Газоснабжение района города

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Газоснабжение района города

к курсовому проекту по курсу «Газоснабжение»

СОСТАВИТЕЛИ: ст. преп. Кундро Н.В. асс. Баратынская С.В.

РЕЦЕНЗЕНТЫ: проректор по учебной работе, доцент, к.т.н. Булах В.В.

Новополоцк 2008 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ И ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВОЙ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

4. ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

5. ПОДБОР ТИПА ИЗОЛЯЦИИ СТАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Для закрепления теоретических знаний по дисциплине «Газоснабжение» и получения навыков проектирования выполняется курсовой проект «Газоснабжение района города».

Состав курсового проекта ? расчет характеристик газообразного топлива, расчет годового и часового потребления газа районом города, гидравлические расчеты сетей низкого давления (распределительной, внутриквартальной и внутридомовой), расчет количества ГРП (ГРУ) и побор его оборудования, подбор изоляции. Результаты расчетов проводятся в расчетно-пояснительной записке и графической части.

Методические указания изложены в той последовательности, в какой должен выполняться курсовой проект.

Графическая часть

Графическая часть работы выполняется на листах формата А1 и содержит:

а) генплан района города в масштабе 1:5000 или 1:2500 с размещением ГРП (ГРУ), сосредоточенных потребителей, газопроводов высокого (среднего) и низкого давления с указанием длин и диаметров участков;

б) принципиальную схему ГРП (ГРУ);

в) генплан квартала в масштабе 1:1000 с размещением газовых колодцев, газопроводов с указанием длин и диаметров участков;

г) продольный профиль участка подземного газопровода;

д) план этажа жилого здания в масштабе 1:100 с размещением газопроводов-вводов, газопроводов с указанием их длин и диаметров и бытовых газовых приборов;

е) характерный разрез жилого здания с нанесением элементов системы газоснабжения;

ж) аксонометрическую схему внутридомовой системы газоснабжения;

и) деталь газопровода-ввода;

к) условные обозначения.

Все контуры кварталов, зданий и их строительных конструкций выполняются четкими тонкими линиями, газопроводы ? основной толстой линией. Все чертежи выполняются в соответствии с требованиями действующей нормативной литературы [1, 6].

Расчётно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка должна включать в указанной ниже последовательности:

- титульный лист;

- задание на курсовой проект;

- оглавление;

- основные разделы, предусмотренные заданием;

- список литературы.

Текст пояснительной записки излагается на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (297210 мм) рукописным способом или с помощью компьютера. Текст пояснительной записки должен быть разделен на разделы, подразделы.

При оформлении пояснительной записки необходимо руководствоваться правилами, изложенными в [7].

Общая часть, содержащая краткое описание района проектирования, определение площади газифицируемого района и количества жителей в данном населённом пункте в соответствии с заданием на проектирование. Приводятся расчёты по определению теплотехнических и физических характеристик газа ().

Основной раздел включает:

? расчёты годового потребления газа района города в соответствии с нормами потребления и численностью населения: а) бытовое, б) коммунально-бытовое, в) отопительное, г) промышленное;

? обоснование принимаемой системы газоснабжения города;

? определение расчетных расходов газа;

? гидравлический расчёт газопроводов низкого давления;

? выбор способа прокладки газопроводов и обоснование метода защиты от коррозии.

? определение оптимального количества ГРП, подбор регуляторов давления, фильтров и предохранительных клапанов.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ И ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

Расчет производиться по методике изложенной в [4].

Теплота сгорания газовой смеси, кДж/м³ , определяется по формуле

, (1.1)

где - низшая теплота сгорания компонентов, входящих в смесь, кДж/м³ (табл.1.1);

r_i - содержание компонента в смеси, объёмные доли, (табл. 1.2).

Таблица 1.1 Физические характеристики газов

Газ	Химическая формула	Низшая теплота сгорания, кДж/м3	Плотность при 0 оС и 101,3 кПа, кг/м3
Азот		?	1,2505
Ацетилен		56900	1,1707
Водород		10800	0,08999
Водяной пар		?	0,768
Диоксид углерода		?	1,9768
Кислород		?	1,429
Оксид углерода		12640	1,25
Сероводород		23490	1,5392
Метан		35840	0,7168
Этан		63730	1,3566
Пропан		93370	2,019
Н-бутан		123770	2,703
Пентан		146340	3,221

Плотность газовой смеси, в кг/м³, определяют как сумму произведений плотности компонентов на их объемные доли:

, (1.2)

где - плотность компонентов, входящих в смесь, кг/м³, (табл. 1.1);

r_i - содержание компонента в смеси, объёмные доли, %, (табл. 1.2) или [2].

