Газоснабжение жилого района (151903)

Посмотреть архив целиком

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Белгородский Государственный Технологический Университет

им. В.Г.Шухова

Кафедра: «Газоснабжения, теплоснабжения и теплогенерирующих установок»








Курсовая работа

по дисциплине: «Газоснабжение»

на тему:

«Газоснабжение жилого района»


Выполнил:

студент гр.ТВ-51

Жук Александр

Проверил:

старший преподаватель

Суслов Денис Юрьевич




Белгород 2011



Введение


Прошло много времени, когда человек впервые столкнулся с таким природным сокровищем как газ.

Более двух тысяч лет назад в храме огнепоклонников, построенном в одном из селений Апшеронского полуострова, не погасая, пылал в светильнике яркий огонь. Ни дождь, ни ураган не могли погасить его и люди стали поклоняться ему как чуду.

Но развивался человек, росли его знания и так мало-помалу люди стали использовать «священный огонь» для вещей далеких от сверхъестественного приготовления пищи, обогрев жилища.

Газовая промышленность - отрасль промышленности, охватывающая все виды добычи, естественного и искусственного производства, хранения, передачи и распределения его ресурсов для использования в качестве источника энергии и химического сырья.

В нашей, как одна из ведущих отраслей индустрии, газовая промышленность возникла в 20-е годы этого столетия, однако массовое применение получило лишь в годы Великой Отечественной войны, когда было положено развитию дальнего транспортирования газа - в 1942 году был построен первый магистральный газопровод Бугуруслан-Куйбышев.

В дальнейшем началось массовое освоение месторождений газа в Ставропольском и Краснодарском крае, Закавказье, Тюменской области. Были построены Центральная, Восточно-Украинская и Поволжская системы магистральных газопроводов, и такие крупнейшие газопроводы как Оренбург-Западная граница, Уренгой-Помары-Ужгород, Ставрополь-Москва, Ямбург-Елец (1,2,3), и др.

В настоящее время газовая промышленность оказывает непосредственное влияние на технический прогресс и развитие различных отраслей народного хозяйства. В связи с эффективными свойствами и экономичностью газового топлива, оно находит применение во многих отраслях промышленности: металлургической, керамической, стекольной, химической, широко применяется в сельском хозяйстве. Также, огромное значение имеет использование газа коммунальными и бытовыми потребителями.

Газоснабжение жилых и общественных зданий оказывает существенное влияние на бытовые условия жизни населения. Централизованное газоснабжение полностью освобождает население от забот по обеспечению топливом, значительно сокращается время приготовления пищи, повышается культура быта, имеет место материальные выгоды, то есть создаются благоприятные условия для жизнедеятельности людей.



Задание на проектирование системы газоснабжения жилого района


  1. Номер генерального плана………12

  2. Номер ГРС…………..4

  3. Населенный пункт…………...г. Мурманск

  4. Номера жилых кварталов:

а) с 9-этажной застройкой………………………...квартал № 6, 7, 8, 9

б) с 5-этажной застройкой……………………..….. квартал № 3, 4,5,6

в) с 1-этажной застройкой…………………………..… квартал № 1, 2

5. Районная газовая котельная (РГК)………………….…… квартал № 7

6. Хлебозавод……………………………………………...… квартал № 3

7. Банно-прачечный комбинат (БПК)………………...….… квартал № 9

8. Процент охвата газификации общественных зданий и сооружений:

Pη=11+Nвар=11+10=21 %.

9. Удельная кубатура жилых зданий:

Vуд=11+ Nвар=11+10=21 м3.

10. Промышленные предприятия:

а) 3-х сменное производство (плавка бронзы):

квартал № 10; Pпр 3=111+ 10вар=121 млн·т/год.

б) 2-х сменное производство (обжиг кирпича):

квартал № 11; Pпр 2=2,1+ Nвар=12,1 млн·шт/год.

в) 1 сменное производство (обжиг кирпича):

квартал № 12; Pпр 1=0,5+ Nвар=10,5 млн·шт/год.

11. Плотность населения жилой части района газификации…221 чел/га

12. Вариант состава газа



1. Характеристика района строительства


Наименование населенного пункта, где производится строительствог. Мурманск

Плотность населения жилой части района газификации

n=221 чел/га

Количество жителей в каждом квартале


,

где — площадь квартала, га;

n — плотность населения, чел/га.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.

Доля населения каждого квартала от населения района газификации

Доля населения каждого квартала от населения района газификации вычисляется по следующей формуле:



где - общее количество жителей в районе газификации.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.


