Система газоснабжения сельского поселения с населением 12,1 млн. человек

Размещено на http://www.allbest.ru//

2

Размещено на http://www.allbest.ru//

Ведомость чертежей основного комплекта

№ п/п	Перечень чертежей, подлежащих разработке	Формат	Количество
1	2	3	4
1	План газовой сети М1:5000; условные обозначения	А1	1
2	Схема районного центра 1	А1	1
3	Схема районного центра 2	А1	1
4	Схема районного центра 3	А1	1
5	Продольный профиль участка сети. Переход автодороги	А1	1
6	Выбор оптимального количества ГРПШ в районном центре	А1	1
7	Монтажная схема производства работ, разрез А-А, матрица объектного потока, циклограмма, график движения рабочих, сетевой график, экспликация временных зданий	А1	1

Введение

В нашей стране создан высокоэффективный топливно-энергетический комплекс. Российская Федерация является единственной крупной промышленно развитой страной, которая полностью обеспечивает себя топливом и энергией за счет собственных природных ресурсов и в то же время экспортирует топливо и электроэнергию.

В настоящее время многие уровни общественного производства используют природный газ в качестве энергоносителя, что стало существенным фактором технического прогресса - увеличение производства промышленной и сельскохозяйственной продукции, повышение производительности и общественного труда, а также снижение удельных затрат на топливо.

Создана мощная сырьевая база газовой промышленности. Основным центром добычи газа стала Западная Сибирь, высокие уровни добычи газа в определенной степени обеспечиваются Тюменской областью. Продолжается строительство газопроводов, увеличивается их пропускная способность, широко используются автоматизированные газоперекачивающие агрегаты. Сфера применения природного газа в промышленности, сельском хозяйстве и в быту будет значительно расширена.

Газовая отрасль является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства. Доля газа в общем объеме производства топливно-энергетических ресурсов в прошлом веке оставалась стабильной на уровне 38%, а к началу нового тысячелетия увеличилась до 45 - 50%.

Одним из ведущих подсекторов газовой отрасли является газопроводный транспорт. Увеличение протяженности магистральных газопроводов, их разветвление, обусловливающее покрытие потребления газа на большой территории России значительным количеством взаимосвязанных объектов, входящих в газотранспортную систему, свидетельствует о том, что в России успешно действует единая система газоснабжения. (ЕСГ).

В настоящее время в Российской Федерации около 1100 городов, 1800 рабочих поселков и около 100 000 сельских населенных пунктов получают сетевые и сжиженные газы.

Общая протяженность существующих на территории России отводов высокого давления увеличилась против 1975 года в целом в 1,9 раза, а села - в 3,1 раза.

Коммунальные предприятия рассматриваются в нашей стране как основные объекты газификации.

Значительная работа была проделана по серийному производству высококачественных плит, автоматических водонагревателей, нагревательных приборов, специального оборудования для эффективного использования газа в сельском хозяйстве, оборудования для механизации и автоматизации технологических процессов на газораспределительных станциях. В последние годы появилась программа городских газовых предприятий.

Системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс объектов. Выбор системы газоснабжения города зависит от ряда факторов. Это, прежде всего: размеры газифицированной территории, особенности ее планирования, плотность населения, количество и характер потребителей газа. Наличие естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов (реки, плотины, овраги, железные дороги, подземные сооружения и т.д.). При проектировании системы газоснабжения разрабатывается ряд вариантов и проводится их технико-экономическое сравнение. В качестве окончательного варианта возьмем самый экономичный по сравнению с другими. Принятая версия системы должна предусматривать строительство и ввод в эксплуатацию системы газоснабжения по частям.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отсоединения ее отдельных элементов или участков газопроводов для проведения ремонтных или аварийных работ.

Объекты, оборудование и узлы в системе газоснабжения должны использоваться того же типа. Основным элементом городских систем газоснабжения являются газовые сети. По количеству степеней давления, используемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на:

1) двухступенчатый, состоящий из сетей низкого и среднего или высокого (до 0,6 МПа) давления;

2) трехступенчатые, в том числе газопроводы низкого, среднего и высокого (до 0,6 МПа) давления;

3) многоступенчатый, в котором газ подается по газопроводам низкого, среднего и высокого (до 0,6 и до 1,2 МПа) давления. [2]

Система газоснабжения города состоит из источников газоснабжения, газораспределительной сети и внутреннего оборудования.

Источниками являются магистральные газопроводы и выходы из них, подземные газохранилища и газораспределительные станции сжиженных газов.

Газораспределительная сеть - это система газопроводов и оборудования, используемого для транспортировки и распределения газа в черте города (населенный пункт, промышленный объект).

Внутреннее газовое оборудование жилых домов, муниципальных и промышленных предприятий включает в себя внутренние и промышленные газопроводы, а также газовые приборы и установки для сжигания газа. [8, 10]

Системы газоснабжения городов и поселков отличаются принципами, заложенными в схеме распределительных сетей, характером электроснабжения городской сети, типом оборудования и конструкций, используемых в сетях, системах связи и телемеханизации. 1. Проектирование систем газоснабжения

1.1 Краткие сведения о газифицируемом населенном пункте

1.1.1 Строительная характеристика

Газифицированный объект-поселение для 12,100 жителей.

Поселок расположен в центральной части Дальневосточного региона. Поселок расположен в верховьях реки, в центральной части долины. Пойма реки изрезана каналами и старыми лестницами, на ней расположено большое количество небольших озер. Во время паводков река затопляет большие площади лугов и полей, особенно на правом берегу. [пять]

Рельеф местности слегка холмистый, холмы расположены в северо-западной части на расстоянии 2,5 км и имеют высоту 40-50 м, на севере - 12 км, на востоке - 8-10 км в высоту 800 м. На западной стороне холмистая местность.

