Введение. 3
1. Исходные данные. 5
2. Расчет газопотребления. 5
2.1. Определение расхода газа на бытовые нужды. 5
2.2. Построение графиков бытового газопотребления. 7
2.3. Определение расхода газа на коммунально-бытовые нужды. 10
3. Выбор схемы газоснабжения и количества ГРП. 10
4. Гидравлический расчет газопроводов низкого давления. 12
5.Гидравлический расчет газопроводов высоуого давления. 16
6. Проектирование и расчет внутридомового и дворового газопровода. 17
7. Выбор оборудования ГРП. 18
Введение
Городские системы газоснабжения
Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружение, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления; газораспределительных станций, контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок; в указанных станциях и установках давление газа снижают до необходимой величины и автоматически поддерживают постоянным. Они имеют автоматические предохранительные устройства, которые исключают возможность повышения давления в сетях сверх нормы; системы связи и телемеханизации.
Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов или участков газопроводов для производства ремонтных или аварийных работ.
Сооружения, оборудование и узлы в системе газоснабжения следует применять однотипные. Принятый вариант системы должен иметь максимальную экономическую эффективность и предусматривать строительство и ввод в эксплуатацию системы газоснабжения по частям.
Основным элементом городских систем газоснабжения являюттся газовые сети. По числу степеней давления, применяемые в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на:
1. двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среденго или высокого (до 0,6 МПа) давления;
2. трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среденго и высокого (до 0,6 МПа) давления;
3. многоступенчатые, в которых газ подается по газопроводам низкого, среденго и высокого (до 0,6 и до 1,2 МПа) давления.
Системы газоснабжения городов и поселков отличаются принципами, заложеными в схемы распределительных сетей, характером питания городской сети, типом оборудования и сооружений, применяемых в сетях, системами связи и телемеханизации.
На выбор системы газоснабжения города оказывает влияние ряд факторов. Основные из них: 1) характер источника газа, свойства газа, степень его очистки и влажности; 2) размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; 3) количество и характер промышленных потребителей; 4) наличие естественных или искусственных препятствий для прокладки газопроводов.
Газ подводят к городу по нескольким магистральным газапроводам, которые заканчиваются газораспределительными станциями (ГРС). В ГРС давление газа снижается и он поступает в сеть высокого давления. К кольцу высокого давления через контрольно-регуляторный пункт (КРП) присоединяют подземное хранилище газа. Для выравнивания суточного графика потребления газа в городе имеются газгольдерные станции. Газапроводы среднего и высокого давления (до 0,6 МПа) служат для питания городских распределительных сетей низкого давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Они также подают газ через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и коммунальных предприятий. Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые и общественные здания, а так же мелким коммунальным потребителям, так же к ним могут присоединяться небольшие отопительные котельные.
Количество ГРП, питающих сеть низкого давления, определяют технико-экономическим расчтетом. ГРП располагают в центре зон, которые они питают, зоны действия не перекрываются. Трассы газопроводов пректируют с обеспечением минимальной протяженности сети. Распределительные сети сотоят из основных линий и абонентских ответвлений.
1. Исходные данные
Плотность ?г=0,73кг/м3;
Теплотворная способность Qрн=35 МДж/м3;
Расход газа котельной – 500 м3/ч;
Давление в точке присоединения к магистральному газопроводу Р=0,4 МПа
Расход газа промпредприятием № 1 – 400 м3/ч;
Расход газа промпредприятием № 2 – 800 м3/ч.
В квартале смешаной застройки 9 эт.–50%, 5 эт.-30%, 2 эт.-20%.
2. Расчет газопотребления
2.1. Определение расходов газа на бытовые нужды.
Расход газа на бытовые нужды определяется поквартально в зависимости от численности населения и норм расхода теплоты.
Нормы расхода теплоты:
Q1=2800 Мдж/чел.год – при наличии в квартире газовой плиты и центрального горячего водоснабжения; (9 эт.)
Q2=4600 Мдж/чел.год – при наличии в квартире газовой плиты и отсутствия центрального горячего водоснабжения; (2 эт.)
Q2=4600 Мдж/чел.год – при наличии в квартире газовой плиты
и газового водонагревателя. (5 эт.)
Годовой расход газа определяется по формуле:
Vгод=(Q1+Q2+Q3)/ Qрн;
Часовой расход газа определяется по формуле:
Vчас = Кm * Vгод,
где Кm – коэффициент часового максимума, принимаемый по суммарной численности населения района по СНиП.
Таблица 2.1.
№ кв.
S застройки, га
Этаж-ность
Числ. насел. чел.
Расход теплоты МДж/год
Годовой расход газа
Vгод, м3/год
Бытовые потребители отличаются неравномерностью газопотребления по месяцам года, дням недели, часам суток.
2.2.1. Суммарный расход газа для данного района распределяется по месяцам года в следующих долях:
Таблица 2.2.
месяц
процент
расход
Vмес, м3/мес
месяц
процент
расход
Vмес, м3/мес
январь
10,3
1 431 379,2
июль
5
694 844,3
февраль
9,6
1 334 101,0
август
5,2
722 638,1
март
10
1 389 688,6
сентябрь
7
972 782,0
апрель
9,3
1 292 410,4
октябрь
8,7
1 209 029,1
май
8,6
1 195 132,2
ноябрь
9,4
1 306 307,3
июнь
7
972 782,0
декабрь
9,9
1 375 791,7
итого
100
13 896 885,7
Рисунок 2.1.
