Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

7.1.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

7.1.1.

Оценка объема

распределения

его колебаний

7.1.1.1.

Анализ рынка

Количество газа, которое может

быть

продано,

является

основой технических и финансовых про-

ектов распределения.

Анализ

потенциального рынка требует последо-

вательного рассмотрения годового, суточного и

часового потребления газа.

Потребителей газа можно схематически разде-

лить

на пять категорий:

— новое жилье;

— существующее жилье;

— существующие коммунально-бытовые потреби-

тели;

— промышленность.

Прогноз

сбыта газа необходим для того, чтобы:

— количественно определить объем коммерчес-

ких операций, которые предстоит вести;

— служить отдельным специалистам для прогноза

подсоединения к газопроводам и определения

размера сети;

— рассчитать рентабельность расширения сети

или переход на природный газ системы распре-

деления, снабжаемого другим

газом;

— помочь спрогнозировать потребление газа, что

позволяет распределителю узнать свои потреб-

ности и уточнить свои закупки;

— помочь спрогнозировать финансовую прибыль.

Прогноз

должен обязательно осуществляться в

соответствии с рыночными соображениями, так

как

от этого зависит цена продажи киловатт-часа

энергии*

Анализ

рынка используется как метод прогноза,

особенно для среднего срока (1 - 5 лет), и тем бо-

лее интересен, чем крупнее объект анализа (рай-

он,

страна и т.д.).

Для короткого срока используется метод само-

регрессии,

моделирующий

случайные

процессы,

для среднего срока - аналитический метод прогно-

за

потребления, учитывающий средние климати-

ческие условия. Для длительного промежутка вре-

мени прогноз

учитывает

многочисленные экономи-

ческие предпосылки.

7.1.1.2.

Показатели, используемые

при анализе сбыта

7.1.1.2.1.

Существующий рынок

Расчеты

заставляют прибегать к знаниям стати-

стики,

иногда недостаточным, и к определениям,

которые могут различаться в зависимости

отучета

или

неучета

определенных секторов рынка (райо-

нов).

7.1.1.2.2.

Рынок сбыта

Речь

идет о новом строительстве, приводящем к

увеличению существующего рынка Для прогноза

рынка сбыта на средний срок необходимо учиты-

вать

внешние экономические предпосылки.

7.1.1.2.3. Зона обслуживания

газом

Совокупность районов, где есть потребление

газа

(подача газа) (жилье или один промышленный

объект).

595

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

7.1.1.2.4.

Степень обеспечения

населенного

пункта

Речь

идет о потребностях в

газе,

определяемых

для всего рассматриваемого населенного пункта.

Имеется в виду степень обеспечения газом нового

строительства (число газифицированных квартир,

деленное на общее число построенных квартир)

или степень обеспечения существующего жилья.

7.1.1.2.5.

Степень коммерческого успеха

Это отношение объема сбыта к возможному

объему продажи. Показатель степени успеха ис-

пользуется для оценки газификации нового

строи-

тельства.

7.1.1.2.6.

Степень внедрения

Это отношение объема сбыта к возможному

объему запасов. Показатель внедрения использу-

ется для оценки газификации существующего

строительства.

7.1.1.2.7.

Степень снабжения

Речь

идет об объеме использования газа потре-

бителями, деленном на общее необходимое коли-

чество

газа.

Числитель

и знаменатель могут

быть

выражены либо числом квартир, либо в м

, либо в

киловатт-часах.

Степень коммерческого успеха и степень внед-

рения оцениваются для данного периода времени.

Степень снабжения используется для общей оцен-

ки

газа,

т.е. доли газа в общей продаже

энергии.

7.1.1.3.

Потребление и подача

Потребление и подача, касающиеся урбанизи-

рованной зоны, должны

быть

изучены с точки зре-

ния следующих аспектов:

— потребление и подача в течение года зависят в

конце

концов от финансового сбалансирования

эксплуатации;

— дневная подача, которая должна соответство-

вать

установке производства (добычи), транс-

порта и хранения

газа.

Она может

влиять

на фи-

нансовый баланс, так как представляет собой

параметр в договоре на подачу

газа;

— часовая подача (расход), которая служит для

расчета распределительной сети и сооружений

транспорта.

