Газопостачання району

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

В даний час видобуток природного газу в Росії становить близько 600 млрд. м 3 на рік. Всього експлуатується близько 200 родовищ газу. 90% природного газу видобувається в західній Сибіру. Потенційні запаси природного газу на території Росії в оцінюються 240 трлн. м 3.

У російській федерації газопостачання міст та населених пунктів є одним з пріоритетів державної політики при очевидних результатах. Законодавчою базою газифікації є Федеральний закон «Про газопостачання в РФ» прийнятий 31.03.99 р. № 69 ФЗ.

Широка газифікація країни зумовлена ​​наступними перевагами газового палива в порівнянні з іншими видами палива:

- Низька собівартість видобутку;

- Висока якість та ефективне спалювання;

- Найбільш економічно чисте паливо;

- Газосжігающіе установки легше піддаються автоматизації;

- Підвищується санітарно-гігієнічний рівень установок і приміщень;

- Поліпшуються соціально-економічні умови життя населення і т.д.

У Пензенській області також активно споруджуються системи газопостачання населених пунктів. Щорічно вводяться в експлуатацію 700-900 км газових мереж за рахунок різних джерел фінансування.

Мета даного проекту - розробка системи газопостачання району міста згідно з завданням.

1. Вихідні дані

  1. Район будівництва: м. Саратов.

  2. Місто забезпечується природним газом родовища Ведмеже.

  3. Тиск газу у міській розподільній мережі високого тиску 0,3 МПа (ізб.).

  4. Охоплення газопостачанням:

  • житлових будинків за наявності тільки побутових плит: 20%;

  • житлових будинків за наявності побутових плит і ЦГВС: 20%;

  • житлових будинків за наявності побутових плит і проточних водонагрівачів: 60%;

  • об'єктів опалення та вентиляції: 100%.

  1. Пальник типу ЕНД з характеристиками:

  • Qт = 80 кВт;

  • ΔP = 2 кПа;

  • α = 0,6.

2. Визначення характеристик газу

Згідно завдання район міста забезпечується природним газом родовища Ведмеже. Склад газу наведений у таблиці 1.

Таблиця 1 - Склад природного газу родовища

Компонент

Хімічна формула

Кількість

компонента,

% За об'ємом

Щільність компонента, кг / м 3

Нижча теплота згоряння, кДж / м 3

Вища теплота згоряння, кДж / м 3

Метан

СН 4

99

0,7168

35840

39860

Етан

З 2 Н 6

0,1

1,3566

36730

70420

Пропан

З 3 М 8

0,005

2,019

93370

101740

Н-бутан

З 4 Н 10

-

2,703

123770

133980

Пентан

З 5 Н 12

-

3,221

146340

158480

Діоксид вуглецю

СО 2

0,095

1,9768



Азот + рідкісні гази

N 2 + ...

0,8

1,2505



Визначення щільності газу

Щільність газу визначається за формулою

(1)

де r i - щільність компонента входить в суміш, кг / н.м 3;

V i - частка i-того компоненту в газі в% об.

Відносна щільність газу по повітрю визначається за формулою

(2)

Визначення теплоти згоряння

Теплота згоряння газоподібного палива даного складу визначається за формулою

(3)

(4)

де Q н с - нижча теплота згоряння горючих компонентів, кДж / н. м 3;

Q в с - вища теплота згоряння горючих компонентів, кДж / н. м 3;

Для повного згоряння органічного палива потрібна певна кількість повітря, яке визначається за процентним змістом горючих елементів в його складі. Ця кількість повітря називається теоретичним і необхідним. Коефіцієнт надлишку повітря α = 1. Необхідна кількість повітря визначаємо за наступною формулою:

(5)

Визначаємо теоретичний обсяг продуктів згоряння.

Теоретичний об'єм продуктів згоряння будемо складати з обсягу сухих газів і обсягу водяної пари. До складу сухих газів входять:

  • обсяг трьохатомних газів;

  • обсяг азоту.

Теоретичний об'єм продуктів згоряння визначається за формулою

(6)

Теоретичний об'єм продуктів згоряння трьохатомних газів

= 0,01 (CO 2 + CO + H 2 S + Σ mCmHn) = 0,961 н. М 3 / н. М 3 (7)

Теоретичний об'єм водяної пари:

н.м 3 / н.м 3 (8)

Теоретичний об'єм азоту для газів:

= 7,21 н.м 3 / н.м 3 (9)

Повний теоретичний обсяг продуктів згоряння

н.м 3 / н.м 3

3. Визначення чисельності населення району міста

Визначається кількість населення, що проживає в кожному кварталі газифікованого населеного пункту, в залежності від щільності житлового фонду:

N = F · a, (10)

де F-площа кварталу в червоних лініях, га;

a - щільність населення, чол. / га;

N - кількість населення у кварталі, чол.

У площа кварталів включаються площі шкіл, дитячих ясел і садів, підприємства торгівлі, харчування та побутового обслуговування населення, внутрішньоквартальні і мікрорайонні зелені насадження, не включаються площі вулиць, проспектів, площ, садів, парків та ділянок, які не є звичайними для житлових масивів.

