Hidraulički proračun plinovoda: metode i metode proračuna + primjer proračuna

Za siguran i nesmetan rad opskrbe plinom, ona mora biti projektirana i proračunata.Važno je savršeno odabrati cijevi za mreže svih vrsta tlaka, osiguravajući stabilnu opskrbu plinom za uređaje.

Kako bi izbor cijevi, spojnih dijelova i opreme bio što točniji, izvodi se hidraulički proračun cjevovoda. Kako napraviti? Priznajte, niste previše upućeni u ovu problematiku, idemo to shvatiti.

Nudimo vam da se upoznate s pažljivo odabranim i temeljito obrađenim informacijama o mogućnostima izrade hidrauličkih proračuna plinovodnih sustava. Korištenjem podataka koje prezentiramo osigurat ćemo da uređaji budu opskrbljeni plavim gorivom sa potrebnim parametrima tlaka. Pažljivo provjereni podaci temelje se na propisima regulatorne dokumentacije.

U članku su detaljno opisana načela i sheme za izvođenje izračuna. Dat je primjer izvođenja izračuna. Kao koristan informativni dodatak koriste se grafičke aplikacije i video upute.

Specifičnosti hidrauličkog proračuna

Svaki izvršeni hidraulički proračun je određivanje parametara budućeg plinovoda. Ovaj postupak je obavezan, kao i jedna od najvažnijih faza pripreme za izgradnju. O ispravnosti proračuna ovisi hoće li plinovod optimalno funkcionirati.

Prilikom svakog hidrauličkog proračuna utvrđuje se:

• potrebno promjer cijevikoji će osigurati učinkovit i stabilan transport potrebne količine plina;
• Hoće li gubitak tlaka biti prihvatljiv pri premještanju potrebnog volumena plavog goriva u cijevima određenog promjera?

Gubici tlaka nastaju zbog činjenice da u bilo kojem plinovodu postoji hidraulički otpor. Ako se izračuna pogrešno, može dovesti do toga da potrošači nemaju dovoljno plina za normalan rad u svim režimima ili u vrijeme maksimalne potrošnje.

Ova tablica je rezultat hidrauličkog proračuna koji je proveden uzimajući u obzir dane vrijednosti. Da biste izvršili izračune, morat ćete unijeti određene pokazatelje u stupce.

Takva operacija je državno standardizirani postupak koji se izvodi u skladu s formulama i zahtjevima navedenim u SP 42-101–2003.

Programer je dužan izvršiti izračune. Za osnovu se uzimaju podaci o tehničkim karakteristikama plinovoda koje možete dobiti kod svog gradskog plinara.

Plinovodi koji zahtijevaju proračune

Država zahtijeva izvođenje hidrauličkih proračuna za sve vrste cjevovoda koji se odnose na sustav opskrbe plinom. Budući da su procesi koji se odvijaju kada se plin kreće uvijek isti.

Ovi plinovodi uključuju sljedeće vrste:

• niski pritisak;
• srednji, visoki tlak.

Prvi su namijenjeni za transport goriva do stambenih zgrada, svih vrsta javnih zgrada i kućanstava.Štoviše, u privatnim, stambenim zgradama i vikendicama tlak plina ne smije prelaziti 3 kPa, u kućanstvima (neindustrijskim) poduzećima ta je brojka veća i doseže 5 kPa.

Druga vrsta cjevovoda namijenjena je opskrbi mreža svih vrsta, niskog i srednjeg tlaka preko plinokontrolnih točaka, kao i opskrbi plinom individualnih potrošača.

To mogu biti industrijska, poljoprivredna, razna javna komunalna poduzeća, pa čak i samostojeći ili spojeni s industrijskim zgradama. Ali u posljednja dva slučaja postojat će značajna ograničenja pritiska.

