Аккумулирующая способность участка газопровода

Одной из характерных особенностей работы магистральных газопроводов является неравномерность потребления газа на конечном пункте. Неравномерность газопотребления может быть сезонной и суточной.

Сезонная неравномерность зависит от климатических условий, то есть различным потреблением газа летом и в зимний отопительный период. Сезонная неравномерность компенсируется изменением режима работы КС либо подключением СПХГ.

Суточная неравномерность обусловлена различными режимами потребления газа в дневное и ночное время. В дневные часы потребление газа больше среднесуточного, в ночные часы – меньше. Вследствие суточной неравномерности отбор газа из последнего участка не постоянен, следовательно, масса газа, заключенного в нем, изменяется во времени. В ночное время происходит накопление газа, начало этого процесса соответствует точке a. Точка b характеризуется завершением периода накопления газа и началом процесса отбора. В этот момент времени в последнем участке газопровода содержится наибольшее количество газа. Период отбора заканчивается в точке c, в этот момент времени количество газа в последнем участке будет наименьшим (рис. 2.16).

Рис. 2.16. График суточной неравномерности газопотребления

Начальное и конечное давления на последнем участке газопровода также будет изменяться. Их максимум (P_1max, P_2max) будет соответствовать моменту времени b, а минимум (P_1min, P_2min) – моменту времени c (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Распределение давления на участке газопровода

Для оценки аккумулирующей способности последнего участка, компенсирующую суточную неравномерность газопотребления, воспользуемся методом последовательной смены стационарных состояний. При этом будем полагать, что дважды в сутки расход газа в начале и конце участка равен среднесуточному расходу Q, а режим течения и распределение давления газа близки к стационарному. Сделаем также допущение, что средний коэффициент сжимаемости z и средняя температура T на участке не изменяются.

Масса газа, аккумулируемого в последнем участке, может быть определена из выражения

, (2.120)

где r_max – плотность газа при среднем давлении P_{СР max}, соответствующая концу периода накопления газа (точка b);

r_min – плотность газа при среднем давлении P_{СР min}, соответствующая концу периода отбора газа (точка c);

l_П – длина последнего участка газопровода.

Выразив плотность из уравнения состояния

,

и приведя массу газа M_ак к объему при стандартных условиях, получим

(2.121)

Найдем значения P_{СР max} и P_{СР min}

; (2.122)

, (2.123)

где P_{1 max} – максимальное давление в начале последнего участка, определяемое из условия прочности газопровода или из возможностей оборудования последней КС;

P_{2 min} – минимальное давление в конце последнего участка, определяемое исходя из требований потребителя (ГРС).

Неизвестные давления P_{2 max} и P_{1 min} найдем из соотношения

, (2.124)

где С – постоянный коэффициент, равный .

Тогда с учетом (2.124)

; (2.125)

. (2.126)

Определив значения P_{CP max} и P_{CP min} с помощью (2.125) и (2.126), и подставляя их в (2.121), окончательно получим

. (2.127)

Наибольшую аккумулирующая способность обеспечивает участок газопровода протяженностью

. (2.128)

Расчет аккумулирующей способности участка газопровода методом последовательной смены стационарных состояний приводит к погрешности, не превышающей 15…20% в сторону уменьшения фактической компенсации суточной неравномерности газопотребления (то есть расчет обеспечивает запас в 15…20%).

Дата добавления: 2014-01-05