Расчёт расхода газа для ГПУ

Краткий ответ

Предварительный часовой расход газа рассчитывают так:

Расход газа, м³/ч = непрерывная электрическая мощность, кВт × удельный расход газа, м³/кВт·ч.

Например, для ГПУ 250 из таблицы таблице мощности указаны 210 кВт непрерывной мощности и 0,27 м³/кВт·ч. Расчётный расход составляет:

210 × 0,27 = 56,7 м³/ч.

Это значение относится только к указанной модели и режиму. Его нельзя автоматически переносить на другие ГПУ или считать достаточным для проверки газопровода. Для газоснабжения дополнительно анализируют давление, диаметр и длину трубопровода, фасонные части, потери давления, параметры газа и требования газоснабжающей организации.

Формула расчёта

Для предварительной оценки используют удельный расход газа из технических данных конкретной установки:

где:

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

Если расчёт выполняется для нескольких установок, расход каждой установки определяют отдельно. Затем учитывают фактический режим работы: количество одновременно работающих агрегатов, нагрузку и наличие резерва.

Данные по мощности и расходу газа

В источнике таблице мощности приведены следующие значения:

Расчётный расход в таблице получен умножением непрерывной мощности на удельный расход газа. Это предварительные значения по таблице мощности, а не универсальные показатели для всех установок с аналогичной маркировкой.

Важно учитывать, что маркировка и непрерывная мощность в источнике не всегда совпадают. Например, для ГПУ 250 указана непрерывная мощность 210 кВт, поэтому корректно писать «ГПУ 250, 210 кВт непрерывной мощности», а не «ГПУ 250 кВт», если паспорт конкретной установки не подтверждает иное.

Расчётный пример

Исходные условия

Для примера принимаются данные из таблицы мощности:

• модельная маркировка — ГПУ 250;
• непрерывная электрическая мощность — 210 кВт;
• удельный расход газа — 0,27 м³/кВт·ч;
• расчёт выполняется для полной непрерывной мощности;
• коэффициенты частичной нагрузки, пусковые режимы и резервирование не учитываются.

Расчёт

Полученные 56,7 м³/ч относятся к указанным исходным данным. Для проектирования газопровода этого результата недостаточно: требуется отдельная проверка пропускной способности сети и условий подключения.

Проверка пропускной способности газопровода

Расход ГПУ сопоставляют с возможностями газопровода, но сравнение только по диаметру трубы некорректно.

В таблице таблице газопроводов приведены стальные и полиэтиленовые трубы, а также диапазоны давления:

• низкое давление — до 0,005 МПа;
• среднее давление — до 0,3 МПа;
• высокое давление — до 1,2 МПа.

Расчётные условия, указанные в таблице газопроводов:

• плотность газа — 0,68 кг/м³;
• температура — 20 °C, или 293 K;
• для сжимаемости указан метод GERG-91.

Пример из таблицы таблице газопроводов: для стальной трубы 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа указана пропускная способность около 50 м³/ч.

Если сопоставить этот пример с расчётом ГПУ 250:

• расход ГПУ по таблице мощности — 56,7 м³/ч;
• примерная пропускная способность трубы 57×3,5 мм по таблице газопроводов — около 50 м³/ч.

Такое сравнение показывает, что одной геометрии трубы недостаточно для подтверждения возможности подключения. Фактическая пропускная способность зависит от длины трубопровода, количества фасонных частей, потерь давления, параметров газа и требований газоснабжающей организации.

Таблица газопроводов не является техническими условиями и не заменяет финальное согласование газоснабжения.

Расчёт для проекта ТЭО

В проектного ТЭО приведён отдельный проектный сценарий:

• 8 установок ELEMENT;
• непрерывная мощность одной установки — 230 кВт;
• суммарная расчётная мощность — 1840 кВт, или 1,84 МВт;
• удельный расход газа в сценарии — 0,26 м³/кВт·ч.

Часовой расход газа для этого сценария можно рассчитать по указанной формуле:

Показатели стоимости, тарифов, экономии и окупаемости относятся только к проектной модели из проектного ТЭО. В ней использованы допущения по числу часов работы, обслуживанию и финансированию. Эти цифры нельзя переносить на другие объекты, модели ГПУ или тарифные условия.

Какие данные нужны для расчёта

Для расчёта расхода газа по конкретному объекту потребуются:

Данные по нагрузке

• требуемая электрическая мощность;
• минимальная, средняя и максимальная нагрузка;
• профиль потребления по часам;
• сезонные изменения;
• количество одновременно работающих установок;
• требования к резервированию;
• режим работы с электрической сетью.

Данные по ГПУ

• конкретная модель или перечень рассматриваемых моделей;
• непрерывная электрическая мощность;
• удельный расход газа;
• допустимые режимы нагрузки;
• количество рабочих и резервных агрегатов;
• техническая документация на выбранное оборудование.

Данные по газоснабжению

• точка подключения;
• доступное давление;
• диаметр, материал и длина существующего газопровода;
• количество поворотов, арматуры и других местных сопротивлений;
• параметры газа;
• технические условия;
• требования газоснабжающей организации.

Ограничения расчёта

Предварительный расчёт по формуле мощности и удельного расхода газа имеет следующие ограничения:

1. Нагрузка принята по непрерывной мощности. Фактический расход может потребовать расчёта для нескольких режимов и профиля нагрузки.

2. Удельный расход привязан к конкретной модели из источника. Значения таблице мощности нельзя автоматически распространять на другие установки.

3. Маркировка не всегда равна непрерывной мощности. Для ГПУ 250 в таблице мощности указано 210 кВт, а не 250 кВт.

4. Не учтены параметры конкретного газопровода. Для этого необходим расчёт потерь давления и проверка условий подключения.

5. Пример трубы 57×3,5 мм не является подтверждением достаточной пропускной способности. В таблице газопроводов приведена ориентировочная табличная величина около 50 м³/ч при определённом давлении.

6. Данные проектного ТЭО относятся к отдельному проектному сценарию. Его тарифы, цены, сервисные затраты и окупаемость не являются универсальными.

7. Экономический расчёт нельзя выполнять только по расходу газа. Нужны подтверждённые цены, режим работы, капитальные и эксплуатационные затраты, а также условия конкретного объекта.

Что проверить перед подготовкой ТЭО

До подготовки ТЭО необходимо подтвердить:

• фактическую электрическую нагрузку;
• выбранную модель ГПУ и её непрерывную мощность;
• удельный расход газа по документации модели;
• доступное давление и параметры газа;
• характеристики существующего или проектируемого газопровода;
• количество рабочих и резервных агрегатов;
• режим работы оборудования;
• исходные данные для экономической модели.

Если часть параметров неизвестна, результат следует считать предварительным до получения технических условий и проверки проектных данных.

Следующий шаг

Передайте данные по объекту:

• регион и назначение объекта;
• требуемую электрическую мощность;
• профиль нагрузки, если он доступен;
• выбранную или рассматриваемую модель ГПУ;
• информацию о доступности газа;
• давление, диаметр и длину газопровода;
• требования к резервированию.

После этого можно подготовить исходные данные для расчёта ТЭО с разделением инженерных параметров и экономических допущений.