Таблиця 2 - Чисельність населення району міста

Номер кварталу

Площа забудови, Га

Щільність нас, чол. / га

Чисельність населення, чол.

1

16,4

110

1804

2

17,2

110

1892

3

15,6

110

1716

4

14,2

90

1278

5

8,3

90

747

6

22,4

110

2464

7

35,1

110

3861

8

16,9

90

1521

9

18,8

90

1692

10

18,5

90

1665

11

19,4

90

1746

Загальна кількість жителів у районі проектування N = 20386 жителів.

4. Визначення річних розрахункових витрат газу

У даному підрозділі визначаються річні та розрахункові витрати газу на всі види споживання.

Річні витрати газу використовуються для планування кількості газу, який необхідно доставити проектованого населеному пункту, а розрахункові - для визначення діаметрів газопроводів.

Для потреб опалення, вентиляції і гарячого водопостачання витрата газу визначається за будівельним об'ємом опалювальних і вентильованих будинків (за укрупненими показниками).

Витрати газу зосередженим споживачам (більше 50 м 3 / год на введення) необхідно визначити окремо для кожного споживача. При рівномірному розподілі споживачів з розрахунковими витратами менше 50 м 3 / год на введення (житлові та громадські будівлі) витрата газу визначається по житлових кварталах в цілому.

Спосіб визначення витрати газу за річними нормами застосовується для рівномірно розподілених споживачів, коли кількість встановлюваних приладів невідомо.

Річне споживання газу підраховується для певних об'єктів, а потім підсумовується по групах. Умовно прийнято виділяти такі групи:

  1. Витрата газу населенням у квартирах житлових будинків для приготування їжі та гарячої води.

  2. Витрата газу підприємствами комунального господарства і громадськими будівлями (лазні, лікарні, пральні, хлібозаводи).

  3. Витрата газу на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання житлових і громадських будівель.

  4. Витрата газу промисловістю.

(11)

де yi - ступінь охоплення газопостачання;

n i - кількість одиниць використовують газ у i-того споживача.

Qi - норма витрати теплоти на одну умовну одиницю, МДж / рік.

Кількість умовних одиниць за категоріями споживачів визначається за нормами проектування.

Визначення річної витрати газу на опалення і вентиляцію

Річні витрати газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будівель визначається за формулою

(12)

де k - коефіцієнт, що враховує витрату теплоти на опалення громадських будівель (приймаємо k = 0,25);

z - число годин роботи системи вентиляції громадських будівель протягом доби (приймаємо z = 16);

k 1 - коефіцієнт, що враховує витрату теплоти на вентиляцію громадських будівель (приймаємо k 1 = 0,6);

q 0 - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення громадських будівель на одиницю м 3 загальної площі, [5] Вт.

A - загальна площа підлягає опалення з використанням газу, м 2: обчислюється за формулою

(13)

де y 4 - охоплення об'єктів опаленням і вентиляцією.

n 0 - тривалість опалювального періоду [4];

η 0 - ККД теплопостачальної системи, приймаємо рівним 0,85;

t i - внутрішня температура опалювальних приміщень, приймаємо рівною 18 ° C;

t ср.от - середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період, приймаємо по [4], ° C;

t р.от - розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення, приймаємо по [4], ° C.

Визначення річної витрати газу на ГВС

Річні витрати газу на ГВС визначається за укрупненими показниками за формулою

(14)

де m - число жителів, що користуються гарячою водою від централізованого ГВП, обчислюємо за формулою

(15)

де y 2 - житлових будинків за наявності побутових плит і ЦГВС;

t З S - температура холодної води в літній час, приймаємо рівною 18 ° C;

t З W - температура холодної води в зимовий час, приймаємо рівною 5 ° C;

β - коефіцієнт зниження середньогодинної витрати води в літній час, приймаємо рівним 0,8;

q h - укрупнений показник витрати теплоти, приймаємо рівним 378 Вт на людину.

Визначення сумарного річного та питомої витрати газу.

Сумарний річний витрата газу визначається за формулою

(16)

Питома річна витрата газу визначається за формулою

(17)

Визначення часових витрат газу

Часовий витрата газу на житлові будинки, господарсько-побутові, комунальні та виробничі потреби визначається за формулою

(18)

де k h max - коефіцієнт годинного максимуму, приймаємо згідно [6].

Часовий витрата газу на опалення і вентиляцію визначається за формулою

(19)

Часовий витрата газу на ГВС житлових і громадських будівель обчислюється за формулою

(20)

Розрахунок часових витрат газу зведений в таблицю 5.

