Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Газоснабжение жилого района города
Методические указания
к выполнению курсового проекта
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Курсовое проектирование является важным этапом учебного процесса, т.к. выполнение курсовых проектов закрепляет теоретические знания студентов, позволяет им приобрести практические навыки в решении многих технических вопросов, а так же правильно пользоватся нормами проектирования, ГОСТами и другой технической литературой.
Одно из основных требований, предъявляемых при курсовом проектировании – умение самостоятельно работать с книгой, применять на практике полученные знания, принимать правильно технические решения и обосновывать их.
Для выполнения курсового проекта выдается задание с необходимыми исходными данными, указываются требования по составу проекта, объемы его отдельных частей, сроки их выполнения, перечень необходимой литературы.
Курсовой проект состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки, обосновывающей принятые решения.
Графическая часть проекта выполняется на листах чертежной бумаги ( формата 24 ), при этом изображения, обозначения, шрифты должны соответствовать правилам черчения изложенных в ЕСКД ГОСТ 2.301-68-2 316-68 «Единой системы конструкторской документации».
Чертежи выполняются в карандаше или тушью в масштабах принятых при реальном проектировании с отмывкой генплана.
На чертежах размеры указываются в мм. И приводятся поясняющие надписи.
Расчетно-пояснительная записка выполняется на стандартных листах писчей бумаги (210*297) чернилами. С левой стороны листа оставляется поле 30-40 мм. Для подшивки и замечаний руководителя или рецензента. Страницы должны быть пронумерованы и сброшюрованы. Записка должна быть написана кратко и ясно, технически грамотным языком без повторений и излишних подробностей. В необходимых случаях делаются ссылки на соответствующие листы чертежей, литературные источники соответствующих номеру по списку использованной литературы.
Размерность всех величин в пояснительной записке и чертежах должна быть указана в единицах СИ.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ И ПЛОТНОСТИ ГАЗА.
Для газоснабжения городов и промпредприятий наибольшее применение имеют природные газы представляющие собой смесь различных углеводородов метанового ряда и ряда других компонентов.
Расчеты ведутся с учетом плотности и теплотворной способности газа.
Используемые горючие газы обычно рассчитываются по низшей теплоте сгорания в кДж/м3 , при 0оС и Р=101,3 кПа.
Теплоту сгорания газа определяют как сумму произведений величин теплоты сгорания горючих компонентов на объемные доли в %.
Где: n - % по объему каждого компонента ;
- низшая теплота сгорания компонентов газов, кДж/м3 .
Плотность газа определяют как сумму произведений плотности компонентов на объемные доли, %
Плотность добываемых природных газов равняется от 0,72 до 1,05 кг/м3.
Относительная плотность газа
Где: - плотность газа ;
- плотность воздуха = 1,293 кг/м3.
Если используемый газ будет влажным то необходимо пересчитать значения , и на рабочий состав с учетом влажности при помощи формул :
Где: d – влагосодержание газа в кг/м3 при 0оС и Р=101,3 кПа.
Химический состав, теплотворность и плотность компонентов природных газов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
|
Вид газа |
Формула |
Теплотворность , кДж/м3 |
Плотность , кг/м3 |
|
Метан |
СН4 |
35840 |
0,717 |
|
Этан |
С2Н6 |
63730 |
1,36 |
|
Пропан |
С3Н8 |
93370 |
2,02 |
|
Бутан |
С4Н10 |
123770 |
2,70 |
|
Пентан |
С5Н12 |
146340 |
3,22 |
|
Водород |
Н2 |
10800 |
0,0899 |
|
Окись углерода |
СО |
12640 |
1,25 |
|
Двуокись углерода |
СО2 |
- |
1,98 |
|
Азот |
N2 |
- |
1,25 |
|
Ацетилен |
C2H2 |
56910 |
1,17 |
Состав и характеристику природных газов некоторых месторождений СССР см.табл. 1,4 [6].
Если состав газа определить теоретически невозможно, то теплота сгорания определяется калориметрическим способом в лаборатории. Если же такой возможности нет, то следует запросить предприятие газового хозяйства, где ежедневно определяется теплота сгорания подаваемого в город газа, т.е. запросить технические условия, где указывается калорийность газа.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА
Годовое потребление газа системами газоснабжения населенных пунктов является основной при составлении проекта газоснабжения.
Расчет годового потребления производится по нормам на конец расчетного периода (5-10 лет) с учетом перспективы развития и роста потребителей газа (25-30 лет) п. 1,9 [3] .
