--PAGE_BREAK--; — годовые нормы потребления газа для выпечки хлеба, булок и кондитерских изделий на 1 человека (принимается по приложению 3),
; ; .
.
— годовая норма выпечки хлебобулочных изделий на 1 человека (приложение 5), b2= 0,292 г.
(н·м3/год).
Потребление газа крупными коммунально-бытовыми предприятиями района газификации
(н·м3/год).
Годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации
где — процент охвата газификацией общественных зданий и сооружений, принимается в соответствии с заданием;
— годовое потребление газа больницами, (н·м3/год);
— годовое потребление газа поликлиниками, (н·м3/год);
— годовое потребление газа школами, (н·м3/год);
— годовое потребление газа гостиницами, (н·м3/год);
— годовое потребление газа столовыми и ресторанами, (н·м3/год);
— годовое потребление газа неучтенными потребителями, (н·м3/год);
Годовое потребление газа больницами
,
где — годовая норма потребления газа на 1 койку больницы, вычисляется по следующей формуле:
,
где — годовые нормы потребления газа на приготовление пищи, проведение процедур и стирку белья соответственно (принимаются по приложению 3),
– количество коек в больнице на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .
(н·м3/год).
Годовое потребление газа поликлиниками
,
где — годовая норма потребления газа на посещение поликлиники 1 человеком в год, вычисляется по следующей формуле:
,
где — годовые нормы потребления газа на проведение процедур и стирку белья соответственно (принимают по приложению 3), , .
.
— количество посещений поликлиники 1 человеком в год (принимается по приложению 5), .
(н·м3/год).
Годовое потребление газа школами
,
где — годовая норма потребления газа на одно место в школе (выбирается по приложению 3), ;
— количество школьников на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .
(н·м3/год).
Годовое потребление газа гостиницами
,
где — годовая норма потребления газа на одно место в гостинице (выбирается по приложению 3), ;
— количество место в гостинице на 1000 человек населения (принимается по приложению 5), .
(н·м3/год).
Годовое потребление газа столовыми и ресторанами
,
где — годовая норма потребления газа для приготовления пищи, потребляемой 1 человеком в столовой, вычисляется по формуле:
,
где — годовая норма потребления газа для приготовления завтрака, обеда и ужина соответственно на 1 человека (вбирается по приложению 3), , .
.
— количество посещений столовой (ресторана) на 1000 человек в год (принимается по приложению 5), .
(н·м3/год).
Годовое потребление газа неучтенными потребителями
,
где — годовое потребление газа на бытовые нужды, в банях и в прачечных соответственно.
(н·м3/год).
Годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации
= (34809+36944+1847+2155+235980+115500)∙21 / 100= 89719 (н·м3/год).
Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и от индивидуальных отопительных установок
,
где — годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК, (н·м3/год);
— годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, (н·м3/год).
Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК
,
где — годовой расход газа на отопление, вычисляется по формуле:
где — удельная отопительная характеристика зданий (выбирается по приложению 4).
Для г. Мурманск с :
— для кварталов с 9-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);
— для кварталов с 5-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);
— для кварталов с 1-этажной застройкой (кДж/м3∙ч∙оС);
— удельная кубатура жилых зданий, м3;
— число жителей в кварталах, получающих тепло и горячую воду от РГК (кварталы с 9-этажной и с 5-этажной застройкой);
— температура воздуха внутри помещения, принимается равной 18оС;
— средняя температура наружного воздуха за отопительный период,
— продолжительность отопительного периода, сут;
– коэффициент, учитывающий расход газа на отопление принимается равным ;
— КПД котельной, .
Вычислим годовой расход газа на отопление от РГК для кварталов с 9-этажной и с 5-этажной застройкой
где – номер рассчитываемого квартала;
– число жителей в рассчитываемом квартале.
(н·м3/год);
(н·м3/год);
(н·м3/год);
(н·м3/год);
(н·м3/год);
(н·м3/год);
(н·м3/год).
Вычисляем общий годовой расход газа на отопление от РГК
,
(н·м3/год).
Вычисляем годовой расход газа на горячее водоснабжение от РГК по следующей формуле:
,
где — годовая норма потребления газа на горячее водоснабжение от РГК (выбирается по приложению 3), ;
— общее число жителей в кварталах с 9-этажной застройкой.
(н·м3/год).
Вычисляем годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК
(н·м3/год).
Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок
Годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок рассчитывается по следующей формуле:
,
где – общее число жителей в кварталах с 1-этажной застройкой;
— КПД индивидуальных отопительных установок,
(н·м3/год).
