Проект газоснабжения населенного пункта

Содержание

Введение

1 Расчет характеристик газообразного топлива

2 Определение численности населения

3 Расчет потребности газа

3.1 Определение годовых расходов теплоты

3.1.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах

3.1.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях бытового обслуживания

3.1.3 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на хлебозаводах и пекарнях

3.1.4 Определение годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

3.1.5 Составление итоговой таблицы потребления газа городом

3.2 Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями

3.3 Построение графика годового потребления газа городом

4 Выбор и обоснование системы газоснабжения

4.1 Определение оптимального числа ГРП

4.2 Типовые схемы ГРП и ГРУ

4.3 Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок

4.3.1 Выбор регулятора давления

4.3.2 Выбор предохранительно-запорного клапана

4.3.3 Выбор предохранительно-сбросного клапана

4.3.4 Выбор фильтра

4.3.5 Выбор запорной арматуры

4.4 Конструктивные элементы газопроводов

4.4.1Трубы

4.4.2 Детали газопроводов

5 Гидравлический расчет газопроводов

5.1 Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления

5.1.1 Расчет в аварийных режимах

5.1.2 Расчет ответвлений

5.1.3 Расчет при нормальном потокораспределении

5.2 Гидравлический расчет тупиковых газопроводов низкого давления

5.3 Гидравлический расчет внутридомового газопровода

Заключение

Список литературы

Введение

Выполнение курсового проекта имеет цель закрепить теоретический материал по основным вопросам курса “Газоснабжение”, приобрести навыки самостоятельной работы в области проектирования систем газоснабжения и опыт работы со справочной и специальной литературой.

В проекте необходимо разработать двухступенчатую систему распределения газа с выполнением первой ступени газопроводами высокого давления, а второй - низкого давления. От сети высокого давления запроектировать снабжение газом сосредоточенных потребителей: газорегуляторных пунктов (ГРП), котельной, хлебозавода, бани и прачечной. От сети низкого давления проектируются газоснабжение хозяйственно-бытовых и коммунальных потребителей.

Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций, газораспределительных пунктов и установок. В указанных станциях и установках давление газа снижают до необходимой величины и автоматически поддерживают постоянным. Они имеют автоматические предохранительные устройства, которые исключают возможность повышения давления газа в сетях сверх нормы.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных её элементов или участков газопроводов для производства аварийных или ремонтных работ.

4 Выбор и обоснование системы газоснабжения

Системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений. На выбор системы газоснабжения города оказывает влияние ряд факторов. Это прежде всего: размер газифицируемой территории, особенности ее планировки, плотность населения, число и характер потребителей газа, наличие естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек, дамб, оврагов, железнодорожных путей, подземных сооружений и т.п.). При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов и производят их технико-экономическое сравнение. Для строительства применяют наивыгоднейший вариант. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

* высокого давления 1 категории с давлением от 0,6 до 1,2 МПа;

* среднего давления от 5 кПа до 0.3 МПа;

* низкого давления до 5 кПа;

Газопроводы высокого и среднего давления служат для питания городских распределительных сетей среднего и низкого давления. По ним идет основная масса газа ко всем потребителям города. Эти газопроводы являются основными артериями, питающими город газом. Их выполняют в виде колец, полу колец иди лучей. Газ в газопроводы высокого и среднего давления подается от газораспределительных станций (ГРС).

Современные системы городских газовых сетей имеют иерархическую систему построения, которая увязывается с приведённой выше классификацией газопроводов по давлению. Верхний уровень составляют газопроводы высокого давления первой и второй категории, нижний газопроводы низкого давления. Давление газа при переходе с высокого уровня на более низкий постепенно снижается. Это осуществляется с помощью регуляторов давления, установленных на ГРП. По числу ступеней давления, применяемых в городских газовых сетях, они подразделяются на:

* двухступенчатые, состоящие из сетей высокого или среднего давления и низкого давления;

* трёхступенчатые, включающие газопроводы высокого, среднего и низкого давления;

* многоступенчатые, в которых газ подается по газопроводам высокого (1 и 2 категорий) давления, среднего и низкого давления.

