Газоснабжение района города

D = 3 • 4500 = 13500 кг/ч;

h_н.п. - энтальпия насыщенного пара, кДж/кг. При абсолютном давлении в котлоагрегате 1,4 МПа: h_н.п. = 2789 кДж/кг;

h_п.в. - энтальпия питательной воды, кДж/кг:

h_п.в. = с • t_п.в., кДж /кг (17)

h_п.в. = 4,187 • 100 = 418,7 кДж/кг;

h_к.в. - энтальпия котловой воды, кДж/кг. При абсолютном давлении в котлоагрегате 1,4 МПа: h_к.в. = 826 кДж/кг;

р - величина непрерывной продувки, %: р = 3%;

з_КА - КПД котельного агрегата; з_КА = 0,91.

м³/ч =

= 7808664 м³/год

Расход газа промышленными печами предприятия принимаем в % от В_КУ:

, м³/год (18)

м³/год

Расход газа промышленным предприятием:

, м³/год (19)

м³/год.

1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

Систему распределения газа рассчитываем на максимальный часовой расход, определяемый по совмещенному суточному часовому графику потребления всеми потребителями.

Расчетный часовой расход газа на бытовые, коммунальные и промышленные нужды можно определить в долях от годового расхода газа по формуле:

, м³/ч (20)

где К_м - коэффициент часового максимума; коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа [3, табл. 2 и 3];

В_год - годовой расход газа.

Расходы газа на коммунально-бытовые нужды рассчитываем по каждому объекту отдельно. Результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Расчётные часовые расходы газа на коммунально-бытовые нужды.

Потребители газа	Расчётная единица потребления	Нормы расхода	Годовые расходы В, м3/год	Коэффициент часового максимума kм	Расчётный часовой расход газа Врч, м3/час
		Qi, МДж/год	Вi, м3/год
1. Бытовые потребители
ГП без ЦГВ	на 1 чел.	6000	0,00597
ГП и ГВ	на 1 чел.	10000	0,003582	981720,7	1/2142	458,32
ГП и ЦГВ	на 1 чел.	4100	0,008737
2. Бани	на 1 помывку	40	0,896	29854,41	1/2700	11,06
3. Больницы	на 1 койку	12400	0,0029	11127,36	1/3500	3,18
4. Хлебозаводы и кондитерские	на 1 тонну продукции	5450	0,00657	249912,5	1/6000	41,65
5. Предприятия общественного питания	на 1 обед (завтрак)	8,4	4,26	137566,53	1/2000	68,78
6. Мелкие потребители	-	-	-	101157, 5	1/2429	41,64

Максимальный часовой расход газа на отопление жилых и общественных зданий при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t_о (обозначения те же, что и в формуле (10)):

, м³/ч (21)

м³/ч

Максимальный часовой расход газа на вентиляцию жилых и общественных зданий при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования вентиляции t_v (обозначения те же, что и в формуле (12)):

, м³/ч (22)

м³/ч

Максимальный часовой расход газа на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий (обозначения те же, что и в формуле (13)):

, м³/ч (23)

м³/ч

Суммарный расчётный расход газа на водогрейную котельную:

, м³/ч (24)

м³/ч.

1.4 ВЫБОР СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Для данного города применяем двухступенчатую закольцованную систему газоснабжения. От ГРС магистрального газопровода газ транспортируется по сети среднего давления до ГРП, где редуцируется на низкое и направляется по газопроводам низкого давления к бытовым и коммунально-бытовым потребителям. Промышленные и крупные коммунальные предприятия (хлебозаводы, прачечные), районные и квартальные котельные подключаем к закольцованному газопроводу среднего давления.

Количество ГРП определяем по формуле:

, шт (25)

где - часовой расход газа сети низкого давления, м³/ч:

, м³/ч (26)

м³/ч

- оптимальная часовая нагрузка на ГРП, м³/ч:

, м³/ч (27)

где с - плотность населения, чел./га: с = 400 чел./га.

е - удельный часовой расход газа на одного человека, м³/(чел.•ч);

, м³/(чел.•ч) (28)

м³/(чел.•ч)

R_опт - оптимальный радиус действия одного ГРП, м. Принимаем R_опт = 250 м;

м³/ч

шт.

Принимаем к установке 2 ГРП.

1.5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ГАЗОПРОВОДОВ

1.5.1 РАСЧЁТ ГАЗОПРОВОДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Закольцованную и пронумерованную по кольцам газовую сеть разбиваем на участки и находим расчётные длины. Длины участков определяем по границам изменения расходов (обычно длина квартала), а при большой протяжённости (более 250 м) разбиваем участки и в пределах неизменяющихся расходов.

Определяем удельный расход газа на сеть для одного ГРП:

, м³/(ч • м) (29)

где Уl_р - суммарная длина расчетных участков сети, м;

n - количество ГРП.

