Газификация каменного двухэтажного 6-квартирного жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные:

№ п/п	Показатель (параметр)	Ед. измер.	Значение
1	Используемое топливо	-	Природный газ
2	Месторождение	-	Средне-Вилюйское
3	Место строительства	-	г. Якутск
4	Источник газоснабжения	-	ГРП
5	Низшая теплота сгорания	Ккал/нм?	8500
6	Абсолютная плотность газа	кг/нм?	0,73
7	Численность населения	чел.	4789
8	Количество обучающихся	чел.	1200
9	Доля газифицированных жилых домов	%	82
10	Доля газифицированных прачечных	%	59
11	Доля газифицированных предприятий общественного питания	%	69
12	Доля газифицированных предприятий здравоохранения	%	21
13	Доля газифицированных хлебозаводов	%	100
14	Объем отапливаемых помещений	м?	15600
15	Количество населения, пользующиеся горячим водоснабжением, от общего числа	%	25
16	Среднеотопительная температура за расчетный период	°С	-20,6
17	Средняя температура внутреннего воздуха в помещениях	°С	22
18	Продолжительность отопительного периода	дни	256



Введение

Развитие газовой промышленности и газоснабжение городов, поселков и промышленных предприятий на базе природных газов в России началось с середины сороковых годов. В Якутии использование природного газа началось в пятидесятых годах в связи с открытием газовых и газоконденсатных месторождений в нижнем течении Вилюй. С 1967 года город Якутск снабжается газом из Усть-Вилюйского месторождения, а с 1973 года Мастахского и Средне-Вилюйского месторождения.

Базой для широкого развития газовой промышленности являются значительные запасы природного газа, которые в результате успешно проводимых геологоразведочных работ непрерывно возрастают.

Природный газ - наиболее экологически чистое топливо, поскольку в нем практически не содержится вредных примесей. Применение газа для промышленных установок улучшает условия труда и способствует росту его производительности. Исследования показали, что использование природного газа в промышленности позволяет осуществить принципиально новые, прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы. Следует отметить, что мере совершенствования техники бурения и эксплуатации газовых скважин себестоимость природного газа неуклонно снижается.

Большим преимуществом газового топлива является возможность транспортирования их по трубопроводам. Это разгружает железнодорожный и водный транспорты, улучшает надежность топливоснабжения и снижает стоимость транспорта газа на большие расстояния.

Газ очень удобен для потребления, позволяет автоматизировать систему отопления, широко используется для приготовления пищи и горячего водоснабжения. Газопроводный транспорт газа и его распределение между потребителями отличается простотой в отличие от других видов топлива.

Из анализа достоинств природного газа следует, что применение его в качестве топлива позволяет значительно улучшить условия быта населения, повысить санитарно-гигиенический уровень производства и оздоровить воздушный бассейн в городах и промышленных центрах.

Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ.

Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции. Применение газа для промышленных установок улучшает условия труда и способствует росту его производительности. Исследования показали, что использование природного газа в промышленности позволяет осуществить принципиально новые, прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы.

Физико-географическая характеристика.

Географическое положение.

Город Якутск расположен в долине Туймаада на левом берегу реки Лены, в среднем ее течении. Находится несколько севернее параллели 62 градуса северной широты, вследствие чего в летнее время наблюдается длительный период «белых ночей», а зимой (в декабре) -- светлое время суток длится всего 3-4 часа. Площадь - 122 км?.

Самый крупный город, расположенный в зоне вечной мерзлоты.

Рельеф.

Город Якутск расположен в равнинной местности, в долине реки Лена (долина Туймаада). На территории города имеется много пойменных озер и стариц, крупнейшими из которых являются: Сайсары, Тёплое, Талое, Хатынг-Юрях, Сергелях. Берега песчаные, на отмелях поросшие тростником.

Характерный годовой ход температуры почвы

Среднегодовая температура почвы - -8.4 °C

Климат города

Тип климата - резко-континентальный

Среднегодовая температура - ?9,3 °C

Среднегодовая скорость ветра - 1.6 м/c

Среднегодовая влажность воздуха - 70,3 %

Среднегодовое содержание кислорода в воздухе - 311.6 кг/м3

Годовая норма осадков - 296 мм

Среднегодовая высота снежного покрова - 171.3 см

Среднегодовое атмосферное давление - 1015.6 мм рт ст

Природно-климатические условия города Якутска требуют применения специальных технологий при строительстве и эксплуатации объектов.



