Федеральное агентствопо образованию
Федеральноегосударственное образовательное учреждение
среднегопрофессионального образования
«Курганскийархитектурно-строительный колледж»
Специальность 270111
«Монтажи эксплуатация
оборудованияи систем
газоснабжения»
Пояснительнаязаписка
ккурсовому проекту по дисциплине
«Газовые сети и установки».
Натему «Газоснабжение района города Петухово».
Студент: Алябышев А.М.
Группа МГД-324
Руководитель: Власов В.И.
Курган 2008г
Введение
Россия– крупнейший мировой производитель и поставщик природного газа. Из 2 тыс.млрд.куб.м. его мирового производства 645 млрд.куб.м. (32,25%) приходиться наРФ. Согласно прогнозам специалистов, за период 2000-2007г.г. намечаетсянекоторая стабилизация в объёмах добычи газа, однако, потребление его всельской местности должно удвоиться. Удовлетворить возрастающую потребность вприродном газе можно только на основе ускоренного внедрения достижений науки всферу производства газоиспользующей техники и технических средств,совершенствования системы управления.
Перспективыгазификации сегодня напрямую связаны с проблемами оздоровления сельскогохозяйства и снятия на селе социальной напряженности, которые оказывают влияниена жизненный уровень населения. Применение газа позволяет многократно ускоритьтехническое перевооружение теплового хозяйства сельскохозяйственных производственныхзданий и сооружений, одновременно давая большой социальный эффект за счет коренногоулучшения условий труда и жизни.
Максимальныйэффект комплексного использования газа достигается при теплоснабжении жилыхдомов, объектов коммунально-бытового обслуживания и производственных помещений.
Необходимоотметить, что в последние годы созданы новые типы унифицированногогазоиспользующего оборудования и горелочных устройств, методы оптимизации еготепловой работы, разработаны соответствующие системы безопасности, что позволяетво многих случаях заменить нагрев электроэнергией, паром, горячей водой непосредственнымсжиганием природного газа. Такая замена повышает коэффициент использования первичноготоплива, а в ряде случаев сокращает цикл нагрева.
Внастоящее время президентом РФ и правительством страны перед учёными ставитсяважная народнохозяйственная задача по разработке технических решений и созданиюусловий для экономии и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.Для решения поставленных задач разработана программа, включающая прогнозразвития техники сжигания газа, газоиспользующих технологий, а такжемежотраслевую программу повышения эффективности использования газа.
1.Проектированиенаружных сетей газоснабжения.
1.1 Определение площади застройки территории.
Площадьзастройки определяется на основании исходных данных по планировке района.
Примасштабе 1:4000 (1см = 40м)
Sфакт.=Sгеом.×0,16, (га)
S1=2,2×4,1=9,02, см2
S2=4,9×4,1=20,09, см2
S3=4,1×4,1=16,81, см2
S4=3,9×2,1=8,19, см2
S5=3,9×3,7+1,56=15,99, см2
S6=2,1×5,9+0,42=12,81, см2
S7=2,2×4,9+0,44=11,22, см2
S8=5,4+7,8=13,2, см2
S9=2,7×4,1=10,8, см2
S10=2,9×4+1,7=13,3, см2
S11=4,48+1,4=5,08, см2
S12=6+1,05+1,725+0,575=9,35, см2
S13=9,99×1,48=11,47, см2
Sгеом.=157,33, см2
Sфакт.=157,33×0,16=25,15га
гдеSгеом.-геометрическая площадь квартала, см2.
1.2 Определение численности населения района.
N = ∑ Sфакт.× n, чел.
где∑ Sфакт– сумма фактических площадей кварталов, га
n– плотность населения района, чел./га по заданию.
N=25,15×120=3012 чел.
1.3Определение годовых расходов теплоты.
Годовойрасход теплоты микрорайоном (населенным пунктом) определяется в соответствии снормами потребления газа бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями.