Расчётные длины на участках в зависимости от условий питания потребителей принимаем:

l_р = l_д - при двухстороннем отборе газа;

l_р = 0,5 • l_д - при одностороннем отборе газа;

l_д - действительная длина участка газопровода, м;

Суммарный (путевой) расход газа, равномерно расходуемый на участке, определяем по формуле:

, м³/ч (30)

Расчет бытовых потребителей характерен тем, что на каждом участке распределения газа проходит равномерный отбор газа. Для упрощения расчета переменные по длине магистрали расходы газа могут быть условно заменены одним постоянным расходом В_экв, эквивалентным им по величине вызываемых суммарных линейных потерь давления. Следовательно, эквивалентный расход на участке будет составлять некоторую долю путевого расхода газа В_пут. Эквивалентный расход принимаем в размере 50% от путевого.

В_экв = 0,5 • В_пут, м³/ч (31)

Для неконцевых участков сети учитываем транзитные расходы В_тр. Величина транзитного расхода зависеть от принятого потокораспределения. Он находится последовательно от нулевых точек до ГРП.

На участках при разделении потоков транзитный расход составит сумму путевых расходов следующих по ходу газа участков:

В_тр = УВ_пут, м³/ч (32)

На участках при слиянии потоков он принимается как доля от суммарного. Для удобства расчёта эти доли принимаем равными на каждый питающий участок:

В_тр = Ѕ УВ_пут, м³/ч (33)

Расчетный расход газа складывается из транзитного и эквивалентного расходов данного участка:

В_р = В_экв + В_тр, м³/ч (34)

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Расчет газопроводов низкого давления.

ГРП1
№	Lд	разбор	Lр	bуд	Расход
					Bп	Bэкв	Bтр	Bр
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ГРП1-1	10	0	0	0,13	0	0	571,68	571,68
1-2	110	2	55		7,15	3,58	421,20	424,78
2-3	250	2	125		16,25	8,13	184,60	192,73
3-4	150	2	75		9,75	4,88	135,20	140,08
4-5	140	2	70		9,10	4,55	126,10	130,65
5-6	250	1	250		32,50	16,25	36,40	52,65
6-7	250	1	250		32,50	16,25	3,90	20,15
7-О1	30	1	30		3,90	1,95	0	1,95
1-8	200	2	100		13,00	6,50	130,33	136,83
8-9	245	2	122,5		15,93	7,96	114,40	122,36
9-10	250	2	125		16,25	8,13	16,25	24,38
10-О1	250	2	125		16,25	8,13	0	8,13
2-11	210	2	105		13,65	6,83	206,70	213,53
11-12	190	2	95		12,35	6,18	113,10	119,28
12-13	250	1	250		32,50	16,25	80,60	96,85
13-14	250	1	250		32,50	16,25	48,10	64,35
14-15	210	1	210		27,30	13,65	20,80	34,45
15-О2	160	1	160		20,80	10,40	0	10,40
9-16	250	1	250		32,50	16,25	49,40	65,65
16-17	130	1	130		16,90	8,45	32,50	40,95
17-О2	250	1	250		32,50	16,25	0	16,25
5-18	250	1	250		32,50	16,25	24,70	40,95
18-ОI	190	1	190		24,70	12,35	0	12,35
3-19	150	1	150		19,50	9,75	20,15	29,90
19-ОII	155	1	155		20,15	10,08	0	10,08
11-20	250	1	250		32,50	16,25	48,75	65,00
20-21	250	1	250		32,50	16,25	16,25	32,50
21-ОIII	125	1	125		16,25	8,13	0	8,13
	5405		4397,5
ГРП2
№	Lд	разбор	Lр	bуд	Расход
					Bп	Bэкв	Bтр	Bр
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ГРП2-22	0,00	0	0	0,14	0	0	571,90	571,90
22-23	250,00	2	250,00		35,00	17,50	381,50	399,00
23-24	150,00	2	150,00		21,00	10,50	141,40	151,90
24-25	210,00	2	210,00		29,40	14,70	112,00	126,70
25-26	250,00	1	250,00		35,00	17,50	42,70	60,20
26-27	250,00	1	250,00		35,00	17,50	7,70	25,20
27-О3	110,00	2	55,00		7,70	3,85	0	3,85
22-28	200,00	2	100,00		14,00	7,00	141,40	148,40
28-29	200,00	2	100,00		14,00	7,00	127,40	134,40
29-30	250,00	2	250,00		35,00	17,50	25,20	42,70
30-31	180,00	2	90,00		12,60	6,30	12,60	18,90
31-О3	180,00	2	90,00		12,60	6,30	0	6,30
25-32	250,00	1	125,00		17,50	8,75	16,80	25,55
32-ОI	240,00	1	120,00		16,80	8,40	0	8,40
23-33	180,00	2	180,00		25,20	12,60	193,90	206,50
33-ОII	230,00	2	230,00		32,20	16,10	0	16,10
29-34	170,00	2	170,00		23,80	11,90	43,40	55,30
34-35	170,00	1	85,00		11,90	5,95	31,50	37,45
35-36	200,00	1	100,00		14,00	7,00	17,50	24,50
36-О4	250,00	2	125,00		17,50	8,75	0	8,75
33-37	240,00	2	240,00		33,60	16,80	128,10	144,90
37-38	190,00	2	190,00		26,60	13,30	101,50	114,80
38-ОIII	80,00	2	80,00		11,20	5,60	0	5,60
38-39	250,00	2	250,00		35,00	17,50	55,30	72,80
39-40	240,00	2	240,00		33,60	16,80	21,70	38,50
40-О4	155,00	2	155,00		21,70	10,85	0	10,85
	5075,00		4085,00