1. Расчетно-конструкторская часть

1.1 Определение годовых расходов газов

Значение годового расхода газа различным потребителям зависит от количества жителей, учреждений, предприятий, использующих газ для бытовых нужд.

Годовой расход газа в квартирах на бытовые нужды с учетом того, что в квартирах установлены газовые плиты, а горячее водоснабжение централизованное

- годовой расход газа в квартирах,

- степень охвата газоснабжением в долях от единицы. Принять равным 70%

- число жителей в микрорайоне, 4789 чел.

- норма расхода тепла на 1 человека в год в квартирах с газовой плитой и центральным горячим водоснабжением, , согласно СП 42.101-2003 Таблица А - 4100

= 4100

- доля этих квартир с газовой плитой в микрорайоне. Принять равной 60%

- норма тепла на 1 чел/год в квартирах с газовой плитой и водонагревателем

= 0

= 0

- норма расхода теплоты на 1 чел/год в квартирах с газовыми плитами без водонагревателей и без центрального горячего водоснабжения

= 0

= 0

- низшая теплота сгорания газа

= =

Годовой расход газа на предприятиях годового обслуживания (прачечных)

- накопление сырого белья на стирку из расчета 100 кг белья на одного человека в год

- степень охвата населения прачечными

= 0,3

- доля газифицированных прачечных 59%

= 0,59

- численность населения, 4789 чел.

- норма расхода теплоты на стирку 1 тонны белья в немеханизированных прачечных, согласно СП 42-101-2003

= 8800

= 0

- механизированные прачечные

= 8800

- доля населения, пользующаяся прачечными, 30%

- норма теплоты на стирку механизированных прачечных с сушкой

= 0

= 0

1.2 Годовой расход газа в банях

- количество недель в году

- охват населения банями

=0,3

- количество газифицированных бань

= 1

- число жителей в микрорайоне, 4789 чел.

- норма расхода теплоты на одну помывку в банях с ванными, согласно СП 42-101-2003

= 0

= 0

- норма расхода теплоты в банях без ванн на одну помывку,

= 40

- доля населения, пользующаяся банями без ванн

= 0,3

1.3 Годовой расход газа на предприятиях общественного питания (ПОП)

- количество дней питания в году

- доля жителей, пользующихся ПОП

= 4789

- доля газифицированных ПОП (69%)

= 0,69

- численность населения, 4789 чел.



- норма расхода теплоты на приготовление одного обеда, ,

согласно СП 42-101-2003

= 4,2

- норма теплоты расхода на приготовление завтрака или ужина,

= 2,1

1.4 Годовой расход газа в учреждениях здравоохранения

= 3200

- доля учреждений с приготовлением пищи

= 21% = 0,21

- норма расхода теплоты на приготовление горячей воды на 1 койку,

= 0

= 0

Годовой расход газа на предприятии торговли и бытового обслуживания не производственного характера, согласно п. 3.13 СП 42-101-2003 годовые расходы газа на эти нужды допускается принимать в размере 5% от суммарного расхода теплоты на жилые дома

1.5 Годовой расход газа на хлебозаводах

- коэффициент, учитывающий среднесуточную выпечку на одного человека в сутки

- дней в году

- степень охвата газоснабжением хлебозавода (100%)

= 1

- численность населения, 4789 чел.

- норма расхода тепла на выпечку 1 тонны формового хлеба, , согласно СП 42-101-2003

= 2500

- доля формового хлеба в суточной выпечке (60%)

= 0,6

- норма расхода тепла на выпечку 1 тонны подового хлеба

= 5450

- доля подового хлеба суточной выпечки (40%)

= 0,4

- норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны кондитерских изделий

= 0

- доля кондитерских изделий суточной выпечки

1.6 Годовые расходы газа на нужды образования

При применении газа для лабораторных нужд школ, ВУЗов, техникумов и др., норму расхода теплоты следует принимать 50 МДж в год на одного учащегося

q - норма теплоты

N - численность учащихся, 1200 чел.

1.7 Годовые расходы газа на отопление, горячее водоснабжение и промышленное потребление

Годовые расходы газа на промышленные потребления, связанные с технологическими процессами, определяют по данным топливопотребления, с перспективой из развития на основе технологических норм. Годовой расход газа для различных предприятий можно определять по мощности газопотребляющих установок или по отраслевым нормам с обязательным учетом КПД при переходе на газовое топливо. Расходы газа рассчитываются индивидуально для каждого газового потребления или для каждой отдельной установки.

