СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строи­тельству газораспределительных систем ч. 1 - Расчет диаметра газопровода и допустимых потерь давления

РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ГАЗОПРОВОДА И ДОПУСТИМЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

3.21 Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуа­тации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

3.22 Расчетные внутренние диаметры газопро­водов определяются исходя из условия обеспече­ния бесперебойного газоснабжения всех потре­бителей в часы максимального потребления газа.

3.23 Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оп­тимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразно­сти выполнения расчета на компьютере (отсут­ствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведен­ным ниже формулам или по номограммам (при­ложение Б), составленным по этим формулам.

3.24 Расчетные потери давления в газопро­водах высокого и среднего давления принима­ются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

3.25 Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от ис­точника газоснабжения до наиболее удаленно­го прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах - 60 даПа.

3.26 Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяй­ственных и бытовых предприятий и организа­ций коммунально-бытового обслуживания при­нимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических ха­рактеристик принимаемого к установке газо­вого оборудования, устройств автоматики бе­зопасности и автоматики регулирования техно­логического режима тепловых агрегатов.

3.27 Падение давления на участке газовой сети можно определять:

- для сетей среднего и высокого давлений по формуле

(3)

где Р_н - абсолютное давление в начале га­зопровода, МПа;

Р_к - абсолютное давление в конце газо­провода, МПа; Р₀ = 0,101325 МПа;

l - коэффициент гидравлического тре­ния;

l- расчетная длина газопровода посто­янного диаметра, м;

d - внутренний диаметр газопровода, см;

Р₀ - плотность газа при нормальных ус­ловиях, кг/м³;

Q₀ - расход газа, м³/ч, при нормальных условиях; - для сетей низкого давления по формуле

где Р_н - давление в начале газопровода, Па; Р_к - давление в конце газопровода, Па; l, l, d, Р₀_ Q₀ - обозначения те же, что и в формуле (3).

3.28 Коэффициент гидравлического трения l определяется в зависимости от режима дви­жения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса,

(5)

где

v - коэффициент кинематической вяз­кости газа, м²/с, при нормальных условиях;

Q₀, d - обозначения те же, что и в форму­ле (3), и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода, определяемой по условию (6),

(6)

где Re - число Рейнольдса;

п - эквивалентная абсолютная шерохо­ватость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных - 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных - 0,1 см, для полиэтиленовых неза­висимо от времени эксплуатации - 0,0007 см;

d - обозначение то же, что и в форму­ле (3).

В зависимости от значения Re коэффици­ент гидравлического трения l определяется:

- для ламинарного режима движения газа Re < 2000

l= 64/Re

- для критического режима движения газа Re = 2000-4000

l = 0,0025 Re⁰-³³³;

(8)

- при Re > 4000 - в зависимости от выпол­нения условия (6);

- для гидравлически гладкой стенки (нера­венство (6) справедливо):

- при 4000 < Re < 100 000 по формуле

- при Re > 100 000

(9)

(10)

- для шероховатых стенок (неравенство (6) несправедливо) при Re > 4000

(Н)

где п - обозначение то же, что и в форму­ле (6);

d - обозначение то же, что и в форму­ле (3).

3.29 Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзит­ного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

3.30 Падение давления в местных сопротив­лениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5-10 %.

3.31 Для наружных надземных и внутрен­них газопроводов расчетную длину газопрово­дов определяю по формуле (12)

(12) где /, - действительная длина газопровода, м;

2^ - сумма коэффициентов местных со­противлений участка газопровода;

d - обозначение то же, что и в форму­ле (3);

А - коэффициент гидравлического тре­ния, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода по формулам (7)-(И).

3.32 В тех случаях когда газоснабжение СУГ является временным (с последующим перево­дом на снабжение природным газом), газопро­воды проектируются из условий возможности

их использования в будущем на природном газе.

При этом количество газа определяется как эквивалентное (по теплоте сгорания) расчет­ному расходу СУГ.

3.33 Падение давления в трубопроводах жид­кой фазы СУГ определяется по формуле (13)

(13)

где Л - коэффициент гидравлического тре­ния;

V - средняя скорость движения сжижен­ных газов, м/с.

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы при­нимаются: во всасывающих трубопроводах - не более 1,2 м/с; в напорных трубопроводах - не более 3 м/с.

Коэффициент гидравлического трения А определяется по формуле (11).

3.34 Расчет диаметра газопровода паровой фазы СУГ выполняется в соответствии с указа­ниями по расчету газопроводов природного газа соответствующего давления.

3.35 При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускает­ся определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

- на газопроводах от вводов в здание: до стояка - 25 линейных потерь на стояках - 20 » »

- на внутриквартирной разводке:

при длине разводки 1-2 м - 450 линейных потерь

» » » 3-4 - 300 » »

» » » 5-7 - 120 » »

» » » 8-12 - 50 » »

3.36 При расчете газопроводов низкого дав­ления учитывается гидростатический напор Я, даПа, определяемый по формуле (14)

(И)

где g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

h - разность абсолютных отметок началь­ных и конечных участков газопрово­да, м;

р_я - плотность воздуха, кг/м³, при темпе­ратуре О °С и давлении 0,10132 МПа;

Р₀ - обозначение то же, что в формуле (3).

3.37 Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка по­терь давления в кольце допускается до 10 %.

3.38 При выполнении гидравлического рас­чета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

3.39 При выполнении гидравлического рас­чета газопроводов, проведенного по формулам (5)-(14), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по форму­ле (15)

(15)

где dp - расчетный диаметр, см; А, В, - коэффициенты, определяемые по т, т^] таблицам 6 и 7 в зависимости от ка­тегории сети (по давлению) и мате­риала газопровода; Q₀ - расчетный расход газа, м³/ч, при

нормальных условиях;

ΔР_уд - удельные потери давления (Па/м - для сетей низкого давления, МПа/м - для сетей среднего и высокого давле­ния), определяемые по формуле (16)

(16)

ΔР _доп - допустимые потери давления (Па - для сетей низкого давления, МПа/м - для сетей среднего и высокого дав­ления);

L - расстояние до самой удаленной точ­ки, м.

Таблица 6

Таблица 7

3.40 Внутренний диаметр газопровода при­нимается из стандартного ряда внутренних диа­метров трубопроводов: ближайший больший - для стальных газопроводов и ближайший мень­ший - для полиэтиленовых.