Гидравлический и тепловой расчет участка МГ

 

Гидравлический и тепловой расчет режимов работы линейных участков производится в соответствии с нормами технологического проектирования магистральных газопроводов /1/.

 Исходные данные для гидравлического и теплового расчетов линейного участка газопровода Пермь – Горький -1 от 0 км до 83 км указаны:

- в таблице 3.1 характеристика линейной части;

- в таблице 3.2 характеристика природного газа месторождения «Нижнетуринское» по результатам испытаний /2/;

- в таблице 3.3 параметры работы и характеристики Пермской (в начале участка) и Оханской (в конце участка) компрессорных станций.

 

 

Таблица 3.1 – Характеристика линейной части

Наименование	Значение
Длина участка, км	83
Наружный диаметр с толщиной стенки трубы, мм	1220 х 12,0
Тип грунта	смешанный
Глубина заложения, м	0,8
Температура грунта на глубине залегания оси газопровода,

 

 

Таблица 3.2 – Характеристика природного газа

Компонентный состав, %
Метан СН4	Этан С2Н6	Пропан С3Н8	Бутан С4Н10	Пентан С5Н12	Диоксид углерода СО2	Азот N2	Кислород О2	Cеровод-ородрод Н2S
98,889	0,195	0,036	0,009	0,008	0,044	0,820	0,0000	0,0000

 

 

Таблица 3.3 – Параметры работы Пермской, Оханской КС

Наименование	Значение
Абсолютное давление нагнетания Пермской КС, МПа	3,43
Абсолютное давление на входе в Оханскую КС, МПа	2,70
Температура газа после АВО Пермской КС, К	293,15
Температура газа на входе в Оханскую КС, К	281,15
Потери давления в системе АВО, МПа	0,0588
Потери давления в технологических трубопроводах и оборудовании КС на всасывании при одноступенчатой очистке газа, МПа	0,08
Потери давления в технологических трубопроводах и оборудовании КС на нагнетании, МПа	0,07

 

Расчет свойств газа

 

Молярная массу газа М, кг/моль, определяется по формуле

 

М = а₁· М₁+ а₂·М₂+ а₃М₃+ а₄·М₄ + а₅·М₅  =

= 16, 04· 0,98889 + 30,07· 0,00195 + 44,09· 0,00036 + 58,12· 0,000089 + 72,15· 0,000077 + 28,01· 0,000438 + 28,02· 0,0082 =16,196 кг/моль (3.1)

 

где а₁, а₂,…, а_n – объемные концентрации компонентов газовой смеси;

 М₁,М_2,…, М_n – молярные масса компонентов газовой смеси.

 

Газовая постоянная R, Дж/кг К, определяется по формуле

 

R = R/М = 8314,4 /16, 196 = 513,357 Дж/кг К (3.2)

 

где   R- универсальная газовая постоянная,

   R = Дж/кмоль К;

М - молярная масса газа, кг/моль.

Плотность газа ρ_о, кг/м³,  при нормальных условиях, соответствующих температуре Т = 273,15 К и давлению Р = 0,1013 МПа, определяется по формуле

ρ_о = М /22,41 =  16, 196/22,41= 0,723   кг/м³ (3.3)

 

где М - молярная масса газа, кг/моль;

22,41 – объем одного киломоля газа при нормальных условиях, м³/кмоль.

Относительная плотность газа определяется по формуле:

 

 = 0,560

 

Плотность газа ρ_СТ, кг/м³,  при стандартных условиях, соответствующих температуре Т = 293,15 К и давлению Р = 0,1013 МПа, определяется по формуле

 

r_ст = ρ₀ ×  =0,723  = 0,673 кг/м³

где P, P₁ – абсолютные давления газа, МПа;

Т₁, Т – абсолютные температуры газа, К;

ρ_о, -  плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Z, Z₁ – коэффициент сжимаемости при двух состояниях газа.

 

 

Псевдокритическая температура определяется по формуле

 

Т_пк=155,24×(0,564+r_ст)=155,24×(0,564+0,673) = 192,096 К

 

где P, P₁ – абсолютные давления газа, МПа;

 

Псевдокритическое давление определяется по формуле

Р_пк=0,1734×(26,831-r_ст)=0,1734×(26,831-0,673) = 4,536 МПа

где P, P₁ – абсолютные давления газа, МПа;