Характеристика загальних положень по підрахунку витрат газу: визначення кількості жителів, витрати газу на комунально-побутові потреби та теплопостачання. Порядок визначення оптимальної кількості ГРП. Гідравлічний розрахунок газопроводів, його сутність.
Аннотация к работе
1.3 Опис проектованих обєктів 2.1 Загальні положення по підрахунках витрат газу 2.2.2 Витрати газу на комунально-побутові потреби 2.2.3 Витрати газу на потреби теплопостачання 2.3.
Ступінь охоплення міських споживачів газопостачанням: приготування їжі - 100% місцеве гаряче водопостачання: у другому і третьому районах - 100% централізоване гаряче водопостачання: у першому районі - 100% комунально-побутові споживачі: механізована пральня - 60%, лазня - 63%, хлібозавод - 88%, лікарня - 97%, підприємство громадського харчування - 45%. промислові підприємства: завод будматеріалів - Q = 8 МВТ, текстильна фабрика - Q = 4 МВТ, .
Внутрішнє газопостачання житлового будинку - одноповерхового
Газове паливо має важливе значення для нашої країни. На території України знаходиться декілька родовищ природного газу і тому виникає проблема добутку, переробки і використання газу. Природний газ зручний у використанні у всіх галузях народного господарства і в побуті. З розвитком промисловості і техніки використання газу зросло в декілька разів.
Газова промисловість займається видобуванням природного, попутного, нафтового зрідженого газу, а також його зберіганням і транспортуванням. Завдяки своїм властивостям газ перетворився в один з найважливіших сировинних ресурсів сучасної економіки. Застосування газу різко збільшує добробут людей, покращує санітарно-гігієнічні умови життя, підвищує культуру.
При проектуванні, будівництві і реконструюванні систем газопостачання, які використовують природній газ і газоповітряні суміші з збитковим тиском не більшим 1,2 МПА, слід керуватися вказівками ДБН В.2.5-20-2001, Правилами безпеки систем газопостачання України, Правилами експлуатації електроустаткування іншими нормативними документами.
Суттєве значення при проектуванні і будівництві газових мереж і обладнання мають раціональний вибір систем газопостачання і створення умов для їхньої безаварійної роботи шляхом використання сучасного обладнання з високою ступінню автоматизації.
В даному курсовому проекті я проектую газопостачання населеного пункту, розміщеного в Хмельницькій області, яка розташована в західній частині території України.
Проектуючи систему газопостачання в Хмельницькій області, я враховую те, що газ хоча і є одним із високоефективних енергоносіїв, та все ж має недолік - він вибухонебезпечний. Моє завдання при проектування газової мережі полягає у створенні такої мережі, яка здатна виконати своє основне функціональне призначення, а саме, забезпечити всіх споживачів мережі газом в необхідній кількості і належній якості. Я пропоную двохступеневу систему газопостачання. Основними критеріями цієї системи є економічність, надійність, технологічність, прохідність мереж, зручність експлуатації.
Розташована в західній частині України. Площа її становить 20,6 тис.км2. Населення - 1533,6 тис.чол. В області - 20 районів, 12 міст, у тому числі 4 - обласного підпорядкування, 25 селищ міського типу, 1415 сільських населених пунктів. Центр - м. Хмельницький. Поверхня області - полого-хвилясті рівнина заввишки 100-300 м, найбільше підвищена в центральній частині. Зима прохолодна, літо жарке.
Газова промисловість України бере свій початок у Прикарпатті - одному з найстаріших нафтогазопромислових районів Європи. Перші способи використання попутного газу нафтових родовищ відносяться до початку нашого століття, коли газ почали застосовувати як паливо для парових котлів на бурових.
Значення газу: Газ - цінна хімічна сировина, газ поліпшує паливний баланс країни; підвищується якість продукції.
Всі природні гази за складом діляться на 4 групи: вуглеводні;
вуглекислі;
азотні;
змішані.
Природний газ найцінніший та універсальний енергоносій, який широко застосовується в усій сучасній діяльності.
1.2 Вихідні дані
У відповідності з завданням на проектування, необхідно запроектувати систему газопостачання населеного пункту, розміщеного в Хмельницькій області.