Выбор системы газоснабжения в городе зависит от характера потребителей газа, которым нужен газ соответствующего давления, а также от протяженности и нагрузки газопроводов. Чем разнообразнее потребители газа и чем большую протяженность и нагрузку имеют газопроводы, тем сложнее будет система газоснабжения.

В большинстве случаев для городов с населением до 500 тысяч человек наиболее экономически целесообразной является двухступенчатая система. Для больших городов с населением более 1000000 человек и наличием крупных промпредприятии предпочтительной является трех или многоступенчатая системы.

Трассы газопроводов проектируют из условия минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких давлений стараются прокладывать по окраинным районам города, где небольшая плотность населения и меньшее число подземных сооружений.

Сети низкого давления состоят из уличных распределительных газопроводов, абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые распределяют газ между отдельными приборами внутри здания. Плотность распределительных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания была 50 100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к распределительным газопроводам.

Для повышения надежности газоснабжения сети кольцуют. В сетях низкого давления целесообразно кольцевать только распределительные газопроводы, а второстепенные (абонентские ответвления) выполнять тупиковыми разветвленными.

При трассировке сетей низкого давления необходимо на генплане определить главный проезд района. Затем, учитывая, что газопроводы по главным проездам не прокладывают, по соседним параллельным проездам (через один) наметить трассы газопроводов. Точно также наметить трассы и в перпендикулярном к главному проезду направлении. После анализа лишние трассы газопроводов убирают.

Число газорегуляторных пунктов (ГРП) определяют технико-экономическим расчетом. ГРП располагают в центрах зон, которые они питают. Зона действия одного ГРП не должна перекрываться зоной действия другого ГРП. Точки встречи потоков газа в системе с несколькими ГРП назначают на границе зон соседних ГРП.

В данном проекте сеть газопроводов высокого давления выполнена тупиковой, распределительная сеть газопроводов низкого давления - кольцевой.

4.2 Типовые схемы ГРП и ГРУ

Газорегуляторные пункты (ГРП) размещают в отдельно стоящих зданиях из кирпича или железобетонных блоков. Размещение ГРП в населенных пунктах регламентируется СНиП. На промышленных предприятиях ГРП размещаются на местах вводов газопроводов на их территорию.

Здание ГРП имеет 4 отдельных помещения:

* основное помещение, где размещается все газорегулирующее оборудование;

* помещение для контрольно-измерительных приборов;

* помещение для отопительного оборудования с газовым котлом;

* помещение для вводного и выводного газопровода и ручного регулирования давления газа.

В типовом ГРП можно выделить следующие узлы:

* узел ввода-вывода газа с байпасом для ручного регулирования давления газа после ГРП;

* узел механической очистки газа с фильтром;

* узел регулирования давления газа с регулятором и предохранительнозапорным клапаном;

* узел измерения расхода газа с диафрагмой или счётчиком газа.

В помещении для контрольно-измерительных приборов размещаются самопишущие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП, расходомер газа, дифманометр, измеряющий перепад давления на фильтре. В основном помещении ГРП устанавливаются показывающие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП; термометры расширения, измеряющие температуру газа на вводе газа в ГРП и после узла измерения расхода газа.

В помещении ГРП необходимо поддерживать положительную температуру воздуха не менее 10 °С. Для этого ГРП оборудуется местной системой отопления или подключается к системе отопления одного из ближайших зданий.

В помещении ГРП устанавливается дефлектор, обеспечивающий трехкратный воздухообмен в основном помещении ГРП.

Входная дверь в основное помещение ГРП в нижней ее части должна иметь щели для прохода воздуха.

Освещение ГРП чаще всего выполняется наружным путем установки

источников направленного света на окнах ГРП. Можно выполнять освещение

ГРП во взрывобезопасном исполнении. В любом случае включение освещения

ГРП должно осуществляться снаружи.

Возле здания ГРП оборудуется молниезащита и заземляющий контур.

