Расчет выполняется в следующем порядке.

1. Определяются основные физические свойства газа:

1.1. плотность газа при стандартных условиях r_СТ;

1.2. относительная плотность газа по воздуху D;

1.3. молярная масса газа M;

1.4. псевдокритические температура T_ПК и давление P_ПК;

1.5. газовая постоянная R.

2. Расчетное значение расхода газа (коммерческий расход, млн.м³/сут)

 ;                                                    (2.112)

где  k_Н = k_РО × k_ЭТ × k_НД – оценочный коэффициент пропускной способности газопровода, k_Н=0,875¼0,992;

k_РО – коэффициент расчетной обеспеченности потребителей, k_РО =0,95;

k_ЭТ – коэффициент учета экстремальных температур, k_ЭТ=0,98;

k_НД – оценочный коэффициент надежности газопровода, зависящий от длины и диаметра газопровода, а также от типа нагнетателей, k_НД =0,94¼0,99.

3. В зависимости от величины Q_Г и принятого рабочего давления определяется ориентировочный диаметр газопровода (табл. 2.1). В настоящее время магистральные газопроводы проектируются на рабочее давление P=7,5 МПа. Проектирование газопроводов на рабочее давление P=5,6 МПа производится только для случаев соединения проектируемых газопроводов с системой существующих газопроводов такого же рабочего давления.

Таблица 2.1 Ориентировочные значения диаметра газопровода (при L=100 км, E=0,95)

4. Выбирается тип центробежного нагнетателя и привода. Полагая, что рабочее давление в газопроводе равно номинальному давлению нагнетания ЦН (по паспортным данным ЦН), вычисляется толщина стенки газопровода

где D_Н – Принятый в соответствии со стандартом наружный диаметр газопровода;

n_p    – коэффициент надежности по нагрузке (n_p=1,1);

Вычисленное значение толщины стенки d_о округляется в большую сторону до стандартной величины d из рассматриваемого сортамента труб, после чего определяется значение внутреннего диаметра D.

5. Рассчитывается среднее давление в линейном участке газопровода.

6. При P=P_СР рассчитываются приведенные температура T_ПР и давление P_ПР, определяется коэффициент сжимаемости z_СР и динамическая вязкость газа m.

7. Рассчитывается число Рейнольдса Re и коэффициент гидравлического сопротивления l.

8. Для расчета расстояния между КС задаемся в первом приближении ориентировочным значением средней температуры

,                                    (2.113)

где  T_Н – начальная температура на входе в линейный участок. В первом приближении можно принять T_Н =293¼303 К (20¼30°C);

T_О – температура окружающей среды на уровне оси газопровода.

9. Определяются давления в начале и в конце линейного участка газопровода

P_Н=P_НАГ - DP_НАГ

P_К=P_ВС + DP_ВС

10. Определяется среднее ориентировочное расстояние между КС

 ,                                        (2.114)

11. Определяется число компрессорных станций

 ,                                                    (2.115)

которое округляется до целого n_КС (как правило, в большую сторону).

12. уточняется расстояние между КС

 .                                                                (2.116)

На этом первый этап технологического расчета газопровода завершается.

В этом уравнении величина l рассчитывается с учетом коэффициента динамической вязкости m при средних значениях температуры и давления.

       Уточненный расчет участка газопровода выполняется в следующем порядке:

1.  Принимаем в качестве первого приближения значения l и Z_cp и Т_ср из предварительных вычислений.   

2.  Определяем в первом приближении значение Р_к .

3.  По известным значениям Р_Н и Р_к определяется среднее давление Р_СР.

4.  Определяются средние приведенные давление P_ПР и температура T_ПР.

5. Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляются уточненное значение Т_ср. Для этого будем использовать величины средней удельной теплоемкости С_р, эффекта Джоуля-Томсона D _i и коэффициента а _t, вычисленные при найденных значениях Р_ср  и Т_ср  первого приближения.

 ;                     

;                                                         

;                                                       

,                      

где  К_ср - средний на участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, Вт/(м²×К).

6.    Во втором приближении вычисляются P_ПР , T_ПР , m и Z_cp.

7.    Определяются значения Re, l_ТР и l.

8.    Определяем конечное давление P_К во втором приближении.

9.    Если полученный результат отличается от предыдущего приближения более, чем на 1 %, имеет смысл уточнить расчеты, выполняя третье приближение, начиная с пункта 3. Если результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, переходим к следующему пункту.

10.  Уточняется среднее давление P_СР.

11. Определяется конечная температура газа

.