Находим средние удельные потери давления от ГРП до наиболее удаленного потребителя:

, Па/м (35)

ДР_доп - располагаемый перепад давления сетей низкого давления, Па:

ДР_доп = 1200 Па по [3, п. 3.25];

l_д - длина уличной сети от ГРП до наиболее удаленного потребителя, м.

Средние удельные потери давления дают возможность принять диаметры ориентировочно близкими к необходимым. Расчетный внутренний диаметр газопровода предварительно определяем по формуле:

, см (36)

где А, В, т, т¹ - коэффициенты, определяемые по [3, табл. 6 и 7] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода. Для сооружения газопроводов применяем стальные бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТ 8732 - 78*.

Окончательно внутренний диаметр газопровода принимаем из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший - для стальных газопроводов. При подземной прокладке допускается минимальный диаметр d_у = 50 мм.

Падение давления на участке газовой сети определяем по формулам, приведённым в [3, п.3.27 - 3.40]. Для сетей низкого давления:

, Па/м (37)

где - коэффициент гидравлического трения;

d - внутренний диаметр газопровода, см;

с₀ - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³.

Коэффициент гидравлического трения определяем в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса:

, (38)

где v - коэффициент кинематической вязкости газа, м²/с, при нормальных условиях:

v = 14,3 • 10^-6 м²/с по [11, табл. VIII];

Эквивалентную абсолютную шероховатость внутренней поверхности стенки трубы принимаем равной для новых стальных труб - 0,01 см, т.е. расчёт ведём для гидравлически гладкой стенки.

В зависимости от значения Re коэффициент гидравлического трения определяется:

- для ламинарного режима движения газа (Re 2000):

= 64/Re, (39)

для критического режима движения газа (Re = 2000 - 4000):

, (40)

- для турбулентного режима движения газа:

- При 4000 < Re < 100 000:

, (41)

При Re > 100 000:

, (42)

Определяем потери давления на участках. Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) учитываем путем увеличения фактической длины газопровода на 5--10 %:

, Па (43)

1,1 - коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях.

Суммарные потери давления по участкам сравниваем с располагаемым перепадом давления, добиваясь условия:

, Па (44)

Расчет кольцевых сетей газопроводов выполняем с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %. Уравнивание начинаем с точек встречи между ГРП и с более протяжённых, резко отличающихся друг от друга уравниваемых между собой участков как по длине, так и по нагрузке.

Расчетный перепад давления ДР_доп в распределительной сети должен быть израсходован максимально, делая запас 10 - 15%. Но в ряде случаев для участков, расположенных вблизи ГРП, при малых расходах и в силу существующих нормативных указаний о минимальных диаметрах труб, допускаемых к укладке в землю возможно недоиспользование располагаемого перепада и более 15%.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Гидравлический расчёт газопроводов низкого давления.

