Газоснабжение

Таблица 8Ориентировочные удельные потери давления на участках сети№ГРПОсновные направления

Удельный путевой расход газа, м3/ч.п.м.dн х SΔP/l (практ)

Квартал 1 — 20,38 333,5×3,20,42Квартал 3 — 50,38 333,5×3,20,43Квартал 7 — 80,38 333,5×3,20,44Квартал 4 — 60,38 333,5×3,20,45Квартал 9 — 100,23 533,5×3,20,46Квартал 14−15−16−170,23 326,8×2,80,257Квартал 11−12−130,30 626,8×2,80,228Квартал 18−19−20−210,12 826,8×2,80,2Потери давления на участке сети определяем по формуле:(3.11)Далеенайдем ошибку при расчете, которая не должна превышать 10% по формуле 3.

12.Результаты расчетоввнесли в таблицу 9.(3.12)3.4Гидравлическая увязка газопроводов сети низкого давления

Для окончательной гидравлической увязки используем следующие формулы (3.13 — 3.16) Поправочный расход, м3/ч:(3.13) — поправка первого порядка, м3/ч;(3.14) — поправка второго порядка, м /ч.(3.15)Окончательный расчетный расход:(3.16)где ΔQ=ΔQк -ΔQс.к, — поправочный расход на участке, м3/чΔQс.к — поправочный расход соседнего кольца (прибавляется к расходу на участке с противоположным знаком) м3/ч.По новому расчетному расходу и диаметру определяем потери давления газа на участках сети. Ошибку определяем повторно. Ввиду малого различия в расходах на участках новые потери давления на участках рассчитываются аналитически пропорционально изменению отношения расхода газа в степени 1,8, т. е. (Qр/Q)1,8, где Qр — новый расход газа, Q — расход газа полученный при предварительном расчете. Так как определенные по номограмме типы труб с соответствующими диаметрами практически удовлетворяют условиям по потерям давления и пропускной способности, а также так как ошибка составляет 8,6%, то проведение уточняющего расчета в данном случае не требуется.

3.5Гидравлический расчет магистральных газопроводов высокого или среднего давления (ГВД и ГСД)3.

5.1 Аварийные режимы работы ГСД и ГВДНа генплане района города отметили закольцованные газопроводы высокого или среднего давления с длиной ответвлений от кольцевого газопровода не более 200 м для повышения надежности газовых сетей. К газопроводу высокого или среднего давления подключили все промышленные предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы, районные или квартальные котельные, ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).Произведемгидравлический расчет магистральных газопроводов для двух аварийных и нормального режимов потребления газа. Начальное давление газа принимается по заданию Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно составлять 200 — 250 кПа. Примем, что отказал участок, обслуживаемый ГРП-1, а также участок, обслуживаемый ГРП-3. Выбор сделан в пользу указанных участков, так как на их территории располагаются котельные, обслуживающие, соответственно, первый и второй районы города (осуществление горячего водоснабжения и отопления).Примем, что при отказе газораспределительного оборудования на ГРП-1 или ГРП-3 возможность транзита газа по трубопроводу оставшимся потребителям сохраняется. Определение аварийного расхода газа производится по формуле 3.17:(3.17)где — аварийный расход газа по магистральному кольцевомугазопроводу, м3/час;

— расход i-потребителей газа, м3/час;kоб, iкоэффициент обеспеченностиi-потребителя газа (для бытовых потребителей (ГРП) примем равным 0,7, для отопительно-производственных котельных — 0,5,для промышленных предприятий — 0,7). Принятие данных коэффициентов обусловлено возможностью ближайших к месту ГРП распределять газ для потребителей в аварийном режиме. Следовательно, при отказе ГРП-1, обеспечивающей на 50% газоснабжение котельной района № 1 (отопление, горячее водоснабжение и вентиляция), а также промышленного предприятия № 1 и при неизменном потреблении газа на оставшихся ГРП, общий расход потребителей газа составит:

м3/час.При отказе ГРП-3, обеспечивающей на 50% газоснабжение котельной района № 2 (отопление, горячее водоснабжение и вентиляция) при неизменном потреблении газа на оставшихся ГРП, общий расход потребителей газа составит: получим:

м3/час.Среднеквадратичную потерю давления газа по кольцу определяем по формуле:(3.18)где Рн, Рк — соответственно, начальное и конечное давление газа, кПа; lррасчетная длина кольцевого газопровода, м (принимается с учетом 10% потерь давления газа в местных сопротивлениях по формуле:

1р=1,1.1ф (3.19)1р=1,1.7425 = 8167,5кПа2/м.По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого или среднего давления по Qaви Асропределяем предварительные диаметры кольцевого газопровода. Получилиd = 45 мм, lэкв = 2 м. Первый аварийный режим, когда отключен головной участок магистрального газопровода слева от источника газоснабжения (ГРС), второй аварийный режим — когда отключен участок газопровода справа от ГРС. Давление газа в трубопроводе на первом участке при отказе ГРП-1 пропорционально значению его потребления. Если общие потери давления составляют:

Р = Рн — Рк (3.21)Р = 450 — 150 = 300 кПаСредствами MSExcel рассчитаем конечные давления газа на участках 1−8 формуле 3.20:Рк + 50 кПа = 150 + 50 = 200 кПа (3.20)где Рн — начальное давление газа на участке, кПа;Конечное давление газа для данного участка газопровода равно начальному давлению газа следующего участка. Результаты расчетов свели в таблицу 10. Полученные данные удовлетворяют поставленному условию.

