Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

Indications sur la façon de calculer le diamètre des conduites utilisées pour transporter le gaz du point de fourniture aux utilisateurs

Dans le vaste panorama de l’ingénierie des réseaux de transport et de distribution de gaz, la conception de canalisations de diamètres adaptés est une étape cruciale pour garantir un écoulement efficace et sûr des fluides. Le choix judicieux des diamètres de conduites a non seulement un impact sur la capacité de transport du gaz, mais également sur la perte de charge, l'efficacité énergétique et la sécurité globale du système.

Le guide du « Calcul des diamètres de gazoducs » a été créé par Itieffe dans le but de fournir une solution innovante et fiable aux ingénieurs, concepteurs et professionnels de l'industrie gazière. Cet outil avancé vous permet d'aborder systématiquement et précisément la complexité de la conception des diamètres de canalisations, vous permettant ainsi d'obtenir des solutions optimales et bien équilibrées pour les systèmes de transport et de distribution de gaz.

Grâce à des calculs minutieux (voir programme : Dimensionnement des réseaux de canalisations de gaz) et des méthodes d'ingénierie avancées, le programme offre la possibilité d'analyser différents scénarios de conception, en tenant compte de variables telles que le débit de gaz, la pression, la longueur de la section et les caractéristiques des matériaux de tuyauterie.

Quelle utilité

Cet outil est conçu pour guider les utilisateurs dans le choix des diamètres optimaux, en tenant compte des performances souhaitées, des pertes de charge acceptables et de la sécurité de fonctionnement.

Relever les défis de l’ingénierie des gazoducs nécessite des compétences pointues et des outils adaptés. Ce programme est conçu pour soutenir les experts de l'industrie et ceux qui travaillent dans la conception de réseaux de distribution de gaz.

Interface intuitive

Son interface facile à utiliser et ses capacités analytiques avancées offrent une solution pratique et sophistiquée pour relever les défis de dimensionnement des canalisations.

Nous sommes ravis de présenter ce programme et de collaborer avec tous ceux qui se soucient de la conception efficace, sûre et optimisée des systèmes de transport de gaz. Notre objectif est de fournir un outil fiable et polyvalent pour accompagner votre activité professionnelle et contribuer aux progrès de l’industrie gazière.

Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

Le dimensionnement peut être effectué de deux manières distinctes:

1. Avec calcul analytique (formule de Renouard ou autres méthodes).
2. Méthode simplifiée avec l'utilisation d'élévations (que nous adopterons pour l'exemple).

La formule de Renouard pour les réseaux de gaz basse pression

 Pa - Pb = 232 x 106 x S x L x Q^1,82 x D^4,82

avec:
Pa - Pb = variation de pression (en mm H2O) entre le début et la fin de la canalisation
L = longueur du pipeline (km)
Q = débit (Sm³/h)
D = diamètre intérieur du tuyau (mm)
S = densité du gaz combustible (pour le gaz naturel, la densité est de 0.5545 soit 1 celle de l'air)

Méthode simplifiée avec l'utilisation d'élévations

 La méthode de dimensionnement du système interne est indiquée dans la norme UNI 7129/08.

Les sections des conduites constituant le système doivent être telles qu'elles garantissent une alimentation en gaz suffisante pour couvrir la demande maximale en limitant la perte de charge entre le compteur et tout appareil d'utilisation à des valeurs ne dépassant pas:

- 0,5 mbar pour les gaz de la 1ère famille (gaz manufacturé);

- 1,0 mbar pour les gaz de la 2ème famille (gaz naturel);

- 2,0 mbar pour les gaz de la 3ème famille (GPL).

Si un régulateur de pression est installé en amont du compteur, les chutes de pression sont autorisées double ceux ci-dessus.

Le dimensionnement peut s'effectuer de la manière suivante :

• sur la base de l'apport thermique nominal, indiqué sur la plaque signalétique des appareils de l'utilisateur, le débit volumique horaire maximal requis pour chaque section du système est déterminé;
• le développement géométrique des tuyaux est mesuré et les longueurs équivalentes des pièces spéciales présentes y sont ajoutées, obtenant les longueurs virtuelles.