Эксплуатационная подача представляет собой

сумму

потребления, которая классифицируется с

учетом времени использования (времени работы).

Потребление жилого фонда:

— приготовление пищи и горячее водоснабжение;

— отопление.

Коммерческие

клиенты:

— коммерческое потребление;

— отопление помещений.

Индустриальные потребители:

— индустриальное потребление;

— отопление зданий;

— потери вследствие технических утечек сети и

подсоединений,

а также ошибки счетчиков.

7.1.1.4.

Случай

холодного периода

газа

Расчет

подачи в зимний период, особенно каса-

ющийся

отопления, кроме статистических

данных

для определенных климатических условий, требу-

ет еще чисто эксплуатационных

данных.

7.1.1.4.1.

Средняя температура

(Ту)

'трех часов"

Средняя температура в течение одного дня в пе-

риод

эксплуатации. Она определяется во Франции

как

среднее из восьми измерений, осуществляе-

мых через каждые три часа Национальной метео-

рологией

в районе эксплуатации.

7.1.1.4.2.

Температурный порог отопления (Т.)

Средняя трехчасовая температура, ниже кото-

рой

клиент начинает

включать

отопление. Эта

температура зависит от климатических условий и

уклада жизни клиентов рассматриваемого района.

7.1.1.4.3.

Разница в температурном пороге

для одного дня (Т, - Т

;

)

Разница между температурой порога отопления

средней температурой трех часов эксплуатации

для рассматриваемого дня. Эта разница имеет

смысл,

если средняя трехчасовая температура ни-

же температурного порога отопления. В противном

случае

она равна

нулю

или не имеет смысла.

7.1.1.4.4.

Число градусо-дней

Сумма предыдущих разниц температур для всех

дней рассматриваемого периода.

Для каждой метеостанции во Франции установ-

лено

среднее число градусо-дней в году, отнесен-

ное к пятнадцати произвольным

годам.

Это соот-

ветствует среднему числу градусо-дней в году.

7.1.1.4.5. Градиент (G)

Градиент - это увеличение средней суточной по-

требности в газе за дополнительный градусо-день.

градиент

выражается в киловатт-часах на граду-

со-день.

Он незначительно колеблется в течение

данной зимы и увеличивается по мере роста мощ-

ности

отопления.

596

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

7.1.1.4.6.

Дополнительное потребление в

зимнее

время (С. S. P. F)

Оно соответствует дополнительному потребле-

нию,

возникающему, если температура наружного

воздуха снижается ниже температурного порога

отопления. Оно в основном состоит из расхода на

отопление зданий, но оно также связано со всеми

потребителями, зависящими от снижения темпера-

туры: нагрев воды, отопления промышленных пе-

чей и т.д.

7.1.1.4.7.

Потребление, не входящее в допол-

нительный

расход в

зимнее

время

(Н.

С. S. P. F)

Сюда относятся все другие потребители, кото-

рые рассматриваются как не зависящие от наруж-

ной температуры.

7.1.1.4.8.

Понятие риска

Температура риска л% - это самая низкая темпе-

ратура, которая может

быть

один или несколько

раз (п

—

количество зим из 100 лет подряд).

Для определения подачи используются два по-

нятия дневного

риска:

— средний

риск:

50% (выход за пределы один раз

из

двух

среди большого числа лет);

—

риск

"пиковый": 2% по "Газ де

Франс"

(выход за

пределы два раза в столетие).

Двухпроцентный

риск

в особенности касается

суточного и часового пиков. Не существует ника-

ких методов

учета

волны

холода.

Для определения мощности сооружений предпо-

лагается, что при риске в 2% все существующие

средства используются полностью.

Каждое предприятие прикреплено к метеостан-

ции.

В "Газ де

Франс"

документы, изданные

эконо-

мической и коммерческой дирекциями (М42 и

М43),

классифицируют основные результаты, ка-

сающиеся всех метеостанций.

7.1.1.5. Модель прогноза

потребление-климат

Практика показала, что дневная температура Ту

является

величиной достаточной для определе-

ния в первом приближении объема потребления в

зимний

период.