Все виды потребления газа условно поделены на четыре группы :
3.1. Коммунально-бытовое газопотребление
Расход газа на коммунально-бытовые нужды зависит от численности населения и годовых норм газопотребления.
Число жителей населенного пункта зависит от плотности населения ρ (см. табл. 3), т.е. количества жителей приходящихся на 1 Га застройки и площади F.
Плотность населения зависит от этажности и нормы жилой площади на 1 чел. Подсчет количества жителей сводится в форме таблицы 2.
Таблица 2.
|
№ квартала |
Длина, м |
Ширина, м |
Площадь квартала F , Га |
Количество жителей N , чел |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Таблица 3.
Количество жителей на 1 Га застройки
|
Норма жилой площади на 1 чел |
Пределы |
Индивидуальные и одноэтажные застройки |
Многоэтажная застройка при числе этажей |
||||||||
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
12 |
|||
|
9 м2 |
не более |
100 |
210 |
280 |
300 |
330 |
380 |
400 |
410 |
420 |
430 |
|
не менее |
60 |
190 |
255 |
280 |
300 |
340 |
360 |
370 |
380 |
390 |
|
|
12 м2 |
не более |
100 |
160 |
210 |
220 |
250 |
280 |
300 |
315 |
330 |
340 |
|
не менее |
60 |
140 |
190 |
210 |
230 |
250 |
265 |
275 |
295 |
300 |
Если известна численность населения годовой расход газа на коммунально-бытовые нужды можно определить
Где: α – количество расчетных едениц;
- теплотворная способность газа, кДж/м3 ;
- норма расхода газа в кДж, (см. табл. 4 [1] ).
Результаты расчетов сводятся в табл. 4 раздельно по каждому району города предварительно рассчитывается норма расхода газа на тыс. жителей в мДж, а затем в м3 газа заданной теплотворной способности.
Годовой расход газа на нужды предприятий бытового обслуживания населения (ателье, мастерские, парикмахерские и т.п.) принимается в размере 10% суммарного расхода газа в жилых зданиях, банях, прачечных, дезстанциях.
Таблица 4.
Годовые расходы газа на хозяйственно-бытовые нужды
|
№ |
Наименование потребителей |
Расчетные ед. измерения |
Норма расхода газа на ед. мДж |
Кол-во расч. Ед. на 1000 ед. жителей |
Годовой расход газа на 1000 жителей |
|
|
Мдж |
Тыс. м3 |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
3.2. Расход газа на отопление, вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
Годовой расход газа на отопление, вентиляцию жилых и общественных зданий определяется по формуле.
Где - температуры соответственно внутреннего воздуха отапливаемых зданий, расчетная наружная для проектирования отопления, расчетная наружная для проектирования вентиляции, средняя наружного воздуха за отопительный период, ОС ;
К, К1 – коэффициенты учитывающие расход тепла на отопление и вентиляцию общественных зданий обычно принимаются равными К1 = 0,25 и К = 0,4 ;
Z – среднее число работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток (Z = 16ч );
nO – продолжительность отопительного периода, сутки ;
F – жилая площадь отапливаемых зданий, м2 ;
ηО – КПД отопительной системы : для котельных ηО = 0,8 ÷ 0,85 ; для печей ηО = 0,7 ÷ 0,75 ;
q – укрупненный показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий, кДж/ч на 1 м2 жилой площади принимается по табл.5.
Максимальный часовой расход тепла на отопление жилых и общественных зданий
Где :
Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий :
Таблица 5.
Значения показателя q
|
Расчетная температура для отопления tр.о. , ОС |
±0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
|
Укрупненный показатель q , кДж/ч*м2 |
355 |
461 |
544 |
628 |
670 |
Примечание: промежуточные значения q определяются путем интерполяции.
Годовой расход газа на централизованное горячее водоснабжение от котельных определяется :
Где - температура водопроводной воды в отопительный и летний периоды, ОС ; при отсутствии данных соответственно принимают равными 5 и 15 ОС ;
β = 0,8 – коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период ;
N – число жителей пользующихся горячим водоснабжением ;
- КПД котельной равной 0,8÷0,85 ;
- укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение кДж/ч на одного человека с учетом общественных зданий см. табл.6 ;
- продолжительность отопительного периода в сутках по числу дней с устойчивой средней суточной температурой наружного воздуха 8 ОС и ниже, принимается по СНиП 2.01.01-82.
Таблица 6.
