Газоснабжение микрорайона города

ПЗ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
им. А. Г. и Н. Г. Столетовых
Кафедра: «Теплогазоснабжение вентиляция и гидравлика»
Курсовой проект на тему:
«Газоснабжение микрорайона города»
студент группы ТГВ-110
ст. пр. кафедры ТГВиГ
TOC o "1-3" h z u ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ PAGEREF _Toc406154073 h 3
Определение характеристик газоснабжаемого микрорайона города. PAGEREF _Toc406154074 h 4
1.Численность населения PAGEREF _Toc406154075 h 4
2.Коммунально-бытовые потребители PAGEREF _Toc406154076 h 5
Определение расходов газа PAGEREF _Toc406154077 h 6
1.Хозяйственно-бытовые нужды PAGEREF _Toc406154078 h 6
2.Коммунально-бытовые нужды PAGEREF _Toc406154079 h 6
3.Часовые расходы газа на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение PAGEREF _Toc406154080 h 8
Определение оптимального количества ГРП PAGEREF _Toc406154081 h 9
1.Оптимальный радиус ГРП PAGEREF _Toc406154082 h 9
2.Оптимальная пропускная способность ГРП PAGEREF _Toc406154083 h 10
3.Оптимальное количество ГРП в микрорайоне PAGEREF _Toc406154084 h 10
Гидравлический расчет газопроводов PAGEREF _Toc406154085 h 10
1.Гидравлический расчет газопроводов высокого давления PAGEREF _Toc406154086 h 10
1.Подбор регулятора давления PAGEREF _Toc406154087 h 14
2.Выбор фильтра PAGEREF _Toc406154088 h 16
3.Выбор предохранительного запорного клапана PAGEREF _Toc406154089 h 16
4.Выбор предохранительного сбросного клапана PAGEREF _Toc406154090 h 16
Список использованной литературы PAGEREF _Toc406154091 h 17
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления: -24 °С.
Низшая теплота сгорания газа: 40225 кДжм3.
Плотность населения: 305 челга.
Численность населения микрорайона пользующихся различными видами газовых приборов:
центральное горячее водоснабжение: 55 %;
газовые плиты и водонагреватели: 30 %;
газовые плиты: 15 %.
Генплан газоснабжаемого микрорайона.
Определение характеристик газоснабжаемого микрорайона города.
Численность населения
Численность населения определяется по формуле:
n – количество кварталов в микрорайоне.
Жилая площадь определяется по формуле:
где f – норма жилой площади в данном микрорайоне принимаемая 12 м2чел.
В целом по микрорайону:
Результаты расчета заносим в таблицу 1 Приложения 1.
Коммунально-бытовые потребители
Считаем что в микрорайоне имеются все коммунально-бытовые потребители:
Принимаем что 50% жителей пользуются прачечной:
Принимаем что 70% жителей микрорайона пользуются банями:
Больницы родильные дома:
Столовые рестораны кафе:
Принимаем что 30% жителей микрорайона пользуются столовой ресторанами кафе:
Хлебопекарные предприятия:
Норму выпечки принимаем 08 тсут на 1000 жителей:
Результаты расчета заносим в таблицу 2 Приложения 1.
Определение расходов газа
Хозяйственно-бытовые нужды
Расход теплоты на приготовление пищи и горячей воды:
где Х1 = 55% Х2 = 30% Х3 = 15% – процентные соотношения потребителей соответственно с централизованным ГВС и газовыми плитами с газовыми водонагревателями и газовыми плитами с газовыми плитами;
Годовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды:
Расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды:
где Км – коэффициент часового максимума равный 12400
Расчетные часовые расходы на хозяйственно-бытовые нужды для каждого квартала определяются пропорционально численности жителей в каждом квартале.
Коммунально-бытовые нужды
Фабрика прачечная механизированная:
где КПД = 60% – КПД газовых приборов;
где Км = 12900 – коэффициент часового максимума
Предприятия общественного питания:
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий:
Предприятия здравоохранения:
Суммарный расчетный часовой расход газа на коммунально-бытовое потребление по микрорайону:
Расход газа на нужды предприятий торговли предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера учитываем увеличением на 5% расхода теплоты на хозяйственно-бытовое потребление.