Longueurs équivalentes de pièces spéciales (m) (Voir programme de calcul)
Gaz naturel - Mélanges Arial CH4 - Gaz de craquage
Ø intérieur mm	Coude à 90 °	raccord en T	montage en croix	coude	robinet
<22,3	0,2	0,8	1,5	1,0	0,3
da 22,3 un 53,9	0,5	2,0	4,0	1,5	0,8
da 53,9 un 81,7	0,8	4,0	8,0	3,0	1,5
> 81,7	1,5	6,5	13,0	4,5	2,0
Gaz de pétrole liquéfié - mélanges à base de GPL
Ø intérieur mm	Coude à 90 °	raccord en T	montage en croix	coude	robinet
<22,3	0,2	1,0	2,0	1,0	0,3
da 22,3 un 53,9	0,5	2,5	5,0	2,0	0,8
da 53,9 un 81,7	1,0	4,5	9,0	3,0	1,5
> 81,7	1,5	7,5	15,0	5,0	2,0

• en fonction de la densité relative du gaz et du type de conduite retenu, la perspective correspondante est choisie et le dimensionnement est effectué section par section, en adoptant pour les longueurs et débits virtuels les valeurs de dépassement les plus proches données par le prospectus et à partir de celle-ci en obtenant le diamètre de adopter.

Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

Exemple prélevé UNI 7129/08 (voir):

 Supposons que l'on utilise un gaz naturel avec un pouvoir calorifique supérieur Pcs = kW 10,64 (Hs 38311 kJ / mc) et un pouvoir calorifique inférieur Pci = kW 9.6 (Hi = 34560 kJ / mc), avec une densité d = 0,6.

Considérez le dimensionnement d'un système interne en tube d'acier pour alimenter les appareils suivants

Exemple de système interne

Dimensions en m

Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

APPORTER

Hob

• thermique nominal Qn= 5,5 kW
• volume Qv = (Qn/Pcs) 5,5/10,64 = 0,5 m³/h

Chaudière

• thermique nominal Qn= 15,0 kW
• volume Qv = (Qn/Pci) 15,0/9,6 = 1,6 m³/h

Chauffe-eau

• thermique nominal Qn= 18,0 kW
• volume Qv = (Qn/Pci) 18,0/9,6 = 1,9 m³/h

Le fourneau

• thermique nominal Qn= 9,5 kW
• volume Qv = (Qn/Pci) 9,5/9,6 = 1,0 m³/h
• chaleur nominale S Qn = 48,0 kW
• volume total S Qv = 5,0 m³/h

Remarque: dans l'exemple, la plaque de cuisson et le poêle sont connectés au système avec une connexion rigide de courte longueur; lors du calcul des longueurs, l'utilisation de tuyaux flexibles pour le raccordement des deux appareils n'a pas été prise en compte.

Dans le cas des appareils de cuisson, le pouvoir calorifique supérieur du gaz Hs est utilisé (en kJ/m³), dans le cas de tous les autres appareils le pouvoir calorifique inférieur Hi (en kJ/m³)

Le dimensionnement se déroule section par section. Si, à la fin du calcul, on trouve des diamètres différents de ceux utilisés pour le calcul des longueurs virtuelles, le dimensionnement doit être répété avec une seconde tentative.

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Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

Calcul de la longueur et du diamètre du tuyau virtuel à l'aide des élévations

exemple de gaz naturel dans un tube d'acier

Section AC

Capacité thermique Qn = 48,0 kW

Débit (Qv) = 5,0 m³ / h

Longueur géométrique du log C = 3,0 m

Longueurs géométriques du log AM le plus long (mesurées par le mètre et le luminaire le plus éloigné alimenté du log) = 11,0 m

Calcul des longueurs équivalentes des pièces spéciales (taraud en A = 0.8 m - coude en B = 1.5 m - T en C = 2.0 m - courbe en E = 0.5 m - croix en F = 4.0 m - courbe en L = 0.5 m - courbe en M = 0.5 m - prise en M = 0.8 m) = 10.6 m

Longueur virtuelle du plus long tronc AM (longueur totale augmentée des longueurs équivalentes aux changements de direction): 11,0 + 10,6 = 21,6m

A partir du tableau 2 (densité de gaz naturel 0,6 tubes en acier), la valeur du diamètre intérieur (Øi) est obtenue en correspondance avec les valeurs approximatives pour l'excès de la longueur virtuelle et du débit.

