Проектирование строительства газопровода-отвода

В гидрогеологическом отношении рассматриваемая территория относится к

Прикаспийскому артезианскому бассейну и расположена в особом геоморфологическом районе, образованном обширной Волго-Ахтубинской поймой. Водовмещающими грунтами являются аллювиальные пески, подстилаемые морскими хвалынскими отложениями. Грунтовые воды являются безнапорными. Уровень грунтовых вод зафиксирован на глубинах от 1,4 до 5,8 м от поверхности земли.

Физико-механические параметры грунтов, подробное описание их свойств и характеристики

грунтовых вод представлены в материалах отчета об инженерных изысканиях.

Трасса газопровода-отвода проходит по левобережью р. Волга (Волгоградского

водохранилища). Местность преимущественно низменная, представляющая собой древнюю

долину Волги, русло которой, постепенно смещаясь в западном направлении, оставило равнинные пространства. Рассматриваемый район характеризуется очень редкой речной сетью. Здесь практически нет постоянных водотоков. На территории района располагаются несколько крупных магистральных оросительных каналов.

Газопровод-отвод к ГРС-1 г. Волжский, подлежащий капитальному ремонту, на своем

протяжении водотоков не пересекает.

Существующий газопровод-отвод к ГРС-1 г. Волжский эксплуатируется в однониточном

исполнении. Врезка газопровода-отвода к г. Волжский Ду700мм выполнена в газопровод Быково– Волжский Ду1000мм на км122,35 трассы магистрали. Газопровод Быково–Волжский эксплуатируется в однониточном исполнении.

На протяжении трассы газопровод-отвод к ГРС-1 не имеет пересечений с естественными и

искусственными препятствиями, подземными и надземными инженерными коммуникациями.

На врезке газопровода-отвода к ГРС-1 в газопровод Быково–Волжский установлен крановый узел Ду700мм № 46. Существующий охранный кран Ду700мм № 47 установлен на расстоянии 520 м против хода движения газа от ограждения ГРС-1.

Кабель технологической связи газопровода-отвода на участке км0,0–км3,7 проложен на

расстоянии от 5,0 до 48,5 м слева по ходу движения газа относительно газопровода.

Газопровод проложен подземно. В целом, глубина заложения газопровода соответствует

требованиям действующих нормативных документов.

Изоляция существующего газопровода-отвода пленочная. На изоляционном покрытии,

выполненном в свое время в полевых условиях, имеется большое количество локальных и

протяженных дефектов, позволяющих сделать вывод о неудовлетворительном состоянии

изоляционного покрытия в целом.

Протяженность участка выполнения работ по капитальному ремонту газопровода-отвода к

ГРС-1 г. Волжский составляет 3,611 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема расположения газопровода-отвода к ГРС-1 г. Волжский км0,0–км3,7

 

2 Технологическая часть

Технологический расчет газопровода-отвода выполняется для определения диаметра трубопровода и давления в газопроводе в местах врезки в распределительный газопровод и в точке подключения ГРС-1 г.Волжского, при известном начальном давлении Р, и заданных расходах Q на участке. Гидравлический расчет газопровода-отвода выполняется из условия обеспечения пропускной способности трубопровода при максимальном часовом расходе газа потребителями. Данные для проведения гидравлического расчета были представлены ОАО «Газпром трансгаз Волгоград» УОР и СОФ.

 

 2.1 Исходные данные

Гидравлический расчет газопровода-отвода выполняется от точки подключения проектируемого газопровода-отвода в распределительный газопровод до конечной точки проектируемого газопровода-отвода до врезки на входе ГРС-1 г.Волжского.

Схема выполнения гидравлического расчета газопровода представлена на листе 2.

Максимальные расчетные часовые расходы газа потребителями  представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 -  Максимальные расчетные часовые расходы газа потребителями

Потребители	Максимальный часовой расход газа в м3
ЗОС(Волжскийоргсинтез)	5 250
ТЭЦ-1	48 900
ТЭЦ-2	128 140

 

 

Начальной точкой газопровода-отвода является подключение к существующему распределительному газопроводу «Быково-Волжский» Ду 1000. Абсолютное давление в точке подключения - Рнач. абс.= 3,015 МПа, температура газа в точке подключения Тнач.=274,786 0К.

Состав газа (% объёмные) и плотность представлен в таблице 2.2.   

 

Таблица 2.2 - Состав газа

Наименование показателя	Значение	Ед. измерения
Метан	97,806	%
Этан	0,931	%
Пропан	0,308	%
Изобутан	0,055	%
Н-Бутан	0,056	%
Изопентан	0,011	%
Н-Пентан	0,007	%
Азот	0,768	%
Кислород	0,010	%
Углекислый газ	0,047	%
Плотность при 20оС и 101,3кПа	0,6822	кг/м3
Низшая теплота сгорания при 20 °С	33,65	МДж/м³

 

 

 2.2 Гидравлический расчет на участке

При заданном диаметре трубы 720 мм, определяем давление в конце участка от точки подключения проектируемого газопровода-отвода до точки врезки в  ГРС-1 г.Волжского

 Исходные данные для гидравлического  расчета представлены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 - Исходные данные для гидравлического расчета на участке