Для дальнейших расчетов необходимо знать годовые расходы газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, вычисленные для каждого квартала с 1-этажной застройкой отдельно. Рассчитываем годовые расходы газа по вышестоящей формуле, подставляя вместо число жителей в каждом квартале Nk:
(н·м3/год).
(н·м3/год).
Вычислим годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и от индивидуальных отопительных установок
(н·м3/год).
Годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации
,
где — годовой расход газа на трехсменном производстве, (н·м3/год);
— годовой расход газа на двухсменном производстве, (н·м3/год);
— годовой расход газа на односменном производстве, (н·м3/год).
Годовой расход газа на трехсменном производстве
где 29330 – теплота сгорания условного топлива, кДж/т;
– производительность трехсменного производства, =13813 т/ч;
– удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7), плавка углеродистой стали ;
— коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .
(н·м3/год).
Годовой расход газа на двухсменном производстве
где — производительность двухсменного производства, млн. шт./год=1381 шт/час;
— удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7) обжиг кирпича,
— коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .
(н·м3/год).
Годовой расход газа на односменном производстве
где — производительность односменного производства, млн. шт./год=1199 шт/час;
— удельный расход условного топлива для трехсменного производства (выбирается по приложению 7) обжиг кирпича, .
— коэффициент часового максимума (выбирается по приложению 6), .
(н·м3/год).
Годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации
(н·м3/год).
Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами и районом газификации
Суммарное годовое потребление газа районом газификации вычисляется по следующей формуле:
продолжение
--PAGE_BREAK-- ,
где — бытовое потребление газа за год, (н·м3/год);
— годовое потребление газа крупными коммунально-бытовыми предприятиями района газификации, (н·м3/год);
— годовое потребление газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации, (н·м3/год);
— годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от РГК и индивидуальных отопительных установок, (н·м3/год);
— годовой расход газа промышленными предприятиями района газификации, (н·м3/год).
(н·м3/год).
Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами
Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами вычисляют по следующей формуле:
,
где — годовой расход газа на приготовление пищи и горячей воды (в кварталах с 5-этажной и 1-этажной застройкой) вычисляется для каждого квартала отдельно в зависимости от числа жителей в каждом из них;
— годовой расход газа общественными предприятиями и сооружениями района газификации, необходимый для удовлетворения нужд населения каждого квартала в отдельности, вычисляется по формуле:
,
где — доля населения каждого квартала от населения района газификации (принимается по таблице 1.1.);
— годовой расход газа на отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных отопительных установок, вычисленный отдельно для каждого квартала.
Результаты сводим в таблицу 3.
Таблица 3
«Суммарное годовое потребление газа отдельными кварталами»
№
кв-ла
1
2
3
4
5
6
7
8
9
68285
113632
171257
133887
115547
82006
70772
93159
70772
6460
10766
9331
7357
6280
12830
11035
14624
11035
167775
279194
242520
403592
180588
141244
121827
94836
81807
107783
81807
4. Определение расчетно-часовых расходов газа
Расчетные часовые расходы газа служат исходными данными для определения диаметров газопроводов, для выбора размеров и типов газовой арматуры и оборудования.
Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с отоплением от индивидуальных отопительных установок (квартала с 1-этажной застройкой)
,
где — коэффициент часового максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:
,
где — число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды (выбираем по приложению 6);
1/ч (для кв. №10);
1/ч (для кв. №11);
— коэффициент часового максимального расхода газа на отопление, вычисляется по следующей формуле:
,
где — число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:
=1138 ч,
где — температура внутри помещения, принимается ;
— расчетная температура для проектировании отопления , (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»);
— средняя наружная температура за отопительный период, .
— продолжительность отопительного периода, .
Вычислим расчетно-часовые расходы газа в кварталах с отоплением от индивидуальных отопительных установок
м3/ч;
м3/ч;
Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с 9-этажной застройкой
Расчетно-часовые расходы газа в данных кварталах вычисляются по следующей формуле:
,
где — (см. п.4.1)
— номер рассчитываемого квартала;
м3/ч;
м3/ч;
м3/ч;
м3/ч.
Расчетно-часовые расходы газа в кварталах с 5-этажной застройкой
м3/ч;
м3/ч.
м3/ч;
Расчетно-часовые расходы газа на коммунально-бытовых предприятиях района газификации
Расчетно-часовой расход газа в прачечной
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .
м3/ч.
Расчетно-часовой расход газа в бане
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .
м3/ч.
Расчетно-часовой расход газа на хлебозаводе
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6), .
м3/ч.
