Расчётное задание "Газоснабжение микрорайона города Барнаул"

Пояснительная записка.docx

Создание электронной карты. Слои.8
Создание таблиц атрибутов.10
Краткое описание ГРП и его оборудования.15
Принцип работы ГРП.16
Устройство и принцип работы РДК-50Н.18
Устройство и принцип работы ФГ-25.20
Устройство и принцип работы ПСК-25П-Н.21
Список литературы.24
Газоснабжение – это обеспечение природным газом зданий различного назначения при котором распределительная сеть населенного пункта поставляет газ по газопроводу прямиком к газовому оборудованию установленному у потребителей газа.
Для чего нужен газ. Насколько он востребован:
Газ добывается специально из недр земли чтобы способствовать хозяйственной промышленно и другим способностям человека. Благодаря природному газу могут успешно работать разнообразные предприятия заводы комбинаты. Именно благодаря ему в домах людей постоянно есть тепло в трубах центрального отопления а значит котельные городов и районов успешно работают на газовом топливе. Природный газ значительно облегчает работу домохозяйкам поскольку вся еда которая готовиться в доме выполнена при помощи газовых плит.
Еще газ бывает метан и пропан которыми в последнее время стало выгодно заправлять автомобили автобусы что позволяет сэкономить достаточно денег в силу дешевизны этого вида топлива.
Газификация Алтайского края началась в 1995 г с вводом в эксплуатацию газопровода Новосибирск - Барнаул.
Сегодня на территории региона проложено 44 тыс км газопроводов газифицированы 120 тыс домовладений и 1310 котельных.
Природный газ поступает в 77 населенных пункта расположенных на территории 4 городов (Барнаул Бийск Новоалтайск Белокуриха) и 12 районов (Калманский Павловский Тальменский Первомайский Косихинский Троицкий Зональный Бийский Алтайский Советский Смоленский Красногорский).
В 2016 г в Алтайском крае было построено 1655 км газовых сетей что позволило запуститьгазв 17 котельных и 37 тыс жилых домов в Барнауле Бийске Первомайском Калманском Павловском Троицком и Бийском районах края. Кроме того за счет средств краевого бюджета в с Калманка построено 42 км внутрипоселкового газопровода обеспечивающего возможность подключения к газу всех домов села.
Другим значимым моментом газификации сталоначало строительствагазопровода-отвода и газораспределительной станции (ГРС) в с Ребриха.
Общая протяженность газопровода достигнет 75 км. Планируется что объект будет сдан в эксплуатацию в 4мквартале 2017 г.
После строительства газопровода до Ребрихи и запуска ГРС будет организована газификация ближайших районов: Тюменцевского Мамонтовского и Топчихинского.
Также в числе важных событий в 2016 г - начало строительства газопровода высокого давления до объектов курортного субкластера «Белокуриха-2» и туристического субкластера «Сибирское подворье».
В 2017 г в Алтайском крае планируются строительство 150 км газопроводов ввод в эксплуатацию 21 газовой котельной и газификация 4 тыс домовладений.
Кроме того продолжится проведение газа в дома жителей Барнаула Бийска Новоалтайска а также Алтайского Бийского Зонального Калманского Косихинского Павловского Первомайского Смоленского Советского и Троицкого районов.
В с Ребриха будет построено 6 объектов газоснабжения от которых можно будет газифицировать почти 12 тыс домовладений и 1 котельную.
Целью данной работы является: разработка проекта газовых сетей района города гидравлический расчет проектной системы газоснабжения а также научиться применять для проектирования системы газоснабжения ГИС-систему при помощи программы ArcView GIS.
Таблица 1 - Исходные данные
Район проектирования
Параметры внутреннего воздуха
воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092;
отопительного периода (0 8 10);
температура воздуха;
температура воздуха.
