Гидравлический расчет газовых сетей
Гидравлический расчет газовых сетей — математич. метод определения диаметров труб участков газопроводов в зависимости от расходов газа и перепада его давления па участке сети. Вместо расчета давления во всех узлах можно рассчитывать его потери на каждом участке и при известном нач. давлении определить все узловые давления. Т.о. число неизвестных при Г.р.г.с. равно утроенному числу участков сети. Если сравнить число неизвестных с числом возможных ур-ний для расчета, то оказывается, что число неизвестных больше числа ур-ний. В таких случаях при инж. расчетах применяют дополнит, условия, с помощью к-рых можно замкнуть систему ур-ний. Обычно используют условие экономич. оптимизации. Для тупиковых сетей такое условие позволяет получить оптим. решение. Но следует отметить, что чисто гидравлич. постановка задачи расчета является неопределенной. При расчете кольцевых сетей возникает дополнит, неопределенность, связанная с распределением транзитных расходов (см. Газовая сеть). Строгого решения этой задачи нет, но, используя принципы надежности, можно получить приближ. решение. Если все же составить систему ур-ний и оптимизировать задачу, то для замыкающих участков будут получены нулевые расходы, а это значит, что кольцевая сеть "выродилась" в тупиковую. Следовательно, оптимизировать потокораспределение в кольцевой сети нельзя, что вытекает из самого принципа кольцевания сети, к-рый связан с введением структурного резерва. Кольцевая сеть с заданным потокораспре-делением также не поддается экономич. оптимизации в прямой, строгой постанов-кезадачи, т.к. при определении диаметров сети необходимо обеспечить транспортный резерв, к-рый позволит подавать газ наиболее удаленным потребителям при отказе головного участка сети. Оптимизац. процесс можно вести, используя спец. приемы и ставя задачу отыскания наиболее экономичного варианта при заданном уровне надежности. Итак, для всех газовых сетей чисто гидравлич. расчет не дает решения*. Он должен быть дополнен или экономич. ур-ниями, или принципом резервирования сети.
Сети низкого давления являются системами с распределит, параметрами, т.к. участки газопроводов нагружают путевыми расходами, т.е. расходами, к-рые раздают потребителям по пути движения потоков. Такая постановка задачи — следствие неполной исходной информации о потребителях, присоединяемых к газовой сети низкого давления, но даже при наличии полной информации использовать ее не удается из-за огромного кол-ва присоединяемых абонентов. Обычно сеть низкого давления разделяют на зоны с близкими хар-ками присоединяемых потребителей, и для этих зон считают нагрузку равномерно распределенной. По принятым условиям определяют расчетные расходы газа для участков сети. Для сетей высокого и среднего давлений расходы газа считают сосредоточенными и присоединенными в узлах. Исходя из этого определяют расчетные расходы для участков сети. Газовые сети всех давлений рассчитывают на заданные потери их. Эти потери для сети низкого давления определяют исходя из их необходимой гидравлич. устойчивости, а для сетей высокого и среднего давлений — из требуемого резерва пропускной способности. Такой принцип расчета связан со след. обстоятельствами. Во-первых, гор. сети не имеют нагнетателей (компрессоров). Газ к городу подходит под высоким давлением, к-рое создают компрессорные станции магистр, газопроводов, а в пределах гор. системы это давление на клапанах регуляторов, в сетях и соплах газовых горелок падает до барометрич. давления. Во-вторых, макс, давления строго регламентированы в газопроводах правилами безопасности, к-рые устанавливают пределы для возможных значений расчетных перепадов давлений. При такой постановке задачи расчета гор. газовых сетей определяют расходы газа и потери давления для всех участков. Для сетей высокого и среднего давлений учитывают изменение плотности газа с изменением давления, движение газа считают изотермич., а его темп-ру равной 0°С (что близко к зимним условиям). При расчете внутренних газопроводов учитывают изменение плотности газа и воздуха с высотой, т.е. увеличение избыточного давления природного газа.