1.3.1Годовой расход теплоты в квартирах:
Qгод.кв.=Yкв.N(Z1квq1кв+Z2квq2кв+Z3квq3кв),МДж/год
гдеN – количество жителей, чел;
Yкв-доля газифицированных квартир от их общего числа;
Z1кв-доля квартир с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением;
Z2кв — доля квартир с газовой плитой и водонагревателем (при отсутствии централизованногогорячего водоснабжения);
Z3кв-доля квартир с газовой плитой и отсутствии централизованного горячего водоснабженияи газового водонагревателя;
q1кв,q2кв ,q3кв — соответственно нормы расхода теплоты наодного человека, МДж/год.
q1кв= 4100 МДж/год;
q2кв= 10000 МДж/год;
q3кв= 6000 МДж/год.
Qгод.кв= 1,0∙3012∙(0,6∙4100 + 0,2∙10000 + 0,2∙ 6000) =17047920 МДж/год
1.3.2Годовой расход теплоты на нужды предприятий торговли, предприятий бытовогообслуживания населения (ателье, мастерскими, парикмахерскими, магазинами и др.)в зависимости от развитости инфраструктуры населенного пункта принимаетсяравным 1-5% от годового расхода газа населением (по заданию).
Qпр.быт.об.=(0,01-0,05)×Qгод.кв., МДж/год
Qпр.быт.об.=0,04×17047920, МДж/год
1.3.3Годовой расход теплоты в учреждениях здравоохранения:
Годовойрасход теплоты в учреждениях здравоохранения:
Поколичеству мест:
/>= /> х/>, МДж/год
/> — количество коек (иззадания).
/> — норма расходатепла на одну койку, МДж/год
/>= 3200×30=96000,МДж/год
1.3.4Годовой расход теплоты для бань по потребности населения:
Qб=52ZбYб N (qб Zб+qб.в. Zб.в.),МДж/год
52– число помывок в год на одного человека;
Yб– доля охвата бань газоснабжением;
Zб– доля охвата обслуживанием банями населения от общей численности (0,1 – 0,3);
N– численность населения района, чел.
qб,qб.в. –норма расхода теплоты на одну помывку с ваннами и безванн соответственно.
Qб=52×1×0,2×40×3012=1252992, МДж/год
1.3 Определение годового и часового расхода газа
Годовойрасход газа определяется для всех категорий потребителей.
Qу=Qгод/Qн
гдеQгод – годовой расход теплоты, МДж/год;
Qн– низшая теплота сгорания газа, МДж/м3.
Qу.год.кв.=17047920/36,7=464521, МДж/м3;
Qу.пр.быт.об.=6819168/36,7=185808,4, МДж/м3;
Qу.бани=1252992/36,7=34141,5, МДж/м3;
Qу.бол.=96000/36,7=2615,8, МДж/м3.
1.4 Определение часовых расходов газа
Системыгазоснабжения населенных пунктов рассчитывают на максимальный часовойрасход газа, определяемый по формуле:
/>= kmax· Qу, м3/ч;
Гдеkmax — коэффициент часового максимума.
kmaxнаселения.= 1/2050
kmaxбани= 1/2700
Qу– годовой расход газа, м3/ч;
/>=1/2050∙464521=226,5 м3/ч
/>=1/2050∙185808,4=90,6 м3/ч
/>=1/2700∙34141,5=12,6 м3/ч
/>=1/2050∙2615,8=1,2 м3/ч
Полученныерезультаты сводим в таблицу 1.
Таблица1.
Категории
потребителей
Годовой расход теплоты Qгод, МДж/год
Годовой расход газа Qу, м3/год
Коэффициент часового максимума kmax
Максимальный часовой расход газа />, м3/ч
Потребление газа в квартирах
Бани
Больницы
Мелкие предприятия коммунально-бытового назначения (1-5% от Qкв)
17047920
1252992
96000
6819168
464521
34141,5
2615,8
185808,4
1/2050
1/2700
1/2050
1/2050
226,5
12,6
1,2
90,6 Итого 25216080 687086,7 330,9
1.6Выбор оптимального количества ГРП
ДляГРП, питающего сеть низкого давления, оптимальная производительность принимаетсяв пределах 1500-2000м3/ч при оптимальном радиусе действия 0,5-1 км с учетом этих показателей количество ГРП определяется по формуле:
/> />
где/> - суммарный часовой расходгаза через городские ГРП;
F–газифицируемая площадь, включая площадь проездов, м2
1 га= 1000м2
/> — оптимальныйрадиус действия ГРП, принимается в пределах 500-1000м.
