Uvodni Deo 1

INENJERSKA KOMORA SRBIJE

Tema: PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPredavai:

Prof. dr Milo Nedeljkovi, dipl.in.ma Prof. dr Aleksandar Petrovi,dipl.in.ma.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEU okviru ovog predavanja govorie se o:Predava: Aleksandar PetroviProraunu pada pritiska u cevovodnim deonicamaProraunu debljine zida cevi sa osvrtom na ASTM i API propisePromeni temperature gasa du cevovodaTermofizikim svojstvima realnih gasova i njihovom izraunavanju Dimenzionisanju by-pass grana za rastereenjaNainu odredjivanja reaktivnih silaProraunu prstenastih cevovoda mreaInstalacijama koje omoguavaju zamenu prirodnog gasa meavinom TNG-a i vazduha.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEMilo NedeljkoviO kompresorima, izbor i dimenzionisanje O pumpama, izbor i dimenzionisanjeKavitacione pojave i naini reavanja problema

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEStrujanjeStiljivi fluidiNestiljivi fluidi

STILJIVI FLUIDIBrojne formule koje se koristeNastale su kao modifikacije teorijski izvedenih jednaina uvodjenjem popravnih koeficijenata koji bolje opisuju strujanje pojedinih fluidaNajee primenjivana kod nas Renuardova formula koristi se za sluaj cevovodnog transporta prirodnog gasa Obino su to formule koje podrazumevaju izotermsko strujanje

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEU SAD se koristi je-na oblika

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJE

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJE1 bar = 14,504 psi1 0C = 1.8 0F (0 100)oC (32 212)oF1 0C = 0.8 0R (0 100)oC (0 80)oR

Koeficijent trenja fLaminarno strujanje

Razvijeno turbulentno strujanje

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEKolbrukova formula zahteva iterativnu proceduru za reavanje

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJERejnoldsov broj se u ovakvim sluajevima odredjuje na sledei nain

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEDEBLJINA ZIDA CEVI ZA GAS

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPremaPravilnik o tehnikim uslovima i normativima za bezbedan transport tenih i gasovotih ugljovodonika magistralnim naftovodia i gasovodima i naftovodima za medjunarodni transport

Gde je:P raunski pritisakK - min. Granica razvlaenjaD - spoljnji prenikt debljina zidas koef. Sigurnostiv faktor uzdunog i spiralnog zavara (v = 1)T faktor temperature

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEKorekcija (F) zavisi od razreda pojasa u SAD propisima to je koef. sigurnosti (s) kod nas.Kod nas se pojasevi svrstvaju u etiri razreda prema gustini naseljenostiU SAD propisima

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEASME B31.8 Definie lokaciju klaseLokacija klase 1 je bilo koja sekcija od 1 milje koja ima 10 ili manje zgrada namenjenih za ivot ljudi Divizija 1 obuhvata lokacije gde je projektni faktor cevi vei od 0.72 ali jednak ili manji od 0,80 i gde je cevovod ispitqan pritiskom hidrostatikim koji je 1,25 puta vei od maksimalnog radnog pritiskaDivizija 2 obuhvata lokacije gde je projektni faktor cevi vei ili jednak 0.72 ali jednak ili manji od 0,80 i gde se cevovodi ispituju pritiskom koji je 1,1 puta vei od maksimalnog radnog pritiskaLokacija klase 2 je bilo koja sekcija od 1 milje koja ima vie od10 ali manje od 46 zgrada namenjenih za ivot ljudi Ne ukljuuje oblasti oko gradova industrijske zone...Lokacija klase 3 je bilo koja sekcija od 1 milje koja ima vie od 46 zgrada namenjenih za ivot ljudi uukoliko oblast ne spada u lokaciju klase 4.Lokacija klase 4 obuhvata podruje gde postoji gust saobraaj te gde su zgrade koje imaju vie od 4 sprata ukljuujui prizemlje.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEVrednosti faktora F za blie odredjenu trasu gasovoda

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEFaktor spajanja (E) - koef. valjanosti zavarenog spoja

Faktor temperature (T) za eline cevi

Prema naem pravilniku vrednosti su vieNpr. za t od 200oC do 225oC T = 0,875


PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPROMENA TEMPERATURE GASA DU CEVOVODAPromena temperature gasa du cevovoda se moe odrediti po sledeoj formuli (Kutler i Bardon )

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEJednaina stanja idealnog gasaFAKTOR KOMPRESIBILNOSTI ( Z)Jednaina stanja idelnog gasa je primenljiva za izraunavanje veliina stanja realnih gasova na niim pritiscima Na pritiscima bliskim atmosferskim primena jednaine stanja idelnog gasa dovodi do greke od 2 3 %.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJENa viim pritiscima primena jednaine stanja idealnih gasova moe dovesti do greke izraunatih veliina stanja i vee od 500 %. Da bi se jednaina stanja idelanog gasa privela primeni za realne gasove uveden je popravni faktor kojim se proiruje jednaina stanja idelanog gasa

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEFaktor kompresibilnosti se definie na sledei nain Na osnovu mnogobrojnih ispitivanja dobijen je dijagram koji na osnovu odnosa pritisak/ kritini pritisak i odnosa temperatura/ kritina temperatura omoguava oitavanje faktora kompresibilnosti (Z).