Stručnjaci uvjetno dijele gore navedene vrste plinovoda u sljedeće kategorije:

• unutar kuće, u trgovini, odnosno transport plavog goriva unutar objekta i dostava do pojedinih jedinica i uređaja;
• pretplatničke poslovnice, koristi se za opskrbu plinom iz neke distribucijske mreže svim postojećim potrošačima;
• distribucija, koristi se za opskrbu plinom određenih teritorija, na primjer, gradova, njihovih pojedinačnih okruga i industrijskih poduzeća. Njihova konfiguracija varira i ovisi o značajkama izgleda. Tlak unutar mreže može biti bilo koji - nizak, srednji, visok.

Osim toga, provode se hidraulički proračuni za plinske mreže s različitim brojem tlačnih stupnjeva, kojih ima mnogo varijanti.

Dakle, da bi se zadovoljile potrebe, mogu se koristiti dvostupanjske mreže, koje rade s plinom koji se transportira pod niskim, visokim ili niskim, srednjim tlakom. Trostupanjske i razne višestupanjske mreže također su pronašle primjenu. Odnosno, sve ovisi samo o dostupnosti potrošača.

Hidraulički otpor je glavni razlog zašto je potrebno izvršiti ovaj tip proračuna. Štoviše, to također ovisi o materijalu cijevi

Unatoč velikom izboru mogućnosti plinovoda, hidraulički proračuni su u svakom slučaju slični. Budući da se za izradu koriste konstrukcijski elementi od sličnih materijala, isti se procesi odvijaju i unutar cijevi.

Hidraulički otpor i njegova uloga

Kao što je gore spomenuto, osnova za izračun je prisutnost hidrauličkog otpora u svakom plinovodu.

Utječe na cjelokupnu strukturu cjevovoda, kao i na njegove pojedinačne dijelove, sklopove - T-sklopove, mjesta značajnog smanjenja promjera cijevi, zaporne ventile i razne ventile. To dovodi do gubitka tlaka u transportiranom plinu.

Hidraulički otpor uvijek je zbroj:

• linearni otpor, koji djeluje duž cijele duljine konstrukcije;
• lokalni otpori koji djeluju na svaki sastavni dio strukture gdje se mijenja brzina transporta plina.

Navedeni parametri konstantno i značajno utječu na karakteristike rada svakog plinovoda. Stoga će se kao rezultat pogrešnih izračuna pojaviti dodatni i značajni financijski gubici zbog činjenice da će se projekt morati ponovno izraditi.

Pravila za izvođenje izračuna

Gore je navedeno da je postupak za bilo koji hidraulički proračun reguliran Kodeksom pravila profila pod brojem 42-101–2003.

U dokumentu se navodi da je glavni način proračuna korištenje računala u tu svrhu s posebnim programima koji vam omogućuju izračunavanje planiranog gubitka tlaka između dijelova budućeg plinovoda ili potrebnog promjera cijevi.

Svaki hidraulički proračun izvodi se nakon izrade dijagrama izračuna koji uključuje glavne pokazatelje. Štoviše, korisnik unosi poznate podatke u odgovarajuće stupce

Ako takvih programa nema ili osoba smatra da je njihovo korištenje neprikladno, tada se mogu koristiti druge metode dopuštene Kodeksom pravila.

koji uključuju:

• izračun pomoću formula navedenih u SP-u je najsloženija metoda izračuna;
• izračun pomoću tzv. nomograma je jednostavnija opcija od korištenja formula, jer ne morate raditi nikakve izračune, jer su potrebni podaci navedeni u posebnoj tablici i dani u Pravilniku, a samo ih trebate odabrati .

Bilo koja od metoda izračuna dovodi do istih rezultata. Stoga će novoizgrađeni plinovod moći osigurati pravovremenu, nesmetanu opskrbu planiranom količinom goriva iu satima njegove maksimalne uporabe.

Mogućnost rada s osobnim računalom

Izvođenje računanja pomoću računala najmanje je radno intenzivno - sve što se od osobe traži je unijeti potrebne podatke u odgovarajuće stupce.

Dakle, hidraulički proračuni se rade za nekoliko minuta, a ova operacija ne zahtijeva veliko znanje, koje je neophodno pri korištenju formula.

