Пропускная способность и режим работы магистрального газопровода (МГ) определяются совместной работой КС и линейных участков, его составляющих. При этом режимы работы отдельных КС и участков, в связи с различием их геометрических размеров, давления и температуры газа, значительно отличаются, что диктует необходимость поочередного расчета всех элементов системы. Выходные параметры одного элемента являются входными параметрами следующего за ним.
Таким образом, поочередно следуют расчеты работы участков и компрессорных станций. На каждом этапе ведется проверка соответствия полученных параметров условиям нормальной работы газопровода и оптимальности режима. По аналогичной схеме будет работать математическая модель МГ при расчетах на ЭВМ. Для ее реализации требуется формализовать работу основных элементов системы: участок, газоперекачивающий агрегат (ГПА), пылеуловитель (ПУ), аппарат воздушного охлаждения (АВО). Рассмотрим поочередно основные уравнения, позволяющие оценить изменения параметров газа при его перемещении по элементам МГ, и на их основе составим алгоритмы решения важнейших задач эксплуатации газопровода.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
Задача 1(вариант №23)
Определить пропускную способность участка МГ длиной l = (100+46 = 146) километров и внутренним диаметром D = (1400-230 =1170 ) миллиметров. Давление и температура газа в начале участка Р1 =(7,36 – 0,05*23 = 6.21) МПа и Т = (290– 0,5*23 =278.5 ) К. Давление в конце участка Р2 = 5,0 МПа.
Температура грунта Т= (273 + 0,25*23 = 278.75) К. Транспортируется газ с относительной плотностью Δ =(0,56 + 0,02*23 = 1.02). Оценить влияние точности определения температуры и давления газа на точность определения пропускной производительности.
Ответ
Q = 27,75 млн м3/сут, Р2 = 3.98 МПа, Т2 = 275.5 К.
Решение
Для определения пропускной способности необходимо определить:
коэффициент гидравлического сопротивления;
среднее давление газа на участке;
среднюю температуру газа на участке;
физические свойства газа при Pср и Tср.
1. Точностью определения параметров участка зададимся с учетом на газопроводе приборов. Примем точность определения давления ∆Р =0,1 МПа и температуры ∆Т = 1К.
Определим средние значения давления и температуры газа в участке.
Р1 – абсолютное давление газа в начале участка, МПа;
Р2 – абсолютное давление газа в конце участка, МПа
Примем атмосферное давление Ра = 0,1 МПа, тогда Р1 = 6,31 МПа
Рср = 23(6.31+526,31+5) = 5.68 МПа
Ориентировочное значение средней температуры газа в участке определим из уравнения
где Т1 и Т2 – температура газа в начале и в конце участка, К.
Тср = 13278.5+23273 = 274.8 К
Определим физические свойства газа.
ст 1,205
где ρст – плотность газа при стандартных условиях, кг/м3
ст 1,205*1,02 1.22 кг/ кг/м3
Определим критические значение давления Ркр и температуры Ткр газа
Ркр = 0,1775*(26,831 - 1.22) = 4.54 МПа,
Ткр =155,24*(0,564 + 1.22) = 276.9 К.
Приведенные значения Рпр и Тпр
Рпр = Pср / Pкр = 5.68 /4.54 = 1.25,
Тпр = Тср / Ткр = 274.8 /276.9 = 1,05.
Найдем значение τ
τ = 1-1,68Тпр +0,78 Тпр2 +0,0107 Тпр3
τ = 1-1,68 *1,05+078*1,052+0,0107*1,053 = 0.111
Определим коэффициент сжимаемости газа z
Z = 1 - 0,024*1.250.111 = 0.72
Динамическая вязкость газа η
= 5,1*10-61+1.22(1.1-0,25*1.22)0,037+1,05(1-0,104*1,051+1.22230(1,05-1) = 11,2*10-6 Па*с
Рассчитаем удельную теплоемкость ср и коэффициент Джоуля – Томсона
Ср = 1,696+1,838*10-3 *274.8+1,96*106*5.68-0,1274.83 = 2.72 кДЖКг*К
D =1 2.72 (0.980*10-6274.82-1.5) =4.21
Для оценки гидравлического режима течения газа найдем значение переходной производительности Qп
Qп = 1,33*1061,172,511,2*10-6 1.02 =21.62 млн м3 / сут
Пропускная способность определяется по формуле
где q - пропускная способность участка (Т = 293К, Р = 0,1 МПа), млн
. м 3 /сут; Р1, Р2 - давление в начале и в конце участка, МПа; D - эквивалентный диаметр труб, м; z - коэффициент сжимаемости газа при среднем значении давления и температуры в участке; T - средняя температура газа в участке, К; l - длина участка, км; λ - расчетное значение коэффициента гидравлического сопротивления.
Q>Qп, следовательно газ течет при квадратичном режиме
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