Расчетно-часовой расход от РГК
,
где — число часов использования максимального расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды, вычисляется по следующей формуле:
=3193 ч.
м3/ч.
Расчетно-часовые расходы газа на промышленных предприятиях района газификации
Расчетно-часовой расход газа на трехсменном производстве
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.
м3/ч.
Расчетно-часовой расход газа на двухсменно производстве
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.
м3/ч.
Расчетно-часовой расход газа на односменном производстве
,
где — число часов использования максимального расхода газа (выбирается по приложению 6) ч.
м3/ч.
5. Газодинамический расчет газопроводов
При проектировании трубопроводов для транспорта газа выбор типоразмеров труб осуществляется на основании их газодинамического расчета, имеющего цель определить внутренний диаметр газопровода для пропуска необходимого количества газа при допустимых для конкретных условий потерях давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по газопроводу заданного диаметра
Газодинамический расчет сети низкого давления
При выборе системы газоснабжения района газификации будем учитывать то, что трасса газопроводов должна размещаться на расстояниях, определяемых СНиП, от линии застройки, трамвайных путей, подземных инженерных коммуникаций и других сооружений, поэтому необходимо прокладывать ее не по основным магистральным улицам города, а по улицам с меньшим количеством инженерных коммуникаций.
При разработке схемы газоснабжения определяем количество ГРП на территории района газификации.
Увеличение числа ГРП уменьшает радиус действия каждого из них и, следовательно, уменьшает диаметры газопроводов после ГРП и металловложения в сеть низкого давления, но это приводит к удорожанию системы за счет стоимости самих ГРП.
В курсовой работе сначала мы формируем сеть низкого давления. Для этого строим главный питающий контур, охватывающий большую часть жилого массива, наносим перемычки внутри главного питательного контура по межквартальным проездам, а также формируем тупиковую сеть в периферийной части жилого массива.
Определение общего числа ГРП
Приближенное общее число ГРП рассчитывается по формуле:
,
где F– газифицируемая площадь (площадь жилого массива), включая площадь проездов, км2;
R– оптимальный радиус действия ГРП, км.
Оптимальный радиус действия ГРП принимаем равным 0,5÷1км.
ГРП.
Определение точек встречи потоков газа
Располагаем точки встречи потоков газа таким образом, чтобы потоки газа, выходящие из ГРП в разные стороны, были бы примерно одинаковыми и двигались к потребителю по кратчайшему пути.
Определение удельных путевых расходов газа для всех контуров питания потребителей
Удельные путевые расходы газа для всех контуров питания потребителей определяются по формуле:
,
где – расчетный часовой расход газа для рассчитываемого контура (квартала), м3/ч;
– суммарная длина сети, охватывающей рассчитываемый контур (квартал), м.
Результаты вычислений сводим в таблицу 4.
Таблица 4
«Удельные путевые расходы»
№
кв-ла
1
2
3
4
5
6
7
8
9
, м3/ч
133
168
135
135
135
53
52
59
52
, м
125
195
150
400
390
490
450
255
215
,
м3/ч ·м
1,06
0,86
0,9
0,34
0,35
0,11
0,12
0,23
0,24
м3/ч.
Определение удельных путевых расходов газа для участков сети низкого давления
При определении удельных путевых расходов газа на участках сети необходимо учитывать односторонний и двухсторонний разбор газа в кварталах. Для окольцованных кварталов этот объем подачи газа определяется по удельным расходам в кольцах (контурах), в которые заключены кварталы, а удельный расход газа на прилегающие площади прибавляется целиком к удельному путевому расходу газа на участке сети, к которому прилегает данная площадь.
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м;
м3/ч*м.
м3/ч*м.
м3/ч*м.
Определение путевых расходов газа для участков сети низкого давления
Общие путевые расходы газа для участков сети рассчитываются по формуле:
,
где – длина рассчитываемого участка, м;
– удельный путевой расход газа для рассчитываемого участка, м3/ч·м.
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Определение транзитного расхода газа на участках сети низкого давления
Транзитный расход газа на рассчитываемом участке равен сумме путевых расходов всех участков, последующих за рассчитываемым.
На концевых участках и участках, заканчивающихся точкой встречи, транзитный расход равен нулю.
Определение расчетного расхода газа на участках сети низкого давления
Расчетные расходы газа на участках сети определяются по формуле:
,
где – транзитный расход газа на рассчитываемом участке, м3/ч;
– общий путевой расход газа на рассчитываемом участке, м3/ч.
Результаты вычислений сводим в таблицу 5.
Таблица 5
«Часовые расходы газа на участках сети низкого давления»
№
уч-ка
L, м
gп,
м3/чм
Часовые расходы, м3/ч
1
2
3
4
5
6
7
0-1
30
0,35
10,5
5,3
915,5
920,8
1-2
70
0,35
24,5
12,3
664,7
677
2-3
150
1,25
187,5
93,8
477,2
571
3-4
65
1,21
78,7
39,4
398,5
437,9
4-5
130
1,2
156
78
242,5
320,5
5-6
125
1,4
175
87,5
67,5
155
6-7
145
0,34
49,3
24,7
18,2
42,9
7-А
165
0,11
18,2
9,1
-
9,1
А-8
70
0,11
7,7
3,9
-
3,9
8-9
255
0,34
86,7
43,4
7,7
51,1
9-10
215
0,36
77,4
38,7
94,4
133,1
10-11
235
0,12
28,2
14,1
171,8
185,9
11-1
75
0,35
26,3
13,2
200
213,2
В конце вычислений определяем суммарный часовой расход газа, выходящего из ГРП (ΣQруч, м3/ч), и сравниваем его с суммарным часовым расходом газа для жилых кварталов (ΣQркв, м3/ч), используя формулу:
такая точность считается приемлемой.
Определение среднего гидравлического уклона
Перед определением среднего гидравлического уклона необходимо выделить основные питающие контуры сети низкого давления, а затем вычислить средние гидравлические уклоны основных питающих контуров по формуле:
,
где 0,9 – доля расчетного перепада, теряемого на трение;
∆Pр– перепад давления от ГРП до потребителя, ∆Pр= 1200 Па;
lпк– длина питающего контура, расстояние от ГРП до концевой точки, м.
Результаты расчетов сводим в таблицу 6.
Таблица 6
«Средние гидравлические уклоны для полукольцевых направлений»
Направление
I
lпк, м
880
, Па/м
1, 2
lпк= l0-1+ l1-2 + l2-3+ l3-4+ l4-5 + l5-6+ l6-7+ l7-А= 30+70+150+65+130+125+145+165=880 м.
Па/м.
Газодинамический расчет сети низкого давления
По номограмме выбирается диаметр первого по контуру от ГРП газопровода. Далее по сортаменту выбирается два значения диаметров газопровода. При этом для первой половины участков питающего контура выбирается меньшее значение, для второй половины – большее.
,
где lуч— длина рассчитываемого участка, м.
Затем определяем давление в конце рассчитываемого участка питающего контура по формуле:
Pк= Pн– 1,1∙ ,
где Pн – давление на выходе из ГРП, его следует принять равным 3000 Па (по СНиП 2.04.08-87);
1,1 – коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений.
Для последующего участка питающего контура Pнпринимается равным Pкпредыдущего участка.
На последнем участке питающего контура диаметры выбираются по максимально возможному значению газодинамического уклона, выраженного через , по формуле:
где ∆Pр= 1200 Па;
— сумма потерь давления по направлению от ГРП до начала последнего участка.
Для каждого кольца сети находится газодинамическая навязка по формуле:
где ∑∆P— алгебраическая сумма потерь давления в кольце; потери давления считаются положительными для участков с движением газа по часовой стрелке и отрицательными — против часовой стрелки;
— сумма абсолютных значений потерь давления на участках кольца.
Допускаемая невязка в кольце до 10%. Для колец с невязкой до 10% расчет считается законченным, для колец с невязкой более 10% производится газодинамическая увязка.
Конечное давление Pкна последнем участке питающего контура и в конце любого тупикового участка должно быть не более 2040 Па и не менее 1800 Па, то есть 1800 Па ≤ Pк ≤ 2040 Па.
Результаты вычислений сводятся в таблицу 7.
--PAGE_BREAK--Газодинамический расчет аварийных режимов однокольцевой газовой сети
Выполняются два варианта газодинамического расчета аварийных режимов при выключенных головных участках слева и справа от точки питания (например: участок-n, участок-m). Приведенный ниже порядок расчета проводится для каждого из двух вариантов аварийных режимов.
Расчетный расход газа для каждого участка кольца газопроводов при аварийных режимах определяется по следующей формуле:
,
где Qуч — расчетный расход газа на рассматриваемом участке, м3/ч.
По выбранному диаметру кольца газопроводов и по расчетному расходу газа по номограмме (приложение 9) определяются квадратичные потери давления на каждых 100 м рассматриваемого участка.
(кПа2).
Квадратичные потери давления для всего участка определяются по следующей формуле:
,
где Lу — длина рассчитываемого направления, м;
1,1-коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений;
Результаты вычислений сводятся в таблицу 8.
