ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»



SCIENCE TIME

■

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ И ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Суслов Денис Юрьевич, Выродов Георгий Константинович, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, г. Белгород

E-mail: george-vyrodov@mail. ru

Аннотация. Данная статья посвящена вопросам автоматизированного программного проектирования систем газоснабжения. Рассмотрены программных комплексы расчетов, их проектные возможности, а также какое экономическое влияние может произвести применение данных программ на сферу газоснабжения в целом.

Ключевые слова: проектирование, газовые сети, программные комплексы, автоматизация, экономический эффект.

Современное хозяйство страны невозможно представить без использования газа. Одно из самых главных достоинств газового топлива - интенсификация и автоматизация производственных процессов в промышленности и сельском хозяйстве, в свою очередь положительно влияющие на санитарно-гигиенические условия труда на производстве и в быту, а практически полное отсутствие отходов позволяет оздоровить воздушные бассейны городов [1, 2].

Не смотря на всю простоту транспортирования и хранения газа, все же приходится создавать необходимую инфраструктуру. Сегодня основной вид транспорта, предназначенный для газового топлива - трубопроводный. Внутри газопровода действуют силы трения, поэтому необходимо строить особые сооружения - компрессорные станции, которые дожимают газ до требуемого давления, чтобы он смог продолжить перемещение по трубе. Обслуживание газопроводов очень дорогое занятие, а проектирование их с нуля тем более. Тем не менее, этот способ транспортировки газового топлива на сегодняшний момент самый распространенный в мире.

Затронутая дороговизна строительства транспортной сети газа, а также опасность взрыва, влекут за собой важность верных расчетов при

проектировании. Даже в быту взрыв газа может привести к гибели людей, а ошибка в крупных проектах может стоить огромных средств. Разработка большого проекта требует много потраченного времени, на этом этапе также могут появиться ошибки.

Поэтому давно пользуются различными программными продуктами. Они позволяют не только снизить расходы на решение различных задач в сфере газовой отрасли, уменьшить, если не исключить, шанс ошибок, отсутствие которых в будущем также принесет явную экономическую выгоду, но и значительно автоматизировать проектирование.

Одним из примеров таких программных продуктов можно считать программу «Расчёт диаметра газопровода» разработчика Pшekt-gaz (рис.1). Она достаточно проста, но в то же время достаточно информативна и наглядно представляет результаты расчета.

О программе Лицензионное соглашение Настройки

Гидравлический расчет Исходные данные

Расчет скорости газа Категория сети

Сеть низкого давления

Допустимые потери давления в сети (даПа)

Усредненное давление газа, абсолютное в сети (МПа)

180

Расход газа при нормальных условиях (нмЗ/час)

Материал газопровода

Сталь

Длина газопровода(м) 170

Плотность газа в стандартных условиях (кг/мЗ)

0.72

Рассчитать

Проектирование газоснабжения

Результат расчета

Расчетный диаметр (мм]

20.6

р,арт. диаметр (мм)

25

Сдельные потери (Па/м]

9.625668

Скорость газа (м/сек)

|ЗЛ

Число Рейнольдса : 5859.31

Падение давления на расч. длине газ-да (Па)

11021.65044

Рис. 1 Расчёт диаметра газопровода

«Расчёт диаметра газопровода» на самом деле производит расчет гидравлических потерь на участке трубопровода сети. Все же следует учесть, что

гидравлический расчет для выбора диаметра проектируемого газопровода производится предварительный, поэтому остальные обязательные шаги расчета необходимо провести самому [3].

Известен также программный комплекс «ТеплоГазСтрой», содержащий модули для Autodesk AutoCAD (рис.2). Данный продукт позволяет получить профиль газопровода, аэродинамический расчет газового тракта, подобрать компенсаторы газопровода, оформить документацию ультразвуковой толщинометрии, произвести гидравлический расчет газопровода, рассчитать привязки на радиусной части трубы и вывести таблицы и номограммы потерь для труб на экран.

Все расчеты представляются в развернутом виде с приведением всех формул и последовательности вычислений всех значений.

Остановимся подробнее на нескольких модулях. Например, наклонно-направленное бурение. Данная программа предназначена для проектирования профиля газопровода и иных инженерных коммуникаций методом наклонно-направленного бурения в соответствии с СП 42-101-2003.

13о.со i

129.00 1

128.00

127.00

126.00

125.00 |

124.00 1

И 1:500 ПО Г<рКЗ<НГЫ1И 123.00 1

М 1:100 по верткий 122.00 j

УстЕньшгорсокг 121м. 4

Отметка земли проектная, м.