Øi = 27,9 mm (1 ″)

De la même manière, nous procédons pour les autres sections du système.

Section CF

Capacité thermique Qn = 42,5 kW

Débit (Qv) = 4,50 m³ / h

Longueur géométrique du tronc CF = 4,0 m

Longueur virtuelle de la section la plus longue AM = 21,6 m

Øi = 27,9 mm (1 ″)

Section FM

Capacité thermique Qn = 15,0 kW

Débit (Qv) = 1,60 m³ / h

Longueur géométrique de la section FM = 4,0 m

Longueur virtuelle de la section la plus longue AM = 21,6 m

Øi = 22,5 mm (3/4 ″)

Tract CD

Capacité thermique Qn = 5,5 kW

Débit (Qv) = 0.50 m³ / h

Longueur géométrique du coffre CD = 1,8 m

Longueurs géométriques de la section la plus longue AD = 4,8 m

Calcul des longueurs équivalentes de pièces spéciales (taraud en A = 0,8 m - coude en B = 1,0 m - T en C = 0,8 m - coude en D = 1,0 m - taraud en D = 0,3 m) = 3,4 m

Longueur virtuelle du plus long log AD = (3,4 + 4,8) = 8,2 m

Øi = 13.2 mm (3/8 ″)

Section FG

Capacité thermique Qn = 18,0 kW

Débit (Qv) = 1,90 m³ / h

Longueur géométrique du tronc FG = 0,4 m

Longueurs géométriques de la section la plus longue AG = 7,4 m

Calcul des longueurs équivalentes de pièces spéciales (taraud en A = 0,8 m - coude en B = 1,5 m - T en C = 2,0 m - courbe en E = 0,5 m - croix en F = 4,0 m - prise en G = 0,8m) = 9,6 m

Longueur virtuelle du journal le plus long AG = (7,4 + 9,6) = 17,0 m

Øi = 22,3 mm (3/4 ″)

Coupe Fl

Capacité thermique Qn = 9,5 kW

Débit (Qv) = 1,0 m³ / h

Longueur géométrique du log Fl = 2,5 m

Longueurs géométriques de la section la plus longue Al = 9,5 m

Calcul des longueurs équivalentes des pièces spéciales (taraud en A = 0,8 m - coude en B = 1 m - T en C = 0,8 m - courbe en E = 0,2 m - croix en F = 1,5 - courbe en G = 0,2 m - prise en G = 0,3 m) = 4,3 m

Longueur virtuelle de la section la plus longue Al = (9,5 + 4,3) 13,8 m

Øi = 13,2 mm (3/8 ″)

Pour calculer le réseau de distribution de gaz, le programme peut être utilisé directement :

Dimensionnement des réseaux de canalisations de gaz

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Comment calculer les diamètres des tuyaux de transport de gaz

Tableau de débit de gaz selon UNI 7129-2008 (Tu vois: Tableau des débits GAZ UNI 7129)

(hors tableaux 1 et 4 - réf. UNI 7129-2001 pour le gaz manufacturé)

