uktn Usługi Komputerowe
Teresa Niederlińska
44-100 Gliwice, Poland
ul. Pszczyńska 118A/28
tel/fax 32 232 26 43    
tel 603 614 152
teresa@uktn.com

 

Pełny opis programu | (DEMO+przykład) zip 750 kB | Do strony głównej


Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia  Program GASNET - Dobór średnic i symulacja sieci gazociągowej

(Wersja 5, styczeń 2013)

Program GASNET jest uniwersalnym narzędziem do obliczania hydrauliki stanu ustalonego sieci gazu ziemnego.
Można nim obliczać gazociągi przesyłowe wysokiego ciśnienia, gazociągi rozprowadzające średniego ciśnienia
oraz sieci rozdzielcze niskiego ciśnienia.
Program oblicza prędkości i strumienie gazu w odcinkach, obciążenia poszczególnych źródeł gazu, ciśnienia w
węzłach i na życzenie dobiera średnice.

Podstawową przewagą programu GASNET nad innymi programami jest obliczanie strat ciśnienia w odcinkach
bardzo dokładną metodą opisaną w Polskiej Normie [1], ważną dla całego zakresu ciśnień, temperatur,
liczb Reynoldsa, chropowatości i średnic.

Nowości wersji 5

  • Opcjonalne grupowanie odbiorców gazu według taryf W-1, W-2, W-3, W-4;
  • Opcjonalne korzystanie z globalnego współczynnika nierównomierności czasowej;
  • Opcjonalne korzystanie z plików XML do odczytu i zapisu danych oraz zapisu wyników.

Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia

Dane do programu

Wprowadzanie danych obejmuje następujące etapy:

1. Określenie schematu sieci i kierunków przepływu.
Użytkownik zaznacza strzałkami na schemacie sieci kierunki przepływu gazu i następnie konsekwentnie
wpisuje nazwy węzłów początkowego i końcowego dla każdego odcinka (patrz tabelka),
tak aby strzałka wskazywała na węzeł końcowy. Dla symulacji istniejącej sieci zaznaczenie niewłaściwych
kierunków w niektórych odcinkach nie jest błędem - w wynikach strumienie w tych odcinkach będą ujemne.
Natomiast przy projektowaniu nowej sieci uzyskane wyniki (dobrane średnice) zależą od zadanych kierunków.

2. Pobory gazu z sieci.
Użytkownik deklaruje pobory gazu z sieci, natomiast nie deklaruje strumieni obliczeniowych w odcinkach
i obciążeń poszczegółnych źródeł gazu, gdyż wielkości te są celem obliczeń. Pobory gazu można podawać
na trzy sposoby:

  • jako pobory jawne [nm3/h] skupione w węzłach sieci (pobory węzłowe),
  • jako pobory jawne [nm3/h] rozłożone wzdłuż odcinków (pobory odcinkowe),
  • jako liczby odbiorców komunalnych i ogrzewających pomieszczenia (lub pogrupowanych według taryf)
    przyłączonych do odcinków.

Przy wprowadzaniu poborów jawnych odcinkowych i węzłowych użytkownik ma następujące dwie opcje:

  • podać pobory gazu kolejnych odbiorców przyłączonych do danego odcinka lub węzła
    (służy do tego specjalny edytor przyłączy).
  • podać sumę poborów bez opisywania przyłączonych odbiorców.

Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia

3. Średnice.
Można deklarować średnice w odcinkach lub wpisywać zero. Zero oznacza, że program ma średnicę dobrać.
W tym celu trzeba utworzyć i wpisać do programu pulę średnic (nazwaną w programie katalogiem rur),
z której program będzie wybierać.
Program tak dobierze średnice z podanego mu katalogu rur aby:

  • przy możliwie najmniejszych wybranych średnicach w żadnym punkcie sieci ciśnienie nie było niższe niż
    minimalne dopuszczalne ciśnienie,
  • zadeklarowane kierunki przepływu zostały zachowane.

4. Pozostałe dane.
Dane opcjonalne, takie jak współrzędne X i Y węzłów i rzędne terenu, opory miejscowe i inne dane,
mogą być pominięte przy wypełnianiu tabeli, a kolumny przeznaczone dla tych danych zasunięte
(menu Opcje/Ukrywanie zbędnych kolumn).

Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia

Metoda obliczeń

1. Obliczanie strat ciśnienia.
Jak wspomniano wyżej, do obliczania strat ciśnienia w odcinkach sieci zastosowano metodę ważną dla ciśnień
niskich, średnich i wysokich (do 12 MPa), dla różnych rodzajów gazu ziemnego, materiałów rur i chropowatości
przedstawioną w normie PN-76/M-34034 (lit. [1]) w podrozdziale dla przepływów izotermicznych.

Gęstość gazu obliczana jest na początku każdego odcinka. Współczynnik ściśliwości gazu obliczany jest
według normy PN-ISO-12213-3(lit. [2]). Norma ta narzuca ograniczenie na ciśnienie,
które nie może przekroczyć 12 MPa i ograniczenie na rodzaj gazu, który ma mieć jakość gazociągową.
Testowanie programu wykazało zgodność z wszystkimi nomogramami zamieszczonymi w lit. [3].

2. Uwzględnianie oporów miejscowych.
Istnieją dwa sposoby uwzględniania oporów miejscowych takich jak kolana, trójniki, zawory:

  1. jako procent długości odcinka zastępujący opory miejscowe,
  2. jako deklaracja typu, ilości i niezbędnych rozmiarów, na podstawie których program oblicza współczynniki
    strat zgodnie z lit. [1].

3. Obliczanie pierścieni (oczek) w sieci.
Równania II prawa Kirchhoffa opisujące sieć pierścieniową i/lub zasilaną z kilku źródeł są rozwiązywane
metodą Ilina-Kalinkina.

4. Obliczanie poborów.
Obliczanie poborów gazu na podstawie liczby odbiorców odbywa się zgodnie z algorytmem zamieszczonym
w publikacji [4] (rozdział 2). Wykorzystano podane tam wzory na współczynnik jednoczesności pracy urządzeń
gazowych. Tu również (jak przy doborze średnic) bardzo ważne jest prawidłowe podanie kierunków
strumieni w odcinkach.

Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia

 

Wyniki

Wyniki otrzymujemy w trzech formach:

  1. w formie cyfrowej umieszczone w wspólnej tabeli wraz z danymi (strumienie, prędkości, ciśnienia
    i dobrane średnice),
  2. w formie schematu sieci, na którym kolorami zaznaczono rozkład ciśnień, prędkości i strumieni,
  3. w formie zestawu profili linii ciśnień z zaznaczonym ciśnieniem minimalnym dopuszczalnym.
    Sieć automatycznie dzielona jest na trasy i każda trasa otrzymuje swój wykres.
Wszystkie formy wyników można wydrukować.

Literatura źródłowa
[1] PN-76/M-34034. Rurociągi. Zasady obliczeń strat ciśnienia.
[2] PN-ISO 12213-3. Gaz ziemny. Obliczanie współczynnika ściśliwości - Obliczanie z wykorzystaniem
właściwości fizycznych.
[3] Konrad Bąkowski. Gazyfikacja. WNT. Warszawa 2007.
[4] Ryszard Zajda. Schematy Obliczeniowe Gazociągów. Centrum Szkolenia Gazownictwa. Warszawa 2001

Jak skorzystać z wersji demonstracyjnej?
Po kliknięciu w obrębie napisu (DEMO + przykład) zip 750 kB
wybrać opcję zapisu pliku gasnet.zip na dysk, a następnie plik gasnet.zip rozpakować. W wyniku rozpakowania
pojawią się 4 pliki: program "gasnet.exe" w wersji demonstracyjnej, plik pomocy "GAShelp.chm" oraz
przykład danych w dwóch formach: "przykład.gaz" i "przykład.xml".
Po uruchomieniu programu wybrać w tematach pomocy temat "Wersja DEMO i pierwsze kroki".
Opisuje on najprostrzy sposób zapoznania się z programem poprzez wczytanie przykładu, wykonanie obliczeń i
przeglądanie i drukowanie wyników.

Pełny opis programu | (DEMO + przykład) zip 550 kB | Do strony głównej


Słowa kluczowe: Dobór średnic, obliczenia hydrauliczne, program do obliczeń gazociągów, straty ciśnienia