Hydraulický výpočet plynovodu, programy a příklady | Informační portál

Podívejme se podrobněji na hydraulický výpočet plynovodu a požadavky TR, SP a FNiP týkající se hydraulického výpočtu plynovodu.

Zkusme to:

• vyhledávat placené a bezplatné programy pro hydraulické výpočty na internetu a analyzovat je;
• hledat fóra a webové stránky s již zavedenou komunitou specialistů souvisejících s dodávkami plynu;
• hledat bezplatné programy užitečné pro navrhování a instalaci plynovodů.

Výstavba a montáž plynovodů bude provedena dle dokumentace vypracované v souladu s platnou legislativou. Dokumentace zohledňuje technická řešení uložení plynovodů včetně výsledně stanovených průměrů úseků plynovodů hydraulický výpočet plynovodu.

Pro zajištění bezpečného a bezporuchového provozu plynárenských soustav musí být zavedena definice průměrů plynovodů s přihlédnutím k požadavkům aktuální technické předpisy (dále jen TR), řády praxe (dále jen SP) и Federální normy a pravidla v oblasti průmyslové bezpečnosti „Bezpečnostní pravidla pro sítě distribuce plynu a odběru plynu“ (dále jen FNiP).

Obsah:

1. Co je to hydraulický výpočet plynovodu a proč je potřeba?
2. Co potřebujete vědět o hydraulice, abyste mohli provést hydraulický výpočet plynovodu?
3. Jaká data jsou potřebná (počáteční data) k provedení hydraulického výpočtu plynovodu?
4. Co dalšího potřebujete vědět o plynovodech pro provedení hydraulického výpočtu plynovodu?
5. Metodika výpočtu tlakových ztrát v návrhových úsecích.
6. Fóra a webové stránky se zavedenou komunitou specialistů souvisejících s dodávkami plynu.
7. Programy pro hydraulické výpočty plynovodů, typy a příklady výpočtů.

Obsah skrýt

Co je to hydraulický výpočet plynovodu a proč je potřeba?

Hydraulický výpočet — jedná se o výpočet provedený pomocí vzorců aplikované vědy “Hydraulika”, o zákonech pohybu (viz hydrodynamika kapalin a plynů), o rovnováze kapalin (viz hydrostatika) a metodách aplikace těchto zákonů při řešení problémů inženýrské praxe s cílem určit vnitřní průměr plynovodu na základě výchozích údajů.

Co potřebujete vědět o hydraulice, abyste mohli provést hydraulický výpočet plynovodu?

Při hydraulickém výpočtu se zjišťují tlakové ztráty ve výpočtových úsecích plynovodů na základě zadaných podmínek: průměr plynovodu, vypočtený průtok plynu v úseku, parametry dopravovaného plynu (hustota, kinematická viskozita). Účelem výpočtu je zajistit požadovaný tlak v zařízení využívajících plyn na základě zadaného tlaku v místě připojení a tlakových ztrát v úsecích.

Tlakové ztráty v plynovodech se skládají ze dvou hlavních částí:

• ztráty třením po celé délce plynovodu (dále jen ztráty na cestě);
• tlakové ztráty k překonání odporu vznikající v důsledku změn profilu potrubí, v důsledku zákrutů v plynovodu, větvení nebo spojování plynovodu, změn průměrů plynovodu, montáže armatur a technických zařízení atd. (dále jen lokální odpory).

Hlavní faktory, na kterých závisí odpor v plynovodech (pro dané průměry plynovodů), jsou:

• materiál potrubí (ovlivňuje cestovní ztráty);
• spotřeba plynu a podle toho rychlost plynu (ovlivňuje cestování a místní ztráty);
• parametry plynu (ovlivňují cestování a místní ztráty).

V plynovodech (jako ve všech potrubích) se rozlišují dva typy proudění: laminární a turbulentní. Průtokový režim je stanoven v průběhu výpočtu (určeno Reynoldsovým číslem – Re) a v závislosti na něm jsou vypočteny cestovní ztráty.