В холодный период из N дней дополнительное

потребление в зимний период равно:

7.1.1.6. Время использования

Потребление и подача подвержены (колебани-

ям),

которые можно уточнить с помощью следующе-

го

понятия, называемого временем использования.

Число дней использования за год:

, _ годовое потребление _ С,

" потребление наибо- Су'

лее загруженного дня

Число часов использования за год:

годовое потребление с

7-1

Эта модель, полностью удовлетворительная

для

обычных

температур, ведет к завышению про-

гнозных величин потребления для очень низких

температур.

максимальное часовое потребле- С

ние наиболее загруженного дня

Число часов использования за

сутки:

максимальное су-

точное потребление с,

максимальное часовое по- С„'

требление

данных

суток

Можно определить Н

- лД, для потребления.

Аналогично для подачи Н, о п, J,.

7.1.1.7. Практическое определение

годового

потребления

7.1.1.7.1.

Расчет потребления на

бытовые

нужды (Н. С. S. P. F) и градиента для

бытовых

потребителей

Общее потребление текущего года, определен-

ное по зафиксированным потребностям, не может

быть

прямо использовано для расчета сети и пода-

чи на календарный год.

Оно должно подвергаться двойной обработке,

осуществляемой по каждому потребителю:

— так как период замера разнится от потребите-

ля к потребителю, то первая обработка состоит

в утверждении и коррекции потребления ка-

лендарного года исходя из потребления теку-

щего

года;

— вторая обработка состоит в определении мак-

симального часового расхода, который учиты-

вается при расчете

сети.

Эти обработки включают как модель прогноза

(см.

разд. 7.1.1.5, так и знание времени использо-

вания (см. разд. 7.1.1.6).

Потребление, независимое от климата (Н. С. S.

P. F), измеренное в К дней, может

быть

пересчита-

но в годовое потребление с помощью правила

•трех".

Часть

годового потребления, которая включает

прежде всего отопление (С. S. Р. Е),

является

раз-

ницей между общим годовым потреблением и с

ним потреблением на бытовые нужды (Н. С. S. I

Средний годовой градиент потребителя опреде-

ляют

путем деления объема потребления (С. S. Р.

F) на число градусе-дней за соответствующий пе-

риод

потребления.

При отсутствии другой информации могут

быть

использованы следующие величины годового по-

требления (см. таблицу на с. 598).

597

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Потребители

Кухня

Горячая вода

Отопление

жилья

постоянно занятого и

построенного до применения декрета

апреля 1974 г.

Отопление жилья, постоянно занятого

отвечающего

новым

нормам изоля-

ции (декрет от 10 апреля 1974 г.)

Отопление жилья, постоянно занятого

отвечающего

новым

нормам изоля-

ции (декрет от 24 марта

1982

г.)

Отопление жилья, постоянно занятого

шотавтстт/юишго НРЕ Гшжоот от 5

июля

1983

г.)

Отопление жилья, постоянно занятого

соответствующего

новым

правилам

изоляции

(указ

от 5 апреля

1988

г.)

Отопление жилья, постоянно занятого

соответствующего указу от 30 де-

кабря 1988 г., устанавливающих но-

вую марку

Индивидуальные

Квартира

Дом

Коллективные

Обогрев индивидуальный

Квартира

Дом

Отопление коллективное

Отопление индивидуальное

Квартира

Дом

Отопление центральное

Отопление индивидуальное

Квартира:

Отопление

Горячая вода

Дом:

Отопление

Горячая вода

Отопление центральное

Квартиры:

1-я категория

2-я категория

3-я категория

4-я категория

Дом:

1-я категория

2-я категория

3-я категория

4-я категория

Квартиры:

Дом:

Квартиры:

3-я категория

4-я категория

Дом:

3-я категория

4-я категория

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Отопление

Горячая вода

Годовое потребление на квартиру,

кВт-ч

800

3000

4000

4500

7,0*

11,5*

9,0*

5,4*

9,5*

6,4*

3,8*

2960

8,6*

3800

4,5*

3,8*

760

3,2*

730

2,8*

530

2,2*

2530

8,2*

4060

7,2*

3630

5,8*

670

4,8*

670

3,2*

730

7.2*

3630

2,8*

2530

2,2*

2530

5,8*

670

4,8*

670

* - число градусо-днвй среднего климата в документе №

43.

