Методика расчета расхода газа при продувках оборудования

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:

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):

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:

P - абсолютное давление газа, МПа;

T - температура газа, по Кельвину.

Показатель адиабаты (формула Кобза):

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:

Gmax - массовый расход при критической скорости истечения газа, кг/сек;

ρс - плотность газа по условиям приведения.

Массовый расход при критической скорости истечения газа:

kq - коэффициент расхода:

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):

F - площадь, м2;

P - давление абсолютное, кгс/см2;

τ - время, секунд.

Второй этап расчета (пропускная способность свечной линии)

Теоретическая пропускная способность, млн. м3/сут:

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.

;

Коэффициент гидравлического сопротивления:

Re – число Рейнольдса.

Число Рейнольдса:

Qфакт - коммерческий расход, млн. м3/сутки.

Динамическая вязкость:

ρ - плотность газа абсолютная, кг/м3.

Относительная плотность газа:

ρ - плотность газа абсолютная, кг/м3.

Псевдокритическое давление:

Δ - относительная плотность газа.

Псевдокритическая температура:

Δ - относительная плотность газа.

Приведенное давление:

Приведенная температура:

Средняя температура (упрощенная формула):

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