Závislost jízdních ztrát na rychlosti (spotřebě plynu) je určena řadou vzorců a je mnohem nižší oproti lokálním odporům (čím delší plynovody, tím větší vliv rychlosti na cestovní ztráty). Lokální odpory jsou vztaženy k rychlosti plynu v potrubí kvadratickou závislostí (při 3násobném zvýšení rychlosti plynu v potrubí se tlakové ztráty na místních odporech zvýší 9násobně).

Jaká data jsou potřebná (počáteční data) k provedení hydraulického výpočtu plynovodu?

Hlavní výchozí údaje pro výběr metody výpočtu a její implementaci jsou:

• tlak plynu v místě vložení;
• údaje o odběratelích (počet odběratelů, umístění, jmenovitá spotřeba plynu a jmenovitý tlak plynu plynového zařízení).
• schéma plynovodu (slepý, kruhový, smíšený);

Existují tři hlavní schémata dodávek plynu:

• slepá ulička;
• prsten;
• smíšené.

Počáteční údaje: schémata dodávek plynu.

Každé schéma dodávek plynu má své klady i zápory. Pojďme se na ně podívat podrobněji.

Schéma dodávky plynu ve slepé uličce.

Slepé systémy dodávek plynu jsou plynovody, které se rozvětvují různými směry ke spotřebitelům plynu. Jak se vzdalujete od zdroje dodávky plynu nebo PRG, tlak plynu v slepých sítích klesá (kvůli odporu, více níže).

Nevýhody Nevýhody tohoto schématu dodávek plynu jsou nižší spolehlivost ve srovnání se smyčkovými sítěmi a také značné potíže v případě nehod a restaurátorských prací na úsecích plynovodu. V případě havárie na kterémkoli úseku plynovodu je zastavena dodávka plynu všem spotřebitelům nacházejícím se za havarijním úsekem. Zároveň je to vyžadováno pro schémata dodávek plynu v slepé uličce menší kapitálové investice, než u kruhových okruhů.

Kruhový systém přívodu plynu

Kruhová schémata jsou systémem uzavřených plynovodů s odbočkami ke spotřebitelům plynu.

To zajišťuje stabilnější režim tlaku plynu pro všechny spotřebitele a výrazně zjednodušuje provozní a opravárenské práce. Kruhové sítě nejspolehlivější, ale méně ekonomické. Další pozitivní vlastností kruhových sítí je, že v případě výpadku některého PRG přebírají zátěž zásobování spotřebitelů plynem jiné body.

Schémata dodávek smíšeného plynu.

Schémata dodávek smíšeného plynu zahrnují prvky jak slepých, tak kruhových schémat. Míra akceptace konkrétního schématu závisí na řešení problému zajištění požadované spolehlivosti dodávek plynu při daných kapitálových nákladech.

• 
• 

Po výběru schématu dodávky plynu je rozděleno do výpočtových úseků na základě následujících principů:

• při změně průměru plynovodu začíná nový výpočetní úsek;
• nový výpočtový úsek začíná na připojovacích nebo rozpojovacích uzlech plynovodů;
• nový vypočítaný úsek plynovodu začíná, když se změní vypočítaný průtok plynu.

Počáteční údaje: tlak plynu v místě vložení (v bodech vložení).

Tlak plynu v místě připojení je uveden v technických podmínkách (dále TK) pro připojení ke stávajícím plynárenským soustavám. V technických specifikacích jsou uvedeny údaje o stávajícím plynovodu, včetně: maximálního, pracovního a minimálního tlaku plynu v místě připojení.

TU vydávají organizace provozující plynovod, do kterého je plánováno napojení. Takže pro systémy distribuce plynu v obydlených oblastech to budou organizace distribuce plynu a ve výrobních podnicích služby provozující plynovody (plynová služba, oddělení hlavního energetického inženýra atd.).

Vstupní data: spotřebitelská data.