Таблица 2 - Состав природного газа по ГОСТ 5542-87
Количество в % к объему
Плотность газа при 0 °С ρ=684 кгм3
Давление газа после ГРС Р=06 МПа
Теплотворная плотность газа 33687 МДжм3
Таблица 3 - Плотность населения
Таблица 4 - Нормы расхода газа на коммунально-бытовые нужды
Показатель потребления газа
Нормы расхода теплоты МДж (тыс. ккал)
При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении:
При наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения) при газоснабжении:
При наличии в квартире газовой плиты и отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газового водонагревателя при газоснабжении:
Предприятия бытового обслуживания населения
на стирку белья в механизированных прачечных
на стирку белья в немеханизированных прачечных с сушильными шкафами
на стирку белья в механизированных прачечных включая сушку и глажение
на дезинфекцию белья и одежды в паровых камерах
на дезинфекцию белья и одежды в горячевоздушных камерах
Предприятия общественного питания
Столовые рестораны кафе:
на приготовление обедов (вне зависимости от пропускной способности предприятия)
на приготовление завтраков или ужинов
На 1 завтрак или ужин
Продолжение таблицы 4
Учреждения здравоохранения
Больницы родильные дома:
на приготовление пищи
на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья)
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий
Хлебозаводы комбинаты пекарни:
на выпечку хлеба формового
на выпечку хлеба подового батонов булок сдобы
на выпечку кондитерских изделий (тортов пирожных печенья пряников и т.п.)
Примечания. 1. Нормы расхода теплоты на жилые дома приведенные в таблице учитывают расход теплоты на стирку белья в домашних условиях.
При применении газа для лабораторных нужд школ вузов техникумов и других специальных учебных заведений норму расхода теплоты следует принимать в размере 50 МДж (12 тыс. ккал) в год на одного учащегося.
Таблица 5 - Число часов использования максимума
Число жителей снабжаемых газом тыс. чел.
Число часов использования максимума чгод
Район города: Железнодорожный
)Этажность зданий – 5-9;
)Характер застройки – 10 жилых домов 4 административных и 4 промышленных зданий;
)Основные улицы – Малахова Глушкова Германа Титова;
)Рельеф местности – равнинный.
Создание электронной карты. Слои
ГИС-проект включает в себя следующие векторные слои с атрибутивными данными (в скобках - тип темы)
)Жилые здания (полигон): улица номер дома этажность кол-во жителей часовой расход годовой расход дата ввода.
)Административные и нежилые здания(полигон): название часовой расход годовой расход дата ввода.
)Промышленные здания: название часовой расход годовой расход дата ввода.
)ГНД(линия): длина часовой расход диаметр металлоёмкость давление а начале давление в конце дата ввода.
)ГВД: длина часовой расход диаметр металлоёмкость давление в начале давление в конце дата ввода.
)ГРП: название начальное и конечное давления расход газа дата ввода.
Элементы здания полигональных тем рисуются инструментами. Каждый объект на карте должен быть отображен одним элементом. Например жилое здание – одним полигоном. Номера домов указаны на растровом фрагменте. Названия промышленных и административных зданий выбираются самостоятельно.
В данной работе необходимо запроектировать одно или два ГРП и вдальнейшем выбрать какое из двух вариантов газоснабжения лучше. Расположение ГРП определяется самостоятельно.
Визуализацию атрибутивных данных производить следующим образом:
)Для жилых зданий указать номер дома;
)Для административных указать название;
)Для промышленных указать название;
)Для ГНД и ГВД сделать толщину линии соответствующую часовому расходу;
)Для ГРП указать название
I вариант газификации
II вариант газификации
Создание таблиц атрибутов
Таблица 6 - Атрибутивные данные для жилых зданий
Дата ввода в эксплуатацию
Таблица 7- Атрибутивные данные для административных зданий
Таблица 8 - Атрибутные данные для промышленных зданий
Таблица 9 - Атрибутивные данные для газопровода низкого давления (1 ГРП)
Продолжение таблицы 9
Таблица 10 - Атрибутивные данные для газопровода высокого давления (1 ГРП)
Таблица 11 - Атрибутивные данные для газопровода низкого давления (2 ГРП)
Таблица 12 - Атрибутивные данные для газопровода высокого давления (2 ГРП)
Продолжение таблицы 12
Из расчётов мы видм что I вариант газификации выгоднее II по металлоёмкости а значит и будет менее затратнее.