№№ участка	Длина, м	Дhуд,ф, Па / м	Вр, м3/ч	Дhф, Па / м	dнxд, мм	ДР, Па	УДР, Па	Невяз- ка
	lд	lр
1	2	3	4	5		6	9	11	12
ГРП1-1-2-3-4-5-6-7-О1
ГРП 1-1	21	21	1,233	571,68	0,85	219х7	19,635	922,79	9,468
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	133х5,5	177,375
3-4	150	75		140,08	0,94	133х5,5	77,55
4-5	140	70		130,65	2,09	108х5	160,93
5-6	250	250		52,65	1,08	89х3,5	297
6-7	250	250		20,15	0,21	89х3,5	57,75
7-О1	30	30		1,95	0,02	76x3	0,66
ГРП1-1-8-9-10-О1
ГРП 1-1	21	21	2,188	571,68	0,85	219х7	19,635	835,423
1-8	200	100		136,83	0,81	133х5,5	89,1
8-9	245	122,5		122,36	4,75	89х3,5	640,0625
9-10	250	125		24,38	0,29	89х3,5	39,875
10-О1	250	125		8,13	0,34	57x3,5	46,75
ГРП1-1-2-11-12-13-14-15-О2
ГРП1-1	21	21	0,942	571,68	0,85	219х7	19,635	929,61	4,643159
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-11	210	105		213,53	1,75	133х5,5	202,125
11-12	190	95		119,28	0,62	133х5,5	64,79
12-13	250	250		96,85	1,00	108х5	275
13-14	250	250		64,35	0,58	108х5	159,5
14-15	210	210		34,45	0,21	108х5	48,51
15-О2	160	160		10,40	0,16	76x3	28,16
ГРП1-1-8-9-16-17-О2
ГРП1-1	21	21	1,236	571,68	0,85	219х7	19,635	974,875
1-8	200	100		136,83	0,81	133х5,5	89,1
8-9	245	122,5		122,36	1,96	108х5	264,11
9-16	250	250		65,65	1,52	89х3,5	418
16-17	130	130		40,95	0,71	89х3,5	101,53
17-О2	250	250		16,25	0,30	76x3	82,5
ГРП2-22-23-24-25-26-27-О3
ГРП2-22	21	23,1	0,791	571,90	0,85	219х7	21,5985	827,458	8,247
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-24	150	165		151,90	0,40	159х5,5	72,6
24-25	210	231		126,70	0,28	159х5,5	71,148
25-26	250	275		60,20	0,20	133х5,5	60,5
26-27	250	275		25,20	0,06	133х5,5	18,15
27-О3	110	121		3,85	0,02	89х3,5	2,662
ГРП2-22-28-29-30-31-О3
ГРП2-22	21	21	1,659	571,90	0,85	219х7	19,635	901,835
22-28	200	100		148,40	0,94	133х5,5	103,4
28-29	200	100		134,40	2,24	108х5	246,4
29-30	250	250		42,70	1,72	76x3	473
30-31	180	90		18,90	0,40	76x3	39,6
31-О3	180	90		6,30	0,20	57x3,5	19,8
ГРП2-22-28-29-34-35-36-О4
ГРП2-22	21	21	1,541	571,90	0,85	219х7	19,635	1011,62	3,702495
22-28	200	100		148,40	0,94	133х5,5	103,4
28-29	200	100		134,40	2,24	108х5	246,4
29-34	170	170		55,30	1,24	89х3,5	231,88
34-35	170	85		37,45	1,30	76x3	121,55
35-36	200	100		24,50	2,20	57x3,5	242
36-О4	250	125		8,75	0,34	57x3,5	46,75
ГРП2-22-23-33-37-38-39-40-О4
ГРП2-22	21	21	0,708	571,90	0,85	219х7	19,635	974,16
22-23	250	250		399,00	1,92	159х5,5	528
23-33	180	180		206,50	0,68	159х5,5	134,64
33-37	240	240		144,90	0,37	159х5,5	97,68
37-38	190	190		114,80	0,23	159х5,5	48,07
38-39	250	250		72,80	0,27	133х5,5	74,25
39-40	240	240		38,50	0,24	108х5	63,36
40-О4	155	155		10,85	0,05	89х3,5	8,525
ГРП1-1-2-3-4-5-18-ОI
ГРП1-1	21	21	1,145	571,68	0,85	219х7	19,635	683,43	8,997700
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	133х5,5	177,375
3-4	150	75		140,08	0,94	133х5,5	77,55
4-5	140	70		130,65	2,09	108х5	160,93
5-18	250	250		40,95	0,27	108х5	74,25
18-ОI	190	190		12,35	0,20	76x3	41,8
ГРП2-22-23-24-25-32-ОI
ГРП2-22	21	21	0,961	571,90	0,85	219х7	19,635	751,003
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-24	150	165		151,90	0,40	159х5,5	72,6
24-25	210	231		126,70	0,28	159х5,5	71,148
25-32	250	125		25,55	0,04	133х5,5	5,5
32-ОI	250	120		8,40	0,01	108х5	1,32
ГРП1-1-2-3-19-ОII
ГРП 1-1	21	21	1,779	571,68	0,85	219х7	19,635	631,345	9,149189
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-3	250	125		192,73	1,29	108х5	177,375
3-19	150	150		29,90	1,12	57x3,5	184,8
19-ОII	155	155		10,08	0,69	57x3,5	117,645
ГРП2-22-23-33-ОII
ГРП2-22	21	21	1,322	571,90	0,85	219х7	19,635	694,925
22-23	250	250		399,00	1,92	159х5,5	528
23-33	180	180		206,50	0,68	159х5,5	134,64
33-ОII	230	230		16,10	0,05	108х5	12,65
ГРП1-1-2-11-20-21-ОIII
ГРП 1-1	21	21	1,117	571,68	0,85	219х7	19,635	807,4	8,152412
1-2	110	55		424,78	2,18	159х5,5	131,89
2-11	210	105		213,53	1,75	133х5,5	202,125
11-20	250	250		65,00	1,03	108х5	283,25
20-21	250	250		32,50	0,47	89х3,5	129,25
21-ОIII	125	125		8,13	0,30	57x3,5	41,25
ГРП2-22-23-33-37-38-ОIII
ГРП2-22	21	21	0,913	571,90	0,85	219х7	19,635	879,065
22-23	250	275		399,00	1,92	159х5,5	580,8
23-33	180	180		151,90	0,68	159х5,5	134,64
33-37	240	240		144,90	0,36	159х5,5	95,04
37-38	190	190		114,80	0,23	159х5,5	48,07
38-ОIII	80	80		5,60	0,01	108х5	0,88