/>/>330,9/1750=0,189
1.7Подбор оборудования ГРП
Изобщей длины городских газопроводов обычно 70-80% составляют газопроводы низкогодавления, и только 20-30% — среднего высокого давления. Поэтому выбор количестваГРП, питающих сеть низкого давления, необходимо производить на основе технико-экономическихрасчетов, исходя из принципа минимальных капиталовложений и эксплутационныхрасходов.
Подборшкафных и блочных ГРП и ГРУ выполняется на основании тех же данных, что иоборудования по техническим характеристикам или паспортным данным.
Требуемаяпропускная способность ГРП:
/>
где-/> суммарный максимальныйчасовой расход газа населенным пунктом (табл.1.1);
1,2– коэффициент увеличения пропускной способности для нормальной работырегулятора (20%).
/> м3/ч
ПринимаемГРПШ-05-2У1(Радон)
Паспортныехарактеристики:
- входноедавление не более 0,6 МПа;
- -выходноедавление 0,002-0,005 МПа;
- Регулятордавления: РДНК-400М;
- Максимальнаяпропускная способность: 500м3/ч
Расчеткольцевых газопроводов
/>
/>,м3/ч∙га
/> — удельный расход газа;
/> — сумма максимальных часовыхрасходов газа квартирами, мелкими отопительными установками и мелкимикоммунальными предприятиями, (без учета расхода газа крупными потребителями), м3/ч;
/> — площадь застройки района, га;
/>,м3/ч∙га
S – площадь газоснабжаемой территории,га
SI= 16,81+8,19+15,99+12,81+10,8+13,3=98 см2 /> 0,16=15,67 га
SII= 13,2+5,08+9,35+11,47=39,1 см2 /> 0,16=6,25га
SIII=9,02+11,22=20,24 см2 /> 0,16=3,23га
Qi–расход газа, м3/ч
QiI=13,15/>15,67=206,06, м3/ч
QiII=13,15/>6,25=82,18, м3/ч
Qi III=13,15/>3,23=42,47, м3/ч
li – длинапитающего контура, м
li I = 7,4+10,3+6,3+16,4+4,3=44,7/>40=1788,м
liII=10,3+4,3+16,4+6,2+7,4=44,6/>40=1784,м
liIII=10,4/>40=416, м
Удельный путевой расход газадлякаждого контура сети определяется по формуле : qi= Qi/Σli, м3/ч∙м
qi I = 206,06/ 1788=0,11, м3/ч·м
qiII=82,18/ 1784=0,04, м3/ч·м
qiIII=42,47/ 416=0,1, м3/ч·м
где Qi — расход газаквартирами, мелкими отопительными установками и мелкими коммунальнымипредприятиями, газоснабжаемыми от данного контура, м3/ч; Σli– суммарная длина питающего контура сети, м
Результаты расчета сводятся в таблицу 2.