Значения показателя средней нормы потребления горячей воды
|
Показатель |
Средние за отопительные периоды нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1 человека в сутки |
|||
|
85 |
90 |
105 |
115 |
|
|
Укрупненный показатель , кДж/ч.чел |
1150 |
1190 |
1350 |
1470 |
3.3. Расход газа промышленными предприятиями
Расход газа промпредприятиями делится на технологические нужды, отопление и вентиляцию зданий цехов.
Количество расходуемого газа на технологические нужды определяется по данным проекта, укрупненным показателям на единицу продукции, по расходам топлива аналогичных существующих предприятий.
Если известен расход какого-либо другого топлива ( при переходе на газ ) расход газа определяется по формуле.
Где: G – расход применяемого топлива в кг (для дров м3 );
- КПД установок при работе на заменяемом топливе и на газе.
Если известен годовой расход тепла по предприятию, то часовой расход газа можно определить
Где: - суммарный расход тепла за год , кДж/год ;
- теплотворная способность газа, кДж/м3 ;
m – число часов работы в год. Число часов использования максимума для промышленных предприятий ориентировочно можно принять :
m = 6000 ÷ 7000 ч/год при трехсменной работе с непрерывным технологическим процессом ;
m = 4500 ÷ 5000 ч/год при работе в две смены ;
m = 3000 ÷ 4000 ч/год для мелких предприятий и работающих в одну смену.
Значения коэффициента для предприятий различных отраслей промышленности см. стр. 30 [II]
4. РЕЖИМЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА
Потребление газа изменяется по месяцам года, дням недели, а также по часам суток. Часовые расходы в зависимости от сезона и времени суток сильно отличаются от среднего значения расхода. Поэтому пропускная способность системы газоснабжения должна рассчитываться с учетом неравномерности газопотребления. Газовые сети рассчитываются на максимальные часовые расходы газа, которые можно определить зная распределение газа по часам на коммунально-бытовые нужды, на отопление и вентиляцию зданий, на промпредприятия.
4.1 Режим потребления газа на коммунально-бытовые нужды.
Колебания расхода газа на бытовые и коммунальные нужды принимаются в соответствии с указаниями СНиП [1] , а также табл.5,6 [6] . Помесячно распределение расхода газа на эти нужды равны
Где: с – месячный коэффициент в %
Результаты расчета сводятся в таблицу 7.
Таблица 7.
Расходы газа по месяцам на коммунально-бытовые нужды
|
Месяц |
% от годового расхода с |
Расход газа , м3/час |
Всего по городу |
||
|
Район города |
|||||
|
I |
II |
III и др. |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Январь I |
10,6 |
||||
|
Февраль II |
9,6 |
||||
|
Март III |
9,8 |
||||
|
Апрель IV |
9,2 |
||||
|
Май V |
9,0 |
||||
|
Июнь VI |
7,8 |
||||
|
Июль VII |
4,6 |
||||
|
Август VIII |
4,8 |
||||
|
Сентябрь IX |
7,9 |
||||
|
Октябрь X |
8,8 |
||||
|
Ноябрь XI |
8,9 |
||||
|
Декабрь XII |
9,6 |
||||
|
Итого : |
100 |
По дням недели расходы газа на коммунально-бытовые нужды распределяются в соответствии с таблицей 8, расчет производится по формуле
Таблица 8
Недельный расход газа на коммунально-бытовые нужды
|
День недели |
% от недельного расхода |
Расход газа , м3/сут |
Всего по городу |
||
|
Район города |
|||||
|
I |
II |
III и др. |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Понедельник |
13,4 |
||||
|
Вторник |
13,7 |
||||
|
Среда |
13,7 |
||||
|
Четверг |
13,7 |
||||
|
Пятница |
14,3 |
||||
|
Суббота |
18,3 |
||||
|
Воскресенье |
12,9 |
||||
|
Итого : |
100 |
Для определения расчетных часовых расходов газа выписываются расходы по районам города за сутки с максимальным расходом (суббота) и распределяются по часам суток см. таблицу 9
Таблица 9.
