Пояснювальна записка обсягом 15…20 стор має включати такі розділи

2.3.4. Витрати газу промисловими підприємствами


Згідно з завданням, на території населеного пункту розташовано три промислових підприємства і одна автомобільна газонаповнювальна компресорна станція (АГНКС). Для АГНКС у завданні на курсову роботу наведено годинні витрати газу, які приймаються безпосередньо за розрахункові витрати. Якщо витрати газу компресорною станцією становлять 300 м³/год і менше, то така АГНКС може живитися від міських розподільчих мереж низького тиску, а якщо більша за 300 м³/год, то така станція має бути підключена до мережі високого (середнього) тиску.
Для промислових підприємств у завданні на проектування надаються річні витрати газу V_п.п на технологічні потреби, млн м³/рік.
Розрахункові годинні витрати газу промислових підприємств визначаються за формулою:
,
де V_год – розрахункові годинні витрати газу промислових підприємств, м³/год; V_пп – річні витрати газу, м³/рік; m – кількість годин використання максимуму, год/рік.
Величина m приймається в залежності від числа робочих змін на підприємстві:

• 
  для підприємств, що працюють у 3 зміни
  

m = 6000–7000 год/рік;

• 
  для підприємств, що працюють у 2 зміни
  

m = 4500–5000 год/рік;

• 
  для малих підприємств з однозмінним режимом
  

m = 3000–4000 год/рік.


2.4. Трасування та розрахунок мереж високого тиску


При розробці плану траси кільцевої мережі високого (середнього) тиску необхідно керуватися такими міркуваннями:
а) перед трасуванням мережі на генплані населеного пункту треба розташувати усіх споживачів газу високого і середнього тиску, а саме: ГРП, промислові підприємства, опалювальну котельню, АГНКС;
б) кільцева мережа високого і середнього тиску має проходити у безпосередній близькості від споживачів газу. Відгалуження від мережі до споживачів мають бути якомога коротшими;
в) не рекомендується прокладання газопроводів високого тиску вулицями з інтенсивним рухом транспорту і вдовж житлових будинків підвищеної поверховості;
г) транспортування газу до окремих споживачів має здійснюватись найкоротшим шляхом. Сумарна довжина газопроводів високого тиску має бути мінімальною;
д) розташування газорозподільчої станції (ГРС) на генплані міста і положення точки сходу потоків газу слід вибирати такими, щоб витрати газу обох півкілець розрізнялися не більш як на 15-20 %. Для виконання цієї умови інколи доводиться міняти місцеположення ГРС або переносити в іншу зону котельню чи промислове підприємство. Іншим заходом, що допомагає вирівняти навантаження обох півкілець, є підключення крупного споживача з великими витратами газу безпосередньо до точки сходу потоків або до точки розгалуження потоків газу після ГРС.
Задачею гідравлічного розрахунку газопроводів є визначення їхнього діаметра в залежності від величини розрахункової витрати газу на ділянці та допустимого перепаду тисків.
Розрахунковий перепад тисків для кожного з півкілець визначається як різниця між тиском р_н на виході з ГРС (зазначено у завданні) та кінцевим тиском р_к у точці підключення найвіддаленого споживача газу. Якщо таким споживачем є промислове підприємство, то тиск р_к приймається рівним 0,22 МПа, а якщо у найвіддаленій точці підключається ГРП чи котельна, то р_к = 0,16 МПа.
Витрати тиску на місцевих гідравлічних опорах приймають рівними 10 % від лінійних витрат тиску. У розрахунках є доцільним враховувати витрати тиску на місцевих опорах за допомогою приведеної довжини l_пр ділянки, яка визначається множенням фактичної довжини l_факт на коефіцієнт 1,1:
l_пр = 1,1l_факт.
Гідравлічні розрахунки мережі високого тиску починаються з визначення питомої різниці квадратів тисків початкового Р²_п та кінцевого Р²_к, що припадає на один метр довжини газопроводу від ГРС до кінцевого споживача газу:
,
де Σl – сума довжин усіх розрахункових ділянок газопроводу (для одного півкільця мережі високого тиску).
За відомою величиною А визначається розрахункова різниця квадратів тиску на першій за ходом газу ділянці газопроводу:
.
Для визначення діаметра газопроводу на першій ділянці та величини дійсної різниці квадратів тиску на цій ділянці ΔР²_д1 є доцільним використовувати номограми, що наведено у дод.1. Кінцевий тиск для першої ділянки визначається за формулою:
,
де ρ_т = 0,73 кг/м³, якщо використовується номограма для природного газу № 1, та ρ_т = 0,79 кг/м³, якщо розрахунки проводяться за номограмою для природного газу № 2.
Розрахунки проводяться послідовно для кожної з наступних за напрямком руху газу ділянок. Розрахунки є доцільним проводити у формі табл.2.11.
Таблиця 2.11
Гідравлічний розрахунок високого (середнього) тиску

