сжимаемости z принимаются средними по длине участка газопровода.

2.3.7. Коэффициент гидравлического сопротивления.

Коэффициент эффективности

Закономерности изменения гидравлического сопротивления для капельной жидкости и для газа одни и те же. Поэтому нет принципиальных различий в расчете коэффициента гидрав­лического сопротивления для нефтепроводов и газопроводов. Как и для капельной жидкости, коэффициент гидравлического сопротивления при перекачке газа является функцией числа Рейнольдса и шероховатости внутренней поверхности стенки трубы. В настоящее время для расчета коэффициента сопротивления трения отраслевыми нормами проектирования [13] рекомендуется универсальная формула ВНИИГаза

, (2.78)

которая по своей структуре аналогична известной формуле Альтшуля зля зоны смешанного трения.

В магистральных газопроводах наиболее распространен квадратичный режим течения газа. Режим смешанного трения возможен при неполной загрузке газопровода. Режим гидравлически гладких труб характерен для распределительных газопроводов малого диаметра (газовые сети в населенных пунктах).

Из формулы (2.78) следуют частные случаи:

§ в зоне гидравлически гладких труб при

; (2.79)

§ в зоне квадратичного трения при

. (2.80)

Как и в нефтепроводах, режим течения газа характеризуется числом Рейнольдса

, (2.81)

где Q – коммерческий расход газа, млн. м³/сут;

D – внутренний диаметр газопровода, м;

m – динамическая вязкость газа, Па×с.

Переходное (от смешанного трения к квадратичному трению) значение числа Рейнольдса определяется по формуле

. (2.82)

По данным ВНИИГаза среднее значение эквивалентной шероховатости стенки трубопровода рекомендуется принимать k_Э=0,03 мм.

Для учета местных сопротивлений на линейной части газопровода рекомендуется принимать коэффициент гидравлического сопротивления на 5% больше коэффициента сопротивления трения l_ТР. Величина коэффициента гидравлического сопротивления газопровода рассчитывается из выражения

, (2.83)

где E – коэффициент гидравлической эффективности газопровода.

Коэффициент гидравлической эффективности характеризует уменьшение производительности в результате повышения гидравлического сопротивления газопровода, вызванного образованием скоплений влаги, конденсата и выпадением гидратов. Согласно нормам ОНТП 51-1-85, для расчета l значение коэффициента гидравлической эффективности принимается равным 0,95 при наличии на газопроводе устройства для периодической очистки внутренней полости трубопровода, а при отсутствии указанных устройств принимается равным 0,92.

Коэффициент гидравлической эффективности в процессе эксплуатации определяется для каждого участка между КС не реже одного раза в год. По величине E судят о загрязненности линейной части газопровода. При превышении указанных значений Е необходимо проводить очистку полости газопровода. Скопления воды и конденсата удаляют продувкой. Если это не приводит к необходимому эффекту, по газопроводу пропускают очистные поршни.

Дата добавления: 2014-01-05