Часовой расход газа на коммунально-бытовые нужды.
|
Часы суток |
% от суточного расхода |
Расход газа , м3/час |
Всего по городу |
||
|
Район города |
|||||
|
I |
II |
III и др. |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
0-1 |
4 |
||||
|
1-2 |
2 |
||||
|
2-3 |
1 |
||||
|
3-4 |
0.8 |
||||
|
4-5 |
0.8 |
||||
|
5-6 |
1.1 |
||||
|
6-7 |
3.5 |
||||
|
7-8 |
4.5 |
||||
|
8-9 |
5 |
||||
|
9-10 |
5 |
||||
|
10-11 |
5.5 |
||||
|
11-12 |
5 |
||||
|
12-13 |
5 |
||||
|
13-14 |
5.3 |
||||
|
14-15 |
5.5 |
||||
|
15-16 |
5.7 |
||||
|
16-17 |
6 |
||||
|
17-18 |
6.5 |
||||
|
18-19 |
6.0 |
||||
|
19-20 |
5.5 |
||||
|
20-21 |
4.75 |
||||
|
21-22 |
4.25 |
||||
|
22-23 |
4.0 |
||||
|
23-24 |
3.0 |
||||
|
Итого : |
99.7 |
4.2 Режим потребления газа на отопление, вентиляцию зданий и централизованное горячие водоснабжение
Годовые расходы газа на отопление и вентиляцию распределяются неравномерно по месяцам отопительного периода.
Распределение производится пропорционально величинам среднемесячных расчетных отопительных температур наружного воздуха к числу отопительных суток в месяц.
В начале определяется месячный коэффициент расхода газа в процентах от годового по уравнению:
Где: tв – расчетная внутренняя температура
tср.м. – средняя температура наружного воздуха за данный месяц (см. СНиП 2.01.01-82)
Σ(tв.-tср.м.) – сумма перепадов температур отдельных месяцев отопительного периода
nм. – число дней отопительного месяца.
Отопительный сезон начинается с пятидневки имеющей температуру tн=8°С и ниже. Конец подсчитывается по числу дней отопительного сезона.
Расход газа за месяц определяется:
Где:
Результаты расчета сводятся в таблицу 10
Таблица 10
|
Месяц |
Число отопительных дней, nм |
Средняя температура наружного воздуха за данный месяц, tср.м., °С |
А, % |
Расход газа, |
итого |
|||
|
Район застройки |
||||||||
|
I |
II |
III |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Январь |
31 |
-3,6 |
||||||
|
Февраль |
29 |
-2,3 |
||||||
|
Март |
31 |
2,4 |
||||||
|
Апрель |
2 |
9,3 |
||||||
|
Октябрь |
10 |
11 |
||||||
|
Ноябрь |
30 |
4 |
||||||
|
Декабрь |
31 |
-1,2 |
||||||
|
Итого |
164 |
Примечание: число дней nм. и tср.м. в таблице 10 указаны для города Грозного.
Для контроля правильности выполнения расчетов расхода газа на отопление и вентиляцию полученную суммарную величину расхода газа за отопительный период сравнивают с исходной величиной годового расхода газа, определенной по формуле (5.1) [6].
Расхождения допускаются в пределах 10%.
Максимальный часовой расход газа на отопление, вентиляцию, централизованное горячее водоснабжение определяется
Где: - максимальные часовые расходы газа на отопление и вентиляцию,
- среднечасовой расход газа на горячее водоснабжение
qг.в. – укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение (см. таблицу 6)
m – количество жителей
η – КПД: для местных котельных принмается 0,8-0,85; для районных котельных (с учетом КПД тепловых сетей) – 0,8; для квартирного отопления от АГВ – 0,8; для печного отопления 0,7-0,8.
4.3 Режим потребления газа промышленными предприятиями
В разделе по определению расхода газа промпредприятиями указан часовой расход газа и годовой расход газа.
Чтобы найти значения местных расходов газа вводятся коэффициент К принимаемый для декабря, января, февраля 1,05; для марта, апреля, мая, сентября, октября, ноября 1,0; для июня, июля, августа 0,95.
Среднесуточный расход газа равен:
Среднемесячный расход газа по предприятию определяется по формуле
Расчет ведется по каждому предприятию отдельно, а затем определяется суммарный расход.
4.4 Построение графиков использования газа
График строится на миллиметровой бумаге. По горизонтали в масштабе откладывается время в месяцах при годовом графике, в часах при суточном графике, по вертикали откладывается расход газа в м³.
Данные по видам потребления для заполнения графиков берутся из выше приведенных разделов. Пример построения графика см. рис. 1.2.
5. Газорегуляторные пункты
5.1 Расчетный расход газа
Для определения числа газорегуляторных пунктов необходимо знать расчетный максимальный часовой расход газа низкого давления (расчетный расход газа определяется отдельно для каждого района).
Суточный график расхода газа населенным пунктом
Годовой расход газа населенным пунктом
Расчетный расход находят по суммарному суточному графику потребления газа. Для этого графика выбирается максимальный часовой расход на коммунально-бытовые нужды к нему суммируется та часть расхода газа на отопление и вентиляцию зданий, которая забирается из сети низкого давления для местного (квартирного) отопления жилых зданий и небольших сосредоточенных потреблений до 50 м³/час.
