Анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»
Температура природного газа , используемого непосредственно в ГТУ, имеет нижнее и верхнее допустимые значения, которые зависят от конструкции и схемы КС. Температура сжигаемого газа должна быть на 10 — 15 С выше точки росы, это позволяет избежать наличия в газе жидких компонентов и коррозии элементов системы. Максимальное значение температуры газа зависит от режима работы КС и подлежит согласованию с фирмой-изготовителем ГТУ. Запуск ГТУ производится только при постоянной температуре газового топлива, которая выбирается в диапазоне между ее максимальным и минимальным значениями. [1]
Температура природного газа и кислорода на выходе из подогревателей поддерживается на заданном уровне с помощью автоматических регуляторов. Задание регуляторам устанавливается оператором по показаниям потенциометров, измеряющих температуру потоков на выходе из подогревателей. Регулятор соотношения кислород: метан настраивают и испытывают на холодных потоках до розжига реактора. [2]
Температуру природного газа , проходящего через сужающее устройство, измеряют перед последним. Гильзу следует вводить в трубопровод на глубину до половины его диаметра. Целесообразно устанавливать на заводах самопишущие термометры, так как температура газа может колебаться. [3]
Определить температуру природного газа с относительной плотностью 0 7 при его дросселировании на штуцере с давлением 35 МПа ( 350 кгс / сма) до 7 МПа ( 70 кгс / см), а также среднюю величину коэффициента Джоуля — Томсона. [5]
Эа — температура входящего природного газа , С; Са — теплоемкость природного газа при адсорбции; 7т — тепловой эффект фазы адсорбции, отнесенный к единице количества исходного природного газа, израсходованного в этой фазе. [6]
Для контроля температуры природного газа , воздуха, воды, масла и подшипников ГПА на КС используют: ртутные термометры, с помощью которых измеряют температуру в различных точках по месту установки технологического оборудования; электроконтактные манометрические термометры общепромышленного исполнения ТПП-СК и взрывозащищенные ТПП-IV как датчики — реле с дискретным выходом в системах автоматического управления и как показывающие приборы по месту их установки: термометры сопротивления медные ТСМ и платиновые ТСП как первичные преобразователи; вторичные приборы различных конструкций и назначений ( логометры, мосты и др.), с помощью которых совместно с термометрами сопротивления осуществляют непрерывный или периодический дистанционный контроль температуры и автоматическое управление. [7]
Для измерения температуры природного газа в поверхностных условиях в системе добычи, подготовки и транспорта применяют жидкостные стеклянные термометры. Действие данных устройств основано на принципе теплового расширения. [8]
Учитывая, что температуры природного газа за ЦН могут быть различными, а процесс транспортировки по ТГ считается изотермическим, порции газа в выходной коллектор доставляются с разными температурами. [9]
Таким образом, температура природного газа , поступающего к потребителям, находится обычно в пределах 5 — 20 С. [10]
Знание давлений и температур природного газа в сечениях позволяет определить средние значения этих величин на участках между сечениями. Вообще говоря, как в теплообменниках, так и в ТДА газ в каждом сечении имеет различные температуры и давления, однако в расчетах используют средние значения этих параметров, предполагая, что с достаточной степенью точности элементы ТХУ можно рассматривать как объекты с сосредоточенными параметрами. [11]
Определяются приведенные давления и температуры природного газа . [12]
Наблюдения и многочисленные расчеты показывают, что температура природного газа в процессе его движения в этом случае плавно приближается к температуре грунта. [13]
Используем полученные выше формулы для оценочных расчетов изменения температуры природного газа ( метана) вдоль участка надземного газопровода при следующих исходных данных: DB 0 8 м; L 100 км; рп 53 1 10 кГ / м2, G 179 кз / сек; К 0 012; Z0 0 94; у 0 74 кГ / м3; Ср 2 219 кдж / кг-зрад. Коэффициент теплопередачи, температура воздуха и солнечная радиация в данном примере приняты для простоты постоянными по длине газопровода. На рис. 2 показаны результаты расчетов изменения температуры газа по длине газопровода. [15]
Анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»
Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Белов Д. Б.
Рассмотрен анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем с помощью уравнения состояния идеального газа.
Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Белов Д. Б.