количество жителей: nж= nчел*nкв*nэт*nподъезд
где: nчел – количество человек ( усл. принимает 4 чел.)
nкв – количество квартир ( усл. принимаем 4 кв.)
nэт – количество этажей (усл. принимаем 5 эт.)
nподъезд – количество подъездов ( усл. принимаем 2-3 подъезда)
В слоях ГВД и ГНД длина находится путём измерения в ArcView. Диаметр принимается условно. При определении диаметра общие потери давления на участке не должны превышать 200 Па. Металлоёмкость находится путём сложения металлоёмкостей на каждом участке. Давление на конечном участке не должно быть ниже 1800 Па.
Расход газа на ГРП рассчитывается из суммы расходов участков ГНД. Расход вычисляется: для концевых участков он равен расходу подключенного здания для промежуточных участков равен сумме расходов предыдущих.
Расчет давления на ГНД и ГВД:
Pн=Pk+ОП – давление на начальном участке газопровода
Pк=Pн-ОП – давление на конечном участке газопровода
ОП – общие потери давления
Гидравлический расчет приведен в приложении 1.
Краткое описание ГРП и его оборудования
Газорегуляторные пункты — одни из наиболее ответственных элементов системы газоснабжения города в целом и его микрорайонов поселков а также промышленных и коммунально-бытовых предприятий использующих газовое топливо. Газораспределительные пункты и установки снижают давление газа в сетях и автоматически поддерживают его перед потребителем постоянным на заданном уровне независимо от изменения расхода газа что является необходимым условием безопасного и экономичного сжигания газового топлива.
Регулятор давления (РД) понижающий давление газа и поддерживающий его в контролируемой точке на заданном уровне независимо от расхода газа и изменения в определенных пределах входного давления.
Предохранительный запорный клапан (ПЗК) прекращающий подачу газа при повышении или понижении его давления после регулятора сверх заданных пределов. На промышленных предприятиях где по условиям производства не допускается перерыв в подаче газа (например электростанциях) ПЗК не устанавливают а для предупреждения аварий предусматривают сигнализацию о повышении или понижении давления газа сверх установленных пределов.
Предохранительное сбросное устройство (ПСУ) сбрасывающее излишки газа из газопровода после регулятора с тем чтобы давление газа в контролируемой точке не превысило заданного.
Фильтр для очистки газа от механических примесей. Установка фильтра не обязательна в ГРУ к которой газ поступает через ГРП или централизованный пункт очистки газа предприятия и расстояние от которой до ГРП или пункта очистки не превышает 1000 м.
Контрольно-измерительные приборы (КИП) для измерения давления газа до и после регулятора а также на обводном газопроводе - манометры показывающие (при необходимости самопишущие); для перепада давления на фильтре - дифманометр; для учета расхода газа в ГРП или ГРУ (при необходимости) - расходомеры; температуры газа перед расходомером - термометры показывающий и самопишущий.
Импульсные трубопроводы для соединения регулятора ПЗК ПСУ и КИП с теми точками на газопроводах в которых контролируется давление и температура газа.
Сбросные трубопроводы для стравливания газа в атмосферу от ПСУ продувочных линий и т. п.
Запорные устройства для включения и отключения регулирующего и предохранительного оборудования а также КИП. Число и расположение запорных устройств должны обеспечить возможность отключения основного оборудования и необходимых КИП для ревизии и ремонта ГPП (ГРУ) без прекращения подачи газа к потребителям.
Обводный газопровод (байпас) с двумя запорными устройствами снабжения газом через него потребителей на время ревизии и ремонта а также аварийного состояния оборудования смонтированного на основной технологической линии. В шкафном ГРП устройство байпаса не обязательно.
Производительность ГРП выбирается по производительности установленного в нём регулятора давления.