Таблица 8
«Результаты газодинамического расчета аварийных режимов»
Показатели участка
,
кПа2
,
кПа2
№
уч-ка
Длина
участка
lуч, м
,
м3/ч
Отказал участок 0-7
0-1
133х4
650
3100,5
6700
47905
1-2
133х4
250
3036
6250
17188
2-3
133х4
400
2690,2
4700
20680
3-4
114х4
10
1998,7
9170
1009
4-5
114х4
300
1968,7
8340
27522
5-6
114х4
280
1862,9
6670
20544
6-7
114х4
300
1740,6
5833
19249
∑=154097
Отказал участок 0-1
0-7
114х4
200
3100,5
17500
3850
7-6
114х4
300
1359,7
3600
11880
6-5
114х4
280
1237,4
3300
10164
5-4
114х4
300
1131,6
3000
9900
4-3
114х4
10
1101,6
2600
286
3-2
133х4
400
410,1
142
625
2-1
133х4
250
64,3
1
3
∑=71358
Диаметры участков кольца газопроводов в процессе расчета корректируем таким образом, чтобы давление газа у последнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого значения.
Для всех ответвлений рассчитываем диаметры газопроводов с подачей им:
,
где – расчетно-часовой расход газа на рассматриваемом ответвлении, м3/ч.
Давление вначале рассматриваемого ответвления определяется исходя из следующей формулы:
,
где – давление вначале рассматриваемого ответвления, кПа;
– абсолютное давление газа (начальное давление газа после ГРП), кПа2;
– сумма потерь давления на участках кольца газопроводов, расположенных до точки подключения рассматриваемого ответвления к кольцу.
Затем определяем допустимые потери квадрата давления на 100м рассматриваемого ответвления по формуле
,
где – длина рассматриваемого ответвления, м;
По номограмме выбираем диаметр ответвления и действительное значение потерь давления на 100м.
Потери квадрата давления на всем ответвлении вычисляются по формуле:
,
где – действительное значение потерь давления на 100м, кПа2.
Давление в конце ответвления вычисляется по следующей формуле:
.
Результаты вычислений сводим в таблицу 9.
Таблица 9
«Результаты газодинамического расчета ответвлений при аварийных режимах»
№
Отв-я
, м3/ч
, м
,
кПа2
,
кПа2
,
кПа
,
кПа
Отказал участок 0-7
1
64,5
70
38×3
4 000
3080
559
556
2
345,8
90
38×3
100 000
99000
543
443
3
691,5
50
57×3
35 000
19250
524
505
4
30
120
38×3
2 300
3036
523
520
5
1740,6
100
70×3
70 000
77000
496
411
6
122,3
110
38×3
14 000
16940
475
457
7
105,8
90
38×3
10 000
9900
454
443
Отказал участок 0-1
7
105,8
90
38×3
10 000
9900
567
558
6
122,3
110
38×3
14 000
16940
556
541
5
1740,6
100
70×3
70 000
77000
547
471
4
30
120
38×3
2 300
3036
538
535
3
691,5
50
57×3
35 000
19250
538
520
2
345,8
90
38×3
100 000
99000
537
435
1
64,5
70
38×3
4 000
3080
537
534
продолжение
--PAGE_BREAK--
6. Распределение потоков при нормальном газодинамическом режиме
Расчет распределения потоков при нормальном газодинамическом режиме производим в следующей последовательности:
Сначала задаем предварительное распределение потоков, при этом для каждого узла должен соблюдаться первый закон Кирхгофа, а именно: алгебраическая сумма всех потоков газа, сходящихся в узле, включая узловые расходы, равна нулю. Потокам, подходящим к узлу, присваивается знак «+», а выходящим из узла – знак «-». Затем в одном из узлов ответвления (например, узел f) принимается точка схода потоков газа. Точка схода принимается с учетом равномерного распределения нагрузки по обеим ветвям кольца газопроводов. Далее, двигаясь от точки схода против потока газа по каждой ветви кольца, определяем расчетные расходы газа для всех участков кольца газопроводов, принимая для одной ветви расходы газа положительными, а для другой – отрицательными. Расчетные расходы газа на участках, расположенных непосредственно перед точкой схода, определяем путем деления расчетного расхода газа в ответвлении fна две части, которые могут быть не равны между собой.
По известным диаметрам и расходам газа по номограмме находим потери давления на 100 м длины для всех участков и далее – потери на участках.
Все расчеты сводим в таблицу 10.
--PAGE_BREAK--