1.5.2 РАСЧЁТ ГАЗОПРОВОДОВ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Сети среднего давления состоят из одного кольца с отводами к ГРП и сосредоточенным потребителям. Намечаем направление движения газа по сети и определяем резервирующую перемычку - участок III - IV.

Расчет кольцевой сети среднего давления производим при 3 режимах работы:

1) аварийный режим 1, при котором считаем, что повреждён и выключен участок I - II. Потребители, присоединённые к повреждённой половине кольца (КУ, ПП), при данном аварийном режиме получают 50% от нормальной потребности в газе, а остальные (ГРП1, ХЗ, БПК,ГРП2) - 100%;

2) аварийный режим 2, при котором считаем, что повреждён и выключен участок I -II. Потребители, присоединённые к повреждённой половине кольца (ГРП1, ХЗ, БПК, ГРП2) при данном аварийном режиме получают 50% от нормальной потребности в газе, а остальные (КУ, ПП),- 100%;

3) нормальный режим, при котором часть потребителей питается по первой половине кольца, а другая - по второй при 100% нагрузке потребителей.

Потребители газа среднего давления всегда сосредоточенны и расходы газа по участкам определяем как для обычной тупиковой сети суммированием расходов по участкам.

Расчетный перепад в газопроводе среднего давления определяем в зависимости от конечного требуемого давления перед наиболее удаленным потребителем:

, МПа ² / м (45)

где Р_н - давление газа после ГРС (абсолютное), МПа:

Р_н = 0,4 МПа по заданию;

Р_{к тр} - требуемое конечное давление (абсолютное), МПа:

Р_{к тр} = 0,25 МПа для КУ и ПП;

Р_{к тр} = 0,15 МПа для ХЗ, БПК, ГРП;

l_д - расстояние до самой удалённой точки, м.

Диаметры участков предварительно определяем по формуле (38), ориентируясь на полученное среднее значение ДР_уд. При расчётах кольца по аварийным режимам на последних участках кольца принимаем завышенные диаметры, т.к. при расчёте по другому аварийному режиму по последним участкам будут значительно большие расходы газа.

Падение давления на участке газовой сети определяем по формулам, приведённым в [3, п.3.27 - 3.40]. Для сетей среднего давления:

, Па/м (46)

где Р_н - абсолютное давление в начале рассчитываемого участка газопровода, МПа;

Р_к - абсолютное давление в конце рассчитываемого участка газопровода, МПа;

Р₀ - давление газа при нормальных физических условиях, МПа:

Р₀ = 0,101325 МПа;

l_р - расчётная длина газопровода, м:

l_р = 1,1 • l_д, м.

- то же, что в формуле (37). Находим аналогично по формулам (39) - (42) в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса, определяемого по формуле (38).

Расчет начинаем с участка, для которого известно начальное давление Р_н. Конечное давление расчетного участка определяем по формуле:

, Мпа (47)

Принимая конечное давление за начало последующего участка, находим Р_к перед каждым потребителем и сравниваем с требуемым, добиваясь выполнения условия:

, Мпа (48)

При невыполнении условия, расчет частично повторяем, изменяя диаметр на отдельных участках. Диаметр газопроводов сети принимаем максимальный из двух аварийных.

После расчёта по нормальному режиму выполняем расчёт всех ответвлений и отводов к потребителям.

Результаты расчета сводим в таблицу 4.

Таблица 4.