Za pravilno izvođenje potrebno je iz tehničke specifikacije uzeti sljedeće podatke:

• gustoća plina;
• koeficijent kinetičke viskoznosti;
• temperatura plina u vašoj regiji.

Potrebni tehnički uvjeti pribavljaju se od gradske plinare mjesta na kojem će se plinovod graditi.Zapravo, projektiranje bilo kojeg plinovoda počinje s primitkom ovog dokumenta, jer sadrži sve osnovne zahtjeve za njegov dizajn.

Korištenje posebnih programa je najjednostavnija metoda hidrauličkog proračuna, eliminirajući pretraživanje i proučavanje formula za izračune

Zatim, programer treba saznati potrošnju plina za svaki uređaj koji se planira spojiti na plinovod. Na primjer, ako će se gorivo prevoziti u privatnu kuću, tada se tamo najčešće koriste peći za kuhanje, sve vrste kotlova za grijanje, a njihove putovnice uvijek sadrže potrebne brojeve.

Osim toga, morat ćete znati broj plamenika za svaku peć koja će biti spojena na cijev.

U sljedećoj fazi prikupljanja potrebnih podataka odabiru se informacije o padu tlaka na mjestima ugradnje bilo koje opreme - to može biti mjerač, zaporni ventil, toplinski zaporni ventil, filtar ili drugi elementi .

U ovom slučaju lako je pronaći potrebne brojeve - oni se nalaze u posebnoj tablici priloženoj putovnici svakog proizvoda. Projektant treba imati na umu da mora biti specificiran pad tlaka pri maksimalnoj potrošnji plina.

Iz posebne tablice priložene podatkovnom listu proizvoda možete saznati podatke o gubitku tlaka pri spajanju uređaja na mrežu

U sljedećoj fazi preporuča se saznati koliki će biti tlak plavog goriva na mjestu umetanja. Takve informacije mogu sadržavati tehničke uvjete vašeg gradskog plina, prethodno izrađen dijagram budućeg plinovoda.

Ako se mreža sastoji od nekoliko dijelova, oni moraju biti numerirani i navedena stvarna duljina.Osim toga, za svaki od njih treba zasebno zapisati sve varijabilne pokazatelje - ovo je ukupni protok bilo kojeg uređaja koji će se koristiti, pad tlaka i druge vrijednosti.

Bit će potreban koeficijent istovremenosti. Uzima u obzir mogućnost zajedničkog rada svih potrošača plina priključenih na mrežu. Na primjer, sva oprema za grijanje koja se nalazi u stambenoj zgradi ili privatnoj kući.

Takve podatke koristi program za hidraulički proračun za određivanje maksimalnog opterećenja na bilo kojem dijelu ili cijelom plinovodu.

Za svaki pojedini stan ili kuću navedeni koeficijent nije potrebno izračunati, jer su njegove vrijednosti poznate i navedene u donjoj tablici:

Tablica s koeficijentima istovremenosti, podaci iz kojih se koriste za bilo koju vrstu izračuna. Dovoljno je odabrati stupac koji odgovara određenom kućanskom aparatu i uzeti željeni broj

Ako se u nekom objektu planira koristiti više od dva kotla za grijanje, peći i bojlera spremnika vode, tada će pokazatelj istovremenosti uvijek biti 0,85. To je ono što ćete morati naznačiti u odgovarajućem stupcu koji se koristi za izračun programa.

Zatim biste trebali naznačiti promjer cijevi, a bit će vam potrebni i njihovi koeficijenti hrapavosti, koji će se koristiti u izradi cjevovoda. Ove vrijednosti su standardne i lako se mogu pronaći u Pravilniku.

Utjecaj materijala cijevi na proračun

Za izgradnju plinovoda možete koristiti cijevi samo od određenih materijala: čelik, polietilen. U nekim slučajevima koriste se proizvodi od bakra. Uskoro će biti u širokoj upotrebi metalno-plastične konstrukcije.

