Расчет разветвленной сети паропроводов промышленного предприятия и выбор конденсатоотводчиков

Проектирование и расчет систем газоснабжения. Определение общего расхода газа, гидравлический расчет газопровода. Система технологического пароснабжения. Построение, расчет и оптимизация разветвленной сети паропроводов, выбор конденсатоотводчиков.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 01.10.2016
Размер файла 517,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет разветвленной сети паропроводов промышленного предприятия и выбор конденсатоотводчиков

Содержание

Введение

1. Проектирование и расчет систем газоснабжения

1.1 Определение общего расхода газа, месячных, часовых и максимальных и минимальных расходов газа

1.2 Гидравлический расчет газопровода

1.3 Подбор оборудования ГРП

2. Система технологического пароснабжения. Построение, расчет и оптимизация разветвленной сети паропроводов

2.1 Гидравлический расчет паровых сетей

2.2 Расчет паропроводов на механическую прочность

2.3 Тепловой расчет паропроводов

2.4 Конденсатное хозяйство. Выбор конденсатоотводчиков

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Теплоэнергетические системы промышленных предприятий (ТЭСПП) представляют собой сложный комплекс промышленных теплоэнергетических установок, потребляющих, генерирующих и преобразующих топливно-энергетические ресурсы для использования их в разнообразны,х технологических процессах. От правильно организованной работы всех элементов ТЭСПП зависит бесперебойность и экономичность работы как отдельных агрегатов, участков, цехов, так и всего предприятия в целом.

Курсовое проектирование является необходимым этапом подготовки и обучения студентов, становления их как высококвалифицированных специалистов и играет важную роль в формировании самостоятельного творческого мышления студента. Курсовой проект представляет собой комплексную учебно-исследовательскую работу студента, которая выполняется на основе теоретических и практических знаний, накопленных в процессе обучения дисциплинам "Теплоэнергетические системы промышленных предприятий" и "Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий". Проект является многоцелевым элементом учебного процесса и позволяет изучить основные задачи, которые связаны с проектированием, расчетом и выбором основного и вспомогательного оборудования систем газо- и пароснабжения.

Цели и задачи курсового проектирования:

- закрепление и расширение теоретических знаний по дисциплинам ТЭСПП и СПиРЭН;

- проверка умений студента приложить теоретические знания при решении практических задач;

- совершенствование студентом навыков правильно выражать результаты технических расчетов на чертежах и графиках.

Исходные данные

Вариант 9

Таблица ИД.1 - Задание на I часть КП

105 нм3/год

106 нм3/год

нм3/ч

нм3/ч

нм3/ч

нм3/ч

нм3/ч

6,1

6,3

190

160

170

70

640

Месторождение -Березовское;кг/м3;

Режим промышленного потребления - трехсменный;

Летний режим газопотребления (с мая по август):

ати.;

мм.вод.ст.

Таблица ИД.2 - Задание на I часть КП

Участок

Количество оборудования

Длина участка,L, м

Отводы

Конденсатоотводчики

Задвижки

До РД

0

1

2

140

1

0

0

0

14

2

3

0

0

25

3

2

1

2

12

4

1

2

4

33

5

3

0

0

25

Таблица ИД.3 - Задание на II часть КП

G, т/ч

q, т/ч

Длины магистральных участков, м

p, кгс/см2

?L,м

м/с

єС

I

II

III

IV

маг.

отв.

47

0,45

185

280

335

270

15

1070

47

26

-1

Таблица ИД.4 - Задание на II часть КП

Ответвление А

Ответвление Б

Ответвление В

Г

Д

4/120

365

2/100

10/86

240

4/58

10/60

120

5/80

10/60

12/70

1. Проектирование и расчет систем газоснабжения

Снижение давления газа, поступающего из распределительного газопровода, и поддержание давления на определенном уровне, а также полное автоматическое отключение газа в необходимых случаях производится в ГРП и ГРУ. В зависимости от давления газа на входном газопроводе ГРП бывают высокого (свыше 3 до 12 кгс/см2) и среднего (свыше 0,05 до 3 кгс/см2) давления.

ГРП размещают: в отдельно стоящих зданиях; в пристройках к производственным зданиям; в помещениях, встроенных в одноэтажные производственные здания; в шкафах, устанавливаемых на несгораемой стене снаружи газифицируемого здания или на отдельно стоящих несгораемых опорах; на покрытиях газифицируемых производственных зданий; на открытых площадках, если позволяют климатические условия.

Оборудование и устройства ГРП включают в себя:

- фильтр - для очистки газа от механических примесей (пыли, окалины, грязи);

- предохранительный запорный клапан - для полного автоматического отключения подачи газа при повышении давления газа за регулятором давления сверх заданных пределов;

- регулятор давления - для обеспечения автоматического снижения давления газа и поддержания его значения на заданном уровне независимо от изменения расхода газа на оборудование и колебаний давления на входном газопроводе;

- предохранительное сбросное устройство - для сброса некоторого количества газа в атмосферу при возможных кратковременных повышениях его давления за регулятором, чтобы избежать отключения газа на объектах предохранительным запорным клапаном;

- обводной газопровод (байпас) с двумя последовательно расположеннымизапорными устройствами - для подачи по нему газа во время ревизии или ремонта оборудования;

- сбросные и продувочные трубопроводы - для сброса газа в атмосферу от предохранительно-сбросных устройств и продувки газопроводов и оборудования, т.е. для освобождения их в необходимых случаях от воздуха или газа;

- средства измерений - манометры (показывающие и самопишущие) для измерения давления газа перед регулятором и за ним; термометры (показывающие и самопишущие) для измерения температуры газа;

- импульсные трубки - для соединения отдельных элементов оборудования между собой и с контролируемыми точками газопроводов, а также для присоединения средств измерений к газопроводам в контролируемых точках.

ГРУ могут быть двухступенчатыми, если разность между входным и выходным давлением превышает 6 кгс/см2. В этом случае устанавливают последовательно два регулятора, а фильтр ставят только перед первым по ходу газа регулятором. На объектах с резкими колебаниями (сезонными и суточными) потребления газа предусматривают две линии регулирования.