№№ участка	Длина, км	Аф, ата2 /км	Вр, м3/ч	dнxд, мм	А, ата2 /км	Рн, ата	Рк, ата
	lд	lр
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Аварийный режим 1 (отключён участок I - II)
ГРС - I	1,00	1,10	1,297751	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - VII	0,47	0,52		2177	159x5,5	1,13	3,84	3,76
VII-VI	0,58	0,64		1605	159x5,5	0,70	3,76	3,70
VI - V	0,72	0,79		1564	133х5,5	1,80	3,70	3,51
V - IV	0,55	0,61		1552	133х5,5	1,78	3,51	3,35
IV - III	1,27	1,40		981	133х5,5	0,80	3,35	3,18
III - II	2,20	2,42		891	133х5,5	0,60	3,18	2,94
II - КУ	0,04	0,04		891	133х5,5	0,80	2,94	2,94
		7,5
Аварийный режим 2 (отключён участок I - VII)
ГРС - I	1,00	1,10	1,871257	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - II	0,32	0,35		2177	159x5,5	1,13	3,84	3,79
II - III	2,20	2,42		1286	133х5,5	1,18	3,79	3,39
III - IV	1,27	1,40		1197	133х5,5	0,90	3,39	3,20
IV - V	0,55	0,61		625	133х5,5	0,25	3,20	3,18
V - VI	0,72	0,79		614	133х5,5	0,25	3,18	3,15
VI- VII	0,58	0,64		572	159x5,5	0,10	3,15	3,14
VII - ГРП1	0,04	0,04		572	108х5	1,20	3,14	3,13
		7,3
Нормальный режим
Полукольцо ГРС - I - II - III - ПП
ГРС - I	1,00	1,10	2,489785	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - II	0,32	0,35		980	159x5,5	0,26	3,84	3,83
II - III	2,20	2,42		89	133х5,5	0,03	3,83	3,82
III - ПП	0,04	0,04		89	108х5	0,02	3,82	3,82
		3,9
Полукольцо ГРС - I - VII - VI - V - ГРП1
ГРС - I	1,00	1,10	3,720238	2177	159x5,5	1,13	4,00	3,84
I - VII	0,47	0,52		1197	159x5,5	0,35	3,84	3,82
VII - VI	0,58	0,64		625	159x5,5	0,13	3,82	3,81
VI - V	0,72	0,79		583	133х5,5	0,27	3,81	3,79
V -IV	0,55	0,61		572	133х5,5	0,26	3,79	3,77
IV -ГРП2	0,04	0,04		572	108х5	0,70	3,77	3,76
		3,7
Расчёт ответвлений
V - БПК	0,04	0,04		11	108х5	0,0120	3,79	3,7886
VI - ХЗ	0,04	0,04		42	108х5	0,006	3,77	3,7678
VII - ГРП1	0,04	0,04		572	108х5	1,20	3,77	3,76
II - КУ	0,04	0,04		891	133х5,5	0,80	3,76	3,76

1.6 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ СЕТЕВОГО ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОГО ПУНКТА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Оборудование ГРП включает в себя: газовый фильтр, предохранительный запорный клапан (ПЗК), регулятор давления (РД), предохранительный сбросной клапан (ПСК), отключающие устройства, байпас, контрольно-измерительные приборы и автоматы (КИПиА).

1.6.1 ПОДБОР РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ

В паспортных данных регулятора приведена величина расхода газа при максимальном давлении с соответствующей плотностью, а при других значениях входного давления пропускную способность регулятора определяем по формуле. К установке принимаем регулятор давления типа РДБК1-50-25. Для (скорость истечения газа через седло достигает критической) и с = с_Т = 0,73 кг/м³:

, м³/ч (49)

где В_Т - табличное значение пропускной способности регулятора, м³/ч. Для РДБК1-25:

В_Т = 320 м³/ч;

Р_{1 Т} - абсолютное входное давление газа (табличное), МПа. Для РДБК1-50-25:

Р_{1 Т} = 0,1 МПа;

Р₁ - абсолютное входное давление газа, МПа. По прил. 3:

Р₁ = 0,313 МПа для ГРП - 1;

Р₁ = 0,376 МПа для ГРП - 2.

 м³/ч

м³/ч

Расчетная пропускная способность регулятора давления является максимально возможной при располагаемом перепаде давлений, т.к. соответствует полностью открытому клапану. Для нормальной работы регулятора он должен быть загружен при требуемой пропускной способности не более чем на 80%, а при минимальной - не менее чем на 10%.

(50)

Для ГРП - 1: , условие (50) выполняется.

Для ГРП - 2: , условие (50) выполняется.

Таблица 5 - Основные характеристики РДБК1-50-25

Диаметр условного прохода входного фланца, мм	Диаметр седла, мм	Максимальное входное давление, МПа	Диапазон настройки выходного давления, кПа	Пропускная способность, м3/ч при входном давлении 0,1 МПа
50	25	1,2	1-60	300

1.6.2 ПОДБОР ГАЗОВОГО ФИЛЬТРА

На условный проход, что и регулятор давления, к установке принимаем сетчатый фильтр типа ФС - 25. Пропускную способность для действительных параметров определяем аналогично по формуле (49):

где В_Т - табличное значение пропускной способности фильтра, м³/ч. Для ФС - 25: В_Т = 300 м³/ч;

Р_{1 Т} - абсолютное входное давление газа (табличное), МПа. Для ФС - 25:

Р_{1 Т} = 0,1 МПа;

м³/ч

м³/ч

Максимальный перепад давления на кассете фильтра 0,005 МПа.

1.6.3 ПОДБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ЗАПОРНОГО КЛАПАНА

ПЗК комплектуется с регулятором давления и подбирается по диаметру условного прохода регулятора. К установке принимаем предохранительный запорный клапан типа КПЗ-50 с условным диаметром 50 мм с рычажным приводом. Выписываем основные характеристики данного клапана:

Рабочее давление на входе -- 1,2 MПа.