3.5. 2 Нормальные режимы работы ГСД и ГВДРасcчитаемпотокораспределение при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления. Задаем предварительную точку схода исходя из двух условий:

1) расходы газа по левой и правой ветвям должны быть примерно равны между собой;

2) длина газопроводов по обеим ветвям должны быть также равнозначными. Находим расчетные расходы на всех участках, суммируя по каждой ветви кольца узловые расходы. Определяем удельные потери давления на участках по номограмме. Находим потери давления на каждом из участков. Расчеты сводим в таблицу 11. В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем невязку в кольце по формуле:<10%(3.21)Значения потери давлений для участков газопроводов, определенные по номограмме, привели в таблице 12. Так как ошибка составляет 8,65%, то проведение уточняющего расчета в данном случае не требуется. Невязка по давлению не превышает 10%.Произведем расчет ответвлений. По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого давления для известного расхода газа и потери давления на участке находим ближайший диаметр газопровода, равный, как и у основного кольца, 45 мм. Начальное давление газа на участке ответвления принимается равным конечному давлению газа на участке для аварийных режимов движения потоков газообразного топлива. Расчетные данные вносим в таблицу 11. Таблица 9Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давленияNУчастки кольца

Предварительное распределение расходов

Окончательное распределение расходов

УзлыСмежные кольцаl, мDh*S, ммQ, м3/чΔР/1, Па/мΔР, ПаΔР/Q, Па*ч/м3Qk, м3/чΔQ, м3/чQP, м3/ч (Qp/Q)18ΔР, Па1.1 * ΔР, Па123 456 789 101 112 123 719 680−2 239 833,5×3,2288,290,389 103,16—288,291 959,21055,12 223−4 239 833,5×3,2576,580,389 101,58—576,581 959,21055,12 335−6 239 833,5×3,2864,860,389 101,05—864,861 959,21055,12 447−8 239 833,5×3,21 153,150,389 100,79—1153,151 959,21055,12 559−10 239 833,5×3,21 785,850,389 100,51—1785,851 959,21055,126 611−13 350 826,8×2,82 325,340,269 100,39—2325,341 877 964,77714−17 432 826,8×2,82 579,440,219 100,35—2579,441 952,161047,3 768 818−21 492 226,8×2,81 785,850,189 100,51—1785,851 984,41082,84Таблица 10 Результаты гидравлического расчета аварийных режимов сети высокого давления

Отказал участок 1−2 (ГРП-1) *Отказал участок 1−8(ГРП-3)**Показатели участка

Показатели участка№dh x S, ммly, мQy, м3/чРн, ПаРн2 — Рк2, Па2(Рн2 — Рк2)/L, Па2/м№dh x S, ммly, мQy, м3/чРн, ПаРн2 — Рк2, Па2(Рн2 — Рк2)/L, Па2/м12 345 678 910 111 213 378 600 960,920423,6 922 990,6728,741 458 005,92368,8 466 460,0583,827 501,205407,1 713 721,7018,3 027 501,21352,3 211 910,0115,8 838 002,9405366,8 731 194,6138,9 938 000,86340,538 166,5010,2 149 000,822355,608 139,339,449 000,82329,277 545,958,38 511 500,938342,758 977,847,81 511 500,94316,418 300,727,22 611 203,5795293,6 931 222,8527,88 611 203,58267,3 528 638,9025,5 777 500,62285,194 918,986,5 677 500,62258,864 471,425,96 812 505,862204,8 539 370,7131,50 812 505,86198,5 135 139,0928,11∑(Рн2 — Рк2)=160 536,70Па2/м∑ (РН2 — РК2)=170 632,64Па2/мРн = 204,85 ПаРн = 198,51 200 ПаТаблица 11Потокораспределение при нормальном гидравлическом режиме

