Проект газопостачання мікрорайону міста

Збільшення витрати газу викликає падіння тиску за регулятором і відповідно падіння тиску в підмембранній камері, що порушує рівновагу сил, що діють на мембрану.

Сили, які діють на мембрану зверху, стають більшими за сили, які діють на мембрану знизу. Мембрана під дією різниці сил переміщується вниз і трохи відкриває клапан. Внаслідок цього збільшується переріз регулятора, відповідно збільшується потік газу, який, збільшивши витрату, доведе тиск за регулятором і в підмембранній порожнині до первісного значення.

Сили, які діють на мембрану, зрівноважуться, і рухома система регулятора зупиниться у новому рівноважному положенні, яке відповідає новій витраті газу.

Зменшення витрати газу викликає збільшення тиску за регулятором і в підмембранній порожнині.

Внаслідок зміни співвідношення сил, які діють через мембрану на рухому систему, прохідний переріз регулятора почне зменшуватися до тих пір, доки зменшення потоку газу не викличе падіння тиску за регулятором і в підмембранній порожнині до початкового рівня. Таким чином, дія регулятора спрямована на збереження вихідного тиску на певному заданому рівні не залежно від зміни витрати газу.

Для того, щоб установити на виході регулятора будь-яке значення вихідного тиску в межах характеристики регулятора, необхідно встановити відповідний постійний тиск у надмембранній порожнині. Це досягається регулятором-задатчиком. Щоб забезпечити чутливість регулятора тиску регулятори-задатчики настроюються на тиск на 0,03 МПа більший за вихідний тиск, а командний прилад настроюється на тиск на 0,01 МПа більший за вихідний тиск.

При різкій зміні тиску газу у вихідному газопроводі за рахунок різкого відбору газу рухома система регулятора пересувається у нове положення невідразу, а в міру перетікання масла з однієї ємності в іншу по імпульсних трубках. При цьому усувається можливість коливань клапана регулятора.

8.4 Обладнання ГРС

До основних вузлів ГРС відносять: вузол переключення, очищення, підігріву, редукування, обліку і одоризації газу.

Вузол переключення містить вхідний і вихідний трубопроводи із запірною арматурою і з ручним та пневмогідроприводом. Передбачається байпас із двома кранами: перший по ходу ? з пневмоприводом, другий ? з ручним. При аварійному відключенні ГРС і неможливості відключення споживача газ подають по обвідній лінії з ручним редукуванням тиску (короткочасно).

Вузол запобігання гідратоутворенню призначений для запобігання обмерзання арматури і утворенню кристалогідратів у газопровідних комунікаціях і арматурі.

Вузол редукування газу знижує високий тиск газу і підтримує заданий тиск. У вузлах редукування застосовують регулюючу арматру на умовний тиск до 8 МПа.:

клапани регулюючі непрямої дії типу 25С48НЖ

регулятори тиску прямої дії типу РД

Вузол одоризації газу призначений для надання газу специфічного запаху. Одоризаційні установки мають забезпечувати введення одоранту в газ у кількостях пропорційних потоку газу. Вони класифікуються за конструкцією на гнотові, пропорційні капельні, вприскуючі. Універсальний одоризатор УОГ-1 застосовується на вітчизняних ГРС.

Одоризатор складається з стояка кріплення, живильника, дозатора, збірника, спрямовуючої трубки, U-подібної трубки, трубки підживлення дозатора, трубки підтримання рівня одоранту, поплавка, штанги, магніту, показчика рівня одоранту, регулятора нахилу.

Комплекс засобів КВП і А на ГРС забезпечує: редукування газу до заданого тиску; обліку витрати газу; автоматику горіння підігрівачів газу, водогрійних котлів; аварійно-попереджувальну сигналізацію по тиску, температурі, одоризації, зв'язку, енергопостачання; автоматичний захист споживачів від підвищення номінального тиску.

Для вимірювання тиску газу на ГРС застосовуються манометри, для вимірювання температури ? рідинні термометри розширення, термометри опору. Склад газу визначають за допомогою газоаналізаторів, а густину ? за допомогою пікнометра.