Разработка нового поколения высокоэффективных газораспределительных станций с попутной выработкой электроэнергии и электроподогревом редуцируемого газа
Читайте также Задвижка стальная клиновая
Исследование возможности утилизации энергии давления транспортируемого природного газа в республике Узбекистан
THE ANALYSIS OF INFLUENCE OF TEMFERATURE OF NATURAL GAS IN THE FIFELINE ON ITS VOLUME
The analysis of influence of temperature of natural gas in the pipeline on its volume by means of the equation of a condition of ideal gas is considered.
Текст научной работы на тему «Анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем»
Прейс Мария Владимировна, ведущий маркетолог, fbpmv@ya.ru. Россия, Москва, ООО «Дюрсол-Фабрик».
PROBLEMS OF ORGANIZATION AND ASSURING QUALITY OF SERVICES
The problems of the organization and ensure the quality of service car wash. Analyzes the competitive advantages of different types of car wash based on Porter’s five forces model.
Key words: car, car wash, matrix Porter.
Preys Maria Vladimirovna, marketing analytic, fbpmv@ya.ru, Russia, Moscow, LLC «Dursol-Fabrik»
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ТРУБОПРОВОДЕ НА ЕГО ОБЪЕМ
Рассмотрен анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем с помощью уравнения состояния идеального газа.
Ключевые слова: система газораспределения, температура газа, объем газа.
Прежде, чем провести анализ влияния температуры природного газа в трубопроводе на его объем, необходимо кратко описать существующую в настоящее время систему газораспределения.
В населенных пунктах природный газ поставляется потребителям, как привило, с применением общих коллекторов среднего или низкого давления, имеющих протяженность в несколько десятков километров. В такие коллекторы газ поступает из магистральных газопроводов после снижения его давления с помощью системы газовых редукторов, установленных на контрольно-распределительных пунктах (КРП) или газораспределительных станциях (ГРС). В дальнейшем будем рассматривать в качестве систем, распределяющих газ, именно ГРС. На выходах ГРС производятся измерения основных параметров газа, передаваемого от компании, транспортирующей газ к организации-поставщику, занимающейся его сбытом потребителям. Под основными параметрами природного газа по-
нимаются его расход (или объем), давление и температура. Доставка газа от выходов ГРС к общим коллекторам осуществляется через сеть подводящих газопроводов среднего или низкого давления, которая находится в зоне ответственности газораспределительных организаций. Потребители получают газ через газораспределительные пункты (ГРП) или напрямую (т.е. минуя ГРП). Для этой цели используются отводящие газопроводы, проложенные до входов в собственные газораспределительные системы потребителей. Длина подводящих или отводящих газопроводов может изменяться в диапазоне от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров.
По статистическим данным организаций, реализующих природный газ потребителям (Регионгазов) известно, что объемы поставленного Упост и потребленного Употр газа в холодные и теплые периоды года различны. Разницу между этими объемами газа принято называть разбалансом:
Ур = Употр — Упост , (1)
где Ур — объем разбаланса газа.
Величина разбаланса газа в холодный и теплый периоды года имеет различный знак. В холодный период разбаланс отрицательный, т.е. потребители по своим приборам учета фиксируют меньший объем газа, чем им поставили. В теплый период ситуация обратная, т.е. потребители фиксируют больший объем газа по сравнению с поставленным. Естественно, что данное обстоятельство приводит к различным экономическим результатам Регионгазов и поэтому разбаланс газа относят к одному из самых важных показателей качества процесса газораспределения.
Описанная ситуация в силу ее чрезвычайной актуальности требует теоретического решения.
Одним из путей решения данной проблемы является анализ влияния температуры окружающей среды на объем газа, поступающий потребителям по газораспределительным трубопроводам, особенно еще и потому, что упомянутые трубопроводы в настоящее время во многих случаях являются неизолированными, т.к. смонтированы над землей.
Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа (Клайперона-Менделеева), которое устанавливает соответствие между давлением, молярной температурой и абсолютным давлением идеального газа [1].
Данное уравнение в общем случае имеет вид:
где Р — давление газа; У — объем газа; п — число молей газа; Я — универсальная газовая постоянная; Т — температура газа.