Показатели участка

Предварительное распределение

Итоговое распределение№dh x S, ммLy, мQy, м3/чРн, ПаРн2 — Рк2, Па2(Рн2 — Рк2)/L, Па2/м (Рн2 — Рк2)/ QyПа2. ч/ м3Qy, м3/чРн, Па (Рн2 — Рк2)/L, Па2/мРн2 — Рк2, Па2(Рн2 — Рк2)/ QyПа2. ч/ м3 123 456 789 101 112 190 828 544,92368,8 466 460,0583,811 222,575,92 368,8466460,0583,811 222,5727501,21 352,3211910,0115,889 883,821,21 352,3211910,0115,889 883,8238002,94 312,0226773,6333,479 105,132,94 312,0226773,6333,479 105,1349000,82 300,756903,477,678 398,380,82 300,756903,477,678 398,38511500,94 287,907567,576,588 067,780,94 287,907567,576,588 067,78611203,58 238,8425841,1423,77 219,203,58 238,8425841,1423,77 219,2077500,62 230,343986,835,326 430,370,62 230,343986,835,326 430,37812505,86 150,0030557,3124,455 212,785,86 150,0030557,3124,455 212,789Сумма752 021,9180000,199,5121,9 180 000,00199,51Таблица 12Потокораспределение при нормальном гидравлическом режиме12 345 6789Qy, м3/ч5,921,212,940,820,943,580,625,86(Рн2 — Рк2)/L, Па2/м82,08,510,06,27,0135,075ЗАКЛЮЧЕНИЕПодведем итоги проделанной работы.

1. Рассматриваемый населенный пункт разделен на три района В первом районе отопление и горячее водоснабжение 100% жилых и общественных зданий централизованное от — от ТЭЦ. Во втором — отопление всех зданий централизованное от ТЭЦ. Часть жилых зданий имеет децентрализованное горячее водоснабжение (ГВ) от проточных газовых водонагревателей, часть зданий района — централизованное горячее водоснабжение от ТЭЦ и РТС. В третьем районе отопление децентрализованное от газовых отопительных агрегатов или печей периодического действия, работающих на газе. Горячее водоснабжения отсутствует. Газоснобжение осуществляется по всем трем районам. К сосредоточенным потребителям газа городской сети, имеющим на входе высокое (среднее) давление газа, относятся хлебозаводы, ГРП сетей низкого давления, три промышленных предприятия и районные котельные. Газопроводы являются важным элементом системы газоснабжения, так как на сооружение их затрачивается 70−80% всех капитальных вложений. При этом из общей протяженности газопроводов 80% составляют газопроводы низкого давления и 20% -газопроводы среднего и высокого давления. В данном курсовом проекте для города населением около 50 тыс. человек проектируется двухступенчатая газопроводная система сетей низкого и среднего или низкого и высокого (до 0,6 МПа) давления. Основным мероприятием по эксплуаиации газопроводов является защита трубопроводов от коррозии. Кроме того, подземные газопроводы имеют противокоррозионные защитные покрытия.

Они должны противостоять продолжительному и периодическому смачиванию и высушиванию, обладать низким водопоглащением, быть химически стойкими и обладать высоким переходным сопротивлением. Газообразное топливо — природный газ, который представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащий некоторое количество примесей. К горючим газам относят углеводороды, водород и оксид углерода. Негорючие компоненты — это азот, диоксид углерода и кислород. Они составляют балласт газообразного топлива. К примесям относят водяные пары, сероводород, пыль. Низшаятеплоту сгорания, рассчитанная для природного газа согласно условию проекта составляет 36 265,2 кДж/м3.В таблице 4 сведены данные по потреблению газа населением города. В таблице 5 приведены годовые и максимальные часовые расходы газа городом. Сеть низкого давления сконструирована из условия экономичности с соблюдением требований надежности с условием кольцевания основных газопроводов, в том числе связывающих источники питания по низкому давлению. Расчетное количество ГРП составляет 4 шт. для первого района,

3 шт. для третьего и 1 для первого. В таблице 6 приведены удельные путевые расходы для всех питающих контуров сети. В таблице 7 приведены расчетных расходов газа для участков сети. В таблице 9 приведены результаты гидравлического расчета кольцевой сети низкого давления. В таблицах10 и 11 соответственноприведены результаты гидравлического расчета аварийных и нормальных режимов потребления газа для сети высокого давления. В целом, задачи, поставленные в начале работы можно считать выполненными. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫИонин А.А., Жила В. А. Газоснабжение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб.

и доп. — М.: Стройиздат, 2011. — 440 с. Газовые сети и установки. Учебное пособие для сред.

проф. образования / Жила В. А., М. А. Ушаков, О. Н. Брюханов. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 272с. Жила В. А. Маркевич

Ю.Г.Задание и методические указания к выполнению курсового проекта"Газоснабжение города"для студентов специальности 270 109 ТГВ. — М.: МГСУ, 2011. — 47 с. Свод правил по проектированию и строительству. СП 42−101−2003

Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. СНиП 42−01−2002

Газораспределительные системы. Методические указания к заданиям для практических занятий по газоснабжению для студентов специальность 2907 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна"/ А. А. Ионин, В. А. Жила и др. — М: МГСУ, 1994 -45 с. СНиП 41−01−2003

Отопление, вентиляция и кондиционирование. СНиП 41−02−2003

Тепловые сети