«Etude statistique des temperatures joumalieres» (GDF).

Средний

годовой

объем

потребления.

598

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

7.1.1.7.2.

Потребление вне

бытовых

объектов

Для этих потребителей расход определяется пу-

тем ручного замера в течение месяца. Так как чис-

ло таких потребителей невелико, их можно знать

каждого

индивидуально. Поэтому можно опреде-

лить

их потребление, не путать эту часть в общем

максимальном потреблении сети с чистым

макси-

мумом.

7.1.1.8.

Расчет

максимального

суточного потребления

7.1.1.10.

Подсоединение

потребителей в

узлах

сети

Крупные потребители должны подсоединяться

в создаваемых сетях, если это необходимо, в спе-

циальных

узлах.

Снабжение мелких потребителей "представля-

ет сумму потребления сектора и совокупности по-

требителей и распределяется по узлам

сети,

к ко-

торой

подсоединяется". (Manuel pour le transport et

le distribution du gaz. §

1.4.4.3,

издание

I.A.T.G).

Максимальное суточное потребление определя-

ется типом потребителей:

— для потребителей вне дополнительного рас-

хода в зимний период (С. S. P. F) на основе го-

дового

потребления при известном числе суток

использования(работы).

При отсутствии

точных

специальных

данных

об

эксплуатации рассматриваемых установок мож-

но принять следующее число суток использова-

ния в год:

• 260 - для

бытовых

потребителей;

• 280 - для коммерческих потребителей;

• 300 - для промышленных потребителей;

— для системы отопления (С. S. P. F) с риском

"климатическим п", который должен

быть

по-

крыт числом суток использования за год, опре-

деляется:

среднее число градусо-дней в году

Je=

т^Тп •

7.1.1.9.

Расчет

максимального

часового потребления

бытовым объектом

7.1.1.9.1.

Использование

газа

(Н. С. S. P. F)

Бытовое потребление с горячим водоснабжением

определяется, исходя из максимального суточного

потребления на бытовые нужды с горячим водо-

снабжением (С. S. P. F). В соответствии с практикой

суточное использование h

составляет 7 -12 ч. При

отсутствии

точных

данных

можно принять 10

ч/сут.

Для крупных индустриальных потребителей не-

обходимо иметь данные о режиме работы промыш-

ленности,

так как некоторые промышленные по-

требители имеют очень изменчивое время работы.

7.1.1.9.2.

Использование

газа

(С. S. P. F)

Можно

принять время суточного использования

равным 22 ч при риске 2% и 19 ч при риске 50%.

7.1.1.9.3.

Суммарный максимальный часовой

расход

с данным риском

Максимальная часовая подача определяется

как

сумма часового расхода на бытовые нужды и

на отопление (Н. С. S. P. F) и (С. S. P. F).

7.1.2.

Концепция и расчет рас-

пределительных

сетей

7.1.2.1.

Структура

ных сетей

7.1.2.1.1.

Тип

сетей

распределитель-

Распределительные

сети,

предназначенные для

снабжения многочисленных потребителей. Они

включают трубопроводы, регуляторные пункты,

подсоедм

ю»

мя.

Во Франции они разделяются в со-

отоотстпии

рабочим

давлением

на пять

категорий.

Класс

ВР

ВРА

МРА

МРВ

МРС

Уровень давления

(1)

ВР<ВРА$50мбар

50мбар<МРА£0,4бар

0,4

бар < МРВ 54 бар

бар < МРС

$19,2

бар

Типы

сетей,

встречаюирхся во Франции.

(1)

Газ искусственный

-8мбар

Природный газ Н -18 мбар

Природный газ В -25 мбар

Смесь пропан-воздух 7,6 кВт

•

ч/м

• 8 мбар

Смесь пропан-воздух

15,7

кВт -ч/м

-18 мбар

Пропан -37 мбар

Наиболее часто встречаются сети типа ВР,

МВР, МРС.