Сейсмичность района-6 баллов (карта в ОСР-97) или 7 баллов (карта " с " ОСР-97). Процент охвата горячего водоснабжения приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Процент охвата горячим водоснабжением

Этажность застройки	Квартиры с газовыми водонагревателями, %.	Квартиры без газовых водонагревателей, при отсутствии централизованного горячего водоснабжения, %	Квартиры без газовых водонагревателей при наличии централизованного горячего водоснабжения, %
Двухэтажная	20	80	-
Трехэтажная	40	60	-
Пятиэтажная	-	-	100

Процент охвата отоплением приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Процент охвата отоплением

Этажность застройки	Централизованное отопление, %	Местные отопительные установки, %
Двухэтажная	-	100
Трехэтажная	80	20
Пятиэтажная	100	-

1.1.1 Климатические данные района строительства

Температурный режим рассматриваемой территории в основном определяется характером атмосферной циркуляции и рельефом местности. Муссонная циркуляция создает зимние и летние температуры ниже, чем в тех же широтах на Западе. Зимой преобладают холодные континентальные воздушные массы, а летом - прохладные океанические массы. В то же время муссонный климат имеет “смягчающий” эффект, хотя из-за того, что село расположено в центре региона, климат здесь более континентальный.

Общее годовое количество осадков 600-900 мм, большая часть которых выпадает летом. Зима слишком холодная для таких сравнительно низких широт, особенно на участках, открытых для свободного доступа холодного континентального воздуха. Средняя температура января - минус 20,7 ° C. Абсолютный минимум - минус 45 ° C.

Зима продолжительная, с низкими температурами, длится 4-5 месяцев. Погода зимой в основном ясная, солнечная, безветренная или слегка ветреная. Согласно стандартному значению ветровой нагрузки, село относится к III области, значение стандартной ветровой нагрузки составляет 84 - 118 кгс / м2. Среднее число дней с метелями колеблется от 5 до 25 дней за зиму. Глубина снежного покрова 20-40 см. Согласно нормативному значению, снеговая нагрузка относится ко II региону. [7]

Весна холодная и длится 2-3 месяца. Типичный весенний месяц-апрель.

Средняя температура в апреле составляет 3-7 ° С. снежный покров при значительной радиации падает быстро, испаряясь и почти не образуя талой воды. Заморозки могут быть до первой половины мая.

Лето в этом районе теплое, даже жаркое, но влажное. Жаркие дни и теплые ночи устанавливаются в июле. Со второй половины мая начинаются дожди: небольшой дождь, затем ливневая вода.

Осень теплая, сухая, ясная и тихая. Температура воздуха медленно падает. Это время года принято называть “золотой осенью Дальнего Востока”. В конце октября наблюдается резкое похолодание. [5]

По количеству осадков (500-900 мм в год), село относится к зоне достаточной влажности воздуха. Годовое количество осадков здесь превышает испарение. Однако, в зависимости от температуры воздуха весной и летом, испарение в некоторых местах может превышать количество осадков. Влажностный режим территории характеризуется выраженной сезонностью. Зимой перенос влаги с теплого океана на материк минимален.

Поэтому зима характеризуется низкой облачностью и наименьшими годовыми осадками. Летом и осенью количество осадков составляет около 70% от годового количества, зимой - 10%. Наибольшее количество пасмурных дней приходится на лето. В течение года до 20% осадков выпадает в твердом виде. Количество дней со снежным покровом в среднем 85-140 дней.

Таблица 1.3 - Климатологическая характеристика

№ п/п	Наименование параметра	Значение параметра
1	Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С	Минус 31
2	Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С	Минус 31
3	Температура наружного воздуха, средняя за отопительный период, °С	Минус 3,1
4	Продолжительность отопительного периода (дни)	196

По количеству солнечного тепла область занимает одно из первых мест в регионе. В течение года солнечное тепло (110-115) ккал / см2 поступает на территорию района. Наибольший приток солнечного тепла происходит зимой (80-85% от теоретически рассчитанного количества), поскольку в это время наблюдается наибольшее количество дней с безоблачным небом.

Летом, значительная облачность уменьшает приток прямой лучистой энергии, и, наоборот, увеличивает долю рассеянной энергии (которая в это время составляет 40-50% от суммарной радиации).

Отопление обеспечивается местными котельными, которые используют в качестве топлива уголь и мазут.

Топливо доставляется железнодорожным и автомобильным транспортом.

Электроснабжение села осуществляет государственная районная электростанция.

Водоснабжение осуществляется в основном водозабором из реки, а также через скважины.

1.1.2 Источник газоснабжения

Количество потребителей газа в районах определяется на основе анализа их населения, высоты здания и его основных характеристик, количества и характеристик предприятий и учреждений района экономики, наличия централизованного горячего водоснабжения, характеристики систем отопления, топливный и тепловой баланс городского округа.

По магистральному газопроводу будет транспортироваться природный газ с низшей теплотворной способностью Qн = 8670,1 ккал/м3. Состав газа приведен в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Состав газа

СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	CO2
95,4%	2,6%	0,3%	0,2%	0,2%	1,1%	0,2%

Общая численность населения -- 12100 человек. Для равномерного снабжения газом всех потребителей территорию поселка разбиваем на 3 района.

1.2 Газопроводы

Проектируемый газопровод среднего давления выполнен под землей из полиэтиленовых труб, изготовленных в соответствии с требованиями стандартов и отвечающих требованиям [2].

Полиэтиленовые трубы ГОСТ Р 50838-95 производятся отечественными заводами и имеют сертификат качества. Грунты вдоль трассы газопровода относятся к среднему участку. Нормативная глубина сезонного промерзания почвы составляет 1,3 м. Глубина полиэтиленового трубопровода 0,8 м до вершины трубы.

Проектируемый газопровод низкого давления выполнен подземным в соответствии с требованиями стандартов и отвечает требованиям [2].

Для возможности отключения отдельных участков трубопровода и ШРП предусмотрена установка разъединительных устройств. Места их установки представлены на листе 1 в графической части проекта.

Подземные и надземные стальные газопроводы, внутреннее газовое оборудование ШРП должны быть проверены на герметичность [2].

В соответствии с требованиями правил защиты газораспределительной сети [2] вдоль трассы газопровода устанавливается охранная зона в виде территории, ограниченной обычными линиями на расстоянии 2 м с каждой стороны газопровода, для ШРП с давлением газа до 0,3 МПа, включая расстояние до зданий и сооружений, не стандартизированных [2].

