Низшая теплота сгорания сложного газа , МДж/м³, определяется по закону аддитивности:

, (1)

где и ? соответственно низшая теплота сгорания, МДж/м³, и доля компонента газовой смеси.

Плотность газа , кг/м³, определяется по формуле

, (2)

где сi ? соответственно плотность, кг/м3, отдельного компонента газовой смеси.

с=0,01(0,717·97,88 +1,356·0,08+2,0037·0,01+2,7023·0,01 +1,251·1,0 +1,977·1,1)=0,74 кг/м³.

1.2 Определение расхода газа котельной

Для определения расхода газа на отдельных участках определяем расход газа двумя котлами RTQ-2000I, AX-300.

Расход газа на котел, м³/ч, определяем по формуле

(3)

гдеQ - тепловая мощность котла, МВт;

- низшая теплота сгорания газа, МДж/м³;

з - КПД котла (з=0,98).

204,49 м³/ч.

31,42 м³/ч.

В котельной установлено два котла RTQ-2000I и AX-300. Общий расход газа на котельную составляет 419 м3/ч.

2. Газоснабжение лакокрасочного завода

2.1 Условия прокладки наружного газопровода высокого давления

Лакокрасочный завод расположен вне территории района на расстоянии 350 м от границы застройки района. Объектами газоснабжения на территории завода являются цех по производству лаков и красок с расходом 1340 м³/ч, установка сжигания смолы с расходом газа 830 м³/ч, автоклавное отделение с расходом газа 400 м³/ч, столовая с расходом газа 35 м³/ч, цех анализа с газодувкой с расходом газа 500 м³/ч, кузнечно-ремонтный цех с расходом газа 550 м³/ч и цех по производству товаров народного потребления с расходом газа 500 м³/ч. Общий расход газа на завод 4574 м³/ч.

Снабжение завода предусматривается от подземного газопровода высокого давления П категории, расположенного на расстоянии 350 м от территории завода. Давление газа в точке врезки 0,54 МПа.

От точки врезки в существующий газопровод высокого давления до территории завода предусмотрена подземная прокладка газопровода на глубине 0,8 м от поверхности земли до верхней образующей трубы. На территории завода предусмотрена подземная прокладка газопровода от границы завода до ПУРГ и надземная прокладка газопровода по стенам производственных зданий и на отдельно стоящих опорах высотой 2,5 м, а в местах проезда автотранспорта высотой 5,0 м. В точке выхода газопровода из земли предусматривается устройство футляра и установка задвижки и изолирующего соединения. Кроме этого отключающие устройства предусматриваются на входе и выходе пункта учета расхода газа шкафного типа и перед каждым газоиспользующим объектом. В качестве отключающих устройств газоиспользующих объектов приняты задвижки (у ПУРГ) и шаровые краны, установленные на стенах зданий на высоте, обеспечивающей удобство обслуживания (1,5 м).

2.2 Учет расхода газа

На территории завода предусматривается учет расхода газа отдельно каждым потребителем (цехом) и общезаводской учет расхода газа в ПУРГ-800, установленном на территории завода. Пункт учета расхода газа состоит из шкафной установки, технологического оборудования для учета расхода газа, двух газовых обогревателей с дымоходами. В состав технологического оборудования входят счетчик газа Delta G400 и фильтр волосяной ФГ-50-6. Шкафная установка представляет собой металлический шкаф с теплоизоляцией. Для обслуживания технологического оборудования предусмотрены двери, для обеспечения естественной вентиляции - жалюзи, для обогрева технологического оборудования - обогреватели, установленные под днищем шкафной установки.

Технологическое оборудование пункта состоит из двух линий: рабочей и обводной. С целью очистки газа от механических примесей перед счетчиком предусмотрена установка фильтра. Для корректировки показаний счетчика по температуре и давлению транспортируемого газа предусмотрены термометр манометрический и манометр самопишущий. Для визуального наблюдения за давлением газа и измерения перепада давления на фильтре предусмотрен манометр с клапанами. Подача газа к обогревателям осуществляется через вентиль и регулятор давления газа. Обводная линия предназначена для обеспечения бесперебойной подачи газа при ремонте рабочей линии и снабжена краном. Для сброса газа во время ремонта предусмотрен продувочный трубопровод с краном.

