Газоснабжение г. Екатеринбург

курсовая газ.doc

Расчет основных характеристик газа по его составу
Расчет численности населения и часового расхода газа на квартал
Определение годового потребления газа бытовыми и мелкими коммунально-бытовыми потребителями
Расчет часового расхода газа по зонам застройки
Определение удельного часового расхода газа на одного человека
Трассировка кольцевой сети низкого давления
Определение удельных путевых расходов газа по участкам уличной распределительной сети
Определение расчетных часовых расходов газа по участкам уличной распределительной сети
Гидравлический расчет уличной распределительной сети низкого давления
Гидравлический расчет внутридомового газопровода
Гидравлический расчет внутриквартального газопровода
Расчет потребления газа среднего давления объектами коммунально-бытового назначения
Гидравлический расчет тупиковой сети среднего давления
Подбор оборудования ГРП
Расчет количества катодных станций
Библиографический список
Географическое положение – г. Екатеринбург
Источник газоснабжения –Майское месторождение.
Состав газа метан СН4=972% этан С2Н6=07% пропан С3Н8=01% н-бутан С4Н10=01% пентан С5Н12=0% углекислый газ СО2=09% азот N2=10%.
Давление в точке подключения газифицируемого района – 03 МПа.
бытовые – жилые дома;
мелкие коммунально-бытовые – предприятия общественного питания (столовые рестораны кафе) и учреждения здравоохранения (больницы родильные дома);
крупные коммунально-бытовые – бани прачечные предприятия по выпечке хлебобулочных изделий котельные.
в жилых домах высотой до пяти этажей – в каждой квартире устанавливаются бытовая газовая плита и проточный водонагреватель а в жилых домах высотой в 6 этажей и более – только бытовая газовая плита;
на предприятиях общественного питания – ресторанные газовые плиты;
в учреждениях здравоохранения – бытовые газовые плиты а при отсутствии централизованного горячего водоснабжения – емкостные водонагреватели.
Характеристика газифицируемого района:
продолжительность отопительного периода zот.пер=230 сут.;
средняя температура наружного воздуха за отопительный период
средняя температура наиболее холодной пятидневки =-35 °C;
преобладающее направление ветра за декабрь-февраль -З
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗА ПО ЕГО СОСТАВУ
Основными техническими характеристиками газа являются:
-низшая теплота сгорания Qнс;
-плотность газа rг;
-относительная плотность газа по воздуху s;
-теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1м3 газа (при коэффициенте избытка воздуха a=1) Vв0.
Низшая теплота сгорания газа определяется по формуле:
ri – объемная доля компонента %. Принимать по таблице1.
При расчете учитываются только горючие компоненты.
Плотность газа определяется по формуле :
где ri – плотность компонента газа кгм3. Принимать по таблице3 МУ.
Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле:
где rв – плотность воздуха кгм3. При нормальных условиях (0°С 01013МПа) rв = 1293кгм3.
Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1м3 газа (при коэффициенте избытка воздуха a=1 определяется по формуле :
где n и m – соответственно количество атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода.
Результаты расчетов заносятся в таблицу1.
Таблица 1 – Основные характеристики газа
РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ И ЧАСОВОГО РАСХОДА ГАЗА НА КВАРТАЛ
Площадь квартала Fкв в гектарах рассчитывается по геометрическим размерам каждого квартала.
Численность населения в каждом квартале определяется по формуле:
Nкв = Fкв а чел. (5)
Все результаты расчетов заносятся в таблицу2.
Таблица 2 – Численность населения и годовой расход газа
Таблица 1. Численность населения и часовой расход
Площадь квартала Fкв га
Плотность населения α челга
Численность населения Nквчел.
Удельн.расход газа qуд.м3(ч*чел)
Пятиэтажная застройка
Девятиэтажная застройка
Заполнение двух последних граф в таблице2 производится после расчета годового и часового расходов газа.
После заполнения таблицы необходимо выполнить проверку правильности расчетов.