1.2.1 Защита газопровода от коррозии

Стальные трубопроводы должны быть защищены от коррозии, вызванной окружающей средой и блуждающими токами.

Защита от коррозии подземных газопроводов должна проектироваться в соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-89 [31] и нормативно - технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

Материал для защитных покрытий должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.08-87 *. [9]

На подземных газопроводах в пределах населенных пунктов, необходимо предусмотреть установку контрольно-измерительных пунктов с интервалом между ними не более 200 м, вне населенных пунктов - не более 500 м, на пахотных землях - установленная проектом. Кроме того, установку контрольно-измерительных пунктов должны быть обеспечены при пересечении газопроводов с подземными газопроводами и другими подземными металлическими инженерными сетями (кроме силовых электрокабелей), рельсовые пути электрифицированного транспорта (при пересечении более двух путей - по обе стороны пересечения).

При этом в местах пересечения газопроводов друг с другом и с другими подземными сетями необходимость установки контрольно-измерительных пунктов определяется проектной организацией в зависимости от коррозионных условий.

Для измерения защитного потенциала газопроводов допускается использование разъединительных устройств, конденсатоотводчиков и другого оборудования и сооружений на газопроводах.

При электрохимической защите газопроводов следует предусмотреть изолирующие фланцевые соединения (ИФС):

- на входе и выходе газопровода из земли и ГРП, на входе газопроводов в здания, где электрический контакт газопровода с Землей через металлические конструкции здания и инженерные сети, на вводе газопровода на объект, являющийся источником блуждающих токов;

- для секционирования газопроводов;

- для электрической изоляции отдельных участков трубопровода от остальной части трубопровода.

Если сопротивление растеканию заземляющего контура ГРП составляет более 50 м, то допускается не устанавливать ФПС на газопроводах.

1.3 Проектирование газоснабжения района I

1.3.1 Определение потребителей газа

Газораспределительная сеть низкого давления предназначена для подачи газа потребителям. Потребители газа подразделяются на следующие категории:

- бытовой;

- тепловые электростанции и котлы;

- промышленные объекты. [1, 32]

- Определение потребителей в первой области для этих категорий:

- население - для приготовления пищи, горячей воды и отопления;

- детские сады №1, №2, №5; центральная районная больница; школы № 1 и № 2; кафе "Пчелка"; баня;

- котельных номер 3, Номер 4, Номер 5, Номер 7, номер 8;

- ООО "Нева", леспромхоз.

1.3.2. Определение годовых расходов газа

Определение расхода газа на бытовые нужды населения

Первый район делится на две части:

центральная - численность населения N1=3972 человека, проживающих в квартирах с централизованными отоплением и горячим водоснабжением;

периферийная - численность населения N2=1628 человек, проживающих в частных домах.

Таким образом, в центральной части газ будет расходоваться на приготовление пищи, а в периферийной - на приготовление пищи, горячее водоснабжение и отопление.

Годовой расход газа на приготовление пищи:

, (1.1)

где - расход газа на центральную часть первого района, нм3/год; N1 - численность населения в центральной части первого района, чел; - норма расхода газа на приготовление пищи на одного человека в год, ккал/год; - коэффициент охвата населения, т.е. доля населения, использующего газ; - низшая теплота сгорания одного кубического метра газа, ккал/м3.

=302363,3 нм3/год.

Определение расходов газа коммунально-бытовыми предприятиями

а) детские сады и ясли;

Принимаем, что детей ясельного возраста б1 = 10% от численности населения и охват яслями б2 = 30%, а детей в возрасте 4-7 лет б3 = 10% и охват детскими садами б4 = 60%.

, (1.2)

где q1, q2 - норма расхода газа на одного ребенка в яслях для приготовления пищи и горячей воды соответственно, ккал/год; q3, q4 - норма расхода газа на одного ребенка в детском саду для приготовления пищи и горячей воды, ккал/год;

q1 = q3 = 490*103 ккал/год,

q2 = 430*103 ккал/год,

q4 = 300*103 ккал/год. [9]

=48442,35 нм3/год.

Количество детей, посещающих детские сады и ясли, примерно одинаковое в каждом из садов, следовательно, расход газа на один детский сад составит треть общего расхода:

=16147,45 нм3/год;

б) школы;

Принимаем число детей школьного возраста б = 20% от численности населения. Численность населения принимаем равной общей численности населения поселка, Nп = 9500 человек. Расход газа на 1 обучающегося в год: q = 40*103 ккал/год. [9]

, (1.3)

=8765,76 нм3/год.

Количество учащихся в обеих школах одинаково, поэтому годовой расход газа одной школой равен половине общего расхода на школы:

=4382,88 нм3/год;

в) ЦРБ;

Центральная районная больница пгт. Кировский включает в себя больницу, поликлинику, родильный дом и немеханизированную прачечную, поэтому годовой расход газа Центральной районной больницы будет равен сумме расходов ее структурных подразделений:

, (1.4)

Больница.

Мы принимаем 9 коек на 1000 жителей. Поскольку это районная больница, предполагаемая численность населения считается равной численности населения всего Кировского района. Газ используется для приготовления пищи и горячей воды. Ежегодное потребление газа для больницы:

, (1.5)

где Nр - численность населения Кировского района, Nр = 21785 человек; qпищи - норматив расхода газа на приготовление пищи, qпищи = 760*103 ккал/год; qгор. воды - норматив расхода газа для приготовления горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья), qгор. воды = = 2200*103 ккал/год. [9]

=66937,22 нм3/год

Поликлиника.

Принимаем расход газа на 1 посетителя: q=20*103 ккал/год, число посещений в год - 10. [7]

, (1.6)

=129179,59 нм3/год.

Родильный дом.

Мы берем 15 коек на 10 000 жителей. Нормы потребления газа для приготовления пищи и горячей воды такие же, как и для больниц. Годовое потребление газа для родильных домов:

, (1.7)

=11156,2 нм3/год.

Немеханизированная прачечная.

Принимаем охват населения немеханизированными прачечными 3% от численности населения поселка. Также учитываем, что стираное белье должно дезинфицироваться. Дезинфекцию белья принимаем в горячевоздушных камерах.

, (1.8)

где qнемех.прач - годовой норматив расхода газа на стирку 1 т сухого белья, qнемех.прач = 3000*103 ккал/год; qдез - норматив годового расхода на дезинфекцию 1 т сухого белья, qдез =300*103 ккал/год. [9]

=10847,63 нм3/год;

г) кафе «Пчелка»;

Обхват обслуживанием населения принимаем равным 25%. При расчете питание принимаем трехразовым. Норма расхода газа на приготовление завтраков и ужинов qз/у = 0,5*103 ккал/год; обедов - qо = 1*103 ккал/год (вне зависимости от пропускной способности предприятия) [9]

, (1.9)

=2191,69 нм3/год;

Также в кафе есть своя котельная. Годовое потребление энергии котельной составляет 43,2 Т. У. Т. в пересчете на газ расход топлива котельной кафе "Пчелка" составляет:

, (1.10)

где Qкот.кафе - годовое энергопотребление котельной кафе «Пчелка», Qкот.кафе= =43,2 Т.У.Т.; qТУТ - теплота сгорания одной тонны условного топлива, qТУТ = 7*106 ккал/м3; з - КПД котельной установки, з = 0,8.

=43598,11 нм3/год;

д) баня;

Число жителей, пользующихся банями, принимаем равным 50%. Число посещений бани 1 человеком в год - 52. Расход газа на 1 помывку: qб=9,5*103 ккал/год. [9]

, (1.11)

=270642,78 нм3/год.

Определение годовых расходов газа районными котельными

Расчет газопотребления котельными сводится к пересчету расчетных нагрузок котельных, полученных в задании к проектированию на необходимое количество газа.

, (1.12)

где - годовой расход газа котельной, м3/год; - расчетная годовая выработка тепла, тыс. Гкал/год.

Годовой расход газа котельными показан в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Годовой расход газа районными котельными

Котельная	Расчетная годовая выработка тепла	Расход газа
	тыс. Гкал/год	Мі/год
1	2	3
Котельная №3	7,648	882112,09
Котельная №4	5,282	609220,19
Котельная №5	20,87	2407123,33
Котельная №7	1,587	183042,87
Котельная №8	3,504	404147,59

1.3.3 Определение часовых расходов газа

Определение часовых расходов газа бытовых и коммунально-бытовых потребителей

Газовые сети должны рассчитывать на максимальную почасовую оплату. Примерное почасовое потребление определяется как годовой процент по формуле (1.13)

Часовой расход газа

, (1.13)

где Vгод - годовой расход газа, нм3/ч; k - коэффициент часового максимума. [9]

Часовые расходы газа на бытовые нужды и на коммунально-бытовые предприятия отражены в табл. 1.6.

Таблица 1.6 - Расчетные часовые расходы газа

Потребители	Vгод, нм3/год	k	Vчас, нм3/ч
1. Бытовые нужды	302363,3	0,0003333	100,78
2. Коммунально-бытовые нужды:
-детский сад и ясли	16147,45	0,0003333	5,38
-больница	66937,22	0,0003333	22,3
-поликлиника	129179,59	0,0003333	43,06
-родильный дом	11156,2	0,0003333	3,72
-школа	4382,88	0,0003333	22,47
-прачечные	10847,63	0,00034	3,62
-кафе	2191,69	0,0005	1,1
-бани	270642,78	0,00037	100,14

В периферийной части первого района структурной единицей потребления газа является жилой дом. В среднем количество людей, проживающих в одном доме, равно 4. Газ используется для приготовления пищи, горячего водоснабжения и отопления. Мы берем на отопление и горячую воду от малогабаритного котла АКГВ-11.6-3 производства машиностроительной Жуковского завода. Таким образом, расход газа одним домом равен сумме расхода газа на приготовление пищи и паспортного расхода газа отопительным устройством.

, (1.14)

Количество газа, затрачиваемое на приготовление пищи, вычисляется по формуле (1), при этом N - количество человек, проживающих в доме.

=304,49 нм3/год.

Часовой расход газа на приготовление пищи вычисляется аналогично формуле (12) с коэффициентом часового максимума k как для бытовых нужд.

=0,1 нм3/ч.

Таким образом, расход газа одним частным домом составляет

=1,4 нм3/ч.

Расход группой домов определяется с учетом коэффициента одновременности работы газоиспользующих приборов.

, (1.15)

где Vгр - расход группы газоиспользующих приборов, м3/ч; ksim - коэффициент одновременности работы газоиспользующих приборов; - номинальный расход газа одним прибором, м3/ч; ni - количество однотипных приборов в группе.

Определение часовых расходов газа котельными

Часовые расходы газа котельными рассчитываются по максимальным часовым расходам тепла (расчетным нагрузкам). Часовой расход котельной рассчитывается по формуле

(1.16)

где - расчетная часовая выработка тепла, Гкал/ч; - КПД котельной установки.

КПД котельных установок районных котельных составляет 0,80 - 0,85.

Данные по расходу газа районными котельными помещены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Расчетные часовые расходы газа районными котельными

Котельная	Расчетная часовая выработка тепла	Расход газа
	Гкал/ч	мі/ч
1	2	3
Котельная №3	3,06	441,17
Котельная №4	2,113	243,71
Котельная №5	7,289	840,71
Котельная №7	0,635	73,24
Котельная №8	1,338	154,32

Определение часовых расходов газа котельными промышленных предприятий

Режим потребления газа для отопления и вентиляции зданий зависит от климатических условий, в которых расположен населенный пункт и способа отопления зданий.

Распределение годового расхода газа на отопление и вентиляцию по месяцам основано на соотношении месячного расхода газа за отопительный период к годовому:

, (1.17)

, (1.18)

где tв - температура внутри отапливаемых помещений, °С; tср - средняя месячная температура наружного воздуха, °С; nм - число суток работы отопления в данном месяце.

Тогда как среднечасовое потребление котельных можно рассчитать как отношение среднемесячного потребления к количеству дней отопления в месяце и количеству часов в сутки:

, (1.19)

Данные по часовым расходам газа котельными промышленных предприятий отражены в таблице П.2.3.