V této fázi je nutné určit místa instalace zařízení a jeho množství. Jmenovitý průtok plynu a jmenovitý tlak plynu závisí na vlastnostech použitého plynového zařízení a jsou určeny podle pasportních údajů (možnosti jsou možné, když je průtok určen podle technologického/tepelně technického výpočtu).

Co dalšího potřebujete vědět o plynovodech pro provedení hydraulického výpočtu plynovodu?

Podle technických předpisů o bezpečnosti distribučních a odběrných plynárenských sítí jsou plynovody klasifikovány podle tlaku plynu:

• vysokotlaké plynovody kategorie Ia (tlak plynu nad 1,2 MPa);
• vysokotlaké plynovody I. kategorie (tlak plynu v plynovodu od 0,6 MPa do 1,2 MPa);
• vysokotlaké plynovody II. kategorie (tlak plynu v plynovodu od 0,3 MPa do 0,6 MPa);
• středotlaké plynovody (tlak plynu v plynovodu od 0,005 MPa do 0,3 MPa);
• nízkotlaké plynovody (tlak plynu v plynovodu do 0,005 MPa).

Více podrobností o klasifikaci plynovodů je k dispozici v samostatném tématu „Klasifikace plynovodů podle tlaku“.

Podle téhož TR „Technické předpisy o bezpečnosti sítí distribuce a spotřeby plynu“ rozdělují systémy zásobování plynem na:

• plynárenské distribuční sítě (poskytují dodávky plynu mnoha spotřebitelům, kteří nejsou propojeni);
• plynárenské sítě (plyn je dodáván spotřebitelům nacházejícím se ve stejném místě, nejčastěji v místě výroby).

Podle umístění plynovodů se rozlišují:

• vnější nebo vnitřní;
• vnější plynovody: nadzemní, nadzemní nebo podzemní;
• vnitřní plynovody: položené otevřené nebo uzavřené;

Podle současných předpisů je pro instalaci plynovodů povoleno:

• ocelové trubky;
• polyetylenové trubky;
• měděné trubky.

Je důležité vědět, že:

• ocelové plynovody lze použít ve všech případech;
• Polyetylenové plynovody se používají pro pokládku vnějších podzemních plynovodů;
• Měděné plynové potrubí se používá pouze pro vnitřní plynovody.

Výběr ocelových trubek lze provést podle SP 42-102-2004 „Projektování a konstrukce plynovodů z kovových trubek“. Polyethylenové trubky lze vyrábět podle GOST R 50838 a GOST R 52779 nebo podle technických specifikací z polyethylenových kompozic, které splňují požadavky těchto norem. Měděné trubky jsou vyráběny v souladu s GOST R 52318.

Výběr průměrů plynovodů ve fázi hydraulického výpočtu se provádí podle rozsahu zvoleného potrubí nebo ze standardního rozsahu jmenovitých světlostí.

Kapacita distribučních a odběrných plynárenských sítí musí být stanovena na základě stavu dodávky plynu všem spotřebitelům. v hodinách špičkové spotřeby (maximální hodinová spotřeba plynu).

Toto jsou hlavní body, které budou potřebné k provedení hydraulického výpočtu plynovodu. Mnoho věcí se však kvůli jejich velkému objemu nedotýká, takže pro ty, kteří se chtějí do tématu ponořit hlouběji, se doporučuje seznámit se s následujícími dokumenty:

• SP 62.13330.2011* Plynové rozvody. Aktualizovaná verze SNiP 42-01-2002 (se změnami č. 1, 2);
• SP 42-101-2003 Všeobecná ustanovení pro projektování a výstavbu plynových rozvodů z kovových a polyetylenových trubek;
• SP 42-102-2004 Projektování a výstavba plynovodů z kovových trubek;
• SP 42-103-2003 Projektování a výstavba plynovodů z polyetylénových trubek a rekonstrukce opotřebovaných plynovodů;
• Technické předpisy o bezpečnosti rozvodů plynu a odběrných sítí plynu;
• Zásobování plynem. Učebnice Ionin A. A. pro univerzity. —4. vyd., revidováno. a přidat. — M.: Stroyizdat, 1989. — 439s.

Metodika výpočtu tlakových ztrát v návrhových úsecích.

Metodika výpočtu hydraulického výpočtu plynovodů a výběru průměrů plynovodů je podrobně popsána v tématu „Hydraulický výpočet plynovodů (metoda SP 42-101-2003)“.

Rád bych se zaměřil pouze na několik nuancí:

• pro výpočet tlakových ztrát v úsecích maximální hodinová spotřeba plynu;
• Příloha B SP 42-101-2003 obsahuje nomogramy, které lze použít k určení konkrétní cestovní ztráty plyn na místě ne výpočtovou metodou (ztráty způsobené místním odporem je třeba zohlednit samostatně);
• Pro zvýšení přesnosti výpočtů se doporučuje používat výpočtové metody pro získání tlakových ztrát ve výpočtových úsecích;
• Výpočet schématu zásobování kruhovým plynem má své vlastní nuance a bude diskutován později (stanovení odhadované spotřeby plynu, propojení sekcí atd.).

• 
• 
• 

Fóra a webové stránky se zavedenou komunitou specialistů souvisejících s dodávkami plynu.

• Návrh dodávky plynu http://proekt-gaz.ru/. Zdroj je zcela věnován otázkám návrhu dodávky plynu. Fórum vytvořilo stálou komunitu specialistů. Stránka obsahuje knihovnu referenční literatury, katalog plynárenských programů, katalog výkresů (příklady pracovní dokumentace);
• Neziskové partnerství inženýrů AVOK. Zdroj je věnován problematice vytápění, větrání, klimatizace, zásobování teplem a tepelné fyzice budov. Historie partnerství začíná v roce 1990. Partnerské fórum má rozvinuté subfórum související s otázkami dodávek plynu. V některých tématech fóra můžete najít užitečné programy a dokumenty týkající se dodávek plynu.

Specifikem obou zdrojů je, že většinu komunity tvoří specialisté související s designem.

Programy pro hydraulické výpočty plynovodů, typy a příklady výpočtů.

Programy, které mohou být užitečné pro hydraulické výpočty plynovodů, lze rozdělit do několika typů:

• profesionální hydraulické výpočtové programy určené pro použití na osobních počítačích;
• bezplatné programy (různé míry složitosti) pro hydraulické výpočty plynovodů určené pro použití na osobních počítačích;
• bezplatné online programy (různé úrovně složitosti) pro hydraulické výpočty plynovodů.

Zvažme každý typ podrobněji.

Profesionální hydraulické výpočtové programy určené pro použití na osobních počítačích.

1. ASPO-GAS hydraulický výpočet plynovodních sítí;
2. ZuluGaz — modelování hydraulických režimů v plynovodech;
3. HYDROSYSTÉM. VÝBĚR PRŮMĚRŮ A TERMOHYDRAULICKÝ VÝPOČET POTRUBNÍCH SYSTÉMŮ.

Profesionální programy jsou programy, za které si tvůrci účtují peníze a odpovídají za správnost výpočtu a metodiky na základě smlouvy nebo licenční smlouvy.

Pokud používáte jiný profesionální program, který není uveden výše, uveďte to prosím v komentářích a my jej přidáme do tohoto seznamu.

Volné programy (různé míry složitosti) pro hydraulické výpočty plynovodů určené pro použití na osobních počítačích.

• program umožňuje vybrat průměr plynovodu na základě přijatelných ztrát a rychlosti plynu;
• První verze programu se objevila před více než 10 lety, klasika Runetu.

Pokud používáte jiný program, který není uveden výše, uveďte to prosím v komentářích a my jej přidáme do tohoto seznamu.

Bezplatné online programy (různé složitosti) pro hydraulické výpočty plynovodů.

