Проектирование распределительных систем газоснабжения (расчеты + чертеж)

ССД+СНД.dwg

План кварталов города
План кварталов города с газовой сетью низкого и среднего давления (М 1:10000)
ПП №2 V=15000 нм³ч P=0.23 МПа
ПП №1 V=8000 нм³ч P=0.15 МПа
Газовые сети и установки
Курсовое проектирование
Cхема подводного перехода газопровода
План кварталов с газовой сетью средного и низкого давления
аксонометрическая схема
конденсатосборник среднего и низкого давления
колодец железобетонный.
ПП №2 V=11000 нм³ч P=0
ПП №1 V=7000 нм³ч P=0
План кварталов с газовой сетью средного и низкого давления.
колодец железобетонный
схема подводного перехода газопровода
Труба внутренняя в сборе
Контактная пластинка для замера разности потенциалов труба—грунт
Конденсатосборник среднего давления
Колодец железобетонный
Компенсатор двухлинзовый
Регулятор давления после себя
Выходной трубопровод
пересечение газопроводом плиты перектрытия.
Пересечение газопроводом плиты перекрытия
Труба для удаления конденсата
Конденсатосборник низкого давления
Регулятор давления газа РДУК2В-200105
Предохранительный сбросной клапан ПСК-50Н(В)
Газогорелочное устройство ГИИВ 3
Вентиляционный патрубок
Выход клапана предохранительного сбросного
Продувочный патрубок
Подвод импульса к регулятору
Вход клапана предохранительного сбросного
Аксонометрическая схема системы газоснабжения
План кварталов города с газовой сетью среднего давления
План кварталов города с газовой сетью низкого давления
пересечение плиты перекрытия газопроводом
ПП №2 V=7000 нм³ч P=0.17 МПа
ПП №1 V=9000 нм³ч P=0.2 МПа
План кварталов города с газовой сетью низкого и среднего давления
Регулятор давления газа РД 100-6480
Вид - природный с теплотой сгорания плотностью.
Максимальный часовой расход .
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.
ВЕДОМОСТЬ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ОСНОВНОГО КОМПЛЕКТА.
пересечение плиты перекрытия газопроводом
План кварталов с сетями низкого и среднего давления
Монтаж и испытания трубопроводов и арматуры производить согласно СНиП 42-01-2002
"Газораспределительные системы"
ПБ 12-529-03 "Правил безопасности систем газораспределения и
Согласно п. 10.5.6 СНиП 42-01-2002 выполнить испытания газопроводов на герметичность
санитарно-гигиенических
противопожарных и других норм
Данный проект выполнен на основании:
принятые в рабочих чертежах
соответствуют требованиям
на территории Российской Федирации
и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья
Проектирование выполнено в соответствии с требованиями строительных норм и правил
эксплуатацию обьекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами мероприятий.
СНиП 42-01-2002 "Газораспределительные системы" и ПБ 12-529-03 "Правила безопасности
систем газораспределения и газопотреблениия".
Рабочие давление : - газопровод среднего давления Г2 до 0.3МПа (3 кгссм2).
сжатым воздухом. Значения испытательного давления и время выдержки под давлением стальных
подземных газопроводов для рабочего давления газа до 0
МПа -испытательное давление 0
продолжительность испытаний 24 часа.
Согласно п. 10.4.1 СНиП 42-01-2002 выполнить контроль
стыки физическими методами законченных
сваркой участков по табл.14 (50 %
но не менее одного стыка
Выбор материалов труб
фасонных деталей производить в соответствии со
спецификацией оборудования.
Пуск и остановку трубопроводов в зимнее время проводить в соответствии с "Регламентом
проведения в зимнее время пуска
остановки и испытания на герметичность сосудов" (Приложение17
После монтажа все трубопроводы тщательно очистить от окалины
лических брызг и посторонних предметов.
В качестве антикоррозионного покрытия надземных участков применить окраску поверхностей двумя слоями эмали
ПФ-115 ГОСТ 6465-76* по слою грунтовки ГФ-21 ГОСТ 25129-82*. Цвет применяемой эмали должен соответствовать
требованиям ГОСТ 14202-69 "Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска".
Цвет окраски газопровода - желтый.
Охранная зона для газопровода среднего давления составляет - 2м с каждой стороны газопровода.
Расчетный срок эксплуатации трубопроводов составляет 40 лет
арматуры - в соответствии с данными заводов-изготовителей
Газопровод в местах ввода в здание
заключен в футляр. Пространство между стеной и футляром
следует заделывать на всю толщину стены. Концы футляра следует уплотнять эластичным материалом.
герметичность кранов довести до
класса В притиркой по ГОСТ 9544-93.