Расчетный расход газа можно определить путем подсчета.
СНиП рекомендует для перехода от годового расхода газа на коммунально-бытовые нужды к часовому расходу пользоваться коэффициентом часового максимума Км см. табл. 5 [1].
В этом случае расчетный расход газа составит:
Где: – суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовые нужды в м³/год;
- часть максимального часового расхода газа на отопление и вентиляцию зданий, которая раздается по сети низкого давления м³/час (усадебная застройка, одно-двухэтажные здания).
Следует помнить, что во многих случаях (0,4÷0,6) часового расхода на отопление и вентиляцию потребляется крупными отопительными котельными, которые как предприятия и ГРП подключаются к сети среднего давления.
Расход газа на местное (поквартирное) отопление, а также мелкими котельными определяется:
0,6)*
5.2 Определение необходимого числа ГРП
Макимальную экономию средств в газоснабжении можно получить на строительстве газопроводов низкого давления. Стоимость газопроводов низкого давления в основном зависит от числа ГРП и от радиуса их действия. Оптимальное число ГРП и его пропускная способность определяется на основании технико-экономических расчетов.
Оптимальная нагрузка одного ГРП определяется по формуле:
Удельный часовой расход газа на одного человека равен:
Где: - расчетный часовой расход района города (см. табл. 9)
Ni – количество жителей в районе, чел.
Оптимальный радиус действия ГРП равен:
Где: A – стоимость ГРП (без автоматических приборов телеуправления А=4500 руб.);
- расчетный перепад давления в сети низкого давления,
Коэффициент плотности сети низкого давления по районам:
Плотность населения по району:
Где: площадь жилой застройки района, га;
Оптимальное число ГРП питающих сеть низкого давления определяется по формуле:
Полученное количество ГРП необходимо округлить до целого числа , поэтому фактическая пропускная способность каждого ГРП будет равна:
Результаты расчета сводятся в таблицу 11.
Таблица 11
|
Расчетные величины наименования районов |
Количество жителей, N, чел |
Площадь жилой застройки, F, га |
Плотность населения , чел/га |
Часовой расход газа, , |
Удельный часовой расход газа на человека, , |
Плотность сети, U, |
Оптимальный радиус действия ГРП, Rопт, м |
Колличество ГРП |
Расчетная нагрузка на ГРП, , шт. |
Шифр ГРП на схеме |
|
|
Расчетное, n, шт. |
Принятое, , шт. |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Рис. 3
5.3 Подбор регуляторов давления
ГРП расположенные в отдельно стоящих зданиях комплектуются универсальным регулятором давления типа РДУК 2 см. типовой проект 905-01-1.
Шкафные ГРП комплектуются регуляторами типа РДУК 2, РД и РДК.
Пропускная способность РДУК 2 определяется:
Где: f – площадь клапана, см², (см. табл. 12);
с – коэффициент расхода, (см. табл. 12);
- абсолютное давление газа на входе в ГРП, кПа;
- коэффециент зависящий от отношения и определяемый по графику 3;
- плотность газа, кг/м³.
Пропускную способность регуляторов рекомендуется принимать на 15÷20% больше требуемой максимальной пропускной способности [1].
Принятая номинальная способность РДУК должна быть в пределах 0,1÷0,8
Таблица 12
|
Тип регулятора Параметры |
РДУК 2-50 |
РДУК 2-100 |
РДУК 2-100 |
РДУК 2-200 |
|
Диаметр клапана, мм |
35 |
50 |
70 |
105 140 |
|
Площадь клапана, f, см |
9,6 |
16,9 |
38,4 |
85,5 154 |
|
Коэффициент, С |
0,5 |
0,42 |
0,4 |
0,49 0,4 |
6. Газопроводы
Газораспределительную сеть следует проектировать одно-, двух- или трехступенчатой в зависимости от оптимальности при вариантной проработки принятой схемы газоснабжения.
Сеть низкого давления проектируется многокольцевой и тупиковой.
Сеть среднего (высокого) давления принимается одно-, двух- или многокольцевой к которой подключаются ГРП, промпредприятия, котельные и др. потребители с расходом газа более 50 м³/час.
Задача гидравлического расчета газопроводов сводится к выбору диаметров труб в зависимости от расхода газа и допустимой потери давления.
Расчет следует вести используя номограммы и таблицы.
Где: Q – расход газа при плотности ;
- расход газа при плотности .