Условный диаметр продувочного трубопровода должен быть не менее 20 мм, а сбросного - равен условному диаметру патрубка ПСУ, но не более 20 мм.

В схемах ГРП, как правило, предусматривают узел учета расхода газа с газовыми счетчиками или ссужающим устройством (диафрагмой) и дифманометром-расходомером.

Строения, предназначенные для размещения ГРП, должны быть одноэтажными I и II степени огнестойкости. Швы сопряжения кирпичных стен и фундаментов всех помещений должны быть перевязаны. Полы в помещениях ГРП должны быть изготовлены из несгораемых материалов и не дающих искры при падении на них инструмента или металлических предметов. Стены, разделяющие помещения ГРП, должны быть противопожарными I типа и газонепроницаемыми (без дымовых и вентиляционных каналов, оштукатуренными с двух сторон).

ГРП с входным давлением до 6 кгс/см2 можно располагать в пристройках к производственным зданиям, в том числе и котельным I и II степени огнестойкостис помещениями категорий Г и Д. Допускается располагать ГРП с входным давлением свыше 6 кгс/см2 в пристройках, соответствующих указанным требованиям, если это необходимо по условиям технологии.

1.1 Определение общего расхода газа, месячных, часовых и максимальных и минимальных расходов газа

Расчет тупикового разветвленного газопровода производится в следующем порядке:

1. Строится годовой график потребления горючего газа и определяют расчетный часовой расход объектов газоснабжения ?Vmax, ?Vmin.

2. Выбирается общая схема подачи газа на основании ситуационного плана промплощадки объекта газоснабжения и разрабатывается расчетная схема.

3. Выполняется гидравлический расчет участка газопровода от ввода до газораспределительного пункта (ГРП) и межцехового газопровода.

4. Выбирается диаметр труб газопроводов до ГРП и участков между цехами, а также оборудование ГРП (регуляторы давления и фильтры).

Годовой расход на отопление и коммунально-бытовые нужды приводятся в условии задания. Для определения суммарного годового расхода газа необходимо рассчитать годовой расход газа на производственные нужды. Его подсчитывают исходя из заданного зимнего и летнего часовых расходов газа цехами и количество часов их работы в каждом месяце (без учета праздников и выходных дней для котельных и коммунально-бытовых потребителей и с учетом - для промышленных потребителей).

Зная расчетный годовой расход газа на производственные нужды Vпр, можно найти его суммарный расход для объекта газоснабжения:

(м3/год).

Для составления годового графика расхода газа необходимо знать распределение по месяцам заданного годового расхода на отопление и коммунально-бытовые нужды. Используя эти сведения, составляется сводная ведомость, на основании которой строится годовой график расхода газа за объектом газоснабжения. График дает наглядное представление о структуре потребления газа по объекту газоснабжения и распределении его расхода по месяцам.

Используя расчетную схему, рассчитывается максимальный часовой расход газа в зимний период и минимальный часовой расход газа в летний период. Максимальный часовой расход газа на отопление () рассчитывают для самых холодных суток года. Летом на отопление производственных и жилых помещений газ практически не расходуется. Сравнительно небольшой его объем используется для горячего водоснабжения жилого сектора. При определении минимального часового расхода газа в году его можно не учитывать, так как минимум расхода приходится на ночные часы, в это время водоразбор в квартирах отсутствует.

Максимальный часовой расход газа на коммунально-бытовые нужды зимой определяется расчетным путем. Аналогично определяются и минимальный часовой расход в течение года, а также расход газа летом.

Минимальный часовой расход газа на коммунально-бытовые нужды зимой определяется расчетным путем. Аналогично определяются и минимальный часовой расход в течение года, а также расход газа летом.

Минимальный часовой расход потребуется для оценки режима работы принятых на ГРП регуляторов давления.

Годовой расход природного газа объектом газоснабжения:

нм3/год,

где - годовой расход газа промышленным потребителем;

- годовой расход газа коммунально-бытовыми потребителями;

- годовой расход газа на отопление.

Распределение по месяцам годовых расходов газа на отопление и коммунально-бытовые нужды, распределение годового производственного газопотребления производим в виде таблицы. При заполнении учитываем следующее:

1) Режим работы производственных цехов (3 смены);

2) При расчётах использовать календарь текущего 2015 года;

3) Учитывать летний расход природного газа:

нм3/ч; (1.1)

нм3/ч;

нм3/ч; (1.2)

нм3/ч.

Таблица 1.1 - Распределение годовых расходов газа на отопление и коммунально-бытовое нужды

Обозначение

Месяцы

Итого

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Расход газа на отопление,

нм3/мес.

19,2

16

14,2

9,1

2,4

1,1

1,0

0,9

1,9

7,7

12

14,5

100 %

1,171

0,976

0,8662

0,5551

0,1464

0,0671

0,061

0,0549

0,1159

0,4697

0,732

0,8845

6,1·105

нм3/год

Расход газа на коммунальнобытовые нужды,

нм3/мес.

11,1

11,1

10,8

9,0

6,7

5,3

5,0

4,7

5,6

8,2

10,6

11,9

100 %

6,993

6,993

6,804

5,67

4,221

3,339

3,15

2,961

3,528

5,166

6,678

7,497

63·105

нм3/год

Суммарный расход газа,

нм3/мес.

8,164

7,969

7,6702

6,2251

4,3674

3,4061

3,211

3,0159

3,6439

5,6357

7,41

8,3815

69,1·105

нм3/год

Таблица 1.2 - Распределение производственногогазопотребления

Обозначение

Месяцы

Итого

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Количество рабочих дней, дн/мес.

20

20

22

21

20

22

22

21

22

22

21

22

255

дн/год

Количество рабочих часов, ч/мес.

480

480

528

504

480

528

528

504

528

528

504

528

6120

ч/год

Расход газа,

нм3/мес.