Таблица 1

«Характеристика района газификации в г. Мурманск»

квартала

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2,34

3,9

3,38

2,64

2,28

4,62

3,99

5,25

3,99

518

862

747

584

504

1022

882

1161

882

n

221

221

221

221

221

221

221

221

221

7162

0,072

0,120

0,104

0,082

0,070

0,143

0,123

0,163

0,123

Климатические данные для г. Мурманск

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления принята равной средней наиболее холодной пятидневке из 8 наиболее холодных зим за 50 лет.

tно — выбираем по СНиП 2.01.01 – 82 “Строительная климатология и геофизика”. Для г. Мурманск tно = -27°C.

Средняя температура наружного воздуха отопительного периода исчислена как средняя алгебраическая за отопительный период.

Для г. Мурманск tноср = -3,3°С.

Продолжительность отопительного периода n0 = 281 сут.



2. Характеристика газообразного топлива


Микрорайон снабжается природным газом следующего состава:


Таблица 2 «Состав природного газа»

Вариант

ρ газа

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

H2

CO

H2S

15

0,69

80,2

2,64

1,15

0,7

0,71

13,8

0,73

-


,


где 357,97; 636,9;… — низшая теплота сгорания 1% сухой массы соответственно метана, этана, … в процентах по объему.



3. Определение годовой потребности в газе


Расчет годового расхода газа на бытовые, коммунальные и общественные нужды представляет собой сложную задачу, так как количество газа, расходуемого этими потребителями, зависит от большого числа факторов: газового оборудования, благоустройства и населенности квартир, оборудования городских учреждений и предприятий, степени обслуживания этими учреждениями и предприятиями - охвата потребителей централизованным горячим водоснабжением, климатических условий.

Большинство приведенных факторов не поддается точному учету, поэтому годовое потребление газа рассчитывается по средним нормам, разработанным в результате многолетнего опыта. Особенно трудно определить годовой расход газа квартирами, так как он зависит от наличия предприятий общественного питания, бань, прачечных и других учреждений, обслуживающих население. В годовых нормах расхода газа в квартирах учтено, что население частично питается в буфетах, столовых и ресторанах, а также пользуется услугами коммунальных предприятий.

Годовое потребление газа городом, районом города или поселком ложится в основу проекта газоснабжения.

Все виды городского потребления газа можно сгруппировать следующим образом:

1) бытовое потребление газа (потребление газа в квартирах);

2) в коммунальных и общественных предприятиях;

3) на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий;

4) промышленное.

Бытовое потребление газа

Бытовое потребление газа рассчитывается по следующей формуле:




где - потребление газа на приготовление пищи в кварталах с горячим водоснабжением от РГК (районной газовой котельной), нм3/год;

- потребление газа на приготовление пищи и горячей воды в кварталах с газовыми водонагревателями и газовыми плитами, нм3/год;

- потребление газа на приготовление пиши и горячей воды в кварталах без горячего водоснабжения при наличии газовой плиты, нм3/год.

Приготовление пищи в кварталах с горячим водоснабжением от РГК (районной газовой котельной), (кварталы с 9-этажной застройкой)



где – годовая норма потребления газа на приготовление пищи на 1 человека в жилых кварталах с горячим водоснабжением от РГК (выбираем по приложению 3), =2800 МДж;

количество жителей в кварталах с 9-этажной застройкой;

(жителей);

(н·м3/год).

Приготовление пищи и горячей воды в кварталах с газовыми водонагревателями и газовыми плитами (кварталы с 5-этажной застройкой)




где – годовая норма потребления газа на приготовление пищи на 1 человека в жилых кварталах с 5-этажной застройкой (выбираем по приложению 3), =8000 МДж;

количество жителей в кварталах с 5-этажной застройкой;

(жителей);

(н·м3/год).

Приготовление пищи и горячей воды в кварталах без горячего водоснабжения при наличии газовой плиты (кварталы с 1-этажной застройкой)



где – годовая норма потребления газа на приготовление пищи на 1 человека в жилых кварталах с 5-этажной застройкой (выбираем по приложению 3), =4600 МДж;

количество жителей в кварталах с 1-этажной застройкой;

(жителей);

(н·м3/год).

Бытовое потребление газа

(н·м3/год).

Потребление газа крупными коммунально-бытовыми предприятиями района газификации



где - годовое потребление газа прачечными, (н·м3/год);

- годовое потребление газа в банях, (н·м3/год);

- годовое потребление газа на хлебозаводе, (н·м3/год).

