Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Газопостачання району мiста

1. Газопостачання району міста


1.1 Визначення кількості жителів району міста


1. Здійснюється нумерація кварталів на генплані.

2. За масштабом, приведеним на генплані, визначають площу забудови кожного кварталу.

3. Приймається щільність забудови в залежності від поверховості.

4. Визначається щільність населення


n = S/f, люд/га, (1.1)


де S – щільність житлового фонду в залежності від району будівництва і поверховості, м2/га;

f – норма загальної житлової площі на 1 людину, м2 , у залежності від кліматичної зони.

5. Визначається кількість жителів у кожнім кварталі


Nкві= Fкві· n


6. Визначається кількість жителів по кожній поверховості забудови і району міста.

7. Результати розрахунків зводяться в таблицю 1.1.


Таблиця 1.1 – Визначення кількості жителів району міста

№ кварталу Поверховість забудови Площа кварталу, га Щільність забудови, м2/га

Щільність населення,

люд/га

Кількість жителів у кварталі, люд
1 2 3 4 5 6

1

2

20

21

37

36

35

1

5,4

7,56

4,93

4,2

2,97

2,86

6,11

1800 100

540

756

493

420

297

286

611

3

7

13

8

14

32

34

33

2

7,65

3,15

5,94

3,45

4,59

4,95

2,64

2,64

3300 183,33

1403

578

1089

633

842

908

484

484

5

9

19

28

27

23

22

31

3

3,78

3,45

4,76

4,2

3,78

4,48

4,2

5,17

4100 227,78

862

786

1085

957

862

1021

957

1178

6

4

10

26

29

30

4

3,15

5,04

4,14

3,85

2,97

2,97

4600 255,56

806

1289

1059

984

760

760

12

11

15

16

17

18

25

24

7

8,14

10,35

4,59

1,74

3,44

4,59

2,66

3,0

5900 327,78

2669

3393

1505

571

1128

1505

872

984

Сума
35817

1.2 Визначення основних характеристик газоподібного палива


1.2.1Визначення характеристик палива за складом

Для заданого родовища газу за [1] визначаємо склад природного газу у відсотках за обсягом.


Таблиця 1.2 – Об'ємні частки компонентів вхідних до складу газу Ванейвіского родовища і їхні фізико-хімічні характеристики при 0˚С, 101,3 кПа

Назва Об'ємна частка, r, % Вища теплота згорання, Qв, кДж/м3 Нижча теплота згорання, Qн, кДж/м3 Щільність, ρ, кг/м3
1 2 3 4 5
CH4 89,59 39860 35840 0,7168
C2H6 2,42 70420 63730 1,3566
C3H8 0,70 101740 93370 2,019
C4Н10 0,27 133980 123770 2,703
C5Н12 1,16 158480 146340 3,221
CO2 1,68 - - 1,9768
Н2S 0,25 25460 23490 1,5392
N2 + рідкі гази 3,93 - - 1,2505

За складом теплоту згорання (нижчу і вищу) суміші простих газів визначають за формулою


Газопостачання району мiста, кДж/ м3, (1.2)


де r – об'ємні частки газів, %, заданого газового родовища, дані приведені в [1].

Qiн(в) – теплота згорання (нижча або вища) окремої компоненти, кДж/м3, приймається по [1].


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Щільність природного газу визначається за формулою


ρг=0,01·Газопостачання району мiста, кг/м3, (1.3)


де Газопостачання району мiста - густина простих газів, що входять до складу газоподібного палива, кг/м3;


Газопостачання району мiста


Відносна щільність газу за повітрям визначається за формулою:


Газопостачання району мiста (1.4)


де ρв – щільність повітря, ρв=1,293 кг/м3


Газопостачання району мiста.


Визначаємо число Воббе.

Згідно з вимогами до природних газів для комунально-побутового призначення число Воббе повинно знаходитися в межах 39400 - 52000 кДж/м3. Число Воббе визначається за формулою

Газопостачання району мiстаГазопостачання району мiста, кДж/м3; (1.5)

Газопостачання району мiста кДж/м3;

Газопостачання району мiста кДж/м3.


1.2.2Визначення характеристик палива по вуглецевому числу

Вуглецеве число визначається за формулою


Газопостачання району мiста (1.6)


де r = 100 – Б, – пальна складова газу, %; Б – баласт, %.


Газопостачання району мiста


Нижча теплота згорання природного газу визначається за формулою


Газопостачання району мiста,кДж/м3, (1.7)


де r – процентний уміст пальних компонентів.


Газопостачання району мiстакДж/м3.


Вища теплота згорання природного газу визначається за формулою


Газопостачання району мiста,кДж/м3. (1.8)

Газопостачання району мiста(295,4·1,1+102,6) ·94,39=40355 кДж/м3.

Щільність газоподібного палива визначається за формулою


Газопостачання району мiста, кг/м3. (1.9)

Газопостачання району мiста кг/м3.


Відносна щільність газу по повітрю визначається за формулою


Газопостачання району мiста. (1.10)

Газопостачання району мiста.


Число Воббе визначається за формулою


Газопостачання району мiстаГазопостачання району мiста, кДж/м3. (1.11)

Газопостачання району мiста кДж/м3;

Газопостачання району мiста кДж/м3.


Визначається погрішність обчислень за формулою


Газопостачання району мiста, % . (1.12)

Газопостачання району мiста %;

Газопостачання району мiста %.

Газопостачання району мiста, % . (1.13)

Газопостачання району мiста %;

Газопостачання району мiста %.

Газопостачання району мiста, % . (1.14)

Газопостачання району мiста %.


1.3 Річні витрати газу


1.3.1 Річні витрати газу на побутове споживання

Річні витрати газу на готування їжі і нагрівання води в житлових квартирах (побутове споживання) по поверхам забудови визначається за формулою


Газопостачання району мiста, (1.15)


де Газопостачання району мiста - нижча теплота згорання газоподібного палива, МДж/м3;

Ni - кількість мешканців в i-тій поверховості забудови, люд;

m - коефіцієнт охоплення газопостачанням даної поверховості забудови;

xi - частка квартир з певним типом газових приладів;

qi - річна норма витрати газоподібного палива, МДж/люд.,[2].

Графа 2 заповнюється за даними таблиці 1.1. У графі 3 приводиться частка квартир з даними споживачами газу. Кількість жителів по видах газових приладів (графа 4) визначається як добуток усієї кількості жителів по даній поверховості (графа 2) на частку квартир з даними споживачами газу.

Норма витрати газу (графа 5) вибирається по [2] для природного газу і відповідного виду устаткування. Норма витрати газу, м3/рік (графа 6), визначається розподілом норми витрати в теплових одиницях на нижчу теплоту згорання. Річна витрата газу - добуток чисельності жителів (графа 4) на норму витрати газу (графа 6).


Таблиця 1.3 - Річні витрати газу на побутове споживання

Споживачі газу по поверховості і складу устаткування Кількість жителів Норма витрати газу Річна витрата газу, м3/рік

Усього У частках од. Кількість жителів МДж/(люд рік) м3/(рік люд)
1 2 3 4 5 6 7
1 поверх 3403




ГП
0,5 1702 4600 126 214452
ГП+ВПГ
0,5 1701 8000 219 372519






586971
2 поверх 6421




ГП
0,3 1927 4600 126 242802
ГП+ВПГ
0,7 4494 8000 219 984186






1226988
3 поверх 7708




ГП
0,3 2313 4600 126 291438
ГП+ВПГ
0,7 5395 8000 219 1181505






1472943
4 поверх 5658




ГП
0,2 1132 4600 126 142632
ГП+ВПГ
0,7 3960 8000 219 867240
ГП+ЦГВ
0,1 566 2800 76 43016






1052888
7 поверх 12627




ГП+ЦГВ
1 12627 2800 76 959652
Сума 5299442

1.3.2 Річні витрати газу на комунально-побутове споживання

Лікарні - розрахункова одиниця 1 ліжко.

Кількість ліжок визначається за формулою n = 0,012·N, (1.16)

де N – загальне число жителів району. n = 0,012·35817 = 429.

Кількість лікарень визначається за формулою


n лік = n/(350ч400). (1.17)

nлік = 429/400 = 1,0725 = 1 лікарня.


- Їдальні.

Їдальні - розрахункова одиниця 1 приведений обід.

Кількість приведених обідів визначається за формулою


n = 1,5·N·90. (1.18)

n = 1,5·35817·90 = 4835295.


Кількість їдалень визначається за формулою


n їд = 0,3·N/(4000ч4500). (1.19)

n їд = 0,3·35817/4000 = 2,686 = 3 їдальні.


Лазні - розрахункова одиниця 1 помивка.

Кількість помивок визначається за формулою


n = 23·N. (1.20)

n =23·35817 = 823791.


Кількість лазень визначається за формулою


n л = 5·N/200000. (1.21)

n л = 5·35817/200000 = 0,895 = 1 лазня.


Пральні - розрахункова одиниця 1т сухої білизни.

Кількість тонн сухої білизни визначається за формулою


n = 0,54·0,1·N. (1.22)

n = 0,54·0,1·35817=1934.


Кількість пралень визначається за формулою


n прал = n/(3000ч3500). (1.23)

n прал = 1934/3000 = 0,645 = 1 пральня.


Хлібозаводи - розрахункова одиниця 1т хлібобулочних виробів.

Кількість тонн хлібобулочних виробів визначається за формулою


n = 0,29·N. (1.24)

n = 0,29·35817=10386.


Кількість хлібозаводів nхз = 1.

Для хлібозаводу визначається середня норма витрати газу в теплових одиницях за формулою:


Газопостачання району мiста, МДж, (1.25)


де qф, qч, qкв - норми витрат теплоти на випічку відповідно формового, череневого хлібу і кондитерських виробів, МДж.


Газопостачання району мiста МДж.


Річна витрата газу на потреби сфери обслуговування (дрібних комунально-побутових споживачів) слід приймати в розмірі до 5% від сумарної річної витрати газу на житлові будинки (на побутове споживання).

Розрахунок річного споживання газу комунально-побутовими підприємствами зводиться в таблицю 1.4.

Таблиця 1.4 - Річна витрата газу на комунально-побутове споживання

Найменування споживача Розрахункова одиниця споживання Норма витрати газу на розрахункову одиницю Кількість розрахункових одиниць Річна витрата газу, м3/рік Кількість підприємств


МДж м3


1 2 3 4 5 6 7
Сфера обслуговування - - - - 264972 -
Лікарні 1 ліжко 12400 340 429 145860 1
Їдальні 1 обід 4,2 0,115 4835295 556058 3
Лазні 1 помивка 50 1,374 823791 1131888 1
Пральні 1 т сухої білизни 18800 516 1934 997944 1
Хлібозавод 1 т хлібобулочних виробів 4582,5 125 10386 1298250 1




4394972

1.3.3 Річна витрата газу на опалення і вентиляцію


1.3.3.1 Річна витрата газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків

На опалення і вентиляцію житлових і громадських будівель, які збудовані після 1994 року, річна витрата газу, що використовується на опалювальних котельних або в опалювальних агрегатах, визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/рік, (1.26)


де А - загальна площа житлових будинків, м2: Ai = Ni∙f,

де Nі - кількість жителів, що проживають в і-ої поверховості, люд;

f - норма житлової площі на одну людину, м2, f = 18 м2;

Qо - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення житлових будинків, ГДж/(м2 рік); приймається за додатком Г [2] залежно від градусо-діб опалювального періоду (ГДОП). Для м. Омськ ГДОП=6490 гр/діб;

Qн - нижча теплота згорання газоподібного палива, кДж/м3;

- коефіцієнт корисної дії опалювальних установок;

k1 - коефіцієнт, що враховує витрату тепла на опалення громадських будівель, приймається рівним 0,25;

k2 - коефіцієнт, що враховує витрату теплоти на вентиляцію громадських будівель, приймається рівним 0,6.