1.4. Проектирование газоснабжения района II

1.4.1. Определение потребителей газа

Газораспределительная сеть низкого давления предназначена для подачи газа потребителям. Потребители газа подразделяются на следующие категории:

- бытовой;

- тепловые электростанции и котлы;

- промышленные объекты.

Определите потребителей в первой области в этих категориях:

- население - для приготовления пищи, горячей воды и отопления;

- Детский Сад № 6 "Золушка";

- котельная №25;

- ООО «Источник».

1.4.2 Определение годовых расходов газа

Определение годовых расходов газа коммунально-бытовыми предприятиями

Детский сад №6 «Золушка».

Расход газа на детский сад вычисляется по формуле (1.2) с условием, что N - численность населения во втором районе, коэффициенты и нормы расхода газа - те же что и в формуле (1.2).

=13840,67 нм3/год.

Определение годового расхода газа районной котельной

Расчет расхода газа котельной второго района производится аналогично расчетам расходов газа котельными первого района.

Таблица 1.8 - Расход газа районной котельной

Котельная	Расчетная годовая выработка тепла	Расход газа
	тыс. Гкал/год	Мі/год
1	2	3
Котельная №25	0,847	97692,07

Определение годового расхода газа котельной промышленного предприятия

Методика определения расхода газа котельной промышленного предприятия второго региона (ООО "Источник") аналогична методике определения расхода газа котельных промышленных предприятий первого региона.

1.4.3 Определение часовых расходов газа

Определение почасового потребления газа бытовыми потребителями

Структурной единицей внутреннего потребления газа во втором регионе, как и в периферийной части первого, является жилой частный дом. Расчет частного жилого дома подробно описан в пункте определение почасового потребления газа бытовыми и коммунальными потребителями. (таблица А. 2.2.).

Определение часовых расходов газа коммунально-бытовых потребителей

Единственным потребителем данной категории во втором районе является детский сад №6 «Золушка». Часовой расход газа детским садом вычисляется по формуле (1.13):

=4,6 нм3/ч

где - годовой расход газа детским садом, нм3/год; k - коэффициент часового максимума

Определение часовых расходов газа районными котельными

Часовой расход газа котельной рассчитывается по формуле (1.16)

=4,89 нм3/ч,

где - расчетная часовая выработка тепла, =0,339 Гкал/ч; - КПД котельной установки.

Определение часовых расходов газа котельными промышленных предприятий

Метод определения почасового потребления газа промышленными котлами подробно описан в п. 2.1.3.3. Определение почасовых затрат газа промышленными котельными, также актуально для промышленных котельных во втором округе. Расходы промышленных предприятий второго района отражены в таблице п. 2.3.

1.5 Проектирование газоснабжения района III

1.5.1 Определение потребителей газа

Газораспределительная сеть низкого давления предназначена для подачи газа потребителям. Потребители газа делятся на следующие категории:

бытовые;

коммунально-бытовые;

теплоэлектростанции и котельные;

промышленные предприятия.

Выявляем потребителей в первом районе по данным категориям:

население - на приготовление пищи, горячей воды и отопление;

не имеются;

не имеются;

Приморавтотранс; СХПК «Кировский»; Кировское АТП; Райгаз.

1.5.2 Определение годовых расходов газа

Определение годовых расходов газа котельными промышленных предприятий

Определение годового потребления газа промышленными котельными осуществляется аналогично расчету котельных промышленных предприятий первого региона по формуле (1.10). Данные по расчету годовых расходов котельными промышленных предприятий третьего региона отражены в таблице пункта 2.3.

Определение часовых расходов газа

Определение часовых расходов газа бытовых потребителей

Определение часовых расходов газа на бытовое потребление в третьем районе производится аналогично пункту 1.4.1. Определение часовых расходов газа бытовых потребителей (см. таблицу П.2.2.).

Определение часовых расходов газа котельными промышленных предприятий

Определение часовых расходов газа котельными промышленных предприятий производится аналогично пункту 1.3.3. Определение часовых расходов газа котельными промышленных предприятий. Данные о часовом газопотреблении котельными промышленных предприятий третьего района отражены в таблице П.2.3.

1.6 Гидравлический расчет внутреннего газопровода трехэтажного трехсекционного дома

В жилых домах газ поступает по трубопроводам из внутригородской сети. Только газ низкого давления может транспортироваться в бытовых газовых сетях жилых домов. Квартал застроен трехэтажными жилыми домами на три подъезда, на лестничной клетке расположены три квартиры (всего 27 квартир). В квартирах установлены четырехконтурные газовые плиты ПГ-4. [12]

Газопровод вводят в жилые здания через нежилые помещения, доступные для осмотра труб. Учет трубопровода осуществляется в коридорах или непосредственно в помещениях, в которых установлены газовые приборы.

Установите прибор на трубопроводы в здании. Место его установки должно быть доступно для обслуживания и быстрого отключения газопровода.

Газовые стояки прокладывают в кухнях, на лестничных клетках или коридорах. Не установить стояки в жилых помещениях, ванных и санузлах. Номинальное давление газа перед газовыми приборами 1200 па.

Внутренний газопровод представляет собой единый коллектор для всех входов с ответвлениями на каждый вход и последующей внутренней проводкой к газовым стоякам.

Порядок расчета:

1) Выберите узловые точки;

2) обозначены районы;

3) определить фактическую длину секций;

4) определить расход газа устройства по формуле

, (1.20)

где N - нормативная нагрузка на прибор, которая определяется по паспортным данным или технической характеристике; для четырехконфорочной плиты с духовым шкафом ПГ-4 N=9600 ккал.

Vпр = 9600/8670,1 = 1,1 нм3/ч

5) определяем значения местных сопротивлений задвижек, тройников и поворотов;

6) по таблице определяем диаметр и толщину стенки трубы, радиус и эквивалентные потери на участке;

7) по формуле (2.28) определяем перепад давления на участке

, (1.21)

где R - диаметр участка, мм; lд, lм.с., lэкв - длины действительная, местных сопротивлений и эквивалентная соответственно, м; Нгидр - гидростатические потери на участке.

Расчетный перепад давления внутреннего газопровода не должен превышать 250 Па.

Данные по гидравлическому расчету внутреннего газопровода отражены в таблице П.2.7.

1.7 Проектирование газорегуляторных пунктов

Для снижения давления и поддержания его на заданных уровнях в системах газоснабжения предусматривают газорегуляторные пункты (рис. 2.8).

Отдельно стоящие ГРП в населенных пунктах рекомендуется размещать в зоне зеленых насаждений, внутри кварталов на расстоянии не менее указанных в СНиП 2.07.01-89*. [13]

Таблица 1.9 - Исходные данные на проектирование ГРП

Исходные данные
Часовой расход газа на ГРП, м3/ч	Давление газа на входе, кПа	Давление газа на выходе, кПа	Плотность газа, кг/м3
921,11	47,56	3	0,723

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема ГРП

где 1 - входной газопровод;

2 - расходомер;

3 - задвижка;

4 - фильтр ФГ - 10 - 6(12)

5 - регулятор давления РДУК - 2 - 100/50

6 - предохранительный запорный клапан ПЗК-80;

7 - байпас;

8 - герметизирующее устройство (кран) на байпасе;

9 - предохранительный сбросной клапан ПСК 100Н/0,05;

10 - самописец для измерения газа в сети;

11 - U-образный манометр;

12 - емкость для отбора газа;

13 - манометр;

14 - импульсная трубка.

1.7.1 Подбор регулятора давления

Гидравлическое управление системами газоснабжения осуществляется с помощью регуляторов давления, которые автоматически поддерживают постоянное давление в точке сбора импульсов независимо от режима потребления.

Выбор регулятора давления производится по значению пропускной способности kэ. [1, 111]

При (докритическое условие) расчет коэффициента пропускной способности производится по формуле

, (1.22)

где Q0 - расход газа через регулятор давления, нм3/ч; е - коэффициент, учитывающий изменение плотности газа при движении через дроссельный орган, его значение зависит от показателя адиабаты k (для природного газа k=1,3) и значения отношения и находятся по графику [1, 109]; Z1 - коэффициент сжимаемости газа (равен 1); Т1 - температура газа, Т1 =273 К; р1 - абсолютное давление газа до регулятора, МПа; Др - перепад давления на клапане, МПа.

Потери в газопроводе, пробковых кранах, предохранительном запорном клапане и фильтре принимаем в пределах 2-7 кПа. Принимаем 7 кПа. В этом случае перепад давления на клапане составит 47,56-7-3=37,56 кПа.

- давление докритическое, тогда е =0,875

Подбираем по известному kQ регулятор давления РДУК-2-100/50, для него kQ=38 [1, 111]

Определяем запас пропускной способности выбранного регулятора давления:

, (1.23)

Пропускная способность регулятора давления больше максимального расхода газа на ГРП, что удовлетворяет главному условию при подборе.

1.7.2 Подбор фильтра

Для очистки газа при гидроразрыве пласта волосяные фильтры используются для очистки газа от пыли, ржавчины, смолы и других твердых частиц. Степень очистки зависит от фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент представляет собой кассету, заполненную конским волосом и погруженную в масло. [14]

Принимаем к установке фильтр диаметром 100 мм. Паспортные данные: расход газа - Q=1257 м3/ч, р = 5 кПа,

, (1.24)

,

Скорость движения газа в линии редуцирования:

, (1.25)

а) до регулятора давления (D=100 мм):

после регулятора давления (D=100 мм):

) в газопроводе после регулятора давления (D=200 мм):

Фильтр ФВ-100. [15, 55]

1.7.3 Определение потерь давления в кранах, местных сопротивлениях и ПЗК линии регулирования

Принимаем значения коэффициентов местных сопротивлений в зависимости от вида сопротивлений и места их расположения.

Таблица 1.10 - Местные сопротивления

Вид местного сопротивления	До регулятора	После регулятора
Кран (=2)	2	2
ПЗК (=5)	5	-
Переход на диаметр 200мм (=0,55)	-	0,55
Итого:	7	2,55

Гидравлические потери составят:

- до регулятора:

- после регулятора:

Суммарные потери в линии редуцирования будут равны:

,

эта величина меньше предварительно принятой (7 кПа) величины, что приводит к увеличению запаса пропускной способности регулятора давления.

1.7.4 Подбор предохранительного сбросного клапана - ПСК.

Q=0,0005·911,56=0,46 м3/ч.

ПСК-50Н.

2. Технико-экономическое обоснование

Оптимальное количество ГРПШ по minу капитальных вложений.

Капитальные вложения в систему газоснабжения определяются по формуле:

(2.1)

где - капитальные вложения в надземный газопровод низкого давления, проложенный по опорам, руб;

- капиталовложения в шкафной газорегуляторный пункт, снижающий давление газа со среднего до низкого, руб;

- капиталовложения в распределительные газопроводы среднего давления, проложенные от ГГРП до шкафных ГРП на группу домов, руб.

Под радиусом действия ГРПШ понимается расстояние по прямой от ГРПШ до точки встречи потоков газа на границе зон действия двух соседних ГРПШ. Согласно [14] радиус действия ГРП при любом варианте размещения ГРПШ определяется по формуле:

(2.2)

где - площадь газоснабжаемой территории, м2;

- количество ГРПШ.

Капитальные вложения в сети низкого давления, , руб., согласно [14], определяются по формуле:

(2.3)

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от сортамента труб, характеристики грунта, наличия или отсутствия дорожных покрытий, принимаем ;

- нормативный перепад давления в уличных сетях (1200 Па);

- удельный путевой расход газа, м3/ч·м;

- коэффициент пропорциональности, зависящий от схемы размещения ГРПШ, принимаем ;

- радиус действия ГРПШ, м;

- суммарная длина газопроводов низкого давления, м.

Капитальные вложения в ГРПШ,, руб., определяются по формуле:

(2.4)

где - капитальные затраты в один ГРПШ, принимаем по усредненным значениям в размере 35 000 руб.

Изменение радиуса действия ГРПШ мало сказывается на общей конфигурации сети среднего давления. Изменяются, в основном, количество и протяженность ответвлений к ГРПШ.