Таблиця 5 - Розрахункові витрати газу споживачами району міста

Споживачі

Річна витрата м 3 / рік

Коефіцієнт годинного максимуму, K h max

Розрахунковий витрата, м 3 / год

Житлові будинки

3913931,1

1,00 / 2300

1761,4

Навчальні заклади




Дрібні підприємства




Лікарня




Бані

842171,647

1,00 / 2700

311,92

Пральня

242113,875

1,00 / 2900

83,49

Їдальня і ресторан

338406,662

1,00 / 2000

169,20

Хлібозавод

571844,591

1,00 / 6000

95,31

Котельня

10848966,017

- / -

4694,67

Сума 5354,59 м 3 / год

Питома часовий витрата газу визначається за формулою

(21)

5. Система і схема газопостачання

Наявність в районі міста споживачів двох параметрів визначає необхідність вибору двоступеневої системи газопостачання, вона економічна, надійна, проста в експлуатації і найбільш поширена у містах з населенням до 100 тисяч жителів.

В якості першого ступеня застосовуються газопроводи високого тиску другої категорії, в якості другого ступеня - газопроводи низького тиску.

По газопроводах першого ступеня газ подається до зосереджених споживачам (котельні, пральні, хлібозаводу), а також до ГРП де редукується до низького тиску і по газопроводах другого ступеня направляється до побутових і комунальне - побутовим споживачам.

Схема системи газопостачання залежить від кількості та виконання мережевих ГРП, від трасування газопроводів, від вимог до надійності газопостачання.

У даному випадку схема двоступеневої системи представлена ​​кільцевими мережами високого і низького тиску та ГРП в окремо розташованій будівлі.

Трасування газопроводів проводиться з урахуванням наступних основних даних:

- Повинні витримуватися мінімально допустимі відстані від газопроводів до будинків та споруд;

- Протяжність газопроводів повинна бути мінімальною;

- Довжина відгалужень до споживачів, по можливості не повинна перевищувати 200 м;

- Необхідно прагнути щоб ​​ділянки низького тиску мали двосторонній відбір газу, і т.д.

6. Розподіл споживачів газу по тиску

Споживачі з навантаженням до 50 м 3 / год підключаються до мережі низького тиску, а з навантаженням понад 50 м 3 / год підключаються до мережі високого тиску.

Розподіл споживачів по тиску газу наведено в таблиці 6.

Таблиця 6 - Розподіл споживачів по тиску газу

Споживачі

Витрата газу, м 3 / год


низького тиску

середнього тиску

Житлові будинки

1930,6


-

Столові і ресторани



Лікарня



Навчальні заклади



Дрібні підприємства



Бані

-

311,92

Пральня

-

83,49

Хлібозавод

-

95,31

Котельня

-

4694,67

ГРП

-

1930,6

Разом

1930,6

7116,03

Питома годинну витрату газу низького тиску визначається за формулою

(22)

Питома часовий витрата газу середнього тиску визначається за формулою

(23)

7. Гідравлічний розрахунок мережі низького тиску

Метою гідравлічного розрахунку є визначення діаметрів труб на ділянках мережі та тиску газу в її вузлах.

Розрахункова схема мережі низького тиску наведена на малюнку 1.

Визначення питомих дорожніх витрат газу.

Газопостачальна територія розбивається на зони, з однаковою щільністю населення, які живляться від певних контурів. Довжина живильного контуру є сумою довжин ділянок живлять дану зону.

Розрахунок зведений в таблицю 7.

Таблиця 7 - Питомі дорожні витрати газу




Номер зони

Кількість населення, осіб

Питома витрата газу, м 3 / (год · год)

Витрата газу на зону, м 3 / год

Довжина піт. контуру, м

Питома шляхової витрата газу, м 3 / (год · м)

1

2

3

4

5

6

1

5103

0,095

483,28

2976

0,162

2

5382


509,70

3160

0,161

3

6690


633,57

1750

0,362

4

3211


304,10

1374

0,221

Перевірка: відношення різниці суми годинного витрат газу на зони і витрати газу на ГРП до суми часових витрат газу на зони повинно бути менше 1%.

(24)

Визначення розрахункових витрат газу на ділянках мережі низького тиску

Розрахунковий витрата газу на ділянках мережі визначається за формулою

(25)

де Q пут.i - подорожній витрата газу на i-тій ділянці, м 3 / год, визначається за формулою

(26)

де l ф.i - фактична довжина i-тої ділянки, м.

q пут.i - питома шляхової витрата газу для відповідної зони, м 3 / (год · м).

Таблиця 8 - Розрахункові витрати газу на ділянках мережі низького тиску

Номер ділянки

Фактична довжина, м

Питома шляхової витрата газу, м 3 / (год · м)

Витрата газу, м 3 / год




Qпут

Qтр

Qр

1

2

3

4

5

6

1

246

0,162

39,95

713,78

733,75

2

319,9

0,162

51,95

661,83

687,80

3

606

0,162

98,41

563,42

612,63

4

675,4

0,162

109,68

191,31

246,15

5

485,6

0,162

78,86

112,46

151,88

6

285,6

0,162

46,38

66,08

89,27

7

406,9

0,162

66,08

0,00

33,04

8

248,3

0,162

40,32

633,93

654,09

9

425,2

0,161

68,58

565,34

599,63

10

440,3

0,161

71,02

494,32

529,83

11

530,9

0,161

85,63

214,46

257,28

12

459,3

0,161

74,08

140,38

177,42

13

372,3

0,161

60,05

80,33

110,35

14

498

0,161

80,33

0,00

40,16

15

344,6

0,362

124,76

372,11

434,49

16

354,6

0,362

128,38

243,73

307,92

17

478,2

0,362

173,13

70,60

157,16

18

195

0,362

70,60

0,00

35,30

19

463

0,221

102,47

279,86

331,10

20

447,8

0,221

99,11

180,75

230,31

21

426,2

0,221

94,33

86,43

133,59

22

390,5

0,221

86,43

0,00

43,21

Перевірка: відношення різниці суми колійних та транзитних витрат на ділянках примикають до точки харчування та витрати на ГРП до суми колійних та транзитних витрат газу на ділянках, що примикають до точки харчування повинні бути менше 1%.