Кліматичні дані для населеного пункту:[ ] тривалість опалювального періоду - no = 191 діб;
середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період - тос = -0,60 С;
розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем опалення - то = -21°С;
розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем вентиляції - твент = -9°С.
Склад газу: CH4 =96,4%, C2H6=0,6%, C3H8=0,4%, C4H10=0,14%, C5H12=0,06%, N2 =2,1%, CO2 = 0,8%.
Визначаю нижчу теплоту згорання газу за формулою
, (1.1)
МДЖ/м3
Населений пункт складається з трьох районів. Перший район забудований одноповерховими будинками, другий район забудований двохповерховими будинками, третій район забудований шестиповерховими будинками.
В населеному пункті розміщені: завод будматеріалів з потужністю встановленого газового обладнання Q = 8 МВТ; текстильна фабрика з потужністю встановленого газового обладнання Q = 4 МВТ.
Ступінь забезпечення газом комунально-побутових споживачів становить: механізованої пральні - 60%, лазні - 63%, хлібозаводу - 88%, лікарні - 97%, підприємств громадського харчування - 45%.
Тиск в точці підключення - 700 КПА.
1.3 Опис проектованих обєктів
В населеному пункті природний газ витрачається на комунально-побутові потреби, на теплопостачання і на потреби промислових підприємств.
У першому і другому районах газ витрачається на приготування їжі на газових плитах.
А в третьому районі газ витрачається на приготування їжі на газових плитах та для опалення двоконтурними котлами газовими парапетними КС-ГВС-12,5.
Теплопостачання першого, другого і третього районів - централізоване, від опалювальних котелень.
В населеному пункті є всі заклади комунально-побутового обслуговування населення.
Використовують газ такі промислові підприємства: завод будматеріалів, який розміщений у першому районі і текстильна фабрика, яка розміщена у третьому районі населеного пункту.
Звязок між газопроводами високого і низького тиску здійснюється через ГРП.
Будівництво підземного газопроводу проектую сталевими трубами.
2. Розрахунково-технічна частина
2.1 Загальні положення по підрахунках витрат газу
При розроблені проекту газопостачання населеного пункту визначаю річну і годинну витрати газу на розрахунковий період з урахуванням перспективи розвитку обєктів-споживачів природного газу. Розрахунковий період визначається планом перспективного розвитку населеного пункту і складає 20-25 років.
Річна витрата газу потрібна для планування роботи газових промислів та магістральних газопроводів, а також для визначення обємів сезонного дефіциту.
Годинні витрати газу є основою для розрахунків окремих елементів систем газопостачання: діаметрів трубопроводів; регуляторів тиску; арматури тощо.
Витрати газу знаходжу окремо для кожної категорії споживачів і на комунально-побутові і санітарно-гігієнічні потреби населення, на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання житлових і громадських будинків, на потреби промислових підприємств.
При проектуванні газопостачання населеного пункту, як правило, витрати газу обчислюють відповідно до діючих нормативів газоспоживання, а при реконструкції існуючих систем - на підставі характеристик встановленого газовикористовуючого обладнання.
2.2 Розрахунок газопостачання
2.2.1 Визначення кількості жителів
Кількість жителів населеного пункту N, чол., може бути визначене по даним статистичного обліку, або згідно з формулою
, (2.1) де Fж - загальна площа житлових будинків у районі, м?;
f - це норма забезпеченості загальною площею, м?/чол, визначаю в залежності від ступеню благоустрою населеного пункту і приймаю для багатоповерхової f = 15 м?/чол, для перспективної f = 21 м?/чол, для малоповерхової забудови f = 18 м?/чол. [3].
Загальну площу житлових будинків Fж, м2, у районі визначаю за формулою
Fж = В ? F3, (2.2) де В - густина житлового фон ду вимірюється м?/га, визначаю в залежності від поверховості будинків, [3];
Fз - площа забудови у районі, га, визначають по генплану населеного пункту.
Приводжу приклад розрахунку першого кварталу першого району.
Fз = , (2.3)
Fз = га
Fж = 6,75 • 500 = 3375 м?
N = = 188 чол.
Розрахунок веду у формі таблиці (дивись таблицю 2.1)
Таблиця 2.1 Визначення кількості жителів
Район № кварталу Площа житлової забудови, Fз, га Густина житлового фонду В, м?/га Норма забезпечення житловою площею f, м?/чол Загальна площа житлових будинків Fж, м? Кількість жителів N, чол.
1 2 3 4 5 6 7
1 1 6,75 500 18 3375 188
2 7,5 3750 208
3 2,5 1250 69
2 4 6 3300 18 19800 1100
5 9 29700 1650
6 3,5 11550 642
3 7 12 5600 21 67200 3200
8 9 50400 2400
9 2,5 14000 667
Всього 10124
Кількість населення першого району становить - 465 чол., другого - 3392 чол., третього - 6267 чол.
Загальна кількість населення становить - 21587 чол.
2.2.2 Визначення витрат газу на комунально-побутові потреби
Витрата газу на комунально-побутові потреби складає 10…15 % загальної витрати газу в населеному пункті. До комунально-побутових споживачів належать квартири житлових будинків, лікувальні заклади, підприємства побутового обслуговування населення і хлібозаводи.
Річна витрата газу на комунально-побутові потреби Vpk-п , млн. м?/рік, визначається в залежності від кількості споживачів, норм витрати теплоти з урахуванням ступеню забезпеченості газопостачанням комунально-побутових потреб населенням за формулою
(2.4) де N - чисельність населення, чол.;
S - розрахункова кількість комунальних послуг, [3];
x - ступінь забезпечення газопостачанням побутових потреб (приймається в межах від 0 до 1 згідно вихідних даних);
qн - норма витрати теплоти на даний вид комунальних послуг, МДЖ/рік, [1];
Витрати газу на потреби підприємств торгівлі, побутового обслуговування населення невиробничого характеру необхідно приймати в розмірі 5% від витрат газу житловими будинками.
Таблиця 2.2 Річні витрати газу на комунально-побутові потреби
Споживачі послуг Розрахункова одиниця Норма витрати теплоти, qн МДЖ/рік Ступінь забезпечення, %, x Кількість розрахункових одиниць на 1 жителя, S Загальна кількість розрахункових одиниць Річна витрата газу, Vpk-п млн. м?/рік
Таблиця 2.3 Годинні витрати газу на комунально-побутові потреби
Споживач, послуга Річні витрати газу Vpk-п, млн. м?/рік Коефіцієнт годинного максимуму Kmax, рік/год Кількість споживачів N, чоловік Годинна витрата газу Vгодк-п, м?/год
1 2 3 4 5
Житлові будинки 1 район 0,105 1/1800 465 58,33
2 район 0,798 1/2000 3392 399
3 район 0,515 1/2120 6267 242,8
Механізовані пральні 0,15 1/2900 - 51,72
Лікарня 0,02 1/2200 10124 9,09
Хлібозавод 0,18 1/6000 - 30
Лазня 0,21 - - 77,77
Підприємства громадського харчування 0,05 1/2000 - 25
Всього 893,71
Сумарні годинні витрати газу на комунально-побутові потреби населеного пункту становлять Vгодк-п = 893,71 м ?/год.
По результатам розрахунків годинних витрат газу на великі комунально-побутові підприємства розміщую одну лазню, одну лікарню, одну механізовану пральню, один хлібозавод.
Витрати газу на потреби теплопостачання
Годинну витрату газу, на опалення і вентиляцію житлових і громадських будинків Vгодов, м?/год, визначаю за формулою
, (2.6) де К - коефіцієнт, який враховує витрати газу на опалення громадських будинків ( К = 0,25), [3];
К1 - коефіцієнт, який враховує витрати газу на вентиляцію (при розрахунках приймається К1 = 0,4), [3];
q0 - укрупнений показник мах теплового потоку на опалення 1м2 загальної площі, Вт/м2;
h - коефіцієнт корисної дії системи теплопостачання (0,6);
Fж - площа житлової забудови, м2, (дивись таблицю 2.1).
Розрахункова годинна витрата газу на потреби гарячого водопостачання, Vгодгв,м3/год, знаходжу за формулою
, (2.7) де К2 - коефіцієнт, який враховує добову нерівномірність розбору гарячої води (приймаю К2 = 2,4), [2];
qгв - укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання, Вт/чол, [4].