590400

590400

649440

619920

309600

340560

340560

325080

649440

649440

619920

649440

6334200

нм3/год

Таблица 1.3 - Общий годовой расход природного газа объектами газоснабжения

Обозначение

Месяцы

Итого

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Расход газа на отопление Bот,

нм3/мес

1,171

0,976

0,8662

0,5551

0,1464

0,0671

0,061

0,0549

0,1159

0,4697

0,732

0,8845

6,1·105

нм3/год

Расход газа коммунально-бытовыми потребителями Bкб

6,993

6,993

6,804

5,67

4,221

3,339

3,15

2,961

3,528

5,166

6,678

7,497

63·105

нм3/год

Расход газа промышленными потребителями Bпр, нм3/мес

5,904

5,904

6,49

6,19

3,09

3,405

3,4056

3,2508

6,4944

6,4944

6,1992

6,4944

63,342·105

нм3/год

Годовой расход природного газа

Bобщ, нм3/мес

14,068

13,873

14,1646

12,4243

7,4634

6,8111

6,6166

6,2667

10,1383

12,1301

13,6092

14,8759

132,442·105

нм3/год

На основании полученных данных строим график годового газопотребления объектами газоснабжения, который изображен в Приложении 1.

Определение максимально-часовых расходов природного газа

объектами газоснабжения:

-для отопления:

нм3/ч (1.3)

где - максимальный (январский) расход газа на отопление (по таблице 1.1), нм3/мес;

= 18°С - температура внутри отапливаемого помещения;

= -24°С - максимально-расчетная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца (января);

n= 31 - число календарных дней января;

= -7°С - средняя температура наружного воздуха в январе.

нм3/ч

Примечание: все данные взяты из [1] для выбранного региона (г. Гомель).

-для коммунально-бытовых нужд:

нм3/ч (1.4)

где - максимальный расход газа на к/б нужды (по таблице 1.1);

a= 0,18 - коэффициент, устанавливающий долю максимально-суточного расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах недели;

b = 0,109 - коэффициент, устанавливающий долю максимально-суточного расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах суток декабря;

n= 31 - число календарных дней декабря.

нм3/ч

Определение минимально-часовых расходов природного газа объектами газоснабжения:

Минимальный расход природного газа объектами газоснабжения:

- для отопления:

- для коммунально-бытовых нужд:

нм3/ч (1.5)

где - минимальный расход газа на к/б нужды (по таблице 1.1);

= 0,129 - коэффициент минимального суточного расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах недели;

= 0,001 - коэффициент минимального часового расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах суток августа (ночные часы);

n = 31 - число календарных дней августа.

нм3/ч

Полученные данные сведем в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Годовой, месячный и часовой расходы природного газа

Категории расхода

Размер-ность

Отопление

К/Б

Промышл. расходы

Всего

Годовой расход ПГ

нм3/год

6,1·105

63·105

63,342·105

132,442·105

-

Месячный расход

-max

-min

нм3/мес.

1,171·105

0,0549·105

7,497·105

2,961·105

6,49·105

3,09·105

15,158·105

6,1059·105

-

Часовой расход

-max

-min

нм3/мес.

264,419

138,39

0,359

1230

645

1632,81

645,359

1632,81

645,359

1.2 Гидравлический расчет газопровода

Заложение и устройство наружных и внутренних газопроводов:

Исходя из заданных объектов потребеления газа необходимо спроектировать систему газоснабжения с указанием расчетных длин участков и расположения отводов, задвижек и конденсатоотводчиков.

Газопроводы, входящие в систему газоснабжения, классифицируют по следующим признакам:

1) месторасположение относительно планировки населенного пункта - уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, внутренние (расположенные внутри зданий и помещений);

2) месторасположение относительно поверхности земли - подземные, надземные, наземные;

3) назначение в системе газоснабжения - распределительные, вводы, вводные, продувочные, сбросные, импульсные;

4) давление газа (МПа) - высокого Iкатегории (свыше 6 до 12), высокого II категории (свыше 0,3 до 0,6), среднего (свыше 0,005 до 0,3), низкого (до 0,005).

Распределительные газопроводы - наружные газопроводы, обеспечивающие подачу газа от источника газоснабжения до газопроводов-вводов, а также газопроводы высокого и среднего давления, предназначенные для подачи газа к одному объекту (ГРП, промышленные предприятия, котельные и т. п.).

Вводы - газопроводы от места присоединения к распределительному газопроводу до отключающего устройства на вводе.

Вводные газопроводы - участки от отключающего устройства на вводе (при установке последнего снаружи здания) до внутреннего газопровода, включая газопровод, проложенный в футляре через стену здания.

Внутренние газопроводы - участки от газопровода-ввода (при установке отключающего устройства внутри здания) или от вводного газопровода до места подключения газоиспользующей установки.

Для трубопроводов:

- низкого давлениям/с;

- среднего и высокого давления м/с.

Для каждого участка газопровода расчет выполняется по трем вариантам - на одну ступень выше и на одну ступень ниже ориентировочно принятого по уравнению неразрывности потока.

Наружные газопроводы

Глубина заложения газопроводов должна быт не менее 0,8 м до верха газопровода или футляр. В местах, где движение транспорта отсутствует, допускается уменьшение глубины заложения до 0,6 м.

Газопроводы, транспортирующие неосушенный газ, прокладывают ниже зоны сезонного промерзания с уклоном к конденсатосборником не менее 0,002. Конденсатосборники и гидрозатворы устанавливают ниже зоны промерзания грунта.

В концекаждого межцехового газопровода предусматривают продувочный трубопровод с краном для его отключения и штуцером с краном для отбора проб. При небольшой протяженности и малом диаметре газопровода предусматривают только штуцер с краном или осуществляют продувку через продувочный трубопровод внутренних газопроводов.

На надземных газопроводах устанавливают запорные устройства и изолирующие фланцевые соединения. Газопроводы, транспортирующие неосушенный газ, прокладывают с уклоном не менее 0,03 с установкой в нижних точках устройств для удаления конденсата (дренажные штуцеры). Для таких газопроводов предусматривают тепловую изоляцию.

Внутренние газопроводы

Ввод газопровода в котельную предусматривается непосредственно в котельный зал или в смежное с ним помещение при условии соединения этих помещений открытым дверным проемом.

Прокладка газопроводов низкого и среднего давления через производственные помещения, не связанные с использованием газа, допускается при отсутствии на транзитных участках арматуры и обеспечения круглосуточного доступа в это помещение персонала. Запрещается прокладка газопроводов через подвалы, помещения, относящиеся по пожарной и взрывопожарной опасности к категории А и Б, взрывоопасные зоны всех помещений, помещения подстанций и электрораспределительных устройств, склады взрывоопасных и горючихматериалов, вентиляционные камеры, дымоходы, помещения.

Расчет газопроводов низкого давления

Часовой расход газа на участках магистрали до следующего ответвления:

нм3/ч; (1.6)

нм3/ч; (1.7)

нм3/ч; (1.8)

нм3/ч; (1.9)

нм3/ч; (1.10)

Зададим для каждого участка скорость потока газа, равную 15 м/с. Диаметры трубопроводов будут равны:

м; (1.11)

м = 170 мм;

м = 157 мм;

м = 144 мм;

м = 129 мм;

м = 123 мм.

Гидравлические потери при движении газов по газопроводу вызываются двумя видами сопротивлений:

- линейными, проявляющимися на всем пути потока (так называемые потери на трение в трубе); - местными, проявляющимися на отдельных участках и обусловленными изменениями величины или направления скорости потока. Рассчитаем сначала для ориентировочно принятого диаметра. Сумма потерь давления на участках газопровода низкого давления должна быть:

(1.12)

где = 170 мм вод.ст. (согласно исходным данным).

Расчет местных сопротивлений производим по формуле:

(1.13)

где ,,- количество ответвлений, задвижек и конденсатоотводчиков на участке[1];

,, - местные сопротивления ответвления, задвижки и конденсатоотводчика соответственно[1].

Далее, по значению расхода в соответствие с определяем условную длину каждого участка при принятом условном диаметре, тогда эквивалентная длина местных сопротивлений:

м; (1.14)

Потери давления на отдельном участке:

, Па; (1.15)

Полученные данные на участках сведем в таблицу 1.5.

Суммарная потеря давления на участках должна находиться в пределах:

Па.

Выбранная суммарная потеря давлений на участках 1-5:

, Па (1.16)

Па.

Таким образом, условие равенства суммарных потерь давления соблюдается.

Таблица 1.5 - Гидравлический расчет участка газопроводов низкого давления

№ участка

Скорость, м/с

Расход газа, нм3/ч

Принятый диаметр, мм

Расчет местных сопротивлений

, м

, м

Н, Па/м

Потери давления , Па

Пересчитанная скорость, м/с

Количество (конденсатоотводчики, задвижки, отводы, ответвления)

, м

, м

1

15

1230

150

0 к/о, 0задв., 0 отв.

0

8,7

0

14

14

17,875

250,25

19,344

200

12,94

0

14

3,175

44,456

10,881

250

15,62

0

14

1,096

15,352

6,963

2

15

1040

125

0 к/о, 0задв., 3 отв.

1,5

6,7

10,05

25

35,05

35,069

1229,18

23,552

150

8,7

13,05

38,05

12,777

486,19

16,356

200

12,45

18,67

43,67

2,375

103,73

9,200

3

15

880

125

1 к/о, 2задв., 2 отв.

3,8

6,7

25,46

12

37,46

25,119

940,96

19,929

150

8,7

33,06

45,06

9,131

411,46

13,839

200

11,73

44,59

56,59

1,771

100,27

7,784

4

15

710

125

2 к/о, 4задв., 1отв.

5,7

6,7

38,19

33

71,19

16,363

1164,93

16,079

150

8,7

49,59

82,59

5,937

490,38

11,166

200

11,7

66,69

99,69

1,203

119,96

6,280

5

15

640

100

0 к/о, 0задв., 3отв.

1,5

5

7,5

25

32,5

42,105

1368,42

22,646

125

6,7

10,05

35,05

13,305

466,34

14,493

150

8,6

12,9

37,9

4,8

181,2

10,065

Примечание: колонки с выбранными данными отметим синим цветом.

Гидравлический расчет участка газопроводов низкого давления можно считать завершенным.

Расчет газопроводов среднего давления

Расход природного газа на участке газопровода до ГРП выбирается по данным таблицы 1.4 (колонка).

Величина принимается по справочной литературе. Скорость примем равной так как на сравнительно небольших участках газопровода среднего давления от ввода до ГРП допускается достаточно большой перепад давления, поэтому нет необходимости соблюдать низкие скорости газа.Расход на выбранном участке равен нм3/ч.

Тогда условный ориентировочно принятый диаметр равен:

м; (1.17)

м = 138 мм;

Известно, что отношение

для определенного вида газа и характера движения зависит только от объема проходящего газа и диаметра газопровода.

При расчетеАдля области гидравлической шероховатости можно воспользоваться формулой:

(1.18)

Конечное давление определяется по следующей формуле:

(1.19)

Таблица 1.6 - Гидравлический расчет участка газопроводов среднего давления до ГРП

№ участка

№ расчета

Скорость, м/ч

Расчетный расход газа, нм3/с

Принятый диаметр, мм

Расчет местных сопротивлений

, м

, м

Значение А

Начальное давление ,

кПа (ати)

Конечное давление, ,

кПа (ати)

Количество (конденсатоотводчики, задвижки, отводы, ответвления+ПЗК)

, м

, м

До ГРП

1

30

1632,81

150

1 к/о, 2 задв., 0отв.

2,8

-

-

140

-

-

273,57(2,7)

-

2

200

13

36,4

176,4

0,132

264,35 (2,695)

3

250

16,5

46,256

186,3

0,04

264,64 (2,698)

Принимаем конечное давление

,

так как конечное давление в зависимости от диаметров изменяется в очень маленьком диапазоне, то экономически более выгодно поставить трубы с меньшим диаметром.