ВЕДОМОСТЬ ССЫЛОЧНЫХ ДОКУМЕНТОВ
Экспликация оборудования сети низкого давления
План подвала M 1:100
План типового этажа M 1:100
Газораспределительные системы
Правила безопасности систем
газораспределения и газопотребления
СПДС. Газоснабжение. Наружные газопроводы. Рабочие чертежи
Трубы стальные водогазопроводные
Общие положения по проектированию и строительству ГРС
Аксонометрическая схема системы газоснабжения
План типового этажа М1:100
Труба стальная Dy=108*6
Труба стальная Dy=180*4
Труба стальная Dy=219*6
Труба стальная Dy=245*7
Труба стальная Dy=273*8
Труба стальная Dy=325*8
Труба стальная Dy=377*9
Труба стальная Dy=426*9
Труба стальная Dy=529*7
Труба стальная Dy=630*7
Труба стальная Dy=192*6
Труба стальная Dy=299*8
Конденсатосборник Dy=219
Конденсатосборник Dy=245
Конденсатосборник Dy=273
Конденсатосборник Dy=377
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Труба для магистрального газопровода Dy=426*9
Конденсатосборник Dy=520
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ
Экспликация оборудования сети среднего давления
Труба для магистрального газопровода Dy=520*7
Труба для магистрального газопровода Dy=520*9
Труба водогазпроводная Dy=133*4
Задвижка паралелльная Dy=25
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ВНУТРИДОМОВОГО ГАЗОПРОВОДА
Труба водогазпроводная Dy=21
Труба водогазпроводная Dy=26
Труба водогазпроводная Dy=33
Стальной футляр Dy=30
Кран пробковый Dy=20
Экспликация оборудования внутридомового газопровода
Технологическая схема газораспределительной сети низкого и среднего давления

Курсовой проект - Проектирование распределительных систем газоснабжения.docx

Федеральное агентство по образованию РФ
Дальневосточный Государственный Технический Университет
(ДВПИ им. В.В.Куйбышева)
Кафедра проектирования сооружения и эксплуатации
газонефтепроводов и газонефтехранилищ
По дисциплине «Газоснабжение»
«Проектирование распределительных систем газоснабжения»
г. Владивосток 2010 г.
Проектирование газоснабжения района города5
1.Определение численности населения5
2. Определение годовых расходов газа5
2.1.Расход газа на бытовые нужды населения6
2.2. Расход газа предприятиями коммунально-бытового хозяйства и общественными зданиями.7
3.Определение расчетных часовых расходов газа9
3.1.Расход на бытовые нужды населения9
3.2.Расход на коммунально-бытовое потребление9
3.3.Расход на отопление и вентиляцию10
3.4.Расход на горячее водоснабжение10
3.6.Расчетные расходы на сеть низкого давления11
4.Определение количества ГРП12
Гидравлический расчет газопроводов12
1.Гидравлический расчет газопроводов сети низкого давления12
2.Гидравлический расчет газопроводов сети среднего давления18
Проектирование газорегуляторного пункта12
1.Подбор регулятора давления22
3.Определение потерь давления в кранах местных сопротивлениях и предохранительном запорном клапане линии регулятора24
4.Подбор предохранительного сбросного клапана25
Проектирование газораспределительной станции26
1.Очистка газа на ГРС.26
2.Определение температуры на выходе из ГРС26
3.Выбор регулятора давления на ГРС.27
Определение объема хранилищ сжиженных углеводородных газов (СУГ) и расчет их количества27
Список используемой литературы29
Газ – лучший вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирования процесса горения; высокий коэффициент полезного действия топливоиспользующих установок; экономичность и простота транспортировки к потребителю; возможность хранения в сжатом и сжиженном состоянии; отсутствие вредных веществ.
Газовая промышленность является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей народного хозяйства. В нашей стране создан высокоэффективный топливно-энергетический комплекс. Российская федерация – единственная крупная промышленно развитая страна которая полностью обеспечивает себя топливом и энергией за счет собственных природных ресурсов и одновременно осуществляет экспорт топлива и электроэнергии.
Использование газа разнообразно: основная часть направляется на нужды энергетики (топливо для тепловых электростанций котельных); другая используется как технологическое топливо для сушки различной продукции (выпаривания водных растворов); на бытовое потребление в коммунальном хозяйстве. Газ в сжиженном или сжатом виде применяется в двигателях внутреннего сгорания в автомобилях и возможно его использование в самолетах. Энергетическое использование природного газа определяется высокой теплотворной способностью простотой технологического оборудования для сжигания газа и минимальным загрязнением среды. Он — самый перспективный вид топлива в мире.
Система газоснабжения городов населенных пунктов состоит из источников газоснабжения газораспределительной сети и внутреннего оборудования.