Номер ділянки	Розрахункові витрати газу Vр,м^3/год	Довжина ділянки l, м	Приведена довжина ділянки lпр, м	Питома різниця квадратів тиску	Розрахункова різниця квадратів тиску на ділянці Δp^2р = Аlпр	Діаметр газопроводу d×c,мм	Дійсна різниця квадратів тиску ΔР^2д	Початковий тиск на ділянці Рп, МПа	Кінцевий тиск газу на ділянці Рк, МПа

Слід враховувати, що номограми для гідравлічного розрахунку газопроводів високого (середнього) тиску (дод.1) складено у технічній системі одиниць (тиск вимірюється у кг/см² або у ата). Тому при використанні цих номограм можна приймати 1 кг/см² = 100 кПа = 0,1 МПа.
Кінцевий тиск у точці сходу потоків газу, отриманий як результат розрахунку обох півкілець мережі, має бути однаковим (припустимою є розбіжність у межі ± 5 %).


2.5. Гідравлічний розрахунок кільцевих
розподільчих мереж низького тиску


Розподільча мережа низького тиску проектується у курсовій роботі змішаною: шість центральних кварталів населеного пункту мають бути охопленими кільцевими мережами, а решта кварталів – тупиковими.
Особливу увагу слід приділити визначенню правильних напрямків руху газових потоків на окремих ділянках. При цьому слід керуватися такими положеннями:

• 
  газ від ГРП до будь-якого споживача має направлятися найкоротшим шляхом;
  
• 
  газ не повинен повертатися від точки, розташованої далі, до точки, розташованої ближче до ГРП;
  
• 
  точки збіжності потоків (так звані "нульові" точки) мають розміщатись симетрично відносно точок підводу газу до мережі;
  
• 
  у будь-якому кільці сумарна довжина ділянок, якими газ транспортується згідно з годинниковою стрілкою, орієнтовно має дорівнювати сумі довжин ділянок, якими газ транспортується проти годинникової стрілки;
  
• 
  ділянки довжиною 300 і більше метрів є доцільним розбити на дві окремих ділянки;
  
• 
  "нульові" точки збігу потоків газу можна призначати у будь-яких точках ділянок кільцевих мереж із урахуванням вищенаведених вимог.
  

Розрахункові витрати газу на окремих ділянках мережі низького тиску визначаються, виходячи із припущення про рівномірну роздачу газу вдовж довжини ділянки. У такому випадку путьові витрати газу на ділянці визначаються за формулою:
,
де V_пі – путьові витрати газу на ділянці, м³/год; v_{пит і} – питомі витрати газу, що припадають на 1 м довжини ділянки; l_і – довжина ді- лянки, м.
Якщо ділянка газопроводу постачає газ лише до одного кварталу населеного пункту (однобічна роздача), то питомі витрати цієї ділянки дорівнюють питомим витратам газу кварталом:
.
При цьому питомі витрати газу кварталом визначаються як результат ділення розрахункової витрати газу цього кварталу V_кв (приймається з табл.2.10) на сумарну довжину контуру Σl_i, що постачає газ до цього кварталу:
.
У випадку роздачі газу (одна ділянка постачає газ до двох сусідніх кварталів) питомі витрати ділянкою дорівнюють сумі питомих витрат кварталів:
,
де v_{пит і} – питомі витрати ділянкою, м³/год⋅м
Для спрощення гідравлічних розрахунків схема газопроводу із рівномірною роздачею газу V_п замінюється схемою газопроводу із зосередженою витратою газу, яка визначається за формулою:
,
і зветься "еквівалентною" витратою, м³/год.
Якщо через ділянку газопроводу пропускаються транзитні витрати газу V_тр, то розрахункові витрати газу для такої ділянки визначаються як сума:
,
де V_p – розрахункові витрати газу для ділянки, м³/год.
Гідравлічні розрахунки газопроводів мережі низького тиску проводяться за допомогою таблиць питомих втрат тиску [5].
Порядок проведення гідравлічних розрахунків розподільчої мережі низького тиску і форма таблиць наводиться у прикладі розрахунку.
Після закінчення всіх розрахунків і визначення сумарних витрат тиску за всіма напрямками руху газових потоків від ГРП до "нульових" точок перевіряється нев'язка втрат тиску в кожному окремому кільці за формулою:
%,
де ΣΔр_і – сума втрат тиску на всіх ділянках кільця.
Розрахунок вважається закінченим, якщо відносна нев'язка витрат тиску у кільцях не перевищує 10 %.
При визначенні діаметрів газопроводів розподільчих мереж низького тиску не рекомендується застосовувати трубопроводи діаметром менше ніж 50х3 мм. Газопроводи з діаметром менше ніж 50х3 мм не можна закладати у підземні траншеї згідно із Правилами безпеки у газовому господарстві.