1.3 Подбор оборудования ГРП

Выбор фильтров и определение давления газа перед регулятором давления

Фильтры газовые (ФГ) в ГРП предназначены для очистки газа от пыли, смолистых веществ, нафталина и других твердых частиц.

Отсутствие в очищенном газе твердых частиц или уменьшение их количества до возможного минимума позволяет повысить плотность запорных устройств, включая арматуру перед агрегатами, горелками и приборами, ПЗК, ПСУ и регулирующих органов регуляторов давления, а также увеличить межремонтное время для этих устройств.

Фактическое сопротивление чистого фильтра:

, кПа; (1.20)

где -сопротивление фильтра по паспортным данным, кПа;

-фактический расход природного газа через фильтр, нм3/ч;

- паспортная пропускная способность фильтра, соответствующая выбранному сопротивлению,нм3/ч;

-фактическая плотность природного газа, кг/нм3;согласно исходным данным;

- расчетная (паспортная) плотность природного газа, кг/нм3; , кг/нм3;

- паспортное значение давления газа за фильтром, кПа:

, кПа; (1.21)

кПа;

, Па; (1.22)

кПа;

Выбираем фильтр ФГ12-80-12[2].

кПа;

Таким образом, , следовательно, выбранный фильтр удовлетворяет условиям механической прочности.

Чертёж принятого к установке фильтра представлен в приложении 3.

Выбор регулятора давления

Регуляторы давления (РД) являются основным элементом ГРП, предназначенным для автоматического понижения давления газа от начального (входного) до расчетного (выходного) и поддержания последнего в заданном диапазоне независимо от изменения расхода газа и колебания входного давления в определенных пределах. Конструктивное исполнение и размеры регуляторов определяются условиями их эксплуатации, расчетной пропускной способностью, входным и выходным давлением, характеристикой регулируемого объекта (системы газопроводов).

Таблица 1 - Характеристики РДБК

Действительный расход газа определяется по следующей формуле:

, нм3/ч; (1.23)

где F - площадь седла без площади сечения штока (если он проходит через седло), см2;F=32,3 см2 (Таблица 1);

б - коэффициент расхода; б=0,5 (Таблица 1);

ц - коэффициент, зависящий от (p2/p1) и показателя адиабаты K;

p1 -давление на входе в регулятор давления, кПа;

p2-давление на выходе из регулятора давления, кПа;

, кПа; (1.24)

где -сопротивление измерительной диафрагмы, кПа;

кПа;

, кПа; (1.25)

где -избыточное давление в конечной точке газопровода, Па;[ИД]

кПа;

Отношение давления газа на входе и выходе из РД:

;

Тогда, по номограмме (рисунок 1): ц = 0,45[4].

Рисунок 1 - Зависимость коэффициента цот (p2/p1)

Выбираем регулятор давления РДБК1-100В[3].

нм3/ч;

На ГРП стремятся ограничиться одним - максимально двумя параллельно установленными однотипными РД. Размер их может быть различным. Их следует выбирать так, чтобы при максимальном в году часовом пропуске газа (зимой в часы пик) они были бы загружены не более 80%, а при минимальном (летом ночью) - не менее 10% их пропускной способности. В этих случаях регуляторы РДБК работают в режиме устойчивого регулирования.

Максимальная загрузка регулятора:

Минимальная загрузка регулятора:

Выбранный регулятор удовлетворяет условиям нормальной загрузки и обеспечивает необходимую пропускную способность.

Чертёж принятого к установке регулятора давления представлен в приложении 3.

Выбор предохранительно-запорного клапана

Предохранительно-запорные клапаны (ПЗК) предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения его давления в контролируемой точке ГРП сверх заданных пределов. ПЗК выбирается по условному диаметру трубопроводаи пределамнастройкии :

, кПа; (1.26)

где - давление газа за РД (на выходе из ГРП);

кПа.

Исходя из рассчитанного давления, принимаем к установке предохранительно-запорный клапан ПКВ-100[3].

Чертёж выбранного предохранительно-запорного клапана представлен в приложении 3.

Выбор предохранительно-сбросного клапана

Предохранительно-сбросной клапан (ПСК) предназначен для удаления в атмосферу некоторого избыточного объема газа из газопровода после регулятора с целью предотвратить повышения давления выше заданного допустимого значения.

Предел настройки ПСК:

, кПа; (1.27)

кПа;

Выбираем ПСК-50С/125[3] со следующим сбросом газа:

, нм3/ч; (1.28)

нм3/ч.

Чертёж выбранного ПСКпредставлен в приложении 3.

Подбор байпасной линии

Диаметр байпасной линии выбираем не менее диаметра седла клапана

регулятора давления, а именно 100 мм. Выбранная труба

.

Выбор запорной арматуры и труб для обвязки ГРП

Выбор запорной арматуры

Исходя из условий заложения газопроводов и климатических данных местности, необходимо выбрать запорную арматуру для каждого расчетного участка, а также для ГРП[5]. Выбранную запорную арматуру сведем в таблицу 1.7. газоснабжение гидравлический пароснабжение

Таблица 1.7 - Выбор запорной арматуры

Назнач. трубы

Тип запорной арматуры (маркировка)

Характеристики

L, мм

h, мм

Dу, мм

Масса, кг

1

30с41нж

330

1040

200

140

2

30с41нж

330

1040

200

140

3

30с41нж

330

1040

200

140

4

30с41нж

330

1040

200

140

5

30с41нж

330

1040

200

140

До ГРП

30с41нж

330

1040

200

140

Сбросная

30с41нж

180

300

50

25

Байпас

30с41нж

230

680

100

55

30с41нж - задвижка из углеродистой стали, клиновая с выдвижным шпинделем фланцевого типа 30с41нж с уплотнительными поверхностями из коррозионно-стойкой стали.

Выбор труб для обвязки ГРП

При выборе труб для расчетных участков и обвязки ГРП необходимо руководствоваться условиями прокладки газовой сети, назначением трубопроводов и наружной температурой. Выбранные к установке трубы сведем в таблицу 1.8[5].