Газораспределительный пункт устроен следующим образом: газ из сети высокого или среднего давления поступает в фильтр где происходит его очистка от механических примесей. После этого он попадает в регулятор давления который снижает давление до заданной величины. Перед регулятором давления устанавливается предохранительный клапан назначение которого — автоматически прекращать поступление газа в сеть низкого или среднего давления при повышении давления сверх заданного. Для замера давления в газопроводе до ГРП и после него устанавливают технические или самопишущие манометры. Технические манометры кроме того помещают до и после фильтра чтобы по разности показаний можно было бы судить о степени их загрязненности. Регуляторы давления с присоединенным к нему оборудованием снабжаются обводной линией на случай замены или ремонта оборудования.
Рисунок 1 – Функциональная схема ГРП
– гидрозавтрор; 2 – кран к гидрозатвору; 3 – задвижка на байпасе; 4 – испульсная трубка конечного давления; 5 – продувочная свеча; 6 –обводная линия (байпас); 7 – Регулятор давления; 8 – предохранительно – запорный клапан; 9 – импульсные трубки до и после фильтра; 10 – крна на байпасе; 12 – расходомер; 13 – регистрирующий манометр входного давления; 14 – диамрфгма; 15 – показывающий манометр выходного давления; 16 – регистрирующий манометр выходного давления; 17 – входная задвижка; 18 – фильтр; 19 выходная задвижка.
Рисунок 2 – Типовая габаритная схема пункта газорегуляторного блочного ПГБ(К)-50Н на базе РДК-50Н
Таблица 13 - Технические характеристики ПГБ(К)-50Н на базе РДК-50Н
Природный газ по ГОСТ 5542-87
Регулятор давления газа
Максимальное входное давление МПа
Диапазон настройки выходного давления кПа
Пропускная способность м3ч при входном давлении 06 МПа
Неравномерность регулирования %
Клапан предохранительный сбросной
Температура окружающего воздуха °С
Присоединительные размеры:
Входного патрубка мм
Выходного патрубка мм
Соединение: входного патрубка выходного патрубка импульса
Сварное по ГОСТ 16037-80
Средний срок службы лет
Назначенный срок службы лет
Устройство и принцип работы РДК-50Н
Регулятор давления газа комбинированный РДК-50Нпредназначен для редуцирования давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах независимо от изменения входного давления и расхода газа.
Регулятор давления газа РДК-50Н снабжен клапаном-отсекателем обеспечивающим автоматическое отключение газа при аварийном повышении или понижении давления сверх допустимых значений. Дополнительной установки предохранительных запорных клапанов передрегулятором давления газаРДК-50Н не требуется.
Рисунок 3 – Регулятор давления газа комбинированный РДК-50Н
При открытом седле клапана-отсекателя входное давление по внутреннему каналу корпуса подается на клапан исполнительного механизма при этом усилие воздействия входного давления на клапан уравновешивается усилием развиваемым разгрузочной мембраной.
При прохождении через седло давление газа редуцируется. Импульс выходного давления подается в подмембранную полость мембранной камеры. При любом установившемся режиме работы Регулятора его подвижные элементы находятся в равновесии. Усилие пружины и масса подвижных элементов уравновешиваются в каждом положении импульсным давлением.
При изменении в процессе работы Регулятора входного давления или расхода газа равновесие подвижной системы нарушается. Под действием преобладающего усилия мембрана через рычажную передачу передвигает клапан в иное равновесное положение соответствующее новому входному давлению или расходу газа.
В случае прекращения расхода газа давление газа за Регулятором возрастает. Избыточное давление перемещает рабочую мембрану вверх до полного закрытия клапана.
Взвод клапана-отсекателя осуществляется поворотом рукоятки 29 на одной оси с которой крепится вилка 23. Шток с клапаном перемещаются вниз открывая седло. При заданном выходном давлении мембрана клапана-отсекателя занимает нейтральное положение.
