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
| Газопровод среднего давления | |||||||
| потребитель | Расход по часам суток, куб.м /час | ||||||
| 0 - 6 | 6 - 12 | 12 - 18 | 18 - 24 | ||||
| 1 | 150 | 550 | 400 | 200 | |||
| 2 | 200 | 950 | 750 | 250 | |||
| 3 | 150 | 400 | 800 | 100 | |||
| 4 | 100 | 500 | 550 | 200 | |||
| 5 | 250 | 850 | 850 | 150 | |||
| 6 | 100 | 150 | 150 | 100 | |||
| 7 | 100 | 200 | 250 | 100 | |||
| 8 | 150 | 350 | 250 | 200 | |||
| 9 | 200 | 100 | 200 | 100 | |||
| сумма | 1400 | 4050 | 4200 | 1400 | |||
Введение
Система газоснабжения предприятий – двухступенчатая, среднего и низкого давления. Подключена через газорегуляторный пункт (ГРП) к сети высокого давления (Рсети
= 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 Рн
= 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 Qmax
1
= 4200 м3
/
ч , минимальная Qmin
1
= 1400 м3
/
ч
1.2 ГРАФИК НАГРУЗКИ СЕТИ ДЛЯ ГНД
Максимальная нагрузка сети , Qmax
2
= 850 м3
/
ч, минимальная Qmin
1
= 500 м3
/
ч
Неравномерность нагрузки сети равна:
Qmax
и Qmin
–
экстремальные нагрузки сети
β1 = Qmin
/ Qmax
= 1400 / 4200 = 0,33
β2 = Qmin
/ Qmax
= 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 ΔРр.
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 Li
, Vi
и Pi
- 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), press(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
press(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
press(i)=press(i)+dP
w=Cost()
loop until w>c
press(i)=press(i)-dP
w=c
DO
c=w
press(i)=press(i)-dP
w=Cost()
loop until w>c
press(i)=press(i)+dP
NEXT i
IF c0=c THEN dP=0.5*dP
NEXT k
PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" press "
FOR i=1 TO N
PRINT "i = ";i,USING("####.#",length(i)),USING("###.###",flux(i)),USING("####.##",press(i))
NEXT i
PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())
'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)
FUNCTION Cost()
press(4)=Pmax-press(1)-press(2)
press(5)=Pmax-press(1)-press(3)
c1=0.0
FOR j=1 TO N
IF press(j)>0 THEN
c1 =c1+A(j)/press(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 press
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), press(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
press(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
press(i)=press(i)+dP
w=Cost()
loop until w>c
press(i)=press(i)-dP
w=c
DO
c=w
press(i)=press(i)-dP
w=Cost()
loop until w>c
press(i)=press(i)+dP
NEXT i
IF c0=c THEN dP=0.5*dP
NEXT k
PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" press "
FOR i=1 TO N
PRINT "i = ";i,USING("####",length(i)),USING("#.####",flux(i)),USING("#.####",press(i))
NEXT i
PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())
'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)
FUNCTION Cost()
press(2)=Pmax-press(1)
press(3)=Pmax
press(4)=Pmax
c1=0.0
FOR j=1 TO N
IF press(j)>0 THEN
c1 =c1+A(j)/press(j)^0.21
ELSE
c1=c1+1.0e10
END IF
NEXT j
Cost=c1
END FUNCTION
pipeline length flux press
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 Qmax
– 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 = Рсети
-Р 0
абс
-рн
,
где Рсети
– давление перед ГРП (или ГРУ) , МПа, рн
–потери ГРП или ГРУ, МПа, (принимаем рн
= 0.007 МПа)
Давление газа за ГРП (ГРУ)
Па
Па
Для ГСД
м3
/
ч
кПа
Рсети
=0.4 +0.1= 0.5 МПа
Δр = 0.5-0.170-0.007=0.323 МПа
Вычисляем критическое отношение давлений:
βкр
=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
Рсети
=50 +100= 150 кПа=0.15 МПа
Δр = 0.15-0.105-0.007=0.038 МПа
Вычисляем критическое отношение давлений:
βкр
=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