Газопостачання району мiста

1.Газопостачання району міста
 
1.1 Визначеннякількості жителів району міста
 
1. Здійснюєтьсянумерація кварталів на генплані.
2. За масштабом,приведеним на генплані, визначають площу забудови кожного кварталу.
3. Приймаєтьсящільність забудови в залежності від поверховості.
4. Визначаєтьсящільність населення
n = S/f, люд/га, (1.1)
де S – щільністьжитлового фонду в залежності від району будівництва і поверховості, м2/га;
f – нормазагальної житлової площі на 1 людину, м2, у залежності відкліматичної зони.
5. Визначаєтьсякількість жителів у кожнім кварталі
Nкві=Fкві· n
6. Визначаєтьсякількість жителів по кожній поверховості забудови і району міста.
7. Результатирозрахунків зводяться в таблицю 1.1.
Таблиця 1.1 – Визначеннякількості 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 Визначенняосновних характеристик газоподібного палива
1.2.1 Визначення характеристик палива заскладом
Для заданогородовища газу за [1] визначаємо склад природного газу у відсотках за обсягом.
Таблиця 1.2 – Об'ємні часткикомпонентів вхідних до складу газу Ванейвіского родовища і їхні фізико-хімічніхарактеристики при 0˚С, 101,3 кПаНазва 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 складомтеплоту згорання (нижчу і вищу) суміші простих газів визначають за формулою
/>, кДж/ м3,(1.2)
де r – об'ємнічастки газів, %, заданого газового родовища, дані приведені в [1].
Qiн(в) –теплота згорання (нижча або вища) окремої компоненти, кДж/м3, приймаєтьсяпо [1].

/> 
/>
Щільністьприродного газу визначається за формулою
ρг=0,01·/>, кг/м3, (1.3)
де />  — густинапростих газів, що входять до складу газоподібного палива, кг/м3;
/>
Відноснащільність газу за повітрям визначається за формулою:
/> (1.4)
де ρв– щільність повітря, ρв=1,293 кг/м3
/>.
Визначаємо числоВоббе.
Згідно з вимогамидо природних газів для комунально-побутового призначення число Воббе повиннознаходитися в межах 39400 — 52000 кДж/м3. Число Воббе визначається заформулою

/>, кДж/м3/>; (1.5)
/> кДж/м3;
/> кДж/м3.
1.2.2 Визначення характеристик палива повуглецевому числу
Вуглецеве числовизначається за формулою
/> (1.6)
де r = 100 – Б, –пальна складова газу, %; Б – баласт, %.
/>
Нижча теплотазгорання природного газу визначається за формулою
/>, кДж/м3, (1.7)
де r – процентнийуміст пальних компонентів.
/>кДж/м3.
Вища теплотазгорання природного газу визначається за формулою
/>, кДж/м3. (1.8)
/>(295,4·1,1+102,6) ·94,39=40355кДж/м3.

Щільністьгазоподібного палива визначається за формулою
/>, кг/м3. (1.9)
/> кг/м3.
Відноснащільність газу по повітрю визначається за формулою
/>. (1.10)
/>.
Число Воббевизначається за формулою
/>, кДж/м3/>. (1.11)
/> кДж/м3;
/> кДж/м3.
Визначаєтьсяпогрішність обчислень за формулою
/>, %. (1.12)
/> %;
/> %.
/>, %. (1.13)
/> %;
/> %.
/>, %. (1.14)
/> %.
1.3 Річнівитрати газу
1.3.1 Річнівитрати газу на побутове споживання
Річні витратигазу на готування їжі і нагрівання води в житлових квартирах (побутовеспоживання) по поверхам забудови визначається за формулою
/>, (1.15)
де /> - нижча теплота згораннягазоподібного палива, МДж/м3;
Ni — кількість мешканців вi-тій поверховості забудови, люд;
m — коефіцієнт охопленнягазопостачанням даної поверховості забудови;
xi — частка квартир з певнимтипом газових приладів;
qi — річна норма витратигазоподібного палива, МДж/люд.,[2].
Графа 2заповнюється за даними таблиці 1.1. У графі 3 приводиться частка квартир зданими 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 витратигазу (графа 5) вибирається по [2] для природного газу і відповідного видуустаткування. Норма витрати газу, м3/рік (графа 6), визначаєтьсярозподілом норми витрати в теплових одиницях на нижчу теплоту згорання. Річнавитрата газу — добуток чисельності жителів (графа 4) на норму витрати газу(графа 6).
Таблиця 1.3 — Річні витрати газу на побутове споживанняСпоживачі 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 Річнівитрати газу на комунально-побутове споживання
Лікарні — розрахункова одиниця 1 ліжко.
Кількість ліжоквизначається за формулою n = 0,012·N, (1.16)
де N – загальнечисло жителів району. n = 0,012·35817 = 429.
Кількістьлікарень визначається за формулою

nлік= n/(350÷400). (1.17)
nлік =429/400 = 1,0725 = 1 лікарня.
— Їдальні.
Їдальні — розрахункова одиниця 1 приведений обід.
Кількістьприведених обідів визначається за формулою
n = 1,5·N·90.(1.18)
n = 1,5·35817·90= 4835295.
Кількість їдаленьвизначається за формулою
nїд =0,3·N/(4000÷4500). (1.19)
nїд =0,3·35817/4000 = 2,686 = 3 їдальні.
Лазні — розрахункова одиниця 1 помивка.
Кількість помивоквизначається за формулою
n = 23·N. (1.20)
n =23·35817= 823791.
Кількість лазеньвизначається за формулою
nл =5·N/200000. (1.21)
nл =5·35817/200000 = 0,895 = 1 лазня.
Пральні — розрахункова одиниця 1т сухої білизни.
Кількість тоннсухої білизни визначається за формулою
n = 0,54·0,1·N.(1.22)
n = 0,54·0,1·35817=1934.
Кількість праленьвизначається за формулою
n прал= n/(3000÷3500). (1.23)
n прал= 1934/3000 = 0,645 = 1 пральня.
Хлібозаводи — розрахункова одиниця 1т хлібобулочних виробів.
Кількість тоннхлібобулочних виробів визначається за формулою
n = 0,29·N. (1.24)
n = 0,29·35817=10386.
Кількістьхлібозаводів nхз = 1.
Для хлібозаводувизначається середня норма витрати газу в теплових одиницях за формулою:
/>, МДж, (1.25)
де qф,qч, qкв — норми витрат теплоти на випічкувідповідно формового, череневого хлібу і кондитерських виробів, МДж.
/> МДж.
Річна витратагазу 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).
Розрахунокрічного споживання газу комунально-побутовими підприємствами зводиться втаблицю 1.4.

Таблиця 1.4 — Річнавитрата газу на комунально-побутове споживанняНайменування 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 Річнавитрата газу на опалення і вентиляцію
 
1.3.3.1 Річнавитрата газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків
На опалення івентиляцію житлових і громадських будівель, які збудовані після 1994 року,річна витрата газу, що використовується на опалювальних котельних або вопалювальних агрегатах, визначається за формулою
/>, 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 — нормажитлової площі на одну людину, м2, f = 18 м2;
Qо — укрупнений показникмаксимального теплового потоку на опалення житлових будинків, ГДж/(м2рік); приймається за додатком Г [2] залежно від градусо-діб опалювальногоперіоду (ГДОП). Для м. Омськ ГДОП=6490 гр/діб;
Qн — нижча теплота згораннягазоподібного палива, кДж/м3;
h -коефіцієнт корисної дії опалювальних установок;
k1 — коефіцієнт, що враховуєвитрату тепла на опалення громадських будівель, приймається рівним 0,25;
k2 — коефіцієнт, що враховуєвитрату теплоти на вентиляцію громадських будівель, приймається рівним 0,6.
Річна витратагазу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків, побудованих|спорудити|після|потім| 1994 р|.визначається за формулою
/>, м3/рік. (1.27)
1 поверхові: A = 3403∙18=61254 м2;
/>
2 поверхові: A = 6421∙18=115578 м2;
/>
3 поверхові: A = 7708∙18=138744 м2;
/>
4 поверхові: A = 5658∙18=101844 м2;
/>
7 поверхові: A = 12627∙18=227286 м2;
/>

Для громадськихихбудинків:
/>, м3/рік. (1.28)
/>
1.3.3.2 Річнавитрата газу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів
Річна витратагазу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів (лікарень, пральних,лазень і хлібозаводів) визначається за формулою
/>, м3/рік, (1.29)
де a — поправочний коефіцієнт, щозалежить від розрахункової температури зовнішнього повітря для системи опалення(при tро=-370С a =0,93). Проміжні значення a визначаються інтерполюванням);
Vз — будівельний об’єм будівельпо зовнішньому обміру, м3;
qо(в)- питома опалювальна (вентиляційна)характеристика будинку, Вт/(м3 К), приймається за додатком Д [2];
tвн — розрахункова температуравнутрішнього повітря в приміщенні,0С, приймається за додатком Д [2];
zр — число годин роботи системив добу (для системи опалення приймається рівним 24 години, а системи вентиляції-16 годин).
Будівельні об’ємибудинків для зосереджених комунально-побутових споживачів можуть бути визначеніза наступними формулами:
— пральня:
/>, м3, (1.30)

де n — кількість білизни в пральні, т/рік;
/>
/>
/>
/>
— лазня:
/>, м3, (1.31)
де N — число мешканців в районі міста або в селищі, люд.
/>
/>
/>
/>
— лікарні: Vз= 225· n/>, м3, (1.32)де n — число ліжок в лікарнях.
Vз =225· 429=96525 м3;
/>
/>
/>
— хлібозавод:
 
Vз =/>,м3, (1.33)
де n — кількість хлібобулочних виробів, що випікаються, т/рік.
 
Vз =/>;
/>
/>
/>
/>
1.3.3.3 Річнавитрата газу на гаряче водопостачання
Річна витратагазу на централізоване гаряче водопостачання в житлових і громадських будинкахвизначається за формулою
/>, м3/рік, (1.34)
де /> - середня за годину витратагазу на гаряче водопостачання в зимовий період, м3/год, щовизначається за формулою

/> =/>, (1.35)
де q1і q2 — укрупнений тепловий потік на гаряче водопостачання(ГВП) на одну людину, Вт, відповідно: яка проживає в будинку з централізованимГВП з урахуванням споживання в громадських будинках і в будинках безцентралізованого ГВП, але з урахуванням споживання в громадських будинках (якщов 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 централізованимГВП 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 (длякурортних міст і промислових підприємств b =1,5; для інших споживачів b=0,8).
/> =/>
/>
1.3.4 Річнівитрати газу на промислових підприємствах
Річні витратигазу на технологічні і опалювально-вентиляційні потреби промпідприємствзалежать від обсягу продукції, що випускається, кліматичних умов, виду виробництвата ін.
Річна витратагазу на промпідприємстві складається з витрат газу на технологічні потреби і напотреби опалення і вентиляції.
Витрата газу попромислових підприємствах визначається по двох методиках:
а) на підставітеплотехнічних характеристик встановленого устаткування;
б) по заданихсумарних річних витратах газу на підприємствах.
За завданнямрічні витрати газу промпідприємств складає:
—  Промислові будівельні матеріали 60млн. м3/рік
на технологію:
— у печах 60 %;
— у котлах 30 %.
Q=60·106·(0,6+0,3)=54·106м3/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)=28,8·106м3/рік
на отопление 40 %:
Q=48·106·0,4=19,2·106 м3/рік
Річні витратигазу всіма категоріями споживачів зводяться в таблицю 1.5.
Таблиця 1.5 — Річнавитрата газу районом міста або селищемКатегорія 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 Визначеннярозрахункових витрат газу
1.4.1 Визначеннярозрахункових витрат газу на побутове споживання
Розрахунковавитрата газу (максимальна годинна витрата) на господарсько-побутові потреби при00С і тиску газу 0,1 МПа слід визначати за формулою
/>, м3/год, (1.36)
де /> - річна витрата газу напобутове споживання, м3/рік;
km — коефіцієнт годинного максимуму(коефіцієнт переходу від річної витрати до максимальної годинної витрати газу).km=1/2458.
Коефіцієнтгодинного максимуму витрати газу приймається по [2] диференційовано по кожномурайону газопостачання, мережі якого являють собою самостійну систему,гідравлічно не зв'язану з системами інших районів.
Розрахунковавитрата газу для одноповерхової забудови:
Q1р=586971/2458=238м3/год.
Розрахунковавитрата газу для двоповерхової забудови:

Q2р=1226988/2458=499м3/год.
Розрахунковавитрата газу для триповерхової забудови:
Q3р=1472943/2458=599м3/год.
Розрахунковавитрата газу для чотириповерхової забудови:
Q4р=1052888/2458=428м3/год.
Розрахунковавитрата газу для сімиповерхової забудови:
Q7р=959652/2458=390м3/год.
1.4.2 Визначеннярозрахункових витрат газу на комунально-побутове споживання
Розрахунковавитрата газу на комунально-побутове споживання визначається за формулою
/>, м3/год, (1.37)
де /> - річна витрата газу, м3/рік;
km — коефіцієнт годинногомаксимуму, приймається згідно з [2].
Розрахунковавитрата газу на лазню:
/> , м3/год. (1.38)
/> м3/год.

Розрахунковавитрата газу на пральню:
/> , м3/год. (1.39)
/> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на їдальні:
/>, м3/год, (1.40)
/> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на хлібозавод:
/> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на лікарні:
/> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на сферу обслуговування (дрібні комунально-побутові споживачі):
/> м3/год.

1.4.3 Визначеннярозрахункових витрат газу на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання
Розрахунковавитрата на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання визначається заформулою
/>, м3/год, (1.41)
де Qрік — річна витрата газу на опалення, вентиляцію або гаряче водопостачання, м3/рік;
m — число годинвикористання максимуму навантаження на протязі року, год.
Розрахунковувитрату будівель на опалювання, вентиляцію і гаряче водопостачання, побудованихпісля 1994 р. визначають за формулою
/>м3/год,(1.42)
де qo – укрупнений показник максимального тепловогопотоку на опалювання житлових будівель, побудованих після 1994 р., Вт/м2.Приймається за додатком Г [2].
Дляодноповерхової забудови:
/>=1063 м3/год.
Для двоповерховоїзабудови:
/>=1619 м3/год.

Для триповерховоїзабудови:
/>=1378 м3/год.
Длячотириповерхової забудови:
/>=945 м3/год.
Длясімиповерхової забудови:
/>=1962 м3/год.
1.4.4 Розрахунковівитрати газу на опалення і вентиляцію зосереджених споживачів
Длякомунально-побутових споживачів число годин максимуму визначається за формулою
/>, год, (1.43)
де tро– розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування системиопалення. tро= -37˚С.
Розрахунковавитрата газу на лікарню:
/> год; /> м3/год.

Розрахунковавитрата газу на пральню:
/> год; /> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на лазню:
/> год; /> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на хлібозавод:
/> год; /> м3/год.
Число годинмаксимуму для промислових підприємств m:
/> год.
Розрахунковавитрата газу на промисловість будівельних матеріалів:
/> м3/год.
Розрахунковавитрата газу на радіотехнічне підприємство:
/> м3/год.

1.4.5 Визначеннярозрахункових витрат газу на гаряче водопостачання
Визначеннярозрахункових витрат газу на гаряче водопостачання розраховується за формулою
/>, м3/год, (1.44)
де m – числогодин максимуму.
Число годинвикористання максимуму навантаження на потреби гарячого водопостачання (зарозрахункову витрату приймається середня витрата за опалювальний період) визначаєтьсяза формулою
/>, год, (1.45)
де /> – температураводопровідної води в літній період. />=15 ˚С;
/> – температура водопровідноїводи в зимовий період. />=5 ˚С.
/>=7276 год;
/>=769 м3/год.
1.4.6 Визначеннярозрахункових витрат газу на технологію промислових підприємств
Розрахунковавитрата газу на технологічні потреби промпідприємств визначається за формулою
/>, м3/год, (1.46)

де km — коефіцієнт годинного максимуму для технологічних потреб;
/> — річна витрата газу натехнологічні потреби на промисловому підприємстві, м3/рік.
Коефіцієнтгодинного максимуму km приймається згідно [2] в залежностівід галузі промисловості. Якщо не відомі річні витрати газу по печах і котлах,то він приймається в цілому по галузі.
За [2] для промисловістібудівельних матеріалів km дорівнює:
— по печах — km=1/6200;
— по котлах — km=1/5500.
для радіотехнічногопідприємства km дорівнює:
— по печах — km=1/5500;
— по котлах — km=1/3300.
Розрахункова витрата газу напромисловість будівельних матеріалів:
/> м3/год;
/> м3/год;
/> , м3/год. (1.47)
/> м3/год.
Розрахункова витрата газу нарадіотехнічнє підприємство:
/> м3/год;
/> м3/год.
/> , м3/год. (1.48)
/> м3/год.
 

1.4.7 Визначеннякількості котелень і витрати газу на них
1. Визначаєтьсясумарна розрахункова витрата газу на котельнях:
/>, м3/год, (1.49)
де /> - розрахункова витратагазу на централізоване гаряче водопостачання, м3/год;
S/> — сумарна розрахунковавитрата газу на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків зцентралізованою системою опалення, м3/год.
/> м3/год.
2. Необхідна теплопродуктивністькотлоагрегатів всіх котельних визначається за формулою:
/>, МВт, (1.50)
де Qн — нижча теплота згорання газового палива, кДж/м3;
h— ККДкотлоагрегатів.
/> МВт.
3. Підбираємотип котлоагрегатів: приймаємо 5 котлоагрегатів типа КВГМ-7,56 і 2 котлоагрегатутипа КВГМ-11,63.
4. Визначаєтьсяустановну потужність котлоагрегатів:

/>МВт, (1.51)
де ni– кількість котлів;
Qi – теплопродуктивність,МВт.
/>5·7,56+2·11,63=61,06МВт.
5. Визначаємонев'язку:
Нев'язка=/>
6. Визначаєтьсявитрата газу на вироблення 1 МВт тепла:
/> м3/год·МВт. (1.52)
/> м3/год·МВт.
7. Витрата газупо котельнях:
Qк=ni·Qi·q,(1.53)
деni –кількість котлів у котельні;
Qкi –потужність одного котла, МВт.
Витрата газу впершій котельні: Qк1=5·7,56·109=4120 м3/год.
Витрата газу вдругій котельні:Qк2=2·11,63·109=2535 м3/год.
Розрахунковівитрати газу зводяться в таблицю 1.6.

Таблиця 1.6 — Розрахункові витрати газу всіма групами споживачівНайменування 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 Визначеннярозрахункових витрат газу по кварталах району
 
Розрахунковавитрата газу в кварталі визначається за формулою
/>, м3/год, (1.54)
де qi — питома витрата газу в i-ій поверховості, що визначається за формулою

/>, м3/(год·люд),(1.55)
/>, м3/(год·люд),(1.56)
де Qрi — розрахункова витрата газу в i-ій поверховості, м3/год;
Ni — кількість жителів в i-ійповерховості, люд;
/> — розрахункова витрата газудрібними комунально-побутовими споживачами (сферою обслуговування), м3/год;
Nзаг- загальна кількість мешканців внаселеному пункті, люд.
Дляодноповерхових будинків:
/> м3/(год·люд).
Для двоповерховихбудинків:
/> м3/(год·люд).
Для триповерховихбудинків:
/> м3/(год·люд).
Длячотириповерхових будинків:
/> м3/(год·люд).

Длясімиповерхових будинків:
/> м3/(год·люд).
Витрати газу покварталах зводяться в таблицю 1.7.
Таблиця1.7 — Розрахунковівитрати 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=/>
 
1.6 Визначеннякількості газорегуляторних пунктів
 
Кількістьгазорегуляторних пунктів (ГРП) визначається за формулою
/>, шт, (1.57)
де F — площа району міста або селища, що газифікується, м2;
/> — оптимальний радіус дії ГРП,м, що визначається за формулою
/>, (1.58)
де P — вартість одного ГРП, грн;
b — коефіцієнт вартості,грн/(м·см);
Dp — перепад тиску в мережінизького тиску, Па;
j1 — коефіцієнт щільності мережі низького тиску, 1/м, що визначається за формулою
/>, (1.59)
де lнт — довжина мережі низького тиску, м;
q — питомашляхова витрата газу в мережі низького тиску, м3/(год·м), щовизначається за формулою
/>, (1.60)
де /> - сумарна розрахунковавитрата газу на ГРП району міста, м3/год, що визначається заформулою:
/>, (1.61)
де S/> - сумарна розрахунковавитрата газу на побутове споживання, м3/год;
/> — розрахункова витрата газуна опалення і вентиляцію забудови з місцевою системою опалення(одноповерховою), м3/год;
/> — розрахункова витрата газуна дрібні комунально-побутові споживачі (сферу обслуговування), м3/год;
/> — розрахункова витрата газуна комунально-побутове споживання в їдальнях, м3/год.
1. Визначаєтьсязагальна площа газифіцируємої території: F=2803000 м2.
2. Загальнадовжина мережі низького тиску: ∑lнд=26100 м.
3. Кількість ГРП:
/> м3/год;
/> м3/(год·м);
/> м-1.
Оптимальнийрадіус дії ГРП при b=4,5 и P=90000 грн.
/> м;
/> шт ≈ 2 ГРП.
У результатірозрахунку приймаємо 2 ГРП з оптимальним радіусом дії ГРП Rопт=929,4м орієнтована вартість ГРП 90000 грн. Зона дії кожного ГРП повинна бутикомпактною. ГРП на плані району міста розміщаємо в центрі навантажень. Цезабезпечує економію приведених витрат на розподільні мережі низького тиску.
Далі необхідновизначити зону дії кожного ГРП і обчислити витрату газу на них, набираючи йогоз витрат газу житлових кварталів і споживачів, що обслуговуються даним ГРП.Результати визначення об’ємів газу і розподіл кварталів по ГРП наводяться втаблиці 1.8.
Таблиця 1.8 — Витрати газугазорегуляторними пунктамиГРП-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 міжсумарним навантаженням на ГРП і споживанням газу житловими будинками, їдальнямиповинна бути не більш 10 %:
/>
Нев’язка міжсумарним навантаженням ГРП і споживанням газу споживачами низького тискуповинна бути не більш 0,5%:
/>

1.7Гідравлічний розрахунок мережі середнього тиску
 
Початковий тиск: Рп= 400 кПа;
Кінцевий тиск: Рк= 170 кПа.
На план містананосяться споживачі (промпідприємства, хлібозавод, опалювальні котельні, ГРП,лазні і пральні, що можна об'єднувати в лазньо-пральний комбінат, лікарнянімістечка), які приєднуються до мережі середнього або високого тиску.Здійснюється трасування мережі по вулицях і проїздах району міста.
Для гідравлічногорозрахунку мереж середнього і високого тиску складається розрахункова схемагазопроводів, на якій здійснюється нумерація ділянок, проставляється їхнядовжина і розрахункові витрати газу споживачами.
Якщопередбачається резервування пропускної спроможності газопроводів, то гідравлічнийрозрахунок виконується для двох аварійних і для одного нормального режимів, напідставі якого визначаються діаметри газопроводів і тиск у споживачів.
Розрахунокпершого аварійного режиму виконується в наступній послідовності:
1) Викреслюється схемагазової мережі в першому аварійному режимі (відключена права ділянка від точкипідключення ГРС. При цьому газ рухається від джерела до останнього споживача загодинниковою стрілкою).
2) Визначаютьсявитрати газу по ділянках, починаючи з останнього по ходу руху газу споживача.При цьому враховують, що ділянка (яка називається перемичкою), котра лежитьпроти точки підключення ГРС, ділить газову мережу на половину кільця, щофункціонує нормально, і аварійну половину. Подача газу споживачам аварійної половиникільця приймається у розмірі 50% від розрахункової витрати газу.
3) Визначаютьсярозрахункові довжини ділянок за формулою

Lpi=1,1·Lдi, м, (1.62)
де Lpi- розрахункова довжина i-ої ділянки, м;
Lдi — дійсна довжина i-ої ділянкиза планом, м.
4)  Визначається середнякомплексна величина Асрза формулою
/>, кПа2/км, (1.63)
де Pп- абсолютний тиск газу на виході з джерела (ГРС), кПа;
Pк — те ж, в кінці напрямку (вточці зустрічі потоків), кПа;
Lpi — розрахункова довжина ділянки, м.
5) По номограмі,орієнтуючись на Аср і витрату газу на ділянці, визначаютьсядіаметри ділянок і дійсні комплексні величини Ад.
6) Визначаютьабсолютний тиск газу у вузлових точках за формулою
/>, кПа, (1.64)
В результатіпідбору діаметрів тиск в останнього споживача повинен бути не менше заданого.Якщо дана умова не виконується (тиск у кінцевого споживача значно більше абоменш заданого), зменшують (або збільшують) діаметр деяких ділянок з числа тих,що мають понижене (підвищене) значення комплексної величини. У відповідності довимог [2] слід прагнути до максимального використання допустимої втрати тиску.Ця умова перевіряється дотриманням наступної нерівності:
/>(1.65)

Розрахунокдругого аварійного режиму виконується в такій же послідовності, але відключаєтьсяділянка, яка прилягає до точки підключення ГРС ліворуч, і при цьому газ рухаєтьсяпроти годинникової стрілки.
При розрахункунормального режиму приймаються діаметри газопроводів найбільші з двохаварійних. Розрахункові витрати газу по ділянках визначають при повномунавантаженні (100 %) споживачів, відключаючи ділянку проти точки підключенняГРС. При розрахунку нормального режиму тиск у вузлах визначають за двомапівкільцями (відключена ділянка проти точки підключення ГРС, тобто перемичка).
Нев’язка тиску востанніх вузлах півкілець не повинна перевищувати 10%. В противному випадкунеобхідно виконувати потокорозподіл в мережі таким чином, щоб виконуваласьнеобхідна нев’язка. Приклад розрахунку потокорозподілу в мережі середньоготиску наведений в [1].
Післягідравлічного розрахунку газопроводів при нормальному режимі має місце великийзапас тиску у вузлах у порівнянні з кінцевим тиском. Щоб «погасити»цей запас при підборі діаметрів відгалужень, приймають максимально можливувеличину Ад (або мінімально можливий діаметр, але не менше 32 мм). Отриманий кінцевий тиск у споживача повинен бути не менше необхідного (або заданого).
Розрахунокведеться у відповідності зі схемою руху газового палива, приведен-ной на рисунку1.2.
Гідравлічнийрозрахунок мережі високого або середнього тиску зводиться в таблицю 1.9.

Таблиця 1.9 – Гідравлічнийрозрахунок 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, l/>
розрахункова,
l/>=1,1· ·l/>
Р/>
Р/>
Перший аварійний режим /> 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'язка/>
Другий аварійний режим /> 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'язка/> 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'язка/> 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 Гідравлічнийрозрахунок мережі низького тиску
Для розрахункувикреслюється схема кільцевої мережі, на якій вказуються довжини ділянок івибираються напрямки руху потоків газу по ділянках.
При виборі напрямуруху потоків газу прагнуть, щоб газ рухався до споживача по найкоротшому шляху,а також до рівномірного розподілу транзитних потоків по мережі. Нарозрахунковій схемі показують «відсічки » — точки, через якітранзитні витрати газу не проходять.
Далі визначаютьсяшляхові і еквівалентні витрати газу за наступною методикою:
1) Визначаєтьсясумарна довжина газопроводів кожного замкнутого контуру — кільця за формулою
/>, м, (1.66)
де Li — довжина окремої ділянки контуру, м.
2) Визначаютьсяпитомі витрати газу по окремих контурах (кільцях) за формулою:
/>, м3/(год·м),(1.67)
де Qi — розрахункова витрата газу рівномірно розподілених споживачів, щообслуговуються даним контуром (витрата газу на кварталах, що входять в данийконтур), 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) Визначаютьсяпитомі витрати газу на ділянках за формулою
/>, м3/(год·м),(1.68)
де qi — питомі витрати газу контурів (кілець), що обслуговуються даною ділянкоюгазопроводу, м3/(год·м).
4) Визначаються шляхові і еквівалентнівитрати газу на ділянках за формулами
/>, м3/год, (1.69)
/>, м3/год, (1.70)
де Qшлях — шляхова витрата газу на ділянці, м3/год;
Qек — еквівалентна витрата газуна ділянці, м3/год;
Li — довжина ділянці, м.
При цьому сумашляхових витрат газу повинна дорівнювати витраті газу на ГРП без врахуваннявитрати газу зосереджених споживачів (відхилення допускається не більш 0,5 %).
Далі зарозрахунковою схемою обчислюються транзитні витрати газу по ділянках, тобтокількість газу, що іде на живлення наступних ділянок. Транзитна витратавизначається 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. Визначеннятранзитних витрат газу починають з найбільш віддалених ділянок, наближаючисьпоступово до ГРП.
Розрахунковавитрата газу Qpна ділянці визначається за формулою:
/>, м3/год, (1.71)
де Qтр — транзитна витрата газу на ділянці, м3/год.
Розрахунокшляхових, еквівалентних, транзитних витрат газу зводиться в таблицю 1.11.
Таблиця 1.11 – Визначеннярозрахункових 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
Qр 1 2 3 4 5 6 7 2-1 300 0,193 57,9 28,95 28,95 2-3 400 0,228 91,2 45,6 45,6 6-3 240 0,228 54,72 27,36 27,36 5-4 300 0,271 81,3 40,65 40,65 5-6 400 0,296 118,4 59,2 59,2 4-1 240 0,193 46,32 23,16 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 3,4 А-8 100 0,12 12 6 825,02 831,02 9-С 100 0,076 7,6 3,8 3,8 10-Д 100 0,024 2,4 1,2 1,2 11-В 100 0,068 6,8 3,4 3,4 А-12 100 0,12 12 6 957,63 963,63 13-С 100 0,076 7,6 3,8 3,8 14-Д 150 0,024 3,6 1,8 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 12,08 14-18 230 0,074 17,02 8,51 45,8 54,31 16-15 300 0,152 45,6 22,8 22,8 16-17 290 0,146 42,34 21,17 80,02 101,19 17-18 400 0,149 59,6 29,8 29,8 18-22 200 0,075 15 7,5 30,8 38,3 17-21 140 0,144 20,16 10,08 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 29,25 20-21 290 0,194 56,26 28,13 163,22 191,35 21-22 530 0,229 121,37 60,69 60,69 22-26 200 0,154 30,8 15,4 15,4 21-25 150 0,279 41,85 20,93 20,93 20-24 150 0,252 37,8 18,9 174,45 193,35 19-23 150 0,127 19,05 9,53 9,53 24-23 300 0,127 38,1 19,05 19,05 24-25 290 0,125 36,25 18,13 100,1 118,23 25-26 650 0,154 100,1 50,05 50,05 ГРП-А 1806,65 1806,65 СУМА 1713,69
нев'язка/>;
нев'язка/>.

Порядокгідравлічного розрахунку мережі низького тиску:
1)  Використовуючи складену схемумережі, визначають розрахункові витрати газу по ділянках;
2)  Вибирається головний напрямок(найбільш довгий і навантажений напрямок від ГРП до нульової точки);
Для ділянокголовного напрямку визначаються розрахункові довжини за формулою
/>, м, (1.72)
де Li — довжина ділянки напрямку, м.
3)  Визначається середня питомавтрата тиску по напрямку, що розраховується за формулою
/>, Па/м, (1.73)
де DP — перепад тиску по напрямку, Па, щоможе бути визначений за формулою
/>, Па, (1.74)
де Pп- початковий тиск газу, Па;
Pк- кінцевий тиск газу, Па;
SLр-сума розрахункових довжин ділянок по напрямку, м.
По номограмах аботаблицях, орієнтуючись на витрату газу на ділянці і hср,вибирають діаметр газопроводу і визначають дійсну питому втрату тиску — hд.
4)  Обчислюють падіння тиску наділянці за формулою

/>, Па. (1.75)
5)  Визначається тиск газу увузлах напрямку як різниця між тиском газу на початку ділянки і втратами тискуна ділянці. На першій ділянці за початковий тиск приймається тиск на виході з ГРП.
6)  Сумарні втрати тиску понапрямку порівнюються з допустимими. Якщо отримані втрати тиску перевищуютьдопустимі, то змінюють діаметри по ділянках і розрахунок повторюють.
DРнапр = ΣDРділ, Па. (1.76)
Повиннавиконуватися умова:
DРнапр ≤ DРдоп; (1.77)
DРдоп = Рн –Рк.(1.78)
Гідравлічнийрозрахунок кільцевих мереж газопроводів слід виконувати з ув'язуванням тискугазу у вузлових точках розрахункових кілець при максимальному використаннідопустимої втрати тиску газу. Нев’язка втрат тиску в кільці допускається до10%. Якщо нев’язка перевищує 10%, необхідно змінити діаметри газопроводів такимчином, щоб означена умова виконувалася.
Після розрахункунапрямків розраховуються ділянки — перемички. Ув'язування перемичок виконуєтьсяпо тиску у вузлах. Допустима нев’язка — 10%.
Гідравлічнийрозрахунок мереж низького тиску зводиться в таблицю 1.12.

Таблиця 1.12 — Гідравлічнийрозрахунок мережі низького тискуНомер 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
/> Па/м
нев'язка =/> 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
/> Па/м
нев'язка =/>
Гідравлічнийрозрахунок мережі низького тиску з визначенням розрахункових витрат газу визначаєтьсяна ЕОМ.
Щоб зробитирозрахунки на ЕОМ необхідні наступні вихідні дані:
Номер ГРП1
Початковий тискгазу на ГРП, Па3000
Кінцевий тискгазу, Па1800
Щільність газу,кг/м30,82
Параметробмеження діаметрів13 мм
Видпрокладкипідземна
Кількість ділянок46
Для розрахункускладемо допоміжні таблиці.
Таблиця 1.13 – Характеристикаділянок 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 – ХарактеристиканапрямківНомер 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 ЕОМприведений у додатку А.
Таблиця 1.15 — Таблиця відповідностіНомер 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

/>
Рисунок 1.1 – Схемарозподілу потоку газу по мережі низького тиску
 
/>
Рисунок 1.2 – Схемарозподілу потоку газу по мережі середнього тиску
 
1.9 Підбіробладнання газорегуляторного пункту
1.9.1 Підбіргазового фільтра
Фільтр служить для очищення газів від механічних домішок і установлюєтьсяна вхідному патрубку перед ЗЗК і регулятором тиску.
У ГРП установлюємоволосяний фільтр. Для забезпечення достатнього ступеня очищення обмежуютьшвидкість газового потоку через фільтр, що ха-рактеризуется максимальноприпустимим перепадом тисків у касеті. Цей перепад не повинний перевищувати впроцесі експлуатації 10 кПа, а після очищення чи промивання 4-5 кПа.
Для виміруперепаду тиску на працюючому фільтрі, застосовують дифманометри, що приєднуємодо штуцерів, що мається в корпусі фільтра.
Визначаєтьсяпропускна здатність фільтра за формулою
/>, (1.78)
де QТ– таблична пропускна здатність фільтра, м3/ч. Для фільтра ФГ – 100 QТ= 11000 м3/год;
ΔP – перепадтиску у фільтрі, кПа, приймається ΔР = 2,5 кПа;
ΔРт– табличний перепад у фільтрі, кПа, приймається ΔРт = 5 кПа;
Р – абсолютнийтиск газу перед фільтром, кПа, приймаємо з гідравлічного розрахунку Р=375,21кПа;
Рт – табличнезначення абсолютного тиску у фільтрі, приймається
Рт =300+100 = 400 кПа;
ρг– щільність газу, кг/м3, ρг=0,82 кг/м3;
Qгрп=1806,42м3/год.
/>.
Пропускназдатність 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 Підбіррегулятора тиску
Регулятор тиску автоматично знижує тиск газу,що протікає через нього, і підтримує його після себе постійним на заданомурівні не залежно від витрати чи коливань тиску на вході.
Здійснюється перевірка регулятора тиску РДУК2– 100/70.
Пропускназдатність регулятора тиску визначається за формулою
/>м3/год, (1.79)
де: QТ– таблична пропускна здатність регулятора тиску, м3/год, QТ= 5650 м3/год;
Р1 – абсолютнийтиск газу перед регулятором тиску, кПа, приймається з гідравлічного розрахункугазопроводу з урахуванням втрат у фільтрі.
Р1= Р– DРф= 375,21-10 = 365,21 кПа.
Р2 – абсолютнийтиск 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

― отжережим витікання є сверхкритичним.
/>м3/год.
Для нормальноїроботи регулятора тиску його максимальна пропускна здатність (навантаження)повинна бути не більш 80-85%, а мінімальна — не менш 10% від розрахунковоїпропускної здатності при заданому вхідному Р1 і вихідному Р2тисках 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=487,06м3/год; (1.82)
487,06 м3/год
Умова виконується,отже, регулятор тиску типу РДУК2 – 100/70 підходить для даного ГРП.
1.9.3 Підбірзапобіжних клапанів
Відповідно до правилбезпеки Госгортехнадзора в ГРП необхідно встановлювати 2 запобіжні клапани — один запірний, інший скидний.
1.9.3.1 Запобіжний запірний клапан (ЗЗК)
Запірний клапанустановлюється до регулятора по ходу газу і настроюється на попередньоприпустиме підвищення і припустиме зниження тиску газу за регулятором. Запірнийклапан призначений для автоматичного відключення газу перед регулятором увипадку різкого підвищення чи зниження тиску газу за регулятором вищевстановлених меж.
Відповідно до Правилбезпеки при кільцевих мережах ЗЗК настроюється на спрацьовування при тискуперевищуючому на 15% максимально припустимий робочий тиск газу в газопроводі зарегулятором.
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 межінастроювання при зростанні тиску 2-60 кПа, а при зменшенні тиску 0,3-3 кПа.
Приймаємо ПКН(В)-100.
1.9.3.2 Запобіжнийскидний клапан (ЗСК)
Скиднийклапан призначений для запобігання спрацьовування запірного клапана принезначному підвищенні тиску газу за регулятором. Настроювання скидного клапана здійснюютьтаким чином, щоб він починав спрацьовувати, тобто скидати газ в атмосферу притиску в газопроводі більше, ніж нормальне підтримуване регулятором і менше, ніжтиск, на який настроєний ЗЗК.
Відповіднодо Правил безпеки при кільцевих мережах ЗСК повинне забезпечувати відкриття приперевищенні встановленого максимального робочого тиску не більше ніж на 25 %.
/>. (1.84)
/> кПа.

Кількість газу,яке треба скинути через ЗСК, визначається за формулою
/>м3/год, (1.85)
де QРД– пропускна здатність регулятора при розрахункових вхідному і вихідному тискугазу, м3/год.
/> м3/год.
Фактичнапропускна здатність пружинного клапана визначається за формулою
/> м3/год, (1.86)
де α – коефіцієнтвитрати. α = 0,6;
F – площа сідларівна 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 – абсолютнийтиск на вході в клапан, кПа, приймається рівним тиску при максимальній межі Рвх= 103,75 кПа;
ΔP – утратитиску в клапані, кПа. DР = 0,01 кПа.
/> м3/год.
При правильномупідібраному скидному клапані повинна виконуватися умова:Qф ≥ QЗСК,20,22 м3/год > 2,44 м3/год, що задовольняє умові.
Приймається доустановки ПСК-50Н.

1.9.4 Підбіробвідного трубопроводу
Обвіднийтрубопровід установлюється для постачання через нього газом споживачів на часревізії і ремонту устаткування, змонтованого на основній (робочій) лінії. Діаметрбайпаса приймається 76х3,0 мм. Щоб забезпечити регулювання тиску газу прироботі ГРП без регулятора на байпасі послідовно встановлюються дві засувки dу=80мм 30с41нж. Між пристроями, що відключають, розміщається продувна свіча 25х2,5мм із краном, що відключає dу=20 мм 11ч3бк. Також установлюється манометр.
1.9.5Контрольно-вимірювальні прилади
Відповідно до [2]установлюються лічильники показуючий і реєструючий, манометри для вимірувхідного тиску, температури, витрати. Також установлюються манометри самопищущіі показуюючі (технічні) для реєстрації і контролю вихідного тиску природногогазу.
1.10 Матеріалий обладнання
 
При будівництвігазопроводів застосовують, як правило, сталеві труби. В останні роки длягазопроводів підземних починають використовувати поліетиленові труби, особливо длятранспортування газів зі змістом H2S більш 3%, а також при дужевисокої 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 заГОСТ 1050, що добре зварюється і містить не більш 0,25 % вуглецю.
Длягазопостачання можуть бути використані беззастережно труби групи В,неприпустиме застосування труб групи Д.
По методувиготовлення труби бувають безшовні і шовні. Безшовні труби дорогі. Трубипрямошовні, електрозварені (ГОСТ 10705 і 10706) застосовуються для підземнихгазопроводів з тиском до 1,2 МПа.
Труби водо- газопровідні по ГОСТ 3262 застосовуютьсядля спорудження газопроводів низького тиску діаметром до 80 мм. Вибір сталевихтруб для систем газопостачання здійснюється у відповідності до [2].
Засувки — запірний пристрій, у якому перекриття проходу здійснюється поступальнимпереміщенням затвора в напрямку, перпендикулярному до руху потоку середовища.Засувки бувають паралельні і клинові. Паралельні засувки простіше увиготовленні, але клинові надійніше в роботі. Клинові засувки застосовуютьсяпри будь-якому тиску, паралельні — при низькому і середньому. Діаметр засувок50 мм і вище.
Крани — цезапірні пристрої, у яких рухлива деталь затвора (пробка) має форму тілаобертання з отвором для пропуску потоку і при перекритті потоку обертаєтьсянавколо своєї осі.
У залежності відформи затвора крани розділяються на конічні, циліндричні і кульові, чи зісферичним затвором.
У залежності відспособу приєднання розрізняють муфтові, фланцеві, цапкові.
У залежності відспособу герметизації крани розділяються на натяжні і чепцеві.
Бронзові і латуннікрани встановлюються в процесі експлуатації.
При виборіарматури необхідно враховувати наступні властивості матеріалів і сплавів:
— природний газне впливає на чорні метали;
— чавуннаарматура має більш низькі механічні характеристики;
— фланці чавунноїарматури не можуть працювати на вигин;
— на мідні сплависильно впливає вуглеводень.
При розташуванні колодязіву водонасичених ґрунтах застосовують гідроізоляцію: зовнішні стіни колодязяштукатурять водонепроникним цементом. При установці в колодязі сталевої засувкидопускається влаштовувати косу фланцеву вставку в якості монтажного пристрою,що компенсує.
 

2. Розрахуноктехніко-економічних показників
 
2.1Капіталовкладення в мережі середнього тиску
 
Капіталовкладенняв мережі середнього тиску визначаються за формулою
/> (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 тискувизначаються за формулою

/> (2.2)
де К1 — вартість прокладки 1погонного метра з урахуванням вартості труб, грн/м;
Приймається по середньозваженому діаметрі, щовизначається за формулою
/>, (2.3)
де Σlнд – загальна довжина мереж низькоготиску, м.
Результати зводимо в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2 — Капітальні вкладення в мережінизького 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 = 52,05грн/м.
Капітальні вкладення: Кнд =52,05·26100 = 1358505 грн.
2.3 Основні показники проекту
 
Таблиця 2.3 — Розрахунок техніко-економічнихпоказниківНайменування 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)
/>
Стр=129161,535/135682,303=
=0,95

3. Газопостачанняжитлового будинку
 
Розрахунокгазопроводу здійснюємо для чотириповерхового житлового будинку, що постачаєтьсяприродним газом.
Об’єм кухонь 20,3і 11,21, висота кухонь – 2,7 м. Отже, у кухнях можна встановлювати двох- ічотирьохпальникові газові плити і газові проточні водонагрівачі.
3.1 Визначеннярозрахункових витрат газу
 
Номінальну витратугазу газовими приладами />, (м3/год),визначаємо за формулою
/> (3.1)
де Qтi– теплова потужність газового приладу, кВт; складається з потужностей складовихчастин газового приладу:
— водонагрівачтипу ВПГ-18 (згідно з довідковими даними) />
— 2– пальникова газова плита (ГП2)
/> (3.2)
— 4– пальникова газова плита (ГП2)
/> (3.3)
де Qтгн– теплова потужність пальника нормальної потужності:
— знижена 0,7кВт;
— нормальна 1,9кВт;
— підвищена 2,8кВт;
qд.ш –теплова потужність духової шафи, кВт, обумовлена як добуток теплової потужностіосновного пальника духової шафи на його корисний обсяг V, (дм3), рівний0,09 дм3. Теплова потужність духової шафи:
— для ГП2 – 40кВт/дм3;
-дляГП4 – 53,5 кВт/дм3.
Водонагрівачгазовий типу ВПГ-18:
/> м3/год.
2- пальникова газова плита (ГП2) (обидвапальники нормальної потужності):
/>
/>
4-пальникова газова плита (ГП4) (2 пальника нормальної потужності, 1 – знижена, 1– підвищена):
/>
/>
Розрахунокрозрахункових витрат газу зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 – Розрахунковівитрати 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 Гідравлічнийрозрахунок внутрішньобудинкових газопроводів
 
Розрахуноквиконуємо в наступній послідовності:
1) Складаємосхему газопроводів і нумеруємо ділянки.
2) Визначаємодовжини ділянок l, (м).
3) Приймаємопроцентні надбавки а, (%), по ділянках за [2].
4) Визначаєморозрахункові довжини lр, (м), ділянок за формулою
/> (3.4)
5) Визначаємосумарну розрахункову довжину ålр, (м).
6) Визначаємосередню питому втрату тиску hср, (Па/м), за формулою

hср=(Pприп-DРприл-DРлічил)/ålр,(3.5)
де Pприп– припустимий перепад тиску в двірських і внутрішніх газопроводах [2], Па;
DРприл — утрати тиску в газовомуприладі, Па;
DРлічил — утрати тиску в газовомулічильнику, Па.
7) Пономограмі для розрахунку газопроводів низького тиску [1] підбираємо діаметр d,(мм), і визначаємо дійсні втрати тиску hд, (Па/м).
8) Визначаємоопір ділянок (Па) за формулою
 
DР=hд·lр.(3.6)
9) Визначаємогідростатичний тиск Нд, (Па) за формулою
 
Hд=±9,81·Z·(rп-rг), (3.7)
де Z – величинавертикальної ділянки, м;
rп,rг – густина повітря і газу, кг/м3.
Розрахунокзводимо до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 – Гідравлічнийрозрахунок 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
Перевіряємовиконання умови: 297,53; 297,53
3.3 Розрахуноквідводу продуктів згоряння
 
Продукти згоряннявід кожного газового приладу відводять по окремому димоході в атмосферу.
При розрахункудимоходу визначаємо розмір поперечних перерізів димоходів і приєднувальноїтруби, а також вибираємо матеріал і товщину стінок димоходів, при якихрозрідження 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 діаметрприєднувальної труби приймаємо рівним діаметру димовідводячого патрубкаприладу. Приєднувальна труба повинна мати довжину не більш 3 м, а кількістьповоротів — не більш трьох.
Вихідні дані:
— спалюєтьсяприродний газ, для якого Qн=36395 кДж/м3;
— тип іпотужність газового приладу — ВПГ-18, Qт=18 кВт;
— коефіцієнтвитрати повітря – α=2,5;
— температура газів,що ідуть, у газових приладах – 190 0С;
— необхідне розрідженняперед тягоперервачем приладу – 3 Па;
— температура точкироси в продуктах згоряння – 46 0С;
— барометричнийтиск – 101000 Па.
Розрахуноккомунікацій по видаленню продуктів згоряння газоподібного палива проводимо внаступній послідовності:
1)  Визначаємо обсяги продуктівзгоряння природного газу, що утворяться при спалюванні 1м3 газу:
— теоретичнонеобхідна кількість повітря Vо, (м3/м3),розраховується за формулою
/>. (3.8)
/>
— об’єм двоокисювуглецю (вуглекислого газу) />, (м3/м3),розраховується за формулою
/>. (3.9)
/>
— об’єм азоту />, (м3/м3),розраховується за формулою
/> (3.10)
/>
— об’єм водяноїпари />, (м3/м3),розраховується за формулою

/> (3.11)
де d — вологовміст природного газу, г/кг. Якщо він невідомий приймають
 
d =10,1 г/кг.
/> 
— об’ємнадлишкового кисню />, (м3/м3),розраховується за формулою
/> (3.12)
/>
— сумарний об’ємпродуктів згорання />, (м3/м3),розраховується за формулою
/> (3.13)
/>
2)  Визначається густинапродуктів згорання природного газу при температурі 00С і тиску101325 Па, />, (кг/м3) заформулою
/> (3.14)
/>

3) Витратапродуктів згоряння природного газу через димохід />, (м3/год), визначається заформулою
/> (3.15)
/>
4) Розраховуємо охолодження продуктів згоряння/>, (оС), заформулою
/> (3.16)
де tнi– температура газів, що ідуть, на початку ділянки, ºС;
tов – температураповітря, що оточує димохід, ºС;
Qпс – витратапродуктів згоряння через димохід, м3/год;
k – коефіцієнттеплопередачі стінок димоходу, Вт/(м2∙К);
F – поверхня теплообміну, м2
 
F=p·d·l. (3.17)
На першій ділянцітемпературу tнi приймаємо рівній температурі газів, що ідуть.Значення k приймаємо за [1]. Температуру tов приймаємо рівнійсередній температурі приміщення, у якому встановлений газовий прилад (для кухні20 ºС).
Розрахунокведеться у відповідності зі схемою, приведеної на рисунку 3.1.

/>
Рисунок 3.1 – Схемавідводу продуктів згоряння
Температуру газів,що ідуть, наприкінці ділянки />, (oC),визначаємо за формулою
/>. (3.18)
Ділянка ВПГ-1
F= 3,14 · 0,14 · 0,5= 0,22 м2;
/>
/>/>
Ділянка 1-2
F=3,14 · 0,14 0,45 = 0,198 м2;
/>
/>

Ділянка 2-3
F= 0,14·0,14·0,61=0,012 м2;
/>
/>
Ділянка 3-4
F= 0,14·0,14·1,235= 0,024 м2;
/>
/>
Ділянка 4-5
F= 0,14·0,14·2=0,039 м2;
/>
/>
Температура газів,що ідуть, більше точкики роси (171,74 ºС > 46 ºС), значитьвипадання конденсату на поверхні каналу не буде.
5) Тяга, створювана вертикальнимиділянками ВПГ-1 і 2-5, Рiт, (Па), визначається за формулою

/> (3.19)
де Н – висотавертикальної ділянки, м;
/> – температура навколишньогоповітря, ºС;
/> – середня температурапродуктів згоряння на ділянці, ºС, розраховується за формулою
/> (3.20)
де tн іtк – температури газів, що ідуть, на початку і наприкінці ділянки, 0С.
/> – барометричний тиск, Па.
Сумарна тяга Рт,(Па), дорівнює
/> (3.21)
/>
/>
/>
/>
/>
6) Визначаємовтрати на тертя по довжині ΔΡтр, (Па), за формулою

/> (3.22)
де ΔΡi– утрати на тертя по довжині на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою
/> (3.23)
де λ – коефіцієнттертя, прийнятий для цегельних каналів і металевих окислених труб – 0,04;
l – довжина ділянки, м;
d – діаметр ділянки, м. Якщоперетин прямокутний, то приймаємо еквівалентний діаметр dекв.
/> - швидкість руху продуктівзгоряння, м/с; визначаємо за формулою
/> (3.24)
де f – площаперетину труби, м2;
/> – густина газів, що ідуть,кг/м3.
а) уприєднувальній трубі
/>
/>
/>

б) у димоході
/>
/>
/>
/>
7) Визначаємовтрати на місцеві опори ΔΡм.с, (Па), за формулою
/> (3.25)
де ΔΡім.с.– утрати на місцеві опори на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою
/> (3.26)
де Sz — сума коефіцієнтів місцевихопорів на ділянці.
а) уприєднувальній трубі:
Коефіцієнти місцевих опорів: привході в тягопереривач x1 = 0,5; 2 поворота x2 = 0,9·2 = 1,8; на вході в цегельнийдимохід x3 = 1,2, Sx = 3,5.
/>
б) у димоході:
Коефіцієнт опору при виході x = 1,5.

/>
/>
8) Визначаємо розрідження передгазовим 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 мінімальнонеобхідне (2 Па), отже, димохід забезпечить нормальну роботу водонагрівача.

4. Розрахунок інжекційногопальника середньоготиску
 
Вихідні дані длярозрахунку:
— продуктивністьпальника V = 5,5-8м3/год;
— тиск передпальником Р=25,7 кПа;
Розрахунокскладається з визначення наступних конструктивних елементів пальника: сопла,горловини змішувача, конфузора і розмірів вогневих отворів.
Визначаєтьсятеоретично 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)
/>
Дійснакількість 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.
Задаємосяшвидкістю витікання газоповітряної суміші з пальника Wкр=10 м/с,температура суміші на виході з кратера tкр= 130 ºС(кратер охолоджується повітрям) і знаходимо площу кратера fкр, м2і діаметр кратера dкр, м, за формулами
/> (4.3)
/> (4.4)
/>
/>
Обчислюєтьсяперетин fд, м2, і діаметр вихідного кінця диффузора dд,м:
fд= (1,5÷2)·fкр; (4.5)
/> (4.6)
fд= 1,5·0,0024=0,0037 м2;
/>
Діаметргорловини dг, м:
dг= 0,55·dд. (4.7)
dг= 0,55·0,068=0,038 м.
Робитьсяперевірка балансу енергії, кДж/м3, для того, щоб розташовуванаенергія струменя газу, що випливає із сопла пальника, була більше усіх втратенергії в пальнику і на виході з неї:
/> (4.8)
деЕ – 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.
Визначаєтьсяшвидкість газоповітряної суміші в горловині />,м/с за формулою
/> (4.9)
деtсум –температура газоповітряної суміші на виході зотворів, приймається рівній температурі повітря в приміщенні 20 ºС;
/>
Швидкістьвиходу газу із сопла />, м/свизначається за формулою
/> (4.10)
/>
Визначаєтьсяенергія струменя газу, що випливає із сопла />,м/с за формулою
/> (4.11)
/>

Визначаютьсявитрати енергії на створення інжекційного повітря, />,кДж/м3:
/> (4.12)
/>
Визначаютьсявитрати енергії на зміну швидкості струменя газу в горловині пальника />, кДж/м3:
/> (4.13)
/>
Швидкістьруху газоповітряної суміші на виході з диффузора />,м/с, визначається за формулою
/> (4.14)
деt – температура газоповітряної суміші в горловині пальника приймається рівної20 0С.
/>
Витратиенергії в дифузорі />, кДж/м3визначаються за формулою

/> (4.15)
де/> - коефіцієнт корисної діїдифузора; При /> приймається 0,8.
/>
Визначаєтьсящільність газоповітряної суміші у вихідному перетині диффузора />, кг/м3:
/> (4.16)
/>
Визначаютьсявитрати енергії в насадці />, кДж/м3:
/> (4.17)
/>
Визначаютьсявитрати енергії в кратері пальника />, кДж/м3,але для цього визначається густина газоповітряної суміші на виході з кратера />, кг/м3:/>

/> (4.18)
/> (4.19)
/>
/>
Перевіркабалансу енергії в пальнику: />
/>
Визначаєтьсянеобхідний тиск газу при мінімальному навантаженні />,Па:
/> (4.20)
де/> - коефіцієнт витрати,приймається за табл. 1.1 [3].
/>
Межарегулювання навантаження пальника />,складе:
/> (4.21)
/>

Визначаєтьсямаксимальна продуктивність пальника />, м3/год,за формулою
/> (4.22)
/> м3/год,що більше 8 м3/год.
Визначаютьсядіаметри сопла />, мм і конфузора />, мм:
/> (4.23)
/> (4.24)
деWв — швидкість повітря в конфузорі, приймається рівною 1-2 м/с.
/>
/>
Визначаютьсядовжини горловини, дифузора, конфузора, кратера і сопла:
/> (4.25)
/>,приймаємо 250 мм;
/> (4.26)
/> (4.27)
/> (4.28)
деα – кут розкриття дифузора, приймається щоб уникнути відриву струменя відстінок дифузора рівним 8 º;
β– кут розкриття конфузора, приймається 40 º;
β1– кут розкриття кратера, приймається 30 º.
/>
/>
/>
Довжина/>, мм і діаметр />, мм тунелю:
/> (4.29)
/> (4.30)
/>
/>

Списоквикористаних 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 курсовомпроекте " Газоснабжение района города"/ Макеевка, ДонГАСА, 1987, 20с.
4. Методичні вказівки до виконаннякурсового проекту «Газопостачання району міста або селища» (длястудентів 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.