Річну витрату газу на потреби теплопостачання, Vров, млн. м?/рік, визначаю за формулою
Vpов = мов ? Vгодов ? 10-6, (2.8) де мов - кількість годин використання максимуму системи опалення і вентиляції, год/рік.
Значення мов знаходжу по формулі
, (2.9) де n0 - тривалість опалювального періоду, діб/рік, [8];
тв - температура внутрішнього повітря дорівнює 200С ;
то - розрахункова температура за опалювальний період ,0С, [8];
тс - середня температура для розрахунку системи опалення, 0С, [8];
твен - розрахункова температура для проектування системи вентиляції, 0С; тос - середня розрахункова температура зовнішнього повітря за опалювальний період, 0С, [8];
Z - кількість годин роботи систем вентиляції (приймаю 10год/добу).
Значення мгв знаходжу по формулі мгв = 10 ? (n0 (350 - n0) ? ?1 ? ?2), (2.10) де ?1 і ?2 - коефіцієнти, які враховують зменшення витрати теплоти на нагрівання сітьової води (0,8) , [2].
Типовий розрахунок веду для першого району: м3/год
Vpов = 2535 ? 238 ? 10-6 = 0,6 год/рік
Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.4)
Таблиця 2.4 Витрати газу на потреби теплопостачання
Район Кількість поверхів Загальна площа Fж,м2 К-ть жителів N, чол. Тепловий потік на Значення коефіцієнт Витрати газу
Опалення q0 , Вт/м2 Гаряче водопостачання qгв ,Вт/чол мов мгв годинна, м?/год річна, млн. м?/рік
Загальні витрати газу на місцеве теплопостачання становлять: годинні - 238 м3/год, річні - млн. м3/год. Загальні витрати газу на централізоване теплопостачання складають: годинні - м3/год, річні - млн. м3/год.
Витрати газу на централізоване теплопостачання в розмірі 3% на потреби котельні становлять: Vkot = 1,03 • (VгодЗов Vгод3гв Vгод2ов), (2.11)
Vkot= 1,03 • (1701 735 1750) = 4311,58 м3/год.
Витрати газу на потреби промислових підприємств.
Кількість газу, спожитого промисловими підприємствами, знаходяться на основі теплотехнічних характеристик встановленого обладнання, яке забезпечує технологічні процеси і опалювально-вентиляційні потреби.
Годинну витрату газу визначаю окремо Vгод, м?/год, для кожного із промислових підприємств по формулі
, (2.12) де Qa - потужність встановленого обладнання, МВТ;
h - коефіцієнт корисної дії обладнання (? = 0,6).
Річні витрати газу на потреби промислових підприємств, Vрікп-п, млн. м?/рік, визначаю по формулі
, (2.13) де Кмах - коефіцієнт годинного максимуму витрати газу в цілому по підприємству, приймається в залежності від виду виробництва, [1].
Типовий розрахунок веду для заводу будматеріалів: - годинна витрата м?/год річна витрата млн. м ?/рік.
Таблиця 2.5 Витрати газу на потреби промислових підприємств
Назва підприємства Потужність встановленого обладнання, Qa, МВТ Коефіцієнт годинного максимуму, Кмах Витрати газу
Годинна, м3/год Річна, млн. м3/год
1 2 3 4 5
Завод будматеріалів 8 1/5900 1352 7,95
Текстильна фабрика 4 1/4500 676 3,07
Розрахункові витрати.
За результатами розрахунків витрат газу різними категоріями споживачів з урахуванням рекомендацій по підключенню споживачів до газових мереж складаю зведену таблицю розрахункових витрат газу. На основі даних визначаю навантаження на мережі низького і високого тисків, а також ГРП.
Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.6).
Таблиця 2.6 Зведена таблиця розрахункових витрат газу
Споживач, послуга Розрахункові витрати газу, м3/год
Загальні Високого Низького
1 2 3 4
1. Житлові будинки і невеликі комунально-побутові підприємства 1 район: 58,33 - 58,33
2 район: 399 - 399
3 район: 242,8 - 242,8
2. Великі комунально-побутові підприємства: а) мех. пральня 51,72 51,72 - б) лазня 77,77 77,77 - в) хлібозавод 30 - 30 г) лікарня 9,09 - 9,09 д) підприємства громадського харчування 25 - 25
4. Промислові підприємства а) завод будматеріалів 1352 1352 - б) текстильна фабрика 676 676 -
Всього 7716,43 6714,21 1002,22
Загальна годинна витрата природного газу населеним пунктом складає - 7716,43 м3/год. Навантаження на мережу високого тиску становить - 6714,21 м3/год. Навантаження на мережу низького тиску становить - 1002,22 м3/год.
2.3 Система газопостачання
2.3.1 Вибір і обґрунтування систем газопостачання
У курсовому проекті прийнята двохступенева система газопостачання: перша ступінь - газопроводи високого тиску; друга ступінь - газопроводи низького тиску.
Всі промислові підприємства підключаються до мережі високого тиску.
Мережу високого тиску доцільно проектувати тупіковою, так як це зменшує металоємкість конструкції. Мережі низького тиску проектую кільцевими, щоб забезпечити високу надійність роботи.
Джерелом газопостачання служить ГРС.
Для газопроводів низького тиску проектую кільцеву мережу газопостачання. Живлення газопроводів низького тиску відбувається від ГРП. Всі зовнішні газопроводи прокладаю підземним способом на глибині не менше 1 м, використовуючи сталеві труби різних діаметрів.
2.3.2 Визначення оптимальної кількості ГРП
Оптимальне число газорегуляторних пунктів (ГРП) n0 визначаю за формулою
, (2.14) де Vp-р - рівномірно розподілене навантаження району, який обслуговується гідравлічно звязаною мережею газопроводів низького тиску, м3/год;
Vопт - оптимальне навантаження на 1 ГРП, м3/год (залежить від радіусу оптимальної дії ГРП Rопт, питомого навантаження на мережу низького тиску l, м3/год•чол).
, (2.15) де m- густина населення в районі, чол/га;
е - питоме навантаження на мережу низького тиску, м3/год?чол;
Rопт - оптимальний радіус дії, м.
Густина населення m визначається згідно формули
, (2.16) де N - число жителів у районі, чол;
Fз - площа забудови, га.
Питоме навантаження на мережу низького тиску е, визначаю за формулою
, (2.17)
Оптимальний радіус дії ГРП Rопт визначаю згідно формули
, (2.18) де ?P - розрахунковий перепад тиску у вуличних газопроводах низького тиску, (?P=1200 Па), [1];
? - коефіцієнт густини мереж низького тиску, м -1;
С - вартість ГРП, у.о. (С = 5000 у.о.).
Коефіцієнт густини мереж низького тиску ?, визначаю згідно формули
, (2.19)
Типовий розрахунок веду для першого району
Для першого району рівномірно-розподілене навантаження вибираю з таблиці 2.3 (годинні витрати газу на комунально-побутові потреби) m = = 27,76 чол/га е = = 0,66 м3/год. чол ? = 0,0075 0,003•( ) = 0,0029 м-1 м n0 = = 0,2 шт.
Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.7)
Таблиця 2.7 Визначення оптимальної кількості ГРП
Район Рівномірно розподілене навантаження, Vp-p, м3/год Кількість жителів N, чол. Площа забудови Fз, га Густина населення m, чол/га Питома витрата газу, е, м3/год•чол Коефіцієнт густини мережі j, м-1 Оптимальний радіус дії Rопт, м Оптимальні витрати газу Vопт, м3/год Кількість ГРП no , шт
В результаті розрахунку проектую одне ГРП для обслуговування трьох районів, так як оптимальний радіус дії достатній, а витрата ГРП невелика і складає - 1002,22 м3/год.
2.4 Гідравлічний розрахунок газопроводів
2.4.1 Гідравлічний розрахунок газопроводів високого тиску
Мета розрахунку - визначення діаметрів труб для проходження необхідної кількості газу при допустимих втратах тиску, або навпаки - знаходження втрат тиску при транспортуванні необхідної кількості газу по трубам існуючого діаметру.
Джерелом газопостачання мереж високого тиску є ГРС.
Гідравлічний режим роботи газопроводів призначаю, виходячи з умов максимального використання розрахункового перепаду тиску. Розрахунок розподільчих мереж виконують у наступній послідовності: Накреслюю розрахункову схему газопроводів на яку наносять: а) місце розташування ГРС, зосереджених споживачів з вказівкою їх шифрів і навантажень (годинна витрата газу);
б) схему газопроводів високого тиску з поділом на ділянки. Нумерацію вузлів виконую, починаючи від джерела газопостачання до найбільш віддаленого споживача;
в) розрахункові витрати газу та геометричні довжини ділянок.
В розрахункових схемах витрати газу спочатку наносять на відгалуження до кожного окремого споживача. На магістральних ділянках мережі витрати газу визначають у вигляді суми витрат для всіх відгалужень, починаючи з самого віддаленого від ГРС споживача.
Визначаю питому різницю квадратів тиску для головної магістралі А (КПА)?/м, по формулі
, (2.20) де Рп - абсолютний тиск газу на виході з ГРС, КПА;
Рк - абсолютний тиск газу на вході у найбільш віддаленого споживача, КПА;
Li - довжина і-ої ділянки головної магістралі, м.
Орієнтуючись на різницю квадратів тиску по номограмі в залежності від витрати газу на ділянці та її довжини, підбираю діаметр газопроводу, уточнюю дійсне значення величини ?P?.
Значення тиску в кінці ділянки визначаю по формулі
Рк = , (2.21) де Рп - початковий тиск газу, КПА;
DP? - різниця квадратів тиску, (КПА)2.
Отриманий тиск є початковим для наступної, за напрямком руху газу, ділянки.
Невязка тисків у найбільш віддаленого споживача не повинна перевищувати 10%.
При увязуванні відгалужень у вузлових точках попередньо визначаю тиск газу, а потім знаходжу питому різницю квадратів тиску для даного відгалуження.
Невязка тисків у вузлових точках повинна бути не більше 10%.
Початковий тиск прийняв 700 КПА згідно завдання.
Результати розрахунків зводжу в таблицю 2.8.
Таблиця 2.8 Гідравлічний розрахунок газопроводів високого тиску
Ділянка V, м3/год Lг, м Lp, м А, (КПА)?/м А?L, (КПА)? Dз?S, мм DP?, (КПА)? Рп, КПА Рк, КПА
Згідно вимог сумарна втрата тиску від ГРП до найбільш віддаленого приладу не повинна перевищувати 1800 Па. Гідравлічний розрахунок виконую методом питомих втрат тиску на тертя. Накреслюю розрахункову схему, на якій нумерую вузлові точки, проставляю напрямок руху газу і довжини ділянок.
Спочатку знаходжу шляхові витрати газу на ділянках мереж згідно формули
Vшл = Lпр ? Vп , (2.22) де Lпр - приведена довжина ділянки, м;
Vп - питома витрата газу, м3/год.
Приведену довжину ділянки визначаю за формулою
Lпр = Lг ? Ке ? Кз , (2.23) де Lг - геометрична довжина ділянки, м;
Згідно завдання розраховую одноповерховий житловий будинок. В кухні встановлена газова плита типу ПГ-4, котел опалювальний газовий парапетний КС-ГВС-12,5.
Визначаю витрати газу, V, м3/год, кожним газовим приладом по формулі
, (2.26) де Q - теплова потужність газового приладу, КВТ;
? - коефіцієнт корисної дії. м3/год м3/год
Визначаємо номінальну витрату газу кухнею
V = VПГ VОП , (2.27)
V = 1,13 1,4 = 2,53 м3/год
Розрахункову витрату газу квартирою, Vp, м3/год., визначаю по формулі
V = V • Ksim , (2.28) де Ksim - коефіцієнт одночасності, який залежить від кількості встановленого газового обладнання, Ksim =0,85.
V = 2,53 • 0,85 = 2,1505 м3/год
Так як по результату розрахунку номінальна витрата газу квартирою складає 2,15 м3/год, підбираю лічильник газу типу G-2,5.
Гідравлічний розрахунок розпочинаю з точки підключення дворового газопроводу до вуличної мережі (точка 1), кінцева точка розрахунку - газовий прилад ОП останнього стояка верхнього поверху (точка 9).
Рекомендований перепад тиску для внутрішньобудинкових газопроводів DPP = 600 Па. Гідравлічний опір лічильника DРЛ = 200 Па, гідравлічний опір двофункціонального DРВПГ = 100 Па. Тоді розрахунковий перепад тиску DРН, Па, буде складати:
DРН = DPP-(DРЛ DРВПГ) = 600-(200 100) = 300 Па.