Річна витрата газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків, побудованих|спорудити| після|потім| 1994 р|. визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/рік. (1.27)

1 поверхові: A = 3403∙18=61254 м2;

Газопостачання району мiста

2 поверхові: A = 6421∙18=115578 м2;

Газопостачання району мiста

3 поверхові: A = 7708∙18=138744 м2;

Газопостачання району мiста

4 поверхові: A = 5658∙18=101844 м2;

Газопостачання району мiста

7 поверхові: A = 12627∙18=227286 м2;

Газопостачання району мiста

Для громадськихих будинків:


Газопостачання району мiста, м3/рік. (1.28)

Газопостачання району мiста


1.3.3.2 Річна витрата газу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів

Річна витрата газу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів (лікарень, пральних, лазень і хлібозаводів) визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/рік, (1.29)


де a - поправочний коефіцієнт, що залежить від розрахункової температури зовнішнього повітря для системи опалення (при tро=-37 0С a =0,93). Проміжні значення a визначаються інтерполюванням);

Vз - будівельний об’єм будівель по зовнішньому обміру, м3;

qо(в) - питома опалювальна (вентиляційна) характеристика будинку, Вт/(м3 К), приймається за додатком Д [2];

tвн - розрахункова температура внутрішнього повітря в приміщенні, 0С, приймається за додатком Д [2];

zр - число годин роботи системи в добу (для системи опалення приймається рівним 24 години, а системи вентиляції -16 годин).

Будівельні об’єми будинків для зосереджених комунально-побутових споживачів можуть бути визначені за наступними формулами:

- пральня:


Газопостачання району мiста, м3, (1.30)

де n - кількість білизни в пральні, т/рік;


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


- лазня:


Газопостачання району мiста, м3, (1.31)


де N - число мешканців в районі міста або в селищі, люд.


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


- лікарні: Vз = 225· nГазопостачання району мiста, м3, (1.32) де n - число ліжок в лікарнях.

Vз = 225· 429=96525 м3;


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


- хлібозавод:


Vз =Газопостачання району мiста, м3, (1.33)


де n - кількість хлібобулочних виробів ,що випікаються, т/рік.


Vз =Газопостачання району мiста;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


1.3.3.3 Річна витрата газу на гаряче водопостачання

Річна витрата газу на централізоване гаряче водопостачання в житлових і громадських будинках визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/рік, (1.34)


де Газопостачання району мiста - середня за годину витрата газу на гаряче водопостачання в зимовий період, м3/год, що визначається за формулою


Газопостачання району мiста =Газопостачання району мiста, (1.35)


де q1 і q2 - укрупнений тепловий потік на гаряче водопостачання (ГВП) на одну людину, Вт, відповідно: яка проживає в будинку з централізованим ГВП з урахуванням споживання в громадських будинках і в будинках без централізованого ГВП, але з урахуванням споживання в громадських будинках (якщо в квартирах встановлені ванни довжиною 1.5 м, то приймається q1=376 Вт і q2=73 Вт);

N1 і N2 - кількість мешканців, які проживають в квартирах відповідно: з централізованим ГВП і без централізованого ГВП, люд;

tхз і tхл - температури водопровідної води відповідно: в зимовий і літній періоди, 0С (ці температури приймаються 5 і 15 0С);

b - коефіцієнт, що враховує зниження витрати гарячої води в річний період (для курортних міст і промислових підприємств b =1,5; для інших споживачів b =0,8).


Газопостачання району мiста =Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


1.3.4 Річні витрати газу на промислових підприємствах

Річні витрати газу на технологічні і опалювально-вентиляційні потреби промпідприємств залежать від обсягу продукції, що випускається, кліматичних умов, виду виробництва та ін.

Річна витрата газу на промпідприємстві складається з витрат газу на технологічні потреби і на потреби опалення і вентиляції.

Витрата газу по промислових підприємствах визначається по двох методиках:

а) на підставі теплотехнічних характеристик встановленого устаткування;

б) по заданих сумарних річних витратах газу на підприємствах.

За завданням річні витрати газу промпідприємств складає:

Промислові будівельні матеріали 60 млн. м3/рік

на технологію:

- у печах 60 %;

- у котлах 30 %.

Q=60·106·(0,6+0,3)=54·106 м3/рік

на отопление 10 % :

Q=60·106·0,1= 6·106 м3/рік

Радіотехнічна 48 млн. м3/ рік

на технологію:

- у печах 15 %;

- у котлах 45 %.

Q=48·106·(0,15+0,45)=28,8·106 м3/рік

на отопление 40 % :

Q=48·106·0,4= 19,2·106 м3/рік

Річні витрати газу всіма категоріями споживачів зводяться в таблицю 1.5.


Таблиця 1.5 - Річна витрата газу районом міста або селищем

Категорія споживачів Річна витрата газу, м3/рік
1 Побутове споживання 5299442
2 Комунально-побутове споживання 4394972

3 Технологічні потреби промпідприємств

1 підприємство

2 підприємство


54·106

28,8·106

В ЗАГАЛЬНОМУ ОБЛІКУ 92494414

4 Опалення, вентиляція, гаряче водопостачання:

а) житлові і громадські будинки

б) лікарні

в) пральня

г) лазня

д) хлібозавод


15603000

1326094

188712

246323

623760

е) 1 підприємство 6·106
і) 2 підприємство 19,2·106
Гаряче водопостачання 5595859
В ЗАГАЛЬНОМУ ОБЛІКУ 43187889
ВСЬОГО ПО РАЙОНУ МІСТА 135682303

1.4 Визначення розрахункових витрат газу


1.4.1 Визначення розрахункових витрат газу на побутове споживання

Розрахункова витрата газу (максимальна годинна витрата) на господарсько-побутові потреби при 0 0С і тиску газу 0,1 МПа слід визначати за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год , (1.36)


де Газопостачання району мiста - річна витрата газу на побутове споживання, м3/рік;

km - коефіцієнт годинного максимуму (коефіцієнт переходу від річної витрати до максимальної годинної витрати газу). km=1/2458.

Коефіцієнт годинного максимуму витрати газу приймається по [2] диференційовано по кожному району газопостачання, мережі якого являють собою самостійну систему, гідравлічно не зв'язану з системами інших районів.

Розрахункова витрата газу для одноповерхової забудови:


Q1р=586971/2458=238 м3/год.


Розрахункова витрата газу для двоповерхової забудови:

Q2р=1226988/2458=499 м3/год.


Розрахункова витрата газу для триповерхової забудови:


Q3р=1472943/2458=599 м3/год.


Розрахункова витрата газу для чотириповерхової забудови:


Q4р=1052888/2458=428 м3/год.


Розрахункова витрата газу для сімиповерхової забудови:


Q7р=959652/2458=390 м3/год.


1.4.2 Визначення розрахункових витрат газу на комунально-побутове споживання

Розрахункова витрата газу на комунально-побутове споживання визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.37)


де Газопостачання району мiста - річна витрата газу, м3/рік;

km - коефіцієнт годинного максимуму, приймається згідно з [2].

Розрахункова витрата газу на лазню:


Газопостачання району мiста ,м3/год. (1.38)

Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на пральню:


Газопостачання району мiста ,м3/год. (1.39)

Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на їдальні:


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.40)

Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на хлібозавод:


Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на лікарні:


Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на сферу обслуговування (дрібні комунально-побутові споживачі):


Газопостачання району мiста м3/год.


1.4.3 Визначення розрахункових витрат газу на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання

Розрахункова витрата на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год , (1.41)


де Qрік - річна витрата газу на опалення, вентиляцію або гаряче водопостачання, м3/рік;

m - число годин використання максимуму навантаження на протязі року, год.

Розрахункову витрату будівель на опалювання, вентиляцію і гаряче водопостачання, побудованих після 1994 р. визначають за формулою


Газопостачання району мiстам3/год,(1.42)


де qo – укрупнений показник максимального теплового потоку на опалювання житлових будівель, побудованих після 1994 р., Вт/м2. Приймається за додатком Г [2].

Для одноповерхової забудови:


Газопостачання району мiста=1063 м3/год.


Для двоповерхової забудови:


Газопостачання району мiста=1619 м3/год.

Для триповерхової забудови:


Газопостачання району мiста=1378 м3/год.


Для чотириповерхової забудови:


Газопостачання району мiста=945 м3/год.


Для сімиповерхової забудови:


Газопостачання району мiста=1962 м3/год.


1.4.4 Розрахункові витрати газу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів

Для комунально-побутових споживачів число годин максимуму визначається за формулою


Газопостачання району мiста, год, (1.43)


де tро – розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування системи опалення. tро= -37˚С.

Розрахункова витрата газу на лікарню:


Газопостачання району мiста год; Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на пральню:


Газопостачання району мiста год; Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на лазню:


Газопостачання району мiста год; Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на хлібозавод:


Газопостачання району мiста год; Газопостачання району мiста м3/год.


Число годин максимуму для промислових підприємств m:


Газопостачання району мiста год.


Розрахункова витрата газу на промисловість будівельних матеріалів:


Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на радіотехнічне підприємство:


Газопостачання району мiста м3/год.


1.4.5 Визначення розрахункових витрат газу на гаряче водопостачання

Визначення розрахункових витрат газу на гаряче водопостачання розраховується за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.44)


де m – число годин максимуму.

Число годин використання максимуму навантаження на потреби гарячого водопостачання (за розрахункову витрату приймається середня витрата за опалювальний період) визначається за формулою


Газопостачання району мiста, год, (1.45)


де Газопостачання району мiста – температура водопровідної води в літній період. Газопостачання району мiста=15 ˚С;

Газопостачання району мiста – температура водопровідної води в зимовий період. Газопостачання району мiста=5 ˚С.


Газопостачання району мiста=7276 год;

Газопостачання району мiста=769 м3/год.


1.4.6 Визначення розрахункових витрат газу на технологію промислових підприємств

Розрахункова витрата газу на технологічні потреби промпідприємств визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.46)

де km - коефіцієнт годинного максимуму для технологічних потреб;

Газопостачання району мiста- річна витрата газу на технологічні потреби на промисловому підприємстві, м3/рік.

Коефіцієнт годинного максимуму km приймається згідно [2] в залежності від галузі промисловості. Якщо не відомі річні витрати газу по печах і котлах, то він приймається в цілому по галузі.

За [2] для промисловісті будівельних матеріалів km дорівнює:

- по печах - km=1/6200;

- по котлах - km=1/5500.

для радіотехнічного підприємства km дорівнює:

- по печах - km=1/5500;

- по котлах - km=1/3300.

Розрахункова витрата газу на промисловість будівельних матеріалів:


Газопостачання району мiста м3/год;

Газопостачання району мiста м3/год;

Газопостачання району мiста , м3/год. (1.47)

Газопостачання району мiста м3/год.