Таблица 1.2 Состав газовой смеси в зависимости от месторождения

Месторождение газа	Состав газа, %по объему
								+ редкие газы
Степановское	95,1	2,3	0,7	0,4	0,8	0,2	-	0,5
Ленинградское	86,9	6,0	1,6	1,0	0,5	1,2	-	2,8
Североставропольское	98,7	0,33	0,12	0,04	0,01	0,1	-	0,7
Пунгинское	86,1	2,0	0,6	0,34	0,35	8,5	-	2,0
Медвежье	99,0	0,1	0,005	-	-	0,095	-	0,8
Оренбургское	85,0	4,9	1,6	0,75	0,55	0,6	1,3	5,0
Вуктылское	74,8	8,8	3,9	1,8	6,4	-	-	4,3
Угерское	98,3	0,45	0,25	0,3	-	0,1	-	0,6
Шебелинское	93,3	4,0	0,6	0,4	0,3	0,1	-	1,3
Газлинское	93,0	3,1	0,7	0,6	-	0,1	-	2,5
Карадагаское	93,2	2,1	1,2	1,0	1,2	0,8	-	0,5
Ачакское	93,0	3,6	0,95	0,25	0,31	0,4	-	1,3
Тангенское	89,4	6,0	2,0	0,7	0,4	1,0	-	0,5
Ванейвиское	89,59	2,42	0,7	0,27	1,16	1,68	0,25	3,93
Лаявож	80,23	2,64	1,15	0,7	0,71	0,73	-	13,8
Васильковское	93,1	2,0	0,4	0,2	0,3	-	-	4,0
Ямбург	95,2	0,04	0,006	0,001	0,1	0,3	-	4,5
Ямал	78,97	4,53	2,34	1,02	0,27	1,02	-	11,84
Заполярное	98,5	0,2	0,05	0,012	0,001	0,5	-	0,7
Уренгойское	97,64	0,1	0,01	-	-	0,3	-	1,95
Жирновское	81,6	6,5	3,0	1,9	1,4	4,0	0,1	1,5
Ромашкинское	40,0	19,5	18,0	7,5	4,9	0,1	-	10,0
Туймазинское	39,5	20,0	18,5	7,7	4,2	0,1	-	10,0
Шкаповское	37,5	18,2	16,8	6,8	3,8	0,1	-	16,8
Ключевское	78,5	6,0	6,5	4,8	3,6	0,2	-	0,4
Дмитриевское	69,2	10,0	10,0	5,0	5,0	0,7	-	0,1

Число жителей в квартале, чел., определяется по формуле:

газопровод коррозия давление изоляция

, (1.3)

где - плотность жителей, чел/га, принимается по заданию;

- площадь i-го квартала, га.

Количество жителей, проживающих в районе города, чел., определяется по формуле:

,(1.4)

где N_квi - количество жителей в i-ом квартале.

Годовой расход газа в жилых домах, м³/год, определяются по формуле:

, (1.5)

где- количество жителей в районе города;

- годовая норма потребления газа на 1 чел в год, МДж, определяется по табл.1.3 или [1];

- коэффициент охвата населения газоснабжением K = 1;

- низшая теплота сгорания газа, кДж/м³.

Таблица 1.6 Нормы расхода газа (в тепловых единицах) на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды

Потребители газа	Показатель потребления газа	Нормы расхода теплоты, МДж
1	2	3
1 Жилые дома
При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении природным газом СУГ	На 1 чел. в год	2800 2540
При наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения) при газоснабжении природным газом СУГ		8000 73000
При наличии в квартире газовой плиты и отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газового водонагревателя при газоснабжении природным газом СУГ		4600 4240
1	2	3
2 Предприятия бытового обслуживания населения
Фабрики-прачечные на стирку белья в механизированных прачечных на стирку белья в немеханизированных прачечных с сушильными шкафами на стирку белья в механизированных прачечных, включая сушку и глажение	На 1 т сухого белья	8800 12600 18800
Дезкамеры на дезинфекцию белья и одежды в паровых камерах на дезинфекцию белья и одежды в горячевоздушных камерах		2240 1260
Бани мытье без ванн мытье в ваннах	На 1 помывку То же	40 50
3 Предприятия общественного питания
Столовые, рестораны, кафе на приготовление обедов (вне зависимости от пропускной способности предприятия) на приготовление завтраков или ужинов	На 1 обед На 1 завтрак или ужин	4,2 2,1
4 Учреждения здравоохранения
Больницы, родильные дома	На 1 койку в год
на приготовление пищи		3200
на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья)		9200
5 Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий
Хлебозаводы, комбинаты, пекарни	На 1 т изделий
на выпечку хлеба формового		2500
на выпечку хлеба подового, батонов, булок, сдобы		5450
на выпечку кондитерских изделий (тортов, пирожных, печенья, пряников и т.п.)		7750

Примечания

1 Нормы расхода теплоты на жилые дома, приведенные в таблице, учитывают расход теплоты на стирку белья в домашних условиях.