Переменная часть капиталовложений в сети среднего давления, , руб., определяется по формуле:

(2.5)

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от сортамента труб, характеристики грунта, наличия или отсутствия дорожных покрытий, принимаем ;

- средний диаметр ответвлений, принимаем см;

- коэффициент пропорциональности, принимаем .

Задавая число ГРПШ получим график зависимости приведенных затрат от числа ГРПШ. По результатам расчетов оптимальным является установка 4 ГРПШ шкафного типа.

Таблица 2.1 - Расчет оптимального количества ГРПШ

3 Гидравлический расчёт кольцевых и тупиковых распределительных сетей районного центра

3.1 Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления района I

Гидравлический расчет газовых сетей заключается в определении диаметров газопроводов, которые зависят от расчетных расходов газа и допустимых потерь давления. Распределительные сети низкого давления обслуживают бытовое потребление с потреблением газа не более 50 нм3/ч.

Располагаемый перепад давления в распределительных газопроводах низкого давления принимается равным 1200 Па. [3]

При расчете кольцевых и тупиковых систем необходимо выполнить 2 условия:

1. Потери по полукольцам должны быть равны.

2. Сумма потерь давления от ГРП (или другого источника питания) в конечную точку или точку схода не должно превышать располагаемого напора.

Поскольку первый район разделен на две части, отличающиеся по режиму и структуре потребления газа, то расчеты этих частей будут несколько отличаться.

Определение расходов в центральной части первого района

Для определения расчетных почасовых затрат на участках сети с равномерно распределенным потоком (центральная часть первого региона (рис. 3.1) необходимо определить удельные, путевые и транзитные затраты на газ.

Чтобы определить командировочные расходы, необходимо:

а) мы делим всю центральную часть на участках с одинаковым удельным расходом газа, которые получают газ от определенных контуров или участков сети;

б) рассчитать количество газа, потребляемого в этих районах;

в) рассчитайте удельный расход газа, разделив потребляемый в этих зонах газ на периметр сети, из которой подается газ.

Удельный путевой расход:

, (3.1)

где - общая протяженность сети (суммарная приведенная длина участков, использующих газ: при двухсторонней раздаче Lпр = Lдейств), =7580 м; - общий расчетный часовой расчет газа на центральную часть первого района по сети низкого давления, =100,78 нм3/ч

=0,013296 нм3/м

г) определяют путевой расход участка, умножая удельный расход на его длину.

Путевой расход газа:

, (3.2)

Расчетный расход:

, (3.3)

Для определения диаметров труб найдем удельные потери по длине всей ветки:

, (3.4)

Затем с помощью номограммы подбираем диаметр и находим удельные потери по длине Rуд для каждого участка.

Если при использовании номограммы необходимо рассчитать потери давления для газа с другой плотностью по сравнению с принятой в номограмме, то полученную потерю давления необходимо умножить на поправочный коэффициент, равный отношению плотностей, или использовать вспомогательные таблицы. [1]

Потери давления на участке:

, (3.5)

Рисунок 3.1 - Расчетная схема газораспределительной сети района I

Гидростатические потери:

, (3.6)

где: - высота рассчитываемого участка со знаком, зависящим от направления движения газа (вверх или вниз), м;

- плотность воздуха (=1,29 кг/м3);

- плотность газа (в данном случае =0,750 кг/м3).

Определение расходов на участках периферийной части первого района

Площадь периферической части первого участка представляет собой полосу с равномерным строительством домов, благодаря чему поток газа в районе, а также в центральной части может быть принят равномерно распределенным.

Для определения расходов на проезд по участку необходимо рассчитать количество домов на участке и, используя таблицу п. 2.2.

Следующий метод гидравлического расчета сети низкого давления является таким же, как в предыдущем подпункте.

Гидравлический расчет сети низкого давления первого участка размещен в таблице В.1. Приложение Б.3.2 Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления района II

Газораспределительная сеть второго района является смешанной сетью, т.е. в ней есть как закольцованные участки, так и тупиковые ответвления (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Расчетная схема газораспределительной сети второго района

Начальное давление определяется режимом работы установки гидроразрыва пласта, а конечное давление определяется паспортными характеристиками газовых приборов потребителей. Выбираются наиболее удаленные точки разветвленных газопроводов, а их общая протяженность определяется по выбранным основным направлениям. Каждое направление рассчитывается отдельно. В системах газоснабжения правилом постоянного перепада давления на единицу длины газопровода является Rуд.сред. Локальные сопротивления в газопроводе учитываются путем увеличения его общей протяженности на 10%. Определяются путевые, транзитные и расчетные затраты на газ по каждому участку трубопровода, округляя их, т. е. в сторону меньших перепадов давления на участке.

Далее рассчитайте перепад давления по всей ветке, он не должен превышать 1200 па. После определения перепада давления в этом основном направлении проводится гидравлический расчет газопроводов, ответвлений тем же методом.

В этом случае разница между давлением 1200 па и перепадом давления на предыдущих участках после гидроразрыва пласта принимается за начальное падение давления.

Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления второго региона приведен в таблице В. 1. Приложение Б.3.3 Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления района III

Методика гидравлического расчета газораспределительной сети низкого давления третьего района (рисунок 3.3) аналогична методике гидравлического расчета газораспределительной сети низкого давления второго района (пункт 3.2 Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления второго района). Данные гидравлического расчета отражены в таблице Б .1. Приложения Б.

Рисунок 3.3 - Расчетная схема газораспределительной сети третьего района

3.4 Гидравлический расчет газопроводов среднего давления

Газовые сети высокого (среднего) давления (рисунок 3.4) являются верхним иерархическим уровнем городской системы газоснабжения.

Рисунок 3.4 - Монтажная схема сети среднего давления

К газопроводам среднего давления подключаются потребители с расходом газа, превышающим 50 м3/ч. К ним относятся гидроразрыв пласта, малые и крупные (квартальные и районные) котельные, промышленные предприятия.

Для гидравлического расчета необходимо выбрать диктующего потребителя, т. е. при обеспечении потребителей необходимым потоком и давлением, другие потребители будут сознательно обеспечены необходимым потоком и давлением. Желательно, чтобы этот потребитель находился как можно дальше от ГРП.