Наибольший расход газа в январе, этот расход и применяется в дальнейшем за расчетный.
2.2.2. Определяем максимальный расход газа в неделю:
Vнед = 1,25 * Vмес / 4,
где Vмес – расход газа в январе.
Vнед = 1,25 * 1 431 379,2 / 4 = 447306,0 м3/нед
Расход газа по дня недели распределяется следующим образом:
Таблица 2.3.
день недели
процент
расход
Vсут, м3/сут
понедельник
13,6
59044,4
вторник
13,7
59491,7
среда
13,8
60386,3
четверг
14
62622,8
пятница
14,8
66201,3
суббота
17
76042,0
воскресенье
14,2
63517,5
вся неделя
100
447306,0
Рисунок 2.2.
Максимальный суточный расход газа выпадает на субботу самой нагруженной январской недели. Этот расход используется для построения графика суточного потребления.
2.2.3. Распределение газопотребления по часам суток в процентах от расхода в субботу происходит следующим образом:
2.3. Определение расхода газа на коммунально-бытовые нужды
Расходы газа коммунально-бытовыми предприятиями определяются по производительности или пропускной способности предприятий и нормам расхода теплоты на единицу продукции или одного клиента.
Таблица 2.5.
Потребители газа
Расчет производитель-ности
Показатель потребле-ния
Норма расхода теплоты на ед. потребле-ния, МДж
Расчет-ное число жителей, чел.
Кm
Расход газа
Vпред,
м3/ч
Прачечная
100 т. белья на 1000 чел. в год
1 т. белья
8800
53 750
1/2900
466
Баня
52 помывки на 1 чел. в год
1 помывка
40
53 750
1/2700
1183
Столовая
2-х разовое питание, 220 рабочих смен
1 обед
1 завтрак или ужин
4,2
2,1
8 958
1/2000
355
Котельная
по заданию
500
Промпредп.1
по заданию
400
Промпредп.2
по заданию
800
Vпред = Кm * Qпред / Qрн
3. Выбор схемы газоснабжения и количества ГРП.
Схема газоснабжения низкого давления выбирается из условий минимальных металловложений и максимальной надежности. Для кварталов с наибольшими расходами целесообразна кольцевая сеть, для других – одно- двух- трехстороннее снабжение. Количество ГРП определяется из условий нагрузки на один ГРП 800-1200 м3/ч. Нулевые точки (точки встречи газовых потоков) намечаются на равных от ГРП расстояних, примерно равных 700-1000 м. ГРП распологаются в центре нагрузки, желательно в кварталах с максимальным расходом газа. Схема газоснабжения среднего давления тупиковая, трасса выбирается из условия минимальной протяженности.
4. Гидравлический расчет газопроводов низкого давления.
Количество ГРП N = Vчас / 1200 = 6522 / 1200 = 5,44 = 6
4.2. Расход газа на участках сети
Vпут = Vуд • l
Vэкв = 0,5 • Vпут
Vрасч = Vтранз + Vэкв, где
Vуд – удельный расход в кварталах, который обеспечивает данный участок;
Vтранз – транзитный расход на участке – сумма путевых расходов на участках
за расчетным
6. Проектирование и расчет внутридомового и дворового газопровода.
Для расчета принят одноподъездный семиэтажный жилой дом с 1-, 2- и 3-комнатными квартирами, оборудованный 2- и 4-х комфорочными газовыми плитами.
Ввод в здание принимается цокольный в лестничную клетку, где устанавливается общий кран на вводе и краны для отключения каждого стояка. Газопроводы прокладываются по несущим капитальным стенам.
Таблица 6.1.
Внутридомовой газопровод
№ уч-ка
Расчетный расход, Vрасч, м3/ч
Геом. длина,
м
Расчетн. длина,
м
Диаметр, мм
Потери давл., Па
Нгс, Па
Сумма потерь на уч-ке, Па
где Vрасч = Vном • n • Ko,
Vном – расход газа одним прибором;
n – количество однотипных приборов;
Ko – коэффициент одновременности действия приборов (табл. 21а [2]);
Нгс = ? 9,8 • h • ( ?возд - ?г ),
h – разность отметок начала и конца участка;
?возд , ?г – плотности воздуха и газа.
Таблица 6.2.
Дворовой газопровод
№ уч-ка
Расчетный расход, Vрасч, м3/ч
Геом. длина,
м
Расчетн. длина,
м
Диаметр, мм
Потери давл., Па
Сумма потерь на уч-ке, Па
Р1 давление на входе в ГРП (по табл. 5.1.);
Р2 давление на выходе из ГРП
Р2 = ?Рсет + ?Рдом + ?Рдвор + 1300, где
?Рсет – потери давления в сети низкого давления до самой удаленной точки;
?Рдом – потери в доме (принимаем по табл.6.1.);
?Рдвор – потери в дворовой сети (принимаем по табл.6.2.);
1300 – необходимое давление перед горелкой.