Годовое потребление газа прачечными



где - годовая норма потребления газа на стирку белья в прачечной на 1 человека (принимается по приложению 3), = 8800 МДж;

годовая норма сухого белья на 1 человека в год (приложение 5), ;

- число жителей района газификации, которые пользуются услугами прачечной, (жителей), вычисляется по формуле:



- доля населения, не пользующаяся услугами прачечной (приложение 5);

(н·м3/год).

Годовое потребление газа в банях



где - норма посещения бани 1 человеком в год, принимается k = 52 раза в год;

- годовая норма потребления газа в бане на 1 человека (принимается по приложению 3), = 40 МДж;

- число жителей района газификации, которые пользуются услугами бани, вычисляется по формуле:



(жителей);


- доля населения, не пользующегося услугами бани (принимается с учетом приложения 5).

(н·м3/год).

Годовое потребление газа на хлебозаводе



где - годовая норма потребления газа в для выпечки хлебобулочных изделий на 1 человека в год, вычисляется по формуле:



где ; ; - годовые нормы потребления газа для выпечки хлеба, булок и кондитерских изделий на 1 человека (принимается по приложению 3),

; ; .

.

- годовая норма выпечки хлебобулочных изделий на 1 человека (приложение 5), b2 = 0,292 г.

(н·м3/год).

Потребление газа крупными коммунально-бытовыми предприятиями района газификации

(н·м3/год).

Годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации




где - процент охвата газификацией общественных зданий и сооружений, принимается в соответствии с заданием;

- годовое потребление газа больницами, (н·м3/год);

- годовое потребление газа поликлиниками, (н·м3/год);

- годовое потребление газа школами, (н·м3/год);

- годовое потребление газа гостиницами, (н·м3/год);

- годовое потребление газа столовыми и ресторанами, (н·м3/год);

- годовое потребление газа неучтенными потребителями, (н·м3/год);

Годовое потребление газа больницами


,


где - годовая норма потребления газа на 1 койку больницы, вычисляется по следующей формуле:


,


где - годовые нормы потребления газа на приготовление пищи, проведение процедур и стирку белья соответственно (принимаются по приложению 3),

количество коек в больнице на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .

(н·м3/год).

Годовое потребление газа поликлиниками



,


где - годовая норма потребления газа на посещение поликлиники 1 человеком в год, вычисляется по следующей формуле:


,


где - годовые нормы потребления газа на проведение процедур и стирку белья соответственно (принимают по приложению 3), , .

.

- количество посещений поликлиники 1 человеком в год (принимается по приложению 5), .

(н·м3/год).

Годовое потребление газа школами


,


где - годовая норма потребления газа на одно место в школе (выбирается по приложению 3), ;

- количество школьников на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .

(н·м3/год).

Годовое потребление газа гостиницами


,


где - годовая норма потребления газа на одно место в гостинице (выбирается по приложению 3), ;

- количество место в гостинице на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .

(н·м3/год).

Годовое потребление газа столовыми и ресторанами


,


где - годовая норма потребления газа для приготовления пищи, потребляемой 1 человеком в столовой, вычисляется по формуле:


,


где - годовая норма потребления газа для приготовления завтрака, обеда и ужина соответственно на 1 человека (вбирается по приложению 3), , .

.

- количество посещений столовой (ресторана) на 1000 человек в год (принимается по приложению 5), .

(н·м3/год).

Годовое потребление газа неучтенными потребителями


,


где - годовое потребление газа на бытовые нужды, в банях и в прачечных соответственно.

(н·м3/год).

Годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации



= (34809+36944+1847+2155+235980+115500)∙21 / 100= 89719 (н·м3/год).


Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и от индивидуальных отопительных установок


,


где - годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК, (н·м3/год);

- годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, (н·м3/год).

Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК


,


где - годовой расход газа на отопление, вычисляется по формуле:



где - удельная отопительная характеристика зданий (выбирается по приложению 4).

Для г. Мурманск с :

- для кварталов с 9-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);

- для кварталов с 5-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);

- для кварталов с 1-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);

- удельная кубатура жилых зданий, м3;

- число жителей в кварталах, получающих тепло и горячую воду от РГК (кварталы с 9-этажной и с 5-этажной застройкой);

- температура воздуха внутри помещения, принимается равной 18оС;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период,

- продолжительность отопительного периода, сут;

коэффициент, учитывающий расход газа на отопление принимается равным ;

- КПД котельной, .

Вычислим годовой расход газа на отопление от РГК для кварталов с 9-этажной и с 5-этажной застройкой



где – номер рассчитываемого квартала;

число жителей в рассчитываемом квартале.