(27)

Визначення діаметрів і втрат тиску на ділянках мережі.

Розрахункова схема мережі низького тиску наведена на малюнку 1. Вихідними даними для розрахунку є Q р.i., м 3 / год, l р.i., м, Δp дод, Па.

Розрахункова довжина визначається за формулою

(28)

Допустимі втрати тиску в розподільних мережах низького тиску згідно [6] Δp доп = 1200 Па.

Розрахунковий гідравлічний ухил визначається за формулою

(29)

Фактичні втрати тиску на ділянках мережі визначаються за формулою

(30)

де i ф.i. - фактичний гідравлічний ухил на i-тій ділянці, Па / м;

Розрахунок зведений в таблицю 9.

Таблиця 9 Визначення діаметрів і втрат тиску на ділянках мережі

Номер ділянки

Qр, м 3 / год

dн * S, мм

l ф, м

l р, м

i р, Па / м

i ф, Па / м

ΔP ф, Па

1

733,75

325х8

246,00

270,60

0,36

0,23

62,24

2

687,80

325х8

319,90

351,89


0,17

59,82

3

612,63

325х8

606,00

666,60


0,14

93,32

4

246,15

219х6

675,40

742,94


0,16

118,87

5

151,88

219х6

485,60

534,16


0,10

53,42

6

89,27

133х4

285,60

314,16


0,33

103,67

7

33,04

108х4

406,90

447,59


0,16

71,61

8

654,09

325х8

248,30

273,13


0,17

46,43

9

599,63

325х8

425,20

467,72

0,37

0,14

65,48

10

529,83

273х7

440,30

484,33


0,27

130,77

11

257,28

219х6

530,90

583,99


0,19

110,96

12

177,42

219х6

459,30

505,23


0,12

60,63

13

110,35

159х4

372,30

409,53


0,22

90,10

14

40,16

114х4

498,00

547,80


0,20

109,56

15

434,49

273х7

344,60

379,06

0,79

0,18

68,23

16

307,92

219х6

354,60

390,06


0,30

117,02

17

157,16

140х4, 5

478,20

526,02


0,70

368,21

18

35,30

89х3

195,00

214,50


0,45

96,53

19

331,10

219х6

463,00

509,30

0,67

0,32

162,98

20

230,31

219х6

447,80

492,58


0,15

73,89

21

133,59

159х4

426,20

468,82


0,30

140,65

22

43,21

114х4

390,50

429,55


0,20

85,91

Перевірка: відношення різниці сумарних втрат тиску з півкільцями до напівсумі втрат тиску в кільці повинно бути менше 10%.

(31)

Розрахунок на ПЕОМ

Гідравлічний розрахунок на ПЕОМ зробимо за допомогою програми «KOLTUP». Програма реалізує методику, викладену в [6] і дозволяє оптимізувати підбір діаметрів на ділянках мережі так, щоб гідравлічні ухили на дільницях були як можна ближче до середнього розрахункового гідравлічного ухилу. Результати розрахунку наведені в додатку А.

8. Гідравлічний розрахунок мережі середнього тиску

Розрахункова схема мережі наведена на малюнку 2.

Нейтральна точка вибирається так, щоб виконувалася умова

(32)

Відхилення не повинно перевищувати 10% і розраховується за формулою

≤ 10% (33)

Якщо умова виконана, то розрахункові витрати газу приймаються для подальших розрахунків.

Визначення діаметра кільцевого газопроводу.

Вихідними даними для розрахунку є Q р.i., м 3 / год, l р.i., м, Δp 2, кПа 2.

Квадрат втрат тиску у мережі визначається за формулою

(34)

де P н - абсолютно початковий тиск в мережі, кПа, приймаємо 400 кПа;

P к - абсолютно кінцевий тиск в мережі, кПа.

Тиску газу в кінці кожної ділянки по ходу руху визначається за формулою

(35)

З метою підвищення надійності газопостачання споживачів мережі виконуються у вигляді кільця з труб одного діаметра і тупикових відгалужень до споживача. Визначення діаметра кільця ведеться з урахуванням роботи мережі в нормальних і аварійних режимах.

Для нормальних режимів витрати газу у споживачів приймається розрахунковими. Для аварійних - визначаються за формулою

(36)

де x - коефіцієнт зниження витрати при аварії, приймається для ГРП рівним 0,85, для котельні має резервної паливо 0, для всіх інших 0,8.