7.1.2.1.2.

Структура

сетей

7.1.2.1.2.1.

Первичная сеть

Трубопроводы снабжаются от МРС транспорт-

ной

сети и служат для подачи газа в период боль-

ших холодов, когда все источники в работе

(риск

2%), и для периода умеренных холодов, когда его

элементы

вначале

выключены

(риск

50%).

599

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Через каждые

3 км

предусматривается секцио-

нирование

устройствами

для

продувки трубопро-

вода

(в

течение четверти часа).

7.1.2.1.2.2.

Вторичная сеть

Трубопроводы снабжаются

от

МРВ

и ВР от

одно-

го

или

нескольких регуляторных пунктов

осуще-

ствляют транзит газа

обслуживание потребите-

лей.

Они

закольцованы

при

проектировании.

7.1.2.1.2.3.

Третичная

сеть

Эти трубопроводы снабжаются

от МРВ или ВР и

обслуживают только конечных потребителей.

Сек-

ционирование позволяет изолировать

от 250 до

500 потребителей

соответствии

с их

типом.

Это

разветвленные

сети.

7.1.2.1.3. Критерии

сетей

На стадии проектирования сетей давление

пре-

дусматривается меньше

или

равное

6 бар для МРС

1 бар для МРВ.

Критерии,

которые исследуются:

— безопасность персонала

имущества;

— постоянство

качество обслуживания;

— легкость эксплуатации

обслуживания;

— адаптация

гибкость

во

времени;

— экономический оптимум капитальных

эксплуа-

тационных затрат, затрат

на

обслуживание.

Предусматривается разделение сети

на

сектора

эксплуатации

для

агломераций

в 100 000 и

более

потребителей. Сектор состоит

из

сооружений оди-

накового

давления, снабжаемого

от

двух

источни-

ков,

обслуживает

25 000

клиентов

более.

Сети типа

МРВ

наиболее распространены

по

следующим причинам:

— качество обслуживания: аппараты снабжаются

под

постоянным давлением;

— безопасность: предусмотрены регуляторы,

поз-

воляющие автоматически прерывать газоснаб-

жение при повышении

или

понижении

давления

на выходе;

— техника:

при

равенстве диаметров мощность

больше,

чем у

сети типа

ВР;

— экономика:

ее

сооружение позволяет эконо-

мить

от 25 до

40% расходов

по

сравнению

с се-

тью

ВР.

7.1.2.2.

Расчет сетей

Физический

расчет

(или

анализ) имеет

целью

после определения необходимого расхода устано-

вить давление

для

данной структуры (существую-

щей

или

создаваемой). Экономический расчет

со-

стоит

определении диаметров трубопроводов,

соответствующих наиболее экономичному реше-

нию

для

создания новой сети

или

развития сущест-

вующей.

7.1.2.2.1.

Топология сети

Прежде

чем

определить расход

давление,

на-

до рассмотреть сеть

как

совокупность точек

или

узлов, соединенных между собой отрезками.

Топологический анализ

- это

анализ связей

между узлами

помощью отрезков.

Он позволяет:

— проверить связи сети (контроль данных);

— опознать

тип

сети (закольцованная, разветв-

ленная);

— разделить сеть (расчленение

на

узлы).

Определение топологических элементов позво-

ляет

установить связь между теорией графов

газовой

интерпретацией.

7.1.2.2.1.1.

Участок

Это часть трубопровода постоянного диаметра,

откуда

газ

может выйти только

концов.

7.1.2.2.1.2.

Узел

Это оконечность участка, например, точка:

— соединения нескольких участков;

— изменения сечения

или

уклона;

— подачи газа (узел питания);

—

которой потребление может

влиять

значи-

тельной степени

на

уточнение конечного

ре-

зультата.

7.1.2.2.1.3. Степень

Это число участков, примыкающих

одному

уз-

лу.

Оно

позволяет проверить степень истощения

коллектора раздачи

газа.

7.1.2.2.1.4. Потребление, расход (подача)

Потребление

- это

количество

газа,

поданного

потребителю

за

определенное время

выбранным

температурным риском

приведенное

стандарт-

ным условиям расчета.