Газорегуляторные установки

Газорегуляторные установки (ГРУ) по своим задачам и принципу работы не отличаются от ГРП. Основное их отличие от ГРП заключается в том, что ГРУ можно размещать непосредственно в тех помещениях, где используется газ, или где-то рядом, обеспечивая свободный доступ к ГРУ. Отдельных зданий для ГРУ не строят. ГРУ обносят заградительной сеткой и вывешивают возле нее предупредительные плакаты. ГРУ, как правило, сооружаются в производственных цехах, в котельных, у коммунально-бытовых потребителей газа. ГРУ могут выполняться в металлических шкафах, которые укрепляются на наружных стенах производственных зданий. Правила размещения ГРУ регламентируются СНиП.

К помещению, где расположено ГРУ, с точки зрения вентиляции и

освещения предъявляются те же требования, что и для ГРП.

4.3 Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок

Выбор оборудования ГРП и ГРУ начинается с определения типа регулятора давления газа. После выбора регулятора давления определяются типы предохранительнозапорных и предохранительносбросных клапанов. Далее подбирается фильтр для очистки газа, а затем запорная арматура и контрольно- измерительные приборы.

4.3.5 Выбор запорной арматуры

Запорная арматура (задвижки, вентили, пробковые краны), применяются в ГРП и ГРУ должна быть рассчитана на газовую среду. Главными критериями при выборе запорной арматуры являются условный диаметр DУ и исполнительное давление РУ.

Задвижки применяются как с выдвижными, так и с не выдвижными шпинделем. Первые предпочтительней для надземной установки, вторые - для подземной.

Вентили применяют в тех случаях, когда повышенной потерей давления можно пренебречь, например, на импульсных линиях.

Пробковые краны имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление, чем вентили. Их различают по затяжке конической пробки на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубам - на муфтовые и фланцевые.

Материалом для изготовления запорной арматуры служат: углеродистая сталь, легированная сталь, серый и ковкий чугун, латунь и бронза.

Запорная арматура из серого чугуна применяется при рабочем давлении газа не более 0,6 МПа. Стальная, латунная и бронзовая при давлении до 1,6 МПа. Рабочая температура для чугунной и бронзовой арматуры должна быть не ниже - 35 С, для стальной не менее - 40 С.

На входе газа в ГРП следует применять стальную арматуру, или арматуру из ковкого чугуна. На выходе из ГРП при низком давлении можно применять арматуру из серого чугуна. Она дешевле стальной.

Условный диаметр задвижек в ГРП должен соответствовать диаметру газопроводов на входе и выходе газа. Условный диаметр вентилей и кранов на импульсных линиях ГРП или ГРУ рекомендуется выбирать равным 20 мм или 15 мм.

4.4 Конструктивные элементы газопроводов

На газопроводах применяются следующие конструктивные элементы: трубы; запорнорегулирующая арматура; линзовые компенсаторы; сборники конденсата; футляры; колодцы; опоры и кронштейны для наружных газопроводов; системы защиты подземных газопроводов от коррозии; контрольные пункты для измерения потенциала газопроводов относительно грунта и определения утечек газа.

Трубы составляют основную часть газопроводов, по ним транспортируется газ к потребителям. Все соединения труб на газопроводах выполняются только сварными. Фланцевые соединения допускаются только местах установки запорнорегулирующей арматуры.

4.4.1 Трубы

Для строительства систем газоснабжения следует применять стальные прямошовные, спиральношовные сварные и бесшовные трубы, изготавливаемые из хорошо свариваемых сталей, содержащих не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для газопроводов, например, применяется сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, группы В ГОСТ 1463789 и ГОСТ 1652389 не ниже второй категории марок Ст. 2, Ст. 3, а также Ст. 4 при содержании в ней углерода не более 0,25 %.

А - нормирование (гарантия) механических свойств;

Б - нормирование (гарантия) химического состава;

В - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств;

Г - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств на термообработанных образцах;

Д - без нормируемых показателей химического состава и механических свойств.

Рекомендуется применять трубы следующих групп поставки:

- при расчетной температуре наружного воздуха до - 40 °С - группу В;

- при температуре - 40 °С и ниже - группы В и Г.

При выборе труб для строительства газопроводов следует применять, как правило, трубы, изготовленные из более дешевой углеродистой стали по ГОСТ 38088 или ГОСТ 105088.