5.2. Обоснование использования газопроводов повышенного давления

В магистральных газопроводах давление составляет 5.5,7.5 МПа, в городских сетях поддерживается высокое давление до 1.2 МПа. Поясним преимущества высокого давления. Для этого используем приближенные связи. Запишем уравнение Дарси в интегральном виде:

. (5.9)

Используя выражение (5.4) и (5.5), полагая Т=Т₀, преобразуем (5.9 ) в вид:

. (5.10)

На основании формулы (5.10) получим отношение потерь давления для двух газопроводов одинаковой длины с равным объемными расходами ( равными массовыми расходами):

(5.11)

При одинаковых диаметров трубопроводов из равенства (5.11) получим:

(5.12.)

Пусть р_р_{ ,} тогда р_ р_ , т.е. с увеличением давления потери давления в газопроводе снижаются. Это объясняется уменьшением скорости газа при увеличении давления, вызывающим повышением плотности, см. (5.4) и (5.5). В настоящее время магистральные газопроводы проектируются на давление 7,5 МПа вместо 5,5 МПа избыточных. Тогда на основании формулы (5.12) запишем:

,

т.е. при прочих равных условиях при увеличении давления газа с 5,5. до 7.5 МПа потери давления снижаются на 26%.

С помощью формулы (5.12) сравним потери давления в газопроводе высокого давления 1 категории ( 1.3 МПа абс.) и среднего давления (0.4 МПа абс.):

.

Следовательно, потери давления в газопроводе среднего давления более, чем в три раза превышают потери в газопроводе высокого давления 1 категории.

Оставим потери в двух газопроводах одинаковыми (р_=р_), тогда из уравнения (5.11) получим:

. (5.13)

Используем формулу (5.13) для давлений 1.3 и 0.4 МПа абс.:

Таким образом увеличение давления с 0.3 до 1.2 Мпа, при сохранении потерь давления одинаковыми, позволяет уменьшить диаметр газопровода на 21%. Например, уменьшить диаметр с 1020 на 820 , т.е. на 200 мм.

Полученные эффекты от увеличения давления подтверждаются расчетами по номограммам.