Источник газораспределения — элемент системы газоснабжения (например газораспределительная станция — ГРС) служащий для подачи газа в газораспределительную сеть.
Газовая распределительная сеть представляет собой систему трубопроводов и оборудования служащих для транспортирования и распределения газа внутри города или какого-либо другого населенного пункта.
Внутреннее газовое оборудование жилых домов коммунальных и промышленных предприятий включает внутридомовые и промышленные газопроводы а также газовые приборы и установки для сжижения газа.
Современные распределительные системы газоснабжения представляют собой (в зависимости от объекта) сложный комплекс сооружений состоящих из следующих основных элементов (1):
газовых сетей высокого среднего и низкого давления;
газораспределительные станции (ГРС);
газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ).
В курсовом проекте необходимо разработать технический проект газоснабжения района города Арсеньева. Город снабжается газом Комсомольского месторождения.
Данные для проектирования наружных городских сетей
Плотность населения n = 410 (челга);
Климатологические данные города Арсеньева:
температура воздуха наиболее холодной пятидневки= –33 ();
расчетная температура воздуха для проектирования вентиляция = -68();
средняя температура воздуха отопительного периода = –81().
продолжительность отопительного периода =203 сут.
Характеристика природного газа
Состав газа (по объему) %
Плотность (при 0°C и 01013 МПа) кгм3
Низшая теплота сгорания кДж(кгК)
Степень использования газа для бытовых нужд населения:
а.приготовление пищи в домашних условиях (в % от всего населения) – 16;
б.приготовление горячей воды для санитарно-технических нужд в домашних условиях (в % от всего населения) – 18.
Степень использования газа предприятиями и учреждениями коммунально-бытового обслуживания населения (в % от пропускной способности этих предприятий) – 15.
Степень использования газа для отопления и вентиляции жилых и общественных зданий (в % от общей кубатуры):
а.мелкие котельные и печное отопление – 25;
б.крупные районные и квартальные котельные –75.
В проекте необходимо предусмотреть снабжение газом крупных промышленных предприятий и предприятий легкой городской промышленности:
а.крупные промышленные предприятия:
промпредприятие № 1 V=7000 (нм3ч) Р = 018 (МПа);
промпредприятие № 2 V=11000 (нм3ч) Р = 020 (МПа).
б.мелкая городская промышленность расход газа составляет (в % расхода газа коммунально-бытовыми предприятиями) – 14.
Давление газа перед ГРС 25 (МПа) температура газа 11().
Давление газа после ГРС 035 (МПа).
Данные для проектирования газоснабжения объекта и газохранилища
Количество этажей – 6 подъездов – 2;
Номинальное давление газа перед приборами 1200 (Па);
Объем газохранилища 15000 (нм3);
Состав газа в газохранилище 50% С3Н8 50% С4Н10.
Проектирование газоснабжения района города
1. Определение численности населения
Определяем численность населения проживающего в каждом квартале газифицируемого населенного пункта в зависимости от плотности жилищного фонда по формуле:
где N – численность населения чел;
F – площадь застройки га;
n – плотность населения челга.
Данные расчетов сводим в таблицу:
Численность населения по кварталам
Для Комсомольского месторождения газа:
2.Определение годовых расходов газа
Годовые расходы газа используются для планирования количества газа которое необходимо доставить проектируемому населённому пункту а расчётные (максимально-часовые) – для определения диаметров газопроводов.
Все виды городского потребления газа можно сгруппировать следующим образом:
Расход газа населением в кварталах жилых домов для приготовления пищи и горячей воды.
Расход газа предприятиями коммунального хозяйства и общественными зданиями (бани больницы механизированные прачечные хлебозаводы котельные).
Расход газа на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.
Расход газа промышленностью.
Точный расчет расхода газа на бытовые нужды сделать сложно так как расход газа зависит от целого ряда факторов которые не поддаются точному учету. Поэтому потребление газа определяют по усредненным нормам расхода теплоты полученным на основании статистических данных.
Нормы годового расхода тепла на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды приведены в СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».
2.1.Расход газа на бытовые нужды населения
(приготовление пищи и горячей воды)
Охват газоснабжением квартир для большинства городов близок к единице. Однако при наличии старого жилищного фонда который нельзя газифицировать или наоборот при наличии высоких зданий оборудованных электроплитами степень охвата газоснабжением квартир будет меньше единицы. Обозначим степень охвата газоснабжением квартир через Y (Y=098). Число жителей из 1000 человек пользующихся газом обозначим z принимаем его в зависимости от степени газифицирования жилых домов:
z1=03 – при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения;
z2=03 – при наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения);
z3=04 – при наличии газовой плиты но без централизованного горячего водоснабжения и газовых водонагревателей.