2 При применении газа для лабораторных нужд школ, вузов, техникумов и других специальных учебных заведений норму расхода теплоты следует принимать в размере 50 МДж в год на одного учащегося

Годовой расход газа на предприятиях бытового обслуживания населения, м³/год, определяется по следующим формулам:

Прачечные

,(1.6)

где - расход газа прачечными, м³/год;

- норма расхода газа на 1 т сухого белья, МДж., принимается по табл. 1.3 или [1];

, , - то же, что в формуле 1.5;

- доля населения, которая пользуется услугами прачечных, ;

- норма накопления белья 100 тонн/1000 человек.

Бани

,(1.7)

где - расход газа банями, м³/год;

- норма расхода газа на одну помывку, МДж, принимается по табл. 1.3 или [1];

, , - то же, что в формуле 1.5;

52 - количество помывок на одного человека;

- доля населения, которая пользуется услугами бань, .

Годовой расход газа предприятиями общественного питания, м³/год, определяется по формуле:

,(1.8)

где - расход газа предприятием общественного питания, м³/год;

- норма расхода газа на приготовление одной порции пищи, МДж., принимается по табл. 1.3;

, , - то же, что в формуле 1.5;

360 - количество дней в году;

- доля населения, которая пользуется услугами столовых.

Годовой расход газа учреждениями здравоохранения, м³/год, определяется по формуле:

, (1.9)

где - расход газа больницами, м³/год;

- норма расхода газа на одного пациента, МДж, принимается по табл. 1.3 или [1] ;

, , - то же, что в формуле 1.5;

- общая вместимость, определяется из расчёта 12 коек на 1000 жителей.

Годовой расход газа предприятиями по производству хлеба, м³/год, определяется по формуле:

,(1.10)

где - расход газа предприятиями по производству хлеба, м³/год;

- норма расхода газа на приготовление тонны хлебобулочных изделий, МДж, принимается по табл. 1.3 или [1];

, , - то же, что в формуле 1.5;

z - объем суточной выпечки на 1000 жителей, составляет 0,6 - 0,8 т;

365 - количество дней в году.

Часовые расходы газа, м³/ч , определяются по формуле:

, (1.11)

где - годовой расход газа, м³/год;

- коэффициент часового максимума, принимается для жилых зданий по табл. 1.4 или [1]; для предприятий и учреждений по [1].

Таблица 1.4 Значения коэффициента часового максимума для жилых зданий

Число жителей, снабжаемых газом, тыс.чел.	Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления),
1	1/1800
2	1/2000
3	1/2050
5	1/2100
10	1/2200
20	1/2300
30	1/2400
40	1/2500
50	1/2600
100	1/2800
300	1/3000
500	1/3300
750	1/3500
1000	1/3700
2000 и более	1/4700

Суммарный часовой расход газа, м³/ч:

, (1.12)

где ? сумма часовых расходов газа потребителями (жилые здания, предприятия и учреждения);

? часовой расход газа жилыми зданиями, м³/ч.

Расчётный расход газа на отопление жилых, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий определяется по максимальному часовому расходу тепла:

, (1.13)

где - расчётный расход газа на отопление жилых, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий, м³/ч;

- коэффициент, учитывающий изменение удельной отопительной характеристики здания в зависимости от расчётной температуры наружного воздуха t_но для проектирования систем отопления; [4, табл. 2.3];

- удельная отопительная характеристика; при отсутствии данных по этажности зданий принимается кДж/(м³?ч?^оС) [4, табл. 2.2];

- наружный строительный объём отапливаемых зданий, м³, определяется по формулам

,(1.14)

,(1.15)

- то же, что в формуле 1.5;

? средняя кубатура жилых зданий, м³/чел.;

? средняя кубатура общественных зданий,; при количестве жителей до 12 тыс.чел. м³/чел. [4, табл. 2.5];

- расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимается 18 °C, [4, табл. 2.4];

- расчётная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, °C [8];

- КПД отопительных установок в долях единицы (для местных котельных принимается равным 0,8 ? 0,85).

Расчётный расход газа на вентиляцию общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий :

, (1.16)

где - расчетный расход газа на вентиляцию общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий, м³/ч;

- удельная вентиляционная характеристика здания, при отсутствии перечня зданий кДж/м³ [4, табл.2.6];

- расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, при отсутствии указаний о назначении общественных зданий принимается равной 18 °C, [4, табл. 2.4];

- то же, что формуле 1.13.