Programy stránek https://gidrotgv.ru/

Na stránkách je implementován hydraulický výpočet slepých plynovodů v online režimu „HYDRAULICKÝ VÝPOČET POTRUBÍ (PLYNOVODŮ)“.

Pokládka plynovodů je jednou ze specializací společnosti Energoservice. Plynofikace průmyslových objektů a obydlených oblastí zahrnuje výstavbu, instalaci, položení nové inženýrské sítě nebo rekonstrukci, modernizaci staré.

Práce provádějí zkušení odborníci s požadovanou kvalifikací, která je potvrzena certifikáty, licencemi a certifikáty. Společnost funguje od roku 1993. Za tuto dobu jsme realizovali stovky úspěšných projektů pro vysokotlaké, středotlaké a nízkotlaké plynárenské sítě s využitím různých instalačních metod.

Druhy plynovodů

Inženýrské stavby pro přepravu plynu se dělí na:

1. Zvýšená.

Upevnění trubek se provádí na stěnách budov nebo speciálních podpěrách. Nosné pilíře a stěny budov musí být zároveň vyrobeny z nehořlavých materiálů. Uložení nadzemního plynovodu u bytových a veřejných zařízení je přípustné s tlakem do 0,3 MPa. V průmyslových objektech se instalují systémy do 0,6 MPa na masivní fasády a nad okenní otvory v horních patrech. Výška potrubí musí být přístupná pro opravy a údržbu sítě. Navíc se během instalace používá kompenzátor potrubí, aby se zabránilo deformacím spojeným se změnami teploty.

2. Podzemí.

Potrubí se ukládá do speciálně vykopaných výkopů v zemi s pískovým polštářem, ochranou nad plynovodem a výstražnou páskou. Pro uložení plynovodů do země se používají plastové HDPE a kovové trubky. Při použití HDPE trubek se svařování provádí „na tupo“ pomocí speciální certifikované svářečky. Při montáži z kovu se spoj provádí svařováním s následným nedestruktivním zkoušením spoje závitem nebo přírubou jsou přípustné pouze v částech montáže armatur. Teplotní kompenzaci tlaku zajišťuje axiální kompenzátor.

3. kombinovaný.

Plynovod je uložen nad zemí i pod zemí. V místech, kde plynofikaci brání silnice, železniční přejezdy a elektrické vedení, se potrubí pokládá pod zem. Síť se instaluje vzduchem, když je potřeba zachovat úrodnou půdu, výsadbu atd. Pro regulaci tlaku průtoku plynu se používají speciální ventily.

Pro zajištění bezpečného provozu vyžaduje instalace plynovodu soulad s SNiP.

Fotografie pokládky plynovodů

Stavba a pokládka plynovodu je nebezpečným typem práce, proto jsou práce prováděny přísně v souladu s požadavky projektové dokumentace předpisů.

Etapy pokládky plynovodu

Postupná příprava na vlastní pokládku potrubí zahrnuje:

• vypracování projektu plynárenské soustavy s přihlédnutím k požadovanému vybavení, umístění a druhu podzemní vody v místě, terénním charakteristikám, klimatickým podmínkám regionu,
• montáž plynovodů a zařízení,
• uvedení do provozu,
• provádění testů.

Hotové objekty:

Průmyslová kotelna pro farmaceutický závod

Kotelna pro Fox Fitness

Střešní kotelny “Zvezdny”

Topný systém pro průmyslové prostory pomocí IR zářičů

Náklady na práce

Náklady na pokládku plynovodu se vypočítávají individuálně pro každý projekt. Cena se odvíjí od délky vlasce, způsobu pokládky, použitých materiálů atd. Manažeři vypočítají přesné číslo po obdržení potřebných údajů o zařízení. Máte-li jakékoli dotazy, zavolejte na číslo +7 (484) 396-76-42 nebo si objednejte zpětné zavolání na webu.

Spolupráce s firmou Energoservice je zárukou kvality, spolehlivosti a účinnosti plynovodu.