Розрахункову довжину ділянок мережі визначаю з урахуванням надбавок на місцеві опори Lp, м, по формулі
, м (2.29) де Lg - геометрична довжина ділянки, м (визначаю по плану і аксонометричній схемі внутрішньобудинкового газопроводу);
? - надбавка на місцеві опори, [1].
, м
По розрахунковим витратам газу і середній питомій втраті тиску за допомогою номограми визначаю діаметри газопроводів.
Середню питому втрату тиску R, Па/м, визначаю по формулі
, (2.30)
Гідравлічний розрахунок веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.11)
№ ділянки Кількість квартир, N, шт. Номінальна витрата газу Vном, м3/год Коеф. Одночасності Ksim Розрахункова витрата газу, Vp, м3/год Геометрична довжина, Lg, м Надбавки a, % Розрахункова довжина, Lp, м Умовний діаметр Dy, мм Питома втрата тиску, R, Па/м Втрата тиску, DP, Па
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1-2 1 2,53 0,85 2,15 8 10 8,8 50 0,1 0,88
2-3 1 2,53 0,85 2,15 10,6 25 13,26 32 0,27 3,6
3-4 1 2,53 0,85 2,15 3,25 25 4,06 20 1,8 7,3
4-5 1 1,4 1 1,4 1,1 450 6,05 15 3 18,15
Всього 29,93
Сумарний гідравлічний опір газопроводів ?DРТ = 29,93 Па.
Гідростатичний тиск DP2, Па, для вертикальних ділянок газопроводу визначаю по формулі
DP2= ±g • h · (rп-rг), (2.31) де g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с2;
h - різниця геометричних відміток вертикальних ділянок газопроводу, м, h = 3 м;
rп, rг - густина відповідно повітря і газу, кг/м3, rп = 1,21 кг/м3, rг = 0,73 кг/м3.
DP2 = 9,81• 3• (1,21-0,7) = 15 Па
Таким чином, загальні втрати тиску у внутрішньобудинкових газопроводах будуть складати: ?DР = ?DРТ-DРЛ DРПГ Рг, Па
29,93 200 100-15=314,93 Па ? 600 Па
Як видно, сумарні втрати тиску не перевищують рекомендованого перепаду.
2.6 Підбір обладнання ГРП
В ГРП передбачається використання такого обладнання: фільтра, запобіжно-запірного клапана, регулятора тиску газу, запобіжно скидного клапану, запобіжної арматури, контрольно-вимірювальних приладів і приладів обліку витрат газу, байпасної лінії.
Регулятор тиску газу вибираю користуючись вихідними даними та на підставі характеристики про пропускну здатність регуляторів тиску газу.
Вихідні дані: 1) пропускна здатність регулятора тиску газу VГРП = 1002,22 м3/год. (дивись таблицю 2.6)
2) тиск газу на вході в ГРП - Р1 = 544 Па (дивись таблицю 2.8);
3) тиск газу на виході з ГРП - Р2 = 3000 Па;
4) густина газу ? = 0,73 кг/м3.
ГРП слід розмістити в окремій споруді. Для обліку природного газу слід встановити лічильник.
Користуючись вихідними даними на підставі характеристик про пропускну здатність регуляторів тиску газу [2] (таблиця 2 додаток 7), приймаю регулятор тиску газу типу РДУК -50 з діаметром сідла клапана - 50 мм. Його таблична пропускна здатність становить 2688 м3/год, що перевищує максимальну годинну витрату газу ГРП - 1002,22 м3/год.
Користуючись даними про технічну характеристику газових фільтрів [1] (таблиця 4 додаток 7), встановлюю фільтр ФС-50, з діаметром патрубків для підключення до газопроводів 50 мм. Його конструкція розрахована на максимальний тиск Р = 0,6 МПА, що перевищує тиск на вході ГРП. Пропускна здатність фільтра становить 2000 м3/год., що перевищує навантаження на ГРП, VГРП = 1002,22 м3/год.
Аналогічно по діаметру основної лінії підбираю ЗЗК та ЗСК.