Часовые расходы газа на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение
Максимальный часовой расход теплоты на отопление жилых зданий:
где q0 – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 площади Втм2;
q0 = 80 Втм2 – при tн.р.о. = - 24°С (для зданий построенных по новым типовым проектам после 1985 г. этажностью 5 и более);
Максимальный часовой расход теплоты на отопление общественных зданий:
где К1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; К1 = 025;
Максимальный часовой расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий:
Максимальный часовой расход газа на отопление жилых и общественных зданий в микрорайоне:
Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию общественных зданий:
где К2 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; К2 = 06 – для общественных зданий построенных после 1985 г.;
Максимальный часовой расход газа на вентиляцию общественных зданий:
Максимальный часовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:
где qгв – укрупненный показатель максимального теплового потока на горячее водоснабжение Втчел;
Х1 – доля населения имеющего центральное горячее водоснабжение;
Максимальный часовой расход газа на горячее водоснабжение:
Результаты расчета часовых расходов газа на все виды потребления заносим в таблицу 3 Приложения 2.
Определение оптимального количества ГРП
Оптимальный радиус ГРП
Оптимальный радиус ГРП определяется по формуле:
где ΔРн = 1200 Па – нормируемый перепад давления в уличных газопроводах низкого давления;
- коэффициент плотности сети низкого давления;
Оптимальная пропускная способность ГРП
Оптимальная пропускная способность ГРП определяется по формуле:
Оптимальное количество ГРП в микрорайоне
Оптимальное количество ГРП в микрорайоне определяется по формуле:
где F = 88 га – площадь газоснабжаемой территории га.
Таким образом для газоснабжения микрорайона принимается 1 ГРП.
Гидравлический расчет газопроводов
Гидравлический расчет газопроводов высокого давления
Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.
Падение давления на участке газовой сети высокого давления определяется по формуле:
где Рн — абсолютное давление в начале газопровода МПа;
Рк — абсолютное давление в конце газопровода МПа;
— коэффициент гидравлического трения;
d — внутренний диаметр газопровода см;
— плотность газа при нормальных условиях кгм3;
Q0 — расход газа м3ч при нормальных условиях;
Коэффициент гидравлического трения определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу характеризуемого числом Рейнольдса
где v — коэффициент кинематической вязкости газа м2с при нормальных условиях; для природного газа v = 000001471 м2с;
и гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода определяемой по условию:
где Re — число Рейнольдса;
n — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимаемая равной для новых стальных труб равной 001 см.
В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения определяется:
- для ламинарного режима движения газа Re 2000:
- для критического режима движения газа Re = 2000-4000:
- при Re > 4000 — в зависимости от выполнения условия ;
- для гидравлически гладкой стенки (неравенство справедливо):
- при 4000 Re 100 000 по формуле:
- для шероховатых стенок (неравенство несправедливо) при Re > 4000:
Падение давления в местных сопротивлениях (колена тройники запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 10 %.
При выполнении гидравлического расчета газопроводов следует принимать скорости движения газа не более 25 мс для газопроводов высокого давления.
При выполнении гидравлического расчета газопроводов расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:
где dp — расчетный диаметр см;
А В m m1 — коэффициенты определяемые в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;
для сети высокого давления А = где P0 = 0101325 МПа
Pm — усредненное давление газа (абсолютное) в сети МПа;
для стальных газопроводов В = 0022 m = 2 m1 = 5;
Q0 — расчетный расход газа м3ч при нормальных условиях;
Руд — удельные потери давления МПам определяемые по формуле:
Рдоп — допустимые потери давления МПа;
L — расстояние до самой удаленной точки м.
Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: для стальных газопроводов – ближайший больший.
Давление газа от ГРС составляет 12 МПа; давление на входе в ТЭЦ составляет 065 МПа; на входе в ГРП – 035 Мпа.
Расчетный расход газа на ГРП определяется по расходу на бытовое и коммунально-бытовое потребление ; на ТЭЦ – по расходу газа на центральное теплоснабжение.
Результаты гидравлического расчета тупиковой сети высокого давления заносим в таблицу 7 Приложения4.
Гидравлический расчет газопроводов низкого давления
Удельные путевые расходы для каждого квартала определяются по формуле:
где Vпут - путевой расход газа
l – длина расчетного участка м.
где – максимальный часовой расход газа на квартал по всем видам потребления м3ч;
l i - суммарная длина питающего контура м.
Если один и тот же участок кольцевой сети питает два квартала то удельный путевой расход на этом участке будет равен сумме удельных расходов каждого квартала.
Сумма путевых расходов по всем расчётным участкам системы газоснабжения должна быть равна суммарному расходу газа на весь микрорайон по сетям низкого давления. Невязка не должна превышать 1-2 %.
Расчетный расход газа на участках газопроводов имеющих путевые расходы газа следует определять как сумму транзитного и 055 путевого расходов газа на данном участке:
где Vрасч - расчётный расход газа на участке м3ч;
Vтр - транзитный расход на участке м3ч;
Vпут - путевой расход на участке м3ч.
Невязка между Урасчгрп-1 и суммарным расходом газа сети низкого давления должна быть меньше 7%.
Результаты расчета расходов газа заносим в таблицы 45 Приложения 3.
При гидравлическом расчете участков кольцевой сети по возможности необходимо подбирать постоянный диаметр для главного контура.
При расчете кольцевого газопровода необходимо соблюдать закон сохранения вещества т.е. закон равенства приходящего в узел газа и исходящего из него.
В кольцевом трубопроводе любой участок сети может быть снабжён газом минимум с двух направлений (для увеличения надёжности сети газораспределения). Поэтому при расчёте необходимо вначале выбрать точку схода газа («плавающую точку») которая устанавливается для нормальной работы сети. Начальная стадия расчета основана на расстановке «плавающих точек» по кольцевой сети.
Производится гидравлическая увязка кольцевой сети в результате чего получается окончательное распределение потоков газа. При этом для всех замкнутых контуров алгебраическая сумма потерь давления должна быть равна нулю (направление по часовой стрелке принято за положительное а против – отрицательное).
Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Невязка потерь давления в кольце допускается до 10 %.
Для окончательной гидравлической увязки используются следующие формулы:
- поправочный расход VK= VK'+ VK
- поправка первого порядка VK' = - p175(pQ)
- поправка второго порядка VK' = - ( pV)*Vc.к.(pijVij)
- окончательный расчётный расход Vнов.уч= Vк + V ск;
где V= Vк - Vc к – поправочный расход на участке м3ч;
Vc. к. – поправочный расход соседнего кольца м3ч.
Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника ГРП до наиболее удаленного ввода к потребителю) определяются исходя из условий обеспечения на вводе давления 1800 Па при давлении на выходе из ГРП 3000 Па: ΔР доп = 3000 – 1800 = 1200 Па.
Падение давления на участке газовой сети определяется по формуле:
где Рн — давление в начале газопровода Па;
Рк — давление в конце газопровода Па.
При выполнении гидравлического расчета следует принимать скорости движения газа не более 7 мс для газопроводов низкого давления.
Расчетный внутренний диаметр газопровода предварительно определяется по формуле:
где А = 626 для сети низкого давления;
Руд — удельные потери давления Пам.
Удельные потери давления определяются для участков сети по направлениям от ГРП до плавающих точек. При этом за расчетное направление принимается наиболее протяженное (с наименьшими удельными потерями).
Результаты расчета расходов газа заносим в таблицы 67 Приложения 4.
ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГРП
Газорегуляторные пункты предназначены для снижения давления газа и автоматического поддержания его на заданном уровне. ГРП состоит из следующих основных узлов: узла редуцирования давления газа с предохранительно-запорным клапаном и обводным газопроводом (байпасом) предохранительного сбросного клапана контрольно-измерительных приборов продувочных трубопроводов.
Подбор регулятора давления
Предварительно задаемся потерями в газопроводах ГРП кранах предохранительно-запорном клапане и фильтре в размере 7 кПа.
- давление газа на входе в ГРП: Рвхабс = 066 МПа;
- давление газа на выходе из ГРП: Рвыхабс = 0103 МПа;
- давление газа перед регулятором давления:
- давление газа после регулятора давления: Р2 = 0103 МПа;
- перепад давления на РД: ;
- пропускная способность ГРП: Q = 2986 м3ч.
Пропускная способность регулятора давления с односедельным клапаном определяется по формуле:
Q = 1595 ·f · α ·P1·φ· ρ0-05
где Q - расход газа мч при t=0 °С и Pатм=01033 МПа;
f - площадь седла клапана см;
α -коэффициент расхода определяется экспериментально для регуляторов РДУК РДБК
P1- абсолютное входное давление газа равно сумме избыточного рабочего давления и атмосферного МПа;
φ - коэффициент зависящий от отношения P2 к P1 где P2 - абсолютное выходное давление после регулятора МПа;
ρ0- плотность газа кгм при =0 °С и =01033 МПа.
Выбираем регулятор давления РДУК-100 со следующими характеристиками:
- диаметр седла: 70 мм;
- расчетная площадь седла: 323 см2;
- коэффициент расхода α: 05.
Пропускная способность данного регулятора:
Q = 1595 · 323 · 05 · 0656 · 03 · 073-05 = 5993 м3ч
Регуляторы давления должны обеспечивать надежную работу в широких диапазонах расхода. Поэтому при подборе регулятора давления необходимо чтобы коэффициент загрузки (К3) при максимальном расходе был не более 80 % при минимальном расходе не менее 10%.
Ез 80 при максимальном расходе
Е3 ≥ 10 при минимальном расходе.
Коэффициент загрузки при максимальном расходе определяется по формуле:
где Vmax - максимальная пропускная способность ГРП м3ч превышающая расчетную нагрузку ГРП на 20%.
V - действительная пропускная способность регулятора при заданных входном и выходном давлениях м3ч.
