A szénhidrogén-szállítás alapjai 1. MFKGT600753

Átírás

1 A szénhidrogén-szállítás alapjai 1. MFKGT Műszaki földtudoányi alapszak Olaj- és gáz specializáció nappali unkarend TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR KŐOLAJ ÉS FÖLDGÁZ INTÉZET Miskolc, 2018/2019. I. (őszi) félév

2 TARTALOMJEGYZÉK Tantárgyi adatlap Féléves üteterv Minta zárthelyi feladat Minta zárthelyi feladat egoldás Vizsga felkészülési téakörök 2

3 TANTÁRGYI ADATLAP Tantárgy neve: A szénhidrogén-szállítás alapjai 1 Tárgyjegyző: Dr. Tihanyi László A tanterv szerinti félév: 5 Óraszá/hét (ea+gyak): 2+1 Tantárgy kódja: MFKGT Tárgyfelelős tanszék/intézet: GMTSZ/KFGI Előfeltételek: MFGT (Áralástan) Tantárgyele: K Száonkérés ódja (a/gy/v): a/v Kreditpont: 3 Tagozat: nappali Foglalkozások időpontja Az aktuális félévi órarend szerint Tantárgy feladata és célja: A tantárgy téakörébe tartozó szakterületre vonatkozó iseretek elsajátítása, különös tekintettel a földgázszállító csőtávvezetékes rendszerek tervezéséhez szükséges speciális hidraulikai/terodinaikai, továbbá egyéb szakai iseretek és jogszabályi előírások egiserése. A tantárgy keretében a hallgatók egiserik a hazai, az EU-s és a fontosabb nezetközi jogszabályokat, továbbá ás értékadó szakai ajánlásokat. A tantárgy iseretanyagának birtokában képesek lesznek a földgáz-szállító távvezetékek és rendszerek tervezésére. Fejlesztendő kopetenciák: tudás: T7, T8, T9, T10 képesség: K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, K9, K11, K12, K13, K14 attitűd: A1, A2, A4, A5, A6, A7 autonóia és felelősség: F1, F2, F3, F4, F7 Tantárgy teatikus leírása: 1. hét: A földgáz szerepe az EU tagállaok energiaellátásában hét: A földgázjellezők változása a nyoás- és a hőérséklet függvényében. 4. hét: Nezetközi földgázszállító rendszerek. 5. hét: A gáztávvezeték rendszerek hidraulikai száítására szolgáló száítási eljárások egiserése és alkalazása. 6. hét: Céltávvezetékek hidraulikai tervezése. 7. hét: A szállítókapacitás értelezése földgázszállító távvezetékrendszer esetében. 8. hét: A gázszállító vezetékek szilárdsági éretezésének nezetközi és hazai előírásai, ódszere hét: A nyoásszabályozó és kopresszor álloáson végbeenő hidraulikai és terodinaikai folyaatok száítási eljárásainak isertetése és intapéldák beutatása hét: A gázátadó-álloások és a kopresszorálloások sajátos feladatai, és a leggyakrabban alkalazott technikai egoldások. 13. hét: Gázkeveredés a hálózatban. 14. hét: Félévzárás. Félévközi száonkérés ódja: A félév során kiadott száítási feladatok önálló egoldása annak érdekében, hogy a félév végére kellő feladategoldási rutin alakuljon ki. A kiadott feladatok egoldása és egfelelő szintű jegyzőkönyvben történő dokuentálása az aláírás és a vizsgára bocsátás előfeltétele. Az aláírás egszerzésének feltétele az órák 60%- án való részvétel, továbbá a félév során és a félév végén 1-1 zárthelyi dolgozat legalább 60%-ra történő egírása. Sikertelen teljesítés esetén Sikertelen teljesítés esetén a vizsgaidőszakban félév-végi feltételek ellett pótlásra van lehetőség. Kötelező és javasolt irodalo jegyzéke: Tihanyi L.-Zsuga J.: Földgázszállító rendszerek tervezése és létesítése, Miskolci Egyete, ISBN , 2012 Tihanyi L.-Zsuga J.: Földgázszállító rendszerek üzeeltetése, Miskolci Egyete, ISBN , 2012 Mohitpour, M.-Golsha, H.,-Murray, A.: Pipeline Design and Construction ASME Press, New York, ISBN , 2007 Mohitpour, M.-van Hardeveld, T.-Peterson, W. Szabó, J.: Pipeline Operation and Maintenance ASME Press, New York, ISBN , 2010 Vida M. főszerk.: Gáztechnikai kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest,

