Газоснабжение многоквартирного дома

Для газоснабжения населенных пунктов используются одноступенчатые, двух -, трех - и многоступенчатые системы газоснабжения.

Системы городского газоснабжения соединяются с магистральными газопроводами, через газораспределительные станции а небольшие системы соединяются через контрольно-регуляторные пункты. Для установления соединения между газопроводами различных давлений устанавливается установка регулирования газа - ГРП.

Выбор газоснабжения (количество уровней давления) осуществляется по следующим причинам: чем больше давление газа, тем меньше его диаметр и тем меньше он будет стоить, но прокладка такого газопровода будет сложнее, ведь не везде можно прокладывать газопровод высокого давления, так же необходимо выдерживать большее расстояние до зданий.

Проектируемый объект находится в городе Котлас, в котором проживает 62 тысячи человек. Для городов с таким населением рекомендуются двухступенчатые системы газоснабжения, в которых газ подается от ГРС через сеть среднего или высокого давления подаются к ГРП, а от ГРП через газопроводы низкого давления газ распределяется по территории города.

Внутри квартала используется подземная и надземная прокладка газопроводов.

Цель гидравлического расчета - определить диаметр газопровода, который подает потребителю газ. Общая потеря давления от регулятора газа до самого дальнего потребителя не должна превышать допустимого значения. Поэтому, диаметр газопровода должен быть выбран таким образом, чтобы потеря давления была как можно меньше.

Располагаемый перепад давления, на котором разрабатываются газопроводы низкого давления, составляет 1800 Па, из которых 200 Па берется как допустимая потеря давления во внутридворовых газопроводах.

Гидравлический расчет тупиковых сетей выполняется сначала от газового регулятора до самого удаленного потребителя, а затем выполняется расчет ответвлений, если таковые имеются. Наиболее экономически эффективными являются сети, у которых последовательно соединённые участки имеют одинаковые удельные перепады давления.

Методика гидравлического расчета тупиковых наружных газопроводов низкого давления:

1. Намечается пусть газа от ГРП до самого удаленного потребителя, весь путь разбивается на участки с постоянным расходом газа..

2. Для каждого участка определяется его длина и расход газа (2.1).

3. Принимая ориентировочные потери давления от местных сопротивлений в газопроводах равными 10% от потерь давления за счет трения, находят допустимые удельные потери давления от трения по формуле (3.1).

4. Зная расчетный расход газа на участке и допустимые потери давления, с помощью номограммы для стальных газопроводов низкого давления подбирают диаметры газопровода.

5. Для принятого диаметра, с помощью этой же номограммы, определяют действительные удельные потери на участке.

6. Для каждого участка определяют потери давления как:

, Па/м (5.1)

7. Суммируют потери давления на всех участках от ГРП до самого удалённого потребителя и сравнивают полученное значение с располагаемым перепадом.

8. Выполняют проверку гидравлического расчета.

В данном проекте от ГРПШ до проектируемого объекта всего один участок подземного газопровода низкого давления, без ответвлений. Его длина составляет 34 метра.

Расход на данном участке составляет 150, 48 м 3/час (табл.1.1) Приложения 1.

По формуле (3.1) определяются допустимые удельные потери давления на трение:

Па.

Посчитав допустимые удельные потери и зная расход газа на участке, с помощью номограммы подбираем диаметр, d = 95х 4,0. Для принятого диаметра действительные удельные потери будут равны, = 0,55 даПа/м

Зная действительные потери, определяем потери давления на участке по формуле (5.1):

Па.

Выполняем проверку:

Па.

Потери давления на участке меньше допустимых всего на 6,2%, следовательно, гидравлический расчёт считается верным.

В этом проекте для подземной прокладки я выбираю газопровод из полиэтилена. Полиэтиленовые трубы используются только при подземной прокладке.

Основными преимуществами полиэтиленовых газовых труб по сравнению со стальными являются:

1.очень существенно падают финансовые траты на капитальный ремонт систем, полиэтиленовые трубы очень долго служат за счет высокой коррозионной устойчивости;

2. низкая шероховатость поверхности и небольшое гидравлическое сопротивление;

3. устойчивость к зарастанию;

4. высокое электрическое сопротивление, позволяющее прокладывать трубопроводы в зоне действия сильных электрических полей, без устройства катодной защиты и усиленной изоляции трубы;

5. низкая звукопроводность;

6. эластичность труб. Деформация гибких труб может достигать существенных значений. Устойчивость почвы приводит к более равномерному распределению нагрузки. Это уменьшает эффективную нагрузку на трубу и ее деформацию;