2.3 Гидравлический расчет межцехового газопровода

Пропускная способность газопроводов должна приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных предприятий принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

Падение давления для сетей среднего и высокого давлений определяются по формуле

(4)

где Pн - абсолютное давление в начале газопровода, МПа;

Рк - абсолютное давление в конце газопровода, МПа;

Р0 = 0,101325 МПа;

- коэффициент гидравлического трения;

l - расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

d - внутренний диаметр газопровода, см;

0 - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;

Q0 - расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;

Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле

(5)

где l1 - действительная длина газопровода, м;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода;

При выполнении гидравлического расчета газопроводов расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле

(6)

где dp - расчетный диаметр, см;

А, В, т, т1 - коэффициенты, определяемые по [2] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;

Q0 - расчетный расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

Руд - удельные потери давления, МПа/м, определяемые по формуле

(7)

где Рдоп - допустимые потери давления, МПа/м;

L - расстояние до самой удаленной точки, м.

А=Р0/(Рт1622),(8)

где Р0 = 0,101325 МПа;

Рт - усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа.

, (9)

где Рн, Рк - соответственно начальное и конечное давление в сети, МПа.

МПа.

Принимаем тупиковую схему газоснабжения. Выполняем трассировку межцехового газопровода высокого давления. Разбиваем сеть на отдельные участки. Расчетная схема межцехового газопровода приведена на рисунке 1.1.

Определяем удельные потери давления для межцеховых газопроводов:

МПа/м.

Таким образом:

.

Предварительно определяем расчетный внутренний диаметр на участках сети:

Для участков 1-2, 2-3, 3-4: см. Принимаем Ду 133 мм.

Для участка 4-5: см. Принимаем Ду 108 мм.

Для участка 5-6: см. Принимаем Ду 89 мм.

Для участка 6-7: см. Принимаем Ду 89 мм.

Для участка 7-8: см. Принимаем Ду 89 мм.

Для участка 8-9: см. Принимаем Ду 89 мм.

Для участка 9-10: см. Принимаем Ду 76 мм.

Для участка 10-11: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 4-12: см. Принимаем Ду 76 мм.

Для участка 5-13: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 6-14: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 7-15: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 8-16: см. Принимаем Ду 32 мм.

Для участка 9-17: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 10-18: см. Принимаем Ду 57 мм.

Для участка 11-19: см. Принимаем Ду 57 мм.

Потери давления в ПУРГ складываются из потерь давления в счетчике и потерь давления в фильтре. Потери давления в счетчике принимаются равными 800 Па. Потери давления в фильтре определяются по формуле

, (10)

Где Р - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

- потеря давления в корпусе и на кассете, Па.

Абсолютное давление газа перед фильтром ФГ-50-6 0,632 МПа. Потери давления газа по графику в корпусе 4000 Па, на кассете - 800 Па. Плотность газа в нормальных условиях 0,74 кг/м³. Падение газа в корпусе фильтра составит

Па

Падение газа на кассете фильтра составит

Па.

Общие потери давления газа в ПУРГ составят 6200 Па.

Перечень местных сопротивлений по участкам сети приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Ведомость местных сопротивлений

Гидравлический расчет межцехового газопровода выполняем в таблице 3.

Таблица 3 - Гидравлический расчет межцехового газопровода

2.4 Подбор оборудования газорегуляторной установки

Для снижения давления газа с высокого до среднего и поддержания его на заданном уровне проектом предусматривается устройство газорегуляторной установки. Газорегуляторная установка (ГРУ) расположена в помещении котельного зала и имеет сетчатое ограждение. К основному оборудованию ГРУ относятся регулятор давления РДГ-50В, фильтр ФГ-50-6, предохранительный сбросной клапан ПСК-50С/5, ротационный счетчик газа Delta G400. Для бесперебойной подачи газа к котлоагрегатам во время ремонта или замены оборудования на основной линии редуцирования предусматривается устройства байпаса (обводной линии), на котором последовательно установлены две задвижки.