4 FÉLÉVES ÜTEMTERV Dátu Hét Téa A földgáz szerepe az EU tagállaok energiaellátásában A földgázjellezők változása a nyoás- és a hőérséklet függvényében I A földgázjellezők változása a nyoás- és a hőérséklet függvényében II Nezetközi földgázszállító rendszerek A gáztávvezeték rendszerek hidraulikai száítására szolgáló száítási eljárások egiserése és alkalazása Céltávvezetékek hidraulikai tervezése A szállítókapacitás értelezése földgázszállító távvezeték-rendszer esetében A gázszállító vezetékek szilárdsági éretezésének nezetközi és hazai előírásai, ódszere A nyoásszabályozó és kopresszor álloáson végbeenő hidraulikai és terodinaikai folyaatok száítási eljárásainak isertetése Hidrodinaikai és terodinaikai intapéldák beutatása A gázátadó-álloások és a kopresszorálloások sajátos feladatai, és a leggyakrabban alkalazott technikai egoldások I A gázátadó-álloások és a kopresszorálloások sajátos feladatai, és a leggyakrabban alkalazott technikai egoldások II Gázkeveredés a hálózatban Zárófoglalkozás. 4

5 MINTA ZÁRTHELYI FELADAT Miskolci Egyete Gázérnöki Intézeti Tanszék 3515 Miskolc Egyeteváros Tel.: E-ail: Web: % (elégtelen) % (elégséges) % (közepes) % (jó) % (jeles) NÉV: ZÁRTHELYI FELADAT A szénhidrogén-szállítás alapjai 1 tantárgyból Írásbeli vizsga - A szénhidrogén-szállítás alapjai Egy DN 400 névleges átérőjű (d b =0,394 ) és 30 k hosszúságú, indkét végén zárt távvezetékszakaszban 47,4 kg/ 3 sűrűségű földgáz van. Hány 3 a vezetékkészlet norálállapotban? A gáz hőérséklete 5 o C. 2. Mennyire csökken az 1/ pont szerinti távvezeték-szakasz átlagnyoása, ha 10 en 3 gázt lefúvatnak belőle? (z=0,89) 3. Egy DN 600 névleges átérőjű és 60 k hosszúságú gáztávvezeték kezdőpontjában a nyoás 55 bar, a végpontjában 35 bar túlnyoás. Mekkora lesz az átlagos nyoásgradiens a távvezeték első, és ekkora a ásodik felében? 4. Egy DN 400 névleges átérőjű távvezeték tervezésekor a távvezeték hosszának 80 %-ában 1,5-ös, 20 %- ában 2,5-ös biztonsági tényezőt vettek figyelebe. Hány százalékkal lesz nagyobb a távvezeték falvastagsága, illetve teljes töege a nagyobb biztonsági tényező iatt? A száításokhoz a belső szálra felírt kazánforulát használja. pd 2f i s és f R n eht T 5. Egy gáztávvezeték indítópontjában 40 o C, a végpontjában 7 o C a hőérséklet. Mekkora a hőérsékletcsökkenés a távvezeték első, és ekkora a ásodik felében? Száításaihoz az alábbi összefüggést használja. További adatok a fenti példákhoz: a gáz oláris töege 16,8 kg/kól, az eltérési tényező z=1-0,002*p. Talajhőérséklet a fektetési élységben 5 o C.

6 ZÁRTHELYI FELADAT MEGOLDÁS 1.Egy DN 400 névleges átérőjű (d b =0,394 ) és 20 k hosszúságú, indkét végén zárt távvezeték-szakaszban 45,8 kg/ 3 sűrűségű földgáz van. Hány 3 a vezetékkészlet norálállapotban? A gáz hőérséklete 5 o C D b = 0,394 A= 0,122 2 V p = 2438,4 3 L= 20,0 k Ro n = 0,750 kg/ 3 Ro(akt)= 45,8 kg/ 3 T g = 5 C 278,15 K M g = 16,8 kg/kol Q(n)= Mennyire csökken az 1/ pont szerinti távvezeték-szakasz nyoása, ha 20 en 3 gázt lefúvatnak belőle? Q lefúvatott = n ,5 kg lefúvatott töeg Ro n = 0,750 kg/ 3 Célérték-keresés Adatok Lehetőség elezés Célérték keresés eredeti töeg aradék töeg (g1)= ,6 kg (g2)= ,1 kg P= 55,99 bar P= 49,21 bar z= 0,89 z= 0,90 P= 55,99 bar(a) 54,97 bar(g) P= 49,21 bar(a) 48,20 bar(g) Dp= 0,00 célérték kereséssel Dp= 0,00 célérték kereséssel DP= 6,78 bar 6 3. Egy DN 600 névleges átérőjű és 60 k hosszúságú gáztávvezeték kezdőpontjában a nyoás 60 bar, a végpontjába 35 bar túlnyoás. Mekkora lesz az átlagos nyoásgradiens a távvezeték első, és ekkora a ásodik felében P 1 = 60,0 bar 61,01 bar P 2 = 35,0 bar 36,01 bar X/L= 50% L= 60,0 k P x = 50,1 bar(absz.) 49,1 bar DP2/L2= 0,36 bar/k DP1/L1= 0,47 bar/k 4. Egy DN 400 névleges átérőjű távvezeték tervezésekor a távvezetéki hosszának 75 %-kában 1,5-ös, 25 %-kában 2,5 biztonsági tényezőt vettek figyelebe. Hány százalékkal lesz nagyobb a távvezeték falvastagsága és a töege a nagyobb biztonsági tényező iatt? A száításokhoz a belső szálra felírt kazánforulát használja. s1= 1,5 X/L= 75% s2= 2,5 (1-x/L)= 25% pdi R eht s f 2f nt s 2 /s 1 = 1,67 2 / 1 = 1,17 5. Egy gáztávvezeték indítópontjában 45 o C, a végpontjában 6 o C a hőérséklet. Mekkora a hőérséklet-csökkenés a távvezeték első, és ekkora a ásodik felében? T 1 = 45 o C T 2 = 6 o C T t = 5 o C K= -3,6889 X/L= 50% T x = 11,32 o C T av. = 15,57 o C DT 1 = 33,68 o C DT 2 = 5,32 o C

