Технологические энергоносители предприятий

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 Qmax1= 4200 м3/ч , минимальная Qmin1= 1400 м3/ч

	

	1.2 ГРАФИК НАГРУЗКИ СЕТИ ДЛЯ ГНД

	

	

	Максимальная нагрузка сети , Qmax2= 850 м3/ч, минимальная Qmin1= 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 0абс-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