Магистральды газ құбырының ең тиімді пара­метрлерін есептеу

Магистральды газ құбырының технологиялық есептеудің басты мәселелерінің бірі – газ тасымалының ең тиімді экономикалық пара­метрлерін – D диаметрін, р _н жұмыс қысымын және ε сығылу дәрежесін есептеу. Ең тиімді экономикалық пара­метрлерді есептеу тәсілдерінің ішіндегі ең қарапайымы және сенімдісі – бәсекелес нұсқаларды салыстыру әдісі. Бұл жағдайда қосымша құбырларды, жұмыс қысымын және де КС–ның әртүрлі типтік өлшемдерін таңдауға қатысты белгілі ұсыныстар қолданылады. Салыстыру үшін диаметр бойынша бірнеше нұсқа алынады. 5 млрд. м³/жылдан артық өткізгіштік қабілеті болатын газ құбыры үшін жұмыс қысымы 5,5 және 7,5 МПа –ға тең келетін нұсқалар, ал сығылу дәрежесіне сәйкес – КС–да газдың бір және екі сатылы сығылу үлгісі қабылданады. Салыстырылатын бәсекелес нұсқалардың саны газ құбырының негізгі параметрлерінің шектеулі болуы себепті, және қолда бар құбырлар мен газ айдау агрегаттарына байланысты (немесе оларды айтылған мерзімде жеткізу мүмкіндігіне қатысты) аз болып қалады. Содан кейін әрбір қалған нұсқа бойынша механикалық, жылулық, гидравликалық және экономикалық есептеулер жүргізіледі. Құбыр құрылысы үшін ең аз келтірілген шығыны бар нұсқа қабылданады. Егер бірнеше нұсқалардың ең аз келтірілген шығындары бір–біріне жақын болып шықса (5 %–дан көп емес), онда таңдау үшін басқадай шарттар алынады (күрделі қаржы, металл сыиымдылық, т.с.с.). Нұсқалар бойынша келтірілген шығындарды есептеу үшін ірілендірілген техникалық–экономикалық көрсеткіштерді қолданады, олар магистральды газ құбырларын салған және пайдаланған жағдайларда табылған болатын. Магистральды газ құбырларының ірілендірілген техникалық–экономикалық көрсеткіштері 1.4 – 1.6 кестелерде берілген. Егер берілген кестелерде магистральды газ құбырларының қарастырылып отырған нұсқасы бойынша деректер келтірілмесе, онда оларды сызықтық интерполяция ережесі бойынша табады. Есептеулерді бәсекелес диаметрлерді таңдаудан бастайды. Берілген жылдық өткізу қабілеті бойынша магистральды газ құбырының үш диаметрі таңдалады (1.2–кесте). Бұлар берілген өткізу қабілетіне жақын жатқан, оған сәйкес мәннен үлкен болатын екеу және кішкене болатын бір, диаметрлер. Сосын КС–дағы газдың сығылу дәрежесін және сол газ айдау стансасында қойылатын агрегаттардың (жұмыстық және резервтегі) санын таңдайды (1.3–1.6–кестелер). Осы алынған деректер таңдалған үш бәсекелес диаметрге сәйкес нұсқаларды техникалық–экономикалық көрсеткіштер бойынша салыстыру жасауға жеткілікті болады. Егер орташа диаметр келтірілген шығыны ең аз нұсқа болып шықса, онда техникалық–экономикалық есептеу бітті деп санауға болады.

1.2–кесте.

Газ құбырының ұсынылатын сыртқы диаметрі

Өткізу қабілеті, млрд. м^3/жыл	0,4	1,6		6,2	8,7
Газ құбырының ұсынылатын сыртқы диаметрі, мм

Егер ең аз диаметр шығыны ең аз нұсқа (үш нұсқаның ішінен) болып шықса, онда одан да аз болатын келесі диаметрге сәйкес қосымша нұсқа есептеледі. Сол сияқты, егер ең көп диаметр шығыны жағынан ең аз нұсқа (үш нұсқаның ішінен) болып шықса, онда одан да көп болатын келесі диаметрге сәйкес қосымша нұсқа қарастырылады. Ал шығыны ең аз нұсқа 1420 мм диаметрге сәйкес келсе, онда осы нұсқа жұмыстық нұсқа ретінде қабылданады.

1.3–кесте.