(н·м3/год);

(н·м3/год);

(н·м3/год);

(н·м3/год);

(н·м3/год);

(н·м3/год);

(н·м3/год).

Вычисляем общий годовой расход газа на отопление от РГК


,


(н·м3/год).

Вычисляем годовой расход газа на горячее водоснабжение от РГК по следующей формуле:


,


где - годовая норма потребления газа на горячее водоснабжение от РГК (выбирается по приложению 3), ;

- общее число жителей в кварталах с 9-этажной застройкой.

(н·м3/год).

Вычисляем годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК

(н·м3/год).

Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок

Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок рассчитывается по следующей формуле:



,


где – общее число жителей в кварталах с 1-этажной застройкой;

- КПД индивидуальных отопительных установок,

(н·м3/год).

Для дальнейших расчетов необходимо знать годовые расходы газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, вычисленные для каждого квартала с 1-этажной застройкой отдельно. Рассчитываем годовые расходы газа по вышестоящей формуле, подставляя вместо число жителей в каждом квартале Nk :

(н·м3/год).

(н·м3/год).

Вычислим годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и от индивидуальных отопительных установок


(н·м3/год).


Годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации


,


где - годовой расход газа на трехсменном производстве, (н·м3/год);

- годовой расход газа на двухсменном производстве, (н·м3/год);

- годовой расход газа на односменном производстве, (н·м3/год).

Годовой расход газа на трехсменном производстве



где 29330 – теплота сгорания условного топлива, кДж/т;

производительность трехсменного производства, =13813 т/ч;

удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7), плавка углеродистой стали ;

- коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .

(н·м3/год).

Годовой расход газа на двухсменном производстве



где - производительность двухсменного производства, млн. шт./год=1381 шт/час;

- удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7) обжиг кирпича,

- коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .

(н·м3/год).

Годовой расход газа на односменном производстве


где - производительность односменного производства, млн. шт./год=1199 шт/час;

- удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7) обжиг кирпича, .

- коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .

(н·м3/год).

Годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации

(н·м3/год).

Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами и районом газификации

Суммарное годовое потребление газа районом газификации вычисляется по следующей формуле:


,


где - бытовое потребление газа за год, (н·м3/год);

- годовое потребление газа крупными коммунально-бытовыми предприятиями района газификации, (н·м3/год);

- годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации, (н·м3/год);

- годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и индивидуальных отопительных установок, (н·м3/год);

- годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации, (н·м3/год).

(н·м3/год).

Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами

Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами вычисляют по следующей формуле:


,


где - годовой расход газа на приготовление пищи и горячей воды (в кварталах с 5-этажной и 1-этажной застройкой) вычисляется для каждого квартала отдельно в зависимости от числа жителей в каждом из них;

- годовой расход газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации, необходимый для удовлетворения нужд населения каждого квартала в отдельности, вычисляется по формуле:


,


где - доля населения каждого квартала от населения района газификации (принимается по таблице 1.1.);

- годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, вычисленный отдельно для каждого квартала.

Результаты сводим в таблицу 3.




Таблица 3

«Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами»

кв-ла

1

2

3

4

5

6

7

8

9

68285

113632

171257

133887

115547

82006

70772

93159

70772

6460

10766

9331

7357

6280

12830

11035

14624

11035

167775

279194








242520

403592

180588

141244

121827

94836

81807

107783

81807






4. Определение расчетно-часовых расходов газа


Расчетные часовые расходы газа служат исходными данными для определения диаметров газопроводов, для выбора размеров и типов газовой арматуры и оборудования.

Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с отоплением от индивидуальных отопительных установок (квартала с 1-этажной застройкой)


,


где - коэффициент часового максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:

,

где - число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды (выбираем по приложению 6);

1/ч (для кв. №10);

1/ч (для кв. №11);

- коэффициент часового максимального расхода газа на отопление, вычисляется по следующей формуле:


,


где - число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:


=1138 ч,


где - температура внутри помещения, принимается ;

- расчетная температура для проектировании отопления , (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»);

- средняя наружная температура за отопительный период, .

- продолжительность отопительного периода, .

Вычислим расчетно-часовые расходы газа в кварталах с отоплением от индивидуальных отопительных установок

м3/ч;

м3/ч;

Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с 9-этажной застройкой

Расчетно-часовые расходы газа в данных кварталах вычисляются по следующей формуле:


,


где - (см. п.4.1)

- номер рассчитываемого квартала;

м3/ч;

м3/ч;

м3/ч;

м3/ч.

Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с 5-этажной застройкой

м3/ч;

м3/ч.

м3/ч;

Расчетно-часовые расходы газа на коммунально-бытовых предприятиях района газификации

Расчетно-часовой расход газа в прачечной



,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .

м3/ч.

Расчетно-часовой расход газа в бане


,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .

м3/ч.

Расчетно-часовой расход газа на хлебозаводе


,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .

м3/ч.

Расчетно-часовой расход от РГК


,


где - число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:

=3193 ч.

м3/ч.

Расчетно-часовые расходы газа на промышленных предприятиях района газификации

Расчетно-часовой расход газа на трехсменном производстве


,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.

м3/ч.

Расчетно-часовой расход газа на двухсменно производстве


,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.

м3/ч.

Расчетно-часовой расход газа на односменном производстве


,


где - число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.

м3/ч.




5. Газодинамический расчет газопроводов


При проектировании трубопроводов для транспорта газа выбор типоразмеров труб осуществляется на основании их газодинамического расчета, имеющего цель определить внутренний диаметр газопровода для пропуска необходимого количества газа при допустимых для конкретных условий потерях давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по газопроводу заданного диаметра


Газодинамический расчет сети низкого давления


При выборе системы газоснабжения района газификации будем учитывать то, что трасса газопроводов должна размещаться на расстояниях, определяемых СНиП, от линии застройки, трамвайных путей, подземных инженерных коммуникаций и других сооружений, поэтому необходимо прокладывать ее не по основным магистральным улицам города, а по улицам с меньшим количеством инженерных коммуникаций.

При разработке схемы газоснабжения определяем количество ГРП на территории района газификации.

Увеличение числа ГРП уменьшает радиус действия каждого из них и, следовательно, уменьшает диаметры газопроводов после ГРП и металловложения в сеть низкого давления, но это приводит к удорожанию системы за счет стоимости самих ГРП.

В курсовой работе сначала мы формируем сеть низкого давления. Для этого строим главный питающий контур, охватывающий большую часть жилого массива, наносим перемычки внутри главного питательного контура по межквартальным проездам, а также формируем тупиковую сеть в периферийной части жилого массива.



Определение общего числа ГРП

Приближенное общее число ГРП рассчитывается по формуле:


,


где F – газифицируемая площадь (площадь жилого массива), включая площадь проездов, км2;

R – оптимальный радиус действия ГРП, км.

Оптимальный радиус действия ГРП принимаем равным 0,5÷1км.


ГРП.


Определение точек встречи потоков газа

Располагаем точки встречи потоков газа таким образом, чтобы потоки газа, выходящие из ГРП в разные стороны, были бы примерно одинаковыми и двигались к потребителю по кратчайшему пути.

Определение удельных путевых расходов газа для всех контуров питания потребителей

Удельные путевые расходы газа для всех контуров питания потребителей определяются по формуле:


,


где – расчетный часовой расход газа для рассчитываемого контура (квартала), м3/ч;

суммарная длина сети, охватывающей рассчитываемый контур (квартал), м.

Результаты вычислений сводим в таблицу 4.



Таблица 4

«Удельные путевые расходы»

кв-ла

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, м3

133

168

135

135

135

53

52

59

52

, м

125

195

150

400

390

490

450

255

215

,

м3/ч ·м

1,06

0,86

0,9

0,34

0,35

0,11

0,12

0,23

0,24


м3/ч.


Определение удельных путевых расходов газа для участков сети низкого давления


При определении удельных путевых расходов газа на участках сети необходимо учитывать односторонний и двухсторонний разбор газа в кварталах. Для окольцованных кварталов этот объем подачи газа определяется по удельным расходам в кольцах (контурах), в которые заключены кварталы, а удельный расход газа на прилегающие площади прибавляется целиком к удельному путевому расходу газа на участке сети, к которому прилегает данная площадь.

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м;

м3/ч*м.

м3/ч*м.

м3/ч*м.

Определение путевых расходов газа для участков сети низкого давления

Общие путевые расходы газа для участков сети рассчитываются по формуле:


,


где – длина рассчитываемого участка, м;

удельный путевой расход газа для рассчитываемого участка, м3/ч·м.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Определение транзитного расхода газа на участках сети низкого давления

Транзитный расход газа на рассчитываемом участке равен сумме путевых расходов всех участков, последующих за рассчитываемым.

На концевых участках и участках, заканчивающихся точкой встречи, транзитный расход равен нулю.