9. Проектування газорегуляторного пункту

9.1 Призначення та основні завдання газорегулятрного пункту

Газорегуляторні пункти (ГРП) призначені для зниження тиску газу і підтримання його на заданому рівні. ЇХ споруджують у населених пунктах, на території промислових, комунальних та інших підприємств. ГРП зв'язують мережу високого та середнього тиску з мережею низького тиску. Їх також встановлюють для зниження тиску з високого до середнього.

Зниження тиску газу до необхідного для забезпечення надійної і раціональної роботи горючих пристроїв, агрегатів, котлів, газової арматури здійснюється в ГРП, газорегуляторних установках (ГРУ), шафних регуляторних пунктах (ШРП) чи домових регуляторах; ГРП в ззалежності від призначення розміщують в окремих будівлях чи відкрито у спеціальних шафах. ГРУ монтують безпосередньо в приміщеннях, де розміщені газоспоживчі агрегати.

ГРП призначені для зниження тиску газу в мережах і автоматичного підтримання його на заданому рівні, що є необхідною умовою безпечного і економічного спалювання газу.

9.2 Технологічна схема ГРП

ГРП розміщують в спеціальних наземних чи підземних приміщеннях. найбільшого поширення отримали наземні ГРП.

ГРП включають в себе таке обладнання:

регулятор тиску газу

фільтр для очистки газу від пилу

запобіжний клапан, що перекриває подачу газу при підвищенні тиску більше від заданого

запірні крани та засувки

обхідний газопровід та КВП

Рисунок 9.1 ? Технологічна схема ГРП.

1 - вхідний газопровід; 2,6 і 9 - засувки; 3 - фільтр; 4 - запобіжний клапан; 5 - регулятор тиску; 7 - вихідний газопровід; 8 - обхідний газопровід

Схема ГРП, що представлена на рисунку 9.1, працює у наступній послідовності. Газ, що поступає на ГРП, проходить через фільтр, де очищується від механічних домішок. Потім проходить через запобіжний клапан і регулятор тиску, де проходить його дроселювання до заданого тиску.

Запобіжний клапан автоматично перекриває трубопровід у випадку підвищення тиску зверх заданого, що може бути викликане несправністю регулятора тиску.

Тиск газу до регулюючого клапану і після нього вимірюється показуючими і регулюючими манометрами.

Деякі ГРП промислових і комунальних споживачів обладнюються пристроями для вимірювання кількості газу: діафрагмами і диференціальними манометрами чи ротаційними лічильниками. При аварійному включенні регулятора тиску подача газу здійснюється через обхідний газопровід. Тиск газу регулюється вручну з допомогою засувок.

9.3 Вибір регулятора тиску на ГРП

Вибір регулятора тиску для ГРП здійснюємо за коефіцієнтом пропускної здатності.

Тиски на вході і виході регулятора відповідно дорівнюють: ,

де ? надлишковий тиск на виході з ГРП

(9.1)

де р_ат ? атмосферний тиск

Перевіримо умову (8.2) для вибору формули для визначення коефіцієнта пропускної здатності.

Отже коефіцієнт пропускної здатності для ГРП обчислюємо за формулою (8.4)

Так як схема мережі середнього тиску передбачає три ГРП, то необхідно обчислити три числові значення коефіцієнта пропускної здатності.

Уформулі (8.4)

Е ?коефіцієнт, що враховує зміну густини газу в процесі дроселювання, який залежить від коефіцієнта ш, який визначається за формулою

(9.2)

При , Е=1. При значення коефіцієнта Е визначаєм за формулою

 (9.3)

, що є більшим за 0,08

Тоді коефіцієт Е рівний

Отже

Для ГРП-1 вибираєм регулятор тиску РД-50М-25 (К_v=11)

Для ГРП-2 вибираєм регулятор тиску РДУК-2-50/35 (К_v=27)

Для ГРП-3 вибираєм регулятор тиску РД-50М-25 (К_v=11)

Регулятори РД в основному застосовуються в шафних ГРП. Такі регулятори можуть постачатися з різними діаметрами сідел і пружинами для настроювання вихідного тиску.

Регулятори тиску універсальної конструкції складаються здвох основних вузлів: регулюючого клапана і пілота (рисунок 9.1).

