Тема лекции 6. Методы увеличения пропускной способности газопровода. Учет разности нивелирных высот между начальным и конечным пунктами газопровода.

С необходимостью увеличения пропускной способно­сти газопроводов приходится сталкиваться как в процес­се проектирования, так и при эксплуатации их. Наращи­вание пропускной способности обусловлено стадийностью ввода в эксплуатацию газопроводов. Большую роль ока­зывают также изменения, происходящие в направлении и мощности потоков газа вследствие открытия новых га­зовых месторождений, строительства новых промышленных объектов, городов и т. п. В общем случае при увеличении пропускной способности системы начальное и конечное давления могут измениться. Это зависит от степени загруженности действующей части системы, от характеристик установленного основного оборудования, а также от того, потребуется или не потребуется расширение действующих КС. Так как местоположение КС предопределено, то расчет увеличения пропускной способности приходится проводить, как правило, по каждому перегону между КС, и в последующем все параметры будут относиться к одному перегону.

При необходимости увеличение производительности газопроводов может быть достигнуто несколькими способами:

- удвоением числа компрессорных станций;

- изменением рабочих давлений в газопроводе;

- прокладкой лупинга, или и вставки.

После удвоения числа КС длина перегона между ними уменьшается вдвое и величина расхода в газопроводе при квадратичном режиме течения составит согласно (59):

.

Так, как первоначальная величина расхода в газопроводе:

,

то увеличение производительности газопровода:

.

Лупинг – это параллельный газопровод, построенный на определенном его участке. Вставка – это газопровод большего диаметра, который заменяет определенный участок магистрального газопровода. Во всех этих двух случаях поперечное сечение некоторой длины газопровода увеличивается, вследствие чего скорость потока в том участке уменьшается, уменьшая тем самым, гидравлическое сопративления всего газопровода. То есть увеличивается его пропускную способность. Длина лупинга и вставки, необходимой для увеличения пропускной способности газопровода в χ раз, определяется из следующих выражений:

, (86)

. (87)

Здесь D_л және D_в – диаметры труб лупинга и вставки.

В настоящее время проектируется и находится в экс­плуатации значительное число многониточных газопро­водов. Каждая последующая строящаяся нитка системы подключается к действующим частям по мере готовно­сти; при этом будет происходить определенное нараста­ние пропускной способности. Таким образом, подклю­ченная часть строящейся нитки может рассматриваться как лупинг. Магистральные газопроводы сооружаются многони­точными не только по соображениям надежности, но, главным образом, потому, что выпускаемые промышлен­ностью трубы самого большого диаметра не могут обес­печить заданной пропускной способности. Поэтому многониточные газопроводы в большинстве случаев стро­ятся из труб одного диаметра. Тогда D_л=D и

.

Лупинг можно применять не для повышения пропуск­ной способности, а для поднятия давления в конце пере­гона при сохранении неизменного (максимального) дав­ления в начале. Повышение конечного давления может потребоваться для обеспечения более лучших параметров работы КС.

При наращивании пропускной способности газопро­водной системы путем увеличения КС необходимо согла­совать режимы работы смежных перегонов и КС. На пе­регоне между двумя КС можно дополнительно построить любое число КС. Исходя же из технико-экономических расчетов, целесообразным оказывается, как правило, только удвоение КС. Исключение составляет пусковой период, который разбивается на несколько этапов. На­чальным этапом является бескомпрессорная подача газа по газопроводу за счет пластового давления. Затем в несколько этапов вводятся в эксплуатацию КС. Одновре­менно на различных этапах могут сооружаться парал­лельные нитки. Исходя из однотипности применяемого на КС оборудования, увеличение числа КС на различных этапах развития газопровода может быть только крат­ным числом.

При расчете газопроводов, проходящих в условиях сильно пересеченной местности, в общем случае необходимо учитывать не только начальную и конечную высотные отметки, но и высотные отметки промежу­точных точек трассы. При этом отметка начальной точки газопро­вода принимается равной нулю. Отметки характерных точек профиля, находящихся выше начальной точки, будут иметь положительные значения, ниже - отрицательные. Согласно нормам технологического проектирования газопроводов рельеф следует учитывать в тех случаях, когда на трассе имеются точки, расположенные выше или ниже начального пункта газопро­вода более чем на 200 м. Представим себе, что такой газопровод состоит из соединенных друг с другом прямолинейных наклонных участков.

В этом случае сначала производится предварительный расчет газопровода без учета рельефа местности. Если рельеф трассы перегона моделировать ломанной, состоящей из np прямых участков с длинами L₁, L₂,…, L_np и нивелирной высотами z₁, z₂,…, z_np (для начального пункта z₀=0), то результаты расчета изменится следующим образом (рис.5).

Суточная коммерческая пропускная способность газопровода при учете рельефа равна:

, (88)

где - пропускная способность газопровода без учете рельефа и

(89)

- поправочный коэффициент высоты,

(90)

, . (91)

.

Конечное (фактическое) значение давлений в конце перегона и при учете рельефа:

. (92)

Рис.6

Из формулы (88) в частности следует, что пропускная способность газопровода 1-2-3-4 меньше пропускной способности горизонтального газопровода 1-5 такой же протяженности и такого же диаметра (рис.6). Влияние вида профиля трассы на пропускную способность обусловлено тем, что в начале трубопровода плотность газа больше, чем в конце.

Основная литература: 1 осн. [159-161], 2 осн. [146-149, 163-168],

3 осн. [165-171, 199-201], 5 осн. [88-97]

Дополнительная литература: 3 доп. [26-29]

Контрольные вопросы:

1. Что делает для увеличения пропускной способности газопровода?

2. Чему равна длина лупинга и вставки, необходимой для увеличения пропускной способности газопровода в χ раз?

3. Каким может быть увеличения числа КС на различных этапах развития газопровода?