Середній розрахунковий витрата на кільці визначається за формулою

(37)

де j - номер режиму.

Невязка кільця визначається за формулою

≤ 10% (38)

Квадрат перепаду тиску визначається за формулою (34). При цьому P тр к для нормальних режимів приймається рівним 300 кПа, для аварійних - 250 кПа.

Розрахунок зведемо в таблицю 10.

Таблиця 10 - Визначення діаметра кільцевого газопроводу

Режим

Qср, м 3 / год

lр, м

Δ P 2 ф, Па 2

d н x S, мм

I - нормальний

4694,00

938,30

70000

159х4, 5

II - нормальний

1877,92

3221,90

70000

140х4, 5

I - аварійний

1553,59

2653,20

97500

114х4

II - аварійний

1154,04

2678,50

97500

108х4

Для подальшого розрахунку приймаємо трубу з діаметром 159х4, 5 мм.

Розрахунок зведемо в таблицю 11.

Таблиця 11 - Визначення тиску в характерних точках мережі і діаметрів тупикових відгалужень

Номер

Qр, м 3 / год

L ф, м

Lр, м

Δ Pр ^ 2, Па 2

dнар * S мм

Δ Pф ^ 2

Рн, Па

Рк (ф), Па

1

2786

1578

1735,8

-

159х4, 5

30500,00

400,00

359,86

2

855,4

156,9

172,59

-

159х4, 5

350,00

359,86

359,37

3

364,7

1071

1178,1

-

159х4, 5

100,00

359,37

359,24

4

4330

684,8

753,28

-

159х4, 5

38000,00

400,00

349,28

5

4694,7

123,6

135,96

39050,0

114х4

35000,00

359,24

306,68

6

83,5

230

253

39150,0

57х3

1900,00

359,37

356,72

7

1930,6

79,7

87,67

39500,0

89х3

20000,00

359,86

330,91

8

407,2

288,4

317,24

39150,0

57х3

37000

359,37

303,56

9

95,3

389,2

428,12

2150,0

60х3

1900

303,56

300,42

10

311,9

64,9

71,39

2150,0

70х3

1900

303,56

300,42

9. Гідравлічний розрахунок квартальної мережі

Під квартальної мережею розуміється мережа газопроводів від точки підключення до вуличної мережі до точки приєднання газопроводів-вводів у будинки. Розрахункова схема виконується на основі трасування на плані кварталу. Розрахункова схема наведена на рисунку 7.

Визначення розрахункових витрат газу на ділянках квартальної мережі

Розрахунковий витрата газу на ділянках квартальної мережі визначаємо згідно [6] за формулою

(39)

де K sim - коефіцієнт одночасної роботи газових приладів, згідно [6];

q пом - номінальний витрата газу приладом, визначається за формулою

для 4-х кофортних плит (40)

для 2-х кофортних плит

де Q Т - теплова потужність приладу, кВт, приймається згідно [1] або за паспортними даними приладу.

n i - кількість однотипних приладів.

За нормами проектування приймаємо, що в однокімнатній квартирі встановлюється 2-х комфортні плити, а в двох-і більше кімнатних квартирах - 4-х комфортні плити.

Розрахунок зведений в таблицю 12.

Таблиця 12 - Визначення розрахункових витрат газу на ділянках квартальної мережі

номер ділянки

Кількість квартир

Кількість приладів

Кsim

Qd (h)


1 ком.

2 ком. і більше

ПГ2

ПГ4

ПГ2

ПГ4


1-2

0

290

0

290

0

0,191

67,36

2-3

0

200

0

200

0

0,2

48,64

3-4

0

155

0

155

0

0,204

38,45

4,5

0

105

0

105

0

0,21

26,82

5-6

0

75

0

75

0

0,216

19,70

2-7

0

90

0

90

0

0,212

23,20

7-8

0

30

0

30

0

0,231

8,43

Визначення діаметрів на ділянках квартальної мережі

Розрахунок ведеться аналогічно розрахунку мережі низького тиску. Допустимі втрати у квартальній мережі приймаються рівними 250 Па. Розрахунок зведений в таблицю 13.

Розрахунковий ухил обчислюється за формулою

(41)

Таблиця 13 - визначення діаметрів на ділянках квартальної мережі

Номер ділянки

Qd (h)

dнар * S

Lф

lр

iр

Iф

Δ Pф

1

2

3

4

5

6

7

8

1-2

67,36

108х4

18

19,8

1,11

0,7

13,86

2-3

48,64

89х3

32

35,2


0,8

28,16

3-4

38,45

88,5 х4

56

61,6


0,8

49,28

4-5

26,82

88,5 х4

82

90,2


0,4

36,08

5-6

19,70

70х3

17

18,7


0,6

11,22

2-7

23,20

76х3

99

108,9

0,92

0,5

54,45

7-8

8,43

70х3

147

161,7


0,16

25,872

Перевірка: 220,3 250 (42)

1 0. Гідравлічний розрахунок внутрішньобудинкового газопроводу

Проектування внутрішньобудинкового газопроводу проводилося з урахуванням наступних умов:

  1. Газопровід - введення підключається до квартальної мережі;

  2. Від газопроводу введення до стояків газопровід прокладається по зовнішніх стінах будівлі;

  3. Подача газу до газових приладів здійснюється від стояків встановлюються в кутах кухонь;

  4. Забороняється прокладання газопроводів по санвузлу, ванних кімнат, житлових кімнат;

  5. Запірні пристрої встановлюються на газопроводі - вводі, перед кожним стояком і перед кожним газовим приладом;

  6. При проходженні будівельних конструкцій газопровід полягає у футляр;

Розрахункова схема наведена на рисунку 8.

