Влияние падения нагрузки потребителей на оптимальную величину давления источника газоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

При сезонном потреблении природного газа населением существует значительная разность в нагрузке потребителей, вызванная тем, что в летний период нагрузка на отопление отсутствует. При этом давление на выходе из источника газоснабжения остается неизменным, что приводит к повышению давления перед газоиспользующими установками и, соответственно, к снижению эффективности использования природного газа и снижению надежности системы газораспределения.

В связи с этим весьма актуально исследование влияния падающей нагрузки потребителей на оптимальную величину давления на выходе из источника газоснабжения.

Для решения данной задачи в лаборатории кафедры теплогазоснабжения и вентиляции ДГТУ разработан действующий стенд с учетом проведения научно-исследовательских работ, моделирующих газовую сеть с источником газоснабжения и потребителями, расположенными на разных расстояниях от источника, а также имеющими возможность регулирования нагрузки. Кроме того, идентичная газовая сеть смоделирована с помощью специализированной программной среды Zulu 8.0.

Для проведения натурного эксперимента использовался лабораторный стенд, моделирующий идеальную тупиковую газовую сеть с одним источником газоснабжения и одним потребителем.

Стенд состоит из нагнетателя, сети трубопроводов Ш25 мм с 5 точками отбора, имитирующими потребителей. В каждой точке отбора установлен бытовой счетчик газа, манометр и шаровой кран. На участках сети так же установлены манометры и шаровые краны для возможности изменения маршрута транспортировки газа от источника к потребителю. Каждая из точек отбора может являться источником газоснабжения.

Для проведения эксперимента нагнетатель подсоединялся к одной из точек отбора, а другая точка отбора служила потребителем. Остальные три точки отбора были перекрыты. Нагрузка потребителя устанавливалась неизменной для каждой серии замеров. Серии замеров проводились со значительной разностью расхода газа потребителем, имитируя зимний и летний режим потребления газа. Взаимное расположение источника и потребителя, а также маршрут транспортировки газа всячески изменялись. Исходя из нормативных источников, создавалось давление газа у потребителя в пределах 1,8 - 3 кПа. Давление на выходе из источника газоснабжения изменялось в каждой серии замеров в пределах 2 - 3 кПа.

Помимо натурного эксперимента в программной среде Zulu 8.0 была построена модель газовой сети в точности повторяющая экспериментальную установку: длины и диаметры трубопроводов, давления на выходе из источника газоснабжения и у потребителя, нагрузка потребителя (рис. 1).

Рис. 1. Модель газовой сети

По завершению серии замеров на экспериментальной установке и серии расчетов в программной среде Zulu 8.0 были построены пьезометрические графики (рис. 2).

Рис. 2. Пьезометрический график газовой сети

Как видно из рис. 2 результаты замеров эксперимента и результаты расчета в программной среде Zulu 8.0 практически одинаковы. Исходя из этого можно сделать вывод, что расчет в программной среде Zulu 8.0 достаточно достоверный для проведения исследования.

Следующим этапом исследования проводилось моделирование реально существующего участка тупиковой газовой сети с его характеристиками в программной среде Zulu 8.0 с целью определения влияния падения нагрузки потребителя на оптимальную величину давления источника газоснабжения (рис. 3).

Рис. 3. Модель реального участка газовой сети

Как известно, чем меньше перепад давления между источником газоснабжения и газоиспользующими установками, тем стабильнее работа этих установок.

В ходе моделирования нагрузка потребителя снижалась со 100% до 30%, так же менялось и давление источника газоснабжения с целью определения оптимального значения, обеспечивающего нормативное давление у потребителя (1,8 - 3 кПа). В результате были построены графические зависимости (рис. 4) по которым видно, что при снижении нагрузки до 30% (что характерно для летнего периода потребления газа) вовсе не обязательно давать давление на выходе из источника равным 3 кПа, а можно без ущерба для сети снизить его до 2 кПа, тем самым повысив надежность сети. Следовательно, можно сделать вывод, что для данной сети эта величина давления является оптимальной.

Рис. 4. Давление у потребителя при различной нагрузке и давлении на выходе из ГРП

нагрузка потребитель газовый пьезометрический

Исследуя зависимости давления у газоиспользующего оборудования, давления на выходе из источника газоснабжения и нагрузки потребителя был выведен коэффициент оптимальности давления, с помощью которого можно определить оптимальное значение на выходе из источника газоснабжения, зная нагрузку и желаемое давление у газоиспользующего оборудования (таблица 1).

Таблица 1. Значение коэффициента оптимальности в зависимости от нагрузки потребителя

В результате проведенных исследований можно сделать вывод: резкое снижение нагрузки в летний период потребления газа негативно сказывается на надежности газовых сетей, а именно может приводить к аварийным отключениям и выходу их строя газоиспользующего оборудования.

Исходя из вышеизложенного можно дать следующие рекомендации по повышению надежности системы газораспределения и повышению эффективности использования природного газа: пользоваться коэффициентом оптимальности для определения наиболее оптимального давления на выходе из источника газоснабжения исходя из потребности давления у газоиспользующих установок.

Размещено на Allbest.ru