Prospectus 1

Débit volumique (mc / h à 15 ° C) pour le gaz manufacturé, densité 0,85 calculée pour les tuyaux en acier, avec perte de charge de 0,5 mbar
Filetage	3/8	1/2	3/4	1	1 1 / 4	1 1 / 2	2	2,5	3
Øi mm	13,2	16,7	22,5	27,9	36,6	42,5	53,9	69,7	81,7
mm	2	2,3	2,3	2,9	2,9	2,9	3,2	3,2	3,6
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	1,69	3,23	7,13	13,18	27,72	41,75	80,04	161,62	246,99
4	1,14	2,18	4,81	8,89	18,70	28,16	53,96	109,03	168,37
6	0,91	1,73	3,82	7,06	14,85	22,36	42,83	86,53	133,62
8	0,77	1,47	3,25	6,00	12,61	18,98	36,36	73,44	113,38
10	0,68	1,30	2,86	5,28	11,10	16,71	32,01	64,66	99,82
15	0,54	1,03	2,27	4,19	8,81	13,26	25,40	51,30	79,19
20	0,46	0,87	1,93	3,56	7,48	11,26	21,56	43,52	67,18
25	0,40	0,77	1,70	3,14	6,59	9,91	18,98	38,31	59,14
30	0,36	0,69	1,53	2,83	5,94	8,93	17,10	34,52	53,28
40	0,31	0,59	1,30	2,40	5,04	7,58	14,51	29,29	45,20
50	0,27	0,52	1,14	2,11	4,43	6,67	12,77	25,78	39,78
75	0,22	0,41	0,91	1,67	3,52	5,29	10,13	20,44	31,54
100	0,18	0,35	0,77	1,42	2,98	4,49	8,59	17,34	26,75

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Prospectus 2

Débit volumique (m15 / h à 0,6 ° C) pour le gaz naturel, densité 1 calculée pour les tuyaux en acier, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Filetage	3/8	1/2	3/4	1	1 1 / 4	1 1 / 2	2	2,5	3
Øi mm	13,2	16,7	22,5	27,9	36,6	42,5	53,9	69,7	81,7
mm	2	2,3	2,3	2,9	2,9	2,9	3,2	3,2	3,6
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	3,16	5,92	13,11	23,26	47,97	71,46
4	2,15	4,03	8,92	15,83	32,64	48,62	91,63	181,87
8	1,46	2,74	6,07	10,77	22,21	33,08	62,35	123,75	189,02
10	1,29	2,42	5,36	9,51	19,62	29,23	55,08	109,32	166,98
15	1,03	1,93	4,28	7,59	15,66	23,33	43,97	87,27	133,30
20	0,88	1,65	3,65	6,47	13,35	19,89	37,47	74,38	113,61
25	0,78	1,46	3,22	5,72	11,79	17,57	33,11	65,71	100,37
30	0,70	1,31	2,91	5,17	10,66	15,87	29,92	59,38	90,70
40	0,60	1,12	2,48	4,40	9,08	13,53	25,50	50,61	77,30
50	0,53	0,99	2,19	3,89	8,02	11,95	22,52	44,71	68,29
75	0,42	0,79	1,75	3,11	6,41	9,54	17,98	35,69	54,52
100	0,36	0,67	1,49	2,65	5,46	8,13	15,33	30,42	46,46

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Prospectus 3

Débit volumique (m15 / h à 1,69 ° C) pour les mélanges GPL, densité 2 calculée pour les tuyaux en acier, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Filetage	3/8	1/2	3/4	1	1 1 / 4	1 1 / 2	2	2,5	3
Øi mm	13,2	16,7	22,5	27,9	36,6	42,5	53,9	69,7	81,7
mm	2	2,3	2,3	2,9	2,9	2,9	3,2	3,2	3,6
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	2,61	489,00	10,84	19,23	39,66	59,09	111,35
4	1,78	3,33	7,37	13,09	26,99	40,20	75,76	150,37
8	1,21	2,27	5,02	8,90	18,36	27,35	51,55	102,31	156,27
10	1,07	2,00	4,43	7,87	16,22	24,16	45,54	90,38	138,05
15	0,85	1,60	3,54	6,28	12,95	19,29	36,35	72,15	110,21
20	0,73	1,36	3,02	5,35	11,04	16,44	30,98	61,50	93,93
25	0,64	1,20	2,66	4,73	9,75	14,52	27,37	54,33	82,98
30	0,58	1,09	2,41	4,27	8,81	13,12	24,73	49,09	74,99
40	0,49	0,93	2,05	3,64	7,51	11,19	21,08	41,84	63,91
50	0,44	0,82	1,81	3,22	6,63	9,88	18,62	36,96	56,46
75	0,35	0,65	1,45	2,57	5,30	7,89	14,87	29,51	45,07
100	0,30	0,56	1,23	2,19	4,51	6,72	12,67	25,15	38,41