Визначення розрахункових витрат газу на ділянках газопроводу

Розрахунковий витрата газу визначається за формулою (39). Розрахунок зведений в таблицю 14.

Таблиця 14 - Визначення розрахункових витрат газу на ділянках газопроводу

Ділянка 1


Раптове звуження

0,35


Відведення гнутий, 2 шт.


2 × 0,3 = 0,6


Пробковий кран ∅ 15

4


Σξ = 4,95

Ділянка 2, 3, 4,5,6


Трійник прохідний

Σξ = 1

Ділянка 7


Трійник поворотний

Пробковий кран ∅ 32

Відведення гнутий, 6 шт.


1,5

2

1,8

Σξ = 5,3


Ділянка 8


Відведення гнутий, 6 шт.


1,8


Трійник поворотний

1,5



Σξ = 3,3




Ділянка 9


Σξ = 1,5


Відведення гнутий

Вентиль ∅ 50

0,3

2

Σξ = 2,3


Ділянка 10


0,3


Засувка ∅ 50

Відведення гнутий

0,5

0,3




Σξ = 0,8




Допустимі втрати тиску у внутрішньобудинкових газопроводів приймаємо рівними 350 Па. Розрахунок зведений в таблицю 15

Таблиця 14 - Визначення розрахункових витрат газу на ділянках газопроводу

Номер уч-ка

Кількість квартир

Кількість приладів

Кsim

Qd (h)



ПГ2

ПГ4

ПГ2

ПГ4


1

1

-

1

-

1

1,23

2

1

-

1

-

1

1,23

3

2

-

2

-

0,65

1,60

4

3

-

3

-

0,45

1,67

5

4

-

4

-

0,35

1,73

6

5

-

5

-

0,29

1,79

7

6

-

6

-

0,28

2,07

8

12

-

12

-

0,245

3,63

9

18

-

18

-

0,237

5,26

10

18

-

18

-

0,237

5,26

Визначення діаметрів і втрат тиску на ділянках газопроводу

Розрахункова довжина ділянок визначається за формулою

(43)

де l ф.i. - фактична довжина на i-тій ділянці, м;

Σξ - сума коефіцієнтів місцевих опорів;

l Е ξ = 1 - еквівалентна довжина, відповідна місцевому опору з ξ = 1.

Гідростатичний тиск визначається за формулою

(44)

де h - геодезична різниця відміток початку і кінця ділянки, м;

ρ в - щільність повітря, що дорівнює 1,293 кг / м 3;

ρ р - щільність газу, що дорівнює 0,748 кг / м 3;

Допустимі втрати тиску у внутрішньобудинкових газопроводів приймаємо рівними 350 Па. Розрахунок зведений в таблицю 15

Таблиця 15 - Визначення діаметрів і втрат тиску на ділянках газопроводу

Номер уч-ка

Qd (h)

Lф

Σ ξ

lекв

lр

dнар * S

Iф

Δ Pф

Δ Pгс

Δ Pф + (-) ΔPгс

1

1,23

1

4,95

0,75

4,71

21,3 х2, 8

2,3

10,84

5,40

16,23

2

1,23

1,8

1

0,9

2,70

26,8 х2, 8

0,7

1,89

9,71

11,60

3

1,60

2,8

1

0,9

3,70

26,8 х2, 8

1

3,70

15,11

18,81

4

1,67

2,8

1

0,9

3,70

26,8 х2, 8

1,05

3,89

15,11

18,99

5

1,73

2,8

1

0,9

3,70

26,8 х2, 8

1,1

4,07

15,11

19,18

6

1,79

2,8

1

0,9

3,70

26,8 х2, 8

1,2

4,44

15,11

19,55

7

2,07

17,8

5,3

1,05

23,37

33,5 х3, 2

0,5

11,68

-5,40

6,29

8

3,63

30

3,3

1,1

33,63

42,3 х3, 2

0,35

11,77

0

11,77

9

5,26

4,5

2,3

1,2

7,26

48х3, 5

0,5

3,63

24,28

27,91

10

5,26

5

0,8

1,5

6,20

57х3

0,2

1,24

0

1,24

11

1,23

1

4,95

0,75

4,71

21,3 х2, 8

2,3

10,84

5,40

16,23

Перевірка (45)

де ΔP пр - втрати тиску в приладі, рівні 60 - 80 Па;

1,1 - коефіцієнт на невраховані втрати.

11. Розрахунок, підбір та налаштування обладнання мережевого ГРП

Принципова схема ГРП наведена на рисунку 9.