Расчетный (среднечасовой) расход газа за сутки наибольшего водопотребления на централизованное горячее водоснабжение от районных котельных определяется по нормам расхода горячей воды на 1 жителя в сутки:

,(1.17)

где - расчетный расход газа на центральное горячее водоснабжение, м³/ч;

- суточный и часовой коэффициент неравномерности потребления (K_с = 1,2; K_ч = 1,8);

a - норма расхода горячей воды (при температуре 65°C) для жилых зданий (принимается 100 л на 1 жителя в сутки по СНБ 4.03.01 - 98);

b - норма расхода горячей воды (при температуре 65°C) для всех общественных зданий (принимается 20 л на 1 жителя в сутки);

t_x - температура водопроводной воды (при отсутствии точных данных принимается t_x = 5°С);

- то же, что формуле 1.13.

Расчетный расход газа в котельной с горячим водоснабжением:

, (1.18)

гдеV_кот - расчетный расход газа котельной, м³/ч;

? общий расход газа на отопление жилых и общественных зданий, м³/ч;

? расход газа на вентиляцию общественных зданий, м³/ч;

? общий расход газа на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, м³/ч.

Котельную подключают к сети высокого давления, если расход газа в котельной превышает 500 м³/ч.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

Удельный расход газа районом города , м³/(ч га), определяется по формуле

, (2.1)

где - общая площадь территории, подлежащей газификации, га;

? часовой расход газа на одно ГРП, м³/ч, (п. 1.11).

Расход газа для каждого квартала города, определяется

,(2.2)

где - площадь i-го квартала, подлежащего газификации га.

Результаты расчетов вносятся в таблицу 2.1.

Удельный расход газа на единицу длины периметра квартала от равномерно распределенной нагрузки, определяется по формуле:

,(2.3)

где - расход газа в i-ом квартале, м³/ч;

- периметр i-го квартала, м.

Результаты расчетов вносятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Определение расходов газа кварталами

№ квартала	Площадь квартала, га.	Расход газа кварталом , м3/ч	Периметр квартала, м	Удельный расход, м3/ч
1	2	3	4	5

, м³/ч

После заполнения таблицы 2.1 производится проверка:

,(2.4)

Путевые расходы газа, м³/ч, определяются по следующим формулам:

- при одностороннем разборе газа:

,(2.5)

- при двустороннем разборе газа:

,(2.6)

гдеl_i - длина участка, м;

? удельный расход газа i-го и j?го кварталов, м³/ч.

Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Путевые расходы для участков газовой сети

№ участка	Длина участка li, м	Путевой расход, м3/ч
1	2	3

, м³/ч

После заполнения таблицы 2.2 производится проверка:

,(2.7)

Узловой расход газа определяется по формуле, м³/ч

, (2.8)

где ? сумма путевых расходов газа на участках, прилегающих к узловой точке, м³/ч;

После определения всех расходов в узловых точках, производится проверка:

(2.9)

Определение расчётных расходов газа в точках схода

Расчетные расходы газа по участкам определяются при помощи уравнений равновесия узлов:

(2.10)

Необходимо выбрать направления потоков газа с учетом надежности снабжения газом потребителей. Для этого намечают так называемые "точки схода" или "нулевые точки". Точки схода - это узлы, характерные тем, что в них входят только подводящие элементарные участки и расходы газа в них равны нулю. На рисунке 1 такими точками являются: 4, 6, 9, 11.

Для начала определяют основные и дополнительные направления движения газа от ГРП до нулевых точек. Для указанной схемы в качестве основных примем следующие направления: 1-7-8-5-6; (1-7)-10-3-4; (1-7)-12-11; (1-7-12)-9; 1-2-13-4; (1-2-13)-6. В скобках указаны те участки, которые уже были использованы в других направлениях. Остальные направления будут дополнительными. Они охватывают все оставшиеся участки. К ним относятся следующие направления: (1-7-8)-9; (1-7-10)-11; (1-2)-(5-6); (1-2)-(3-4).

Определение расчетных расходов газа по элементарным участкам

Расчетные расходы газа определяются по элементарным участкам каждого направления (сначала по основным, а затем и по дополнительным). Расчет направления начинают с элементарных участков, примыкающих к нулевым точкам. Следует отметить, что необходимо поочередно двигаться от нулевых точек до точки питания (ГРП) с тем, чтобы как можно меньше было бы в уравнениях равновесия узлов неизвестных величин. В случае наличия в уравнениях равновесия узлов более одной неизвестной величины, то всеми, кроме одной величины задаемся (), а значение одной неизвестной величины определяем из уравнения.

Расчетные расходы газа на элементарных участках, примыкающих к нулевым точкам, определяем, исходя из необходимости соблюдения равномерной нагрузки на обоих элементарных участках, т.е.

(2.11)

Для проверки правильности произведенных расчетов служит соблюдение условия равновесия в последнем узле (ГРП).