Расход

количество

газа,

которое движется

по

участку трубопровода

единицу времени.

Подаче- количество

газа,

выданное постом

ре-

дуцирования

для

удовлетворения потребителя.

Эти параметры выражаются

в м

/ч.

7.1.2.2.1.5.

Узел

Расчет

давления

предполагает,

что оно

извест-

но

по

крайней мере

одном узле

сети.

Этот узел

предполагаемым давлением обозначается

как

узел Р/.

общем

случае

речь идет

об

узле-источни-

ке.

Однако

это

может

быть

узел-потребитель,

где

должно поддерживаться определенное

мини-

мальное давление.

7.1.2.2.1.6.

Сеть

- это

совокупность соединенных участков,

имеющих

как

минимум один узел

р,.

Соединение

означает,

что

можно достичь всех узлов

сети,

ис-

ходя

из

одного узла

следуя

по

выбранным соот-

ветствующим образом участкам

из

конца

конец.

7.1.2.2.1.7.

Разветвленная

сеть

Сеть

называется разветвленной, если

она со-

держит только один узел

р,.

Все

узлы

соединены

узлом Р)

помощью одного

или

серии последова-

тельных

участков.

600

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

7.1.2.2.1.8.

Закольцованная сеть

Сеть называется закольцованной, если она не

разветвленная. Она может

быть

определена как

сеть с одним узлом p

и имеющей также узлы, ко-

торые можно соединять как минимум двумя цепя-

ми

участков.

Две цепи между двумя узлами образуют контур,

называемый кольцом.

Единичность источника должна пониматься как

возможность соединить все источники в один,

фиктивный

источник, который может рассматри-

ваться

как перевод сети на более высокий

уровень

давления.

Фиктивный узел - источник видится как подня-

тие

давления на более высокий уровень, чем суще-

ствующее давление, для обеспечения движения

газа

фиктивных

участках к реальным узлам-ис-

точникам.

7.1.2.2.1.9.

Подсети

В соответствии с поставленной

целью

интерес-

но рассмотреть два типа подсети.

7.1.2.2.1.9.1.

Сочлененная

сеть.

Узлы

сочленения

Разделение

на составные подсети подразуме-

вается в самой структуре

сети.

Оно может

быть

ис-

пользовано для уменьшения времени расчета. При

этом

можно легко определить расходы

газа,

прохо-

дящего

по участкам

сети,

и нет необходимости

подсчитывать

на первом этапе давления в узлах,

снабжаемых этими участками. На практике нали-

чие естественных препятствий таких, как

реки,

железные дороги или расширение сети в сторону

нового строительства, способствуют появлению

узлов сочленения.

7.1.2.2.1.9.2.

Подсеть

многосвязная.

Узлы

связи

Разделение

на многосвязные подсети осуществ-

ляется для облегчения управления и определения

результатов; оно осуществляется независимо от

составных подсетей путем свободной географиче-

ской группировки.

Разделение

опирается на предположение, что

можно определить на глаз или с помощью ЭВМ ог-

раниченное число участков для разрезания,

чтобы

получить

независимую сеть.

Сечение участка по границе между двумя подсе-

тями создает два узла связи по одному на каждую

подсеть.

Граница может

быть

естественной преградой,

границей

населенного пункта; в этом случае она

рискует пересечь много участков. Каждая создан-

ная подсеть соединяется с соседями в основном с

помощью более чем одного узла связи.

Из-за

этого

обстоятельства она называется многосвязной под-

сетью.

7.1.2.2.2.

Потери давления на участке

7.1.2.2.2.1.

Гипотеза распределения

Какой

бы расчет распределительной сети не

осуществлялся, для него необходимо знать:

— максимально допустимые потери давления (по-

тери

давления),

— необходимые расходы и их географическое рас-

положение;

— внутренние диаметры трубопроводов.

Стандартные

условия

для расчета:

д,«1013м6ариТ

«283К.

Редуцирование

газа

в распределительной сети

достаточно слабое, поэтому можно рассматривать

температуру

газа

постоянной. Коэффициент сжи-

маемости

также может

быть

принят постоянным.

