Диаметр газопровода по расходу: как считать
СП 42-101-2003 рекомендует сначала оценить диаметр по формуле (15): d_p = (A·B·Q₀^m/ΔP_уд)^(1/m₁), где ΔP_уд — удельные допустимые потери (Па/м для низкого давления — допустимые потери, делённые на расчётную длину), A = 626 для низкого давления и P₀/(P_m·162π²) для среднего и высокого (табл. 6), а B, m, m₁ зависят от материала (табл. 7): сталь — 0,022, 2, 5; полиэтилен — 0,0446, 1,75, 4,75. Затем берут ближайший больший стандартный диаметр для стали и ближайший меньший — для полиэтилена (3.40) и проверяют точным расчётом потерь и скорость по 3.38.
Калькулятор делает то же строже: перебирает сортамент табл. Б.1 (сталь 32–630 мм, ПЭ 32–225 SDR 11 и 17,6) и выбирает минимальный диаметр, при котором потери с точным λ по формулам (7)–(11) не превышают допустимых, а скорость — предельной для категории давления (7, 15 или 25 м/с). Пример: 20 м³/ч природного газа, ввод низкого давления 300 м, допустимые потери 60 даПа (3.25 — на ввод и внутренние), местные сопротивления +10 %: предварительный диаметр 5 см, из сортамента подходит Сталь 57×3 — потери 55,7 даПа, скорость 2,72 м/с; полиэтиленовый вариант — ПЭ 63×5,8 SDR 11 (53,7 даПа).
При среднем давлении картина другая: расход 500 м³/ч при 0,2 МПа изб. в стальной Сталь 108×5 на 1 000 м теряет 10,4 кПа при скорости 6,3 м/с, а сталь 89×3,5 — 26,5 кПа и 9,25 м/с: здесь диаметр чаще ограничивает скорость 15 м/с и располагаемый перепад до ГРП, а не 180 даПа. Проверяйте оба условия — потери и скорость — для каждого расчётного участка и режима, включая минимальное давление на входе ГРП зимой.
Сортамент стальных труб табл. Б.1 при 20 м³/ч на 100 м
Проход, потери и скорость — выбирают минимальный диаметр, проходящий по обоим условиям.
Полиэтиленовые трубы низкого и среднего давления
SDR 11 до 63 мм, SDR 17,6 от 75 мм; шероховатость 0,0007 см.
Категории давления, предельные скорости и допустимые потери
Два условия подбора диаметра по СП 42-101 и СП 62.
Расчётные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удалённого прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа.— СП 42-101-2003, п. 3.25
Как считать и что проверить
- Допустимые потери участка — не все 180 даПа: распределите их по участкам от источника до дальнего прибора и не забудьте 60 даПа на ввод с внутренней разводкой.
- Считайте на расчётный часовой расход с коэффициентом одновременности, а не на сумму паспортных расходов приборов — иначе диаметры вырастут на шаг-два.
- Для стали берут ближайший больший диаметр, для полиэтилена — ближайший меньший (3.40): у ПЭ стенка гладкая и запас по потерям другой.
- После подбора проверьте скорость: при низком давлении не более 7 м/с (шум), при среднем 15, при высоком 25.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе газопровода; водяные сети считаются в гидравлическом расчёте трубопровода, арматура — в расчёте Kv для газа и пара.
- СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» — расчётные расходы (3.18–3.20, табл. 2–5), допустимые потери (3.25), формулы падения давления (3.27–3.31), скорости (3.38), предварительный диаметр (3.39), сортамент и номограммы (прил. Б). Госстрой России. 2003. ↗ ссылка
- СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы» (актуализированный СНиП 42-01-2002) — категории давления газопроводов, требования к трубам и прокладке. Минрегион России. 2011.
- ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазопроводные» и ГОСТ 10704-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные» — сортамент стальных газопроводов. Госстандарт. 1991.
- ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов» — ПЭ 80 и ПЭ 100, SDR 11 и SDR 17,6, рабочие давления. Росстандарт. 2009.
- Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления — формулы коэффициента трения для гладких и шероховатых труб. Недра. 1982.