Климатическое исполнение -- УХЛ категории 3 по ГОСТ 15150-69.

Температура окружающей среды -- от ?60 °C до +40 °С.

Температура рабочей среды -- до +100° С.

Тип соединения -- фланцевое по ГОСТ 12820-80.

Материал корпуса -- сталь 20, сталь 09Г2С*.

1.6.4 ПОДБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО СБРОСНОГО КЛАПАНА

К установке принимаем предохранительный сбросной клапан ПСК - 25Н мембранно-пружинного типа, предназначенный для низкого давления. Диапазон настройки на срабатывание ПСК: 0,001 - 0,75 МПа.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, в течение часа при наличии перед регулятором давления ПЗК определяем по формуле:

В 0,0005 В_РД, м³/ч (51)

где В_d -- расчетная пропускная способность регулятора давления при расчётном входном и выходном давлениях газа, м³/ч.

0,0005 • 1001,6 = 0,501 м³/ч

0,0005 • 1203,2 = 0,602 м³/ч

Но данный минимальный сброс практически не может обеспечить удаление протечек газа через закрытый затвор регулятора. Для обеспечения безопасности системы целесообразно принимать сброс через ПСУ, близким к 0,005 В_РД.

м³/ч

2. Газоснабжение жилого дома

Данный жилой дом оборудован четырёхконфорочными унифицированными газовыми плитами ПГ4 и проточными газовыми (быстродействующими) водонагревателями ВПГ - 18. Расчетные расходы газа на участках определяем по формуле:

, м³/ч (52)

где q_i - номинальный расход тепла одним или несколькими приборами, кДж/ч:

q = 4 299,2 кДж/ч для ВПГ - 18 по [7, прил. XVIII, табл. XVIII.1];

q = 2 292,9 кДж/ч для ПГ4 с духовым шкафом по [7, прил. XIХ, табл. XIХ.1];

n_i - количество однотипных приборов;

m - количество типов приборов;

K₀ - коэффициент одновременности действия для однотипных приборов по [3, табл. 5].

Результаты сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Определение расчётных расходов газа в домовой сети.

N уч-ка		Кол-во квартир	Коэффициент одновремен- ности К0	Расход газа, м3/ч
				на все квартиры	расчётный Вр
1	2	3	4	5	6
1-2	ВПГ	1	1	2,900	2,900
2-3	ВПГ+ПГ4	1	0,7	4,030	2,821
3-4	ВПГ+ПГ4	2	0,56	8,060	4,514
4-5	ВПГ+ПГ4	3	0,48	12,090	5,803
5-6	ВПГ+ПГ4	4	0,43	16,120	6,932
6-7	ВПГ+ПГ4	4	0,43	16,120	6,932
7-8	ВПГ+ПГ4	8	0,36	32,240	11,606
8-9	ВПГ+ПГ4	12	0,324	48,360	15,669
9-10	ВПГ+ПГ4	16	0,296	64,480	19,086
10-11	ВПГ+ПГ4	32	0,246	128,960	31,724

Гидравлический расчет проводим для всех участков от уличной сети до самого удаленного прибора в здании. Общие потери давление на участке составляют сумму линейных потерь и потерь давления в местных сопротивлениях:

, Па (53)

Линейные потери давления определяем по формулам (37) - (39), как для распределительных сетей низкого давления.

По [3, п. 3.35]при расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

- на газопроводах от вводов в здание: до стояка - 25 линейных потерь; на стояках - 20;

- на внутриквартирной разводке: при длине разводки 1,3 м - 450 линейных потерь.

Также при расчете газопроводов низкого давления учитывается гидростатический напор определяемый по формуле:

, Па (54)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

h - разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;

р_а - плотность воздуха, кг/м³, при температуре О °С и давлении 0,10132 МПа: р_а = 1,293 кг/м³;

с₀ - плотность газа при нормальных условиях.

Суммарное падение давления на участке подсчитываем с учетом гидростатического давления:

, Па (55)

Суммарное падение давление не должно превышать располагаемого перепада давлений для домовой сети по [3, п. 3.25]: = 60 даПа = 600 Па:

У ДР_уч? Р_р, Па (56)

У ДР_уч? 600, Па

Результаты сводим в таблицу 7.