Для данной расчетной схемы условие равновесия в последнем узле (т.е. узел 1) будет выглядеть следующим образом:

(2.12)

Результаты вычислений вносятся в таблицу 2.3

Таблица 2.3 Расчетные расходы газа

№ участка	, м3/ч	№ участка	, м3/ч
1	2	3	4

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ГАЗОВОЙ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Гидравлический расчет газовой сети производится по методике изложенной в [5 или 9].

Расчет кольцевой газовой сети из стальных труб

Городские сети низкого давления, распределяющие газ по всей территории застройки к бытовым и мелким коммунальным предприятиям, представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец, которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям (рис.2.1). При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП), и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть, затем внутриквартальную разводку.

Задача проектировщика заключается в том, чтобы выбрать наилучший вариант движения потоков газа и так подобрать диаметры сети, чтобы добиться намеченного распределения потоков.

Направления движения потоков газа выбирают так, чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираются, начиная от точки питания к периферии. При таком порядке выбора легче избежать возможности ошибок.

После выполнения перечисленных выше расчетов, следует приступать к гидравлическому расчету газовой сети низкого давления. Для этого необходимо составить таблицу 3.1. Первоначально рассчитываются основные направления, а затем и дополнительные.

Диаметр участка газопровода определяется по формуле

, (3.1)

где - диаметр участка, см;

- расчётный расход газа,м³/ч;

? поправочный коэффициент;

, (3.2)

где - расчётная длина участка, принимается на 10% больше действительной, м;

- допустимый перепад давления в уличных сетях равен 120 даПа;

- коэффициент, учитывающий изменение плотности газовой сети от табличного значения (для стального газопровода, транспортирующего метан ( = 0,7175 кг/м³; =14,3•10^-6 м²/с)).

После определения диаметра, его величина заменяется его на ближайший больший диаметр в соответствии с ГОСТом на трубы (см. прил. Б). При проектировании распределительной уличной сети минимальный условный диаметр газопровода составляет 50 мм.

Определяются потери давления на участках, даПа:

, (3.3)

Проверяется выполнение условия

(3.4)

После гидравлического расчёта необходимо выполнить увязку всех направлений. Расчет кольцевой газовой сети из полиэтиленовых труб

При расчете распределительных газопроводов низкого давления, выполненных из полиэтиленовых труб, учитывается снижение потерь давления за счет большей гладкости их внутренней поверхности. Следовательно, при прочих равных условиях полиэтиленовые газопроводы имеют бьльшую пропускную способность по сравнению со стальными. Из опыта проектирования это увеличение пропускной способности полиэтиленовых газопроводов низкого давления оценивается в 5 %.

При гидравлическом расчете распределительного газопровода низкого давления, выполненного из полиэтиленовых труб, можно принимать расход газа в нём превышающим расход газа в стальных газопроводах при одинаковых потерях давления на 5 % , т.е.

,(3.5)

где - расчетный расход газа (полиэтиленовые трубы), м³/ч;

- расчетный расход газа (стальные трубы), м³/ч.

Для полиэтиленового газопровода, транспортирующего метан ( = 0,7175 кг/м³; =14,3•10^-6 м²/с), вышеприведенная формула (3.3) будет иметь следующий вид

,(3.6)

Таблица 3.1 Расчет на минимальные материаловложения закольцованных распределительных газопроводов низкого давления

Обозначение параметра	Основное направление	Основное направление	и т.д.
	1-7-8-5-6	(1-7)-7-10-3-4
	Номер участка	Номер участка
	1-7	7-8	8-5	5-6	7-10	10-3	3-4
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	, м
2	, м
3	, м3/ч
4
5
6
7	, даПа
8	, даПа
9
10	, см
11	, см
12	, см
13	, даПа
14	Проверка

Значение величины для полиэтиленовых труб можно рассчитать по формуле

(3.7)

Порядок гидравлического расчета газовых сетей, выполненных из полиэтиленовых труб, аналогичен порядку гидравлического расчета газовых сетей, выполненных из стальных труб.

Полиэтиленовые трубы выбираются в зависимости от давления газа принятого в расчете. Они различаются между собой маркой полиэтилена и толщиной стенки, характеризующейся величиной SDR. SDR - это стандартное размерное отношение, определяемое из следующего выражения

, (3.7)

где - номинальный наружный размер трубы, мм;

- номинальная толщина стенки трубы, мм.

При проектировании газовых сетей низкого давления принимаются трубы маркой SDR 17,6 [Приложение В].

Гидравлический расчёт дворовой газовой сети низкого давления

Гидравлический расчёт ведём по той же методике, что и расчёт кольцевой сети газоснабжения района города.

Допустимый перепад давления ДP_р = 25 даПа.

Минимальный диаметр условного прохода труб d_min = 25 мм.