Определение расчетного расхода газа на участках сети низкого давления

Расчетные расходы газа на участках сети определяются по формуле:


,


где – транзитный расход газа на рассчитываемом участке, м3/ч;

общий путевой расход газа на рассчитываемом участке, м3/ч.

Результаты вычислений сводим в таблицу 5.


Таблица 5

«Часовые расходы газа на участках сети низкого давления»

уч-ка

L, м

gп,

м3/чм

Часовые расходы, м3





1

2

3

4

5

6

7

0-1

30

0,35

10,5

5,3

915,5

920,8

1-2

70

0,35

24,5

12,3

664,7

677

2-3

150

1,25

187,5

93,8

477,2

571

3-4

65

1,21

78,7

39,4

398,5

437,9

4-5

130

1,2

156

78

242,5

320,5

5-6

125

1,4

175

87,5

67,5

155

6-7

145

0,34

49,3

24,7

18,2

42,9

7-А

165

0,11

18,2

9,1

-

9,1

А-8

70

0,11

7,7

3,9

-

3,9

8-9

255

0,34

86,7

43,4

7,7

51,1

9-10

215

0,36

77,4

38,7

94,4

133,1

10-11

235

0,12

28,2

14,1

171,8

185,9

11-1

75

0,35

26,3

13,2

200

213,2






В конце вычислений определяем суммарный часовой расход газа, выходящего из ГРП (ΣQруч, м3/ч), и сравниваем его с суммарным часовым расходом газа для жилых кварталов (ΣQркв, м3/ч), используя формулу:

такая точность считается приемлемой.

Определение среднего гидравлического уклона

Перед определением среднего гидравлического уклона необходимо выделить основные питающие контуры сети низкого давления, а затем вычислить средние гидравлические уклоны основных питающих контуров по формуле:


,


где 0,9 – доля расчетного перепада, теряемого на трение;

Pр – перепад давления от ГРП до потребителя, ∆Pр = 1200 Па;

lпк – длина питающего контура, расстояние от ГРП до концевой точки, м.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.


Таблица 6

«Средние гидравлические уклоны для полукольцевых направлений»

Направление

I

lпк, м

880

, Па/м

1, 2


lпк = l0-1 + l1-2 + l2-3 + l3-4 + l4-5 + l5-6 + l6-7 + l7-А = 30+70+150+65+130+125+145+165=880 м.

Па/м.



Газодинамический расчет сети низкого давления


По номограмме выбирается диаметр первого по контуру от ГРП газопровода. Далее по сортаменту выбирается два значения диаметров газопровода. При этом для первой половины участков питающего контура выбирается меньшее значение, для второй половины – большее.


,


где lуч — длина рассчитываемого участка, м.

Затем определяем давление в конце рассчитываемого участка питающего контура по формуле:


Pк = Pн – 1,1∙ ,


где Pн – давление на выходе из ГРП, его следует принять равным 3000 Па (по СНиП 2.04.08-87);

1,1 – коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений.

Для последующего участка питающего контура Pн принимается равным Pк предыдущего участка.

На последнем участке питающего контура диаметры выбираются по максимально возможному значению газодинамического уклона, выраженного через , по формуле:



где ∆Pр = 1200 Па;

сумма потерь давления по направлению от ГРП до начала последнего участка.

Для каждого кольца сети находится газодинамическая навязка по формуле:



где ∑∆P — алгебраическая сумма потерь давления в кольце; потери давления считаются положительными для участков с движением газа по часовой стрелке и отрицательными — против часовой стрелки;

сумма абсолютных значений потерь давления на участках кольца.

Допускаемая невязка в кольце до 10%. Для колец с невязкой до 10% расчет считается законченным, для колец с невязкой более 10% производится газодинамическая увязка.

Конечное давление Pк на последнем участке питающего контура и в конце любого тупикового участка должно быть не более 2040 Па и не менее 1800 Па, то есть 1800 Па ≤ Pк ≤ 2040 Па.

Результаты вычислений сводятся в таблицу 7.