Таблица 7. Гидравлический расчет внутридомового газопровода

№№ уч-ков	Вр, м3/ч	lд,м	Добавки на местные сопротивления	lэкв,м	lр,м	hср,Па	d, мм	ДРуч, Па	z, м	Нг, Па	УДРуч, Па
1	2	3	5	6	7	8	9	12	13	14	15
1-2	2,900	1,3	450	594	7,3	2,84	15	23,77	0,73	4,03	27,80
2-3	2,821	5,1	20	102	6,1	2,84	15	16,43	2,50	13,81	30,24
3-4	4,514	3,0	20	60	3,6	2,84	15	9,10	3,00	16,57	25,67
4-5	5,803	3,0	20	60	3,6	2,84	25	0,91	3,00	16,57	17,48
5-6	6,932	2,3	20	46	2,8	2,84	32	17,80	3,00	16,57	34,37
6-7	6,932	0,6	25	15	0,8	2,84	32	7,47	0,00	0,00	7,47
7-8	11,606	20,4	25	510	25,5	2,84	40	47,04	0,00	0,00	47,04
10-11	15,669	0,6	25	15	0,8	2,84	40	0,01	0,00	0,00	0,01
11-12	19,086	26,7	25	668	33,4	2,84	40	24,52	0,00	0,00	24,52
12-13	6,932	4	25	100	5,0	2,84	32	26,46	0,00	0,00	26,46
10-11	31,724	3,5	25	87,5	4,4	2,84	50	9,89	3,40	18,78	28,67
					88,1						243,25
1	2	3	5	6	7	8	9	12	13	14	15
1-2	2,900	1,3	450	594	7,3	2,84	15	23,77	0,73	4,03	27,80
2-3	2,821	5,1	20	102	6,1	2,84	15	16,43	2,50	13,81	30,24
3-4	4,514	3,0	20	60	3,6	2,84	15	9,10	3,00	16,57	25,67
4-5	5,803	3,0	20	60	3,6	2,84	25	0,91	3,00	16,57	17,48
5-12	6,932	2,3	20	46	2,8	2,84	32	17,80	3,00	16,57	34,37
12-13	6,932	4	25	100	5,0	2,84	32	26,46	0,00	0,00	26,46
13-14	11,606	20,5	25	513	25,6	2,84	40	47,33	0,00	0,00	47,33
14-15	15,669	4	25	100	5,0	2,84	40	0,45	0,00	0,00	0,45
15-10	19,086	7,7	25	193	9,6	2,84	40	2,04	0,00	0,00	2,04
10-11	31,724	3,5	25	87,5	4,4	2,84	50	9,89	3,40	18,78	28,67
											240,50

3. РАСЧЕТ ДВОРОВЫХ СЕТЕЙ

Гидравлический расчет дворовых газопроводов производим по формулам [27], [28]:

Расчет сводим в таблицу 7.

Табл.7. Расчет дворового газопровода

№№ уч-ков	Вр, м3/ч	lр,м	Дhуд,ф, Па / м	dнxд, мм	Дhф, Па/м	ДР, Па
1	2	5	6	7	10	11
ПК2+19-ПК1+46	31,724	66,9	2,87	89х3,5	0,44	32,38
ПК1+46-ПК1+12	63,448	34,0		89х3,5	1,50	56,10
ПК1+12-ПК0+62,3	95,172	49,7		108х4	0,38	20,77
ПК0+62,3-ПК0+27,3	126,896	35,0		108х4	1,99	76,62
ПК0+27,3-ПК0+17	158,620	10,3		133х4	1,08	12,24
ПК0+13,5-ПК0	158,620	13,4		133х4	1,08	15,92
		209,3			У?Р=	214,02

Подбор ГРПШ

Рабочее значение входного давления

Рвх раб: 0,28 МПа

Расход при рабочем давлении

Qmax: 158,62 м³/ч

Рабочее значение выходного давления

Рвых раб: 2 кПа

Принимаем ГРПШ-400:

Регулятор давления РДНК-400, давление на входе Рвх=0,6 МПа; диапазон настройки выходного давления 2ч5 кПа; пропускная способность 250 м³/ч; масса 90 кг.

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 23 - 01 - 99 (2003) Строительная климатология

2. СНиП 42 - 01 - 2002 Газораспределительные системы

3. СП 42 - 101 - 2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб

4. СП 42 - 103 - 2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных труб

5. СНиП 2.04.07 - 86 (2000) Тепловые сети

6. СНиП 2.04.01 - 86 Внутренний водопровод и канализация зданий

7. Богословский В.Н. и др. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч. Под ред. Староверова И.Г. Изд. 3-е, пераб. и доп. Ч.1. Отопление, водопровод, канализация. - М.: Стройиздат, 1976. (Справочник проектировщика)

8. Раздел VIII - Газоснабжение

9. Ионин А.А. Газоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, пераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975

10. Пешехонов Н.И. Проектирование газоснабжения - Киев: Будивельник, 1970

11. Порецкий Л.Я. и др. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных / Л.Я. Порецкий, Р.Р. Рыбаков, Е.Б. Столпнер и др. - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Недра, 1988

12. Тепловой расчёт котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Кузнецова Н.В. и др. - М.: Энергия, 1973

13. Шанин Б.В., Кочев А.Г. Газоснабжение района города. Метод. указания к курсовому проекту - Горький: 1988г.

Размещено на Allbest.ru