МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Институт транспортной техники и организации производства
Кафедра: «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»
Курсовая работа
по дисциплине
Газоснабжение
Технологические энергоносители предприятий
Москва 2009 г

Данные


Введение
Система газоснабжения предприятий – двухступенчатая, среднего и низкого давления. Подключена через газорегуляторный пункт (ГРП) к сети высокого давления (Р_сети = 0.5 МПа). Между ГРП и газорегуляторной установкой (ГРУ) газоснабжения осуществляется по газопроводам среднего давления (ГСД), за ГРУ – по газопроводам низкого давления.
Все потребители газа среднего давления рассчитаны на номинальное давление 50 кПа и имеют коэффициент перегрузки по давлению К₁ = 1.3 . Аналогичные характеристики для потребителей газа низкого давления Р_н = 3 кПа , К₂ = 1.4

1. Путем суммирования потребления газа всеми потребителями, включенными в сети, строим график нагрузки сети для ГСД и ГНД
1.1 ГРАФИК НАГРУЗКИ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ (ГСД)

Максимальная нагрузка сети Q_max1= 4200 м³_/ч , минимальная Q_min1= 1400 м³_/ч
1.2 ГРАФИК НАГРУЗКИ СЕТИ ДЛЯ ГНД

Максимальная нагрузка сети , Q_max2= 850 м³_/ч, минимальная Q_min1= 500 м³_/ч
Неравномерность нагрузки сети равна:

Q_max и Q_{min –} экстремальные нагрузки сети
β1 = Q_min / Q_max = 1400 / 4200 = 0,33
β2 = Q_min / Q_max = 500 / 850 = 0,59
Расчетный перепад давления вычисляется по формуле:

Он реализуется между ГРП (или ГРУ) и концевыми потребителями в часы максимального потребления газа. Для ГНД этот перепад можно распределить по участкам сети так, чтобы сумма долей на участках, составляющих путь от ГРУ до концевых потребителей равнялась ΔР_р.

КПа
Абсолютное давление газа у концевых потребителей ГРП (ГРУ)
 Па
 Па
Давление газа за ГРП (ГРУ)
Па
 Па
Для ГСД максимальные потери напора
кПа²
Для ГНД максимальные потери напора
 кПа

2. Оптимизация затрат на строительство системы
Выполняется отдельно для ГСД и ГНД. Затраты на строительство сети рассматриваемой категории должны быть минимальны. Они равны