Таблица 2. Номер контура Площадь газоснабжаемой территории, S, га
Расход газа, qуд, приходящийся на 1га застройки
Расход
газа
Qi, м3/ч
Длина
питающего
контура,
li, м
qi, удельный путевой рас-ход, м3/ч·м I 15,67 13,15 206,06 1788 0,11 II 6,25 13,15 82,18 1784 0,04 III 3,23 13,15 42,47 416 0,1
Предварительное распределение потоков всетивыполняется таким образом,чтобы потоки газа двигались к потребителям кратчайшим путем, а точки их встречирасполагались противоположно точкам питания. Головные участки, примыкающие кточкам питания, должны быть взаимозаменяемыми, а их расчетные расходы должныпролегать в зонах наибольшего потребления газа. Пример распределения потоковгаза см. рис.2. Расчетныерасходы по участкам сети определяются по формуле:
Qр=0,55Qпут + Qтр, м3/ч
где Qпут – путевой расход газа на участке, м3/ч
q – удельный расход газа, м3/ч∙м
q1-2 =qI=0,11
q2-3 =qI=0,11
q3-4 =qI+qIII=0,1+0,11=0,21
q4-5 = qI+qII =0,11+0,04=0,15
q5-6 = qI+qII =0,11+0,04=0,15
q6-7 = qII =0,04
q7-8 = qII =0,04
q8-9 = qII =0,04
q1-6 = qI =0,11
q9-4 = qII+qIII =0,1+0,04=0,14
Qпут= lуч×qiуч,м3/ч
Qпут1-2 = 308×0,11=33,88, м3/ч
Qпут2-3 = 344×0,11=37,84, м3/ч
Qпут3-4 = 176×0,21=36,96, м3/ч
Qпут4-5 = 296×0,15=37,84, м3/ч
Qпут5-6 = 416×0,15=62,4, м3/ч
Qпут6-7 = 168×0,04=6,72, м3/ч
Qпут7-8 = 180×0,04=7,2, м3/ч
Qпут8-9 = 456×0,04=18,24, м3/ч
Qпут9-4 = 244×0,14=34,16, м3/ч
Qпут1-6 = 252×0,11=27,72, м3/ч Qтр – транзитный расход газа на участке, м3/ч,определяется как сумма путевых расходов всех последующих участков и расходагаза крупным потребителем, подключенным к этом участку.
Qтр1-2 = 0
Qтр2-3 = 33,88
Qтр3-4 = 71,72
Qтр4-5 = 90,12
Qтр5-6=27,72
Qтр 6-7 =27,72
Qтр 7-8 =34,44
Qтр 8-9 =41,64
Qтр 1-6=0
Qтр 9-4 =108,68+44,4+62,4+27,72=243,2
Qp-расчётный расход газа, м3/ч
Qp 1-2 = 0,55×33,88+0=18,6
Qp 2-3 = 0,55×37,84+33,88=54,6
Qp 3-4 = 0,55×36,96+71,72=92
Qp 4-5 = 0,55×44,4+90,12=114,5
Qp 5-6 = 0,55×62,4+27,72=62
Qp 6-7= 0,55×6,72+27,72=31,4
Qp 7-8= 0,55×7,2+34,44=38,4
Qp 8-9= 0,55×18,24+41,6=51,6
Qp 1-6= 0,55×27,72+0=15,2
Qp 9-4= 0,55×34,16+243,2=261,9
Расчетысводятся в таблицу 3.
Таблица3. Участок Длина участка, м
Удельный расход
газа, м3/ч∙м
Расход газа, м3/ч
Qпут
0,55 Qпут
Qтр
Qр 1-2 308 0,11 33,88 18,6 - 18,6 2-3 344 0,11 37,84 20,8 33,88 54,6 3-4 176 0,21 36,96 20,3 71,72 92 4-5 296 0,15 44,4 24,4 90,12 114,5 5-6 416 0,15 62,4 34,3 27,72 62 6-7 168 0,04 6,72 3,6 27,72 31,4 7-8 180 0,04 7,2 3,96 34,44 38,4 8-9 456 0,04 18,24 10 41,64 51,6 1-6 252 0,11 27,72 15,2 - 15,2 9-4 244 0,14 34,16 18,7 243,2 261,9
Проверка:расход газа выходящего из ГРПШ
Qгрпш= Qп(8-9)+ Qтр(8-9)+ Qп(9-4)+ Qтр(9-4)
Qгрпш =18,24+41,64+34,16+243,2=337,2
Qгрпш= />
Предварительныерасчетные расходы по участкам сети определены верно, если отклонение отмаксимального часового расхода на район не превышает 10%.
/>
/>
Расчетныепотери давления газа от ГРП до наиболее удаленногоприбора, ∆pp, принимают не более: суммарные -1800Па
на уличные и внутриквартальные сети -1200Па
на дворовые и внутридомовые – 600Па.
Удельныепотери давления основных направлений определяются по формуле:
/>, Па/м
где/> — расчетные потери давлениягаза в уличных и внутриквартальных газопроводах;
1,1– коэффициент, учитывающий потери давления газа в местных сопротивлениях (10%от потерь давления на трение);
/> — сумма длин участков поосновным направлениям.