7. гибкость труб, что позволит доставлять длинные трубопроводы до 110 мм (длина более 100 м) в бухтах, на катушках, что позволит уменьшить количество стыковых соединений и монтажных работы, а также повышает надежность систем (80% аварий на пластмассовых трубопроводах происходит стыковых соединениях);

8. небольшая масса (они легче металлических в 3-8 раз), что снижает транспортные и складские расходы;

9. простой монтаж, низкая стоимость рабочей силы для заготовки;

10. пожаробезопасность при монтаже (температура сварочного процесса 200-240 C), позволяющая вести работы без остановки производственных процессов и в зданиях из сгораемых конструкций.

Согласно гидравлическому расчету, принимаю диаметр газопровода d = 95x4, 0. Этот диаметр принят по номограмме для стальных газопроводов. Диаметр полиэтиленовой трубы принимаю наиболее близкий к полученному. По ГОСТ Р 50838 приближенyый диаметр полиэтиленовой трубы будет равен, d = 110х 10.

Рассматриваемый участок газопровода низкого давления начинается от опуска в землю стального газопровода, после сброса давления через ГРПШ. Через пол метра следует неразъёмное соединение для перехода газопровода со стали на полиэтилен. Примерно через 16 метром находится асфальтовая дорога, поэтому, чтобы не вскрывать асфальт, нужно выполнить горизонтально направленное бурение. Газопровод через дорогу должен прокладываться в футляре. После того, как газопровод преодолеет участок автомобильной дороги, нужно сделать поворот на 90? в сторону объекта. Перед тем, как газопровод должен выходить из земли снова идёт установка неразъёмного соединения для перехода с полиэтилена на сталь. Выход из земли также должен осуществляться через футляр длиной 1,5 м.

6. Расчет газопровода на прочность и устойчивость

6.1 Расчетные характеристики материала газопроводов

Расчетными характеристиками материала газопроводов являются: минимальная длительная прочность, определяемая по ГОСТ Р 50838, модуль ползучести материала трубы, коэффициент линейного теплового расширения, коэффициент Пуассона.

Минимальная длительная прочность согласно ГОСТ Р 50838 должна приниматься для труб из:

- ПЭ 80 - 8,0 МПа;

- ПЭ 100 - 10,0 МПа.

Модуль ползучести материала труб для срока службы газопровода 50 лет принимается в зависимости от температуры эксплуатации по графикам, где напряжения в стенке трубы определяются по формуле:

МПа (6.1)

Коэффициент линейного теплового расширения материала труб принимается равным:

?С-1 (6.2)

Коэффициент Пуассона материала труб должен приниматься равным = 0,43.

Нагрузки и воздействия

Нагрузки и воздействия, действующие на газопроводы, различаются на:

1. силовые нагружения - внутреннее давление газа, вес газопровода, сооружений на нем и вес транспортируемого газа, давление грунта, гидростатическое давление и выталкивающая сила воды, нагрузки, возникающие при укладке и испытании;

2. деформационные нагружения - температурные воздействия, воздействия предварительного напряжения газопровода (упругий изгиб, растяжка компенсаторов и т.д.), воздействия неравномерных деформаций грунта (просадки, пучение, деформации земной поверхности в районах горных выработок и т.д.);

3. сейсмические воздействия.

Рабочее (нормативное) давление транспортируемого газа устанавливается проектом.

Собственный вес единицы длины газопровода определяется по формуле:

Н/м, (6.3)

где - расчетная масса 1 м трубы, принимаемая по [].

Давление грунта на единицу длины газопровода определяется по формуле:

Н/м (6.4)

Гидростатическое давление воды определяется по формуле:

МПа (6.5)

Выталкивающая сила воды на единицу длины газопровода определяется по формуле:

Н/м (6.6)

Температурный перепад в материале труб принимается равным разности между температурой газа в процессе эксплуатации газопровода и температурой, при которой фиксируется расчетная схема газопровода.

Воздействие от предварительного напряжения газопровода (упругий изгиб по заданному профилю) определяется по принятому конструктивному решению газопровода.

Воздействия от неравномерных деформаций грунта (просадки, пучение, влияние горных выработок и т.д.) определяются на основании анализа грунтовых условий и возможного их изменения в процессе эксплуатации газопровода.

Пластиковые трубы-очень широкое понятие, оно объединяет группу продуктов, которые четко различаются по своим качествам и назначению. Они успешно используются практически во всех технических коммуникациях, таких как жилищно-бытовые и промышленные: это водоснабжение и дренаж, системы термической фиксации, орошение и дренаж, газификация, добыча нефти, линии пищевой промышленности, системы кабельной связи, медицина и многое другое.

Анализ сравнительных затрат при строительстве подземных газопроводов из стальных и полиэтиленовых материалов позволяет заключить значительную экономию финансовых, трудовых и машиностроительных затрат. В то же время повышается культура строительства, технологичность и привлекательность строительных и монтажных работ.

Технические и экономические преимущества перед стальными трубами:

- низкая газопроницаемость;

- высокая коррозионная стойкость к внешней среде, что обеспечивает возможность прокладки в агрессивных средах и увеличения срока службы до 50 лет;

- высокая ударопрочность даже при низких температурах (интервал рабочей температуры от-20 0C до + 30 0C);

- простое и надежное соединение;

- гибкость, которая позволяет применять малое количество фасонных изделий;

- низкая застаиваемость коррозионными отложениями, поэтому антикоррозионные работы могут быть исключены;

- повышенная пропускная способность благодаря гладкой внутренней поверхности;

- эластичность, которая обеспечивает более низкую чувствительность к гидравлическому удару и нерушимость при замерзании воды;

- низкая теплопроводность, которая обеспечивает минимальное образование конденсата на поверхности лучшие гигиенические условия внутри зданий;

- трубы легко хранить, складировать, транспортировать и монтировать, благодаря небольшому весу;

- строительство и реконструкция сетей водоснабжения и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40% от стоимости по сравнению с обычными методами.

Для многих наиболее привлекательным преимуществом полиэтиленовых газовых труб является отличное соотношение цены и качества по сравнению с трубами других типов и других материалов.

Прокладка полиэтиленовых трубопроводов осуществляется как обычным методом траншеи, так и методом реновации-технологией направленного подземного бурения или использованием технологии протяжки внутри старой металлической трубы нового пластика.

Эти два последних варианта позволяют демонтировать старые сети и другие расходы, не открывая землю. Для примера, проведём небольшой сравнительный экономический расчёт.

Цены взяты за 1998 год.

Одно из преимуществ полиэтиленовых труб над стальными - они не требуют изоляции. Следовательно, тратить на неё денежные средства не придётся. Пример цен стальных и полиэтиленовых газопроводов приведён в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Примерное соотношение стоимости труб сталь-полиэтилен

Исходя из данных таблицы (7.1) видим, что плане изоляции полиэтиленовые трубы намного экономичней стальных.

Пропускная способность полиэтиленовых труб на 20 - 30% выше, чем у стальных.

Транспортировка полиэтиленовых труб такая же, как и у стальных. Погрузка - разгрузка автокраном. Можно переносить вручную

Так же, у полиэтиленовых труб легче выполнять сварку. Для сварки стальных и полиэтиленовых труб необходимо:

1. Стальные газопроводы:

· электроды;

· кислород, пропан

2. Полиэтиленовые газопроводы:

· встык - дополнительных материалов не требуется;

· муфтами

В таблице 7.2 приведён расчёт количества рабочих, занятых на строительстве газопровода:

Таблица 7.2 - Количество рабочих, занятых на строительстве газопровода

Исходя из таблицы 7.2 видим, что количество рабочих на строительство полиэтиленового газопровода, требуется в 2 раза меньше, чем на строительство стального. Следовательно, затраты, на выплату заработной платы рабочим, будут существенно меньше.

К этому небольшому экономическому сравнению можно добавить, что полиэтиленовый газопровод прокладывается, примерно, в 3 раза быстрее, чем стальной, а это играет немалую роль для экономии.

Делаем вывод, что трубы из полиэтиленовых материалов дешевле, чем стальные за счет:

1. применения более дешевых материалов (полиэтиленовые трубы в 1,5-3 раза дешевле стальных изолированных труб);

2. ненужности применения дорогостоящей изоляции труб, которая в 1,5-2 раза дороже металлической трубы;

3. упрощенная технология соединения труб и более высокой их надежности;

4. сокращения времени строительства полиэтиленового газопровода по сравнения со стальными, примерно в 3 раза;

Вдвое уменьшается число рабочих, занятых на строительстве: при земляных, изоляционных, сварочных, трубоукладочных, транспортных работах.

Благодаря свойствам полиэтиленовых материалов повышается надежность газопроводов, увеличивается гарантийный срок и долговечность.

Общая стоимость строительства уменьшается в 2-3 раза.

8. Безопасность жизнедеятельности при выполнении сварочных работ