Мінімально необхідний для роботи регулятора перепад тиску становить 3 кПа. Регулятори управління автоматично підтримують заданий вихідний тиск при змінному вхідному і при зміні витрати газу від нуля до максимальної. В залежності від пропускної здатності і допустимого перепаду тиску регулятори постачають змінними клапанами і сідлами відповідного діаметра.

Універсальні регулятори тиску РДУК отримали широке застосування для установки на районних і об'єктових ГРП.

Регулятори тиску типу РДУК всіх розмірів в конструктивному відношенні не мають суттєвих відмінностей між собою, вони надійні в роботі, ряд вузлів і деталей в них уніфіковані, що дозволяє здійснювати їх взаємозамінність.

Універсальний регулятор складається з чавунного литого корпусу, розділеного на дві камери (А і Б), з яких у верхню камеру А подається початковий тиск газу (до 12 кгс/см²), а з нижньої камери Б газ виходить. В перегородці, що розділяє верхню і нижню камери, є отвір ? сідло, що з'єднює дві камери. Сідло перекривається регулюючим клапаном. Розмір отвору може бути різним. Від розміру отвору і перепаду тиску залежить продуктивність регулятора.

З нижньої сторони вихідної камери Б знаходиться мембранна камера В, в середині якої розміщена робоча мембрана регулюючого клапана.

Регулюючий клапан вільно надівається на шток, який впирається в штовхач, що входить в гніздо стяжного грунта мембрани. Для захисту стержня клапана від дії потоку газу і в якості направляючої служить колонка.

Мембрана регулюючого клапана знаходиться з обох сторін під тиском газу.

З верху корпус регулятора має люк з роз'ємною кришкою. Люк призначений для огляду і очистки клапана та сідла. Настройка регулятора здіцснюється за допомогою регулятора управління КН 2-00 чи КВ 2-00. Для вихідного тиску газу від 0,5 до 60 кПа регулятор комплектують пілотом КН 2, а для тиску від 60 до 600 кПа ? пілотом КВ 2. Так як на виході з даних ГРП тиск складає 0,104 МПа, то для даної ГРП регулятор тиску РДУК укомплектовуємо пілотом КВ 2. Регулятор управління представляє собою пружинний регулятор тиску, мембрана якого навантажена з однієї сторони тиском газу, з другої ? регулювальною пружиною.

9.4 Обладнання ГРП

До основного обладнання ГРП належать: фільтри, запобіжно-запірні клапани (ЗЗК), регулятори тиску (РТ), запобіжні скидальні пристрої (ЗСП) на виході, запірна арматура, манометри на вході та виході, а також на байпасі. Витратоміри передбачаються при наявності обгрунтування їх установлення.

Регулятор тиску на ГРП був описаний вище. Запобіжний запірний клапан повинен автоматично припинити подачу газу споживачам при аварійній ситуації при підвищенні або зниженні тиску в газовій мережі понад заданої границі. ЗЗК встановлюють між фільтром і РТ.

Найбільше поширення мають клапани типу ПКН і ПКВ, ПКК-40М. Для заміни ПКН і ПКВ розроблені клапани КПН і КПВ.

Клапани ПКВ на відміну від ПКН мають сильнішу пружину, додатковий диск, що зменшує площу мембрани, і не мають тарілки мембрани.

Настройку ПКВ (ПКН) на спрацювання виконують спочатку при зниженні тиску газу нижче від заданого значення, а потім при збільшенні його вище заданої межі. Межі настройки контрольованого тиску, кПа, для ПКН:

нижня ? від 0,3 до 3, верхня ? від 2 до 60; для ПКВ:

нижня ? від 0,3 до 30, верхня ? від 30 до 600.

Клапани ПКН (ПКВ) застосовують з умовними проходами 50, 80, 100 і 200 мм. Підмембранна порожнина головки клапана випробовується на герметичність тиском 0,1 МПа для ПКН і 0,65 МПа для ПКВ.

Клапани ПКК-40М в основному застосовуються у ГРП шафного типу.

Максимальна пропускна здатність КПН і КПВ при () для КПН , для КПВ . Конструкцію клапанів КПН і КПВ відрізняють такі особливості: використання зусилля стиснутої пружини для притискання запірного плунжера до сідла, наявність командного приладу, застосування оригінальної системи передачі імпульсу руху від мембрани командного приладу до запірного плунжера клапана.