Годовые расходы газа на нужды отопления жителей микрорайона можно вычислить

()

- годовой расход газа на нужды отопления микрорайона,

- требуемый удельный расход тепла на нужды отопления, ()

- объем зданий в м? по наружным размерам, по ТСН 23-343-2002

(°С) - средняя температура внутреннего воздуха в помещениях,

по ТСН 23-343-2002

(°С) - средняя температура за отопительный период,

по ТСН 23-343-2002

(сут) - продолжительность отопительного периода в регионе,

по ТСН 23-343-2002, для г. Якутска и п. Покровска - 256 дней

= 256



- расчетная низшая теплота сгорания,

- КПД при переходе на газовое топливо, которое принимается 0,8?0,85 (80-85%)

= 0,8?0,85

Для проектируемого региона = -20,6 °С

= 38

1.8 Годовой расход газа на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

()

- норма расхода горячей воды с температурой t = 55°С (литр/сут.), согласно СНиП 2-04.01-87*

= 120 л/сут.чел

- количество жителей, пользующихся горячей водой, 1197 чел.

- температура холодной воды зимой, согласно СНиП 2-04.01-87*, + 5°С °С

- температура холодной воды летом, согласно СНиП 2-04.01-87*, + 15°С °С

- коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды летом по отношению к зиме

- количество дней в году пользования горячей водой

- продолжительность отопительного периода, согласно ТСН 23-343-2002

- низшая теплота сгорания,

- КПД

колено тройник давление часовой



2. Определение максимальных расчетных часовых расходов газа

Системы газоснабжения городов и населенных пунктов должны рассчитываться на максимальный часовой расход газа в часы наибольшего газопотребления.

Часовые расчетные расходы газа определяются при 0°С и давлении

101325 Па ? 0,1 МПа

Эти расходы определяются, как доля от годового расхода газа по формуле:

, ()

Где - максимальный расчетный часовой расход газа,

- максимальный коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к часовому)

- годовой расход газа,

принимается дифференцированно по каждой обособленной зоне газоснабжения от одного источника газа

Где - число часов в году максимального использования газа по категориям потребления (Таблица СНиП 42-01-2002)



2.1 Максимальный часовой расход газа в жилых домах (квартирах)

, ()

2.2 Часовой расход газа в прачечных

, ()

2.3 Часовой расход в банях

, ()

Часовой расход газа на предприятиях общественного питания (ПОП)

, ()



2.4 Часовой расход газа в учреждениях здравоохранения

, ()

2.5 Часовой расход газа на предприятии торговли и бытового обслуживания не производственного характера

, ()

2.6 Часовой расход газа на хлебозаводах

, ()

2.7 Часовой расход газа на нужды образования

, ()

2.8 Часовые расходы газа на нужды отопления

, ()

- расчетная наружная температура воздуха в регионе за самую холодную пятидневку в течение 50 лет наблюдения, согласно ТСН 23-343-2002, для г. Якутска -54 °C

= -54 °C

- средняя температура внутреннего воздуха в помещениях 22 °С

= 22 °С

- среднеотопительная температура за расчетный период -20,6 °С

= -20,6 °С



2.9 Часовой расход на горячее водоснабжение в жилых и общественных зданиях

, ()

Данные по расходам заносим в таблицу

Таблица №1

Категория потребления	Годовой расход, м?/год	Максимальный часовой расход, м?/час
1. Жилые дома	386079	188
2. Прачечные	6286	2,2
3. Бани	25183	9,3
4. Общественное питание	84207	42
5. Учреждения здравоохранения	229	0,1
6. Предприятия торговли	19304	9,6
7. Хлебозаводы	108414	18
8. Образование	1685	0,84
9. Отопления	154437	44,8
10. Горячее водоснабжение	227066	65,9
ИТОГО:		380,7



3. Гидравлический расчет сети низкого давления

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

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

Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного газового прибора), принимается не более P < 180 даПа (мм.в.ст.), в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, а в вводных газопроводах и внутренних газопроводах - 60 даПа.

Расчет тупиковой сети ведется из условия, что газ по всей сети расходуется равномерно, и тогда следует различать следующие расходы газа:

По основной линии распределительной сети, имеющие путевые расходы газы, определяются расчетные расчеты газа по формуле:

Порядок расчета

Исходя из условия равномерности газопотребления, определить удельный расход газа на 1 метр длины газопровода. Для этого определяем длины участков, газораспределительной сети с учетом масштаба.



3.1 Для расчета разрабатывается аксонометрическая схема газопровода

Рисунок 1

3.2 Определяем удельный расход

- удельный расход газа, на всю распределительную сеть,

- суммарный расход газа,

3.3 Определяем транзитные расходы на участках, начиная с конечной точки газопровода по основной линии расчета

3.4 Определяем расчетные расходы газа в распределительной сети

, ()



, ()

, ()

, ()

, ()

, ()

, ()



, ()

, ()

Результаты определения расчетных расходов по участкам сводятся в таблицу:

Таблица №2 - Расчетные расходы газа

№ участка	м?/ч	м?/ч	м?/ч	м?/ч
ГРП	0,37	0	0	836,2
ГРП-1	0,37	51,8	320,42	346,32
1-2	0,37	58,6	172,42	201,65
2-3	0,37	1,48	153,92	154,66
3-4	0,37	65,12	0	32,56
1-5	0,37	96,2	0	48,1
2-6	0,37	17,02	0	8,51
3-7	0,37	88,8	0	44,4

Падение давления в местных сопротивлениях (колено, тройники, запорная арматура и т.д.) допускается учитывать путем фактической длины газопровода не более 5-10%.

Удельные потери давления в Па для сетей низкого давления определяем по формуле:

, ()



- допустимые потери давления для сетей низкого давления, Па

- расстояние до самой удаленной точки, м

= 1024 - 260 - 46 -240 = 478 м

=

, ()

3.5 Определение диаметров газопроводов низкого давления

Зная расчетные расходы газа и потери давления на единицу длины, определяем по таблицам гидравлического расчета наружные диаметры газопроводов.

Результаты сводим в таблицу:

Таблица №3 - Гидравлический расчет сетей низкого давления

№ участка	Расчет расходов м?/ч	Фактич. L, м	Расчет L=1,1 ф	Наружный диаметр, мм	Уд. потери давления, Па/м	Потеря давления на уч-ке, Па
ГРП	836,2	0	0	-	_-	-
ГРП-1	346,32	140	154	219x6	0,039	6,01
1-2	201,65	158	173,8	159x4,5	0,066	11,47
2-3	154,66	4	4,4	159x4,5	0,044	0,19
3-4	32,56	176	193,6	108х4	0,056	10,8
1-5	48,1	260	286	108х4	0,056	16,02
2-6	8,51	46	50,6	57х3,5	0,08	4,05
3-7	44,4	240	264	108х4	0,056	14,78

300 м.в.ст. = 3000 Па



4. Гидравлический расчет внутреннего газопровода

Газификации подлежит каменный двухэтажный 6-квартирный жилой дом, где установлены бытовые газовые плиты ПГ-4. Подводящий газопровод к дому диаметром 57 мм стальной по ГОСТ 10-704-78. На выходе из-под земли устанавливается задвижка и изолирующие фланцевые соединения (ИФС). Разводящая магистраль прокладывается к фасадам здания на высоте не более 1,5 метра. Вводы в кухни осуществляются через футляр и, далее газ транспортируется по стоякам и подводкам к плите. Диаметры газопроводов по фасаду здания 25х2,8 мм. Стояки диаметром 20х2,8 мм, а подводки к приборам диаметром 15х2,8 мм. На подводках к плитам установлены: клапан термозапорный, бытовой газовый счетчик и два крана (до и после счетчика). Объем кухонь, для установки 2-конфорочных пли, должен быть не менее 8м?; 3-конфорочных плит - не менее 12 м?; 4-конфорочных плит - не менее 15 м?; высота кухонь - не менее 2,2 м. Счетчики должны быть установлены в удобном для осмотра месте на высоте не более 1,6 м и отстоять от плиты не менее чем на 80 см в радиусе. Помещение кухонь должно иметь естественную вентиляцию - не менее 3-х кр./час. Приток воздуха обеспечивается через форточку, вытяжка через вент. канал. Стена за плитой должна быть выполнена из огнестойких материалов.

Для отделки жилых домов, в соответствии с СП 42-101-2003, расчетный часовой расход газа следует определить по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами, с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле:

- часовой расход газа,



- сумма произведений, зависящая от количества и типа установленных приборов

- коэффициент одновременности, который можно принимать по табл. 5, для жилых домов СП 42-101-2003 в зависимости от числа квартир и который показывает вероятность действия всех приборов одновременно

- номинальный расход газа прибором или группой приборов,

, по паспортам или техническим характеристикам

- число однотипных приборов или их групп

- число типов приборов или групп приборов

Расчетный средний расход для квартиры принимается условно

Количество газовых плит

Для расчета строится аксонометрическая схема внутренних газопроводов и разбивается на расчетные участки, начиная от самого удаленного и высокорасположенного прибора от ввода. В качестве самого удаленного газового прибора рассматриваем газовую плиту в квартире на 2-ом этаже (участок 1-2).