Розрахункова витрата газу на радіотехнічнє підприємство:


Газопостачання району мiста м3/год;

Газопостачання району мiста м3/год.

Газопостачання району мiста ,м3/год. (1.48)

Газопостачання району мiста м3/год.


1.4.7 Визначення кількості котелень і витрати газу на них

1. Визначається сумарна розрахункова витрата газу на котельнях:


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.49)


де Газопостачання району мiста - розрахункова витрата газу на централізоване гаряче водопостачання, м3/год;

SГазопостачання району мiста- сумарна розрахункова витрата газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків з централізованою системою опалення, м3/год.


Газопостачання району мiста м3/год.


2. Необхідна теплопродуктивність котлоагрегатів всіх котельних визначається за формулою:


Газопостачання району мiста, МВт , (1.50)


де Qн - нижча теплота згорання газового палива, кДж/м3;

h - ККД котлоагрегатів.


Газопостачання району мiста МВт.


Підбираємо тип котлоагрегатів: приймаємо 5 котлоагрегатів типа КВГМ-7,56 і 2 котлоагрегату типа КВГМ-11,63.

4. Визначається установну потужність котлоагрегатів:


Газопостачання району мiстаМВт, (1.51)


де ni – кількість котлів;

Qi – теплопродуктивність, МВт.


Газопостачання району мiста5·7,56+2·11,63=61,06 МВт.


5. Визначаємо нев'язку:


Нев'язка=

Газопостачання району мiста


6. Визначається витрата газу на вироблення 1 МВт тепла:


Газопостачання району мiста м3/год·МВт. (1.52)

Газопостачання району мiста м3/год·МВт.


7. Витрата газу по котельнях:


Qк=ni·Qi·q, (1.53)


деni – кількість котлів у котельні;

Qкi – потужність одного котла, МВт.

Витрата газу в першій котельні: Qк1=5·7,56·109=4120 м3/год.

Витрата газу в другій котельні:Qк2=2·11,63·109=2535 м3/год.

Розрахункові витрати газу зводяться в таблицю 1.6.


Таблиця 1.6 - Розрахункові витрати газу всіма групами споживачів

Найменування споживачів Розрахункові витрати газу, м3/год Загальна розрахункова витрата газу, м3/год

Житлові будинки (побутове споживання) Комунально-побутове споживання Опалення, вентиляція і гаряче водопостачання Технологічні потреби підприємств
1 2 3 4 5 6
Житлові будинки




1 238
1063
1301
2 499


499
3 599


599
4 428


428
7 390


390
Лікарні
58 485
543
Їдальні
278

278
Хлібозавод
216 236
452
Пральня
334 75
409
Лазня
427 83
510
Сфера обслуговування
107

107
Котельня № 1

4120
4120
Котельня № 2

2535
2535
Підприємство 1

2272 9078 11350
Підприємство 2

7272 7854 15126

В загальному

обліку

2154 1420 18141 16932 38647

1.5 Визначення розрахункових витрат газу по кварталах району


Розрахункова витрата газу в кварталі визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.54)


де qi - питома витрата газу в i-ій поверховості, що визначається за формулою


Газопостачання району мiста, м3/(год·люд),(1.55)

Газопостачання району мiста, м3/(год·люд),(1.56)


де Qрi - розрахункова витрата газу в i-ій поверховості, м3/год;

Ni - кількість жителів в i-ій поверховості, люд;

Газопостачання району мiста- розрахункова витрата газу дрібними комунально-побутовими споживачами (сферою обслуговування), м3/год;

Nзаг - загальна кількість мешканців в населеному пункті, люд.

Для одноповерхових будинків:


Газопостачання району мiста м3/(год·люд).


Для двоповерхових будинків:


Газопостачання району мiста м3/(год·люд).


Для триповерхових будинків:


Газопостачання району мiста м3/(год·люд).


Для чотириповерхових будинків:


Газопостачання району мiста м3/(год·люд).


Для сімиповерхових будинків:


Газопостачання району мiста м3/(год·люд).


Витрати газу по кварталах зводяться в таблицю 1.7.


Таблиця 1.7 - Розрахункові витрати газу по кварталах району міста

Номер

кварталу

Кількість мешканців в кварталі Питома витрата газу, м3/(год люд) Розрахункова витрата газу в кварталі, м3/год
1 2 3 4
1 540 0,3853 208,06
2 756
291,29
20 493
189,95
21 420
161,83
37 297
114,43
36 286
110,19
35 611
235,42
3403 Сума: 1311,17
3 1403 0,0807 113,22
7 578
46,64
13 1089
87,88
8 633
51,08
14 842
67,95
32 908
73,28
34 484
39,06
33 484
39,06
6421 Сума: 518,17
5 862 0,0806 69,48
9 786
63,35
19 1085
87,45
28 957
77,13
27 862
69,48
23 1021
82,29
22 957
77,13
31 1178
94,95
7708 Сума: 621,26
6 806 0,0785 63,27
4 1289
101,19
10 1059
83,13
26 984
77,24
29 760
59,66
30 760
59,66
5658 Сума: 444,15
12 2669 0,0338 90,21
11 3393
114,68
15 1505
50,87
16 571
19,30
17 1128
38,13
18 1505
50,87
25 872
29,47
24 984
33,26
12627 Сума: 426,79
Усього 3321,54

нев'язка=Газопостачання району мiста


1.6 Визначення кількості газорегуляторних пунктів


Кількість газорегуляторних пунктів (ГРП) визначається за формулою


Газопостачання району мiста, шт, (1.57)


де F - площа району міста або селища, що газифікується, м2;

Газопостачання району мiста- оптимальний радіус дії ГРП, м, що визначається за формулою


Газопостачання району мiста, (1.58)


де P - вартість одного ГРП, грн;

b - коефіцієнт вартості, грн/(м·см);

Dp - перепад тиску в мережі низького тиску, Па;

j1 - коефіцієнт щільності мережі низького тиску, 1/м, що визначається за формулою


Газопостачання району мiста, (1.59)


де lнт - довжина мережі низького тиску, м;

q - питома шляхова витрата газу в мережі низького тиску, м3/(год·м), що визначається за формулою


Газопостачання району мiста, (1.60)


де Газопостачання району мiста - сумарна розрахункова витрата газу на ГРП району міста, м3/год, що визначається за формулою:


Газопостачання району мiста, (1.61)


де SГазопостачання району мiста - сумарна розрахункова витрата газу на побутове споживання, м3/год;

Газопостачання району мiста- розрахункова витрата газу на опалення і вентиляцію забудови з місцевою системою опалення (одноповерховою), м3/год;

Газопостачання району мiста- розрахункова витрата газу на дрібні комунально-побутові споживачі (сферу обслуговування), м3/год;

Газопостачання району мiста- розрахункова витрата газу на комунально-побутове споживання в їдальнях, м3/год.

1. Визначається загальна площа газифіцируємої території: F=2803000 м2.

2. Загальна довжина мережі низького тиску: ∑lнд=26100 м.

3. Кількість ГРП:


Газопостачання району мiста м3/год;

Газопостачання району мiста м3/(год·м);

Газопостачання району мiста м-1.


Оптимальний радіус дії ГРП при b=4,5 и P=90000 грн.


Газопостачання району мiста м;

Газопостачання району мiста шт ≈ 2 ГРП.


У результаті розрахунку приймаємо 2 ГРП з оптимальним радіусом дії ГРП Rопт=929,4 м орієнтована вартість ГРП 90000 грн. Зона дії кожного ГРП повинна бути компактною. ГРП на плані району міста розміщаємо в центрі навантажень. Це забезпечує економію приведених витрат на розподільні мережі низького тиску.

Далі необхідно визначити зону дії кожного ГРП і обчислити витрату газу на них, набираючи його з витрат газу житлових кварталів і споживачів, що обслуговуються даним ГРП. Результати визначення об’ємів газу і розподіл кварталів по ГРП наводяться в таблиці 1.8.


Таблиця 1.8 - Витрати газу газорегуляторними пунктами

ГРП-1 ГРП-2
Номери кварталів, найменування споживачів Витрата газу, м3/год Номери кварталів, найменування споживачів Витрата газу, м3/год
1 208,06 4 101,19
2 291,29 5 69,48
13 87,88 6 63,27
12 90,21 7 46,64
14 67,95 8 51,08
15 50,87 9 63,35
16 19,30 10 83,13
28 77,13 18 50,87
27 69,48 19 87,45
26 77,24 20 189,95
31 94,95 21 161,83
30 59,66 22 77,13
29 59,66 23 82,29
37 114,43 24 33,26
36 110,19 33 39,06
35 235,42 34 39,06
Їдальня 92,7 32 73,28


25 29,47


3 113,22


11 114,68


17 38,13


Їдальня 185,3
Сума: 1713,72+92,7=1806,42 Сума: 1607,82+185,3=1793,12

Нев'язка між сумарним навантаженням на ГРП і споживанням газу житловими будинками, їдальнями повинна бути не більш 10 %:


Газопостачання району мiста


Нев’язка між сумарним навантаженням ГРП і споживанням газу споживачами низького тиску повинна бути не більш 0,5%:


Газопостачання району мiста


1.7 Гідравлічний розрахунок мережі середнього тиску


Початковий тиск: Рп = 400 кПа;

Кінцевий тиск: Рк = 170 кПа.

На план міста наносяться споживачі (промпідприємства, хлібозавод, опалювальні котельні, ГРП, лазні і пральні, що можна об'єднувати в лазньо-пральний комбінат, лікарняні містечка), які приєднуються до мережі середнього або високого тиску. Здійснюється трасування мережі по вулицях і проїздах району міста.

Для гідравлічного розрахунку мереж середнього і високого тиску складається розрахункова схема газопроводів, на якій здійснюється нумерація ділянок, проставляється їхня довжина і розрахункові витрати газу споживачами.

Якщо передбачається резервування пропускної спроможності газопроводів, то гідравлічний розрахунок виконується для двох аварійних і для одного нормального режимів, на підставі якого визначаються діаметри газопроводів і тиск у споживачів.

Розрахунок першого аварійного режиму виконується в наступній послідовності:

1) Викреслюється схема газової мережі в першому аварійному режимі (відключена права ділянка від точки підключення ГРС. При цьому газ рухається від джерела до останнього споживача за годинниковою стрілкою).

2) Визначаються витрати газу по ділянках, починаючи з останнього по ходу руху газу споживача. При цьому враховують, що ділянка (яка називається перемичкою), котра лежить проти точки підключення ГРС, ділить газову мережу на половину кільця, що функціонує нормально, і аварійну половину. Подача газу споживачам аварійної половини кільця приймається у розмірі 50% від розрахункової витрати газу.

3) Визначаються розрахункові довжини ділянок за формулою

Lpi=1,1· Lдi , м, (1.62)


де Lpi - розрахункова довжина i-ої ділянки, м;

Lдi - дійсна довжина i-ої ділянки за планом, м.

Визначається середня комплексна величина Аср за формулою


Газопостачання району мiста, кПа2/км, (1.63)


де Pп - абсолютний тиск газу на виході з джерела (ГРС), кПа;

Pк - те ж, в кінці напрямку (в точці зустрічі потоків), кПа;

Lpi - розрахункова довжина ділянки, м.

5) По номограмі, орієнтуючись на Аср і витрату газу на ділянці, визначаються діаметри ділянок і дійсні комплексні величини Ад.

6) Визначають абсолютний тиск газу у вузлових точках за формулою


Газопостачання району мiста, кПа, (1.64)


В результаті підбору діаметрів тиск в останнього споживача повинен бути не менше заданого. Якщо дана умова не виконується (тиск у кінцевого споживача значно більше або менш заданого), зменшують (або збільшують) діаметр деяких ділянок з числа тих, що мають понижене (підвищене) значення комплексної величини. У відповідності до вимог [2] слід прагнути до максимального використання допустимої втрати тиску. Ця умова перевіряється дотриманням наступної нерівності:


Газопостачання району мiста(1.65)


Розрахунок другого аварійного режиму виконується в такій же послідовності, але відключається ділянка, яка прилягає до точки підключення ГРС ліворуч, і при цьому газ рухається проти годинникової стрілки.

При розрахунку нормального режиму приймаються діаметри газопроводів найбільші з двох аварійних. Розрахункові витрати газу по ділянках визначають при повному навантаженні (100 %) споживачів, відключаючи ділянку проти точки підключення ГРС. При розрахунку нормального режиму тиск у вузлах визначають за двома півкільцями (відключена ділянка проти точки підключення ГРС, тобто перемичка).

Нев’язка тиску в останніх вузлах півкілець не повинна перевищувати 10%. В противному випадку необхідно виконувати потокорозподіл в мережі таким чином, щоб виконувалась необхідна нев’язка. Приклад розрахунку потокорозподілу в мережі середнього тиску наведений в [1].

Після гідравлічного розрахунку газопроводів при нормальному режимі має місце великий запас тиску у вузлах у порівнянні з кінцевим тиском. Щоб "погасити" цей запас при підборі діаметрів відгалужень, приймають максимально можливу величину Ад (або мінімально можливий діаметр, але не менше 32 мм). Отриманий кінцевий тиск у споживача повинен бути не менше необхідного (або заданого).

Розрахунок ведеться у відповідності зі схемою руху газового палива, приведен-ной на рисунку 1.2.

Гідравлічний розрахунок мережі високого або середнього тиску зводиться в таблицю 1.9.


Таблиця 1.9 – Гідравлічний розрахунок мереж середнього тиску

Номер

ділянки

Довжина, км

Розрахункова витрата газу

на ділянці, м3/год

Умовний діаметр,

dн х s, мм

Ад,

кПа2/км

Розрахункова витрата газу

на ділянці, м3/год

Тиск, кПа

За планом, lГазопостачання району мiста

розрахункова,

lГазопостачання району мiста=1,1· ·lГазопостачання району мiста





РГазопостачання району мiста

РГазопостачання району мiста

Перший аварійний режим Газопостачання району мiста кПа2/км

ГРС-1 0,49 0,54 30030,3 426х9 13000 7020 400 391,13
1-2 0,55 0,61 30030,3 426х9 13000 7930 391,13 380,85
2-3 0,13 0,14 26024,3 325х8 34000 4760 380,85 374,55
3-4 0,6 0,66 24947,3 325х8 29000 19140 374,55 348,07
4-5 1,11 1,22 9821,3 273х7 14000 17080 348,07 322,59
5-6 0,36 0,40 7972,3 219х6 25000 10000 322,59 306,71
6-7 1,28 1,41 7075,7 219х6 24000 33840 306,71 245,42
7-8 1,41 1,55 1400,7 133х4 14000 21700 245,42 196,29
8-9 0,05 0,06 1129,2 108х4 25000 1500 196,29 192,43
9-10 0,2 0,22 903,2 108х4 17000 3740 192,43 182,46
10-ГРП1 0,1 0,11 903,2 108х4 17000 1870 182,46 177,26
Сума
6,92


128580

нев'язкаГазопостачання району мiста

Другий аварійний режим Газопостачання району мiста кПа2/км

ГРС-1 0,49 0,54 27898,04 377х9 18000 9720 400 387,66
1-10 0,11 0,12 27898,04 377х9 18000 2160 387,66 384,86
10-9 0,2 0,22 26091,6 325х8 35000 7700 384,86 374,73
9-8 0,05 0,06 25639,6 325х8 34000 2040 374,73 371,99
8-7 1,41 1,55 25096,6 325х8 33000 51150 371,99 295,35
7-6 1,28 1,41 13746,6 325х8 10000 14100 295,35 270,43
6-5 0,36 0,40 11953,5 273х7 20200 8080 270,43 255,05
5-4 1,11 1,22 10104,5 273х7 16000 19520 255,05 213,38
4-3 0,6 0,66 2541,5 159х4,5 17000 11220 213,38 185,23
3-2 0,13 0,14 2003 159х4,5 10000 1400 185,23 181,41
2-КУ 0,1 0,11 2003 159х4,5 10000 1100 181,41 178,35
Сума
6,43


128190

нев'язкаГазопостачання району мiста

Нормальний режим
ГРС-1 0,49 0,54 39851,54 426х9 20000 10800 400 386,26
1-2 0,55 0,61 23907 426х9 5000 3050 386,26 382,29
2-3 0,13 0,14 19901 325х8 20000 2800 382,29 378,62
3-4 0,6 0,66 18824 325х8 19000 12540 378,62 361,68
4-5 1,11 1,22 3698 273х7 2200 2684 361,68 357,95
5-КУ 0,1 0,11 3698 159х4,5 35000 3850 357,95 352,53
Сума
3,28


35724


ГРС-1 0,49 0,54 39851,54 426х9 20000 10800 400 386,26
1-10 0,11 0,12 15944,54 377х9 6000 720 386,26 385,33
10-9 0,2 0,22 14138,12 325х8 10500 2310 385,33 382,32
9-8 0,05 0,06 13686,12 325х8 11000 660 382,32 381,46
8-7 1,41 1,55 13143,12 325х8 10000 15500 381,46 360,57
7-6 1,28 1,41 1793,12 325х8 190 267,9 360,57 360,19
6-ГРП2 0,1 0,11 1793,12 108х4 60000 6600 360,19 350,92
Сума
4,01


36857,9

нев'язкаГазопостачання району мiста

Розрахунок відгалужень
5-КУ 0,1 0,11 3698 133х4 90000 9900 357,95 343,84
4-ПП2 0,1 0,11 15126 159х4,5 513518 56486 361,68 272,63
3-ЛПК 0,1 0,11 1077 89х3 70000 7700 378,62 368,31
2-КУ 0,1 0,11 4006 133х4 95281 10480 382,29 368,33
10-ГРП1 0,1 0,11 1806,42 108х4 70000 7700 385,33 375,21
9-ХЗ 0,1 0,11 452 57х3 95000 10450 382,32 368,4
8-ЛМ 0,1 0,11 543 76х3 38000 4180 381,46 375,94
7-ПП1 0,1 0,11 11350 133х4 752453 82769 360,57 217,35
6-ГРП2 0,1 0,11 1793,12 108х4 60000 6600 360,19 350,91

1.8 Гідравлічний розрахунок мережі низького тиску


Для розрахунку викреслюється схема кільцевої мережі, на якій вказуються довжини ділянок і вибираються напрямки руху потоків газу по ділянках.

При виборі напряму руху потоків газу прагнуть, щоб газ рухався до споживача по найкоротшому шляху, а також до рівномірного розподілу транзитних потоків по мережі. На розрахунковій схемі показують "відсічки " - точки, через які транзитні витрати газу не проходять.

Далі визначаються шляхові і еквівалентні витрати газу за наступною методикою:

1) Визначається сумарна довжина газопроводів кожного замкнутого контуру - кільця за формулою


Газопостачання району мiста, м, (1.66)


де Li - довжина окремої ділянки контуру, м.

2) Визначаються питомі витрати газу по окремих контурах (кільцях) за формулою:


Газопостачання району мiста, м3/(год·м), (1.67)


де Qi - розрахункова витрата газу рівномірно розподілених споживачів, що обслуговуються даним контуром (витрата газу на кварталах, що входять в даний контур), м3/год.


Таблиця 1.10 - Питома витрата газу по окремих контурах

№ кварталу

Довжина газопроводу,

м

Питома витрата газу на ділянці, м3/(год·м) № ділянок
1 2 3 4
1 1080 0,193 1-2, 2-5, 4-5,1-4
2 1280 0,228 2-3, 3-6, 5-6, 2-5
13 1120 0,078 4-5, 5-8, 7-8, 4-7
12 1320 0,068 5-6, 6-10, 9-10, 8-9, 5-8
14 1000 0,068 7-8, 8-А, 12-А, 11-12, 7-В, 11-В
15 980 0,052 8-9, 9-С, 13-С, 12-13, 12-А, 8-А
16 810 0,024 9-10, 10-Д, 14-Д, 13-14, 12-С, 9-С
26 1040 0,074 13-14, 14-18, 17-18, 13-17
27 900 0,077 12-13, 13-17, 16-17, 12-16
28 920 0,084 11-12, 12-16, 15-16, 11-15
29 880 0,068

15-16, 16-20,

19-20, 15-19

30 860 0,069

16-17, 17-21,

20-21, 16-20

31 1270 0,075

17-18, 18-22,

21-22, 17-21

35 1530 0,154

21-22, 22-26,

25-26, 21-25

36 880 0,125

20-21, 21-25,

24-25, 20-24

37 900 0,127

19-20, 20-24,

23-24, 19-23


3) Визначаються питомі витрати газу на ділянках за формулою


Газопостачання району мiста, м3/(год·м), (1.68)


де qi - питомі витрати газу контурів (кілець), що обслуговуються даною ділянкою газопроводу, м3/(год·м).

Визначаються шляхові і еквівалентні витрати газу на ділянках за формулами


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.69)

Газопостачання району мiста, м3/год, (1.70)


де Qшлях - шляхова витрата газу на ділянці, м3/год;

Qек - еквівалентна витрата газу на ділянці, м3/год;

Li - довжина ділянці, м.

При цьому сума шляхових витрат газу повинна дорівнювати витраті газу на ГРП без врахування витрати газу зосереджених споживачів (відхилення допускається не більш 0,5 %).

Далі за розрахунковою схемою обчислюються транзитні витрати газу по ділянках, тобто кількість газу, що іде на живлення наступних ділянок. Транзитна витрата визначається як сума шляхових, зосереджених і транзитних витрат всіх ділянок, які приєднуються до кінця ділянки, що розраховується. Якщо на ділянці поставлена "відсічка ", то транзитна витрата на неї дорівнює нулю. Визначення транзитних витрат газу починають з найбільш віддалених ділянок, наближаючись поступово до ГРП.

Розрахункова витрата газу Qp на ділянці визначається за формулою:


Газопостачання району мiста, м3/год, (1.71)


де Qтр - транзитна витрата газу на ділянці, м3/год.

Розрахунок шляхових, еквівалентних, транзитних витрат газу зводиться в таблицю 1.11.


Таблиця 1.11 – Визначення розрахункових витрат газу по ділянках мережі

Номер

ділянки

Довжина

ділянки, м

Питома витрата газу на ділянці, м3/(год·м) Витрати газу на ділянці, м3/год



Qшлях Qек Qтр
1 2 3 4 5 6 7
2-1 300 0,193 57,9 28,95 0 28,95
2-3 400 0,228 91,2 45,6 0 45,6
6-3 240 0,228 54,72 27,36 0 27,36
5-4 300 0,271 81,3 40,65 0 40,65
5-6 400 0,296 118,4 59,2 0 59,2
4-1 240 0,193 46,32 23,16 0 23,16
5-2 240 0,421 101,04 50,52 149,1 199,62
7-4 260 0,078 20,28 10,14 46,32 56,46
8-7 300 0,146 43,8 21,9 73,4 95,3
8-9 290 0,12 34,8 17,4 92,52 109,92
9-10 110 0,092 10,12 5,06 74,8 79,86
8-5 260 0,146 37,96 18,98 542,54 561,52
10-6 260 0,068 17,68 8,84 54,72 63,56
7-В 100 0,068 6,8 3,4 0 3,4
А-8 100 0,12 12 6 825,02 831,02
9-С 100 0,076 7,6 3,8 0 3,8
10-Д 100 0,024 2,4 1,2 0 1,2
11-В 100 0,068 6,8 3,4 0 3,4
А-12 100 0,12 12 6 957,63 963,63
13-С 100 0,076 7,6 3,8 0 3,8
14-Д 150 0,024 3,6 1,8 0 1,8
12-11 300 0,152 45,6 22,8 48,81 71,61
12-13 290 0,129 37,41 18,71 122,68 141,39
13-14 250 0,098 24,5 12,25 66,42 78,67
11-15 160 0,084 13,44 6,72 28,57 35,29
12-16 160 0,161 25,76 12,88 677,37 690,25
13-17 160 0,151 24,16 12,08 0 12,08
14-18 230 0,074 17,02 8,51 45,8 54,31
16-15 300 0,152 45,6 22,8 0 22,8
16-17 290 0,146 42,34 21,17 80,02 101,19
17-18 400 0,149 59,6 29,8 0 29,8
18-22 200 0,075 15 7,5 30,8 38,3
17-21 140 0,144 20,16 10,08 0 10,08
16-20 140 0,137 19,8 9,59 490,23 499,82
15-19 140 0,068 9,52 4,76 19,05 23,81
20-19 300 0,195 58,5 29,25 0 29,25
20-21 290 0,194 56,26 28,13 163,22 191,35
21-22 530 0,229 121,37 60,69 0 60,69
22-26 200 0,154 30,8 15,4 0 15,4
21-25 150 0,279 41,85 20,93 0 20,93
20-24 150 0,252 37,8 18,9 174,45 193,35
19-23 150 0,127 19,05 9,53 0 9,53
24-23 300 0,127 38,1 19,05 0 19,05
24-25 290 0,125 36,25 18,13 100,1 118,23
25-26 650 0,154 100,1 50,05 0 50,05
ГРП-А



1806,65 1806,65
СУМА

1713,69



нев'язкаГазопостачання району мiста;

нев'язкаГазопостачання району мiста.

Порядок гідравлічного розрахунку мережі низького тиску:

Використовуючи складену схему мережі, визначають розрахункові витрати газу по ділянках;

Вибирається головний напрямок (найбільш довгий і навантажений напрямок від ГРП до нульової точки);

Для ділянок головного напрямку визначаються розрахункові довжини за формулою


Газопостачання району мiста, м, (1.72)


де Li - довжина ділянки напрямку, м.

Визначається середня питома втрата тиску по напрямку, що розраховується за формулою


Газопостачання району мiста, Па/м, (1.73)


де D P - перепад тиску по напрямку, Па, що може бути визначений за формулою


Газопостачання району мiста, Па, (1.74)


де Pп - початковий тиск газу, Па;

Pк - кінцевий тиск газу, Па;

S Lр - сума розрахункових довжин ділянок по напрямку, м.

По номограмах або таблицях, орієнтуючись на витрату газу на ділянці і hср, вибирають діаметр газопроводу і визначають дійсну питому втрату тиску - hд.

Обчислюють падіння тиску на ділянці за формулою

Газопостачання району мiста, Па. (1.75)


Визначається тиск газу у вузлах напрямку як різниця між тиском газу на початку ділянки і втратами тиску на ділянці. На першій ділянці за початковий тиск приймається тиск на виході з ГРП.

Сумарні втрати тиску по напрямку порівнюються з допустимими. Якщо отримані втрати тиску перевищують допустимі, то змінюють діаметри по ділянках і розрахунок повторюють.


DРнапр = ΣDРділ, Па. (1.76)


Повинна виконуватися умова:


DРнапр ≤ DРдоп; (1.77)

DРдоп = Рн – Рк. (1.78)


Гідравлічний розрахунок кільцевих мереж газопроводів слід виконувати з ув'язуванням тиску газу у вузлових точках розрахункових кілець при максимальному використанні допустимої втрати тиску газу. Нев’язка втрат тиску в кільці допускається до 10%. Якщо нев’язка перевищує 10%, необхідно змінити діаметри газопроводів таким чином, щоб означена умова виконувалася.

Після розрахунку напрямків розраховуються ділянки - перемички. Ув'язування перемичок виконується по тиску у вузлах. Допустима нев’язка - 10%.

Гідравлічний розрахунок мереж низького тиску зводиться в таблицю 1.12.


Таблиця 1.12 - Гідравлічний розрахунок мережі низького тиску

Номер ділянки Довжина ділянці, м Середнє питоме падіння тиску hср, Па/м Розрахункова витрата газу,Qp, м3/год dнхS, мм Падіння тиску

Тиск

газу у

вузлі,

Па


За планом, l, м Розрхункова, lр=1,1∙l, м


на 1 м, hд,

Па/м

на ділянці, hдxlp, Па
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Напрямок 1 (ГРП-А-12-16-20-24-25-26)
1 50 55 0,708 1806,39 426х9 0,25 13,75 2986,25
2 100 110
963,37 325х8 0,35 38,5 2947,75
3 160 176
627,98 273х7 0,45 79,2 2868,55
4 140 154
457,97 273х7 0,25 38,5 2830,05
5 150 165
193,35 159х4 0,6 99 2731,05
6 290 319
118,23 108х4 1,8 574,2 2156,85
7 650 715
50,05 108х4 0,45 321,75 1835,1


1694



1164,9

Газопостачання району мiста Па/м

нев'язка =Газопостачання району мiста

Напрямок 2 (12-13-14-18-22-26)
8 290 319 0,932 203,4 219х6 0,3 95,7 2852,05
9 250 275
78,67 108х4 0,8 220 2632,05
10 230 253
54,31 108х4 0,6 151,8 2480,25
11 200 220
38,3 76х3 1,5 330 2150,25
12 200 220
15,4 57х3 1,4 308 1842,25


1287



1105,5

Газопостачання району мiста Па/м

нев'язка =Газопостачання району мiста


Гідравлічний розрахунок мережі низького тиску з визначенням розрахункових витрат газу визначається на ЕОМ.

Щоб зробити розрахунки на ЕОМ необхідні наступні вихідні дані:

Номер ГРП1

Початковий тиск газу на ГРП, Па3000

Кінцевий тиск газу, Па1800

Щільність газу, кг/м30,82

Параметр обмеження діаметрів13 мм

Вид прокладкипідземна

Кількість ділянок 46

Для розрахунку складемо допоміжні таблиці.


Таблиця 1.13 – Характеристика ділянок у мережі

№ ділянки Довжина ділянки, м Розрахункова витрата, м3/год № ділянки Довжина ділянки, м Розрахункова витрата, м3/год
1 50 1806,65 24 300 19,05
2 100 963,63 25 300 29,25
3 160 690,25 26 300 22,8
4 140 499,82 27 100 831,02
5 150 193,35 28 260 561,52
6 290 118,23 29 240 199,62
7 650 50,05 30 400 45,6
8 290 141,39 31 290 109,92
9 250 78,67 32 110 79,86
10 230 54,31 33 260 63,56
11 200 38,3 34 240 27,36
12 200 15,4 35 400 59,2
13 290 191,35 36 300 95,3
14 530 60,69 37 260 56,46
15 290 101,19 38 240 23,16
16 400 29,8 39 300 28,95
17 160 12,08 40 300 40,65
18 140 10,08 41 100 3,4
19 150 20,93 42 100 3,4
20 300 71,61 43 100 3,8
21 160 35,29 44 100 3,8
22 140 23,81 45 100 1,2
23 150 9,53 46 150 1,8

Таблиця 1.14 – Характеристика напрямків

Номер на-правління Номер ділянки початку напрямку Номер ділянки кінця напрямку Номер ділянки до якого пребідує початок напрямку Номер ділянки до якого пребідує кінець напрямку
1 1 7 1 -7
2 8 12 2 -12
3 13 14 4 11
4 15 16 3 10
5 17 17 8 15
6 18 18 15 13
7 19 19 13 6
8 20 23 2 -23
9 24 24 5 -24
10 25 25 4 22
11 26 26 3 21
12 27 30 1 -30
13 31 34 27 -34
14 35 35 28 33
15 36 38 27 -38
16 39 39 29 -39
17 40 40 28 37
18 41 41 36 -41
19 42 42 20 -42
20 43 43 31 -43
21 44 44 8 -44
22 45 45 32 -45
23 46 46 9 -46

Розрахунок на ЕОМ приведений у додатку А.


Таблиця 1.15 - Таблиця відповідності

Номер ділянки для розрахунку на ЕОМ Номер ділянки на схемі Внутрішній діаметр газопроводу при розрахунку на ЕОМ, мм dн x S, мм
1 ГРП-А 408 426х9
2 А-12 309 325х8
3 12-16 259 273х7
4 16-20 259 273х7
5 20-24 149 159х4
6 24-25 100 108х4
7 25-26 100 108х4
8 12-13 207 219х6
9 13-14 100 108х4
10 14-18 100 108х4
11 18-22 67 76х3
12 22-26 50 57х3
13 20-21 149 159х4
14 21-22 100 108х4
15 16-17 149 159х4
16 17-18 80 89х4,5
17 13-17 67 76х3
18 17-21 50 57х3
19 21-25 50 57х3
20 12-11 124 133х4
21 11-15 67 76х3
22 15-19 50 57х3
23 19-23 39 42х3
24 24-23 50 57х3
25 20-19 67 76х3
26 16-15 67 76х3
27 А-8 207 219х6
28 8-5 207 219х6
29 5-2 149 159х4
30 2-3 80 89х4,5
31 8-9 124 133х4
32 9-10 80 89х4,5
33 10-6 100 108х4
34 6-3 67 76х3
35 5-6 100 108х4
36 8-7 124 133х4
37 7-4 80 89х4,5
38 4-1 67 76х3
39 2-1 67 76х3
40 5-4 80 89х4,5
41 7-В 32 38х3
42 11-В 32 38х3
43 9-С 32 38х3
44 13-С 32 38х3
45 10-Д 32 38х3
46 14-Д 32 38х3

Газопостачання району мiста

Рисунок 1.1 – Схема розподілу потоку газу по мережі низького тиску


Газопостачання району мiста

Рисунок 1.2 – Схема розподілу потоку газу по мережі середнього тиску


1.9 Підбір обладнання газорегуляторного пункту


1.9.1 Підбір газового фільтра

Фільтр служить для очищення газів від механічних домішок і установлюється на вхідному патрубку перед ЗЗК і регулятором тиску.

У ГРП установлюємо волосяний фільтр. Для забезпечення достатнього ступеня очищення обмежують швидкість газового потоку через фільтр, що ха-рактеризуется максимально припустимим перепадом тисків у касеті. Цей перепад не повинний перевищувати в процесі експлуатації 10 кПа, а після очищення чи промивання 4-5 кПа.

Для виміру перепаду тиску на працюючому фільтрі, застосовують дифманометри, що приєднуємо до штуцерів, що мається в корпусі фільтра.

Визначається пропускна здатність фільтра за формулою


Газопостачання району мiста, (1.78)


де QТ – таблична пропускна здатність фільтра, м3/ч. Для фільтра ФГ – 100 QТ = 11000 м3/год;

ΔP – перепад тиску у фільтрі, кПа, приймається ΔР = 2,5 кПа;

ΔРт – табличний перепад у фільтрі, кПа, приймається ΔРт = 5 кПа;

Р – абсолютний тиск газу перед фільтром, кПа, приймаємо з гідравлічного розрахунку Р=375,21 кПа;

Рт – табличне значення абсолютного тиску у фільтрі, приймається

Рт = 300+100 = 400 кПа;

ρг – щільність газу, кг/м3, ρг=0,82 кг/м3;

Qгрп=1806,42 м3/год.


Газопостачання району мiста.


Пропускна здатність фільтра повинна бути дорівнює чи більше витрати газу на ГРП.


Qф ≥ Qгрп , 7112,9 м3/год > 1806,42 м3/год


Умова виконана, приймається до установки фільтр ФГ-100.


1.9.2 Підбір регулятора тиску

Регулятор тиску автоматично знижує тиск газу, що протікає через нього, і підтримує його після себе постійним на заданому рівні не залежно від витрати чи коливань тиску на вході.

Здійснюється перевірка регулятора тиску РДУК2 – 100/70.

Пропускна здатність регулятора тиску визначається за формулою


Газопостачання району мiстам3/год, (1.79)


де: QТ – таблична пропускна здатність регулятора тиску, м3/год, QТ = 5650 м3/год;

Р1 – абсолютний тиск газу перед регулятором тиску, кПа, приймається з гідравлічного розрахунку газопроводу з урахуванням втрат у фільтрі.


Р1= Р – DРф = 375,21-10 = 365,21 кПа.


Р2 – абсолютний тиск газу після регулятора тиску, кПа;


Р2 = 100 + 3 = 103 кПа;


Р1Т – табличний абсолютний тиск газу перед регулятором тиску, кПа.


Р1Т = 300 + 100 = 400 кПа;

Р2/Р1 = 103/365,21=0,28 < 0,5

― отже режим витікання є сверхкритичним.


Газопостачання району мiстам3/год.


Для нормальної роботи регулятора тиску його максимальна пропускна здатність (навантаження) повинна бути не більш 80-85%, а мінімальна - не менш 10% від розрахункової пропускної здатності при заданому вхідному Р1 і вихідному Р2 тисках повинні виконуватися умови:


Qmin ≤ QГРП ≤ Qmах (1.80)

Qmах =0,85·Qрд=0,85·4870,6=4140,01 м3/год; (1.81)

Qmin=0,1·Qрд=0,1·4870,6=487,06 м3/год; (1.82)

487,06 м3/год < 1806,42 м3/год < 4140,01 м3/год.


Умова виконується, отже, регулятор тиску типу РДУК2 – 100/70 підходить для даного ГРП.


1.9.3 Підбір запобіжних клапанів

Відповідно до правил безпеки Госгортехнадзора в ГРП необхідно встановлювати 2 запобіжні клапани - один запірний, інший скидний.


1.9.3.1 Запобіжний запірний клапан (ЗЗК)

Запірний клапан установлюється до регулятора по ходу газу і настроюється на попередньо припустиме підвищення і припустиме зниження тиску газу за регулятором. Запірний клапан призначений для автоматичного відключення газу перед регулятором у випадку різкого підвищення чи зниження тиску газу за регулятором вище встановлених меж.

Відповідно до Правил безпеки при кільцевих мережах ЗЗК настроюється на спрацьовування при тиску перевищуючому на 15% максимально припустимий робочий тиск газу в газопроводі за регулятором.


Рззкмах =1,15· Р2, кПа, (1.83)


де Р2 – надлишковий тиск газу після регулятора тиску, кПа.


Рззкмах =1,15· 3=3,45 кПа.

Рззкмin =0,7 кПа ― для низького тиску.


Для ПКН(В)-100 межі настроювання при зростанні тиску 2-60 кПа, а при зменшенні тиску 0,3-3 кПа.

Приймаємо ПКН(В)-100.


1.9.3.2 Запобіжний скидний клапан (ЗСК)

Скидний клапан призначений для запобігання спрацьовування запірного клапана при незначному підвищенні тиску газу за регулятором. Настроювання скидного клапана здійснюють таким чином, щоб він починав спрацьовувати, тобто скидати газ в атмосферу при тиску в газопроводі більше, ніж нормальне підтримуване регулятором і менше, ніж тиск, на який настроєний ЗЗК.

Відповідно до Правил безпеки при кільцевих мережах ЗСК повинне забезпечувати відкриття при перевищенні встановленого максимального робочого тиску не більше ніж на 25 %.


Газопостачання району мiста. (1.84)

Газопостачання району мiста кПа.


Кількість газу, яке треба скинути через ЗСК, визначається за формулою


Газопостачання району мiстам3/год, (1.85)


де QРД – пропускна здатність регулятора при розрахункових вхідному і вихідному тиску газу, м3/год.


Газопостачання району мiста м3/год.


Фактична пропускна здатність пружинного клапана визначається за формулою


Газопостачання району мiста м3/год, (1.86)


де α – коефіцієнт витрати. α = 0,6;

F – площа сідла рівна найменшої площі перетину в проточній частині, мм2. F=1960 мм2; β – коефіцієнт, що залежить від відношення Рвих/Рвх. β=0,98;

Pвих – абсолютний тиск на виході з клапана, кПа;

Рвх – абсолютний тиск на вході в клапан, кПа, приймається рівним тиску при максимальній межі Рвх = 103,75 кПа;

ΔP – утрати тиску в клапані, кПа. DР = 0,01 кПа.


Газопостачання району мiста м3/год.


При правильному підібраному скидному клапані повинна виконуватися умова:Qф ≥ QЗСК, 20,22 м3/год > 2,44 м3/год, що задовольняє умові.

Приймається до установки ПСК-50Н.

1.9.4 Підбір обвідного трубопроводу

Обвідний трубопровід установлюється для постачання через нього газом споживачів на час ревізії і ремонту устаткування, змонтованого на основній (робочій) лінії. Діаметр байпаса приймається 76х3,0 мм. Щоб забезпечити регулювання тиску газу при роботі ГРП без регулятора на байпасі послідовно встановлюються дві засувки dу=80 мм 30с41нж. Між пристроями, що відключають, розміщається продувна свіча 25х2,5 мм із краном, що відключає dу=20 мм 11ч3бк. Також установлюється манометр.


1.9.5 Контрольно-вимірювальні прилади

Відповідно до [2] установлюються лічильники показуючий і реєструючий, манометри для виміру вхідного тиску, температури, витрати. Також установлюються манометри самопищущі і показуюючі (технічні) для реєстрації і контролю вихідного тиску природного газу.


1.10 Матеріали й обладнання


При будівництві газопроводів застосовують, як правило, сталеві труби. В останні роки для газопроводів підземних починають використовувати поліетиленові труби, особливо для транспортування газів зі змістом H2S більш 3%, а також при дуже високої корозійній активності ґрунтів і при наявності блукаючих струмів.

Відповідно до рекомендацій [2] для будівництва систем газопостачання варто застосовувати труби, виготовлені з вуглецевої сталі звичайної якості за ГОСТ 380 чи якісній сталі за ГОСТ 1050, що добре зварюється і містить не більш 0,25 % вуглецю.

Для газопостачання можуть бути використані беззастережно труби групи В, неприпустиме застосування труб групи Д.

По методу виготовлення труби бувають безшовні і шовні. Безшовні труби дорогі. Труби прямошовні, електрозварені (ГОСТ 10705 і 10706) застосовуються для підземних газопроводів з тиском до 1,2 МПа.

Труби водо- газопровідні по ГОСТ 3262 застосовуються для спорудження газопроводів низького тиску діаметром до 80 мм. Вибір сталевих труб для систем газопостачання здійснюється у відповідності до [2].

Засувки - запірний пристрій, у якому перекриття проходу здійснюється поступальним переміщенням затвора в напрямку, перпендикулярному до руху потоку середовища. Засувки бувають паралельні і клинові. Паралельні засувки простіше у виготовленні, але клинові надійніше в роботі. Клинові засувки застосовуються при будь-якому тиску, паралельні - при низькому і середньому. Діаметр засувок 50 мм і вище.

Крани - це запірні пристрої, у яких рухлива деталь затвора (пробка) має форму тіла обертання з отвором для пропуску потоку і при перекритті потоку обертається навколо своєї осі.

У залежності від форми затвора крани розділяються на конічні, циліндричні і кульові, чи зі сферичним затвором.

У залежності від способу приєднання розрізняють муфтові, фланцеві, цапкові.

У залежності від способу герметизації крани розділяються на натяжні і чепцеві.

Бронзові і латунні крани встановлюються в процесі експлуатації.

При виборі арматури необхідно враховувати наступні властивості матеріалів і сплавів:

- природний газ не впливає на чорні метали;

- чавунна арматура має більш низькі механічні характеристики;

- фланці чавунної арматури не можуть працювати на вигин;

- на мідні сплави сильно впливає вуглеводень.

При розташуванні колодязів у водонасичених ґрунтах застосовують гідроізоляцію: зовнішні стіни колодязя штукатурять водонепроникним цементом. При установці в колодязі сталевої засувки допускається влаштовувати косу фланцеву вставку в якості монтажного пристрою, що компенсує.


2. Розрахунок техніко-економічних показників


2.1 Капіталовкладення в мережі середнього тиску


Капіталовкладення в мережі середнього тиску визначаються за формулою


Газопостачання району мiста (2.1)


де Кі - вартість прокладки 1 м і-го діаметра з урахуванням вартості труб, грн; lі - довжина і-го діаметра, м.

Розрахунок зводиться в таблицю 2.1.


Таблиця 2.1 – Капітальні вкладення в мережі середнього тиску

dв, мм dн x S, мм l, м К, грн/м К· l, грн
1 2 3 4 5
408 426х9,0 1040 181,11 188350
309 325х8,0 3670 122,09 448070
359 377х9,0 110 142,73 15700
259 273х7,0 1110 105,94 117590
150 159х4,5 200 52,05 10410
100 108х4,0 300 35,38 10610
125 133х4,0 300 42,34 12700
83 89х3,0 100 27,62 2760
51 57х3,0 100 21,35 2140
70 76х3,0 100 23,56 2360


7030
810690

2.2 Капіталовкладення в мережі низького тиску


Капітальні вкладення в мережі низького тиску визначаються за формулою

Газопостачання району мiста (2.2)


де К1 - вартість прокладки 1 погонного метра з урахуванням вартості труб, грн/м;

Приймається по середньозваженому діаметрі, що визначається за формулою


Газопостачання району мiста, (2.3)


де Σlнд – загальна довжина мереж низького тиску, м.

Результати зводимо в таблицю 2.2.