Для уникнення відключення споживачів від системи газопостачання при різкому скороченні витрати газу або протікання газу крізь негерметичний затвор регулятора тиску встановлюють ЗСП, які відкриваються на короткий проміжок часу для випускання в атмосферу надлишкового, як правило, незначного об'єму газу. Конструктивно розрізняють пружинні, мембранні і рідинні ЗСП, а також ЗСП, вбудовані в регулятори тиску. До них відносяться регулятори ПСК-50, П1-17, ПСПК-50 (мембранні ЗСП), клапани 17С11Ж, СППК4Р (пружинні ЗСП), а також гідравлічні запобіжники (ГЗ).

Для очищення газу на ГРП застосовують фільтри різних конструкцій. Їх установлюють до витратомірів, ЗЗК і регуляторів тиску. Найбільше розповсюдження одержали сітчасті і касетні фільтри, а також вісцинові пиловловлювачі.

Сітчасті фільтри типу ФС застосовуються у шафних ГРП. Фільтри касетні, зварні типу ФГ призначені для стаціонарних ГРП із витратою газу до 100000 м³/год.

10. Захист трубопроводів від різких коливань тисків на ГРП

Для захисту вихідних газопроводів від перевищення встановленого тиску на ГРП встановлюють запобіжні запірні клапани (ЗЗК) і скидні пристрої (ЗСП). Запобіжні клапани встановлюють в двох модифікаціях: високого і низького тиску (ЗКВ і ЗКН). При відхиленнні тиску від заданого чутлива мембрана приводить в дію систему вантажів і тарілка клапана перекриває доступ газу.

В шафних ГРП в якості ЗЗК застосовують клапани-відсікачі типу ПКК-40М (рисунок 10.1). Для того щоб відкрити клапан необхідно повернути пускову пробку 14 ручкою 13 причому простір між мембранами 5 і 8 з'єднується з атмосферою через отвір в пробці 14. Вхідний тиск газу долаючи зусилля пружини основного клапана 4, піднімає нижню мембрану 5 вверх до упору і отвір в кінці штока 3 основного клапана 2 стане закритим клапаном 12 верхньї мемебрани 8. Після цього пускова пробка 14 вгвинчується назад на попереднє місце.

Газ через відкритий основний клапан 2 поступає в мереж, а з контролюючої ділянки вихідного газопровол\ду по імпульсній трубі через зворотній клапан 6 з кільцем 7 попадає в простір між мембранами 5 і 8. Пружина 11, яка знаходиться в стакані 10, вкрученого в верхню кришку 9 корпуса 1, забезпечує заданий тиск. якщо тиск газу перевищить зусилля пружини 11 верхньої мембраним, то мембрана 8 припідніметься, отвір в штоці 3 відкриється, внаслідок чого по обидві сторони нижньої мембрани 5 встановиться одинаковий тиск газу. Під дією пружини 4 основний клапан 2 опуститься в сідло і перекриє подачу газу, при цьому в імпульсну лінію газ не поступає, оскільки закритий зворотній клапан 6.

При зменшенні вхідного тиску нижче встановленого, визначеного пружиною 4 основного клапана, нижня мембрана 5 опуститься, отвір в штоці 3 відкриється, що також приведе до закриття основного клапана. Границя регулювання вхідного тиску по мінімуму 0,03-0,05 МПа. Відключення ПКК-40М при підвищенні тиску вище допустимого регулюється пружиною. ЗЗК постачають з змінними пружинами чи вантажами, що забензпечують настройку тиску імпульса в межах заданого діапазону.

Точність спрацьовування ЗЗК, в тому числі вбудованих в регулятор тиску складає заданого контролюючого тиску. В якості ЗСК присстроїв приміняють рідинні затвори і пружинні клапани більш високих тисків. ЗСК виготовляють на тиски спрацьовування в межах від 0,001 до 0,005 МПа для низького тиску і від 0,005 до 0,125 МПа для середнього тиску.

При чому відносно нерегулюючий витік не допускається. для границь спрацьовування вище 0,125 МПа застосовують пружинні запобіжні клапани загального призначення чи виготовленні спеціального заказу. ЗСК повинні забезпечити початок відкриття при підвищенні встановленого максимального тиску не більше чиим на 5% і повне відкриття при перевищенні цього тиску не більше 15%.