КС–да пайдаланатын газ айдау агрегаттарының (ГПА) параметрлері

ГПА түрлері	Шығыстағы қысым, МПа	Айдағыш маркасы	Номиналды мәндер
Q тәу, млн.м^3/тәу	1– агрегаттағы сығылу	Қуат, МВт
Газ двигательді жетек
10ГКН-/25-55	5,5	–	0,856	2,2	0,99
МК-8-56	5,6	–	1,538–5,28	2,24–1,3	2,06
ГПА-5000-56	5,6	–	6,9–8,5	1,47–1,27	3,7
ДР–12–56	5,6	–	8,04–13,3	1,6–1,24	5,5
Электр двигательді жетек
СТД–4000–2	5,6	280–12–7		1,25
Газ турбинді жетек
ГТН–6	5,6	Н–6–56		1,23
ГТН–6	7,6	Н–6–76		1,23
ГТК–10–4	5,6	520–12–1		1,25
ГТК–10–4	7,6	370–18–1		1,25
ГТК–16	5,6	Н–16–56		1,25
ГТК–16	7,6	Н–16–76		1,25
ГТК–16	7,6	Н–16–76/1,25		1,25
ГТК–16	7,6	Н–16–76/1,37		1,37
ГТК–16	7,6	Н–16–76/1,44		1,44
ГТН–25	7,6	650–21–2		1,44
ГПА–Ц–6,3с	5,6	–		1,45

Келтірілген шығын төмендегі формуламен есептеледі:

Р = Э + ЕК, (1.52)

бұл өрнектегі К күрделі қаржы мен Э пайдалану шығындары газ құбырлары үшін былай табылады:

K = c _л L _тр+ c _ст n, (1.53)

Э = э _л L _тр+ э _ст n. (1.54)

Е – күрделі қаржының нормалық коэффициенті (мұнай–газ өнеркәсібі үшін Е = 0,12 1/жыл). Мұндағы с, э _л – 1 км газ құбырының желілік бөлігіне сәйкес келетін меншікті күрделі қаржы мен пайдалану шығындары (1.4–кесте); c _ст, э _ст – КС–ға кететін сәйкес күрделі қаржы мен пайдалану шығындары (1.5 және 1.6–кестелер).

Таңдалған жабдықтар (р _н жұмыс қысымы және ε сығылу дәрежесі) аралықтың соңындағы р _к қысымды анықтайды, яғни келесі КС кірісіндегі қысымды табады. Магистральды құбырдың соңындағы (яғни, сол жерде орналасқан газ тарату стансасының (ГРС) кірісіндегі) қысым газ тұтыну сипатымен анықталады. КС аралықтарының басы мен соңындағы және соңғы аралықтың соңындағы қысым арқылы шығын формуласымен аралықтардың және соңғы бөліктің ұзындығын табады.

1.4–кесте.

Магистральды газ құбырларының желілік бөлігінің ірілендірілген

нормалық техникалық–экономикалық көрсеткіштері

Құбыр диаметрі, мм	Қабырға қалыңдығы, мм	Құрылыс құны, мың ш.б./км	Пайдалану шығыны, мың ш.б./(км∙жыл)
P=5,5 МПа	P=7,5 МПа	P=5,5 МПа	P=7,5 МПа
СМ 17ГС, 17Г1С	СМ 14Г2САФ	СМ 14Г2САФ	СМ 17ГС, 17Г1С	СМ 14Г2САФ	СМ 14Г2САФ
	7,5		–	–	2,80	–	–
		–	–	2,89	–	–
	7,5		–	–	4,75	–	–
		–	–	4,88	–	–
		–	–	5,14	–	–
		–	–	5,41	–	–
		–	–	5,65	–	–
	8,5		–	–	5,45	–	–
		–	–	5,59	–	–
		–	–	5,89	–	–
		–	–	6,16	–	–
			–	–	7,18	–	–
9,5			–	7,38	7,41	–
			–	7,62	7,66	–
10,6		–	–	7,94	–	–
			–	8,05	8,09	–
12,5				8,73	8,79	8,91
		–		9,29	–	10,07
16,5		–	–	10,37	–	–
		–		–	–	9,85	–
11,5	–		–	–	10,28	–
		–	–	9,59	–	–
12,5		–	–	9,96	–	–
	–		–		11,6	–
		–	–	11,15	–	–
					13,29	13,49
15,2		–	–	12,06	–	–
	13,5	–		–	–	12,81	–
	–		–	–	15,14	–
	–	–	–	–	–	18,35
17,5	–		–	–	16,51	–
	–	–		–	–	20,66

(СМ– болат маркасы)

Бір жіпті газ құбырының соңғы бөлігінің ұзындығы газ жинақтау қабілетінің ең үлкен болу шартынан табылады. Соңғы аралыққа жиналған газ үлкен елді мекендердегі тәуліктік газ тұтынудың біркелкі еместігін (түнде – газ аз, ал күндіз – газ көп керек) жоюға көмектеседі. Газ тұтынудың біркелкі еместігі мерзімдік те сипатта болады (жазда – газ аз, ал қыста – газ көп керек). Бұл жағдайда жерасты газ қоймалары қолданылады.

1.5–кесте.