Таблица 1.8 - Выбор запорной арматуры

Назначение трубы

,мм

L, м

Обозначение по ГОСТ

1

26

2

15

3

29

4

27

5

25

До ГРП

120

Сбросная

-

Байпасная

-

После выбора всего необходимого оборудования ГРП выполняем его чертеж [Приложение 2] с принципиальной схемой действия выбранного регулятора давления.

Расчет отопления и вентиляции

Расход тепла на отопление ГРП:

, Вт; (1.29)

где V - объем здания по наружному обмеру, м3[Приложение 2];

м3;

- расчетная температура наружного воздуха для отопления для города Гомеля;

- минимально допустимая температура внутри ГРП;

- удельная тепловая характеристика здания для отопления, Вт/(м3·К);

, Вт/(м3·К); (1.30)

где Вт/(К·м2,83) - постоянный коэффициент, зависящий от типастроительства (кирпичное строение);

- коэффициент, учитывающий климатические условия.

Вт/(м3·К);

Вт;

Диаметр дефлектора в таком случае:

, м; (1.31)

где - объём помещения ГРП, м3 [Приложение 2];

м3;

м.

2. Система технологического пароснабжения. Построение, расчет и оптимизация разветвленной сети паропроводов

Теплоэнергетические системы современных предоставляют собой сложные комплексы взаимоувязанных по потокам различных энергоносителей, потребляемых и преобразуемых в энергетических агрегатах и установка.

Система технологического пароснабжения является частью общей теплоэнергетической системы предприятия и от ее рационального построения зависит эффективность работы всей системы.

Источниками пароснабжения могут быть тепловые электростанции, промышленные котельные, а также котлы-утилизаторы, встроенные в технологические линии промышленных предприятий.

От совершенства построения системы пароснабжения зависит эффективность использования пара. Оптимизация системы ставит своей задачей снижение потерь тепла изучением от агрегатов, установок, распределительной сети паропроводов, снижение потерь тепла с утечками, увеличение возврата конденсата.

2.1 Гидравлический расчет паровых сетей

Задачей гидравлического расчета паропроводов является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по участкам, исходя из расхода пара, располагаемого перепада давления (разности давления в начале Рн и конце Рк паропровода) с учетом изменения плотности пара вследствие падения давления и изменения температуры пара за счет потерь теплоты в окружающую среду.

Расчет состоит из предварительного и проверочного.

Гидравлический расчет может производиться и для эксплуатируемого паропровода, когда по известным диаметрам трубопроводов, давлению источника пара может быть рассчитана пропускная способность магистрального паропровода и потребители, а также падение давления и температуры по участкам и в конечной точке.

Часто приходится решать и обратную задачу - по располагаемому перепаду давлений и заданному расходу необходимо найти сечения трубопроводов. Гидравлический расчет при этом приходится вести методом последовательных приближений. Это связано с тем, что диаметр трубопровода не может быть выбран произвольно (он должен отвечать стандарту).

Произведем гидравлический расчет на примере участка I, расчет для остальных участков аналогичен и заносится в таблицу 2.1.

Кроме того, некоторые из величин, входящие в выражение для определения диаметра, сами зависят от диаметра.

, м; (2.1)

Где

- массовый расход пара, кг/с [ИД];

- средняя скорость пара, м/с [ИД];

- средняя плотность пара, и определяется как полусумма плотностей вещества в начале и конца участка паропровода:

,

где и - соответственно плотность пара в начале и конце участка.

Предварительно задаемся давлением , которое находится по следующей формуле:

, кгс/см2; (2.2)

кгс/см2;

оС; кг/м3;оС; кг/м3;

кг/м3;

м = 224,4 мм;

Принимаем ближайший стандартный диаметр и

Потеря давления в трубопроводе пропорциональна плотности и квадрату скорости среды, поэтому при заданном перепаде давлений допускается скорость тем меньше, чем больше плотность вещества.

Полная потеря давления в трубопроводе определяется из выражения:

, кгс/см2; (2.3)

где - потеря давления на прямых участках трубопроводов;

- потеря давления в местных сопротивлениях.

Потеря давления на прямых участках трубопроводов при протекании любой однофазной среды с постоянной плотностью и вязкостью определяется по формуле:

, кгс/см2; (2.4)

где - коэффициент гидравлического трения (величина безразмерная);

- длина прямого участка трубопровода, м;

- скорость пара, м/с;

- внутренний диаметр трубопровода, м;

- плотность вещества, кг/м3.

Коэффициент гидравлического трения в зависимости от характера течения среды определяется из следующего соотношения в нашем случае следующим образом.

Так как - квадратичный закон течения:

где Re - критерий Рейнольдса;

- относительная шероховатость;

k - средняя высота выступов шероховатости (абсолютная шероховатость), мм; принимаем k = 0,2 мм - трубопроводы пара в условиях нормальной эксплуатации;

; (2.5)

;

Таким образом:

кгс/см2;

Далее рассчитываем величину температурных удлинений и осуществляем выбор компенсаторов. Величина температурного удлинения определяется по следующей формуле:

, м; (2.6)

где - длина рассчитываемого участка трубы, м;

- коэффициент температурного удлинения, 1/град;

- разность между средней температурой стенки трубы в ее рабочем состоянии и температурой при монтаже[ИД], оС;

Примем для сталей при температурах 100ч450 оС;

, оC; (2.7)

оC;

м;

По полученным температурным удлинениям производим выбор и количество компенсаторов.

где

b- компенсирующая способность компенсатора, равная 0,3 м (к установке принят П-образный компенсатор по серии 4.903-10)

Потери давления в местных сопротивлениях рассчитывается по формуле:

, кгс/см2; (2.8)

где - сумма коэффициентов местного сопротивления на данном участке [Таблица 2.2];

кгс/см2;

Тогда, полная потеря давления в трубопроводе:

кгс/см2;

Исходя из полученной потери давления, уточняем ранее принятое значение :

, кгс/см2; (2.9)

кгс/см2.

Далее аналогично выполняем гидравлический расчет участков и ответвлений и полученные данные записываем в таблицу 2.1.