Расчётные расходы определяем, зная тип установленных приборов, м³/ч

, (3.8)

Где Уn - количество газовых приборов;

q - расход теплоты на прибор (для 4-конфорочных плит 42000 кДж/ч);

K₀ - коэффициент одновременности работы [таблица 3.3].

Результаты гидравлического расчёта заносятся в таблицу 3.1

Расчёт внутридомовой сети газоснабжения

Установку газовых плит в жилых домах следует предусматривать в помещениях кухонь с естественным освещением высотой не менее 2,2 м, имеющих вытяжной вентиляционный канал и окно с форточкой, выходящее на улицу или застекленную веранду (лоджию) с форточкой. При этом внутренний объем помещений кухонь должен быть не менее:

- для газовой плиты с 2 горелками - 8 м³;

- для газовой плиты с 3 горелками - 12 м³;

- для газовой плиты с 4 горелками - 15 м³.

Рисунок 3.1 ? Фрагмент установки газового счетчика

Таблица 3.3 Значение коэффициента одновременности (K₀) для жилых домов

Число квартир	Коэффициент одновременности K0,
	Плита 4-конфорочная	Плита 2-конфорочная	Плита 4-конфорочная и газовый проточный водонагреватель	Плита 2-конфорочная и газовый проточный водонагреватель
1	1	1	0,700	0,750
2	0,650	0,840	0,560	0,640
3	0,450	0,730	0,480	0,520
4	0,350	0,590	0,430	0,390
5	0,290	0,480	0,400	0,375
6	0,280	0,410	0,392	0,360
7	0,274	0,360	0,370	0,345
8	0,265	0,320	0,360	0,335
9	0,258	0,289	0,345	0,320
10	0,254	0,263	0,340	0,315
15	0,240	0,242	0,300	0,275
20	0,235	0,230	0,280	0,260
30	0,231	0,218	0,250	0,235
40	0,227	0,213	0,230	0,205
50	0,223	0,210	0,215	0,193
60	0,220	0,207	0,203	0,186
70	0,217	0,205	0,195	0,180
80	0,214	0,204	0,192	0,175
90	0,212	0,203	0,187	0,171
100	0,210	0,202	0,185	0,163
400	0,180	0,170	0,150	0,135

Примечания

1 Для квартир, в которых устанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого же числа квартир с такими же газовыми приборами.

2 Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительных печей рекомендуется принимать равным 0,85 независимо от числа квартир.

Газопроводы жилого дома присоединяем к дворовым сетям низкого давления. Стояки прокладываем в кухнях. На каждом ответвлении к стояку на первом этаже устанавливаем отключающее устройство (Рис. 3.2).

Допустимый перепад давлений во внутри домовой сети ДP_р = 35 даПа.

Минимально-допустимые диаметры подводок к газовым приборам 15 мм, стояков - 20 мм, магистралей - 25 мм.

Для учёта потерь давления в местных сопротивлениях действительную длину участков увеличиваем, умножая её на поправочный коэффициент : для стояков - 1,2; для магистралей - 1,25; для подводок - 5,5.

, (3.9)

где - расчётная длина участка, м;

- действительная длина участка, м;

- поправочный коэффициент.

При расчете внутридомовой газовой сети расчетные расходы определяются аналогично расчетам расходов газа дворовой сети.

Необходимо учесть гидростатический напор, возникающий в газопроводах низкого давления из-за разности плотностей воздуха и газа:

, (3.10)

где - гидростатический напор, даПа;

- соответственно плотность воздуха и газа, кг/м³;

Z - разность отметок от отключающего устройства на вводе в здание и до отключающего устройства на вводе в наиболее удалённый прибор, м.

Потери давления в газовом приборе (плите) составляют даПа, в счётчике - даПа.

После выполнения гидравлического расчёта должно соблюдаться условие:

,

. (3.11)

Отключающие устройства и изолирующие соединения, предусмотренные к установке на стенах жилых, общественных и производственных зданий, следует размещать на расстоянии от дверных и открывающихся оконных проемов, для газопроводов низкого давления по горизонтали не менее 0,5 м.

Все расчёты сводим в таблицу 3.1.

4. ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Подбор ГРП

При проектировании газоснабжения городов большое значение имеет правильный выбор количества ГРС и ГРП, их производительность и размещение.

С увеличением их количества уменьшаются радиусы действия и нагрузки на сеть, а следовательно, диаметры и стоимость сети. Зато увеличивается стоимость ГРС и ГРП, удорожается и усложняется эксплуатация системы.

Количество ГРС и их размещение определяются количеством и местами подвода газа магистральными газопроводами. На каждом подводе необходима отдельная ГРС. По типовым проектам ГРС имеют производительность до 300-400 тыс. м³/ч газа. При большей производительности выгоднее ставить две ГРС с различных сторон города, чем дублировать одну. ГРС должны размещаться за пределами населённых пунктов, промышленных предприятий и отдельных зданий, с условиями установленными нормами проектирования.