Рекомендуется учитывать потери давления в местных сопротивлениях, увеличением расчетной длины газопроводов на 10% [1].
Для газопроводов низкого давления при наличии значительных разностей отметок (более 3,0 метров) и при расчете внутридомовых систем газоснабжения многоэтажных зданий необходимо учитывать гидростатическое давление, которое может быть как положительное, так и отрицательное. Оно возникает вследствие разности плотностей воздуха и газа и определяется по формуле:
Где: h – разность абсолютных отметок конца и начала рассчитываемого участка газопровода, м;
1,293 – плотность воздуха, кг/м³;
- плотность газа, кг/м³.
6.1 Гидравлический расчет газопровода среднего (высокого) давления.
Сеть среднего и высокого давления газопровода (закольцованного) разделяется на несколько секций задвижками, в случае повреждения секцию можно отключить от остального кольца. Расчет кольца производится при режимах: один нормальных и два аварийных. При аварийном режиме принимается, что выключаются крайние секции, и движение газа происходит в одном направлении, при одном режиме по часовой стрелке, при другом – против и при уменьшенных нагрузках. Уменьшение нагрузки в зависимости от категории потребителя рассчитывают по формуле:
Qав=Qр*Кав
Где: Qав - расход газа при аварийном режиме, м3/ч;
Qр – расчетный расход газа, м3/ч;
Кав – коэффициент обеспеченности:
Для коммунально-бытовых потребителей Кав=0, без резервного топлива Кав=0,75.
Расчетные диаметры для сети принимаются максимальными из двух аварийных режимов. После этого сеть рассчитывается по полукольцам при полных расчетных нагрузках. Ответвления к потребителям рассчитываются на максимальный расход и полный перепад давлений. Запроектированный кольцевой газопровод ( не менее 2-х колец ) следует превратить в расчетную тупиковую сеть. Для этого на расчетной схеме стрелками, начиная с точки запитки, назначают направления потоков газа. Точки встречи движения газа делят кольцевую систему газопровода на полукольца.
Если сеть многокольцевая, то она разбивается на полукольца. Каждое кольцо имеет точку запитки и точку встречи потоков.
Порядок расчета газопроводов рекомендуется следующий:
Rср=(Pн2-Pк2)/(1,1*∑L) , Па2/км
Где ∑L - суммарная длина полуколец, км.
Pкф=, Па (давление абсолютное)
Результаты расчета сводятся в таблицу 13
Таблица 13
|
№№ участка |
Длина участка L, км. |
Расчетный расход газа Qр, м3/ч |
Диаметр и толщина ст. трубы dн*S, мм |
Фактическая удельная потеря давления Rсрф, Па2/км |
Потеря давления 1,1* Rсрф*L, Па2 |
Давление на участке, Па |
|
|
Начальное Pн, Па |
Конечное Pкф, Па |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
6.2 Расчет газопровода низкого давления.
При расчете распределительных газопроводов низкого давления на расчетной схеме выделяются зоны действия каждого ГРП, которые рассчитываются как самостоятельные многокольцевые системы с последующей их увязкой.
Обычно рассчитывают систему соответствующую зоне действий одного ГРП.
6.2.1 Определение расчетного расхода газа.
Методика расчета следующая:
Распределение газа по каждой зоне действия ГРП условно принимают равномерным. Это условие упрощает определение расчетных расходов газа по участкам сети, т.е. в этом случае имеется возможность весь расход разбить по кольцам пропорционально их площади, а затем полученное разбить пропорционально длинам участков.
qг=, м3/ч.га
где: F – площадь действия одного ГРП, га
Qк=qг*f , м3/ч
qL= , м3/ч
где: - протяженность кольца, м.
Qпi=qL*Li , м3/ч
где: Li – длина рассматриваемого участка газопровода, м.
Если участок газопровода является общим для двух колец, то
qL=qL2+qLn , м3/ч.м
В тех случаях, когда площадь участка застройки находится вне кольца, расходуемый на нее газ прибавляется к путевому расходу участка, от которого предполагается питать это площадь.
Выполненный расчет проверяется суммированием путевых расходов, при этом должно быть выдержано условие
∑Qni=Qгрп , м3/ч
Узловые расходы определяются по уравнению
Qузл.=0,5*∑Qni , м3/ч
где: ∑Qni – сумма путевых расходов газа на участках примыкающих к узлу.
Расчет выполнен правильно, если сумма всех расходов в узлах равна расходу газа в ГРП.
