Мінімальні відстані (у м) по горизонталі у просвіті між підземними газопроводами та іншими
При укладанні декількох газопроводів в одній траншеї відстань між ними має бути не менше 0,4 м для труб діаметром до 300 мм і не менше 0,5 м для труб діаметром більше 300 мм.
Глибина закладення газопроводу при транспорті осушенного газу повинна бути не менше 0,8 м від верху труби. Таким чином, газопровід можна прокладати в зоні промерзання грунту.
У місцях, де відсутній рух транспорту, глибина закладення може бути знижена до 0,6 м.
При транспорті вологого газу необхідно передбачати ухил газопроводу не менше 0,002.
§ 4. Гідравлічний розрахунок газопроводів високого та середнього тиску
При русі газу в газопроводах середнього і високого тиску відбувається значне падіння тиску по довжині в результаті подолання гідравлічних опорів. У цих умовах щільність газу відповідно зменшується. Це веде до зміни по довжині газопроводу лінійної швидкості газу. Для збільшення лінійної швидкості газу потрібно затратити певну кількість енергії.
Якщо профіль газопроводу не горизонтально, то додатково необхідно затратити енергію на підйом газу (для газопроводу з підйомом).
Таким чином, в загальному випадку при гідравлічному розрахунку газопроводу середнього та високого тиску слід враховувати гідравлічний опір трубопроводу, вплив профілю траси газопроводу і вплив зміни швидкості газу.
Споживання газу міськими споживачами нерівномірно протягом року, місяця і доби. Тому процес перебігу газу в розподільних газопроводах залежить від часу, т. Е. Є нестаціонарним. Однак зміна в часі витрати газу в газопроводах відбувається досить повільно. Тому гідравлічний розрахунок міських газопроводів ведеться для стаціонарного режиму течії.
Температура газу в розподільних газопроводах практично дорівнює температурі грунту на глибині залягання трубопроводу і мало змінюється при русі газу. У зв'язку з цим протягом газу в міських розподільчих газопроводах будемо розглядати при постійній температурі, т. Е. Ізотермічним.
Стаціонарне рух газу в газопроводі високого і середнього тиску описується системою рівнянь:
балансу кількості газу
Рівняння (8.15), (8.16) і (8.17) можна звести до одного рівняння
де α - коефіцієнт Коріоліса (для ламінарних потоків α = 2, для турбутлентних α = 1,1).
Розглянемо газопровід (рис. 8.15) з рівномірним постійним підйомом (або ухилом). Тоді абсолютна величина підйому профілю траси газопром-вода на елементарному ділянці буде дорівнює
де Δz - різниця відміток кінцевої і початкової точок газопроводу; l - довжина розглянутого ділянки газопроводу.
Мал. 8.15. Схема до розрахунку газопроводу середнього і високого тиску.
Замінюючи в рівнянні (8.18) елементарне прирощення висоти газопроводу, отримуємо
Рівняння (8.19) є звичайним диференціальним рівнянням із перемінними. Після розділення змінних матимемо:
Позначимо лінійну швидкість газу на початку газопроводу (х = 0) через w1. а в кінці (х = l) через w2. Проинтегрировав рівняння (8.20) в межах від w1 до w2 і від х = 0 до х = l. отримаємо
Розділимо ліву і праву частини виразу (8.21) на
Якщо простежити ще раз за ходом вирішення вихідної системи рівнянь, то можна помітити, що вираз в (8.22), що стоїть в дужках, визначає вплив зміни швидкості газу по довжині газопроводу. Залишимо це вираз без зміни, а лінійні швидкості w1 і w2 стоять в лівій частині, замінимо через масовий витрата газу і тиску в відповідних точках. Звільнимося ще від логарифма в лівій частині останньої формули. Після цих перетворень знайдемо
З останнього виразу можна знайти також масова витрата газу в газопроводі, якщо відомі тиску на початку і в кінці ділянки:
Отримані останні два вирази є основними розрахунковими формулами для газопроводів середнього та високого тиску. Формула (8.23) дозволяє розрахувати перепад тиску на відомому ділянці газопроводу при заданому масовому витраті газу. У формулі (8.24) розраховується масова витрата газу на відомому ділянці газопроводу (дана довжина, діаметр, коефіцієнт гідравлічного опору, різниця відміток газопроводу, температура газу) при заданих тиску на кінцях ділянки газопроводу.
У наведених формулах коефіцієнт b враховує вплив різниці відміток початку і кінця газопроводу
Коефіцієнт з враховує вплив зміни лінійної швидкості газу на даній ділянці газопроводу:
Для горизонтального газопроводу (Δz - 0) коефіцієнт з = С0
Для розрахунку газопроводів без урахування зміни швидкості коефіцієнт з = 1 і розрахункові формули приймуть вигляд:
Якщо газопровід горизонтальний, то при Δz = 0 коефіцієнт b = 0. У правих частинах виразів (8.28) і (8.29) з'являється невизначеність виду
Формули (8.30) і (3.31) є основними розрахунковими формулами для газопроводів високого та середнього тиску. Їх застосовують, коли можна знехтувати впливом різниці відміток крайніх точок газопроводу і зміни лінійної швидкості газу.
При розрахунках часто користуються об'ємною витратою газу. Всі отримані формули легко перетворюються для отримання об'ємної витрати, який наводять до нормальних або стандартних умов:
Щільності газу, наведені до нормальних рн (температура 0 ° С і тиск 760 мм рт. Ст.) Або стандартним (температура 20 ° С і тиск 760 мм рт. Ст.) Беруться за довідниками для даного газу або розраховуються за відомим складом газу.
При оперуванні об'ємною витратою, наведеним до нормальних умов, розрахункові формули приймуть вигляд в загальному випадку
без урахування зміни швидкості газу
для горизонтального газопроводу і без урахування зміни швидкості газу
Відповідно об'ємна витрата буде дорівнює: в загальному вигляді
без урахування зміни швидкості газу
для горизонтального газопроводу без урахування зміни лінійної швидкості газу по довжині
При оперуванні зі стандартним витратою в формулах (8.32) - (8.37) величини Qн і ρн слід замінити на Qст і ρст. залишаючи всі інші пара метри без зміни.
У всіх наведених формулах масовий або об'ємний витрата газу є секундним. Для отримання годинного, добового і т. Д. Витрати газу необхідно секундний витрата помножити на відповідний час в секундах. Масовий і об'ємний часові витрати будуть рівні:
У гідравлічних розрахунках зручніше застосовувати масовий секундний рас хід газу. Кінцевий результат можна приводити до вартового або добовому витраті.
Вище розглянуті випадки, коли масова витрата газу по довжині газопроводу залишається постійним.