Таблиця 2.2 - Капітальні вкладення в мережі низького тиску

dв, мм dн x S, мм l, м

dн ·li,

мм·м

d2н·li,

мм2·м

1 2 3 4 5
408 426х9,0 50 21300 9073800
309 325х8,0 100 32500 10562500
259 273х7,0 300 81900 22358700
149 159х4,0 970 154230 24522570
100 108х4,0 2610 281880 30443040
207 219х6,0 650 142350 31174650
67 76х3,0 1900 144400 10974400
50 57х3,0 930 53010 3021570
80 89х4,5 1470 130830 11643870
124 133х4,0 890 118370 15743210
39 42х3,0 150 6300 264600
32 38х3,0 650 24700 938600



1191770 170721510

Середньозважений діаметр:


dср = 170721510/1191770=143 мм;

dу = 159х4 мм, К1 = 52,05 грн/м.


Капітальні вкладення: Кнд = 52,05·26100 = 1358505 грн.


2.3 Основні показники проекту


Таблиця 2.3 - Розрахунок техніко-економічних показників

Найменування показників Обґрунтування Од. вим. Величина чи її розрахунок
1 2 3 4
1. Загальна річна витрата газу Таблиця 1.4 м3/ рік 135682303
2. Загальний розрахункова витрата газу Таблиця 1.5 м3/год 38647
3. Довжина газових мереж: за генпланом

а)середнього тиску lсд м 7030
б) низького тиску lнд м 26100
4. Капітальні вкладення у газо-ві мережі:


а)середнього тиску Таблиця 2.1 грн 810690
б) низького тиску Кнд=к1 ·lнд грн 1358505
в) у ГРП Кгрп=n·Р грн

Кгрп=2·90000=

=180000

г) у систему газопостачання Кзаг=Ксд+Кнд+Кгрп грн

Кзаг=810690+

+1358505+180·103=

=2349195

5. Собівартість експлуатації:


а) мереж середнього тиску Ссд=0,033·Ксд+0,654·1сд грн/рік

Ссд=0,033·810690+

+0,654·7030=31350,39

б) мереж низького тиску Снд=0,033·Кнд+0,2368·lнд грн/рік

Снд=0,033·1358505+

+0,2368·26100=51011,145

в) ГРП Сгрп=0,26·Кгрп грн/рік Сгрп=0,26·180·103=46800
г) Загальні витрати на експлуатацію Сзаг=Ссд+Снд+Сгрп грн/рік

Сзаг=31350,39+51011,145+

+46800=129161,535

6. Приведені витрати П = 0,12·Кзаг + Сзаг грн/рік

П = 0,12·2349195+

+ 129161,535=411064,935

7. Собівартість транспортування 1000 м3 природного газу Стр=Сзаг/ (Qрік·10-3)

Газопостачання району мiста

Стр=129161,535/135682,303=

=0,95

3. Газопостачання житлового будинку


Розрахунок газопроводу здійснюємо для чотириповерхового житлового будинку, що постачається природним газом.

Об’єм кухонь 20,3 і 11,21, висота кухонь – 2,7 м. Отже, у кухнях можна встановлювати двох- і чотирьохпальникові газові плити і газові проточні водонагрівачі.


3.1 Визначення розрахункових витрат газу


Номінальну витрату газу газовими приладами Газопостачання району мiста, (м3/год), визначаємо за формулою


Газопостачання району мiста (3.1)


де Qтi – теплова потужність газового приладу, кВт; складається з потужностей складових частин газового приладу:

- водонагрівач типу ВПГ-18 (згідно з довідковими даними) Газопостачання району мiста

- 2 – пальникова газова плита (ГП2)


Газопостачання району мiста (3.2)


- 4 – пальникова газова плита (ГП2)


Газопостачання району мiста (3.3)


де Qтгн – теплова потужність пальника нормальної потужності:

- знижена 0,7 кВт;

- нормальна 1,9 кВт;

- підвищена 2,8 кВт;

qд.ш – теплова потужність духової шафи, кВт, обумовлена як добуток теплової потужності основного пальника духової шафи на його корисний обсяг V, (дм3), рівний 0,09 дм3. Теплова потужність духової шафи:

- для ГП2 – 40 кВт/дм3;

- для ГП4 – 53,5 кВт/дм3.

Водонагрівач газовий типу ВПГ-18:


Газопостачання району мiста м3/год.


2 - пальникова газова плита (ГП2) (обидва пальники нормальної потужності):


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


4 - пальникова газова плита (ГП4) (2 пальника нормальної потужності, 1 – знижена, 1 – підвищена):


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Розрахунок розрахункових витрат газу зводимо в таблицю 3.1.


Таблиця 3.1 – Розрахункові витрати газу

№ ділянки

Асортимент

устаткування

Кількість

приборів чи груп

Коефіцієнт одночасності, Кsim Витрата газу, м3/год




Номінальний Розрахунковий групою Qр=qном·Кsim Розрахунковий на ділянці
1 2 3 4 5 6 7
ВПГ-1 ВПГ 1 1 1,78 1,78 1,78
1-3 ВПГ+ ГП2 1 0,75 2,512 1,884 1,884
3-4 ВПГ+ ГП2 2 0,64 5,024 3,215 3,215
4-5 ВПГ+ ГП2 3 0,52 7,536 3,919 3,919
5-6 ВПГ+ ГП2 4 0,39 10,048 3,919 3,919
6-7 ВПГ+ ГП2 8 0,335 20,096 6,732 6,732
7-8 ВПГ+ ГП2 12 0,299 30,144 9,013 9,013
8-9 ВПГ+ ГП2 16 0,272 40,192 10,932 10,932
9-10 ВПГ+ ГП2 20 0,260 50,24 13,062 13,062
10-11 ВПГ+ ГП2 24 0,250 60,288 15,072 15,072
11-12

ВПГ+ ГП2

ВПГ+ ГП4

24

12

0,217

0,238

60,288

35,736

13,08

8,505

21,585
12-13

ВПГ+ ГП2

ВПГ+ ГП4

24

12

0,217

0,238

60,288

35,736

13,08

8,505

21,585

3.2 Гідравлічний розрахунок внутрішньобудинкових газопроводів


Розрахунок виконуємо в наступній послідовності:

Складаємо схему газопроводів і нумеруємо ділянки.

Визначаємо довжини ділянок l, (м).

Приймаємо процентні надбавки а, (%),по ділянках за [2].

Визначаємо розрахункові довжини lр, (м), ділянок за формулою


Газопостачання району мiста (3.4)


Визначаємо сумарну розрахункову довжину еlр, (м).

Визначаємо середню питому втрату тиску hср, (Па/м), за формулою

hср=(Pприп-DРприл-DРлічил)/еlр, (3.5)


де Pприп – припустимий перепад тиску в двірських і внутрішніх газопроводах [2], Па;

DРприл- утрати тиску в газовому приладі, Па;

DРлічил - утрати тиску в газовому лічильнику, Па.

По номограмі для розрахунку газопроводів низького тиску [1] підбираємо діаметр d, (мм), і визначаємо дійсні втрати тиску hд, (Па/м).

Визначаємо опір ділянок (Па) за формулою


DР=hд·lр. (3.6)


Визначаємо гідростатичний тиск Нд, (Па) за формулою


Hд=±9,81·Z·(rп-rг), (3.7)


де Z – величина вертикальної ділянки, м;

rп,r г – густина повітря і газу, кг/м3.

Розрахунок зводимо до таблиці 3.2.


Таблиця 3.2 – Гідравлічний розрахунок внутрішньобудинкових газопроводів

№ ділянки

Qр,

м3/год

Довжина ділянки l, м а, % lр, м hср, Па/м dнxS, мм hд, Па/м hд·lр, Па Hг, Па Падіння тиску на ділянці DРзаг, Па
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ВПГ-1 1,78 1,4 450 7,7 3,18 21,3х2,8 5,5 42,35 6,49 48,84
1-2 1,884 1,7 450 9,35
21,3х2,8 7,4 69,19 - 69,19
2-3 1,884 3,0 20 3,6
21,3х2,8 7,4 26,64 -13,92 12,72
3-4 3,215 3,0 20 3,6
26,8х2,8 4,5 16,2 -13,92 2,28
4-5 3,919 3,0 20 3,6
33,5х3,2 2,3 8,28 -13,92 -5,64
5-6 3,919 1,3 25 1,63
33,5х3,2 2,3 3,75 - 3,75
6-7 6,732 14,8 25 18,5
38х3 2,5 46,25 - 46,25
7-8 9,013 0,8 25 1,0
38х3 4,1 4,1 - 4,1
8-9 10,932 14,8 25 18,5
42,3х3,2 3,4 62,9 - 62,9
9-10 13,062 0,8 25 1,0
48х3,5 2,7 2,7 - 2,7
10-11 15,072 14,8 25 18,5
48х3,5 3,5 64,75 - 64,75
11-12 21,585 1,9 25 2,38
57х3 2,1 4,99 -8,82 -3,83
12-13 21,585 4,5 10 4,95
57х3 2,1 10,4 -20,88 -10,48




94,31




297,53

Перевіряємо виконання умови: 297,53<Газопостачання району мiста; 297,53<300 – умова виконана.


3.3 Розрахунок відводу продуктів згоряння


Продукти згоряння від кожного газового приладу відводять по окремому димоході в атмосферу.

При розрахунку димоходу визначаємо розмір поперечних перерізів димоходів і приєднувальної труби, а також вибираємо матеріал і товщину стінок димоходів, при яких розрідження перед газовим приладом буде не менше припустимого, а температура газів, що ідуть, буде вище точки роси.

Розміри димоходів (площі перетину, висоти димарів ) приймаємо з урахуванням вимог, а діаметр приєднувальної труби приймаємо рівним діаметру димовідводячого патрубка приладу. Приєднувальна труба повинна мати довжину не більш 3 м, а кількість поворотів - не більш трьох.

Вихідні дані:

- спалюється природний газ, для якого Qн=36395 кДж/м3;

- тип і потужність газового приладу - ВПГ-18, Qт=18 кВт;

- коефіцієнт витрати повітря – α=2,5;

- температура газів, що ідуть, у газових приладах – 190 0С;

- необхідне розрідження перед тягоперервачем приладу – 3 Па;

- температура точки роси в продуктах згоряння – 46 0С;

- барометричний тиск – 101000 Па.

Розрахунок комунікацій по видаленню продуктів згоряння газоподібного палива проводимо в наступній послідовності:

Визначаємо обсяги продуктів згоряння природного газу, що утворяться при спалюванні 1м3 газу:

- теоретично необхідна кількість повітря Vо, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста. (3.8)

Газопостачання району мiста


- об’єм двоокисю вуглецю (вуглекислого газу) Газопостачання району мiста, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста. (3.9)

Газопостачання району мiста


- об’єм азоту Газопостачання району мiста, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста (3.10)

Газопостачання району мiста


- об’єм водяної пари Газопостачання району мiста, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста (3.11)


де d - вологовміст природного газу, г/кг. Якщо він невідомий приймають


d =10,1 г/кг.