Годовой расход газа определяется по формуле:
где – годовая норма расхода газа на приготовление пищи и горячей воды при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения
– годовая норма расхода газа на приготовление пищи и горячей воды при наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения)
– годовая норма расхода газа на приготовление пищи без газового водонагревателя и при отсутствии централизованного горячего водоснабжения
– низшая теплотворная способность газа ;
– численность населения.
2.2.Расход газа предприятиями коммунально-бытового хозяйства и общественными зданиями (бани предприятия общественного питания здравоохранения и хлебопекарной промышленности).
При расчете потребления газа прачечными учитываем расход газа на стирку белья в домашних условиях и банях. Принимаем норму накопления белья 100 т. на 1000 жителей.
где - норма расхода теплоты на стирку белья в механизированных прачечных ккал;
z =045 - доля жителей пользующихся прачечными;
Y=098 - охват газоснабжением прачечных.
При определении количества помывок в банях исходим из расчета 52 помывки в год на человека.
где - норма расхода теплоты на одну помывку ккал;
z =045 - доля жителей пользующихся услугами бань;
Y=098 - охват газоснабжением бань.
Предприятия общественного питания
При расчете годового расхода газа на предприятиях общественного питания учитываем их среднюю загрузку. Охват обслуживанием населения предприятиями общепита принимаем z=085 общей численности считая что каждый человек регулярно пользуется столовыми и ресторанами потребляет в среднем в день один обед плюс один ужин (завтрак).
где Y=098 – охват газоснабжением предприятий общепита;
q =1+05= - норма расхода теплоты на приготовление обеда и завтрака (ужина) Дж; кол-во рабочих дней – 360.
Предприятия здравоохранения
При расходе газа на предприятиях здравоохранения принимаем что их вместимость определяется из расчета 12 коек на 1000 жителей.
где Y=1 – охват газоснабжением учреждений здравоохранения;
q1=- норма расхода теплоты на приготовление пищи Дж;
q2=- норма расхода теплоты на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья) Дж.
Предприятия хлебопекарной промышленности
При выпечке хлеба и кондитерских изделий составляющих основной вид продукции данных потребителей газа следует учитывать разницу в потреблении тепла на разные виды продукции. Норма выпечки хлеба в сутки на 1000 жителей принимается в размере 06 - 08 тонны. В эту норму входит выпечка и чёрного и белого хлеба а так же выпечка кондитерских изделий. Поэтому удельный расход теплоты применим осредненным. При расчёте расхода газа охват газоснабжением хлебозаводов и пекарен Y примем равным 1. Общий расход теплоты на хлебозаводы и пекарни определяются по формуле:
где Y=1 – охват газоснабжением для хлебозаводов и пекарен;
=1250 - норма расхода теплоты для хлебозаводов и пекарен Дж;
кол-во рабочих дней – 360;
Принимаем что доля детей ясельного возраста = 01 (от всего населения); доля детей в возрасте 4-7 лет – 01 (от всего населения):
норма расхода теплоты на приготовление пищи (ясли)
норма расхода теплоты на приготовление горячей воды (ясли) ккал;
норма расхода теплоты на приготовление пищи (д.сады) ккал;
норма расхода теплоты на приготовление горячей воды (д.сады) ;
Y1=1 – охват газоснабжением ясель;
Y2=1 – охват газоснабжением детских садов.
Мелкая городская промышленность
(ателье мастерские парикмахерские магазины)
Годовые расходы газа на нужды предприятий торговли предприятий бытового обслуживания населения (парикмахерские ателье мастерские магазины) принимаем в размере 14 % годового расхода газа на бытовое потребление.
3.Определение расчетных часовых расходов газа
Системы газоснабжения населенных пунктов рассчитывают на максимальный часовой расход газа.
Максимальный расчетный часовой расход газа (м3ч) (в пересчете на нормальные условия 0°С и 760 мм рт. ст.) на хозяйственно-бытовые и производственные нужды следует определять как долю годового расхода газа по формуле:
где – коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа);
– годовой расход газа (нм3год).
Значения коэффициента часового максимума расхода газа для бань прачечных предприятий общественного питания и предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий приведены в СП 42-101-2003.
Для населения численностью 305204 человека
3.1.Расход на бытовые нужды населения
3.2.Расход на коммунально-бытовое потребление
3.3.Расход на отопление и вентиляцию
– удельная отопительная характеристика 04 (ккалм3чС0);
а – коэффициент учитывающий изменения в зависимости от (а=1);
– усреднённая расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий. Если нет указаний о назначении общественных зданий для всех зданий принимается равной +18 (ºС);
– наружная отопительная температура - 81 (ºС);
– КПД системы отопления 085;
Vн – наружный строительный объем отапливаемых зданий Vн = V1+V2 V1 = 60 (м3) V2 = 025·V1 = 15 (м3) Vн = 75 (м3).
