GasCount.ru

Методика расчета расхода газа при продувках оборудования
Расчет расхода газа при продувках оборудования выполняется в два этапа:
 На первом этапе рассчитывается скорость истечения газа и сравнивается со скоростью
звука в газе (по условиям трубы или оборудования). Если скорость истечения газа больше
или равна скорости звука в газе – режим истечения критический, если меньше –
некритический. В зависимости от режима истечения выполняется расчет расхода газа.
 На
втором
этапе
рассчитывается
теоретическая
пропускная
способность
свечной/дренажной линии (из предположения, что коэффициент гидравлической
эффективности равен единице).
 Выполняется сравнительный анализ полученных результатов. Действительным считается
меньшее из полученных расчетных значений (что позволяет при необходимости учитывать
гидравлическое сопротивление свечной/дренажной линии).
Первый этап расчета (истечение газа)
Скорость звука в природном газе:
u  18,591  (
T k  z
с
) 0,5
T - температура газа, по Кельвину;
z - коэффициент сжимаемости газа;
k - показатель изоэнтропы (адиабаты);
ρс - плотность газа при стандартных условиях, кг/м3.
Скорость истечения газа (формула Сен-Венана):
P
P
k
w  2
 1 [1  ( 2 )
k  1 1
P1
k 1
k
]
P1 - давление абсолютное источника, Па;
P2 - давление абсолютное приемника, Па.
k - показатель изоэнтропы (адиабаты);
ρ1 - плотность газа при стандартных условиях, кг/м3.
Коэффициент сжимаемости газа:
Z  1  ((10,2  P  6)  (0,00345   0,000446)  0.015)  (1.3  0.0144 (T  283,2))
P - абсолютное давление газа, МПа;
T - температура газа, по Кельвину.
Показатель адиабаты (формула Кобза):
k  1,556  (1  0,074  xa )  3,9  104  T  (1  0,68  xa )  0,208  с 
p
p
 ( )1, 43  [384  (1  xa )  ( )0,8  26,4  xa ]
T
T
p - давление газа абсолютное, МПа;
T - температура газа, по Кельвину;
ρ - абсолютная плотность газа при стандартных условиях, кг/м3;
xa - молярная доля азота в газовой смеси.
В случае критического истечения газа расчет выполняется по формуле:
Qстр 
Gmax
c
Gmax -массовый расход при критической скорости истечения газа, кг/сек;
ρс - плотность газа по условиям приведения.
Массовый расход при критической скорости истечения газа:
k 1
Gmax
2 k 1
 kq  S  k  (
)  pн   н   пр
k 1
kq - коэффициент расхода:
5,5
k q  0,587 
Re

0,348 110,92

3
Re
Re
Re - число Рейнольдса;
pн - абсолютное давление газа в источнике, Па;
ρн - фактическая плотность газа в источнике;
S - площадь места истечения газа, м2;
k - показатель адиабаты;
τпр - время продувки, сек.
В случае некритического режима истечения газа расчет выполняется по формуле (м3):
Qстр  110  F  P  
F - площадь, м2;
P - давление абсолютное, кгс/см2;
τ - время, секунд.
Второй этап расчета (пропускная способность свечной линии)
Теоретическая пропускная способность, млн.м3/сут:
7
5
2
Qтеор  3,26  10  d 
( Pн2  Pк2  (1  Am  dH ))
(    Z  Tср  L  b)
dH - разница высот, м;
d – внутренний диаметр трубы, мм;
Pн, Pк - абсолютное давление газа в начале и конце участка трубы, кгс/см2;
Tср – средняя температура, по Кельвину.
Am 

16,64  Tср  Z
b  1  Am 
;
dH
2
Коэффициент гидравлического сопротивления:
158 0, 2
)
Re
  0,067  (
Re – число Рейнольдса.
Число Рейнольдса:
Re  1810
Qфакт  
d 
Qфакт - коммерческий расход, млн.м3/сутки.
Динамическая вязкость:
  5,1  10  (1    (1,1  0,25   ))  (0,037  Tприв  (1  0,104  Tприв )) 
6
2
1  Pприв
294,3  (Tприв  1)
ρ - плотность газа абсолютная, кг/м3.
Относительная плотность газа:


1,2044
ρ - плотность газа абсолютная, кг/м3.
Псевдокритическое давление:
Pкр  1,808  (26,831  1,205  )
Δ - относительная плотность газа.
Псевдокритическая температура:
Tкр  155,24  (0,564  1,205  )
Δ - относительная плотность газа.
Приведенное давление:
Pприв 
Pср
Pкр
Приведенная температура:
Tприв 
Tср
Tкр
Средняя температура (упрощенная формула):
Tср  Tгр 
Tн  Tк
Tн  Tгр
ln(
)
Tк  Tгр
Tн - начальная температура, по Кельвину;
Tк - конечная температура, по Кельвину;
Tгр - температура грунта, по Кельвину.
Примечание. Формула верна в случае, если температура газа в конце участка МГ выше
температуры грунта. В противном случае для расчета средней температуры газа необходимо
использовать формулу, учитывающую эффект дросселирования.
from GasCount.ru