2.2 Расчет паропроводов на механическую прочность

Определяем толщину стенки трубы по формуле:

, мм; (2.10)

где P- расчетное давление пара, кгс/см2;P=Pн для Iучастка;

- допустимое напряжение при заданной температуре пара, кгс/мм2; для стали Ст. 10 кгс/мм2;

- коэффициент прочности шва, для бесшовных труб;

с- коэффициент, учитывающий минусовые допуски при изготовлении трубопроводов,с = 0,15или 15%;

- прибавка к толщине стенки на окалинообразование, мм; т.к. трубы изготовлены из аустенитных сталей, то;

для I участка:

мм;

Округляем толщину стенки в большую сторону до ближайшей стандартноймм.

Также определяем запас прочности по следующей формуле:

; (2.11)

.

Принимаем стандартную трубумм. Принимаем ее к монтажу.

Аналогично проверяем все остальные участки. Данные сводим в таблицу 2.1.

2.3 Тепловой расчет паропроводов

Задачей теплового расчета является выбор толщины изоляционного слоя паропроводов, определение температуры наружной поверхности изоляции.

Для выбранных труб подбираем толщину изоляционного слоя согласно справочным данным. Выбираем в качестве изоляционного материала: минераловатные прошивные маты М-100[6], [7].

Для участка I:

мм выбираем толщину изоляции: мм.

Теплопроводность изоляционного материала следующая: Вт/(м·К).

Величина R определяется по следующей формуле:

, (м·оС)/Вт; (2.12)

где

- термическое сопротивление тепловой изоляции;

- термическое сопротивление наружной поверхности стенки трубы;

,

(м·оС)/Вт; (2.13)

где - наружный диаметр с учетом толщины изоляции;

- наружный диаметр трубопровода;

(м·оС)/Вт;

, (м·оС)/Вт; (2.14)

где - коэффициент теплоотдачи наружной стенки трубы;

(м·оС)/Вт;

Тогда, полное термическое сопротивление:

(м·оС)/Вт;

Удельная потеря тепла через изолированную стенку определяется по формуле:

, Вт/м2; (2.15)

где - температура окружающей среды, в нашем случае грунта, принимаем оС;

Вт/м2;

Полученное значение q сравниваем с нормированным значением удельных потерь теплаqнорм, приведенного в справочной литературе:

;

; так как выполняется условие, то выбранная толщина изоляции оптимальна.

По известным начальной и конечной температурам, определяем соответственно начальную и конечную энтальпии.

оС;кДж/кг;оС;кДж/кг.

Потери тепла на участке определяем по следующей формуле:

, кВт; (2.16)

где - расход пара на участке, кг/с;

кВт.

Аналогичные расчеты проводим для остальных участков главной магистрали и ответвлений. Промежуточные значения и расчетные значения заносим в таблицу 2.3.

2.4 Конденсатное хозяйство. Выбор конденсатоотводчиков

Конденсат представляет собой сконденсировавшийся пар в виде воды и практически не содержит солей и других примесей, если не происходит его загрязнение в технологических процессах, использующих пар. Кроме того, возвращаемый конденсат имеет в большинстве температуру 75ч95 °С, а следовательно, на каждой тонне возвращаемого конденсата экономится 0,075ч0,095 Гкал тепла.

Величина возвращаемого конденсата на предприятиях зависит от многих факторов:

- Технического состояния систем сбора и возврата конденсата;

- Отсутствия на технологическом оборудовании конденсатоотводчиков;

- Нарушения технологического режима;

- Загрязнения конденсата механическими, химическими примесями или нефтепродуктами при отсутствии устройств для их очистки;

- Сбор конденсата в канализацию вследствие экономической нецелесообразности его возврата источнику;

- Применение открытых систем сбора и возврата конденсата.

Наведение порядка в конденсатном хозяйстве позволяет экономить до 10-15% расходуемой тепловой энергии.

Давление пара перед конденсатоотводчиком[8]:

, кгс/см2; (2.17)

где - давление перед теплопотребляющим аппаратом;

кгс/см2;

Давление пара после конденсатоотводчика в конденсатопроводе:

, кгс/см2; (2.18)

кгс/см2;

Подбор термодинамических конденсатоотводчиков производится по условной пропускной способности , т/ч:

, т/ч; (2.19)

где - расчетный расход горячего конденсата, т/ч;

- коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике;

- перепад давлений на конденсатоотводчике, кгс/см2;

т/ч;

Согласно полученным значениям выбираем по каталогу стандартный конденсатоотводчик 45ч15нж.

Заключение

В заключении можно отметить, что выполнение в полном объёме данного комплексного курсового проекта позволило достичь изначально поставленных целей по более глубокому изучению и закреплению основных важнейших разделов курсов "Системы производства и распределение энергоносителей" и "Теплоэнергетические системы промышленных предприятий".

В первой части проекта ознакомились с назначением и правилами эксплуатации газораспределительного пункта. Также был произведен гидравлический расчет всех участков газопровода с подбором газового фильтра, ПКВ, ПСК и регулятора давления.

Во второй части проекта был произведен расчет разветвленной сети паропроводов промышленного предприятия и выбор конденсатоотводчиков.

Подготовка курсового проекта позволила достаточно полностью усвоить как на теоретическом, так и на практическом уровнях суть расчёта и проектирования систем паро- и газоснабжения промышленного предприятия.

Список используемой литературы

1. А.В. Овсянник, Н.А. Смирнов, Е. М. Иванова. Комплексный курсовой проект: практ. рук.по дисциплинам "Теплоэнергетические системы промышленных предприятий", "Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий" для студентов специальности 1-43 01 05 "Промышленная теплоэнергетика" дневной и заочной форм обучения. - Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2005. - 63 с.

2. Арматура для газоснабжения [Электронный ресурс]. - Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "Белгазтехника". -Режим доступа: http://www.belgastechnika.by/. Дата доступа: 15.11.2015.

3. Каталог продукции [Электронный ресурс]. - Завод "ГАЗПРОММАШ". -Режим доступа: http://www.gazprommash.ru/. Дата доступа: 15.11.2015.

