Одной из характерных особенностей работы магистральных газопроводов является неравномерность потребления газа на конечном пункте. Неравномерность газопотребления может быть сезонной и суточной.
Сезонная неравномерность зависит от климатических условий, то есть различным потреблением газа летом и в зимний отопительный период. Сезонная неравномерность компенсируется изменением режима работы КС либо подключением СПХГ.
Суточная неравномерность обусловлена различными режимами потребления газа в дневное и ночное время. В дневные часы потребление газа больше среднесуточного, в ночные часы – меньше. Вследствие суточной неравномерности отбор газа из последнего участка не постоянен, следовательно, масса газа, заключенного в нем, изменяется во времени. В ночное время происходит накопление газа, начало этого процесса соответствует точке a. Точка b характеризуется завершением периода накопления газа и началом процесса отбора. В этот момент времени в последнем участке газопровода содержится наибольшее количество газа. Период отбора заканчивается в точке c, в этот момент времени количество газа в последнем участке будет наименьшим (рис. 2.16).
 |
Рис. 2.16. График суточной неравномерности газопотребления
Начальное и конечное давления на последнем участке газопровода также будет изменяться. Их максимум (P1max, P2max) будет соответствовать моменту времени b, а минимум (P1min, P2min) – моменту времени c (рис. 2.17).
 |
Рис. 2.17. Распределение давления на участке газопровода
Для оценки аккумулирующей способности последнего участка, компенсирующую суточную неравномерность газопотребления, воспользуемся методом последовательной смены стационарных состояний. При этом будем полагать, что дважды в сутки расход газа в начале и конце участка равен среднесуточному расходу Q, а режим течения и распределение давления газа близки к стационарному. Сделаем также допущение, что средний коэффициент сжимаемости z и средняя температура T на участке не изменяются.
Масса газа, аккумулируемого в последнем участке, может быть определена из выражения
, (2.120)
где rmax – плотность газа при среднем давлении PСР max, соответствующая концу периода накопления газа (точка b);
rmin – плотность газа при среднем давлении PСР min, соответствующая концу периода отбора газа (точка c);
lП – длина последнего участка газопровода.
Выразив плотность из уравнения состояния
,
и приведя массу газа Mак к объему при стандартных условиях, получим
(2.121)
Найдем значения PСР max и PСР min
; (2.122)
, (2.123)
где P1 max – максимальное давление в начале последнего участка, определяемое из условия прочности газопровода или из возможностей оборудования последней КС;
P2 min – минимальное давление в конце последнего участка, определяемое исходя из требований потребителя (ГРС).
Неизвестные давления P2 max и P1 min найдем из соотношения
, (2.124)
где С – постоянный коэффициент, равный 
.
Тогда с учетом (2.124)
; (2.125)
. (2.126)
Определив значения PCP max и PCP min с помощью (2.125) и (2.126), и подставляя их в (2.121), окончательно получим
. (2.127)
Наибольшую аккумулирующая способность обеспечивает участок газопровода протяженностью
. (2.128)
Расчет аккумулирующей способности участка газопровода методом последовательной смены стационарных состояний приводит к погрешности, не превышающей 15…20% в сторону уменьшения фактической компенсации суточной неравномерности газопотребления (то есть расчет обеспечивает запас в 15…20%).