Следует заметить, что уравнение Клапейрона-Менделеева одинаково справедливо как для начального состояния газа, так и для конечного. В
нашем случае начальным состоянием будет считать состояние газа на ГРП, а конечным состоянием — состояние газа, получаемого потребителями при реальных условиях газораспределения, т.е. на входе к потребителям. Тогда можем записать:
^ГРП^ГРП = пЯТгрп , (3)
^потрУпотр _ пРТпотр, (4)
где ^Грп , ^потр — рабочее (избыточное) давление газа в трубопроводе на
ГРП и на входе к потребителям соответственно; Угрп , употр — объем газа
в трубопроводе на ГРП и на входе к потребителям соответственно; Тгрп , Тпотр — температура газа в трубопроводе на ГРП и на входе к потребителям соответственно.
Разделив уравнение (3) на (4) и выразив объем газа, поступающий на вход к потребителям, получим:
_ РГРП УГРП Т потр
Зададимся теперь значениями ранее упомянутых основных параметров природного газа при реализации простейшей схемы газораспределения: один ГРП и несколько потребителей, которыми являются жилые здания (см. рисунок 1). Газопровод, по которому транспортируется газ от ГРП до потребителей, является неизолированным, т.е. проходит над землей. Следует отметить, что на ГРП, обязательно содержащим блок электронной коррекции параметров газа, температура газа приводится к стандартной температуре Т _ 293,15 К, а у упомянутых потребителей, как
Читайте также Кран шаровый и задвижка отличие
правило, средства учета газа не предусматривают наличие таких блоков коррекции.
ГРП: V Р Т V ГРП ’ гГРП ’ 1 ГРП
Потре бители: V , Р , Т
потр ’ потр ’ потр
Т ранспортирование газа
Неизолиров анный газопровод
Рис. 1. Схема газораспределения
При этом рассмотрим ситуации в холодное и теплое время года.
Допустим, что в холодный период года на ГРП основные параметры газа имели следующие значения:
1. Объем газа ^рп _ 50000 м3.
2. Рабочее давление газа Рррп _ 0,003 МПа = 0,03 кгс/см .
3. Температура газа Тгрп _ 293,15 К = 20 оС.
Предположим, что в рассматриваемый период температура газа в трубопроводе, подходящем к потребителям в среднем была ниже температуры газа на выходе ГРП на 10 оС, тогда Тпотр _ 283,15 К. Рабочее давление газа на входе к потребителям осталось прежним, т.е. Рпотр _ 0,03 кгс/см2.
Рассчитаем по формуле (5) объем газа, поступивший на вход к потребителям:
V _ °.°3 •50000 • 283Д5 _ 48294,39 м3
потр 0,03 • 293,15
Из проведенного расчета видно, что в холодный период года, при снижении температуры газа, его объем при транспортировании от ГРП к потребителям снизился в процентном отношении на:
100% —потр • 100% _ 100%———-?—100% _ 3,4% . (6)
Объем разбаланса Vр газа в этом случае составит:
Vp _ ^отр — ^РП _ 48294,39 — 50000 _ -1705,61 м3. (7)
На рис. 2 показан график изменения доли (в процентах) объема газа ^отр, поступающего на вход к потребителям, от первоначального объема
^рп в зависимости от уменьшения температуры газа на 1 оС. Интервал изменения температуры Тпотр газа составляет от 293,15 К (20 оС) до 273,15
Рассмотрим теперь ситуацию в теплый период года со следующими значениями основных параметров газа на ГРП.
1. Объем газа ^рп _ 20000 м3.
2. Рабочее давление газа Рррп _ 0,003 МПа = 0,03 кгс/см .
3. Температура газа Тгрп _ 293,15 К = 20 оС.
Предположим, что в рассматриваемый период температура газа в трубопроводе на входе к потребителям в среднем была выше температуры газа на ГРП на 10 оС, тогда Тпотр _ 303,15 К. Рабочее давление газа на входе к потребителям осталось прежним, т.е. Рпотр _ 0,03 кгс/см .
Рассчитаем по формуле (5) объем газа, поступивший на вход к потребителям:
0,03 • 20000 • 303,15 3
потр 0,03 • 293,15
Из проведенного расчета видно, что в летнее время года, при повышении температуры газа, его объем при транспортировании от ГРП к потребителям увеличился в процентном отношении на:
100% —потр • 100% _————,— 100% -100% _ 3,4% . (8)
Рис. 2. График изменения доли (в процентах) объема Кпотр от первоначального объема ^рд в зависимости от уменьшения температуры газа на 1 оС (холодный период)
Объем разбаланса Vр газа в этом случае составит:
Vp = ^отр — ^РП = 20682,24 — 20000 = 682,24 м3. (9)
На рис. 3 показан график изменения доли (в процентах) объема газа
^потр, поступающего на вход к потребителям, от первоначального объема
УГРП в зависимости от увеличения температуры газа на 1 оС. Интервал изменения температуры Тпотр газа составляет от 293,15 К (20 оС) до 313,15
Рис. 3. График изменения доли (в процентах) объема Кпотр
от первоначального объема Кгрп в зависимости от увеличения температуры газа на 1 оС (теплый период)
Следует отметить, что проведенные расчеты сделаны при идеализированных условиях, не учитывающих термодинамику, отсутствие сопротивления движения газа в трубопроводе, длину трубопровода. Учет названных причин будет проведен на следующем этапе исследования изменения объема газа в трубопроводе.
В заключении необходимо подчеркнуть, что отрицательный и положительный знак разбаланса газа (формулы (7) и (9)) в холодный и теп-
лый периоды полностью соответствуют статистическим данным Регионга-зов за указанные периоды времени. Таким образом, данное решение проблемы влияния температуры окружающей среды на объем газа, поступающий потребителям по газораспределительным трубопроводам, можно назвать теоретически правильным и рекомендовать организациям, реализующим природный газ (Регионгазам), для прогнозирования значений разбаланса газа за календарные промежутки времени.
1. Трофимова Т.И. Основы физики: учеб. пособие: в 5 кн. Кн. 2. Молекулярная физика. Термодинамика / Т.И.Трофимова. М.: Высш. шк., 2007. 180 с.
Белов Д.Б., канд. техн. наук, доц., imsbelov@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE ANALYSIS OF INFLUENCE OF TEMPERATURE OF NATURAL GAS IN THE PIPELINE ON ITS VOLUME
The analysis of influence of temperature of natural gas in the pipeline on its volume by means of the equation of a condition of ideal gas is considered.
Key words: system of distribution of gas, temperature of gas, volume of gas.
Belov D.B., candidate of technical sciences, docent, imsbelov@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
Температура природного газа трубопроводе
Сообщение сайта
Читайте также Фитинги для труб: виды и особенности
Группа: Участники форума
Сообщений: 30
Регистрация: 27.2.2012
Пользователь №: 141826
Здравствуйте, подскажите, возможно ли подача природного газа с температурой минус 30 С на горелки парового котла (производительность 35 т/ч)? В инструкции по эксплуатации на разнообразные горелки температура природного газа указана 0. 20 С, а что будет если подавать с меньшей температурой?
Группа: Участники форума
Сообщений: 424
Регистрация: 12.5.2015
Из: Россия, ЦФО
Пользователь №: 267530
Температура природного газа, подаваемого на горелки котла, практически совпадает с температурой наружного воздуха. Газ никогда не подогревают перед подачей в котел (это сложно, небезопасно технически и не экономично). Одновременное снижение температуры природного газа и наружного воздуха приводит к снижению КПД котла.
Низкая температура природного газа больше всего влияет на надежность работы регуляторов давления газа и ПЗК.
сам себе Sapiens
Группа: Участники форума
Сообщений: 10472
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797
Температура природного газа, подаваемого на горелки котла, практически совпадает с температурой наружного воздуха.
Группа: Участники форума
Сообщений: 424
Регистрация: 12.5.2015
Из: Россия, ЦФО
Пользователь №: 267530
Да, это неважно. Т.к. нагреться в газопроводах (любой протяженности) котельной природный газ не успевает (даже на 0,5 градуса). Можете придти в любую котельную и поинтересоваться.
Группа: Участники форума
Сообщений: 143
Регистрация: 1.3.2011
Пользователь №: 96457
Здравствуйте, подскажите, возможно ли подача природного газа с температурой минус 30 С на горелки парового котла (производительность 35 т/ч)? В инструкции по эксплуатации на разнообразные горелки температура природного газа указана 0. 20 С, а что будет если подавать с меньшей температурой?
Здравствуйте!