Газопостачання району мiста


- об’єм надлишкового кисню Газопостачання району мiста, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста (3.12)

Газопостачання району мiста


- сумарний об’єм продуктів згорання Газопостачання району мiста, (м3/м3), розраховується за формулою


Газопостачання району мiста (3.13)

Газопостачання району мiста


Визначається густина продуктів згорання природного газу при температурі 0 0С і тиску 101325 Па, Газопостачання району мiста, (кг/м3) за формулою


Газопостачання району мiста (3.14)

Газопостачання району мiста

3) Витрата продуктів згоряння природного газу через димохід Газопостачання району мiста, (м3/год), визначається за формулою


Газопостачання району мiста (3.15)

Газопостачання району мiста


4) Розраховуємо охолодження продуктів згоряння Газопостачання району мiста, (оС), за формулою


Газопостачання району мiста (3.16)


де tнi – температура газів, що ідуть, на початку ділянки, єС;

tов – температура повітря, що оточує димохід, єС;

Qпс – витрата продуктів згоряння через димохід, м3/год;

k – коефіцієнт теплопередачі стінок димоходу, Вт/(м2∙К);

F – поверхня теплообміну, м2


F = p·d·l . (3.17)


На першій ділянці температуру tнi приймаємо рівній температурі газів, що ідуть. Значення k приймаємо за [1]. Температуру tов приймаємо рівній середній температурі приміщення, у якому встановлений газовий прилад (для кухні 20 єС).

Розрахунок ведеться у відповідності зі схемою, приведеної на рисунку 3.1.


Газопостачання району мiста

Рисунок 3.1 – Схема відводу продуктів згоряння


Температуру газів, що ідуть, наприкінці ділянки Газопостачання району мiста, (oC), визначаємо за формулою


Газопостачання району мiста. (3.18)


Ділянка ВПГ-1


F= 3,14 · 0,14 · 0,5 = 0,22 м2;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiстаГазопостачання району мiста


Ділянка 1-2


F = 3,14 · 0,14 0,45 = 0,198 м2;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Ділянка 2-3


F = 0,14·0,14·0,61= 0,012 м2;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Ділянка 3-4


F = 0,14·0,14·1,235 = 0,024 м2;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Ділянка 4-5


F = 0,14·0,14·2= 0,039 м2;

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Температура газів, що ідуть, більше точкики роси (171,74 єС > 46 єС), значить випадання конденсату на поверхні каналу не буде.

Тяга, створювана вертикальними ділянками ВПГ-1 і 2-5, Рiт, (Па), визначається за формулою


Газопостачання району мiста (3.19)


де Н – висота вертикальної ділянки, м;

Газопостачання району мiста – температура навколишнього повітря, єС;

Газопостачання району мiста – середня температура продуктів згоряння на ділянці, єС, розраховується за формулою


Газопостачання району мiста (3.20)


де tн і tк – температури газів, що ідуть, на початку і наприкінці ділянки, 0С.

Газопостачання району мiста – барометричний тиск, Па.

Сумарна тяга Рт, (Па), дорівнює


Газопостачання району мiста (3.21)

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


6) Визначаємо втрати на тертя по довжині ΔΡтр, (Па), за формулою


Газопостачання району мiста (3.22)


де ΔΡi – утрати на тертя по довжині на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою


Газопостачання району мiста (3.23)


де λ – коефіцієнт тертя, прийнятий для цегельних каналів і металевих окислених труб – 0,04;

l – довжина ділянки, м;

d – діаметр ділянки, м. Якщо перетин прямокутний, то приймаємо еквівалентний діаметр dекв.

Газопостачання району мiста - швидкість руху продуктів згоряння, м/с; визначаємо за формулою


Газопостачання району мiста (3.24)


де f – площа перетину труби, м2;

Газопостачання району мiста – густина газів, що ідуть, кг/м3.

а) у приєднувальній трубі


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


б) у димоході


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


7) Визначаємо втрати на місцеві опори ΔΡм.с, (Па), за формулою


Газопостачання району мiста (3.25)


де ΔΡім.с. – утрати на місцеві опори на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою


Газопостачання району мiста (3.26)


де Sz - сума коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці.

а) у приєднувальній трубі:

Коефіцієнти місцевих опорів: при вході в тягопереривач x1 = 0,5; 2 поворота x2 = 0,9·2 = 1,8; на вході в цегельний димохід x3 = 1,2, Sx = 3,5.


Газопостачання району мiста


б) у димоході:

Коефіцієнт опору при виході x = 1,5.

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


8) Визначаємо розрідження перед газовим приладом D Рроз, (Па)


D Рраз = D Рт - (D Ртр + D Рм.с.). (3.27)

D Рроз = 18,03– (0,66+3,22) = 14,15 Па.


Розрідження перевищує мінімально необхідне (2 Па), отже, димохід забезпечить нормальну роботу водонагрівача.


4. Розрахунок інжекційного пальника середнього тиску


Вихідні дані для розрахунку:

- продуктивність пальника V = 5,5-8 м3/год;

- тиск перед пальником Р=25,7 кПа;

Розрахунок складається з визначення наступних конструктивних елементів пальника: сопла, горловини змішувача, конфузора і розмірів вогневих отворів.

Визначається теоретично необхідна кількість повітря для горіння газу Vт, м3/м3:


Vт = 0,0476· [0,5·Н2 + 0,5·СО + Σ(m +n/4)·CmHn – О2]. (4.1)

Газопостачання району мiста


Дійсна кількість повітря при α=1,02, Vд, м3/м3, визначається за формулою


Vд = α·Vт. (4.2)

Vд = 1,02·9,624=9,82 м3/м3.


Задаємося швидкістю витікання газоповітряної суміші з пальника Wкр=10 м/с, температура суміші на виході з кратера tкр= 130 єС (кратер охолоджується повітрям) і знаходимо площу кратера fкр, м2 і діаметр кратера dкр, м, за формулами


Газопостачання району мiста (4.3)

Газопостачання району мiста (4.4)

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Обчислюється перетин fд, м2, і діаметр вихідного кінця диффузора dд, м:


fд = (1,5ч2)·fкр; (4.5)

Газопостачання району мiста (4.6)

fд = 1,5·0,0024=0,0037 м2;

Газопостачання району мiста


Діаметр горловини dг, м:


dг = 0,55·dд. (4.7)

dг = 0,55·0,068=0,038 м.


Робиться перевірка балансу енергії, кДж/м3, для того, щоб розташовувана енергія струменя газу, що випливає із сопла пальника, була більше усіх втрат енергії в пальнику і на виході з неї:


Газопостачання району мiста (4.8)


де Е – прихід енергії, кДж/м3;

Еп – витрати енергії на створення швидкості інжекційного повітря, кДж/м3;

Ег – витрати енергії на зміну швидкості струменя газу, кДж/м3;

Ед – витрати енергії в дифузорі, кДж/м3;

Ен – витрати енергії у насадці-кратері пальника, кДж/м3;

Екр – витрати енергії с вихідною швидкістю газоповітряної суміші з кратера пальника, кДж/м3.

Визначається швидкість газоповітряної суміші в горловині Газопостачання району мiста, м/с за формулою


Газопостачання району мiста (4.9)


де tсум – температура газоповітряної суміші на виході з отворів, приймається рівній температурі повітря в приміщенні 20 єС;


Газопостачання району мiста


Швидкість виходу газу із сопла Газопостачання району мiста, м/с визначається за формулою


Газопостачання району мiста (4.10)

Газопостачання району мiста


Визначається енергія струменя газу, що випливає із сопла Газопостачання району мiста, м/с за формулою


Газопостачання району мiста (4.11)

Газопостачання району мiста


Визначаються витрати енергії на створення інжекційного повітря, Газопостачання району мiста, кДж/м3:


Газопостачання району мiста (4.12)

Газопостачання району мiста


Визначаються витрати енергії на зміну швидкості струменя газу в горловині пальника Газопостачання району мiста, кДж/м3:


Газопостачання району мiста (4.13)

Газопостачання району мiста


Швидкість руху газоповітряної суміші на виході з диффузора Газопостачання району мiста, м/с, визначається за формулою


Газопостачання району мiста (4.14)


де t – температура газоповітряної суміші в горловині пальника приймається рівної 20 0С.


Газопостачання району мiста


Витрати енергії в дифузорі Газопостачання району мiста, кДж/м3 визначаються за формулою


Газопостачання району мiста (4.15)


де Газопостачання району мiста - коефіцієнт корисної дії дифузора; При Газопостачання району мiста приймається 0,8.


Газопостачання району мiста


Визначається щільність газоповітряної суміші у вихідному перетині диффузора Газопостачання району мiста, кг/м3:


Газопостачання району мiста (4.16)

Газопостачання району мiста


Визначаються витрати енергії в насадці Газопостачання району мiста, кДж/м3:


Газопостачання району мiста (4.17)

Газопостачання району мiста


Визначаються витрати енергії в кратері пальника Газопостачання району мiста, кДж/м3, але для цього визначається густина газоповітряної суміші на виході з кратера Газопостачання району мiста, кг/м3:Газопостачання району мiста


Газопостачання району мiста (4.18)

Газопостачання району мiста (4.19)

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Перевірка балансу енергії в пальнику: Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Визначається необхідний тиск газу при мінімальному навантаженні Газопостачання району мiста, Па:


Газопостачання району мiста (4.20)


де Газопостачання району мiста - коефіцієнт витрати, приймається за табл. 1.1 [3].


Газопостачання району мiста


Межа регулювання навантаження пальника Газопостачання району мiста, складе:


Газопостачання району мiста (4.21)

Газопостачання району мiста


Визначається максимальна продуктивність пальника Газопостачання району мiста, м3/год, за формулою


Газопостачання району мiста (4.22)

Газопостачання району мiста м3/год, що більше 8 м3/год.


Визначаються діаметри сопла Газопостачання району мiста, мм і конфузора Газопостачання району мiста, мм:


Газопостачання району мiста (4.23)

Газопостачання району мiста (4.24)


де Wв - швидкість повітря в конфузорі, приймається рівною 1-2 м/с.


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Визначаються довжини горловини, дифузора, конфузора, кратера і сопла:


Газопостачання району мiста (4.25)

Газопостачання району мiста, приймаємо 250 мм;

Газопостачання району мiста (4.26)

Газопостачання району мiста (4.27)

Газопостачання району мiста (4.28)


де α – кут розкриття дифузора, приймається щоб уникнути відриву струменя від стінок дифузора рівним 8 є;

β – кут розкриття конфузора, приймається 40 є;

β1 – кут розкриття кратера, приймається 30 є.


Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Довжина Газопостачання району мiста, мм і діаметр Газопостачання району мiста, мм тунелю:


Газопостачання району мiста (4.29)

Газопостачання району мiста (4.30)

Газопостачання району мiста

Газопостачання району мiста


Список використаних джерел


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

2. ДБН В.2.5-20-2001. Газоснабжение. К.: Госстрой Украины, 2001.-252 с.

3. Методические указания к расчету газовых горелок в курсовом проекте " Газоснабжение района города"/ Макеевка, ДонГАСА, 1987, 20 с.

4. Методичні вказівки до виконання курсового проекту "Газопостачання району міста або селища" (для студентів спеціальності 6.092100 "Теплогазопостачання і вентиляція")/ Укл.: В.І. Захаров, З.В. Удовиченко, О.В. Захаров – Макіївка: ДонНАБА, 2009. - 33 с.

5. СНиП 2.01.01.-82 Стоительная климатология и геофизика. /Госстой СССР-М., Стройиздат, 1983 г., 136с.

Рефетека ру refoteka@gmail.com