Определение расчетных расходов газа по тупиковым газопроводам целесообразно начинать от конечных точек по формуле:
Qр=0,5Qп+Qтр , м3/ч
где Qтр – транзитный расход, м3/ч.
В кольцевых газопроводах расчетный расход следует определять, начиная с точек встречи потоков, т.е. с «нулевых» точек.
Таблица 14
|
№№ участка |
Удельный расход газа по площади qf ,м3/ч.га |
Расход газа кольцом Qк , м3/ч |
Периметр кольца ∑L, м |
Удельный расход по длине qL , м3/ч |
Путевой расход Qп , м3/ч |
Транзитный расход Qтр , м3/ч |
Расчетный расход Qр , м3/ч |
Узловой расход Qузл. , м3/ч |
примечания |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
6.2.2 Гидравлический расчет газопроводов низкого давления.
В результате гидравлического расчета многокольцевой сети низкого давления подбирают диаметры труб расчетных участков таким образом, чтобы при пропуске расчетного количества газа вся сеть была гидравлически увязана. Это значит, что сумма потерь давления на участках каждого большого полукольца от ГРП до точки встречи потоков должна быть равна принятому, единому для всей сети, перепаду давления, Па.
Перепад давления в сети ΔPp принимается согласно СНиП [1].
Средняя удельная потеря давления для больших полуколец
Rср= , Па/м
где - сумма длин участков трубопроводов больших полуколец от ГРП до точки встречи потоков, м.
Ориентируясь на среднюю удельную потерю давления и расчетные расходы газа по участкам по номограммам рис. 6.4 [6] подбирают ближайшие диаметры труб и выписывают соответствующие этим диаметрам фактические удельные потери давления Rсрф.
Линейная потеря давления на участке определяется по формуле
ΔPL=1,1*Rсрф*Li , Па
Следует отметить, что средняя удельная потеря давления берется от ГРП до дальней точки ( по большому полукольцу ), а расчет газопровода ведется по отдельным малым кольцам, которые образуют многокольцевую систему. В этом случае каждое такое кольцо, состоящее из двух малых полуколец, рассматривается как самостоятельный газопровод, для которого находят необходимые диаметры, обеспечивающие пропуск расчетных участковых расходов. Результаты расчета сводятся в таблицу 15.
Таблица 15
|
№ кольца |
№ участка |
Расчетный расход газа Qр , м3/ч |
Длина участка L , м. |
Диаметр и толщина трубы dн*S , мм |
Фактическая удельная потеря давления Rсрф , Па/м |
Потеря давления на участке 1,1*Rсрф*L , Па |
Конечное давление Pк=Pн-1,1*Rсрф*L , Па |
Исправленный расход Qр±ΔQ , м3/ч |
Исправленная удельная потеря давления Rсрф , Па/м |
Исправленная потеря давления на участке 1,1*Rсрф*L , Па |
Исправленное конечное давление Pк΄=Pн-1,1*Rсрф΄*L , Па |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
При расчете кольцевых сетей исходят из условия ∑P=0.
Это означает, что сумма потерь давления на участке с направлением движения газа по часовой стрелке должна равняться сумме потерь давления на участках с движением газа против часовой стрелки. Указанные условия обеспечивают минимум сопротивления по кольцам. Допускается невязка по полукольцам 10%.
При расчете кольцевых сетей направление движения газа по часовой стрелке принято положительным, против – отрицательным. Эти же знаки присваиваются расчетным величинам сопротивления на соответствующих участках. Невязка по двум полукольцам принимает знак большей величины сопротивления.
Перераспределение потоков газа для уменьшения невязки может быть произведено либо методом подбора, что требует больших навыков, либо методом последовательных приближений путем введения поправки расходов газа.
Поправка расхода газа определяется в зависимости от невязки потерь давления ΔP по формуле:
±ΔQ= , м3/ч
где ΔP – разность потерь давлений по полукольцам, Па;
Pуч – потеря давления на участке полукольца ( 1,1*Rсрф*L) , Па;
Qр – расчетный расход участка, м3/ч.
Поправка ΔQ принимает знак обратный знаку невязки. На расчетной схеме поправка ΔQ изображается условно стрелкой в зависимости от знака
↑ ΔQ с минусом при ΔP ↑
↓ ΔQ с плюсом при ΔP ↓
Если поправка имеет знак ΔQ↓, то это означает, что от расчетных расходов полукольца с отрицательным сопротивлением ( движение газа против часовой стрелки ) следует поправку ΔQ отнять, а к расходам другого полукольца поправку ΔQ прибавить, и наоборот.