Таблица 7

«Газодинамический расчет сети низкого давления»

Кольцо

направ-

ление





Участок



Длина

участка

lуч, м





,

м3





,

Па/м








Потери давления на участке



Невязка



Па / %

Давление

в конце

участка

Pк , Па

,

Па/м

,

Па

,

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12






1 пк =

= 880

0-1

30

920,8

1,2

273×7

0,8

26,7

29,4


2970,6

1-2

70

677

219×5

1,35

105

115,5

2855,1

2-3

150

571

219×5

0,95

158,3

174,1

2681

3-4

65

437,9

219×5

0,55

39,7

43,7

2637,3

4-5

130

320,5

219×5

0,3

39

42,9

2594,4

5-6

125

155

133×4

1

138,9

152,8

2441,6

6-7

145

42,9

76×3

1,4

225,6

248,2

2193,4

7-А

165

9,1

49×3,5

1,35

247,5

272,3

1921,1


=980,7

=1078,9







2 пк

А-8

70

3,9

1,2

38×3

0,8

62,2

68,4

5,9%

1826,3

8-9

255

51,1

88,5×4

1,2

340

374

1894,7

9-10

215

133,1

133×4

0,7

150,5

165,6

2268,7

10-11

235

185,9

133×4

1,42

370,8

407,9

2434,3

11-1

75

213,2

140×4,5

1,4

116,7

128,4

2842,2


=1040,2

=1144,3


Газодинамический расчет однокольцевой газовой сети высокого(среднего) давления


При расчете кольцевых сетей высокого (среднего) давления необходимо оставлять резерв давления для увеличения пропускной способности системы при аварийных газодинамических режимах. Принятый резерв проверяется расчетом при возникновении наиболее неблагоприятных аварийных ситуаций. Такие режимы обычно возникают при выключении головных участков сети.

Для однокольцевого газопровода аварийных режимов, подлежащих расчету, два: при выключении головных участков слева и справа от точки питания. Так как при выключении головных участков однокольцевой газопровод превращается в тупиковый, поэтому диаметр кольца определяется из расчета аварийного газодинамического режима при лимитированном газоснабжении для тупиковой линии.

Предварительный расчет диаметра кольца газопровода

Предварительный диаметр кольца газопроводов определяется по следующим приближенным зависимостям:



где — расчетный расход газа для сети высокого давления, м3/ч;

расчетный расход газа потребителями, м3/ч;

коэффициент обеспеченности для всех потребителей;

абсолютные давления газа в начале и в конце сети, кПа2;

1,1— коэффициент, учитывающий местные сопротивления;

протяжённость кольца, м;

0,59 — коэффициент, зависящий от соотношения между путевым и транзитным расходами и числа потребителей, составляющих путевую нагрузку.

По номограмме (приложение 9) выбирается диаметр кольца газопроводов. Целесообразно принимать постоянный диаметр для кольца газопроводов. Если такой диаметр подобрать не удается, то для участков газопроводов, расположенных диаметрально противоположно точке питания, следует выбирать трубы меньшего диаметра, но не менее чем 0,75 диаметра головного участка.


Газодинамический расчет аварийных режимов однокольцевой газовой сети


Выполняются два варианта газодинамического расчета аварийных режимов при выключенных головных участках слева и справа от точки питания (например: участок-n, участок-m). Приведенный ниже порядок расчета проводится для каждого из двух вариантов аварийных режимов.

Расчетный расход газа для каждого участка кольца газопроводов при аварийных режимах определяется по следующей формуле:


,


где Qуч — расчетный расход газа на рассматриваемом участке, м3/ч.

По выбранному диаметру кольца газопроводов и по расчетному расходу газа по номограмме (приложение 9) определяются квадратичные потери давления на каждых 100 м рассматриваемого участка.


(кПа2).



Квадратичные потери давления для всего участка определяются по следующей формуле:


,


где Lу - длина рассчитываемого направления, м;

1,1-коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений;

Результаты вычислений сводятся в таблицу 8.


Таблица 8

«Результаты газодинамического расчета аварийных режимов»

Показатели участка





,

кПа2





,

кПа2

уч-ка




Длина

участка

lуч, м

,

м3





Отказал участок 0-7

0-1

133х4

650

3100,5

6700

47905

1-2

133х4

250

3036

6250

17188

2-3

133х4

400

2690,2

4700

20680

3-4

114х4

10

1998,7

9170

1009

4-5

114х4

300

1968,7

8340

27522

5-6

114х4

280

1862,9

6670

20544

6-7

114х4

300

1740,6

5833

19249


=154097



Отказал участок 0-1

0-7

114х4

200

3100,5

17500

3850

7-6

114х4

300

1359,7

3600

11880

6-5

114х4

280

1237,4

3300

10164

5-4

114х4

300

1131,6

3000

9900

4-3

114х4

10

1101,6

2600

286

3-2

133х4

400

410,1

142

625

2-1

133х4

250

64,3

1

3


=71358





Диаметры участков кольца газопроводов в процессе расчета корректируем таким образом, чтобы давление газа у последнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого значения.