Подбор фильтра. Фильтр кассетный сварной устанавливается до регулятора давления и служит для очистки газа от механической примеси. Степень засоренности определяется по перепаду давления до и после фильтра. Определение потерь давления газа, Па, в корпусе и на кассете при прохождении через фильтр газа с любой плотностью производится по формуле

, (11)

Где Р - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

- потеря давления в корпусе и на кассете, Па.

Потери давления газа по графику в корпусе 500 Па, на кассете 250 Па. Абсолютное давление газа перед фильтром 0,604 МПа. Плотность газа в нормальных условиях 0,74 кг/м³. Падение газа в корпусе фильтра составит

Па

Падение газа на кассете фильтра составит

<10000 Па.

Общие потери давления газа в фильтре составляют 882 Па.

Подбор регулятора давления. Пропускная способность регулятора, м3/ч, с односедельным клапаном определяется по формуле

900?0,607?0,475/0,2?0,473?v0,74/0,8 = 2839 м³/ч

где Q - расход газа, м³/ч, при нормальных условиях;

- абсолютное входное давление, МПа, для предварительных расчетов принимается минимально возможным давлением газа для сети высокого давления (0,2 МПа);

- плотность газа, кг/ м³, при нормальных условиях.;

- коэффициент по отношению (), определяется по паспортной характеристике и при небольших перепадах равен 0,475.

Давление газа перед регулятором давления принимается с учетом падения давления в фильтре и в ротационном счетчике газа Delta G400:

Р=0,608- 0,0008 - 0,00017=0,607 МПа.

Для устойчивой работы регулятора давления необходимо, чтобы расход газа через него был в интервале от 10 до 80% от пропускной способности регулятора, т.е.:

.

Проверяем устойчивость работы регулятора РДГ-50В:

%.

Регулятор работает устойчиво.

Подбор предохранительного сбросного клапана. Сбросной пружинный клапан ПСК-50С/50 является автоматическим устройством и предназначен для предупреждения повышения давления газа за регулятором сверх установленного предела и обеспечения сброса в атмосферу избыточного давления газа, возникающего при неполном закрытии регулятора давления. Настройка клапана на контролируемый предел давления газа осуществляется изменением степени сжатия пружины клапана, надмембранная камера которого соединяется с газопроводом выходного давления. При уменьшении контролируемого давления газа за регулятором ниже установленного предела клапан автоматически закрывается. Кран на газопроводе, подводящем газ к сбросному пружинному клапану, пломбируется в открытом положении.

Количество газа, м³/ч, подлежащего сбросу ПСК, определяется при наличии ПЗК по формуле

.(13)

Для предохранительного сбросного клапана ПСК-50С/50, принятого к установке в ГРУ, имеем:

; м³/ч.

Количество сбрасываемого газа входит в диапазон работы ПСК-50С/50.

Подбор приборов учета расхода газа. В котельной предусматривается общекотельный учет расхода газа. Счетчик Delta G400 с пропускной способностью 2839 м³/ч устанавливается в газорегуляторной установке перед регулятором давления.

3. Спецификация оборудования и трубопроводов

Список литературы

1. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.

2. СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из стальных и полиэтиленовых труб. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2004.

3. СНиП II -89-80*. Генеральные планы промышленных предприятий. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.

4. Газоснабжение промышленного предприятия: Методические указания к курсовой работе / Сост., Е.Е. Мариненко, Т.В. Ефремова, Л.А. Журилова, М.А. Озеров, П.П. Кондауров. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2008.

5. Промышленное газовое оборудование. Справочник. - Саратов: Газовик, 2003.

6. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных / Под ред. Е.Б. Столпнера. Л.: Недра, 1976.

7. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л., Недра, 1990.

Размещено на Allbest.ru