/>, Па/м
/>, Па/м
/>, Па/м
Если один участок входит вразные направления, для определения его диаметра принимается меньшее из значений удельных потерь давления.
Порасчетному расходу и удельным потерям давления с помощью таблиц для гидравлическогорасчета или номограмм определяется диаметр газопровода, уточняются удельные потери давления.
Внутренний диаметргазопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов иближайший меньший — для полиэтиленовых.
Потеридавления газа на участке определяются по формуле :
∆p=∆pуд· ·1,1 lуч,Па
Результаты гидравлического расчетасводятся в таблицу 4 .
Таблица 4.
Ко-
ль-
цо
№ Участки кольца Предварительное распределение
Попра-
вочный
расход
∆Q,
м3/ч
Окончательное
распределение потоков
Но-
мер
Номер
сосед-
него
кольца
Дли-
на
уча-
стка
Dнх
S
Qр
м3/ч
∆p/l,
Па/м
∆p,
Па
∆p/Qр
∆Qуч,
м3/ч
Qр
м3/ч
∆p/l,
Па/м
∆p,
Па I 1-2 - 308 70х3 18,6 0,45 138,6 7,4 2-3 - 344 89х3 54,6 0,95 326,8 5,9 3-4 - 176 114х3 92 0,85 149,6 1,6 4-5 II 296 133х4 -114,5 0,5 148 1,2 5-6 II 416 108х4 -62 0,45 187,2 3 6-2 - 252 60х3,5 -15,2 0,95 239,4 15,75
Q = Σ∆p ×100% =3,3%
Σ|∆p|
Σ∆p
Σ|∆p| Σ II 9-4 - 244 159х4 261,9 1 244 0,9 4-5 I 296 133х4 114,5 0,5 148 1,2 5-6 I 416 108х4 62 0,45 187,2 3 6-7 168 76х4 -31,4 0,8 134,4 4,2 7-8 180 89х3 -38,4 0,65 117 3 8-9 - 456 89х3 -51,6 0,8 364,8 7
Q = Σ∆p ×100% =-2%
Σ|∆p|
Σ∆p
Σ|∆p| /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Примечание:расходы, направленные по часовой стрелке считать положительными, против часовой стрелки — отрицательными.
Гидравлическийрасчет кольцевой сети можно считать законченным в случае, когда ошибка Q≤10%,при больших значениях ошибки выполняется увязка кольцевой сети.
2.Проектирование внутреннейсистемы газоснабжения
2.1Проектирование внутренней системы газоснабжения
В зависимости от функционального назначенияобъекта, в соответствии с заданием, принимается газовое оборудование,приводятся его технические характеристики. Размещение оборудования в помещенияхвыполняется с учетом требований нормативных документов.
2.2 Гидравлический расчет внутреннегогазопровода
Наосновании принятых решений выполняется расчетная схема внутреннего газопровода.Длины участков определяются по плану здания.
Расчетнаясхема внутридомового газопровода
/>
Максимальныйчасовой расход газа определяется одним из двух методоврасчета расхода.
Выборметода определения расчетных расходов зависит от исходных данных. Следует учесть,что расчетный расход газа, определенный по коэффициенту одновременностидействия приборов, может быть несколько завышен ввиду несоответствия мощностиустановленных приборов потребности населения. Определение расходов начинается сдиктующей (наиболее далеко и высоко расположенной) точки газопотребления.
2.2.1.Определениеноминального расхода газа
2,5-номинальный расход газа для ВПГ-18
1,25-номинальный расход газа для ПГ-4
2.2.2.Определениерасчётного расхода газа
/>, м3/ч
/>, м3/ч
/>, м3/ч
/>, м3/ч
/>, м3/ч
/>, м3/ч
Результатыопределения расчетных расходов по участкам сводятся в таблицу 5.