Бурт каретки 26 удерживает шарики 25 от радиального перемещения. Бурт штока 21 упирается в шарики блокируя осевое движение штока. При повышении или понижении выходного давления до значений настройки срабатывания происходит перемещение соответственно вниз или вверх мембраны вместе с кареткой. Шарики перемещаются в радиальном направлении освобождая шток. Под воздействием пружины 22 клапан поджимается к седлу перекрывая поток газа.
Устройство и принцип работы ФГ-25
Фильтры газовые сетчатые ФГ(ФС) предназначены для очистки газа от смолистых веществ пыли песка металлической окалины и других твердых частиц. Очищенный без механических примесей газ позволяет повысить надежность и долговечность запорно-регулирующей арматуры а также способствует более долгой службе измерительных приборов.
Фильтр газовый ФГ – 25 предназначен для очистки неагрессивных газов и воздуха от механических примесей (окалины и пыли).
Таблица 14 - Технические характеристики ФГ-25
Нержавеющая сетка с ячейкой 008 мм по ГОСТ 6613-86
Продолжение таблицы 14
фланцевое по ГОСТ 12820-80
Входное давление МПа
Максимальная пропускная способность м3ч
Допускаемый перепад давления на фильтрующем элементе Па
Габаритные размеры мм:
Рисунок 4 – Габаритный чертеж газового фильтра ФГ-25
– корпус; 2 – кассета; 3 – сетка; 4 - крышка
Устройство и принцип работы ПСК-25П-Н
Длясброса газа зарегулятором вслучае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК).
Предохранительные сбросные клапаны ПСК— это закрытая
вэксплуатационном состоянии арматура; она открывается накраткий период времени апосле достижения давления вконтролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.
Рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха от-40 до+60°С иотносительной влажности 98% при температуре +35°С.
Алюминиевый корпус 1 выполнен в виде усеченного конуса с фланцем седлом и двумя отверстиями с резьбой трубной цилиндрической 2 дюйма. Седло перекрывается клапаном 3 с резиновым уплотнением. Клапан собран с мембраной 6 которая жестко закреплена между клапаном 3 и тарелкой 7. В свою очередь мембрана 6 закреплена между корпусом 1 и крышкой 2.
Пружина 4 зажата между тарелками 7 8 мембраны и регулировочного винта 5. Путем вращения регулировочного винта 5 перемещается нижняя тарелка 8 изменяя таким образом усилия пружины 4 которая определяет настройку клапана 3 на давление в заданных пределах.
Газ от сети через входное отверстие корпуса входит в полость клапана. Про установившемся режиме контролируемое давление газа в установленных пределах уравновешивается в настроенной пружиной и клапан герметично закрыт. Когда давление газа в сети (также и в полости клапана) превысит предел настройки мембрана преодолевая усилия пружины опустится вместе с клапаном открывая при этом выход газа в атмосферу через сбросной патрубок. Сброс газа произойдет до снижения давления в сети ниже настроенного после чего под действием пружины клапан закроется. Для проверки работоспособности клапана следует потянуть за тягу механизма принудительного открытия. При этом клапан открывается. Операцию повторить 3-4 раза.
Таблица – 15 Технические характеристики ПСК-25П-НП
Неагрессивный природный газ
Диапазон настройки клапана кПа
Условный проход Ду мм
Температура окружающей среды °С
Рисунок 5 – Устройство предохранительного сбросного-клапана ПСК-25П-Н
– корпус; 2 – крышка; 3 – клапан с направляющей; 4 – пружина; 5 – регулировочный винт; 6 – мембрана; 7 – тарелка; 8 – тарелка пружины
В результате выполнения расчетного задания были получены навыки по разработке проекта газовых сетей района города гидравлический расчет проектной системы газоснабжения а также применение для проектирования системы газоснабжения ГИС-системы при помощи программы ArcView GIS. Металлоемкость варианта с одним ГРП составляет кг. Было подобрано ПГБ(К)-50Н на базе РДК-50Н снабженное необходимым оборудованием.
Нормативные документы:
Методические указания по выполнению расчётного задания.
СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 (с Изменением N1)» – М.: Госстрой России 2011.
СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» – М.: Госстрой России 2003.
Электронные ресурсы: