Газоснабжение района города

5 а, б, в) обычно состоят из одного кольца с несколькими отводами к ГРП и сосредоточенным потребителям. Такую сеть разбивают на две илинесколько частей и каждую рассчитывают отдельно как тупиковую сеть. Ответственные кольцевые сети среднего и высокого давлений разделяются задвижками на несколько секций; в случае аварии поврежденную секцию можно отключить от остального кольца. Расчет кольца производится на 3 режима: один нормальный и два аварийных. При аварийных режимах предполагается, что выключаются крайние секции, и движение газа по кольцу происходит в одном направлении: при одном режиме — по часовой стрелке, при другом — против часовой стрелки и при уменьшенных нагрузках. Ввиду кратковременности аварийных ситуаций следует допускать снижение качества системы при отказах её элементов. Снижение качества оценивается коэффициентом о6еспеченности, который зависит от категории потребителей. Таким образом, количество газа, подаваемого потребителям при аварийном гидравлическом режиме, не должно быть меньше, (47)Диаметры сети принимаются максимальными из 2 аварийных режимов. После этого рассчитывают сеть по полукольцам при полныхрасчетных нагрузках. Потребители газа высокого и среднего давления всегда сосредоточенные, и расходы газа по участкам определяются как для обычной тупиковой сети суммированием расходов по участкам.II.

4.1. 4 Гидравлический расчёт сетей низкого давления

Городские сети низкого давления, распределяющие газ по всей территории застройки к бытовым и мелким коммунальным предприятиям, представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец, которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям (рис.

5, в). При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП), и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть, затем внутриквартальную разводку. Задача проектировщика заключается в том, чтобы выбрать наилучший вариант движения потоков газа и так подобрать диаметры сети, чтобы добиться намеченного распределения потоков. Направления движения потоков газа выбирают так, чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираются, начиная от точки питания к периферии. При таком порядке выбора легче избежать возможности ошибок. В результате выявляются нулевые точки — конечные точки встречи потоков газа, идущих по разным направлениям (т.3, 14 на рис.

5, в). При этом в сложных схемах имеются спорные участки, на которых движение газа можно принять как в одном, так и обратном направлении (в обоих случаях расстояние подачи газа будет одинаково): участки 2 — 4, 13 — 12 и т. д.Пути движения транзитных потоков газа выбирают так, чтобы, соблюдая первое условие, одновременно добиваться как можно более равномерного распределения потоков газа по всем направлениям. На расчетной схеме показывают «отcечки» — точки, через которые транзитные расходы газа не проходят. Необходимо также учитывать возможность увязки сети. Например, на схеме рис. 5, в на участках 2−4, 13−12 давления с каждой стороны участка при любом направлении движения газа оказываются почти одинаковыми, поэтому эти участки пришлось разбить на две части с осечкой в серединах участков. Таким образом, происходит окончательное разделение кольцевой сети на несколько тупиковых. При расчете каждой такой сети вначале рассчитываются самые длинные направления от ГРП и нулевым точкам. Дальнейший расчет производится в следующей последовательности:

Методика расчета: Вычертить отдельно расчетную схему сети низкого давления и разбить ее на участки. Участки и кольца пронумеровать. Выбрать и показать стрелками на расчетной схеме желаемые направления движения потоков газа по участкам и наметить точки схода потоков с установкой на них отсечек, обозначающих, что газ через них не проходит. Определить расчетные длины участков: lр/ =1,1lф, (48) где lф — длина участка, м;коэффициент, учитывающий потерю давления в местных сопротивлениях, составляющих 10% от потерь на трение. Суммированием длин участков найти общую расчетную длину сети ∑lр/. По выбранные направлениям в соответствии с методикой [6,9] рассчитать расходы газа сети низкого давления. Вычисления расходов ведут от нулевых точек к источникам питания сети, т. е. против направления движения газа. Удельный расход газа по формуле: м3/чм (49) где V — суммарный расчетный расход газа в кольце;

— суммарная длина питающего контура, м. Если рассчитываемый участок газовой сети является одновременно составной частью двух колец или кольца и не закольцованной территории, то для определения путевого расхода данного участка берется сумма удельных расходов территорий или колец перемыкающих к данному участку, м3/чм (50) Приняв направление движения потоков газа и назначив точки встречи потоков газа, определить путевые, эквивалентные и расчетные расходы газа для всех участков сети, формулы (40−46). Результаты расчетов сводим в таблицу 15. Наметить главное направление потока газа (самое длинное направление от ГРП до нулевой точки) и определить его величину фактическую и расчетную. Расчетная длина служит для определения потерь давления в газопроводах. Определить допустимые удельные потери давления в сети по расчетному направлению, средний гидравлический уклон: Па/м (51) где ΔРдоп — допустимый расчетный перепад давления в распределительных сетях низкого давления определяется согласно Приложения 12, Па; - самое длинное направление от ГРП до нулевой точки (конца движения потока), м. По номограмме Приложение 9 для определения потерь давления в газопроводах низкого давления подобрать диаметры участков сети низкого давления dн х S мм, в зависимости от расчетного расхода газа QР, на участках и допустимых удельных потерь давления Rср. Диаметры сети подбирают так, чтобы при расчетных расходах газа действительные удельные падения давления газа на участках Rучi были как можно ближе к допустимым удельным потерям давления (среднему удельному падению давления по расчетному направлению).

Расчетные длины участков определяем: с учетом потерь давления в местных сопротивлениях и подсчитываем суммарную расчетную длину направления 1 от ГРП до нулевой точки (либо конечного потребителя).Среднюю удельную потерю давления на рассчитываемом направлении 1 определяем по формуле (51). Расчетный перепад давления в сетях низкого давления принимаем по Приложению 12. Диаметры участков сети подбираем по номограмме Приложению 10. Диаметры участков принимаем такие, которые при расчетных расходах газа имеют значение, наиболее близкое к значению. Причем минимальный диаметр подземного газопровода равен 50 мм. Значения, соответствующие выбранному диаметру, записываем таблицу 16. Давление в узлах схемы определяется, (52)где — давление на выходе из ГРП (или в начале участка), Па; - падение давления на участке, Па. Чтобы сеть работала при принятом на расчетной схеме распределении потоков газа, потери давления по всем направлениям должны быть равны (допускается невязка до 10%). Если расхождения окажутся большими, необходимо скорректировать распределение транзитных расходов и пересчитать (увязать) сеть. Затем производится расчет перемычек, т. е. участков, не попавших в основные направления.

Эти участки рассчитываются по разнице давлений на концах участка, далее определяется, (53)а затем по номограмме при известном и подбирается диаметр участка. После этого расчёт сети считается оконченным. После расчета кольцевой сети произвести расчет тупиковых газопроводов (если они имеются) и проверить степень использования расчетного перепада в сети по основным направлениям. Результаты гидравлического расчета кольцевой сети низкого давления необходимо свести в таблицу 16Таблица 15Расчетные расходы газа СНДНомер участка

Длина по плану Разбор газа

Расчётная длина Удельный расход газа

Расход газа на участке, м3/чГРП-11−21 200

Односторонний13 200.

43 561 788 005 342−3600

Односторонний6601.

6 712 356 142 410 683−41 600

Двухсторонний17 600.

6 712 356 142 410 684−1800

Односторонний8800.

63 561 783 565 342−5400

Односторонний4404.

81 422 711 106 821 328−4200

Односторонний2209.

7 142 271 110 682 133ГРП-21−21 800

Односторонний19 800.

7 889 444.

588 913 342−31 800

Односторонний19 800.

7 889 444.

588 913 343−4500

Односторонний5504.

91 779 889.

5 266 826 694−21 000

Односторонний11 002.

41 779 889.

5 266 826 694−1500

Односторонний5504.

91 779 889.

526 682 669ГРП-34−1500

Односторонний5504.

91 779 889.

5 266 826 691−2400

Односторонний4400.

26 934.

5 691 042−3450

Односторонний4950.

413 969.

52 082 093;6350

Односторонний3850.

513 969.

52 082 096;7200

Двухсторонний2201.

4 209 104.

54 183 141−7150

Двухсторонний1651.

9 209 104.

54 183 141−51 100

Односторонний12 100.

213 969.

52 082 095;6400

Односторонний4401.

279 139.

54 184 194−51 300

Односторонний14 300.

113 969.

5 139 209ГРП-41−2400

Односторонний4401.

85 342 675 348 012−3150

Односторонний1657.

3 802 401 133 612 033;11100

Односторонний12 100.

Таблица 16Гидравлический расчёт СНДНомер участка

Длина участка

Среднее удельное падение давления Расчётный расход газа Диаметр Падение давления, ПаДавление в узле Действительная Расчётная на 1 м hна участке h*lpГРП-120 001−2 120 013 200,45534273×70,4 559 412 742−36 006 600,31068325×80,319 816 703−4 160 017 600,31068325×80,352 811 424−18 008 800,15534325×80,1 513 211 422−54 004 400,32133426×90,313 218 685−42 002 200,32133426×90,3 661 802ГРП-220 001−2 180 019 800,221334426×90,2 243 613 662−3 180 019 800,221334426×90,2 243 614 653−45 005 500,182669530×70,189 919 014−2 100 011 000,182669530×70,1 819 818 024−15 005 500,182669530×70,18 991 901ГРП-320 004−15 005 500,182669530×70,189 916 081−24 004 400,3104140×4,50,313 217 072−34 504 950,12209273×70,125 918 393−63 503 850,12209273×70,124 618 996−72 002 200,25314273×70,255 519 451−71 501 650,25314273×70,252 019 801−5 110 012 100,12209273×70,1 214 516 245−64 004 400,48419273×70,4 821 117 694−5 130 014 300,12209273×70,121 721 597ГРП-420 001−24 004 400,2801325×80,28 818 722−31 501 650,241203325×80,244 019 603−1 110 012 100,2801325×80,2 242 1758II.

4.1. 5 Гидравлический расчет сети высокого (среднего) давления

Расчет ведут в следующей последовательности.

1.Расходы газа потребителями уже вычислены, данные таблицы 13,14. Давление газа на выходе из ГРС принимается 0,6 МПа. Давление перед конечными потребителями принимается равным минимально допустимому для данной ступени давления. Намечаем направление движения газа по сети и определяем резервирующую перемычку — это будет участок, лежащий на противоположном конце кольца относительно ГРС.

2.Определяем по возможности равновеликий диаметр кольца по зависимостям, (54), (55)где — расчетный расход газа по кольцу, м3/ч; - коэффициент обеспеченности потребителя газом при аварийной ситуации (табл. 17); - расчетные расходы газа потребителями, м3/ч.Таблица 17Значения коэффициентов обеспеченности газом при аварийной ситуации, для промышленных предприятий

ПотребителиКоэффициент обеспеченности газом 1. ГРП0.82−0.

852. Хлебозавод0.

63. Котельная0.

7−0.

754. Прачечная0.

65. Бани0.

66. ТЭЦ, РОК0.5*7.Больница0,67. Промышленные предприятия0.

7−0.

98. Мясокомбинат0.

79. Автохозяйство0.

5* - при наличии резервного топлива. Из номограммы Приложение 10 по и принимают диаметр по кольцу. Если не удается подобрать равновеликий диаметр, то следует принять два диаметра: больший на головных и меньший на хвостовых участках. Протяженность каждого из них по кольцу должна быть обратно пропорциональна расстоянию по вертикали от точки пересечения до диаметров.

3.Рассчитывают аварийные режимы при выключенном головном участке справа, затем слева от начальной точки конца. Стремление использовать весь перепад давления в обоих режимах требует корректировки первоначально принятых диаметров по кольцу. Изменение диаметров (увеличение протяженности большего или меньшего их значения) в одном режиме требует внесения изменения во втором режиме и наоборот. В результате этого расчёта диаметры по кольцу принимаются окончательно.

4. Считают нормальный режим при уже известных диаметрах по кольцу и снабжении газом всех потребителей на 100%. В результате расчета нормального режима определяют резерв давления в точке встречи потоков, минимально необходимый для нормального снабжения газом всех потребителей при самых сложных аварийных ситуациях, а также давления в каждой точке подсоединения потребителей, что позволяет разрабатывать проект газоснабжения каждого из них. Результаты расчета сводятся в таблицу 18. Таблица 18Гидравлический расчёт СВД№ уч-ка

Длина, мРасход газа, Vгаз, нм3/чДиаметр DнxShср, кПаHср*LрДавление на участке, МПаПо плану Lпл

Расчётная L=1,1%пл

В начале, PнВ конце, PкАварийный режим 1 (выключен участок 1−2)0−120 002 200 374 351 072×80.

112 426 005 491−2 160 017 600 920×80.

2−31 200 132 014 670.

8820×80.

10 125.

45 495 353−42 000 220 021 071.

8820×80.102 095 354 924−52 200 242 022 505 824×80.

0236.

34 924 915−63 200 352 024 771.

5820×80.103 524 913 426−73 000 330 025 840.

3820×80.51 653 422 997−81 600 176 028 066.

3820×80.5 882 992 868−91 600 176 033 153.

6820×80.101 762 862 269−11 000 110 034 642.

3920×80.9 992 262 032;1016001760250530×70.

0235.

22 032 007;1028003080150530×70.

0246.

22 001 944;1012001320150530×70.

0219.

Аварийный режим 1 (выключен участок 1−9)0−120 002 200 374 351 072×80.

112 426 005 491−21 600 176 034 642.

3920×80.

10 167.

25 495 232−31 200 132 034 442.

3820×80.101 325 235 063−42 000 220 031 241.

8820×80.91 875 064 704−52 200 242 026 608 816×80.

7 169.

44 704 395−63 200 352 023 730.

3820×80.

7 228.

84 393 746−73 000 330 021 504.

3820×80.61 983 743 187−81 600 176 016 417.

1820×80.

0579.

23 183 088−9 160 017 609 340.

85 820×80.

0235.

23 083 059−1 100 011 000 920×80.

2−1 016 001 760 250 530×70.

0235.

25 235 227−1 028 003 080 150 530×70.

0246.

23 083 044−1 012 001 320 150 530×70.

0219.

Нормальный режим0.

120 002 200 433 551 072×80.122 646 005 391−21 600 176 020 785 920×80.

0352.

84 864 832−31 200 132 010 557 820×80.

1 519.

84 634 633−4 200 022 004 156 820×80.

817.

64 454 454−522 002 420 576 820×80.

0012.

424 434 435−6 320 035 204 732 820×80.

0135.

24 074 066−7 300 033 007 700 820×80.

2 663 403 337−81 600 176 014 683 824×80.

0352.

82 812 768−91 600 176 023 250 816×80.

0470.

42 051 939;11000110022570920×80.

3 335 065 052−1 016 001 760 250 530×70.

0235.

24 484 477−1 028 003 080 150 530×70.

1 546.

228 7283II.

4.1. 6 Гидравлический расчет внутридомового газопровода В курсовом проекте студент проектирует внутридомовую газовую сеть пяти этажного жилого дома. План типового этажа выдается руководителем проекта. На кухнях жилого дома следует установить плиты газовые четырехконфорочные и проточные водонагреватели. Тип и модель проточного водоподогревателя и плиты выбирается самостоятельно. Внутридомовые газопроводы выполняются из труб по ГОСТ 3262–75 (водогазопроводные), а для подземных газопроводов применяются бесшовные трубы по ГОСТ 8732– — 78 и ГОСТ 8734– — 75, сварные по ГОСТ 10 704– — 91. Газовый колодец на ответвление к жилому зданию должен располагаться на расстоянии не менее половины высоты здания. Глубина заложения дворового газопровода должна быть не менее 0,8 м от поверхности земли до верха трубы и диаметром не менее 57×3 мм. Дворовый газопровод под землей подходит к углу газифицируемого жилого здания и на выходе из земли на него надевается футляр для предотвращения механического повреждения.

Газопровод до ввода в здание прокладывается открыто с креплением к стенам здания при помощи кронштейнов над окнами первого этажа по дворовому фасаду здания. Ввод газопровода в здание осуществляется в нежилые помещения: лестничные клетки, кухни, коридоры и т. д. Газопроводы внутри здания прокладываются также открыто с креплением к несгораемым стенам при помощи кронштейнов. Газовые стояки располагаются на кухнях, если они находятся одна над другой. Если расположение кухонь по этажам различно, то газовые стояки рационально размещать на лестничных клетках.