– удельная отопительная характеристика 035 (ккалм3чС0);
– внутренняя температура помещения равная +18 (ºС);
– среднемесячная температура отопительного периода - 68 (ºС);
Vн – наружный строительный объем отапливаемых зданий
3.4.Расход на горячее водоснабжение
=1.2;=17 –суточный и часовой коэффициенты неравномерности потребления.
N – количество жителей в населенном пункте охваченных централизированным горячим водоснабжением.
a – норма расхода горячей воды (при t=55 С0) для жилых зданий (принимается 85лсут. на жителя).
b - норма расхода горячей воды (при t=65 С0) для всех общественных зданий (принимается 25лсут. на жителя).
-температура водопроводной воды (при отсутствии точных данных принимаем 5 С0); - КПД системы.
3.5.Расход газа крупными и мелкими котельными
Мелкие котельные и печное отопление:
где – степень использования газа для отопления жилых и общественных зданий (в % от общей кубатуры);
Крупные районные и квартальные котельные:
3.6.Расчетные расходы на сеть низкого давления
Все расчеты приведенные выше занесем в таблицу №3.
Таблица № 3. Расходы газа.
Бытовое потребление газа
Коммунально-бытовое потребление
Мелкие коммунально-бытовые потребители
4.Определение количества ГРП
При проектировании газоснабжения городов большое значение имеет правильный выбор количества ГРС и ГРП их производительность и размещение. С увеличением их количества уменьшаются радиусы действия и нагрузки на сеть следовательно диаметры и стоимость сети. Зато увеличивается стоимость ГРС и ГРП удорожается и усложняется эксплуатация системы. Для ГРП питающей сеть низкого давления оптимальная производительность Vоп = 10000-15000 м3ч оптимальный радиус действия Rоп = 4-5 км. С учетом этого количество ГРП определяется по формуле:
Примем количество ГРП равное 3.
Гидравлический расчет газопроводов
1.Гидравлический расчет газопроводов сети низкого давления
Городские сети низкого давления распределяющие газ по всей территории застройки к бытовым и мелким коммунальным предприятиям представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям. При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП) и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть затем внутриквартальную разводку.
Потребители подключаемые к распределительным газопроводам низкого давления за исключением отдельных сосредоточенных разбирают газ из сети неравномерно и закономерность разбора установить трудно. Для упрощения задачи допускают что бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями газ по пути его следования в трубе расходуется равномерно (расход газа отбираемый на участке газопровода называется путевым расходом на данном участке). Однако чаще всего по участку проходят и те количества газа которые предназначены для других участков. Для данного же участка этот расход газа будет считаться транзитным.
При проектировании необходимо выбрать наилучший вариант движения потоков газа и так подобрать диаметры сети чтобы добиться намеченного распределения потоков.
Направления движения потоков газа выбираем так чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираем начиная от точки питания к периферии.
Пути движения транзитных потоков газа выбираем так чтобы соблюдая первое условие одновременно добиваться как можно более равномерного распределения потоков газа по всем направлениям.
Гидравлический расчет газопроводов сводится к определению оптимального диаметра при заданной длине и перепаде давления в нем от источника газа до диктующего потребителя (конечной точки).
Порядок расчета кольцевой разветвленной сети низкого давления:
С помощью генплана района города по формуле определяем приведенные длины участков газопроводов учитывающие характер их питания:
при двухсторонней раздаче
при односторонней раздаче
Удельные расходы газа для каждого района определяются по формуле:
– удельно-путевой расход;
– суммарный расход на сеть низкого давления района;
– сумма приведенных длин участков газопроводов.
Находим путевой расход каждого участка газопровода по формуле:
Далее вычисляем по расчетной схеме транзитные расходы газа по участкам. Рассчитав путевые и транзитные расходы газа всех участков газопроводов проводим проверку невязки между суммарным расходом газа на ГРП и суммарным расходом газа на сеть низкого давления (допускается невязка до 10 %).
Определяем расчетные расходы для участков:
– путевой расход участка газопровода;
– транзитный расход газа участка газопровода;
– коэффициент учитывает долю путевого расхода газа в данной точке участка и зависит от . Для газовых сетей населенных пунктов обычно транзитный расход газа во много раз больше путевого поэтому для определения расчетных расходов газа на участках принимают
Далее приступаем к гидравлическому расчету сети. Расчетные длины участков определяем по формуле:
Множитель 11 означает искусственное увеличение длины газопровода для компенсации различных местных сопротивлений (повороты задвижки компенсаторы и т. п.)
Далее задаемся располагаемым перепадом давления от источника газа (ГРП) до наиболее удаленного потребителя. Выбор расчетных перепадов давления в сетях низкого давления принимается исходя из допустимых колебаний тепловых нагрузок бытовых газовых приборов. При снабжении потребителей природным газом с низшей теплотой сгорания 8000—10 000 ккалм3 давление газа перед бытовыми газовыми приборами принимают 1200 Па или 2000 Па. Исходя из этого при давлении газа на выходе из ГРП равном 3000 Па суммарный перепад давления в газовых сетях по СП 42-101-2003 рекомендуется принимать равным 1800 Па в том числе: в уличных газопроводах 1200 Па в дворовых и домовых — 600 Па. Таким образом при расчетах уличных распределительных газовых сетей следует ориентироваться на перепад давления в 1200 Па.
Определяем ориентировочные удельные потери по длине участка газопровода по формуле:
Ориентируясь по средней удельной потере давления и расчетным расходам газа на участках по номограмме подбираем диаметры газопроводов на участках сети.
Для выбранных диаметров газопроводов на участках по той же номограмме определяем действительные удельные потери давления.
Умножая действительные потери давления на участках на длину этих участков определяем действительные потери давления на участках. При расчете кольцевых газопроводов необходимо выполнить два обязательных условия:
а. Потери давления от ГРП до самой удаленной точки не должны превышать располагаемый перепад давления;
б. Потери давления в полукольцах или алгебраическая сумма потерь давлений в кольце должны быть равны нулю (допускается невязка до 10 %).
Потери рассчитываем с учетом гидростатического напора который находим по формуле:
где – разность геодезических отметок;
– плотность (удельный вес) воздуха и газа соответственно.
– коэффициент свободного падения.
При использовании данной формулы знак конечного результата принимается положительным если газ легче воздуха и движется вниз (с высокой к низкой отметке) т.е. необходимо затратить усилие чтобы толкнуть его вниз. Отрицательным – если газ легче воздухе и движется вверх.
Расчеты сводим в таблицу №4.
Гидравлический расчет сети низкого давления
Направление движения газа
Удельный путевой расход газа
2.Гидравлический расчет газопроводов сети среднего давления
Гидравлический расчет кольцевого газопровода среднего давления начинается с выбора диктующего потребителя (с и ) при обеспечении газом которого другие потребители заведомо будут обеспечены.Начальное давление газа принимается по заданию (давление газа на выходе из газораспределительной станции. Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно обеспечивать нормальную работу диктующего потребителя ( с учетом ответвления .
+7000+11000+6430906+219199+116667=14037297
Среднеквадратичную потерю давления газа на полукольце определяем по формуле:
где - соответственно начальное и конечное давление газа кПа;
- сумма длин всех участков по расчётному направлению м
Множитель 11 означает искусственное увеличение длины газопровода для компенсации различных местных сопротивлений (повороты задвижки компенсаторы и т. п.).
Далее используя среднее значение Аср и расчетный расход газа на соответствующем участке по номограмме для определения потерь давления в газопроводах среднего давления определяем диаметр газопровода и по нему используя ту же номограмму уточняем значение А для выбранного стандартного диаметра газопровода. Затем по уточненному значению А и расчетной длине определяем точное значение на участке. Давление газа у последнего потребителя не должно быть ниже минимально допустимого предела (.
Все расчеты сводим в таблицу №5.
Гидравлический расчет газопровода сети среднего давления.
3.Гидравлический расчет внутридомового газопровода.
Для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа нм3час следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле:
где – коэфф. одновременности работы приборов определяется в соответствии СП 42-101-2003 ТАБЛИЦА П4.
– расход газа на прибор; – количество однотипных приборов.
Расчет внутридомового газопровода производим по следующей методике:
Составляем расчетную схему.
На расчетной схеме проставляем номера узловых точек от самого
дальнего верхнего прибора до ввода в здание.
Определяем для каждого участка магистрального направления рас-
четный расход газа.
Определение расходов газа начинают с участка снабжающего газом приборы квартиры верхнего этажа. Допустим в квартире установлена группа приборов: газовая плита и проточный газовый водонагреватель. В этом случае для первого расчетного участка имеем n=1; k0=07 (см. табл. П4 ). Для второго расчетного участка снабжающего газом приборы двух квартир (верхнего и предпоследнего этажа): n=2 k0=056.
Определяем расчетную длину участков магистрального направления по формуле:
а- процентная надбавка к длине расчетного участка:
на газопроводах от ввода в здание до стояка - 25%;
на внутриквартирной разводке:
при длине 1-2 м. - 450%
при длине 3-4 м. - 200%
при длине 5-7 м. - 120%
при длине 8-12 м. - 50%.