Рисунок 2

На каждом расчетном участке определяется расход газа в зависимости от количества приборов на участке.

Согласно СП 42-101-2003 таб. 5, коэффициент одновременности для 4-конфорочной плиты для числа квартир:

для 1-й квартиры = 1

для 2-х квартир = 0,650

для 3-х квартир = 0,450

для 4-х квартир = 0,350

для 5-ти квартир = 0,290

для 6-ти квартир = 0,280

Рассчитываем расходы газа по участкам по формуле:



Результаты определения расчетных расходов по участкам сводятся в таблицу:

Таблица № 4 - Определение расчётных расходов газа домовой сети

№ участка	Газовые приборы	Количество установленных приборов	Коэффициент одновременной работы,	Номинальный расход газа, м3/ч	Расчетный расход газа , м3/ч
1-2	ПГ4	1	1	1,2	1,2
2-3	ПГ4	2	0,650	1,2	1,56
3-4	ПГ4	4	0,350	1,2	1,68
4-ввод	ПГ4	6	0,280	1,2	2,016
ввод	ПГ4	6	0,280	1,2	2,016

При определении диаметров внутренних газопроводов величины потерь давления, примерно принимаются следующие:

В подземном газопроводе - 50-100 Па

Счетчики - 50-100 Па

Во внутренней сети - 50 Па

Перед газовыми приборами - 60 Па.

Задаем диаметры внутренних газопроводов:

Диаметр подводки к плите - 15 мм

Диаметр стояков - 20 мм

Диаметр разводки по фасадам - 32 мм

Диаметр ввода - 57 мм

Таблица № 5 - Расчетная сумма внутренних газопроводов

№ участка	Фактическая длина , м	Сумма местных сопротивлений,	Эквивалентная длина , м	Расчетная длина, м
1-2	3,9	Поворот (3х2,2=6,6) Кран (2х2=4) Счетчик (50Па)	10,6	0,46	8,78
2-3	6,22	Тройник (1,5х1,5=1,5) Кран (2х1=2) Отвод (2х2,2=4,4)	7,9	0,62	11,12
3-4	14,1	Тройник (1х1,5=1,5) Отвод (1х2,2=2,2) Кран (1х2=2)	5,7	0,66	20,76
4-ввод	1,3	Тройник (1х1,5=1,5) Задвижка (1х0,5=0,5) Отвод (1х2,2=2,2)	4,2	1,44	7,35
ввод	40	Труба O57	4,2	1,44	46,05

Согласно СП 42-101-2003 расчетные длины газопроводов на участках вычисляются по формуле:

- расчетная длина участка, м

- фактическая длина участка по аксонометрической схеме с учетом масштаба

- сумма местных сопротивлений на расчетном участке

- это отрезок участка трубы, на котором сумма местных сопротивлений равна 1

- определяется по расходу газа и выбранному диаметру по таблицам гидравлического расчета



4.1 Вычисляем расчетные длины

Таблица № 6 - Гидравлический расчет внутреннего газопровода

№ участка	Расчетный расход газа, м3/ч	Диаметр газопровода, мм	Удельные потери давления, Па/м	Расчетная длина, м	Потери давления на участке, Па
1-2	1,2	15	0,236	8,78	52,07
2-3	1,56	20	0,095	11,12	1,06
3-4	1,68	32	0,012	20,76	0,25
4-ввод	2,016	57	0,014	7,35	0,1
ввод	2,016	57	0,014	46,05	0,36



Список использованной литературы

СНиП 42.01-2002 «Газораспределительные системы». М.: Стройиздат, 1987 г.

СНиП 2.04.07-86* »Тепловые сети».

СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полимерных труб».

ТСН 23-343-2002 «Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий».

Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н. «Справочник по газоснабжению и использованию газа» - Л.: Недра, 1990 г.

Гусев Б.Е., Кязимов К.Г. «Устройство и эксплуатация газового хозяйства». М., издательство «Колос», 1997г.

7. Ионин А.А. «Газоснабжение» - М.: Стройиздат, 1989 г.

Размещено на Allbest.ur