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Prospectus 4

Débit volumique (m15 / h à 0,85 ° C) pour le gaz manufacturé, densité 0,5 calculée pour les tuyaux en cuivre, avec perte de charge de XNUMX mbar
Ø mm	6,0	8,0	10,0	12,0	14,0	16,0	19,0
mm	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,50
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	0,21	0,46	0,84	1,38	2,10	3,02	4,83
4	0,14	0,31	0,56	0,93	1,41	2,03	3,24
6	0,11	0,24	0,45	0,73	1,12	1,61	2,57
I	0,09	0,21	0,38	0,62	0,95	1,36	2,17
10	0,08	0,18	0,33	0,55	0,83	1,20	1,91
15	0,07	0,14	0,26	0,43	0,66	0,95	1,51
20	0,06	0,12	0,22	0,37	0,56	0,80	1,28
25	0,05	0,11	0,20	0,32	0,49	0,71	1,13
30	0,04	0,10	0,18	0,29	0,44	0,64	1,02
40	0,04	0,08	0,15	0,25	0,37	0,54	0,86
50	0,03	0,07	0,13	0,22	0,33	0,47	0,76
75	0,03	0,06	0,10	0,17	0,26	0,38	0,60
100	0,02	0,05	0,09	0,15	0,22	0,32	0,51

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Prospectus 5

Débit volumique (m15 / h à 0,6 ° C) pour le gaz naturel, densité 1 calculée pour les tuyaux en cuivre, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Ø et mm	12	14	15	16	18	22	28	35	42	54
Øi mm	10	12	13	14	16	20	26	33	39	51
mm	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,5	1,5
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	1,51	2,45	3,04	3,70	5,28	9,57	19,27	36,40	56,83
4	1,03	1,67	2,07	2,52	3,59	6,51	13,11	24,77	38,67	79,07
8	0,70	1,14	1,41	1,71	2,44	4,43	8,92	16,85	26,31	53,80
10	0,62	1,00	1,24	1,51	2,16	3,92	7,88	14,89	23,24	47,53
15	0,49	0,80	0,99	1,21	1,72	3,13	6,29	11,88	18,55	37,94
20	0,42	0,68	0,84	1,03	1,47	2,66	5,36	10,13	15,81	32,34
25	0,37	0,60	0,75	0,91	1,30	2,35	4,74	8,95	13,97	28,57
30	0,33	0,54	0,67	0,82	1,17	2,13	4,28	8,09	12,62	25,81
40	0,29	0,46	0,57	0,70	1,00	1,81	3,65	6,89	10,76	22,00
50	0,25	0,41	0,51	0,62	0,88	1,60	3,22	6,09	9,50	19,44
75	0,20	0,33	0,41	0,49	0,71	1,28	2,57	4,86	7,59	15,52
100	0,17	0,28	0,35	0,42	0,60	1,09	2,19	4,14	6,47	13,22

