Природный газ как высокоэффективное энергетическое топливо широко применяется в настоящее время во многих звеньях общественного производства.

Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводит к необходимости повысить качества расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ. Рациональное использование газообразного топлива позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращения расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и состава газовой среды и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции.

По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на: двухступенчатые, трехступенчатые и многоступенчатые. Применение той или иной схемы определяется величиной населенного пункта, планировкой его застройки, расположением жилой и промышленных зон и расходом газа отдельными потребителями.

В небольших населенных пунктах с малым расходом газа и в средних городах применяются главным образом двухступенчатые системы. В крупных - трехступенчатые или многоступенчатые, так как при больших расходах газа промышленными и коммунально-бытовыми предприятиями с подачей его на значительные расстояния работа на низком давлении требует увеличения диаметра газопроводов и затрудняет поддержание необходимого давления у отдаленных от ГРП потребителей.

Трехступенчатая схема снабжения газом города включает в себя газопроводы высокого, среднего и низкого давления. По этой схеме весь газ, поступающий от источника газоснабжения, подается по транзитным газопроводам высокого давления к ГРС и газгольдерным станциям, откуда после соответствующего снижения давления он поступает в распределительные сети среднего давления с последующей подачей через ГРП в сети низкого давления.

От городских распределительных сетей газ подается к потребителю по ответвлению, т.е. по той части газопровода, которая идет от распределительной его части до задвижки, устанавливаемой на вводе в домовладение или предприятие. Участок газопровода от отключающей задвижки до ввода в здание называется внутриквартальным газопроводом.

Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ) служат для снижения давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно сооружают для питания газом распределительных сетей, а ГРУ - для питания отдельных потребителей. ГРП размещают в отдельно стоящих зданиях или шкафах снаружи здания, ГРУ - помещениях предприятия, где расположены агрегаты, использующие газ. ГРП и ГРУ в подвальных и полуподвальных помещениях, а так же в жилых и общественных зданиях не устраивают.

Исходные данные

N = 25984 [чел]

3. Расчет годового потребления газа в квартирах

,,

,

где Y_к - степень охвата населения,

z₁ - доля населения проживающего в квартирах с централизованным горячим водоснабжением,

z₂ - доля населения проживающего в квартирах, имеющих газовый водонагреватель,

z₃ - доля населения проживающего в квартирах при отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газовых водонагревателей,

q_k1; q_k2; q_{k3 -} нормы расхода тепла на нужды газоснабжения [мДж/чел в год] по СНиП 2.04.08-87 "Газоснабжение" табл.2 стр.3

4. Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями.

Годовой расход газа предприятиями общественного питания

V_с = ,

где Y_{к-б -} степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением, N - количество жителей

q_с - норма расхода теплоты на приготовления обеда, завтраков, ужинов

z_c - доля населения пользующихся услугами столовых.

Годовой расход газа хлебобулочными предприятиями

V_х= ,

где 365 - количество дней в году,

X - ежедневная норма потребления хлеба на 1000 жителей,

У_{к-б -} степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением.

N - количество жителей,

q_х - норма расхода теплоты предприятиями на выпечку хлеба.

Годовой расход газа на нужды предприятий торговли:

V_т= 0.05·V_к=0,05*3106650 = 155332,5,

где V_к - годовое потребление газа в квартирах,

Годовой расход газа на прачечные определяется по формуле:

Где (100 ч 140) - норма накопления белья, т/чел. год;

- степень охвата населения прачечными

- степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением.

Годовой расход природного газа банным предприятием.

Где 52 - количество помывок в год, пом. /год; - степень охвата населения банями; - норма расхода теплоты на одну помывку;

Годовой расход природного газа учреждениями здравоохранения.

Где - количество коек на 1000 жителей;

- норма расхода теплоты учреждениями здравоохранения (больницами) на приготовление пищи и горячей воды, МДж.

Суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовое потребление.

Число потребителей природного газа по районам города выявляют на основе анализа их населённости, этажности застройки и её основных характеристик, числа и характеристики предприятий и учреждений городского хозяйства, наличия централизованного горячего водоснабжения, характеристики отопительных систем, топливного и теплового баланса города.

5. Определение расхода газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

Годовой расход газа на отопление и вентиляцию:

V_ов=, ,

где t_вн - температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий,

t_{сро -} средняя температура наружного воздуха за отопительный период,

t_ро - расчетная наружная температура для проектирования отопления,

t_рв - расчетная наружная температура для проектирования вентиляции,

У_ов - степень охвата отопительных установок газоснабжением,

n_о - продолжительность отопительного периода,

q_о - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление,

z - среднее число часов работы системы вентиляции общественного здания в течение суток,

K_1, K₂ - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и вентиляцию общественного здания: K₁ =0.25, K₂ = 0.6.

з_ов - КПД отопительной системы для котельных от 0.8-0.9,f - норма общей площади жилых зданий на одного человека.

Годовой расход на горячее водоснабжение:

V_гв = , ,

где q_гв - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение,

в - коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период,

t_хл; t_хз - температура холодной воды летом и зимой: t_хл = 15^oC, t_хз = 5^oC,

з_гв - КПД котельной (0.8-0.9)

Суммарный годовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

V_овт = V_ов + V_гв = 9969307,46 + 2300035,36 =12269342,82 ,

V_ов - годовой расход газа на отопление и вентиляцию,

V_гв - годовой расход на горячее водоснабжение

6. Максимальные часовые расходы газа.

Максимальный расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды

= K_max·V_к-б = ·3978741 = 1895 ,

где K_max - коэффициент часового максимума т.е. перехода от годового до часового,

V_к-б - суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовые предприятия,

Максимальный расчетный часовой расход на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Максимальный тепловой поток на отопление:

Q_о = q_о·A· (1+K₁) =170,2·187084,8· (1+0.25) =39802291,2Вт

А=18·N·У_ов = 18·25984·0.4=187084,8 м²

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественного здания

Q_в = K₁·K₂·q_о·A=0.25·0.6·170,2·187084,8=4776274,9 Вт

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Q_гв = 2.4·q_гв·N·z₁=2.4·376·25984·0.45=10551582,7 Вт

где A - общая площадь жилых зданий,

q_о - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление,

N - количество жителей

K_1, K₂ - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и вентиляцию общественного здания: K₁ =0.25, K₂ = 0.6

J_ов - степень охвата отопительных установок газоснабжением,

z₁ - доля населения, проживающая в квартирах с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением.

Часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

=

Общий расчетный часовой расход газа на хозяйственно - бытовые и отопительно_вентиляционные нужды

V_р = 1895+5247,4= 7142,4 .

где -максимальный расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды,

максимальный часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Гидравлический расчет распределительной сети