Распределительная сеть имеет небольшой объ-

ем,

что не позволяет рассматривать ее в качестве

резервного объема; истечение может рассматри-

ваться

не зависящим от времени, т.е. постоянным.

Скорость

газа

в трубопроводах остается достаточ-

но малой, поэтому кинетическая энергия

газа

и его

инерция считаются незначительными.

Если давление источника превышает 15 бар, эти

допущения не могут

быть

приняты.

7.1.2.2.2.2.

Формула Ренуарда (Renouard)

Трение

газа

о стенки трубопроводов является

причиной потери энергии пропорционально коэф-

фициенту гидравлического сопротивления А, кото-

рый сам зависит от шероховатости трубопровода и

режима

истечения.

Режим

истечения характеризуется безразмер-

ным числом Рейнольдса Re

где

v - скорость

газа,

v - динамическая вязкость

газа,

- внутренний диаметр газопровода.

Отношение X(Re, е), в котором е-

высота

высту-

пов в мм (шероховатость), определяется с достаточ-

ной

точностью

для всех трубопроводов с Re < 5 х 10

по формуле Ренуарда:

= 0,172Re-

-°.

7.1.2.2.2.3.

Потери давления

Выражение для изменения давления (т.е. поте-

ри давления) между двумя концами цилиндричес-

кого трубопровода при сделанных выше допуще-

ниях следующие:

Р\-Р\ = 43,

I.82

4,«

+0,244

7х

где

Pi.

Pfe. А. - абсолютное давление (в барах) на

концах 1,2-го трубопровода и среднее;

do - плотность

газа

по отношению к воздуху при

10°С,

601

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

— I - плотность "фиктивная", отра-

жающая влияние изменения динамической вязко-

сти

газа;

L - длина трубопровода в м;

D - внутренний диаметр трубопровода в мм;

Оо - расход газа в

ыРМ

при стандартных условиях;

г - геодезическая высота рассматриваемых то-

чек в м.

Второй

член

выражения отражает влияние аль-

титуды. Он мал по сравнению с первым членом

(динамическое

истечение) в выражении для квад-

ратичной разности давлений. Для

низкого

давле-

ния его величины мало изменяются около средне-

го

давления д, • (1,013 + 0,019) бар, и формула ста-

новится,

если выражать давление в мбар:

QI.82

р\-р\

= 21 273 djL-£- + 0,1186(d

7.1.2.2.3.

Расчет

сети

7.1.2.2.3.1.

Потери давления в сетях

7.1.2.2.3.1.1.

Разветвленная

сеть

Потери давления определяются методом после-

довательного приближения для каждого участка,

начиная с первого, таким образом, чтобы прове-

рить достаточность давления в конце сети в насто-

ящее время и в будущем.

7.1.2.2.3.1.2.

Сетчатая

сеть

Без применения ЭВМ расчет сетчатых сетей

длинен и труден.

7.1.2.2.3.2.

Формулировка задачи

При движении в одной сетке имеем:

Н - потери давления на каждом участке со знаком Q.

Во всех узлах:£О = 0,

Q - расход, входящий со знаком (+) и выходящий со

знаком

(-).

На каждом участке имеем:

Ql.1

Н = kL

7.1.2.2.3.3.

Решение

задачи

Эффективным является метод Харди-Кросса

или чаще метод Ньютона. Он состоит в решениях

методом итераций нелинейных систем уравнений,

полученных с помощью уравнений сохранения газа

в узле и при условии равенства нулю потерь

давления в сетке.

7.1.2.2.4.

Схематизация сети

Техника схематизации позволяет сразу изучать

в общем случае структуру сети и моделировать ее

реакцию

на внешние изменения. Различают схема-

тизацию

разветвлениями и сетками.

7.1.2.2.4.1.

Схематизация разветвления

Формулы

расчета кольцевых сетей показывают,

что если все потребление сети увеличивается на

коэффициент к, все расходы увеличиваются в к

раз

и, следовательно, потери увеличиваются в

№•**

раз.