Для всех ответвлений рассчитываем диаметры газопроводов с подачей им:


,


где – расчетно-часовой расход газа на рассматриваемом ответвлении, м3/ч.

Давление вначале рассматриваемого ответвления определяется исходя из следующей формулы:


,


где – давление вначале рассматриваемого ответвления, кПа;

абсолютное давление газа (начальное давление газа после ГРП), кПа2;

сумма потерь давления на участках кольца газопроводов, расположенных до точки подключения рассматриваемого ответвления к кольцу.

Затем определяем допустимые потери квадрата давления на 100м рассматриваемого ответвления по формуле


,


где – длина рассматриваемого ответвления, м;

По номограмме выбираем диаметр ответвления и действительное значение потерь давления на 100м.

Потери квадрата давления на всем ответвлении вычисляются по формуле:


,


где – действительное значение потерь давления на 100м, кПа2.

Давление в конце ответвления вычисляется по следующей формуле:


.


Результаты вычислений сводим в таблицу 9.


Таблица 9

«Результаты газодинамического расчета ответвлений при аварийных режимах»

Отв-я



, м3



, м






,

кПа2



,

кПа2



,

кПа



,

кПа

Отказал участок 0-7

1

64,5

70

38×3

4 000

3080

559

556

2

345,8

90

38×3

100 000

99000

543

443

3

691,5

50

57×3

35 000

19250

524

505

4

30

120

38×3

2 300

3036

523

520

5

1740,6

100

70×3

70 000

77000

496

411

6

122,3

110

38×3

14 000

16940

475

457

7

105,8

90

38×3

10 000

9900

454

443

Отказал участок 0-1

7

105,8

90

38×3

10 000

9900

567

558

6

122,3

110

38×3

14 000

16940

556

541

5

1740,6

100

70×3

70 000

77000

547

471

4

30

120

38×3

2 300

3036

538

535

3

691,5

50

57×3

35 000

19250

538

520

2

345,8

90

38×3

100 000

99000

537

435

1

64,5

70

38×3

4 000

3080

537

534






6. Распределение потоков при нормальном газодинамическом режиме


Расчет распределения потоков при нормальном газодинамическом режиме производим в следующей последовательности:

Сначала задаем предварительное распределение потоков, при этом для каждого узла должен соблюдаться первый закон Кирхгофа, а именно: алгебраическая сумма всех потоков газа, сходящихся в узле, включая узловые расходы, равна нулю. Потокам, подходящим к узлу, присваивается знак «+», а выходящим из узла – знак «-». Затем в одном из узлов ответвления (например, узел f) принимается точка схода потоков газа. Точка схода принимается с учетом равномерного распределения нагрузки по обеим ветвям кольца газопроводов. Далее, двигаясь от точки схода против потока газа по каждой ветви кольца, определяем расчетные расходы газа для всех участков кольца газопроводов, принимая для одной ветви расходы газа положительными, а для другой – отрицательными. Расчетные расходы газа на участках, расположенных непосредственно перед точкой схода, определяем путем деления расчетного расхода газа в ответвлении f на две части, которые могут быть не равны между собой.

По известным диаметрам и расходам газа по номограмме находим потери давления на 100 м длины для всех участков и далее – потери на участках.

Все расчеты сводим в таблицу 10.


Таблица 10

«Результаты расчетов потоков распределения при нормальном газодинамическом режиме сети»

Показатели участков

Предварительное

распределение потоков

Окончательное

распределение потоков

dн х s,

мм

Lуч,

м

Qуч,

м3

2н–Р2к), кПа2

2н–Р2к)у, кПа2

2н–Р2к)у/ Qуч

Qуч,

м3

2н–Р2к), кПа2

2н–Р2к)у, кПа2

1,1 *(Р2н–Р2к)у


0-1

133х4

650

2067

3500

25025

12,1

1775

2400

17160

18876

1-2

133х4

250

1981

3400

9350

4,7

1689

2300

6325

6958

2-3

133х4

400

1520

1800

7920

5,2

1228

1200

5280

5808

3-4

114х4

10

598

680

75

0,1

306

225

25

28

4-5

114х4

300

558

600

1980

3,5

266

180

594

653

5-6

114х4

280

417

400

1232

3,0

125

36

111

122

6-7

114х4

300

254

165

545

2,1

38

10

-33

36

7-0

114х4

200

2067

10000

-22000

10,6

2359

12000

-26400

29040

=24127


=41,3


=3062






Затем определяем невязку потерь квадрата давления в кольце газопроводов:


.


Определяем ошибку потокораспределения в кольце газопроводов: