5.1.2 Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы коммер­ческого расхода

(5.18)

В этом уравнении величина рассчитывается по универсальной формуле ВНИИГаза при средних значениях температуры и давления:

(5.19)

К - коэффициент, зависящий от размерностей величин, равный

(5.20)

При использовании смешанной системы единиц D (м), Т (К), Р (МПа), L (км) и Q (млн. м³/сут) значение коэффициента К составляет К = 105,087.

Уточненный расчет участка газопровода выполняется в следующем порядке:

1. В качестве первого приближения принимаются значения , Z и Т_ср из предвари­тельных вычислений.

2. По формуле (5.18) определяется первое приближение величины Р_к.

3. По формуле (5.10), с использованных известных значений Р_н и Р_к, определяется уточненное среднее давление Р_СР.

4. По формуле (5.12) определяются средние приведенные давление Р_пр и температура Т_ПР.

5. Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляется уточненное значение Т_СР. Для этого используют величины средней удельной теплоемкости С_p, коэффи­циента Джоуля-Томсона Di и коэффициента a_i вычисленные при найденных значениях Р_ср и Т_ср первого приближения по формулам:

С_р =1,695 + 1,838·10^-3Т_СР+1,96·10⁶ (Р_СР-0,l)/Т³_СР;

;

,

где К_cp - средний на участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружаю­щую среду, определяемый в зависимости от способа прокладки газопровода в соответствии с [3, табл.4.1].

6 По формулам (5.12), (5.21) и (5.l3) при Р = Р_ср и Т = Т_ср вычисляют Р_пр, Т_пр, μ и Z_CT во втором приближении.

Динамическая вязкость газа (Па∙с) определяют по формуле

(5.21)

7. По формулам (5.22), (5.19) и (5.23) определяют значения Re,и,

(5.22)

(5^2

3/

где Q- коммерческий расход газа, млн.м³ /сут;

D - внутренний диаметр газопровода, м;

μ_г - динамическая вязкость газа, Па·с.

Переходное (от смешанного трения к квадратичному) значение числа Рейнольдса оп­ределяют по формуле

(5.23)

ВНИИГаз рекомендует принимать среднее значение эквивалентной шероховатости стенки газопровода равным к_э = 0,03 мм.

7. По формуле (5.18) определяют конечное давление Р_К во втором приближении.

8. Если полученный результат отличается от предыдущего более чем на 1 %, то необ­ходимо уточнить расчеты, выполнив третье приближение, начиная с п.З. Если же результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, то переходим к следующему пункту

9. По формуле (5.l0) уточняется среднее давление Р_СР.

10. При х = l_КС по формуле (5.24) определяют температуру газа Т_к в конце линейного участка

(5.24)

где Р_СР - среднее давление на участке газопровода, вычисляемое по формуле (5.10);

Di - коэффициент Джоуля-Томсона, рассчитываемый по формуле (5.25) для средних значений давления и температуры на линейном участке газопровода.

Для природных газов с содержанием метана 85% и более отраслевыми нормами реко­мендуется зависимость

(5.25)

где с_Р средняя изобарная теплоемкость газа, определяемая для средних значений температуры и давления в процессе дросселирования.

На этом тепловой и гидравлический расчет участка газопровода заканчивается.