Оптимизация затрат на строительство системы

2019-07-03

170

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

Данные

Газопровод среднего давления
потребитель	Расход по часам суток, куб.м /час
	0 - 6	6 - 12	12 - 18	18 - 24
1	150	550	400	200
2	200	950	750	250
3	150	400	800	100
4	100	500	550	200
5	250	850	850	150
6	100	150	150	100
7	100	200	250	100
8	150	350	250	200
9	200	100	200	100
сумма	1400	4050	4200	1400

Введение

Система газоснабжения предприятий – двухступенчатая, среднего и низкого давления. Подключена через газорегуляторный пункт (ГРП) к сети высокого давления (Р_сети= 0.5 МПа). Между ГРП и газорегуляторной установкой (ГРУ) газоснабжения осуществляется по газопроводам среднего давления (ГСД), за ГРУ – по газопроводам низкого давления.

Все потребители газа среднего давления рассчитаны на номинальное давление 50 кПа и имеют коэффициент перегрузки по давлению К₁ = 1.3 . Аналогичные характеристики для потребителей газа низкого давления Р_н= 3 кПа , К₂ = 1.4

Путем суммирования потребления газа всеми потребителями, включенными в сети, строим график нагрузки сети для ГСД и ГНД

1.1 ГРАФИК НАГРУЗКИ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ (ГСД)

Максимальная нагрузка сети Q_max₁= 4200 м³_/ч , минимальная Q_min₁= 1400 м³_/ч

1.2 ГРАФИК НАГРУЗКИ СЕТИ ДЛЯ ГНД

Максимальная нагрузка сети , Q_max₂= 850 м³_/ч, минимальная Q_min₁= 500 м³_/ч

Неравномерность нагрузки сети равна:

Q_max и Q_min_–экстремальные нагрузки сети

β1 = Q_min / Q_max = 1400 / 4200 = 0,33

β2 = Q_min / Q_max = 500 / 850 = 0,59

Расчетный перепад давления вычисляется по формуле:

Он реализуется между ГРП (или ГРУ) и концевыми потребителями в часы максимального потребления газа. Для ГНД этот перепад можно распределить по участкам сети так, чтобы сумма долей на участках, составляющих путь от ГРУ до концевых потребителей равнялась ΔР_р.

КПа

Абсолютное давление газа у концевых потребителей ГРП (ГРУ)

Па

Давление газа за ГРП (ГРУ)

Па

Для ГСД максимальные потери напора

кПа²

Для ГНД максимальные потери напора

кПа

Оптимизация затрат на строительство системы

Выполняется отдельно для ГСД и ГНД. Затраты на строительство сети рассматриваемой категории должны быть минимальны. Они равны

Здесь L_i, V_i и P_i- соответственно длина, расход и падение давления для i-того участка. Суммирование выполняется по всем участкам ГСД (или ГНД).

ГСД

CLS

N=6

M=3

DIM lenght(N), flux(N), press(N), A(N)

GLOBAL Pmax,N

READ Pmax, dP

DATA 5562.95, 170

FOR i=1 TO N

READ b

length(i)=b

READ b

flux(i)=b

READ b

press(i)=b

NEXT i

DATA 900, 1.167, 300

DATA 900, 1.056, 1900

DATA 1000, 0.222, 500

DATA 550, 0.153, 400

DATA 750, 0.472, 700

DATA 500, 0.236, 500

FOR i=1 TO N

A(i)=(length(i)^1.21)*(flux(i)^0.368)

NEXT i

'poisk optimal'nix poter' davleniay

FOR k=1 TO 6

c0=Cost()

w=c0

FOR i=1 TO M

c=w

press(i)=press(i)+dP

w=Cost()

loop until w>c

press(i)=press(i)-dP

w=c

c=w

press(i)=press(i)-dP

w=Cost()

loop until w>c

press(i)=press(i)+dP

NEXT i

IF c0=c THEN dP=0.5*dP

NEXT k

PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" press "