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPseudo kritini pritisak i pseudo kritina temperatura mogu se odrediti za smee gasova po sledeoj relaciji:Ovako odredjene vrednosti ne reprezentuju stvarne kritine karakteristike gasne smee.Ove pseudo karakteristike se koriste kao korelacioni parametri za odredjivanje karakteristika gasa

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPrimer 1. Rezervoar za gas se nalazi pod pritiskom od 3000 psia i 180 oF sastav gasa je dat tabelom . Odrediti faktor kompresibilnosti.Korak 1. Odredjivanje pseudo kritinog pritiska ppc = 666.18Korak 2. Odredjivanje pseudo kritine temperature Tpc = 383.38Korak 3. Izraunavanje pseudo redukovanog pritiska i temperature

Korak 4 Odredjivanje vrednosti za Z z = 0.85

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPrimer 2.Koristei podatke iz primera 1. odrediti gustinu gasne faze. Uporediti dobijeni rezultat sa rezultatom koji bi se dobio korienjem jednaine stanja idelanog gasaReenjeKorak1 Molekularna teina Ma = 20,23Korak 2. Odredjivanje pseudo kritinog pritiska ppc = 666.38Korak 3. Odredjivanje pseudo kritine temperature Tpc = 383.38Korak 4. Izraunavanje pseudo redukovanog pritiska i temperature

Korak 5. Odredjivanje vrednosti za Z = 0.85

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEKorak 7 Odrediti gustinu gasa korienjem jednaine stanja idealnog gasaKorak 6. Odredjivanje gustine Rezultat izraunavanja pokazuje da je izraunata razlika u gustini 15 %.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEU sluaju da sastav prirodnog gasa nije poznat pseudo kritine vrednosti mogu biti odredjene korienjem specifine teine gasa gustine uz pomo sledeih izraza (Stending, 1977 )Gde je:Tpc pseudokritina temperatura, oRppc pseudokritini pritisak, psig relativna teina gasne smee

Primer 3Uraditi pseudokritine karakteristike gasa iz primera 1Korak 1.Odrediti relativnu teinu gasa

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEOdrediti pseudokritine karakteristike primenjujui gornje jednaineKorak 3. Izraunati ppr i TprKorak 4. Odrediti faktor kompresibilnosti sa dijagramaz = 0,824Korak 5. Odrediti gustinu

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEUticaj gasova koji ne sadre ugljenik i vodonik zajedno na faktor kompresibilnosti z

Mali sadraj azota i ugljen dioksida je ve uzet u obzir pri korienju gornjih formula.

Koncentracija gasova koji u sebi ne sadre i C i H2 do i oko 5% ne utiu znaajno na rezultate dobijene navedenim metodama.

Greke u odredjivanju faktora kompresibilnosti vee od 10 % mogu se oekivati pri viim koncentracijama ovih gasova u meavini gasova.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEViert Aziz (1972) korekcioni metod

Ovaj metod je jednostavan za upotrebu i odnosi se prvenstveno na gasove koji u sebi sadre H2S, CO2

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEGde je A suma molskih udela H2S i CO2 u meavini gasovaPrimer 4Prirodni gas ima relativnu teinu 0.7. Analiza gasa pokazuje da sadri 5% CO2 i 10 % H2S. Odrediti gustinu gasa na 3500 psia i 160 oF.Korak 1 Odredjivanje nekorigovanih pseudokritinih karakteristika gasaKorak 2. Odrejdivanje faktora za korekciju

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEKar Kobajai Barous (1954) korekcioni metod

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEVISKOZNOST

Viskoznost fluida je mera unutranjeg trenja. Viskoznost se izraava u PoazimaViskoznost gasova je funkcija pritiska temperature i udela pojedinih komponenti u smei.Kar Kobajai Barous (1954) su razvili proceduru kojom se uz pomo dijagrama moe odrediti viskoznost prirodnog gasa.

Korak 1. Odredjivanje pseudo kritinih karakkteristika po nekoj od ranije prikazanih metodaKorak 2. Izraunavanje viskoznosti prirodnog gasa na pritisku od jedne atmosfere na traenoj temperaturi. (1)

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEKorak 4. Sa narednog dijagrama se za pseudoredokovani pritisak i temperaturu odredjuje odnos viskoznosti g predstavlja viskoznost gasa na zahtevanim uslovimaKorak 5. Izraunavanje g kao umnoak kolinika i vrednosti za 1

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEDIMENZIONISANJE CEVOVODA ZA RASTEREENJE

Ventili na gasovodima koji razdvajaju cevovodne sekcije opremaju se by-pass granama. By-pass grane su opet opremljene cevovodnom armaturom.

Zadatak ovih by-pass grana je da se u sluaju potrebe hitnih sluajeva izvri pranjenje sekcija razdvojenih sekcijskim ventilima.

Jedan od tehnikih problema koji se javljaju je dimenzionisanje by.pass grana i opreme na njima

Formulom datom u sledeem tekstu (izvor American Gas Association Manual) moe se odrediti vreme za koje e se izvriti rastereenje sekcije.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEVentili sigurnosti se na instalacije postavljaju na sledei nain:

Prikljuna cev na ventil sigurnosti mora biti najmanje jednaka ventilu sigurnosti (moe biti i vea od ventila sigurnosti)Promena pravca strujanja kroz prikljunu cev treba da bude to je mogue manja, i ukoliko je neophodno koristiti kolena sa velikim radijusomUkoliko se vri drenaa ona mora biti takva da se vri u prostoru predvidjenom za to.Oslonci za cevi moraju se razmatrati uzevi u obzir reaktivne sile koje se javljau pri strujanju.

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEPosmatra se prstenasta mrea kao na slici

Dati su sledei podaci:Poznati su protoci ka potroaima Kao i ukupni protokDuine svih deonicaNajmanji radni pritisak je takodje poznatZahtevani pritisak odredjuje da li e se mea napajti sa jednog ili vie mestaPrstenasta mrea se u proraunima mora posmatrati kao jedna celina

PRIRODNI GAS I TNG - PRIMENA, OPREMA ZA CEVOVODNI TRANSPORT, PROJEKTOVANJEProraun se obavlja po sledeim koracima:

Documents

Uvodni Deo 1