Рисунок 9 - Принципова схема ГРП

ГРП структурно складається з наступних елементів:

1 - запірний пристрій на вході лінії регулювання;

2 - фільтр, призначений для очищення газу від механічних домішок;

3 - запобіжно - запірний клапан, призначений для «відсічення» подачі газу споживачеві у випадках підвищення P 1 або зниження P 2 до меж налаштування ЗЗК;

4 - регулятор тиску, призначений для зниження тиску газу з вхідного P 1 до настроюваного тиску P 2 і підтримки тиску P 2 постійним, незалежно від коливання тиску P 1 і зміни витрати газу в мережі;

5 - запірний пристрій на виході з лінії регулювання;

6 - обвідний газопровід (байпас), призначений для подачі газу споживачеві при неможливості подачі через лінію редукування, при цьому зниження тиску з P 1 до P 2 проводиться запірним пристроєм 7 і 8. За тиском P 2 стежать безперервно за манометру весь час роботи через байпас;

9 - кран на скидному трубопроводі, використовується при пусконалагоджувальних роботах, після чого пломбується у відкритому положенні;

10 - запобіжно - скидної клапан, призначений для зниження P 2, до заданого при його підвищення на 5-15%, шляхом нацьковування частини газу в атмосферу через свічку 11.

Підбір регулятора тиску

Відомо: P 1, P 2, Q р max, Q р min.

P 1 = 0,4 МПа абс.,

P 2 = 0,15 МПа абс.,

Q р max = 1930.6 м 3 / год,

Q р min = 0,3 · 1930,6 = 579,1 м 3 / ч.

(46)

Попередньо приймаємо РДУК2В-50/50 з діаметром сідла клапана 50 мм, площею сідла клапана 19,6 см 2 і коефіцієнтом витрати 0,6. Визначаємо фактичну пропускну здатність регулятора

(47)

де f - площа сідла клапана, см 2;

L - коефіцієнт витрати;

P 1 - абсолютне вхідний тиск в МПа;

φ - коефіцієнт приймаємо ;

Наведемо умова нормальної роботи регулятора

(48)

(49)

Умова виконується.

Підбір фільтру

Попередньо приймаємо діаметр умовного фільтра по діаметру умовного проходу регулятора тиску.

Фактичні втрати тиску у фільтрі визначаються за формулою

(50)

Приймаються фільтр чавунний волосяний з умовним проходом по регулятора тиску.

Підбір запобіжно-запірного клапана

ЗЗК приймається по діаметру умовного проходу регулятора тиску. У мережевих ГРП в окремо стоячих будинках найбільшого поширення набули клапани ПКН. Приймаються клапан ПКН-50

Підбір запобіжно - скидного клапана

Кількість газу, що підлягає скиданню визначається за формулою

(51)

Приймаються клапан типу ПСК-50Н.

Прийнятий клапан задовольняє вимогам по пропускній здатності.

Обгрунтування діаметра обвідного газопроводу

Згідно з [6] діаметр байпаса повинен бути не менше сідла клапана регулятора тиску. Приймаються 50 мм.

Обгрунтування запірної арматури

В якості запірної арматури приймаємо засувки. Запірна арматурою повинна бути призначена для природного або скрапленого газу і мати відповідний запис у паспорті.

Налаштування обладнання ГРП

P РД = P 2 = 3000 Па (52)

P макс ЗЗК = (1,2 - 1,25) P РД = 1,25 · 3000 = 3750 Па (53)

P хв ЗЗК = P хв пр + (200 - 300) = 1000 + 300 = 1300 Па (54)

P ПСК = (1,05 - 1,15) P РД = 1,05 · 3000 = 3150 Па. (55)

12. Розрахунок газового пальника

Теоретичні основи

Розрахунок пальників доводиться виконувати як при проектуванні нових конструкцій (конструктивний розрахунок), так і у випадку застосування раніше розроблених пальників для нових умов роботи (перевірочний рас чет).

Соплова частину. Переважна більшість пальників працює в умовах докритичному швидкості витікання газу, тобто при його надмірному тиску не більше 85 кПа. При тиску газу перед соплом більше 85 кПа настають критичні умови закінчення. У розширюється соплі швидкість газу сягає швидкості звуку і подальшого збільшення її не відбувається. Для отримання максимальної (надзвуковий) швидкості слід застосовувати сопло з розширюється насадком (сопло Лаваля).

Проте до надлишкових тисків 100-150 кПа розширюється насадок сопла виходить таким малим, що практично ті ж результати дають звичайні сопла, виготовлення яких значно простіше.

Закінчення газу з отвору або сопла супроводжується двома явищами:

  • зниженням швидкості струменя через наявність опору тертя і втрат енергії за рахунок завихрення потоку;

  • стисненням струменя, що полягає в тому, що мінімальний перетин її виявляється менше, ніж перетин отвори або сопла. Це має місце через наявність інерції газових струменів при вході в отвір або сопловой канал.

Тракт повітря і суміші. При розрахунку тракту руху повітря і суміші в межах пальники враховуються тільки місцеві опору, викликані змінами величини або напрямку швидкості потоку.