)Σ Fкв(5) ·α=Σ Nкв(5);
Σ Fкв(9) ·α=Σ Nкв(9);
) Σ Nкв(5) · qуд= Qкв(5)
Σ Nкв(9) · qуд= Qкв(9)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА БЫТОВЫМИ И МЕЛКИМИ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ
В проекте необходимо определить годовые расходы газа низкого давления потребителями которого являются бытовые и мелкие коммунально-бытовые потребители: жилые здания предприятия общественного питания (больницы) и учреждения здравоохранения (столовые).
Годовой расход газа потребителями определяется по формуле:
где qт – норма расхода теплоты на одну расчетную единицу МДж которую следует принимать по [4] или по таблице7 МУ;
n – количество расчетных единиц (зависит от вида потребителей газа);
Qнс – низшая теплота сгорания газа МДжм3.
Все расчетные величины заносим в таблицу3.
Таблица 3 – Расчет годового расхода газа бытовыми и мелкими коммунально-бытовыми потребителями
Наименование потребителя
Количество расчетных единиц n
Расход на расчетную единицу
Годовой расход газа Qгод м3год
Девятиэтажные здания
РАСЧЕТ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО ЗОНАМ ЗАСТРОЙКИ
Максимальный расчетный часовой расход газа Qч на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды для каждой зоны застройки следует определить как долю годового расхода по формуле
где Кчм – коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа) значение которого для бытовых и коммунально-бытовых потребителей определяется по [4] или по таблице9 в зависимости от численности населения. При этом Кчм следует принимать дифференцированно по каждому району газоснабжения сети которого представляют самостоятельную систему гидравлически не связанную с подобными системами других районов;
Qгод – годовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды для данной застройки м3год.
Qч(5)=12659 *892111922=335506 (м3час)
Qч(9)=12500*506851882=20274 (м3час).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА НА ОДНОГО ЧЕЛОВЕКА
Удельный часовой расход газа м3ч на одного человека рассчитывается отдельно для каждой зоны застройки по формуле
qуд(5) =335506 302577*101=012
qуд(9) = 20274 40392*101=005
гдеb – поправочный коэффициент к расходу газа имеющего плотность отличную от 073кгм3. Применяется в случае выполнения гидравлического расчета по номограммам составленным для газа с плотностью 073кгм3. Эта поправка рассчитывается по формуле
Результаты расчета qуд заносятся в таблицу6 и рассчитывается часовой расход газа для каждого квартала:
Qкв = Nкв qуд м3ч.(10)
ТРАССИРОВКА КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Трассы уличных газопроводов проектируются из условия кратчайшего расстояния т.е. из условия минимальной протяженности.
Руководствуясь принципом надежности газоснабжения сеть низкого давления проектируют кольцевой состоящей из нескольких колец (контуров) и одного-трех ГРП.
Составленная схема считается правильной если все кварталы района становится возможным подключить (запитать) с одной стороны к газопроводу. В виде исключения разрешается подключение небольшого квартала через другой квартал. Предварительно следует определить (назначить) главный проезд транспорта в районе. Прокладывать газопроводы не рекомендуется по главному проезду проспектам основным транспортным магистралям и местам большого скопления людей.
После осуществления трассировки необходимо пронумеровать образовавшиеся кольца расставить ГРП и назначить точки встречи потоков газа. Наиболее оптимальный радиус действия ГРП составляет 600-800м радиус действия газопровода (расстояние от ГРП до точек встречи) составляет соответственно 850-1050м.
Следует учесть что при гидравлическом расчете уличной распределительной сети необходимо будет увязать гидравлические сопротивления «параллельных» участков сети (двух или более веток состоящих из одного или более участков
имеющих общую начальную точку и получающих газ от одного и того же участка) с точностью ±10%.
Параллельные участки могут быть расположены на внешних контурах колец
и на внутренних. Участки расположенные на внешних контурах несут нагрузку только одного кольца а внутренние – нагрузку двух колец между которыми они находятся поэтому они являются более нагруженными и их длину следует принимать примерно в 15-2 раза меньше чем длину веток (участков) расположенных на внешних контурах.