Svaka cijev ima hrapavost, što dovodi do linearnog otpora, što utječe na proces kretanja plina. Štoviše, ta je brojka znatno viša za čelične proizvode nego za plastične.

Danas se potrebne informacije mogu dobiti samo za čelične i polietilenske cijevi. Kao rezultat toga, projektiranje i hidraulički proračuni mogu se provesti samo uzimajući u obzir njihove karakteristike, što zahtijeva relevantni Kodeks prakse. Dokument sadrži i podatke potrebne za izračun.

Koeficijent hrapavosti uvijek je jednak sljedećim vrijednostima:

• za sve polietilenske cijevi, bez obzira jesu li nove ili ne, - 0,007 cm;
• za već korištene proizvode od čelika - 0,1 cm;
• za nove čelične konstrukcije - 0,01 cm.

Za druge vrste cijevi ovaj pokazatelj nije naveden u Kodeksu prakse. Stoga ih ne bi trebalo koristiti za izgradnju novog plinovoda, budući da Gorgazovi stručnjaci mogu zahtijevati prilagodbe. A to su opet dodatni troškovi.

Proračun protoka u ograničenom području

Ako se plinovod sastoji od zasebnih dijelova, tada će se izračun ukupnog protoka za svaki od njih morati izvršiti zasebno. Ali to nije teško, jer će izračuni zahtijevati već poznate brojeve.

Definiranje podataka pomoću programa

Poznavajući početne pokazatelje, imajući pristup tablici simultanosti i tehničkim listovima peći i kotlova, možete započeti izračun.

Da biste to učinili, izvršite sljedeće korake (primjer je dan za plinovod niskog tlaka unutar kuće):

1. Broj kotlova se množi s produktivnošću svakog od njih.
2. Dobivena vrijednost se množi s koeficijentom istovremenosti navedenim pomoću posebne tablice za ovu vrstu potrošača.
3. Broj štednjaka namijenjenih kuhanju pomnožen je produktivnošću svakog od njih.
4. Vrijednost dobivena nakon prethodne operacije množi se s koeficijentom istovremenosti uzetim iz posebne tablice.
5. Dobiveni iznosi za kotlove i štednjake se zbrajaju.

Slične manipulacije provode se za sve dijelove plinovoda. Dobiveni podaci upisuju se u odgovarajuće stupce programa s kojim se vrše proračuni. Sve ostalo elektronika radi sama.

Izračun pomoću formula

Ova vrsta hidrauličkog izračuna slična je gore opisanoj, odnosno bit će potrebni isti podaci, ali će postupak biti dugotrajan. Budući da će se sve morati obaviti ručno, osim toga, dizajner će morati izvršiti niz međuoperacija kako bi se dobivene vrijednosti koristile za konačni izračun.

Također ćete morati posvetiti dosta vremena da biste razumjeli mnoge koncepte i probleme s kojima se osoba ne susreće kada koristi poseban program. Valjanost gore navedenog može se provjeriti upoznavanjem s formulama koje će se koristiti.

Izračun pomoću formula je složen i stoga nije dostupan svima. Na slici su prikazane formule za izračun pada tlaka u mreži visokog, srednjeg i niskog tlaka i koeficijenta hidrauličkog trenja

U primjeni formula, kao iu slučaju hidrauličkih proračuna pomoću posebnog programa, postoje značajke za plinovode niske, srednje i, naravno, visokotlačni. I vrijedno je zapamtiti, budući da je pogreška uvijek puna značajnih financijskih troškova.

Izračuni pomoću nomograma

Svaki poseban nomogram je tablica koja prikazuje niz vrijednosti, proučavajući koje možete dobiti željene pokazatelje bez izvođenja izračuna. U slučaju hidrauličkih proračuna, promjer cijevi i debljina njegovih stijenki.

Nomogrami za izračun jednostavan su način dobivanja potrebnih informacija. Dovoljno je pozvati se na vodove koji zadovoljavaju navedene karakteristike mreže

Za proizvode od polietilena i čelika postoje zasebni nomogrami. Pri njihovom izračunavanju korišteni su standardni podaci, na primjer, hrapavost unutarnjih zidova. Stoga ne morate brinuti o točnosti podataka.