При расчете кольцевых сетей необходимо держать резерв для увеличения пропускной способности системы при аварийных гидравлических режимах. Принятый резерв должен проверяться путем расчета на случай наиболее неблагоприятных чрезвычайных ситуаций. Такие режимы обычно возникают при выключении головных участков сети.

Рекомендуется следующая последовательность расчета один-кольцевой газовой сети высокого (среднего) давления:

1. Производим предварительный расчет диаметра кольца по приближенным зависимостям:

AL=(Pн2 - Pк2) /1,1Lк, (3.7)

где рн, рк -- абсолютные давления газа в начале и в конце сети, кПа; Lк -- протяженность кольца (коэффициент 1,1 учитывает местные сопротивления), м;.

Для определения диаметров газопроводов среднего давления будем использовать номограмму.

2. Расчет потокораспределения в нормальном режиме и определить давление газа во всех узловых точках.

3. Проверить диаметры ответвлений концентрированным потребителям в расчетном гидравлическом режиме. При недостаточных диаметрах мы увеличиваем их до необходимого размера. Данные гидравлического расчета сети среднего давления приведены в таблице А. 1. Вложения А.

4. Газоснабжение котельной

4.1 Сведения о котельной

Присоединенная нагрузка - жилищный фонд площадью 40864 м2. Вид топлива - мазут. Фактический годовой расход топлива - 2547,017 т, проектный - 2746 т. Фактическая годовая выработка тепла - 19357 Гкал/год, проектная - 20870 Гкал/год. Фактическая мощность котельной - 6,761 Гкал/ч, проектная мощность - 7,289 Гкал/ч. Котельная оборудована котлами Е-1/9 (2 шт.), УВКа-1,6 (1 шт.), УВКа-2,5 (3 шт.), КВТС-1,2М (1 шт.), КВТС-2,2 (2 шт).

4.2 Проектные решения

Газ подается в котельную из газораспределительной сети среднего давления. Для бесперебойной и безаварийной работы котельной на газопроводе мы размещаем запорную арматуру, расходомер и газорегулирующую установку.

Проект предусматривает замену котлов котельной с водогрейными котлами ВК-22 (КСВ-3.5) (рис. 5.1) с газовыми сборными блочными горелками GGS-B-3.15 (рис. 5.2). В паспорте прилагаемая нагрузка котла ВК-22 имеет жилищный фонд 22000 м2, в паспорте расход газа горелки ГГС-Б-3,5 составляет 350 нм3 / ч, мощность 3,5 МВт, давление газа перед горелкой 9-40 кПа. Поэтому для обеспечения работоспособности котельной необходимо иметь 2 котла ВК-22, оснащенных двумя горелками ГГС-в-3.5. [11]

4.3 Гидравлический расчет газопроводов обвязки котлов

Расчет газопроводов обвязки котлов ведется по номограмме для расчета потерь в трубопроводах среднего давления.

Порядок расчета котельной:

1. Выбираются узловые точки обвязки - точки, где меняется расход газа.

2. Производится учет местных сопротивлений участков трубопроводов увеличением их длины на 10%.

3. По номограмме находим величину квадрата перепада давления AL на участке.

4. По формуле (4.1) находим конечное давление на участке газопровода обвязки.

, (4.1)

5. Начальным давлением каждого следующего участка принимаем конечное давление гидравлически связанного с ним предыдущего участка.

Расчетный перепад давления в трубопроводах обвязки не должен превышать 40% входного давления перед ГРУ. ДРmax = 9,55 кПа, что меньше 0,4*Ргру = 18,8 кПа. Условие расчета выполнено.

гидравлический котельная газ

Таблица 4.1 - Гидравлический расчет районной котельной

Участок	Lд	1,1*Lд	Vном	Dн*S	Pн	AL	Pк
	м	м	нмі/ч	мм	кПа	кПаІ	кПа
1	2	3	4	5	6	7	8
1-2	5,80	6,38	700	70*3,0	47,96	600	41,23
2-3	3,83	4,21	350	70*3,0	41,23	150	39,37
2-4	7,19	7,90	350	70*3,0	41,23	225	38,41

5. Безопасность технологического процесса

5.1 Анализ возможных опасных и вредных факторов

Дипломный проект предусматривает развитие системы газоснабжения сельского поселения с населением 12,1 млн. человек. Целью проекта является развитие системы газоснабжения для нужд населения, населения и бытовых потребителей.

Строительство трубопровода представляет собой сложный многоуровневый и многокомпонентный процесс. Для успешного выявления опасностей необходимо подвергнуть данный технологический процесс разложению, то есть разбить его на элементы и выявить опасности или опасные комбинации из источников опасностей. Разложение процесса представлено в таблице B. 1 в добавлении B.

Анализ таблицы показывает, что среди опасностей, которые могут привести к неблагоприятным последствиям, и которые могут быть исключены из общего перечня опасностей, есть: обвал траншеи При укладке труб в траншеи с помощью автокрана (пункт 1.4, 1.5, 3.3), недостаточное освещение строительной площадки в темное время суток (п. 1-3), а также защиты от прямых ударов молнии (п. 4.4).

Так, при производстве земляных и транспортно - заготовительных работ недостаточное освещение может привести к травмам персонала (вплоть до летального исхода) и различным глазным заболеваниям, в том числе развитию катаракты и глаукомы. Для обеспечения безопасности процесса предусмотрены и рассчитаны молниезащита, минимальное расстояние установки оборудования от края траншеи, а также искусственное освещение строительной площадки в темное время суток. Обеспечивает защиту от сосудов под давлением.

5.2 Расчет расстояния границы призмы обрушения

Перемещение, установка и работа машин вблизи выемок (котлованов, траншей, канав и т.п.) с незакрепленными откосами разрешается при соблюдении расстояния от подошвы откоса выемки до ближайшей опоры машины. При глубине выемки менее 2 м наименьшее допустимое расстояние от верхнего строения пути до основания откоса Lh, м, может быть определено, по приближенной оценке, задней границы призмы обрушения на основе формулы:

,	(5.1)

...