Наименование	Величина	Размерность
Эквивалентная шероховатость, k	0,03	мм
Коэффициент гидравлической эффективности, Е	0,95
Коэффициент теплопроводности изоляции, λиз	0,3345	Вт/м К
Глубина заложения оси газопровода-отвода Æ 426, hо	1,013	м
Коэффициент теплопроводности грунта, λгр	2,0325	Вт/м К
Толщина снежного покрова, δсн	0,3	м
Коэффициент теплопроводности снежного покрова, λсн	0,35	Вт/м К
Плотность газа в нормальных условиях, ρн	0,6822	кг/м3
Температура газа в начале участка, Тн	274,786	°К
Коэффициент расчетной обеспеченности газоснабжения потребителей, Кро	0,95
Коэффициент надежности трубопровода, Кнд	0,99
Абсолютное давление газа в начале участка, Рн	3,015	МПа
Длинна  участка, L	3,611	км
Температура грунта, То	274,2	°К

 

 

Коэффициент теплопроводности грунта принят в соответствии со СНиП 2.02.04-88 «Основание и фундаменты». Температура грунта на глубине залегания принята по данным «Справочника по климату СССР». Среднегодовые показатели скорости ветра и температуры наружного воздуха приняты в соответствии со СНиП 2.01.01-82.

Гидравлический расчет проектируемого газопровода выполнен в соответствии с методикой ОНТП 51-1-85 «Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные газопроводы. Часть 1. Газопроводы»

Максимальный часовой расход на участке:

Q=5250(ЗОС)+48900(ТЭЦ-1)+128140(ТЭЦ-2) =182290 м3/час.

Определим давление в конце участка по формуле:

,

где:

с1=105,087 при Pl, Pн (МПа);

 

Определим промежуточные данные для определения конечного давления при предварительно заданном диаметре труб 720 мм

Коэффициент использования пропускной способности

Ки = Кнд  х Кро = 0,95 х 0,99=0,9405

Оценочная пропускная способность участка газопровода-отвода

млн м3/сут

Термическое сопротивление изоляции

м2 К/вт

Коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу

вт/м2 К

где:

v – скорость ветра (м/сек);

m1=6,2; m2=4,2 при v (м/сек); αв(Вт/м2 К)

Эквивалентная глубина заложения оси газопровода

Коэффициент теплоотдачи от газа в грунт

 вт/м К

Коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду

 вт/м2К

Среднее абсолютное давление. Ориентировочно, с последующим уточнением принимаем Рк= 2,467МПа

МПа

Средняя изобарная теплоемкость. Предварительно ориентировочно принимаем Тсрн=273,554К

где:

в международной системе СИ

А1=1,695; А2=1,838·10-3;  А3=1,96·106·(Рср-0,1).

Относительная плотность газа по воздуху при стандартных условиях

МПа

Безразмерный коэффициент

где:

в международной системе СИ

с=0,225·106, при dн(м); ср(кДж/кг·К)

Коэффициент Джоуля-Томсона

K/МПа

где:

в международной системе СИ

Е1=980000; Е2=1,5.

 Средняя температура  газа на участке 

Уточненная Тср=273,554 К равняется предварительно ориентировочно принятой Тсрн=273,554К .

Псевдокритические параметры

Тпк=155,24х(0,564+ρн)=155,24х(0,564+0,6822)=193,46 К

Рпк=0,1773х(26,831-ρн)=0,1773х(26,831-0,6822)=4,6362 МПа

Приведенные параметры

МПа

 К

Коэффициент сжимаемости Zcp

 К

Коэффициент динамической вязкости

Находим внутренний диаметр газопровода

Двн=Дн-2×δ=0,720-2×0,006=0,708м

Критерий Рейнольдса

 

где:

в международной системе СИ

с2=17,75; при µ(Па·с)

Коэффициент сопротивления трения для всех режимов течения газа

где:

 

К  - эквивалентная шероховатость труб.

Коэффициент гидравлического сопротивления

где:

Е- коэффициент гидравлической эффективности.

Температура газа в конце участка газопровода

Давление газа в конце участка

Уточненное давление газа в конце участка P=2,467 МПа равняется предварительно ориентировочно принятому Рк=2,467 МПа.

Давление в конце газопровода-отвода на ГРС-1 для нормальной работы регуляторов давления на ГРС с условием заданной производительности должно быть не менее 1,9 МПа, таким образом, данное условие выполняется.

 

На основании выполненного гидравлического расчета , а также растущего газопотребления РАО ЕЭС (ТЭЦ 1, 2) и расширения единой  системы газораспределения и газопотребления РФ диаметр проектируемого газопровода-отвода с перспективой увеличения объемов транспортируемого газа  принимается равным 720 мм.

 

3 Механическая часть

Главным элементом линейной части газопровода являются трубы. Поэтому чрезвычайно важно правильно определить те параметры трубы, которые влияют на прочность и надежность всего газопровода в целом. К таким параметрам в первую очередь относится толщина стенки.

 

3.1 Расчет толщины  стенки трубы 

Выбор труб для строительства линейной части газопровода-отвода выполняем на основании:

Характеристик климатических условий района строительства, определенных по материалам местных метеостанций и данных, приведенных в СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»