Пронумеровав точки встречи потоков газа по всем направлениям движения от всех ГРП приступают к разбивке сети на расчетные участки. Каждая точка разветвления или слияния потоков газа на перекрестках уличной сети подключение кварталов ГРП и т.д. нумеруются. Расчетный участок – это расстояние между двумя любыми соседними точками. Порядок нумерации может быть любой так как на результаты расчета он не влияет.
Расчетная схема вычерчивается в масштабе 1:5000 с обозначением расчетных участков длина которых определяется по масштабу.
Рисуется схема расположения участков газопровода («дерево») для каждого ГРП с указанием всех направлений движения газа и нумерацией расчетных участков от ГРП до точек встречи потоков без масштаба (рисунок1).
Рисунок 1 . Схема расположения участков газопровода («дерево») ГРП-1 (условно).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ПУТЕВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО УЧАСТКАМ УЛИЧНОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
Удельный путевой расход для каждого кольца определяется по формуле
где SQкв – сумма расходов газа кварталов подключаемых к расчетному кольцу м3ч;
lк – длина расчетного кольца м.
Расчет производится в табличной форме (таблица 6).
Таблица 5 . Удельные путевые расходы газа.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО УЧАСТКАМ УЛИЧНОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
Для сети низкого давления сосредоточенная нагрузка на газопровод заменяется равномерно распределенной и называется расчетным часовым расходом газа Qрасч м3ч который состоит из транзитного Qтр и эквивалентного Qэкв расходов и определяется по формуле:
Qрасч = Qтр + Qэкв. (11)
Транзитный расход – это расход который проходит через данный участок для обеспечения работы последующих участков и для данного участка является постоянной величиной.
Эквивалентный расход составляет часть путевого расхода газа Qпут и его согласно п.3.29 [4] следует определять по формуле:
Qэкв = 05 Qпут. (12)
Путевой расход газа на данном участке рассчитывается по формуле:
Qпут = qуд.пут l (13)
где l – длина участка м.
Если рассматриваемый участок принадлежит только одному кольцу то для этого участка удельный путевой расход будет равен удельному путевому расходу данного кольца. Если рассматриваемый участок находится между двумя кольцами то для этого участка удельный путевой расход будет равен сумме удельных путевых расходов соответствующих смежных колец.
Расчетный расход определится как:
Qрасч = Qтр + 05 Qпут. (14)
Все расчеты записываются в таблицу5.
Таблица 5 – Расчетные часовые расходы газа
Удельн.путевой расход qуд.пут.м3ч
Полученные расчетные расходы для каждого расчетного участка используются в гидравлическом расчете уличных распределительных сетей. На первом участке от каждого ГРП путевой расход не определяется и расчетный расход QрасчГРП равен транзитному расходу на данном участке.
Сумма путевых расходов всех участковSQпут (без повтора) равна сумме расчетных расходов газа от всех ГРП сети SQрасчГРП.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УЛИЧНОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Перед гидравлическим расчетом определяется допустимый (максимальный) перепад давления в газопроводе от ГРП до точки встречи потоков. От правильного использования расчетного перепада давления зависит металлоемкость сооружения и следовательно эффективность и экономичность всей системы.
Расчетный перепад давления должен обеспечить давление газа у газовых приборов отрегулированных на номинальную тепловую нагрузку. Номинальная тепловая нагрузка Qном (по паспорту завода изготовителя) обеспечивает работу газового прибора с максимальным КПД наилучшей полнотой сгорания и не вызывает опасных тепловых напряжений сокращающих срок работы приборов.
На основании статистических данных выявлены возможно-допустимые колебания тепловых нагрузок позволяющие эксплуатировать приборы с параметрами близкими к номинальным и допустимыми отклонениями по качеству сжигания.
Согласно рекомендациям Мосгазпроекта допускается перегрузка газового прибора при которой нет повышенных тепловых напряжений и содержание окиси углерода в продуктах сгорания не превышает нормы. Эта перегрузка должна составлять не более 20% и может быть только кратковременной. Допустимая недогрузка газового прибора не должна превышать 20%.