2.7 Фільтри. Характеристика, їх типи та влаштування
Для очищення газу від різних механічних сумішей і запобіганню засмічення імпульсних трубок , поломки запірних органів арматури встановлюють фільтри.
В якості фільтруючих матеріалів використовують синтетичні волокна, різні тканини, волокна, керамічні набивки і кільця, металеві сітки. В залежності від типу регулятора і величини тиску газу застосовують різні конструкції фільтрів : сіткові (ФС), касетні волосяні (ФВ).
В ГРУ (відносно невеликі витрати газу) з регулятором тиску РД на газопроводах з умовним проходом до 50мм встановлюють сітчасті фільтри, в яких фільтруючим елементом є обойма, обтягнута мілкою сіткою (ФС).
Фільтри волосяні касетні (ФВ) призначені для використання в стаціонарних ГРП. В ГРП з умовним проходом більше 50мм застосовують чавунні волосяні фільтри. Фільтр складається із корпуса, кришки і касети. Обойма касети з двох сторін обтягнута металевою сіткою, яка затримує частини механічних домішок. Більш мякий пил осідає всередині касети на пресованому волокні, яке змащується вісциновим маслом.
В ГРП з РДУК , застосовується фільтр, який складається із зварного корпуса з приєднаними патрубками для входу і виходу газу, кришки і заглушки. В корпусі є сітчаста касета, яка набита капроновою ниткою. Всередині корпуса зі сторони входу газу приварений металевий лист, який захищає сітку від прямого попадання твердих частин, які збираються в нижній частині фільтра, звідки їх періодично видаляють через люк.
Касета фільтру створює опір потоку газу, що визиває перепад тиску до фільтра і після нього. Перепад тиску газу в фільтрі неповинен бути перевищувати а) фільтри ФС - 5КПА, б) Фільтри ФВ - -1ОКПА.
Для заміру тиску газу використовують диференціальні манометри, які приєднують до спеціальних штуцерів до і після фільтру. Перед ротаційними лічильниками встановлюють додаткове фільтруюче пристосування (фільтр - ревізія).
Періодичність очистки фільтру визначається в залежності від вологості і запиленості газу. По мірі засолення фільтру необхідно замінити фільтруючий елемент. Для цього необхідно : перекрити доступ газу до фільтра, відкрутити гвинти і зняти кришку, витягнути фільтруючу касету, замінити забруднену набивку новою ( або прочистити стакан з сіткою), змонтувати фільтрі перевірити його на герметичність. Ці роботи проводиться ззовні приміщення ГРП.
На сьогоднішній день випускаються фільтри типу ФГ7, 9, 15 ,19 , а також типу ФВ-100, ФС-25, ФС-40, ФГ 46 -200-12
Пропускна здатність фільтра визначається на основі максимально-допустимого перепаду тиску газу на фільтрі і вона повинна бути більшою за розрахункову витрату газу , що проходить через даний ГРП чи ГРУ.
Згідно ДБН дозволяється встановлювати фільтри як в приміщенні ГРП , так і ззовні ( розрахункова температура зовнішнього повітря у цьому випадку не повинна бути меншою за мінус 20).
3. Охорона навколишнього середовища
3.1 Питання екологічної безпеки при експлуатації побутових газових приладів
Атмосфера приміщення - це атмосферне повітря плюс додаткові забруднення, що виникають у самому приміщенні, зумовлені використанням газових приладів - газових плит, водонагрівачів, опалювальних агрегатів.
Продукти згорання природного газу від газових плит потрапляють у повітря помешкання. Згідно з ДСТУ 22.04, ККД газових плит при номінальній потужності становить не менше як 59%, а норма оксиду вуглецю (чадного газу) в продуктах згорання СО?=1 = 0,05% або 625 мг/м3.
На основі проведених обстежень газових плит зясували, що вони, як правило, відповідають вимогам ДСТУ. Але при зменшенні теплової потужності газових пальників 20-25% спостерігається різке підвищення концентрації оксиду вуглецю в продуктах згорання, що пояснюється зменшенням коефіцієнта первинного повітря ? = 1.
Іншим шкідливим компонентом продуктів згорання природного газу є оксиди азоту HOX. Концентрація NOX?=1 у продуктах згорання більшості газових плит знаходиться в межах від 200 мг/м3.