Ез = 12·2986100 5993 = 60%
Коэффициент загрузки при минимальном расходе определяется аналогично.
Для очистки газа принимается к установке сетчатый фильтр ФГС-70ВО. Его пропускная способность при абсолютном давлении на входе Р1Т = 06 МПа перепаде давления ΔРТ = 50 кПа и плотности газа ρТ = 073 кгм3 составляет 4000 м3ч.
При требуемой пропускной способности ГРП потери давления составят:
Выбор предохранительного запорного клапана
Выбор типа ПЗК определяется исходя из параметров газа проходящего через регулятор давления а именно: максимального давления газа на входе в регулятор; выходного давления газа из регулятора и подлежащего контролю; диаметра входного патрубка в регулятор.
Выбранный ПЗК должен обеспечивать герметичное закрытие подачи газа в регулятор в случае повышения или понижения давления за ним сверх установленных пределов.
Верхний предел настройки клапана ПЗК принимается на 20-25% выше регулируемого давления после ГРП т.е. 3750 Па.
Принимается к установке предохранительный запорный клапан ПКН(В)-70.
Выбор предохранительного сбросного клапана
Начало срабатывания ПСК принимается на 15% выше регулируемого давления после ГРП т.е. 3450 Па.
Количество газа подлежащего сбросу ПСК в течение часа (при t = 0 °С и Рбар=010132 МПа) при наличии перед регулятором давления ПЗК определяется по формуле:
где Qd — расчетная пропускная способность регулятора давления м3ч при t = 0 °С и Рбар=010132 МПа;
Принимается к установке предохранительный сбросной клапан ПСК 70Н.
Список использованной литературы
СП 62.13330.2010 «Газораспределительные системы». Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002
СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб»
Методическое пособие с указаниями по выполнению курсового проекта «Газоснабжение микрорайона города». – Владимир 2006. – 23 с.
Газовые сети и газохранилища Методические указания к выполнению домашнего задания и расчетно-графической работы. – Омск: Издательство ОмГТУ 2010. – 57 с.
Ионин А. А. Газоснабжение: Учебник для вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1989. – 439 с.

Приложения.docx

Характеристики газоснабжаемого микрорайона
Наименование потребителя
Жилая площадь в квартале м2
Расчетный показатель
Хлебопекарные предприятия
Часовые расходы газа
Расчётные часовые расходы газа по микрорайону
Длина питающего контура l м
Удельный путевойрасход qiм3(чм)
На хозяйственно-бытовое потребление м3ч
На коммунально-бытовое потребление м3ч
На центральное теплоснабжение (сосредоточенные расходы) м3ч
Суммарный расчётныйрасход м3ч
Суммарный расчётный расход на сети низкого давления с учетом 5% м3ч
Расчетные расходы газа участков сети
Удельный путевой расход газа м3(ч*м)
Номера участков сходящихся в узле
- 3; 3 - 5; 3 - пт-5
- 4; 4 - пт-5; 4 - пт-3
- 5; 5 - пт-1; 5 - пт-2
- 6; 6 - пт-1; 6 - пт-2
- 7; 7 - 8; 7 - пт-4
- 8; 8 - пт-3; 8 - пт-4
Расчетные удельные потери по основным направлениям
Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления
окончание таблицы 6.
Гидравлический расчет тупиковой сети высокого давления

Чертеж1.dwg

nГазоснабжение микрорайона города
Фильтр газовый сетчатый
Трубопроводы стальные
Клапан предохранительный n
Регулятор давления РДБК
nГеплан микрорайона (М 1:100)
nРасчетная схема газораспределительной сети микрорайона (М 1:100)
Продольный профиль трассы газопровода
nПродольный профиль трассы газопровода
Проектная отметкаnземли м
Фактическаяnотметка земли м
Отметка верха трубы м
Отметка центра трубы м
Отметка дна траншеи м
Обозначение трубы и тип изол.
Труба 426х6nГОСТ8732-85
Труба 325х5nГОСТ8732-85
Труба 133х55nГОСТ8732-85
Песчаная подушка толщиной 200 мм
– кран шаровой ДУ 70n2 – задвижка ДУ 400n3 – газовый счетчик; n4 – фильтр газовый ФГС-70ВО; n5 – предохранительный запорный клапан ПКН(В)-70 n6 – регулятор давления РДБК-100n7 – предохранительный сбросной клапан ПСК 70Нn8 – байпас ДУ 40 n9 – продувочный газопровод; n10 – сбросной газопровод; n11 – кран шаровой ДУ 15n12 13 - кран шаровой ДУ 70n14 - манометр
nПринципиальная схема ГРП
М 1:50 по вертикалиnМ 1:200 по горизонтали
Принципиальная схема ГРП
Расчетная схема газораспределительной nсети микрорайона