Количество газа поступающее в газовый прибор пропорционально давлению газа. Эта зависимость выражается следующей формулой:
для номинального режима:
Приняв перегрузку прибора 20% т.е. Qмакс =12 Qном получим:
pмакс = 144 pном » 15 pном. (19)
Таким же образом проведя вычисления для минимальной нагрузки газового прибора получим:
pмин = 064 pном » 06 pном. (20)
Величина суммарного расчетного перепада давления на ветке между ГРП и самым удаленным газовым прибором определится как разность между максимально и минимально допустимым давлением газа перед газовым прибором. Это положение можно интерпретировать как изменение тепловой нагрузки газового прибора в сторону уменьшения или увеличения ее против номинальной нагрузки т.е.:
p = 15 pном – 06 pном = 09 pном (21)
Номинальное давление перед газовыми приборами выпускаемыми нашей промышленностью составляет 200даПа следовательно
p = 09 · 200 = 180даПа.
Расчетные потери давления в газопроводах низкого давления по п.3.25 [4] рекомендуется распределять следующим образом:
в распределительной (уличной) сети – не более 120 даПа;
в газопроводах-вводах (квартальном и дворовом газопроводах) и внутренних (внутридомовых) газопроводах – не более 60 даПа.
Для вывода формул по которым производится гидравлический расчет используются три уравнения:
) уравнение Дарси – Вейсбаха
где p – потери давления Па;
w – средняя скорость движения газа мс;
ρ – плотность газа кгм3;
d – внутренний диаметр трубопровода м;
) уравнение состояния
) уравнение сплошности (неразрывности) потока
M = ρ w F = ρ0 w0 F= ρ0 Q0 (24)
M – массовый расход газа кгч;
w0- средняя скорость движения газа мс
Q0 - объемный расход газа м3ч
Величины ρ0 w0 Q0 приведены к нормальным условиям.
При выводе формул гидравлического расчета принимаются следующие граничные условия: по трубам движется несжимаемая жидкость температура газа не изменяется т.е. процесс течения газа – изотермический движение газа по трубам происходит от участков с более высоким давлением к участкам с более низким и при этом осуществляется переход потенциальной энергии в кинетическую. Движение газа связано с потерей потенциальной энергии (давления) на преодоление сопротивлений на его пути которые складываются из сопротивлений трению и местных сопротивлений.
При проектировании уличных распределительных сетей местные потери давления в газопроводах принимаются в размере 10% от линейных потерь давления на трение.
В результате совместного решения трех основных уравнений получается расчетная формула для определения гидравлического сопротивления трубопроводов:
где pн pк – давление соответственно в начале и в конце газопровода Па;
Гидравлический расчет выполняется по номограмме для низкого давления газа ([5 7] или рисунок3). Подбор диаметров производится по расчетным расходам на участках и средней удельной потере давления на 1 погонный метр Rср которая рассчитывается для каждого направления от ГРП до точки встречи двух потоков по формуле
где Sl – расстояние от ГРП до точки встречи потоков м.
Таблица 6 – Гидравлический расчет сети низкого давления
расчетный расход Qрасч м3ч
Средние удельные потери давления Rср Пам
фактические удельные потери давления Rфакт. Пам
Потери давления на трение на участке Rфакт.l Па
Общие потери давления на участке 11 Rфакт l Па
Рисунок 2 . Номограмма для определения потерь давления в газопроводах низкого давления для природного газа.(r=073кгм3 n=143·106м2с при 0°С и 01013МПа).
Невязку гидравлического сопротивления двух «параллельных» участков допускается принимать не более 10%. Гидравлический расчет производится в табличной форме (таблица6).
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВНУТРИДОМОВОГО ГАЗОПРОВОДА
Расчет внутридомовых газопроводов производится после выбора и размещения оборудования (газовой плиты газового водонагревателя и газового счетчика) а также составления аксонометрической схемы газопроводов.
Расход газа на газовую плиту зависит от количества и типа конфорок и объема духового шкафа. На современных газовых плитах устанавливаются 4 конфорки (две средние одна малая и одна большая мощностью qг соответственно 19; 09 и 27кВт) и духовой шкаф имеющий объем Vшк = 45 дм3 с удельной тепловой мощностью qшк = 009 кВтдм3.
Мощность водонагревателей Qвн составляет 18 20 23 и 25кВт и устанавливаются они в квартирах где нет централизованного горячего водоснабжения.
Расчет выполняется в следующей последовательности:
) определяется часовая нагрузка на прибор или группу приборов устанавливаемых в одной квартире по формуле
где nг – количество горелок малой средней или большой мощности на плите;
) вычисляются расчетные часовые расходы газа на всех участках по формуле
Qр.ч = Qкв nкв kо (32)
где nкв – число квартир обслуживаемых расчетным участком;
kо – коэффициент одновременности который следует принимать по [4] или таблице13;
) принимается диаметр участка в зависимости от его месторасположения:
подводки к приборам – 15мм;
диаметр стояка – 15-25мм (в зависимости от общей нагрузки на стояк);
диаметры остальных участков – такими чтобы суммарное сопротивление внутридомовой сети не превышало 30даПа.
) определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений ([5 6] или таблицам14 15 16) каждого участка в отдельности;
) по номограмме ([5] или рисунку3) находится эквивалентная длина трубопровода lэкв того же диаметра что и местные сопротивления со значением коэффициента
) измеряются фактические длины участков по масштабу l;
) определяются расчетные длины участков по формуле:
) определяются удельные потери давления на трение Rуд в газопроводах по номограммам в зависимости от расхода и выбранного диаметра участка;
) рассчитываются суммарные потери давления для каждого участка по формуле
Расчеты производятся для самого дальнего стояка. Диаметры остальных стояков не рассчитываются и принимаются равными диаметрам расчетного стояка. Результаты расчета сводятся в таблицу7. Увязка отдельных стояков не производится.
Рисунок 3 – Номограмма для определения эквивалентных длин для природного газа (r=073кгм3 n=14·10–6м2с при 0°С и 01013МПа)
Таблица 7 – Гидравлический расчет внутридомовой сети
Во внутридомовой сети газопроводов подача газа к приборам осуществляется через стояки и следовательно часть участков газопровода имеют разные геометрические отметки. В связи с тем что природный газ легче воздуха в стояках возникает дополнительное избыточное давление pизбА величина которого пропорциональна разности плотностей воздуха и газа. Величину этого дополнительного избыточного давления можно определить по рисунку5 МУ.
При расчете внутридомовых газовых сетей необходимо учесть сопротивление газовой горелки ргор » 70Па и газового счетчика рсч » 200Па.
РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
К сети среднего давления присоединяются крупные коммунально-бытовые потребители. В курсовом проекте рассматриваются баня прачечная хлебозавод и районная котельная.
Годовые расходы газа на нужды предприятий бытового обслуживания населения (прачечных бань и др.) и предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий (хлебозаводов пекарен и др.) следует определять по формуле
где M – количество расчетных единиц (р.ед.) для объектов коммунально-бытового назначения за год р.ед.год. Под расчетными единицами понимается показатель потребления газа [4] для которого установлены нормы расхода теплоты;
qт – норма расхода теплоты на расчетную единицу МДжр.ед.; принимать по [4] или по таблице7;
qтQнр – расход газа на расчетную единицу м3р.ед.
Для прачечных расчетным показателем потребления газа является одна тонна сухого белья (тс.б.). Количество расчетных единиц определяют исходя из следующих условий: услугами прачечных пользуется 50% населения района; каждый житель пользующийся услугами прачечной отдает в стирку за год 100кг сухого белья.
Годовое количество расчетных единиц для прачечных
Мп = nп rп N тс.б.год(45)
где nп – среднее количество сухого белья отдаваемое для стирки в прачечную одним человеком за год тс.б.(чел.·год); nп = 01тс.б.(чел.·год);
rп – доля жителей пользующихся услугами прачечной от общего числа жителей в районе; rп = 05;
N – общее число жителей в районе чел. принимать по таблице7 (N = Nкв).
Для бань расчетным показателем потребления газа является одна помывка (пом.) т.е. одно посещение бани одним человеком. Количество расчетных единиц определяют исходя из следующих условий: бани посещает 20-50% населения района; каждый житель района посещающий баню делает это 1 раз в неделю (52 раза в год).
Годовое количество расчетных единиц для бань
Мб = nб rб N пом.год(46)
где nб – среднее число посещений бани одним человеком за год пом.(чел.·год); nб = 52 пом.(чел.·год);
rб – доля жителей посещающих баню от общего числа жителей в районе rб = 02-05.
Для хлебозавода расчетным показателем потребления газа является одна тонна изделий (тизд.) выпускаемых предприятием. Количество расчетных единиц определяют исходя из условия потребления каждым жителем района 06-08кг изделий в сутки производимых предприятиями по выпечке хлеба и кондитерских изделий.
Годовое количество расчетных единиц для предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий
где 365 – количество суток в году;
nх.з – среднесуточное количество изделий выпускаемых предприятиями по выпечке хлеба и кондитерских изделий на одного жителя тизд.(чел.·сут.); nх.з = 00006-00008тизд.(чел.·сут.).
Потребление газа районной котельной определяют исходя из условия что вырабатываемая тепловая энергия расходуется на отопление и вентиляцию (ОВ) всех жилых и общественных зданий района и на централизованное горячее водоснабжение (ГВС) жилых и общественных зданий зон 6-9-этажной застройки (в зонах 2-5-этажной застройки используются местные системы горячего
водоснабжения с применением газовых водонагревателей).
Годовой расход газа на районную котельную при отсутствии проектов отопления вентиляции и горячего водоснабжения зданий может быть определен по формулам:
где – годовой расход газа на нужды централизованного отопления и вентиляции жилых и общественных зданий м3год;
– то же на нужды централизованного ГВС м3год;
– количество часов в сутках;
zот.пер tот.пер – соответственно продолжительность сут. и средняя температура воздуха °С отопительного периода (периода со средней суточной температурой воздуха 8°С и менее); принимать по [1] или таблице2;
k1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных k1 = 025;
k2 – то же на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных k2=06;
qо – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1м2 общей площади Втм2; принимать по [8] или таблице19;
А – общая площадь жилых зданий м2; при расчетной жилищной обеспеченности 18м2чел. [2]; А = 18 N;
к – коэффициент полезного действия котельных; к = 08-085;
tв – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий °С; для жилых и общественных зданий принимать tв = 18ºС;
tр.о – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления °С; принимать по [1 9] или по таблице2; tр.о = ;
a – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55°С на одного человека в жилых зданиях лсут.; для зданий с централизованным горячим водоснабжением с ванными оборудованными душами [2] принимать a = 120лсут.;
b – то же в общественных зданиях лсут; b = 25лсут. [8];
tх.в.з tх.в.л – температура холодной (водопроводной) воды соответственно в отопительный и неотопительный периоды ºС; при отсутствии данных принимать tх.в.з = 5ºС tх.в.л = 15ºС;
с = 4187кДж(кг·ºС) – удельная теплоемкость воды;
0 – количество суток работы котельной за год;
– коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора принимать = 08 (для курортов – 12-15 для предприятий – 10) [8].
Максимальные расчетные часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые и производственные нужды предприятий бытового обслуживания населения (прачечных бань и др.) и предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий (хлебозаводов пекарен и др.) следует определять по формуле (7). Значение коэффициента часового максимума Кчм следует принимать по [4] или по таблице20.
Для районной котельной максимальный расчетный часовой расход газа можно вычислять без предварительного расчета годового расхода газа.
Максимальный расчетный часовой расход газа на котельную при отсутствии проектов отопления вентиляции и горячего водоснабжения зданий можно определить используя указания [8] по формулам:
где – максимальный расчетный часовой расход газа на нужды централизованного отопления и вентиляции жилых и общественных зданий м3ч;
– то же на нужды централизованного горячего водоснабжения м3ч.
Максимальные расчетные часовые расходы газа на ГРП принять из расчетов сети низкого давления.
Результаты расчетов максимальных расчетных часовых расходов газа оформляем в табличной форме (таблица9).
Таблица 9 – Максимальные расчетные часовые расходы газа
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТУПИКОВОЙ СЕТИ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ
К сети среднего давления присоединяются крупные коммунально-бытовые потребители. В курсовом проекте рассматриваются баня прачечная хлебозавод и котельная. Студенту задается точка подключения к магистральному газопроводу расстояние от микрорайона и давление рт.п в точке подключения. На генплане микрорайона наносятся все потребители газа среднего давления. Затем осуществляется трассировка сети среднего давления таким образом чтобы газ подавался всем потребителям.
После определения расходов газа потребителями газа среднего давления составляется расчетная схема сети среднего давления. Расчетные расходы газа определяются простым суммированием.
В результате совместного решения уравнений Дарси–Вейсбаха состояния и сплошности (неразрывности) потока получается расчетное уравнение для определения гидравлического сопротивления трубопроводов:
где pн и pк – абсолютное давление соответственно в начале и в конце расчетного участка газопровода МПа;
Аср – комплексное число.
Давление которое необходимо поддерживать перед потребителем определяется суммой сопротивлений всех элементов газовой сети потребителя а именно: сопротивлением газопроводов газовой горелки оборудования ГРУ и т.д. Абсолютное минимальное давление газа перед котельной должно быть не менее 021МПа перед остальными потребителями – 016МПа.
Для расчета газопроводов выбирается ветка на которой находится потребитель определяющий давление в сети. Как правило это районная котельная так
как в котельной имеется ГРП или ГРУ.
Гидравлический расчет производится по номограммам для расчета газопроводов среднего давления ([6 7] или рисунок4).
Сначала определяется среднее значение комплексного числа по формуле
Аср= (pн2 – pк 2) L. (55)
Затем в зависимости от расчетного расхода газа и значения среднего комплексного числа Аср для данной ветки газопровода по номограмме определяется диаметр газопровода для каждого участка фактическое значение комплексного числа и рассчитывается значение давления газа рк в конце каждого участка. Конечное давление pк на первом участке является начальным давлением pн на втором участке данной ветки конечное давление на втором участке является начальным давлением на третьем участке и т.д. После подбора диаметров газопровода для всех веток и участков производится подбор диаметров газопровода для ответвлений. При этом начальным давлением будет
являться давление газа в точке подключения а конечным – давление перед потребителем.
Давление в конце участка определяется по формуле
Если при расчете окажется что значение комплексного числа Аф>10 то диаметр газопровода следует принимать по ближайшему значению Аф≤10.
Результаты расчетов оформляем в табличной форме (таблица10).
Таблица 10 – Гидравлический расчет тупиковой сети среднего давления
Рисунок 4 – Номограмма для расчета газопроводов среднего и высокого давления для природного газа (ρ = 073кгм3 =15·10–6м2с)
ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГРП
В ГРП установлено оборудование обеспечивающее бесперебойную подачу газа к потребителю с нужным давлением. На входе газа в ГРП устанавливается задвижка обеспечивающая открытие и закрытие подачи газа. На рисунке7 показана принципиальная схема ГРП.
Рисунок 5 Принципиальная схема ГРП:
– газовый фильтр; 2 – предохранительно-запорный клапан (ПЗК);
– регулятор давления; 4 – газовый счетчик; 5 – предохранительно-сбросной клапан (ПСК); 6– задвижка; 7 – манометр 8 – газовая свеча
Рисунок 6 Расчетная схема для подбора оборудования ГРП:
- газовый фильтр 2-ПЗК 3-регулятор давления
Все оборудование ГРП подбирается по давлению газа перед соответствующим аппаратом и по его пропускной способности Q которая должна обеспечивать проход требуемого количества газа QрасчГРП.
Расчетная схема для подбора оборудования ГРП представлена на рисунке6.
Давление газа на входе в ГРП р1 принимается из расчета сети среднего давления а расчетный расход газа QрасчГРП – из расчета сети низкого давления.
Подбор оборудования следует начинать с подбора газового фильтра. Газовый
фильтр предназначен для очистки транспортируемого по газопроводам газа от пыли ржавчины и других механических примесей которые приводят к преждевременному износу газопроводов запорной и регулирующей арматуры нарушают работу контрольно-измерительных и регулирующих приборов.
Необходимая степень очистки фильтром газового потока обеспечивается при ограниченных скоростях газа определяемых максимально допустимым перепадом давления Dр на фильтрующем элементе который не должен превышать для сетчатых фильтров 5000 для волосяных – 10000 для новых фильтров или после их чистки и промывки т.е. на чистой сетке или кассете соответственно 2500 и 5000Па.
Выбор фильтра следует производит по [6] или по таблице23 МУ.
Если QрасчГРП и р1 при плотности газа г=073кгм3 отличаются от табличных для выбранного фильтра то его пропускная способность определится по формуле
где значения с индексом «таб» принимаются по таблице 23 а индекс «абс» означает что давление – абсолютное т.е.
pабс = pизб + B (58)
где B = 01МПа – барометрическое (атмосферное) давление а индекс «изб» означает что давление – избыточное.
Если полученное значение пропускной способности Q фильтра несколько больше требуемого QрасчГРП (производительности ГРП) то фильтр считается подобранным если нет то выбирается фильтр с большей пропускной способность и выполняется пересчет по формуле (57).
Подбираем для всех трех ГРП фильтр ФГ-50.
Далее производится подбор регулятора давления.
Регулятор давления – это устройство предназначенное для автоматического снижения и поддержания давления газа на определенном заранее заданном уровне.
Выбор регулятора давления следует производит по [6] или по таблице24 МУ.
Если QрасчГРП р3 и р4 при плотности газа г=073кгм3 отличаются от табличных для выбранного регулятора то его пропускная способность определится по формуле:
где р3абс = р1абс – Dрф – DрПЗК МПа;
Dрф – потери давления на газовом фильтре МПа;
DрПЗК = 0002-0003МПа – потери давления на ПЗК;
Если после пересчета пропускной способности выполняется условие:
то регулятор считается подобранным а если нет то выбирается другой регулятор и осуществляется пересчет пропускной способности.
Выбираем для всех трех ГРП регулятор давления блочный конструкции Казанцева РДБК-50 с пропускной способностью 1790 м3ч.
РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА КАТОДНЫХ СТАНЦИЙ
Поверхность всех газопроводов
Sг = p d l · 10–3=107369 м2. (62)
Диаметры d и длины l газопроводов берутся из таблиц гидравлического расчета сетей низкого и среднего давления.
Плотность поверхности газопроводов на 1га защищаемой территории:
Плотность тока необходимая для защиты:
j = 201 + (99 – 339d – 496r) · 10–3=1795 мА·м (64)
где r – удельное сопротивление грунта r = 1550 Ом·м.
Суммарный защитный ток с 30% запасом:
J = 13 j Sг · 10–3=2512 А. (65)
Количество катодных станций:
где jк.с – ток одной станции (25-30 А).
Радиус действия одной станции:
Обычно применяется кабель АВРБ 316. Сопротивление кабеля длиной 100м составляет Rкаб = 00646Ом.
Сопротивление анодного заземления из чугунных труб (d=150мм)
составляет Rа.з = 054Ом.
Выходное напряжение катодной станции рассчитывается по формуле
Uвых = 25 (Rкаб + Rа. з) В. (68)
Uвых = 25 · (00646 + 054) = 15115 В.
Тип станции подбирается по таблицам25 26 МУ – по выходному напряжению с запасом 50%.
Выбираем ПАСК-М 12-4824 У1 в количестве 10 шт.

генплан.cdw

Генплан района города М 1:5000
План газопровода среднего давления М 1:5000
План газопровода низкого давления М 1:5000

внутридомовой г-д.cdw

ПЛАН ТИПОВОГО ЭТАЖА М1:100
Трубы стальные водогазо-
Плита газовая 4-х конфорочная
Водонагреватель газовый
Кран пробковый пружинный Dy=15
Кран пробковый натяжной Dy=25
Спецификация материалов и оборудования
Аксонометрическая схема внутридомового газопровода (1:100)
Газопровод низкого давления
Зачеканить асбестовым шнуром
Изоляция минераловатными конструкциями
Газопровод среднего давления