«Разработка узла одоризации на газораспределительной станции»

2. Расчетная часть


2.1 Гидравлический расчет газопровода-отвода с целью определения пропускной способности

Цель расчета: определить пропускную способность газораспределительной станции.

Исходные данные:
Пропускная способность газопровода-отвода q_сут, млн.м³/сут. 0,48·10⁶;
Диаметр участка газопровода d_н,хмм 219х6;
Начальное давление участка газопровода Р_{н ,} МПа 4,5;
Длина газопровода-отвода L, км 0,3;
Среднегодовая температура грунта t_гр,⁰C 5,3;
Коэффициент теплопередачи от газа к грунту, К_т 1,5;
Теплоемкость газа, С_р, ккал/(кг·К) 0,6;
Начальная температура газа tн,⁰С 20.

Таблица 2 - Основные параметры компонентов газа

Компоненты	Объемная концентрация, в долях ед.	Молекулярная масса, кг/кмоль	Кр. темпер., К	Критическое давление МПа	Динамическая вязкость, кгс/м^2 10^-7
Метан	0,98	16,04	190,5	4,49	10,3
Этан	0,01	30,07	306	4,77	705
Пропан	0,0003	44,09	369	4,26	6,9
Бутан	0,0007	58,12	425	3,5	6,9
Пентаны	0,00023	72,15	470,2	3,24	6,2
Диоксид углерода	0,0007	44,01	305	7,28	13,8
Азот	0,008	28,02	126	3,39	16,6
Кислород	0,00007	32	154,96	5,01	1,94

Определяем молекулярную массу газовой смеси, Мсм, кг/кмоль

(1)

где V₁, V₂, V_n- объемные концентрации компонентов, %;

м₁, м₂, м_n – мольные массы компонентов, кг/кмоль;

Определяем плотность газовой смеси, , кг/м³


, (2)

где 22,4 – число Авогадро, м³/кмоль

Определяем относительную плотность газа по воздуху, , кг/м³


(3)

где _в – плотность сухого воздуха,

_в = 1,293 кг/м³ при стандартных условиях

Определяем динамическую вязкость газовой смеси, м_см, кгс/м²


(4)

где м₁, м₂, м_n – динамическая вязкость компонентов, кгс/м²

Определяем критическое давление газовой смеси, Ркр, МПа


(5)

где P_кр1, Р_кр2, Р_крn – критические давления компонентов, МПа

Определяем критическую температуру смеси газа, Ткр, К


(6)

где T_кр1, T_кр2, Т_крn – критические температуры компонентов, К

Определяем среднее давление газа на участке, Рср, МПа


(7)

где Рн – начальное давление газа, кгс/см²;

Рк – конечное давление газа, кгс/см²

Определяем среднюю температуру, Тср, К


(8)

где е – основание натурального логарифма, е = 2,718;

t_гр. – температура грунта на глубине залегания газопровода, ⁰С;
t_н – температура газа в начале расчетного участка, ⁰С


(9)

где К_т – коэффициент теплопередачи от газа к грунту, К_т = 1,25;

С_р – удельная теплоемкость газа, Ккал/кг ⁰С;
q – пропускная способность газопровода-отвода, млн. м³/сут.;
l - длина участка газопровода, км


Средняя температура газа, Тср, К


(10)



Определяем приведенную температуру газовой смеси, Тпр


(11)

Определяем приведенное давление, Рпр


(12)



По значениям Т_кр и Р_кр определяем коэффициент сжимаемости газовой смеси по графику [1]

Z = 0,93

Определяем число Рейнольдса, Re


(13)

где d_в – внутренний диаметр участка газопровода, мм;

q – пропускная способность, млн.м³/сут.;
 - относительная плотность газа по воздуху.


(14)

Определяем коэффициент сопротивления трению, л_тр

(15)

где К - эквивалентная шероховатость стенки труб, мм, К = 0,06 мм

Определяем коэффициент гидравлического сопротивления, с учетом местных сопротивлений и гидравлической эффективности газопровода, л


(16)

где Е – коэффициент гидравлической эффективности газопровода, Е= 0,95

Определяем пропускную способность газопровода-отвода, q_{cут, м}³/сут

Полученная в результате расчетная величина пропускной способности ГРС соответствует действительной.


2.2 Расчет оборудования газораспределительной станции

Цель расчета: подбор оборудования для газораспределительной станции - регулятора давления и предохранительного клапана.