У пальниках повного і часткового попереднього змішування крім неминучих змін швидкості і напрямків потоку повітря і суміші, обумовлених конструкцією пальника, мають місце значні втрати тиску в змішувачі, тому що найбільш ефективне змішання відбувається при великих швидкостях взаємодіючих струменів газу і повітря.

Як правило, найбільша втрата тиску в кінетичних пальниках пов'язана з необхідністю створення такої вихідної швидкості, яка може забезпечити сталу роботу пальника без проскакування полум'я при заданих мінімальних навантаженнях.

Для дифузійних пальників та пальників з частковим попереднім змішуванням, якщо суміш лежить поза концентраційних меж займання, вихідна швидкість може бути значно нижче. По-цьому випадку вона визначається вимогами процесу турбулентної дифузії в топці або умовами стабілізації факела

Рисунок 9 - Схема газового пальника

Розрахунок пальника низького тиску

Для розрахунку газового пальника приймаємо потужність вогнетривкої тунелю рівну 80 кВт, Q н = 35522 кДж / м 3, щільність газу 0,723 кг / м 3, t г = 10 ° С, V o = 9,07 м 3 / м 3. Коефіцієнт надлишку первинного повітря α = 0,6. Тиск газу 2 кПа.

  1. Визначаємо витрата газу:

  1. Визначаємо швидкість виходу газу із сопла, прийнявши коефіцієнт витрати сопла μ = 0,9

  1. Розраховуємо площу і діаметр сопла

  1. Визначаємо коефіцієнти ежекції

  1. Враховуючи досить високий тиск газу перед пальником, приймаємо ежекційних змішувач укороченого типу, з коефіцієнтом втрат До = 3,0

  2. Приймаються коефіцієнт витрати вогневих отворів головки μ 0 = 0,8 і знаходимо коефіцієнт опору вогневих отворів

  1. Розраховуємо коефіцієнт К1, що враховує втрати в головці пальника, приймаючи температуру підігріву гозовоздушной суміші на виході з головки пальники Пмм = 373К

  1. Розраховуємо оптимальне значення сумарної площі вихідних отворів пальника

  1. Розраховуємо швидкість виходу газоповітряної суміші з вогневих отворів

  1. Для W о і α = 0,6 значення діаметра вогневих отворів одно d = 6 мм; W отр = 2,95 м / с

  2. Знаходимо кількість вогневих отворів

  1. Крок отворів приймаємо S = 20 мм, знаходимо довжину головки пальники

  1. Визначаємо оптимальний діаметр горловини змішувача

Діаметр горловини буде дорівнює

  1. Розраховуємо інші розміри змішувача:

- Діаметр вхідного конфузор

- Довжина вхідного конфузор

- Діаметр на виході з дифузора d д = 1,4 d г = 135,8

- Довжина дифузора l д = 3,8 d г = 570 мм

- Довжина змішувача l см = 1,6 d г = 155,2 мм

- Довжина ежекційне змішувача l ЕЖ = 5,6 d г = 543,2 мм

- Радіус з'єднання конфузор з горловиною R = 2,4 d г = 232,8 мм

- Загальна довжина газового пальника L = l ЕЖ + l см = 543,2 +155,2 = 698,4

Список використаних джерел

  1. Іонін А.А. Газопостачання - М.: Стройиздат, 1989 р. - 439с

  2. СНиП 42.01-2002 Газорозподільні системи. М.: Стройиздат, 1987 р.

  3. Прохоров С.Г. Приклади розрахунку газових пальників. - Львів: ПДАБА, 2000 р.

  4. СНиП 23-01-99 Будівельна кліматологія.

  5. СНиП 2.04.07-86 * Теплові мережі.

  6. СП 42-101-2003 Загальні положення з проектування та будівництва газорозподільних систем з металевих і полімерних труб.

  7. Стаскевіч Н.Л., Северинець Г.М. Довідник з газопостачання і використання газу - Л.: Недра, 1990 р.

  8. Учитель І.Л., Ярошенко В.М., Гладких І.І., Капочкін Б.Б. Основи неогеодінамікі. Мережі газопроводів як елемент деформаційного моніторингу / / Одеса, Астропринт, 2001. - 144 с.

  9. Капочкін Б.Б., Нагребецкій В.С., Кучеренко Н.В. Ендогенні причини обвалення будівель у м. Одесі. - Матеріали 3-ей конференції Оран. - Одеса. - 1999 р. - Астропринт .- с. 93-94.

  10. СП 42-103-2003: Особливості проектування зовнішніх газопроводів з поліетиленових труб.

    Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Виробництво і технології | Курсова
    249.5кб. | скачати

    Схожі роботи:
    Газопостачання району мiста
    Послуга газопостачання
    Газопостачання в Білорусі
    Зовнішні мережі газопостачання
    Газопостачання населеного пункту
    Газопостачання промислового майданчика
    Газопостачання населеного пункту
    Газопостачання житлового будинку
    Тепло-газопостачання і вентиляція будівлі
© Усі права захищені
написати до нас