Пропускная способность газопровода для ГПУ

Коротко: для предварительной оценки нужно рассчитать расход газа выбранной ГПУ и сопоставить его с пропускной способностью газопровода при фактическом давлении, длине участка, диаметре, потерях давления и наличии других потребителей. Например, ГПУ 250 из таблицы мощности имеет непрерывную мощность 210 кВт и расход 0,27 м³/кВт·ч: расчётный расход составляет 56,7 м³/ч. В таблице таблице газопроводов для стальной трубы 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа приведено около 50 м³/ч. Это предварительное сопоставление показывает возможный дефицит подачи, но не заменяет гидравлический расчёт и технические условия.

Как оценить пропускную способность

Расчёт выполняют в следующем порядке:

1. Определяют непрерывную электрическую мощность выбранной ГПУ.

2. Берут удельный расход газа именно для этой модели и режима работы.

3. Рассчитывают часовой расход газа.

4. Проверяют параметры точки подключения: давление, состав и плотность газа.

5. Сопоставляют расход с пропускной способностью конкретного участка газопровода.

6. Учитывают длину трубопровода, фасонные элементы, потери давления и других потребителей.

7. Подтверждают возможность подключения по техническим условиям газоснабжающей организации.

Расход газа рассчитывают по формуле:

где:

• Qгаз — расчётный расход газа, м³/ч;
• Pэл — непрерывная электрическая мощность ГПУ, кВт;
• qгаз — удельный расход газа, м³/кВт·ч.

Модельное обозначение установки не всегда совпадает с её непрерывной мощностью. Например, для ГПУ 250 в таблице мощности указана непрерывная мощность 210 кВт, поэтому расчёт выполняют по 210 кВт, а не по условным 250 кВт.

Расход газа для установок из таблицы мощности

Значения в таблице рассчитаны для непрерывной мощности, указанной в таблице мощности. Они не являются универсальными характеристиками всех установок с аналогичной маркировкой и не заменяют паспортные данные выбранного оборудования.

Сопоставление с газопроводом

В таблице газопроводов приведён пример для стальной трубы 57×3,5 мм: при давлении 0,005 МПа её пропускная способность указана примерно как 50 м³/ч.

Для сценария ГПУ 250:

• непрерывная мощность — 210 кВт;
• удельный расход газа — 0,27 м³/кВт·ч;
• расчётный расход — 56,7 м³/ч;
• справочная пропускная способность трубы 57×3,5 мм при 0,005 МПа — около 50 м³/ч.

Разница составляет около 6,7 м³/ч в пользу требуемого расхода. Однако это не означает автоматически, что газопровод непригоден или что его нужно заменять. В таблице таблице газопроводов приведено справочное значение, а фактическая пропускная способность зависит от длины участка, арматуры, местных сопротивлений, потерь давления, параметров газа и требований поставщика газа.

Исходные условия

Для инженерной проверки необходимо собрать:

• модель ГПУ и её непрерывную электрическую мощность;
• паспортный или подтверждённый удельный расход газа;
• требуемый режим работы установки;
• давление газа в точке подключения;
• параметры и плотность газа;
• материал, наружный диаметр и толщину стенки трубы;
• длину газопровода;
• схему участка и перечень арматуры;
• данные о других потребителях газа;
• технические условия на подключение;
• требования к минимальному давлению перед оборудованием;
• необходимость резервирования или параллельной работы нескольких установок.

В таблице газопроводов для расчётной таблицы указаны:

• справочная плотность газа — 0,68 кг/м³;
• температура — 20 °C, или 293 K;
• метод учёта сжимаемости — GERG-91;
• диапазоны давления: низкое — до 0,005 МПа, среднее — до 0,3 МПа, высокое — до 1,2 МПа.

Эти параметры относятся к исходным условиям соответствующей таблицы и должны быть сопоставлены с фактическими данными объекта.

Расчётный пример

Сценарий ГПУ 250 и существующего участка

Исходные данные:

• модельная маркировка — ГПУ 250;
• непрерывная мощность — 210 кВт;
• удельный расход газа — 0,27 м³/кВт·ч;
• рассматриваемый участок — стальная труба 57×3,5 мм;
• давление для справочного значения таблице газопроводов — 0,005 МПа.

Вывод по примеру: при указанных исходных данных справочное значение для трубы ниже расчётного расхода ГПУ. Для принятия технического решения необходимо выполнить расчёт конкретного газопровода с учётом его длины, соединений, фактического давления и других потребителей.

Проектный сценарий проектного ТЭО

В отдельной модели ТЭО из проектного ТЭО рассмотрены 8 установок по 230 кВт непрерывной мощности:

Значение 478,4 м³/ч относится только к сценарию из проектного ТЭО. Его нельзя переносить на другие объекты или использовать как типовой расход для центра мощностью 1,84 МВт без проверки конфигурации и исходных данных.

Что влияет на пропускную способность

Давление газа

В одной и той же трубе пропускная способность зависит от давления и допустимых потерь. Поэтому указание только диаметра недостаточно. Справочное значение 50 м³/ч для трубы 57×3,5 мм из таблицы газопроводов относится к давлению 0,005 МПа и не должно распространяться на другие режимы без отдельного расчёта.

Длина и конфигурация участка

На результат влияют:

• протяжённость газопровода;
• количество поворотов и тройников;
• запорная и регулирующая арматура;
• фильтры и другие элементы;
• перепад высот;
• потери давления на участке;
• минимальное давление, требуемое перед ГПУ.

Параметры газа

В расчёте учитывают фактическую плотность, температуру и сжимаемость газа. В таблице газопроводов приведены справочные условия: плотность 0,68 кг/м³ и температура 20 °C / 293 K. Если фактические параметры отличаются, результат нужно пересчитать.

Другие потребители

Доступный расход на ГПУ определяется не только возможностями трубы, но и нагрузкой остальных потребителей в общей системе. Проверять необходимо максимальный совместный режим, а не только работу газопоршневой установки отдельно.

Количество установок

При нескольких ГПУ учитывают:

• одновременность работы;
• суммарный расход;
• последовательность запуска;
• минимальное давление при максимальной нагрузке;
• резервную схему;
• ограничения точки подключения.

Экономические расчёты

Пропускная способность газопровода может повлиять на состав инфраструктуры и капитальные затраты, но сама по себе не определяет экономический результат проекта.

В сценарии проектного ТЭО для проекта из 8 установок указаны:

• стоимость проекта — 114 000 000 ₽ с НДС согласно примечанию листа;
• тариф электроэнергии — 9,30 ₽/кВт·ч;
• цена газа — 12,75 ₽/м³;
• удельный расход газа — 0,26 м³/кВт·ч;
• сервис — 0,30 ₽/кВт·ч;
• прямые затраты на генерацию — 3,615 ₽/кВт·ч;
• разница с сетевым тарифом — 5,685 ₽/кВт·ч;
• расчётная годовая экономия — 101 436 955 ₽;
• простой расчётный срок окупаемости — 13,486 месяца.

Эти показатели относятся только к проектному сценарию из проектного ТЭО. В модели заложены допущения по часам работы, обслуживанию и финансированию. Их нельзя использовать как универсальные значения для другого объекта.

Ограничения расчёта

Предварительная оценка по таблицам таблице мощности и таблице газопроводов имеет следующие ограничения:

• расход газа рассчитан по указанной непрерывной мощности и удельному расходу;
• режимы частичной нагрузки отдельно не моделировались;
• справочная пропускная способность трубы 57×3,5 мм не является техническими условиями;
• не определены длина конкретного участка и состав местных сопротивлений;
• не подтверждены фактические параметры газа на объекте;
• не учтены в общем расчёте другие потребители, если их данные не предоставлены;
• не подтверждён допустимый перепад давления перед выбранной ГПУ;
• результаты не заменяют гидравлический расчёт, проектирование и согласование с поставщиком газа;
• показатели ТЭО из проектного ТЭО не являются прогнозом для всех объектов.

Нельзя делать вывод о пригодности газопровода только по его диаметру, условному названию ГПУ или установленной электрической мощности.

Какие данные нужны для расчёта ТЭО

Для подготовки расчёта конкретного объекта передайте:

1. регион и адрес площадки;

2. требуемую электрическую мощность;

3. почасовой и сезонный профиль нагрузки;

4. предполагаемую модель или диапазон моделей ГПУ;

5. сведения о доступности газа;

6. технические условия на подключение;

7. давление и параметры газа;

8. схему и характеристики существующего газопровода;

9. длину участка до ГПУ;

10. данные о других потребителях газа;

11. требования к резервированию;

12. режим параллельной работы с электрической сетью;

13. предполагаемый режим эксплуатации;

14. данные о возможном использовании тепла или холода;

15. исходные данные для оценки капитальных и эксплуатационных затрат.

Следующий шаг

Если нужно проверить, хватит ли газоснабжения для выбранной ГПУ, направьте исходные данные по объекту. По ним можно определить расчётный расход, перечень недостающих параметров и необходимость детальной проверки газопровода.