Здесь L_i, V_i и P_i- соответственно длина, расход и падение давления для i-того участка. Суммирование выполняется по всем участкам ГСД (или ГНД).
ГСД
CLS
N=6
M=3
DIM lenght(N), flux(N), divss(N), A(N)
GLOBAL Pmax,N
READ Pmax, dP
DATA 5562.95, 170
FOR i=1 TO N
READ b
length(i)=b
READ b
flux(i)=b
READ b
divss(i)=b
NEXT i
DATA 900, 1.167, 300
DATA 900, 1.056, 1900
DATA 1000, 0.222, 500
DATA 550, 0.153, 400
DATA 750, 0.472, 700
DATA 500, 0.236, 500
FOR i=1 TO N
 A(i)=(length(i)^1.21)*(flux(i)^0.368)
NEXT i
'poisk optimal'nix poter' davleniay
FOR k=1 TO 6
 c0=Cost()
 w=c0
 FOR i=1 TO M
 DO
 c=w
 divss(i)=divss(i)+dP
 w=Cost()
 loop until w>c
 divss(i)=divss(i)-dP
 w=c
 DO
 c=w
 divss(i)=divss(i)-dP
 w=Cost()
 loop until w>c
 divss(i)=divss(i)+dP
 NEXT i
 IF c0=c THEN dP=0.5*dP
NEXT k
PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" divss "
FOR i=1 TO N
 PRINT "i = ";i,USING("####.#",length(i)),USING("###.###",flux(i)),USING("####.##",divss(i))
NEXT i
PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())
'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)
FUNCTION Cost()
divss(4)=Pmax-divss(1)-divss(2)
divss(5)=Pmax-divss(1)-divss(3)
c1=0.0
FOR j=1 TO N
IF divss(j)>0 THEN
c1 =c1+A(j)/divss(j)^0.21
ELSE
c1=c1+1.0e10
END IF
NEXT j
Cost=c1
END FUNCTION
fluxez are number 6
 Pmax dP
5562.95 170
pipeline length flux divss
i = 1 900.0 1.167 1702.50
i = 2 900.0 1.056 2877.50
i = 3 1000.0 0.222 1987.50
i = 4 550.0 0.153 982.95
i = 5 750.0 0.472 1915.45
i = 6 500.0 0.236 500.00
cost = 3057.5
ГНД
CLS
N=4
M=1
DIM lenght(N), flux(N), divss(N), A(N)
GLOBAL Pmax,N
READ Pmax, dP
DATA 1.708,0.07
FOR i=1 TO N
 READ b
 length(i)=b
 READ b
 flux(i)=b
 READ b
 divss(i)=b
NEXT i
DATA 250, 0.111, 0.9
DATA 400, 0.069, 0.7
DATA 150, 0.069, 0.5
DATA 250, 0.055, 0.5
FOR i=1 TO N
 A(i)=(length(i)^1.21)*(flux(i)^0.368)
NEXT i
'poisk optimal'nix poter' davleniay
FOR k=1 TO 5
 c0=Cost()
 w=c0
 FOR i=1 TO M
 DO
 c=w
 divss(i)=divss(i)+dP
 w=Cost()
 loop until w>c
 divss(i)=divss(i)-dP
 w=c
 DO
 c=w
 divss(i)=divss(i)-dP
 w=Cost()
 loop until w>c
 divss(i)=divss(i)+dP
 NEXT i
 IF c0=c THEN dP=0.5*dP
NEXT k
PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" divss "
FOR i=1 TO N
 PRINT "i = ";i,USING("####",length(i)),USING("#.####",flux(i)),USING("#.####",divss(i))
NEXT i
PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())
'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)
FUNCTION Cost()
divss(2)=Pmax-divss(1)
divss(3)=Pmax
divss(4)=Pmax
c1=0.0
FOR j=1 TO N
 IF divss(j)>0 THEN
 c1 =c1+A(j)/divss(j)^0.21
 ELSE
 c1=c1+1.0e10
 END IF
NEXT j
Cost=c1
END FUNCTION
pipeline length flux divss
i = 1 250 0.1110 0.7250
i = 2 400 0.0690 1.0005
i = 3 150 0.0690 1.7080
i = 4 250 0.0550 1.7080
cost = 1296.4
По монограммам определяем диаметры трубопроводам
Для ГСД: Для ГНД:
 D₁=273*7
 D₂=273*7
D₃=219*6
D₄=219*6
D₅=219*6
D6=159*4,5
D1=159*4
D2=159*4
D3=159*4
D4=140*4.5
Выбор регулятора давления (РД)
Осуществляется по величине пропускной способности, которая вычисляется по формуле:

Где Q_max – максимальный расход газа через регулятор давления, м³_/ч, Р₁ – абсолютное давление газа перед ГРП (ГРУ), МПа, ρ₀- плотность газа при нормальных условиях, кг/м³
(ρ₀=0.72 кг/м³ ), Т₁ – температура газа на входе в РД, К (Т₁=273 К), ε = 1-0.46(Δр/Р1) – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа
Падение давления Δр на клапане РД оценивается так:
Δр = Р_сети-Р ₀^абс-р_н,

где Р_сети – давление перед ГРП (или ГРУ) , МПа, р_н –потери ГРП или ГРУ, МПа, (принимаем р_н = 0.007 МПа)
Давление газа за ГРП (ГРУ)
Па
 Па
Для ГСД
м³_/ч
кПа
Р_сети=0.4 +0.1= 0.5 МПа
Δр = 0.5-0.170-0.007=0.323 МПа
Вычисляем критическое отношение давлений:

β_кр=0.5 – критическое отношение давлений для природного газа

ε = 1-0.46*0.5=0.751 – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа


Выбираем РД типа: РДУК -2 -100-50
Для ГНД
м³_/ч
кПа
Р_сети=50 +100= 150 кПа=0.15 МПа
Δр = 0.15-0.105-0.007=0.038 МПа
Вычисляем критическое отношение давлений:

β_кр=0.5 – критическое отношение давлений для природного газа

ε = 1-0.46*0.253=0.884 – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа

Выбираю РД типа: РДУК 2-100-50