Бір КС– на шаққандағы жұмыс қысымы 5,5 МПа болатын

КС– ның ірілендірілген техникалық–экономикалық көрсеткіштері

ГПА	Агре­гат қуаты, кВт	Бір КС–дағы агрегаттар саны
(2+1)	(3+1)	(4+1)	(4+2)	(5+1)	(6+1)	(6+2)	(7+1)
	10ГКН
МК–8
	ГТК–5						– –			– –
ГТ–6–750						– –			– –
ГТК–10						– –			– –
ГТК–16						– –	– –	– –	– –
ГТК–25					– –	– –	– –	– –	– –
	СТД–4000						– –			– –
СТД–6000						– –			– –
СТД–10000						– –			– –

Ескерту. Жетектердің қысқартылуы: 1– Газ моторлы поршенді, 2– Газ турбинді ортадан тепкіш айдағыштарымен, 3 – Электр жетекті ортадан тепкіш айдағыштарымен. Әрбір ұяшықтағы 2 санның үстіңгісі құрылыс құнын (мың. ш.б.), ал төменгісі– пайдалану шығынын (мың. ш.б./жыл) көрсетеді.

1.6–кесте.

Бір КС–на шаққандағы жұмыс қысымы 7,5 МПа болатын

КС–ның ірілендірілген техникалық–экономикалық көрсеткіштері

ГПА	Агре­гат қуаты, кВт	Бір КС–дағы агрегаттар саны
(2+1)	(3+1)	(4+1)	(4+2)	(6+1)	(6+2)	(6+3)	(8+2)
ГТК–		10793 1900	13476 2582		18842 3563	21525 4628	24208 4927	26891 5226	29574 6291
ГТК–		14072 2678	17848 3688		25400 5120	– –	– –	– –	– –
ГТК–		19463 3923	25036 5455		– –	– –	– –	– –	– –
ГТК–		25775 5717	33452 8029	41129 10341	– –	– –	– –	– –	– –
СТД–10000

Келесі 1.5 және 1.6 – кестелерде жұмыс қысымы 5,5 МПа және 7,5 МПа болатын КС–ның ірілендірілген техникалық–экономикалық көрсеткіштері берілген. Кестелер торының үстіндегі сан бір КС–н салу құнын (мың ш.б.), ал астындағы саны бір КС–н пайдалану шығынын (мың ш.б./жыл) көрсетеді.

Магистральды газ құбырын жобалау есебі шешімінің алгоритмін төмендегі түрде беруге болады:

1. Q _жыл жылдық өткізу қабілетіне байланысты 1.2–кестеден газ құбырының сыртқы диаметрін таңдау.

2. (1.32)–өрнек арқылы табылған Q _т тәуліктік өткізу қабілетіне байланысты 1.3–кестеден КС–да пайдаланатын газ айдау агрегаттарын (ГПА) таңдау, сол сияқты олардың қосылу түрлерін (паралель, тізбектей, немесе аралас) қарастыру және таңдалған қосылу түрлеріндегі параметрлерді анықтау (КС–дағы ε сығылу дәрежесі және оның шығысындағы қысым р _н). (1.39–1.40) көмегімен Т _н және р _к шамаларының алдын–ала алынатын мәндері есептеледі.

3. Магистральды газ құбырындағы табиғи газ қоспасын есептеу.

4. Қатар екі компрессор стансаларының L ₀ аралығы (1.27) көмегімен есептеледі. T _ор мәні түрінде жуықтап алынады, ал тәуліктік өткізудің өтпелі мәні: . Егер Q _т <Q _а (ағын 2–аумақта) болып шықса, онда , мұндағы . Сосын орташа T _ор температура (1.37–1.38) көмегімен қайта есептеледі. Егер екі қатар есептелген жуықтаулардағы T _ор мәндерінің айырмасы 5 К шамасынан аз болмай шықса, онда жуықтау процессі жалғастыра беріледі.

5. Орташа T _ор температура толық табылғаннан соң, соңғы аралықтың ұзындығы L _п (1.33) өрнектен табылады.

6. Газ құбырының бойындағы аралық КС–ң есептік саны (1.32) бойынша: . Бұл сан әдетте бүтін емес. Оны үлкен жақын п бүтін санға дейін дөңгелектейміз: п = Int (п ₀)+1> п ₀. Осы бүтін санға сәйкес КС аралығы ұзындығының нақты мәні:

.

7. Аралықтың соңындағы қысымның нақты мәні (1.46) бойынша қайта есептеледі:

.

8. Қарастырылған нұсқаның келтірілген шығыны (1.52–1.54) өрнектер көмегімен есептеледі.

9. Газ құбырының таңдалатын сыртқы диаметрі мен КС– дағы газ айдау агрегаттарының (ГПА) және олардың қосылу түрлеріне байланысты мүмкін болатын келесі нұсқа үшін есептеулер алгоритмнің 1–8 пункттері арқылы қайта жасалады.

10. Келтірілген шығыны ең аз болатын нұсқа нақты жоба ретінде қабылданады.

Ең тиімді нұсқа бойынша КС–ң жұмыс тәртібін есептеу жүргізіледі..

Дата добавления: 2015-07-14