FOR i=1 TO N

PRINT "i = ";i,USING("####.#",length(i)),USING("###.###",flux(i)),USING("####.##",press(i))

NEXT i

PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())

'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)

FUNCTION Cost()

press(4)=Pmax-press(1)-press(2)

press(5)=Pmax-press(1)-press(3)

c1=0.0

FOR j=1 TO N

IF press(j)>0 THEN

c1 =c1+A(j)/press(j)^0.21

ELSE

c1=c1+1.0e10

END IF

NEXT j

Cost=c1

END FUNCTION

fluxez are number 6

Pmax dP

5562.95 170

pipeline length flux press

i = 1 900.0 1.167 1702.50

i = 2 900.0 1.056 2877.50

i = 3 1000.0 0.222 1987.50

i = 4 550.0 0.153 982.95

i = 5 750.0 0.472 1915.45

i = 6 500.0 0.236 500.00

cost = 3057.5

ГНД

CLS

N=4

M=1

DIM lenght(N), flux(N), press(N), A(N)

GLOBAL Pmax,N

READ Pmax, dP

DATA 1.708,0.07

FOR i=1 TO N

READ b

length(i)=b

READ b

flux(i)=b

READ b

press(i)=b

NEXT i

DATA 250, 0.111, 0.9

DATA 400, 0.069, 0.7

DATA 150, 0.069, 0.5

DATA 250, 0.055, 0.5

FOR i=1 TO N

A(i)=(length(i)^1.21)*(flux(i)^0.368)

NEXT i

'poisk optimal'nix poter' davleniay

FOR k=1 TO 5

c0=Cost()

w=c0

FOR i=1 TO M

c=w

press(i)=press(i)+dP

w=Cost()

loop until w>c

press(i)=press(i)-dP

w=c

c=w

press(i)=press(i)-dP

w=Cost()

loop until w>c

press(i)=press(i)+dP

NEXT i

IF c0=c THEN dP=0.5*dP

NEXT k

PRINT "pipeline ";" length ";" flux ";" press "

FOR i=1 TO N

PRINT "i = ";i,USING("####",length(i)),USING("#.####",flux(i)),USING("#.####",press(i))

NEXT i

PRINT:PRINT "cost = ";USING("#####.#",Cost())

'programma vichesleniya F(dp1,...,dp5)

FUNCTION Cost()

press(2)=Pmax-press(1)

press(3)=Pmax

press(4)=Pmax

c1=0.0

FOR j=1 TO N

IF press(j)>0 THEN

c1 =c1+A(j)/press(j)^0.21

ELSE

c1=c1+1.0e10

END IF

NEXT j

Cost=c1

END FUNCTION

pipeline length flux press

i = 1 250 0.1110 0.7250

i = 2 400 0.0690 1.0005

i = 3 150 0.0690 1.7080

i = 4 250 0.0550 1.7080

cost = 1296.4

По монограммам определяем диаметры трубопроводам

Для ГСД: Для ГНД:

D₁=273*7

D₂=273*7

D₃=219*6

D₄=219*6

D₅=219*6

D6=159*4,5

D1=159*4

D2=159*4

D3=159*4

D4=140*4.5

Выбор регулятора давления (РД)

Осуществляется по величине пропускной способности, которая вычисляется по формуле:

Где Q_max – максимальный расход газа через регулятор давления, м³_/ч, Р₁ – абсолютное давление газа перед ГРП (ГРУ), МПа, ρ₀- плотность газа при нормальных условиях, кг/м³

(ρ₀=0.72 кг/м³ ), Т₁ – температура газа на входе в РД, К (Т₁=273 К), ε = 1-0.46(Δр/Р1) – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа

Падение давления Δр на клапане РД оценивается так:

Δр = Р_сети-Р ₀^абс-р_н,

где Р_сети – давление перед ГРП (или ГРУ) , МПа, р_н –потери ГРП или ГРУ, МПа, (принимаем р_н = 0.007 МПа)

Давление газа за ГРП (ГРУ)

Па

Для ГСД

м³_/ч