В многокольцевых схемах на смежных участках поправки расходов смежных колец берутся с их знаками.
7. Газоснабжение жилого дома.
Проект газоснабжения здания разрабатывается с использованием газа, принятого для города.
Дворовой газопровод в дом необходимо запроектировать в соответствии с выкопировкой из генплана квартала по зданию. Уличный и дворовой газопровод запроектировать согласно действующим нормам и правилам [1,2,9] с соблюдением допустимых расстояний, как по вертикали, так и по горизонтали от зданий, сооружений и других инженерных коммуникаций. Диаметры уличного газопровода принимать из расчета газовой сети низкого давления. Рассчитывать дворовой газопровод ( как тупиковый газопровод низкого давления ) , а так же построить продольный профиль уличного и дворового газопровода и указать размещение городских инженерных сетей на плане и профиле.
На аксонометрической схеме внутридомового газопровода показать ввод, установить изолирующий фланец и расставить отключающие краны. На расчетной схеме проставить номера узловых точек от самого дальнего верхнего прибора до ввода в здание и определить расходы газа по участкам домовой сети.
Расчетный расход газа на участках подсчитываем по сумме номинальных расходов газа всеми приборами с учетом коэффициента одновременности К0 [1].
Qр=∑К0**n , м3/ч
где q – номинальный расход газа приборами, кДж/ч [7];
n – количество однотипных приборов.
Если в разных квартирах устанавливаются различные приборы, каждый такой коэффициент указывается отдельно. Коэффициент одновременности принимают для каждой группы квартир отдельно, но по суммарному количеству квартир. Расчет сводится в таблицу 16.
Таблица 16
|
№№ участка |
Ассортимент приборов |
Количество квартир |
Коэффициент одновременности К0 |
Расход газа нм3/ч |
|
|
На все квартиры Q , м3/ч |
Расчетные Qр , м3/ч |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
После определения расчетных расходов газа по участкам переходят к гидравлическому расчету газопроводов.
Расчетный перепад давления во внутридомовой сети ΔPp принимается по табл. 8 [1] , ΔPp=250 Па при многоэтажной застройке.
Определяют длину участка L по чертежу здания ( по плану и разрезам ).
Потерю давления в местных сопротивлениях можно принимать при помощи коэффициентов местных сопротивлений и эквивалентных длин, или введением процентной добавки «α» к потерям на трение.
Надбавка «α» указана в п.3.24 [1].
Определяют расчетную длину участков
Lр=L*(1+) , м
Определяется сумма расчетных длин всех участков сети ∑L.
Вычисляют среднее удельное падение давления в сети
Rср=Rсрф*Lуч , Па/м
По таблицам или номограммам для расчета газопроводов низкого давления по Qр и Rср подбирают диаметры участка газопроводов низкого давления dу и фактические удельные падения на участке Rсрф , при этом диаметры газопроводов не должны быть менее присоединительных диаметров приборов.
Определяется потеря давления на участке
Rуч=Rсрф*Lуч , Па
Определение гидростатического давления на вертикальных участках Rг.
Определяется падение давления на участках с учетом гидростатического давления
Rуч=Rсрф*Lуч±Pг , Па
Определяют сумму, т.е. общую величину падения давления на всех последовательно соединенных участках.
∑Pучф≤ΔPp , Па
Результаты расчетов сводятся в таблицу 17.
Установка газовых плит разрешается в жилых домах высотой до 10 этажей, при этом объем кухонь должен быть не менее 8 м3 для двухкомфорочной плиты, не менее 12 м3 для 3-х комфорочной плиты и 15 м3 для 4-х комфорочной плиты.
Помещение кухни должно быть высотой не менее 2.20 метра, должно иметь окно с форточкой и вентиляционный канал.
Водонагреватели разрешается устанавливать в зданиях до 5 этажей включительно, при установке на кухне дополнительного объема не требуется.
При установке крана газовой плиты емкого водонагревателя для отопления объем помещения кухни должен быть увеличен на 6 м3. Отвод продуктов сгорания от газовых приборов должен быть по обособленному каналу.
|
№№ участка |
Расчетный расход газа Qр , м3/ч |
Длина участка L , м. |
Надбавка на местное сопротивление «α» , % |
Расчетная длина Lр , м |
Среднее удельное падение давления Rср , Па/м |
Условный диаметр газопровода dу , мм |
Фактическое падение удельного давления Rсрф , Па |
Потери давления на участке Pуч ,Па |
Гидростатическое давление Pг , Па |
Падение давления на участке Pучф , Па |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Таблица 17
ЛИТЕРАТУРА