7 VIZSGA FELKÉSZÜLÉSI TÉMAKÖRÖK Téakörök A szénhidrogén-szállítás alapjai 1 c. tárgy zárthelyi dolgozataihoz és vizsgájához a Műszaki földtudoányi alapszakos, Olaj- és gáz specializációs hallgatók részére A féléves teatika eleei A földgáz szerepe Magyarországon és az Európai Unióban A hallgatók betekintést kapnak a földgázfelhasználás trendjéről és a gázszállító infrastruktúra kiépülésével kapcsolatban Európára és Magyarországra vonatkozóan. A földgázjellezők változása a nyoás- és a hőérséklet függvényében A földgázszállító rendszerek tervezésénél és üzeeltetésénél nélkülözhetetlen a földgázkeverék fizikai-kéiai tulajdonságainak leképezésére szolgáló állapotegyenletek alkalazása. A szeeszter elején a hallgatói csoport tagjai áttekintést kapnak arról, hogy a földgáz tulajdonságai hogyan változnak az üzeeltetés során előforduló nyoás- és hőérséklet tartoányon belül. Megiserik továbbá azokat alapvető tervezési és üzeeltetési száításokat, aelyeket egy koplex földgázszállító rendszer esetében kell alkalazni.. Céltávvezetékek hidraulikai éretezése A céltávvezetékek tervezése és létesítése viszonylag egyszerű feladat. A feltárt földgázkészletek a legtöbb esetben a felhasználói körzettől távol található, a földgáz gazdaságos szállítása céltávvezeték keresztül valósítható eg gazdaságosan. A csőtávvezeték tervezését és létesítését gazdaságossági száítások előzik eg. A vizsgálatoknál a szállítási távolság adott, de változhat az éves szállítandó ennyiség, a csővezeték átérője, az egyes szakaszok kezdőponti- és végponti nyoása. Az előzőek ár eghatározzák a csőtávvezeték falvastagságát, a szükséges kopresszor-álloások száát és a szükséges teljesítényt. Az előző paraéterek változtatásával összehasonlító gazdaságossági száítások végezhetők a létesítényre vonatkozóan. Földgázszállító rendszerek A nezeti földgázszállító rendszerek hidraulikai szepontból sokkal változékonyabbak, int a céltávvezetékek. A nezeti gázszállító rendszerek struktúrája sokkal koplexebb a céltávvezetékeknél. Ennek egfelelően Az előbbiből A gázszállító csőtávvezetékek szilárdsági éretezése A csőtávvezetékek szilárdsági éretezésénél a nezetközi gyakorlatnak egfelelően - a csővezeték és a környezete közötti kölcsönhatást kell figyelebe venni. A csővezeték tengelyvonalától ért eghatározott szélességű sávban lévő épületek száától és funkciójától függ a csővezeték falában egengedett feszültség. Ha idővel a csővezeték környezetét beépítik, az engedélyezett axiális üzenyoást csökkenteni kell. A nyoásszabályozó álloások feladata, kialakítása A nagynyoású földgázszállító távvezeték rendszer elvételi/átadási pontjai. Ezeken a pontokon a nagynyoású szállítóvezetékhez a gázátadó álloáson keresztül egy lényegesen kisebb engedélyezett nyoású gázelosztó rendszer kapcsolódik. Az álloás funkciói: nyoásszabályozás, túlnyoás határolás, gázára-érés és szűrés. A kopresszor-álloások feladata, kialakítása A nagynyoású földgázszállító távvezeték rendszerben a súrlódási nyoásveszteség iatt az áraló gáz nyoása az áralási úthosszal arányosan csökken. A nyoás növelésére a kopresszorálloásokon van lehetőség. A kopresszorozási feladat általában úgy jelleezhető, hogy viszonylag nagy gázáraok nyoását kell 1,3 1,5 nyoásaránnyal egnövelni. A nyoásnövelés hatására az áraló gáz hőérséklete egnő, ezért léghűtőkkel az áraló gáz hőérsékletét léghűtőkkel 40 o C fokra hűtik. A feladatnak egfelelően az álloáson beépített kopresszor-gépegységek párhuzaos üzeódban üzeelnek. Gázkeverő álloások A gázkeverő álloások célfelhasználók részére a szabványostól eltérő energiatartalú földgázok keverésére szolgálnak. A gázkeverés a felhasználó igénye szerinti célparaéternek egfelelően szabályozott. 7 Dr. Tihanyi László professzor eeritus Miskolc, szepteber 10.