Таблица5.№ участка Количество установленных приборов (групп приборов)
Коэффициент одновременности работы, ksim
Номинальный расход, м3/ч
Расчетный расход Qр, м3/ч 0-1 2 0,560 3,75 4.2 1-2 2 0,560 3,75 4.2 2-3 2 0,560 3,75 4.2 3-4 2 0,560 3,75 4.2 4-5 1 0,700 2,5 1,75
Диаметручастков газопровода определяется по номограммеили таблицам для гидравлического расчета газопроводов низкого давления, аналогичнодиаметрам газопроводов распределительной сети. Диаметр подводки к газовымприборам принимается не менее диаметра присоединительного патрубка (тех.характеристики приборов).
Расчетнаядлинаучастков газопроводаопределяется по формуле:
1═lг+Σζ×lэкв.,м
где lг – геометрическая длина участка газопровода, определяется поплану, разрезу здания и аксонометрической схеме газопровода;
Σζ- сумма коэффициентов местных сопротивлений;
lэкв-эквивалентная длина прямолинейного участка, м, принимается по таблицам длягидравлического расчета.
Потеридавления на участке газопровода определяются поформуле:
/>, Па
где∆р/l- удельные потери давления на участке, для принятого диаметрагазопровода и расчетного расхода газа.
Приразных высотных отметках начала и конца участка газопровода необходимоучитывать геометрическое давление:
Ргст=±gH(ρв-ρг), Па
гдеρв – плотность воздуха, ρв= 1,29 кг/м3;
ρг-плотность газа, кг/м3;
g-ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;
Н–разность высотных отметок начала и конца участка, м.
Прирасчете газопроводов природного газа гидростатическое давление на стоякахучитывается со знаком «-».
Потеридавления в газовых приборахпринимаютсясогласно паспортным
данным.
Таблица6.
№ учас.
1
Qр, м3/ч
2
d,
мм
3
1г
м
4
Σζ
5
1экв
Σζ=1
6
1экв,
м
7
1,
м
8
∆ρ/1
Па/м
9
∆ρ,
Па
10
Н,
м
11
Ρгст,
Па
12
∆ρ+ρгст,
Па
13 0-1 4,2 20 9,6 4,4 0,48 2,112 20,27 2,25 45,6 2 10,9 56,5 1-2 4,2 20 8,4 4,4 0,48 2,112 17,7 2,25 39,8 2 10,9 50,7 2-3 4,2 15 0,9 4,4 0,38 1,672 1,5 8,75 13,1 2 10,9 24 3-4 4,2 15 1,0 2,2 0,38 0,836 0,836 8,75 7,3 2 10,9 18,2 4-5 1,75 15 0,5 4,0 0,36 1,44 0,72 6,25 4,5 2 10,9 15,4 Всего 164,8 Потери в газовом приборе 50 Итого 214,8
2– из таблицы 5; 8 – 4х7;
3– по номограмме; 9 – по приложению;
4– по аксонометрической схеме; 10 — 8×9;
5– по приложению; 11 – по аксонометрическойсхеме;
6– по приложению; 12 -10+12 (с учетом знака)
7- 5×6;
Список литературы
1. СНиП 42-01-2002 Газораспределительныесистемы.
2. СП 42-101-2003. Общие положения попроектированию и строительству газораспределительныхсистем из металлических полиэтиленовых труб. — М.Госстрой, 2004
3. СП 42-102-2004. Проектирование истроительство газопроводов из металлическихтруб. — М.: Госстрой, 2004
4. СП 42 — 103 — 2003 — Проектирование истроительство газопроводов из полиэтиленовыхтруб и реконструкция изношенных газопроводов — М.: По-лимергаз 2004
5. ПБ 12-529-03 Правила безопасности систем газораспределенияи газопо-требления.
6. Ионин А.А. Газоснабжение. -М: Стройиздат,1989. -439 с.
7. Жила В.А. Газовые сети и установки. Учеб.Пособие для ср. проф. Образования.-М.: Издательскийцентр «Академия», 2003.-272 с.
8. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., ВигдорчикД.Я. Справочник по газоснабжениюи использованию газа. -Л: Недра, 1990. -762 с.
9. СНиП 31 — 03 — 2001 — Производственные здания