Рис. 2 Программные модули «ТеплоГазСтрой»

Возможности модуля достаточно обширны: это и расчет геометрических параметров трассы, и профиль газопровода из полиэтиленовых и металлических труб, можно вообще провести полный расчет по усилию протаскивания трубы, а также проверить установку ГНБ на возможность выполнения скважины и протаскивания трубы.

Продукт наглядно предоставляет информацию, выводит на экран изменение характеристики газового тракта при изменении высоты трубы,

| SCIENCE TIME Щ

скорости при изменении характеристик газового тракта и типа используемого котла. Минусом данной программы является возможность работы только совместно с программным продуктом Autodesk AutoCAD, который является платным [4].

Несомненно, стоит отметить программу «VisualPipe» (рис.3). Если известен перепад давления, программа позволит рассчитать режим стационарного течения газа по горизонтальной трубе. Есть небольшое ограничение - труба должна быть постоянного сечения.

Методика разработана на основе решения нелинейной системы уравнений математического баланса, базирующихся на газодинамических функциях. Чтобы программа смогла произвести расчет, следует знать следующие параметры: это длина трубы и ее внутренний диаметр, показатель адиабаты и относительная газовая постоянна (для рассчитываемого газа), давление на входе и выходе трубы, массовый расход через трубу и температура на входе трубы.

Введя вышеперечисленные данные, «VisualPipe» предоставит рассчитанные параметры: коэффициент гидравлического сопротивления, скорость газа на входе и выходе, давление, плотность, температура и скорость в любой точке трубы. Следует также отметить простоту и надежность, а самое главное - интуитивно понятный интерфейс программы [5].

Существуют и такие программы, которые предоставляют возможность оценки стоимости проектирования систем газоснабжения. Хорошим примером

I SCIENCE TIME Щ

может служить программный продукт под названием «ГазСмета», который позволяет не просто оценить, а точно рассчитать стоимость проектных работ в системах газоснабжения.

В программу заложены расчетные параметры, согласующиеся с СБЦ ПР-06. (принят и введен в действие с 16 января 2006 г. Федеральным агентством по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству). Этот немаловажный фактор гарантирует верность расчетов. «ГазСмета» может быть прекрасным подспорьем в сокращении расходов на бухгалтерские услуги проектной организации [6].

В настоящее время компьютерные технологии развиваются стремительными темпами в самых разных отраслях промышленности. Газовая отрасль не исключение. Простота транспортировки не гарантирует простоты проектирования самих систем газоснабжения, и поэтому, из-за своей сложности и опасности, газовые сети требуют при строительстве точности исполнения.

А машина, как ни что другое, позволяет достичь необходимого качества и скорости подготовки проектных решений. Немаловажен и экономический эффект - программные решения позволяют сэкономить на труде многих специалистов без ущерба качеству работы. Но, конечно, не стоит забывать, что любая программа изначально создана человеком, и может содержать ошибки. Поэтому и полностью полагаться на программное обеспечение тоже не стоит.

Литература:

1. Суслов Д. Ю. Разработка системы газоснабжения сельскохозяйственного предприятия с использованием биогаза // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2014. - №4.

- С. 183-186.

2. Ионин А.А., Жила В.А., Артихович В.В., Пшоник М.Г. Газоснабжение: учебник для студентов вузов по специальности «Телогазоснабжение и вентиляция». М.: Изд-во АСВ, 2012. 472 с.

3. «Расчет гидравлических потерь газопровода (расчет диаметра)», сайт компании «Proekt-gaz» [Электронный ресурс]. - URL: http://proekt-gaz.ru/load/6-1-0-27

4. «ТеплоГазСтрой» - программный комплекс для проектирования газопроводов и объектов теплоснабжения», сайт компании «Proekt-gaz» [Электронный ресурс].

- URL: http://proekt-gaz.ru/load/raznoe/ teplogazstroj_programmnyj_kompleks_dlja_proektirovanija_gazoprovodov_i_obekto v_teplosnabzhenija/69-1 -0-1501

5. «VisualPipe - гидравлический расчет стационарного однониточного

I SCIENCE TIME Щ

газопровода», сайт компании «Proekt-gaz» [Электронный ресурс]. - URL: http://proekt-gaz.ru/load/raznoe/

visualpipe_gidravHcheskij_raschet_statiomrmgo_odmmtochmgo_gazoprovoda/69-1 -0-1816

6. «Программа для расчета стоимости проектирования систем газоснабжения -"ГазСмета"», сайт компании «Proekt-gaz» [Электронный ресурс]. - URL: http:// proekt-gaz.ru/load/27-1-0-50