4. И. А. Шур. Газорегулирующие пункты и установки. - Л.: Недра, 1985. -288 с.

5. Л. Я. Порецкий, Р. Р. Рыбаков, Е. Б. Столпнер. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Недра, 1988. - 608 с.

6. ТКП 45-4.02-91-2009. - Минск: Минстройархитектуры, 2010. -26 с.

7. ТКП 45-4.02-129-2009. - Минск: Минстройархитектуры, 2010. -53 с

Приложение

Таблица 2.1 - Гидравлический расчет паропровода


Подобные документы

  • Определение общего, годового, месячного и часового, максимальных и минимальных расходов газа. Заложение и устройство наружных и внутренних газопроводов. Расчёт и выбор конденсатоотводчиков. Системы горячего водоснабжения промышленных предприятий.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.04.2014

  • Определение расчетных расходов тепла и расходов сетевой воды. Гидравлический расчет тепловой сети. Выбор схем присоединения зданий к тепловой сети. Гидравлический расчет паропроводов и конденсатопровода. Построение продольного профиля тепловой сети.

    курсовая работа [348,2 K], добавлен 29.03.2012

  • Гидравлический расчет воздуходувной сети. Определение максимального удельного падения давления на главной магистрали. Технико–экономические показатели работы компрессорной станции. Выбор типа и числа компрессоров. Расчет себестоимости сжатого воздуха.

    курсовая работа [140,3 K], добавлен 05.05.2015

  • Выбор трассы и способа прокладки тепловой сети. Определение расчетного расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение. Расчет количества компенсационных подушек. Построение и проектирование продольного профиля тепловой сети, ее гидравлический расчет.

    курсовая работа [643,1 K], добавлен 10.06.2013

  • Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.

    контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010

  • Определение величин тепловых нагрузок района и годового расхода теплоты. Выбор тепловой мощности источника. Гидравлический расчет тепловой сети, подбор сетевых и подпиточных насосов. Расчет тепловых потерь, паровой сети, компенсаторов и усилий на опоры.

    курсовая работа [458,5 K], добавлен 11.07.2012

  • Выбор рабочего давления и типа газоперекачивающего агрегата. Расчет теплофизических свойств транспортируемого газа. Тепловой и гидравлический расчет участка газопровода. Расчет режима работы компрессорной станции. Капитальные и эксплуатационные затраты.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.12.2014

  • Выбор номинального напряжения сети. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов. Расчет схемы замещения и выбор силовых трансформаторов. Определение радиальной сети. Расчет установившегося режима замкнутой сети без учета потерь мощности и с ее учетом.

    курсовая работа [188,4 K], добавлен 17.04.2014

  • Определение расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение. Построение годового графика тепловой нагрузки. Составление схемы тепловой сети. Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор теплофикационного оборудования и источника теплоснабжения.

    курсовая работа [208,3 K], добавлен 11.04.2015

  • Выбор рабочего давления газопровода. Расчет свойств транспортируемого газа. Плотность газа при стандартных условиях. Определение расстояния между компрессорными станциями и числа компрессорных станций. Расчет суточной производительности газопровода.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.03.2013

  • Определение расходов воздуха на всех участках сети, главной магистрали, максимального удельного падения давления на главной магистрали. Суммарные потери на магистрали от компрессорной станции до конечного потребителя. Выбор типа и числа компрессоров.

    курсовая работа [210,5 K], добавлен 30.10.2015

  • Разработка вариантов развития сети, расчет мощности его источника сети. Выбор номинального напряжения сети и проводов воздушных линий электропередач. Расчет установившихся режимов сети максимальных нагрузок. Выбор оборудования для радиальной схемы.

    курсовая работа [785,6 K], добавлен 19.12.2014

  • Определение потока мощности от электростанции. Выбор компенсирующих устройств. Структурные схемы подстанций. Выбор мощности трансформаторов подстанций. Расчет режима летних и зимних максимальных нагрузок сети. Оптимизация режимов работы сети.

    курсовая работа [972,3 K], добавлен 07.07.2013

  • Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов, его обоснование и расчет параметров. Определение электрических нагрузок. Выбор и расчет внутрицеховой электрической сети промышленного предприятия. Вычисление токов короткого замыкания.

    курсовая работа [180,2 K], добавлен 20.09.2015

  • Определение параметров режима дальней электропередачи сверхвысокого напряжения и проектирование районной электрической сети. Роль электропередач в современной электроэнергетике. Выбор рациональной схемы сети. Выбор трансформаторов и расчет потерь в них.

    дипломная работа [690,8 K], добавлен 29.03.2009

  • Проектирование осветительной установки. Расчет и выбор мощности источников света. Выбор марки провода и способа прокладки осветительной сети. Расчет площади сечения проводов осветительной сети. Выбор щитков, коммутационной и защитной аппаратуры.

    курсовая работа [99,1 K], добавлен 25.08.2012

  • Расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилого микрорайона. Гидравлический и тепловой расчет сети, блочно-модульной котельной для теплоснабжения, газоснабжения. Выбор источника теплоснабжения и оборудования ГРУ и ГРПШ.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.03.2013

  • Характеристика электродвигателей производственных механизмов автоматизированных технологических линий. Расчет токов короткого замыкания. Проверка автоматических выключателей и элементов сети. Определение электрических нагрузок промышленного предприятия.

    курсовая работа [155,1 K], добавлен 24.01.2016

  • Выбор рабочего и избыточного давления в газопроводе. Определение числа компрессорных станции (КС) и расстояния между станциями. Уточненный тепловой и гидравлический расчеты участка газопровода между двумя компрессорными станциями. Расчет режима работы КС.

    курсовая работа [251,8 K], добавлен 16.03.2015

  • Оптимальная схема развития районной электрической сети. Выбор номинальных напряжений и оптимальной конструкции сети. Расчет сечений проводов, мощности компенсирующих устройств. Выбор оборудования подстанций. Расчет максимального режима энергосистемы.

    курсовая работа [202,3 K], добавлен 24.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.