Гидравлический расчет внутридомового газопровода производят для наиболее удаленного газового стояка и газоиспользующего прибора (газовой плиты или водонагревателя) с соблюдением заданного перепада давления газа, Приложение 12. Диаметр подводки к газовым плитам и емкостным водонагревателям типа АГВ и АОГВ равен 15 мм, а к проточным водонагревателям типа ВПГ, Л-1, КГИ — 20 мм. Гидравлический расчет внутридомового газопровода производится в два этапа. 1. Сначала определяются расчетные расходы газа по участкам сети по формуле, (56) где Vi — расход газа, м3/ч; qi — номинальная тепловая нагрузка i-гоприбора или группы однотипных приборов, кВт (Приложение 13); Кокоэффициент одновременности действия для однотипных приборов или группы приборов (Приложение 14); niколичество однотипных приборов или групп приборов; После определения расчетных расходов газа на каждом участке внутридомового газопровода приступаем ко второму этапу — гидравлическому расчету. 2.

Диаметром внутридомового газопровода задаемся и по номограмме для гидравлического расчета газопроводов низкого давления Приложение 9. Определяем удельную потерю давления на участке газопровода в зависимости от расчетного расхода газа. Расчетная длина участка определяется как сумма фактической и эквивалентной длины, которая учитывает потери давления в местных сопротивлениях.

2.1 Эквивалентная длина участка газопровода определяется по формуле, (57) где ℓэ — удельная эквивалентная длина, м, определяется по Приложению 11; ∑ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений, Приложение 15.

2.2 Расчетная длина участка газопровода определяется по формуле:ℓр=ℓф+ℓэкв, (58) где ℓф — фактическая длина участка газопровода, м; ℓэкв — эквивалентная длина участка газопровода, м.

2.3 В гидравлическом расчете внутридомового газопровода необходимо учитывать гидростатическое давление из-за большой разницы отметок начала и конца участка газопровода по формуле, Па (59) где Нg — гидростатическое давление, Па;hразность геометрических отметок начала и конца учаcтка внутридомового газопровода, м; ρвплотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3; ρгплотность газообразного топлива, кг/м3. Знак (+) принимается в случае, если газ легче воздуха и направление потока газа сверху вниз, и знак (-) — при подаче газа снизу вверх и наоборот.

2.4 Суммарные потери давления на участке, Па,(60)где — удельные потери давления, Па/м; - расчетная длина участка, м. Потери давления газа в бытовых газовых плитах можно принять от 40 до 60 Па, а в водонагревателях — 80…100 Па [7,9]. Суммарные потери от места врезки в газопровод до наиболее удаленного прибора не должны превышать 600 Па. Результаты расчетов сводятся в таблицу 19. Таблица 19Гидравлический расчет домовых газопроводов№ участка

Расчетный расход газа, м3/чДействительная длина, мЭквивалентная длина, мРасчетная длина, мДиаметра тр-да,, мм

Удельные падения давления, Па/мСопротивление участка, ПаГидростатический напор, ПаПотери давления на участке, Па1−22,73,30,45,26 151 478,68−7,970,782−32,664,00,64,99 202,512,4715,928,373−44,2563,00,543,54 208,229,0215,944,924−55,4723,00,553,55 201 346,1515,962,055−66.5362,70,573,27 201 858,8614,373,166−77,627,20,9331,33 321,959,52−3,256,327−812,9222,41,023,7324,8113,760 113,768−921,283,81,557,9501,814,2218,532,72ЛИТЕРАТУРА.СП 42−101−2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» .СП 42−102 -2003″ Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб" .СП 42−103−2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов» .СНиП 42−01−2002 «Газораспределительные системы». СНиП 23−01−99. Строительная климатология/Госстрой России.

М.: ГУП ЦПП, 2000. 58с. Ионин А. А Газоснабжение.

М.: Стройиздат, 1989. 439c. Кулаков И. Г., Бережнов И. А. Справочник по газоснабженю.

Киев: Будивельник, 1979. 224с. Скафтымов Н. А. Основы газоснабжения.

Л.: Недра, 1975. 343с. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа.

Л.: Недра, 1990. 762с. СНиП 2.

07.01−89* «Планировка и застройка городских и сельских поселений» ГОСТ 21.101−97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации/Госстрой России.

М.: ГП ЦНС, ГУП ЦПП, 1998. 42с. ГОСТ 21.610−85 СПДС. Газоснабжение. Наружные газопроводы/ Госстрой СССР.

М.: Издательство стандартов, 1986. 6с. ГОСТ 21.609−83 СПДС. Газоснабжение. Внутренние устройства/ Госстрой СССР.

М.: Издательство стандартов, 1984. 11с.