Организация строительства нового участка газопровода “Илек-Аксай”

       Средняя  температура  газа  по  длине  расчетного  участка  определяется  по  формуле

                           (1.12)

Где  t_o -   средняя температура  грунта  на  глубине  заложения  газопровода, t_o  = 3 °С;

        t_н -   температура газа  в начале  газопровода,  t_н = 10°С.;

        k  -   коэффициент теплопередачи от  газа  к грунту.  Из-за  отсутствия данных  о  характере  и  влажности  грунта  по  трассе  газопровода  мною ориентировочно  был  выбран  k =1,5  ккал/м²*ч °С.

        С_р -  средняя теплоемкость;

        Е^х -  основание натурального  логарифма,   е = 2,718

=

T_ср = 273 + 7,39 = 280,39  К

Среднее  давление  газа  вдоль  трассы  трубопровода

                                                  (1.13)

      Где  р_н и р_к  -  давление  соответственно  в начале  и конце участка

      Для  определения  коэффициента  сжимаемости  Z  определим приведенные  параметры  (температуру и  давление).  Приведенными  параметрами  называются  отношения  рабочих  параметров  к  критическим:

      Зная  Т_пр и Р_{пр ,} по номограмме  определяем  z_ср= 0,84

      Итак,  подставляем найденные  значения  в  формулу  (1.10)                    

     Теперь  по  графику    проверяем  режим  течения  газа . Точка  пересечения D и q  лежит в зоне  квадратичног  режима.

2. Определение основных параметров газопровода

      Диаметр газопровода.  Для упрощения расчетов  в  формулу  (1.11)  следует  ввести  условный  коэффициент

                                        .                                        (1.14)

     С  учетом  формулы  (1.14)   (при  φ, ά  и  Е,   равных  1)

                                                                                       (1.15)

     При  заданных подаче газа  (или  пропускной способности  газопровода),  давлении  в  начале  и  конце  расчетного  участка  определение  диаметра  газопровода  сводится  к  расчету  К  по  формуле  (1.15),  приведенной  к  виду

                                             .                                             (1.16)

                                    

      Т.к.  таблица  2,4 составлена  для   природного  газа  с  относительной   плотностью  Δ = 0,6  при 288° К, а у нас в расчетах  Δ=0,59  и Т_ср=280,39 ,  то  корректируем  коэффициент  К.

К´=3,34*0,59*280,39/0,6*288 = 3,197

      Получив  значение  К,  по  таблице  2.4  определяем  диаметр  газопровода   D_в=377 мм,  толщина стенки   9  мм.

     

      2.2.2 Нагрузки  и воздействия

       Расчет трубопроводов  на  прочность  следует  выполнять  с  учетом  нагрузок  и  воздействий,  возникающих  при их сооружении,  испытании  и  эксплуатации.

       Нагрузки и  воздействия, а  также  вызываемые  ими  усилия  и  напряжения,  установленные   нормативными  документами  на  основании  статистического  анализа,  называются  нормативными. Расчетные  значения  нагрузок и воздействий  определяются  умножением  нормативных  величин  на  коэффициент  перегрузки  n, учитывающий возможные  отклонения  их  в  неблагоприятную  сторону. В зависимости от  характера действия  нагрузки  и воздействия  по  СНиП  ІІ-6 – 74  подразделяются  на  постоянные  и  временные (длительные,  кратковременные  и  особые).

К  постоянным относятся  нагрузки  и  воздействия,  действующие  в  течение  всего  срока  строительства  и  эксплуатации  трубопровода.  Расчетные  и  нормативные  значения  постоянных  нагрузок  и  воздействий  определяются   следующим  образом.

     1. Собственный  вес  трубопровода  (в расчетах  используется  обычно  как вес единицы длины трубопровода)

                  (1.17)

или с  достаточной  для  практических  расчетов  степенью  точности  нормативное  значение  собственного  веса

                               (1.18)

    Где  n_св -  коэффициент перегрузки  для собственного  веса  трубопровода,  равный  1,1 ,  а при расчетах на  продольную  устойчивость  и устойчивость  положения  -  равный  1;

     γ_ст   -  объемный  вес материала трубы (для стали γ_ст = 0,00785 кгс/см³;

     F     -  площадь поперечного сечения стенок  труб;

     D_н    -  наружный  диаметр трубопровода;

     D_в= D_н-2δ – внутренний  диаметр трубопровода; D_в= 377 – 2*9=359 мм

     D_ср= D_н-δ – средний диаметр трубопровода;     D_ср=377-9=368  мм

     δ     - толщина  стенки  труб

      Вес  изоляции и  различных  устройств,  которые  могут  быть  на  трубопроводе,  для  ориентировочных  расчетов  надземных  переходов  можно  принимать  примерно  равным  10%  от  собственного  веса  трубы,  т.е.

      Воздействие  предварительного  напряжения  создается  в  основном  за  счет  упругого  изгиба при поворотах  трубопровода  в  горизонтальной  и  вертикальной  плоскостях.  Продольные  напряжения,  возникающие  в  трубопроводе  от  упругого  изгиба,  определяются  следующим  образом:

                                               (1.19)

Где  Е – модуль  упругости  материала  трубы  (для  стали  Е=2 100  000  кгс/см²);

       R – радиус  упругого  изгиба  трубопровода.

Давление  грунта  на  трубопровод  (ориентировочный расчет)

                                   (1.20)

Где  n_гр- коэффициент перегрузки  для веса  грунта,  равный  1,2,  а при расчетах  на  продольную  устойчивость  положения -  0,8;

       γ_гр – объемный  вес грунта;

        h_ср – средняя глубина заложения оси трубопровода.

Гидростатическое  давление  воды  определяется  весом столба  жидкости  над  рассматриваемой  точкой (n_в.г.с.=1):

,                                    (1.21)

      Где  γ_в – объемный  вес воды  с учетом  засоленности  и наличия  взвешенных  частиц;

          h_в – высота  столба  жидкости  над  рассматриваемой  точкой.

      Временными называются  нагрузки и воздействия, которые в  отдельные  периоды  строительства  и эксплуатации  могут  отсутствовать. К  длитльным временным нагрузкам  и  воздействиям  относятся:

     1.Внутреннее давление, нормативное значение  которого  устанавливается  проектом. Внутреннее  давление  создает  в  стенках  трубопровода  кольцевые  и  продольные  напряжения. Кольцевые  напряжения  действуют  тангенциально  поверхности  трубопровода

,                                     (1.22)

      Где  n_р – коэффициент  перегрузки  для  внутреннего  давления,    n_р=1,1

 кгс/см²

      Продольные  напряжения  от  внутреннего  давления  в  прямолинейном  трубопроводе  полубесконечной  длины находятся  по  формуле

кгс/см²

      2. Вес  продукта,  находящегося  в трубопроводе  единичной длины:

при  перекачке   газа

                              (1.23)

       Где п_пр  и   п_р  -  коэффициенты  перегрузки  для   веса  продукта  и внутреннего  давления ( п_р =1,1;п_пр =1;)

      γ_газ – удельный  вес газа  при 0° С и 760  мм  рт.  ст.;

       z    -  коэффициент  сжимаемости  газа,  z=0,84;

       Т   -  абсолютная  температура  перекачиваемого  газа

       Для  природного  газа  допускается  принимать

                                         (1.24)

3.Температурные  воздействия вызывают  в  трубопроводе  (при  невозможности  деформаций)  продольные  напряжения

                                    (1.25)

Где  ά_t  -  коэффициент линейного расширения  металла труб,  для стали ά_t=0,000012   1/°С;

       Δt -  расчетный температурный перепад,

                                                    (1.26)

Здесь  t_э  -  максимальная (или минимальная)  возможная температура стенок  трубы  в  процессе  эксплуатации;

             t_ф  -наименьшая  (t^x) или  наибольшая (t^x) температура,  при которой фиксируется расчетная схема трубопровода  t_ф  находится  в  Справочнике  по  климату),

Из СНиП  2.01.07 – 85   п.8  «Температурные  климатические  воздействия»  п.8.2.  Нормативные  значения  изменений  средних  температур  по  сечению  элемента  соответственно в  теплое  Δt_w  и холодное  Δt_с время года  следует определять  по  формулам:

Δt_w= t_w- t_ос                                   Δt_с= t_с- t_оw                                     (1.27)

Где   t_w,  t_с  -  нормативные значения  средних температур  по  сечению элемента  в  теплое  и  холодное  время  года,  применяемые  в  соответствии  с  п.8.3  СНиП  2.01.07 – 85

        t_оw,  t_ос -  начальные температуры в   теплое  и холодное время года,  принимаемые в соответствии  с п.8.6

 Следуя  п.8.4  среднесуточные  температуры  наружного  воздуха   в  теплое  t_еw и холодное  t_ес время года  следует определять  по  формулам:

t_еw= t_VІІ +Δ_VІІ

t_еc= t_І +Δ_І

Где  t_І  и t_VІІ     -  многолетние  средние  месячные  температуры  воздуха  в  январе  и  июле,  принимаю  соответственно  по  картам  5  и  6  обязательного  приложения  5.

        Δ_{І ,}     Δ_VІІ   - отклонения  средних суточных  температур  от  средних месячных (Δ_І    - приниается  по  карте  7  обязательного  приложения  5,    Δ_VІІ = 6 °С).

t_еw=+25+6=+31° С

t_еc= -15-15=-30° С

п. 8.6  Начальную  температуру,  соответствующую  замыканию  конструкции  или  её  части  в  законченную  систему,  в  теплое   t_оw и холодное  t_ос  время года  определяем  по  формулам:

t_оw= 0,8* t_VІІ+0,2* t_І = 0,8*2,5+ 0,2*(-15)= 17° С

t_ос= 0,2* t_VІІ + 0,8* t_І = 0,2*25*0,8*(-15) = -7° С

Согласно  п.8.3  нормативные  значения  средних  температур   t_w   и  t_с   и  перепадов  температур  по  сечению  элемента  в  теплое  υ_w  и   холодное   υ_с  время  года  для  однослойных  конструкций  следует  принимать  по  таблице  15.

                                 t_w= t_ew+ Ө ₁+ Ө₄

t_c= t_ec  - 0.5Ө_1,

       Где  Ө₁=  8° С   по  таблице 16

Ө₄= 0,05 р S_max k k₁

          Ө₁ - приращение  средних по  сечению элемента  температур  и перепада  температур  от  суточных  колебаний  температуры  наружного  воздуха,  принимаю  по  таблице  16;

         Ө₄  -  приращение  средних по  сечению элемента  температур  и  перепада  температур  от  солнечной  радиации;

         ρ - коэффициент  поглощения  солнечной  радиации  материалом  наружной  поверхности  конструкции,  принимаемый  по  СНиП  ІІ-3-79,   ρ=0,6-0,8;

        S_max - максимальное  значение  суммарной (прямой и рассеянной)  солнечной радиации  Вт/м²,  принимаемое по СНиП  2.01.01 – 82    S_max=329  Вт/м²;

k - коэффициент,   принимаемый  по  таблице  17;

k₁ - коэффициент,  принимаемый  по  таблице  18;

Ө₄= 0,05*0,7*329*1*0,7=8,06

t_w= 31+8+8,06 = 47,1° С

t_c= - 30 - 0,5*8 = - 34° С

Итак,  нормативные  значения изменений средних  температур по сечению  элемента  соответственно в теплое Δt_w  и холодное  Δ t_с время года п. 8.2. :

Δt_w= t_w- t_ос= +47,1-(-7)= +54,1 ° С

 Δt_с= t_с- t_оw=  -34 - 17= -51° С

2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ  объемов основных  строительно- монтажных работ

        Объемы основных строительно-монтажных работ определены на основании проектно-сметной документации и приведены в таблице 2.1.

       Объемы основных строительно-монтажных работ