Вычисляем расчетную длину всех участков в метрах суммируя все
расчетные длины его участков.
Определяем удельный перепад давления:
A- удельный перепад давления Пам;
где P- расчетный перепад давления для домовой сети многоэтажных
зданий по P=350 Па.
Используя номограмму для сети низкого давления определяем диаметры участков газопровода магистрального направления и уточняем удельный перепад давления на каждом участке в соответствии с выбранным стандартным диаметром.
Определяем действительный перепад давления газа на каждом участке умножая удельный перепад давления на расчетную длину участка.
Определяем дополнительное избыточное давление в газопроводе по
где – разность геодезических отметок в конце и начале газопровода(м);
– плотность (удельный вес) воздуха и газа соответственно (кгм3);
g – ускорение свободного падения (мс2).
Вычисляем алгебраическую сумму потерь давления в магистрали и дополнительного избыточного давления и сравниваем е с допустимой потерей давления в газопроводе Р.Критерием правильности расчта будет условие:
Н – дополнительное избыточное давление в газопроводе (Па);
Р - заданный перепад давления (Па).
Невязка должна быть не больше 10%.
Расчеты сводим в таблицу № 6.
Таблица № 6. Гидравлический расчет внутридомового газопровода.
Проектирование газорегуляторного пункта.
Газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки являются автоматическими устройствами для выполнения следующих функций:
снижение давления газа поступающего из газопровода до заданной величины;
поддержание заданного давления на выходе независимо от потребления газа и его давления перед регуляторными пунктами и установками;
прекращение подачи газа при повышении или понижении давления после регуляторных пунктов и установок сверх заданных пределов;
очистка газа от механических примесей;
учет количества газа (объектовые ГРП и ГРУ).
Таким образом проектирование газорегуляторного пункта сводится к подбору регулятора давления фильтра и предохранительного сбросного клапана определения потерь давления в кранах местных сопротивлениях и предохранительном запорном клапане линии регулятора.
1.Подбор регулятора давления
Выбор регулятора давления производится по значению коэффициента пропускной способности [1].
При расчет производится по формуле с подстановкой в нее отношений критического давления [1]
где – расход газа через регулятор давления (расход газа через ГРП);
– коэффициент учитывающий изменение плотности газа при движении через дроссельный орган; значение коэффициента зависит от показателя адиабаты k (для природного газа k = 13) значения отношения и находится по графику; [9]
– коэффициент сжимаемости газа (равен 1);
– температура при нормальных условиях;
– абсолютное давление газа до регулятора (); (33)
– перепад давления на клапане (с учетом потерь в узле редуцирования задаемся значением 2 – 7 кПа).
Отношение определяется в зависимости от показателя адиабаты газа k определяется по рисунку 3.13 (1) для отношения :
Производительность клапана должна быть на 15-20% больше расчетного расчета газа.
Пользуясь таблицей подбираем марку регулятора РДУК – 2 – 300 - 105
Определяем запас его пропускной способности:
что превышает расход ГРП на 20%.
Фильтры подбираются по величине перепада давления которая определяется по формуле1:
где – расход газа через фильтр;
– расход газа при мм вод. ст. (для сварного фильтра);
– абсолютное давление газа перед фильтром.
Изначально принимаем к установке фильтр диаметром 200 мм. Паспортные данные: марка ВФ Dу=200 .
Расчет скорости производится по формуле1:
F – площадь пропускного сечения участка () см2; (38)
– давление газа при нормальных условиях (0101 МПа);
– абсолютное давление газа перед рассматриваемым участком МПа.
Скорость движения газа в линии редуцирования:
а.до регулятора давления (Dу=300 мм)
б. после регулятора давления (Dу =200 мм)
в. в газопроводе после регулятора давления (Dу 500 мм)
3.Определение потерь давления в кранах местных сопротивлениях и предохранительном запорном клапане линии регулятора
Принимаем следующие значения коэффициентов местных сопротивлений:
Вид местного сопротивления
Переход на диаметр 500мм (=055)
Гидравлические потери составят:
до регулятора ; (39)
Суммарные потери в линии редуцирования будут равны:
Эта величина больше предварительно принятой (7кПа) величины что приводит к уменьшению запаса пропускной способности регулятора давления. Произведем перерасчет параметров:
= 1- 046 =1-0460587 = 069
4.Подбор предохранительного сбросного клапана
Выходное давление из ГРП контролируется предохранительным запорным клапаном (ПЗК) и предохранительным сбросным клапаном (ПСК). ПЗК контролирует верхний и нижний пределы давления газа а ПСК – только верхний. ПСК настраивается на меньшее давление чем ПЗК поэтому он срабатывает первым.
Если отказал регулятор давления клапан ПСК сработал а давление в сетях продолжает расти то срабатывает ПЗК.