Следовательно, сеть реагирует как разветв-

ленный участок, транзитный расход которого уве-

личивается в к раз.

По аналогии можно думать, что если потребле-

ние изменяется в постоянном соотношении внутри

зоны,

ограниченной двумя последовательными

изобарными

зонами, каждая промежуточная зона

схематизируется в один эквивалентный участок,

характеризуемый

Jjd/.

Применение этой схематизации состоит в следу-

ющем:

— исследование структуры сети путем сравнения

межизобарных зон; сравнение диаметров о) и

соотношений

у,

или

•Ч

Разветвленная

сеть.

— исследование дополнительного расхода зоны;

— определенно адаптированное потребление во

всех узлах

сети.

7.1.2.2.4.2.

Схематизация сеткой

Эта техника особенно адаптирована к проекти-

рованию больших

сетей,

которые классически раз-

делены на многосвязные подсети.

Когда

изменение воздействует на подсеть, нет

необходимости рассматривать совокупность всех

остальных подсетей. Однако в этом случае нельзя

пренебрегать влиянием соседней подсети. Могут

рассматриваться три варианта.

— Изменения относительно слабые и условия на

границе

подсети не изменяются.

В этом случае достаточно задаться величиной

давления в узлах связи и проверить на основе опы-

та,

что расход (вход и выход) не меняется.

602

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Пр*Д*Л

1ЛИЯМИЯ

Граница подсети

•

Узлы

связи подсети

Соседняя

подсеть

не

влияет.

— Изменения происходят также в соседней под-

сети,

но зона его влияния мало распространяет-

ся в подсети, подлежащей схематизированию.

Соседняя

подсеть

мало

влияет.

Это

случай

области сеточной схематизации, ко-

торый позволяет

учитывать

обмен между связую-

щими узлами подсетей, являющихся объектом воз-

мущения.

— Величина и место возмущений таковы, что они

влияют глобально на соседнюю подсеть.

Соседняя

подсеть

сильно

влияет.

Достаточно исчерпывающе изучить совокуп-

ность из

двух

подсетей 1 и 2. Это приведет к одно-

му из

двух

предыдущих случаев.

7.1.2.2.5.

Упрощение

сетей

Не надо путать упрощение и схематизацию. Уп-

рощение может

быть

полезно в

случае

большой се-

ти.

Можно, действительно, уменьшить расчеты в

упрощенной

сети,

эквивалентной существующей.

7.1.2.2.5.1.

Параллельные

трубопроводы

Кроме

того,

что можно убрать некоторые участ-

ки,

есть возможность для одной

улицы

предста-

вить п

параллельных

участков как один трубопро-

вод, эквивалентный диаметр которого определя-

ется по формуле:

•>--

7.1.2.2.5.2.

Последовательные

трубопроводы

Можно заменить несколько трубопроводов с

разными диаметрами, соединенных последова-

тельно, одним трубопроводом.

Возможны два решения:

— сохраняют диаметр постоянным и рассчитыва-

ют эквивалентную длину L*,

двух

участков с

характеристиками D,L, и

4,82

— складывают длины существующих трубопрово-

дов и определяют эквивалентный диаметр D.,:

а 21

Это решение имеет преимущество, так как оста-

ется постоянной длина.

7.1.3.

Картография

7.1.3.1.

Цель картографии

Картография отражает современную картину и

историю эксплуатации. Она должна:

— служить источником

данных,

необходимых для

принятия решений, относительно сооружений;

—

отвечать

либо правилам, либо требованиям

эксплуатационников;

— позволять в соответствии со своей концепцией,

построить сооружение и

дать

как можно быст-

рее консультацию.

Масштаб

плана

выбирается в зависимости от

требуемой точности на местности, в особенности

для детального плана.

7.1.3.2.

Анализ потребностей

7.1.3.2.1.

Регламентированные потребности

Картография должна

отвечать

договорным и

регламентированным потребностям.

7.1.3.2.1.1.

Журнал

нагрузок

Концессионер должен всегда иметь экземпляр

плана

сети и передать один экземпляр соответст-

вующему органу власти.

Никакого

обязательного масштаба не требуется.

603