Primjer izračuna

Dan je primjer izvođenja hidrauličkih proračuna pomoću programa za niskotlačne plinovode. U predloženoj tablici žutom bojom označeni su svi podaci koje projektant mora samostalno unijeti.

Oni su navedeni u gornjem paragrafu o računalnim hidrauličkim proračunima. To su temperatura plina, kinetički koeficijent viskoznosti i gustoća.

U ovom slučaju izračuni se provode za kotlove i peći, stoga je potrebno navesti točan broj plamenika koji može biti 2 ili 4. Važna je točnost jer će program automatski odabrati koeficijent istovremenosti.

Na slici su žutom bojom označeni stupci u koje pokazatelje mora unijeti sam projektant. Ispod je formula za izračun brzine protoka na mjestu

Vrijedno je obratiti pozornost na numeriranje odjeljaka - oni nisu izmišljeni samostalno, već su preuzeti iz prethodno sastavljenog dijagrama, gdje su naznačeni slični brojevi.

Zatim se upisuje stvarna duljina plinovoda i tzv. računska duljina koja je duža. To se događa jer je u svim područjima gdje postoji lokalni otpor potrebno povećati duljinu za 5-10%. To se radi kako bi se spriječio nedovoljan pritisak plina među potrošačima. Program samostalno izvodi izračune.

Ukupna potrošnja u kubnim metrima, za koju je predviđen poseban stupac, na svakom mjestu izračunava se unaprijed. Ako je zgrada višestambena, tada morate navesti broj stambenih jedinica, počevši od maksimalne vrijednosti, što se može vidjeti u odgovarajućem stupcu.

U tablicu je obavezno unijeti sve elemente plinovoda, tijekom čijeg prolaska se gubi pritisak. Primjer prikazuje termički zaporni ventil, zaporni ventil i mjerač. Vrijednost gubitka u svakom slučaju uzeta je iz putovnice proizvoda.

Koristeći jedan program možete napraviti izračune za sve vrste plinovoda. Na slici su prikazani izračuni za srednjetlačnu mrežu

Unutarnji promjer cijevi naveden je prema tehničkim specifikacijama, ako plinska tvrtka ima bilo kakve zahtjeve, ili prema prethodno sastavljenom dijagramu. U ovom slučaju, u većini područja propisana je veličina od 5 cm, jer najveći dio plinovoda prolazi uz pročelje, a lokalni gradski plin zahtijeva da promjer ne bude manji.

Ako se samo površno upoznate s navedenim primjerom izvođenja hidrauličkog proračuna, lako je primijetiti da, osim vrijednosti koje je osoba unijela, postoji veliki broj drugih. Sve je to rezultat programa, budući da je nakon unosa brojeva u određene stupce označene žutom bojom, računski posao za osobu završen.

Odnosno, sam izračun se odvija prilično brzo, nakon čega se primljeni podaci mogu poslati na odobrenje gradskom plinskom odjelu vašeg grada.

Zaključci i koristan video na tu temu

Ovaj video omogućuje razumijevanje gdje počinju hidraulički proračuni i gdje dizajneri dobivaju potrebne podatke:

Sljedeći video prikazuje primjer jedne vrste računalnog izračuna:

U nastavku možete vidjeti primjer izračuna pomoću računalnog programa:

Za izvođenje hidrauličkog proračuna pomoću računala, kako dopušta Kodeks pravila profila, dovoljno je potrošiti malo vremena na upoznavanje s programom i prikupljanje potrebnih podataka.

Ali sve to nema praktičnog značaja, jer je izrada projekta mnogo opsežniji postupak i uključuje mnogo drugih pitanja. S obzirom na to, većina građana će morati potražiti pomoć stručnjaka.

Imate li pitanja, pronađete nedostatke ili možete dodati vrijedne informacije našem materijalu? Ostavite svoje komentare, postavite pitanja, podijelite svoje iskustvo u bloku ispod.