Производительность одной ГРП, питающей сеть среднего давления, составляет 25-50 тыс. м³/ч. ГРП размещаются вокруг города так, чтобы обеспечить подвод газа к сети следующей ступени давления с различных сторон и по кратчайшему пути к центрам нагрузок района.

Для ГРП, питающей сеть низкого давления, оптимальная производительность м³/ч [4].

Количество ГРП, определяется по упрощенной формуле:

, (1.17)

где15002000 - оптимальная производительность ГРП, м³/ч;

часовой расход газа на одно ГРП, м³/ч.

Полученное количество ГРП, их фактические нагрузки и местоположение учитываются по местным условиям, исходя из планировки города и расположения отдельных районов.

Каждый ГРП должен размещаться в центре района его действия и как можно ближе к центру нагрузки района. Если эти центры не совпадают (зоны разной этажности), ГРП необходимо размещать ближе к зоне повышенной нагрузки. При выборе места для ГРП необходимо соблюдать все действующие нормы [1] и правила безопасности госгортехнадзора по размещению и допустимым расстояниям до здания, сооружений, дорог.

Подбор оборудования ГРП

Компоновка газового оборудования в ГРП выполнена в виде отдельных блоков заводского изготовления:

1 блок фильтра;

2 блок редуцирования;

3 блок учета расхода газа;

4 блок предохранительного клапана;

5 блок редуцирования вспомогательный.

Блок фильтра предназначен для очистки газа от механических примесей, способных повредить уплотнительные поверхности клапанов, регуляторов давления, запорной арматуры.

Блок редуцирования состоит из последовательно соединенных между собой входной задвижки, предохранительного запорного клапана, регулятора давления и выходной задвижки.

Блок учета расхода газа состоит из двух диафрагм, одна из которых является резервной или двух счетчиков расхода газа, один из которых, также, является резервным.

В блоке предохранительного клапана установлен предохранительно сбросной клапан, который устанавливается на выходном газопроводе.

Вспомогательный блок редуцирования устанавливается в ГРП при теплоснабжении здания ГРП от местного источника тепла.

Подбор регулятора давления

Регулятор давления выбирается по расчетному (максимальному часовому) расходу газа при требуемом перепаде давления. Пропускная способность регулятора определяется по паспортным данным заводов-изготовителей, полученным экспериментальным путем. Величина пропускной способности принимается на 15-20% больше максимального значения расчетного расхода газа [4]

м³/ч(4.1)

Для определения максимальной пропускной способности регулятора давления, величину пропускной способности следует умножить на коэффициент, вычисленный по формуле:

, (4.2)

где - плотность газовой смеси, кг/м³.

Стандартная величина пропускной способности РДБК, м³/ч

,(4.3)

Подбор регулятора давления производится следующим образом. Выбирается по таблице регулятор РДБК какого-либо типоразмера.

Устойчивой работа регулятора будет при его загрузке в пределах 10 - 80 % от максимальной, то есть

(4.4)

или

(4.5)

Если это условие не выполнено, то выбирается регулятор другого типоразмера и расчет повторяется. Наиболее экономичным с точки зрения наименьшей металлоемкости будет регулятор, максимальная пропускная способность которого V превышает расчетный расход газа на величину, близкую к

Основные данные указанных регуляторов давления и области их применения приведены в табл. 4.1, 4.2.

Таблица 4.1 Характеристика регуляторов давления газа типа РДБК 1-50

Давление газа избыточное МПа (кг/см2)	Величина пропускной способности, м3/ч
На входе	На выходе	Диаметр седла 35 мм
0,05 (0,5)	0,001 (0,01)	672
0,1 (1,0)	0,001 - 0,01 (0,01 - 0,1)	895
0,15 (1,5)	0,001 - 0,037 (0,01 - 0,37)	1120
0,2 (2,0) - 1,2 (12,0)	0,001 - 0,48 (0,01 - 4,8)	1344
0,3 (3,0)	0,001 - 0,12 (0,01 - 1,2)	1792

Таблица 4.2 Характеристика регуляторов давления газа типа РДБК 1-100

Давление газа избыточное МПа (кг/см2)	Величина пропускной способности, м3/час
На входе	На выходе	Диаметр седла 50 мм
0,05 (0,5)	0,001 (0,01)	1066
0,1 (1,0)	0,001 - 0,01 (0,01 - 0,1)	1421
0,15 (1,5)	0,001 - 0,037 (0,01 - 0,37)	1776
0,2 (2,0)	0,001 - 0,65 (0,01 - 6,5)	2132
0,3 (3,0)	0,001 - 0,12 (0,01 - 1,2)	2842

Подбор фильтра

Фильтры для ГРП подбираются по графику (рис.4.1), на котором показано падение давления в них в зависимости от пропускной способности при МПа и кг/м³.