Производители «разнообразных горелок» устанавливают различные минимальные температуры газа для своих горелок. Некоторые допускают работу своих горелок и при отрицательных температурах газа (например «Вайсхаупт» до минус 15°С).
Сомневаюсь, что вы найдете производителя горелок, разрешающего эксплуатацию при температуре газа минус 30°С.
В таких случаях, всегда ставят подогреватели газа. И это не сложно, и технически безопасно.
Группа: Участники форума
Сообщений: 1103
Регистрация: 1.1.2010
Пользователь №: 43572
Да, это неважно. Т.к. нагреться в газопроводах (любой протяженности) котельной природный газ не успевает (даже на 0,5 градуса). Можете придти в любую котельную и поинтересоваться.
Не соглашусь. На УУГ стоят термометры, при -20 снаружи температура газа около 10-12 градусов.
Тут же играет роль то, откуда поступает газ. Если трассса подземка — то он охладится не успевает до -20.
Группа: Участники форума
Сообщений: 623
Регистрация: 30.11.2006
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 4991
Тут же играет роль то, откуда поступает газ. Если трассса подземка — то он охладится не успевает до -20.
Группа: Участники форума
Сообщений: 30
Регистрация: 27.2.2012
Пользователь №: 141826
Сомневаюсь, что вы найдете производителя горелок, разрешающего эксплуатацию при температуре газа минус 30°С.
А каким образом влияет отрицательная температура газа на процесс горения? Почему не разрешают подавать слишком холодный газ на горелки?
Низкая температура природного газа больше всего влияет на надежность работы регуляторов давления газа и ПЗК.
сам себе Sapiens
Группа: Участники форума
Сообщений: 10472
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797
А каким образом влияет отрицательная температура газа на процесс горения? Почему не разрешают подавать слишком холодный газ на горелки?
Наверное, в горелке смазка в трущихся узлах станет слишком вязкой, и инеем всё обрастёт.
Сообщение отредактировал tiptop — 5.12.2018, 21:27
сам себе Sapiens
Группа: Участники форума
Сообщений: 10472
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797
Некоторые допускают работу своих горелок и при отрицательных температурах газа (например «Вайсхаупт» до минус 15°С).
unsere Gas-Brenner sind für den Betrieb bei Umgebungsbedingungen von -15°C bis +40°C ausgelegt.
Eine Aussage zur minimal zulässigen Temperatur des Gases kann jedoch ohne weitere Angaben zum Gas nicht getroffen werden.
Je nach Wasseranteil im Gas ist dies bei Gas-Temperaturen von unter 0°C z.T. nicht mehr einsetzbar.
Sollten Sie zu Ihrem Gas genauere Angaben benötigen, senden Sie uns bitte eine detaillierte Spezifikation zur weiteren Beurteilung.
Перевод Google-переводчика:
«Наши газовые горелки предназначены для работы в условиях окружающей среды от -15 ° C до 40 ° C.
Однако заявление о минимально допустимой температуре газа не может быть сделано без дополнительной информации о газе.
В зависимости от доли воды в газе, это при температурах газа ниже 0 ° C z.T. больше не пригодны для использования.
Если вам нужна дополнительная информация о вашем газе, пришлите нам подробную спецификацию для дальнейшей оценки.»
Группа: New
Сообщений: 1
Регистрация: 9.9.2022
Пользователь №: 408733
Ну в квартиры, например, подается природный газ и при минус 30, но на температуру горения это не влияет.
«В многоквартирных домах чаще всего устанавливаются плиты, работающие на обычном натуральном газе. Он подается по центральной трубе в каждую отдельную квартиру. Но добывается вещество в природных условиях. Состоит на 97 или 98 процентов (в зависимости от состава) из метана. Дополнительные части – это сера, азот, углекислый газ и другое. Средняя температура горения колеблется в районе 700-800 градусов.
Похожие записи:
- Устройство вентиля и отличие его от задвижки
- Особенности и правила использования гибких воздуховодов для вентиляции
- Задвижки чугунные: прайс-лист
- Задвижка 30с941нж с электроприводом
https://enersb.ru/komplektujushhie-dlya-truboprovodov/analiz-vliyaniya-temperatury-prirodnogo-gaza-v-truboprovode-na-ego-obem-tekst-nauchnoj-stati-po-specialnosti-energetika-i-racionalnoe-prirodopolzovanie/