На рисунку 10.2 зображений пружинний скидний мембранний клапан типу ПСК-50, який встановлюється на ГРП.В верхній частині чаунного корпуса 1 є патрубок з внутрішньою різьбою для стравлення газу в атмосферу. Нижня частина патрубака представляє собою сідло перекрите золотником 3 з ущільнюючою резиновою прокладкою2. Золотник знизу з'єднаний з мембраною 5 і тарілкою 4. З газопроводу вихідного тиску газ поступає через боковий патрубок. Відкриття клапана для скиду газу в атмосферу проходить при підвищенні тиску на 155 вище номінального.

Настройка клапана здійснюється стисканням пружини 8 (регулюючим гвинтом 9), розташованою в кришці 7. При зменшенні тиску клапан при дії пружини знов перекриває сідло, припиняючи скид газу. Стійкість роботи мембрани 5 забезпечується диском 6. ЗЗК потрібно передбачати перед регуляторами тису а ЗСК ? за регуляторами тиску після витратомірів.

Необхідна пропускна здатність ЗСК в ГРП повинна визначатися: при наявності перед регуляторами тиску ЗЗК за формулою

 (10.1)

де ц ? пропускна здатність клапана, кг/год

D ? діаметр сідла найбільшого з клапанів регуляторів тиску газу, мм

якщо перед регуляторами тиску ЗЗК не встановлюється ? не менше пропускної здатності найбільшого з клапанів регуляторів тиску за різницею мінімального споживання газу

якщо перед регулятором тиску ЗЗК не встановлюється (але в споживачів передбачається регулюючий пристрій) ? не менше 10% пропускної здатності найбільшого з клапанів регуляторів системи регулювання ГРП

Висновок

При виконанні даного курсового проекту мною були розглянуті такі питання як:

визначення властивостей газу

розрахунок витрат газу споживачами мікрорайону міста

проектування газавих мереж середнього і низького тиску в два етапи, тобто за допомогою графоаналітичного методу, який полягає у використанні номаграм, та уточненого аналітичного розрахунку, який виконаний за допомогою ЕОМ на мові програмування BASIC.

проектування ГРС

проектування ГРПї

виконання індивідуального завдання, яке полягало в тому, щоб ознайомитися з захистом трубопроводів від різких коливань тисків на ГРП

З графічної частини мною виконаний проект технологічної схеми ГРС, яка подана на листі 1, та регулятор тиску для газорозподільного пункту типу РДУК , який показаний на листі 2.

Як видно з розрахунку газових мереж середнього і низького тиску, деякі ділянки працююьб з резервним запасом тиску і перепаду тиску відповідно в мережах середнього та низького тиску.

Цей резерв тиску забезпечує надійну та безперебійну експлуатацію газових мереж, і дасть можливість забезпечити газом нових споживачів, які в майбутньому при розбудові мікрорайону міста зможуть підключитися до даної газової мережі і отримувати газ для власних потреб.

При порівнянні аналітичного уточненого розрахунку на ЕОМ та графоаналітичного розрахунку бачимо, що між ними є певні відмінноті, тобто певна похибка в обчисленнях. Це пов'язано з тим, що допускаються неточності при використанні номограм та при заокругленні числових значень параметрів при розрахунку.

В результаті виконання даного курсового проекту я здобув додаткові знання з дисципліни газові мережі та газосховища.

Перелік посилань

1. Яковлев Е.И. Газовые сети и газохранилища: Учебник для вузов. ? 2-е изд., перераб. и доп,? М.: Недра, 1991.? 400 с

2. Стаскевич Н.Л. Справочник по газоснабжению и использовании газа. ? Ленинград: Недра, 1990

3. Розгонюк В.В., Хачикян Л. А. та ін. Експлуатаційникові газонафтового комплексу: Довідник. ? К.: Росток, 1998. ? 432 с

4. Гордюхин А.И., Газовые сети и установки ? М.: Стройиздат, 1967. ? 340 с

5. Волков М.М., Михеев Л.А., Справочник работника газовой промышленности ? М.: Недра, 1989. ? 288 с

Размещено на Allbest.ru