Во избежание разрыва кассет и сетки, в незагрязненном фильтре падение давления не должен превышать для вновь устанавливаемых 2000, а для работающих - 10000 Па.

Падение давления при рабочих параметрах газа и расчетном расходе

,(4.6)

где - падение давления по графику, Па, (рис. 4.1);

- расход газа по графику, нм³/ч, (рис. 4.1);

- плотность газа, проходящего через фильтр, кг/м³;

- давление газа перед фильтром, МПа.

Условный диаметр волосяного фильтра принимают по условному диаметру регулятора давления . Затем на графике по расходу (при этом отпадает необходимость перерасчета и определения перепада давления по этому параметру) находят . Если точка расхода выходит за пределы графика кривой данного диаметра, то берут меньшей, удобной для расчета величиной, но в пределах графика.

Действительную потерю давления в фильтре с условным диаметром при расходе газа , м³/ч, с плотностью , кг/м³, и давлением Р, МПа, определяют по формуле (4.6). Если , то принимается фильтр с на одну ступень больше и расчет повторяется.



Рисунок 4.1 ? График для подбора волосяного фильтра

Подбор предохранительных клапанов

Предохранительные запорные отсекающие клапаны типа ПКН и ПKB поставляются комплектно с соответствующими регуляторами давления газа. Они устанавливаются до регулятора давления газа после фильтра. Предохранительные сбросные клапаны устанавливаются после регуляторов давления газа для исключения повышения давления газа в сети после ГРП.

5. ПОДБОР ТИПА ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

В соответствии с правилом защиты подземных газопроводов от коррозии, все стальные газопроводы должны иметь противокоррозионную изоляцию соответствующую коррозионной активности грунта.

Изоляционное покрытие, будучи диэлектрическим, водонепроницаемым, химически инертным по отношению к стали и грунту, обеспечивает многолетнюю эксплуатацию газопроводов.

Исходя из климатологического района, в котором осуществляется прокладка газопровода, принимается коррозионная активность грунта.

Для территории Республики Беларусь характерна средняя коррозионная активность грунта. В данном случае принимается усиленный тип изоляции газопровода, состоящего из следующих слоев:

? грунтовка;

? мастика битумно-минеральная = 2,5 - 3 мм;

? стеклохолст;

? мастика битумно-минеральная = 2,5 - 3 мм;

? стеклохолст;

? мастика битумно-минеральная = 2,5 - 3 мм;

? слой брезола.

ЛИТЕРАТУРА

1. СНБ 4.03.01-98 Газоснабжение

2. А.А.Ионин Газоснабжение. М.: Стройиздат, 1989. - 439с.

3. Н.А.Скафтымов Основы газоснабжения. Л.:”Недра”, 1975. - 343с.

4. В.В.Дунин, А.М.Левин Методические указания к выполнению курсового проекта “Газоснабжение”, для студентов спец. Т19.05. Часть I - Новополоцк: ПГУ, 1995. - 20с.

5. А.М.Левин. Проектирование газовых сетей городов и населённых пунктов. Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов по дисциплине “Газоснабжение” для студентов спец. Т19.05. - Новополоцк: ПГУ, 1996. - 46с.

6. ГОСТ 21.101-93 Основные требования к рабочей документации. Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь, 1995.

7. Кремнева И.Г. Методические указания к оформлению дипломного проекта.

8. СНБ 2.04.Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

9. ТКП 45-4.03-68-2007 Распределительные газопроводы. Порядок гидравлического расчета. 2008 - 50с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

УО «Полоцкий государственный университет»

Факультет повышения квалификации и переподготовки кадров

Кафедра «Теплогазоснабжения и вентиляции»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Газоснабжение»

на тему: «Газоснабжение района города»

Выполнил: _________________

^{(подпись)(Ф.И.О.)}

Слушатель курса группы

Проверил: _________________

^{(подпись)(Ф.И.О.)}

Новополоцк 200__

Приложение Б

Стандартные диаметры стальных труб

Условный диаметр, мм	10	15	20	25	32	40	50
Наружный диаметр и толщина стенки, мм	18?1,8	18?1,8	25?2	32?3	38?3	45?3	57?3
Условный диаметр, мм	65	80	100	125	150	200	250
Наружный диаметр и толщина стенки, мм	75?3	89?3	108?3	133?3	159?3	219?3	273?4
Условный диаметр, мм	300	350	400	450	500	600	800
Наружный диаметр и толщина стенки, мм	325?5	377?5	426?5	480?5	530?6	630?7	820?7

Размещено на Allbest.ru