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Prospectus 6

Débit volumique (m15 / h à 1,69 ° C) pour les mélanges GPL, densité 2 calculée pour les tuyaux en cuivre, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Ø et mm	12	14	15	16	18	22	28	35	42	54
Øi mm	10	12	13	14	16	20	26	33	39	51
mm	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,5	1,5
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	1,25	2,03	2,51	3,06	4,37	7,92	15,94	30,09	46,98
4	0,85	1,38	1,71	2,08	2,97	5,39	10,84	20,48	31,97	65,37
8	0,58	0,94	1,16	1,42	2,02	3,66	7,38	13,93	21,75	44,48
10	0,51	0,83	1,03	1,25	1,79	3,24	6,52	12,31	19,21	39,29
15	0,41	0,66	0,82	1,00	1,43	2,58	5,20	9,83	15,34	31,37
20	0,35	0,56	0,70	0,85	1,21	2,20	4,43	8,37	13,07	26,73
25	0,31	0,50	0,62	0,75	1,07	1,95	3,92	7,40	11,55	23,62
30	0,28	0,45	0,56	0,68	0,97	1,76	3,54	6,68	10,44	21,34
40	0,24	0,38	0,48	0,58	0,83	1,50	3,02	5,70	8,90	18,19
50	0,21	0,34	0,42	0,51	0,73	1,32	2,67	5,03	2,86	16,07
75	0,17	0,27	0,34	0,41	0,58	1,06	2,13	4,02	6,27	12,83
100	0,14	0,23	0,29	0,35	0,50	0,90	1,81	3,42	5,35	10,93

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Prospectus 7

Débit volumique (m15 / h à 0,6 ° C) pour le gaz naturel, densité 1 calculée pour les tuyaux en polyéthylène, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Ø et mm	25	32	40	50	63	75	90	110
Øi mm	19	26	34	44	55,8	66,4	79,6	97,4
mm	3,0	3,0	3,0	3,0	3,6	4,3	5,2	6,3
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	8,35	19,27	39,42
4	5,68	13,11	26,82	53,34	100,50	159,81
8	3,87	8,92	18,25	36,29	68,38	108,73	176,34	302,04
10	3,42	7,88	16,12	32,06	60,41	96,06	155,78	266,83
15	2,73	6,29	12,87	25,59	48,22	76,68	124,36	213,01
20	2,32	5,36	10,97	21,81	41,10	65,36	105,99	181,55
25	2,05	4,74	9,69	19,27	36,31	57,74	93,63	160,38
30	1,86	4,28	8,76	17,41	32,81	52,17	84,61	144,93
40	1,58	3,65	7,46	14,84	27,97	44,47	72,12	123,52
50	1,40	3,22	6,59	13,11	24,70	39,28	63,71	109,12
75	1,11	2,57	5,26	10,47	19,72	31,36	50,86	87,11
100	0,95	2,19	4,49	8,92	16,81	26,73	43,35	74,25

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Prospectus 8

Débit volumique (m15 / h à 1,69 ° C) pour les mélanges GPL, densité 2,0 calculée pour les tuyaux en polyéthylène, avec une perte de charge de XNUMX mbar
Ø et mm	25	32	40	50	63	75	90	110
Øi mm	19	26	34	44	55,8	66,4	79,6	97,4
mm	3,0	3,0	3,0	3,0	3,6	4,3	5,2	6,3
Longueur virtuelle m	Débit volumique m3 / h
2	6,90	15,94	32,59	64,81	122,12
4	4,70	10,84	22,17	44,10	83,09	132,12	214,27	367,02
8	3,20	7,38	15,09	30,00	56,54	89,90	145,79	249,72
10	2,82	6,52	13,33	26,51	45,94	79,42	128,79	220,60
15	2,25	5,20	10,64	21,16	39,87	63,40	102,82	176,11
20	1,92	4,43	9,07	18,03	33,98	54,03	87,63	150,10
25	1,70	3,92	8,01	15,93	30,02	47,73	77,41	132,60
30	1,53	3,54	7,24	14,40	27,13	43,14	69,96	Je 19,83
40	1,31	3,02	6,17	12,27	23,12	36,76	59,62	102,13
50	1,15	2,67	5,45	10,84	20,43	32,48	52,67	90,22
75	0,92	2,13	4,35	8,65	16,31	25,93	42,05	72,02
100	0,79	1,81	3,71	7,38	13,90	22,10	35,84	61,38

Calcul des diamètres de tuyauterie de transport de gaz

• Chauffage - Plomberie
• pipelines
• Tables chauffantes
• Pompes
• Schémas de dessin de chauffage
• Eau chaude sanitaire
• Gaz combustibles

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