Количество газа подлежащее сбросу ПСК следует определять по формуле:
Проектирование газораспределительной станции
Газ из магистральных газопроводов поступает в городские поселковые и промышленные системы газоснабжения через газораспределительные станции которые являются конечными участками магистрального газопровода и являются как бы границей между городскими и магистральными газопроводами.
Фактически проектирование газораспределительных станций сводится к подбору оборудования на ней.
расход газа на ГРС:Q=14037297 (м3ч);
давление газа перед ГРС:25 (МПа);
давление газа после ГРС:035 (МПа);
температура газа перед ГРС:11(С);
плотность газа:ρ=0735 (кгм3).
1.Очистка газа на ГРС.
Масляный фильтр (Dy =1600 мм)
Пропускная способность масляного пылеуловителя определяется по формуле:
где – внутренний диаметр масляного пылеуловителя (фильтра);
Р – давление газа перед фильтром (МПа);
– плотность смачивающей жидкости при рабочих условиях (кгм3);
– плотность газа при рабочих условиях (кгм3);
– температура газа (К).
2.Определение температуры на выходе из ГРС
Температура газа после регулятора давления при малых изменениях линейной скорости определяется по формуле:
где Т1 Р1 – параметры газа до ГРС;
Т2 Р2 – параметры газа после ГРС;
– коэффициент Джоуля – Томпсона 55 (градМПа).
Температура газа на выходе из ГРС выше -10 (°C) Т2 = - 1825 (°C) следовательно в подогреве газа нет необходимости.
3.Выбор регулятора давления на ГРС.
Выбор регулятора давления производится по значению коэффициента пропускной способности .
Расчет коэффициента пропускной способности производится по формуле:
где – расчетная пропускная способность регулятора давления
(принимается на 10 – 15 % больше максимальной производительности
– поправочный коэффициент.
Р1 – давление на входе в регулятор (МПа);
Т1=284К – температура газа на входе в ГРС.
Таким образом выбираем для ГРС BFL SRS 40 с коэффициентом пропускной способности .
Определение объема хранилищ сжиженных углеводородных газов (СУГ) и расчет их количества
Объем хранилища Vхр = 15000 (м3);
Состав газа 50% С3Н8 50% С4Н10 (н-бутан);
Плотность смеси газов определяется по формуле:
где – плотность смеси газов;
– концентрации компонентов газа (в массовых долях);
– плотности компонентов входящих в состав газа.
Определим массу газовой смеси:
Плотность сжиженного газа существенно зависит от температуры. Для технических расчетов плотность сжиженных газов можно определить по формуле:
где – плотность СУГ при требуемой температуре;
– плотность СУГ при н.у. (0°C 273 К);
– поправочный коэффициент;
Т – требуемая температура;
Т0 – температура при н.у.
Определяем объем хранения СУГ:
Определив объем хранения СУГ подбираем требуемое количество резервуаров.
Выбираем цилиндрические стационарные резервуары объемом 25 м3 каждый для подземной установки. Группа резервуаров рассчитана на 85% вместимости. Количество резервуаров можно рассчитать по формуле:
где – количество резервуаров;
– расчетный объем одного резервуара.
Принимаем количество резервуаров равное 3.
Список используемой литературы
Ионин А.А. Газоснабжение. Учебник для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1981. – 415с.
Стаскевич Н.Л. Северинец Г.Н. Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. – Л.: Недра 1990. – 762с.
Скафтымов Н.А.Основы газоснабжения.Л.: Недра1975. 343с.
Борисов С.Н. Даточный В.В. Гидравлические расчеты газопроводов. – М.: «Недра» 1972. – 112с.
Земенков Ю.Д. Газовые сети и газохранилища. Учебное пособие. – Тюмень: Издательство «Вектор Бук» 2004. – 208 с.
Кязимов К.П. Основы газового хозяйства: Учеб. для средн. проф.-техн. училищ. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш.шк. 1987. – 335с.
СНиП 2.04.08-87* Газоснабжение. Минстрой России – М.: ГП ЦПП 1995. – 99с.
СНиП 23-01-99* Строительная климатология. – М.: Госстрой России ГУП ЦПП 2003. – 114 с.
СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы. Госстрой России – М.: ФГУП ЦПП 2005. – 61с.
Сперкач И.Е. Газоснабжение. Конспект лекций. – Челябинск: 1975.
Честнейший Б.П. Газификация жилых зданий и коммунально-бытовых предприятий. – М.: Стройиздат 1978. – 351с.
Жуков Н.П. Системы газоснабжения. Методические указания – Тамбов: Издательство «ТГТУ» 2007. – 52с.
СНиП 2.04.07-86* СП 42-101-2003