Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Энергетический источник, а именно природный газ, необходим человеку в бытовом и производственном использовании. Он является энергоносителем с высокой эффективностью и ценным химическим сырьем. Также газ имеет несколько преимуществ над другими топливными и сырьевыми видами ресурсов, а именно:

- стоимость газовой добычи крайне дешевле, а производительность труда значительно выше, чем при угольной и нефтяной добычи;

- большие температуры в процессе горения и удельная теплота сгорания позволяют продуктивно применять газ как энергетическое и технологическое топливо;

- высокая жаропроизводительность (больше 2000єС);

- полное сгорание, которое облегчает рабочие условия персонала, обслуживающих газовые сети и оборудование;

- отсутствие в природных газах окиси углерода помогает избежать отравления при газовых утечках, что важно при снабжении газом коммунальных и бытовых потребителей;

- при работе на природном газе имеется возможность автоматизации процессов горения, достигаются высокие КПД.

Ключевой задачей при использовании природного газа является его правильное потребление, то есть уменьшение удельного расхода с помощью использования экономических, технологических процессов, при которых максимально больше раскрываются полезные газовые свойства. Применение газового топлива помогает достичь снижения тепловых потерь, которые происходят вследствие механических и химических недожогов. Уменьшение потерь тепла с уходящими продуктами горения производится газовым сжиганием при низких коэффициентах расхода воздуха.

Главными задачами в области развития систем газоснабжения являются:

- применение для сетей и оборудования обновленных полимерных материалов, новых конструкций труб и соединительных элементов, а также новых технологий;

- внедрение эффективного газоиспользующего оборудования;

- увеличение использования газа в качестве моторного топлива на транспорте;

- внедрение технологий по энергосбережению;

- обеспечение производства тепла и электроэнергии для децентрализованного энергосбережения и тепло сбережения сельских пунктов и небольших городов.

Целью дипломной работы является разработка системы газоснабжения двух малоквартирных домов в городе Вологде, в поселке “Южная роща”.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) расчет расчетных расходов газа на участках газопровода;

2) гидравлический расчет внутридомового газопровода.

Для более эффективного и экономичного теплоснабжения, запроектирован газовый котел КСГ-7,5 в каждой квартире обоих домов.



1. Краткая характеристика объекта и участка строительства

Участки, выделенные под газоснабжение двух малоквартирных жилых домов, расположены по адресу: город Вологда, коттеджный поселок “Южная роща”

В месте проложения газопровода имеются суглинки. Глубина промерзания грунта для суглинков равна 1,20-1,50 м.

Глубина заложения газопровода колеблется от 1,16м до 1,43м.

На всем пролегании трассы газопровода дно траншеи засыпается слоем среднезернистого песка толщиной 10 см, для выравнивания дна траншеи, а после укладки газопровод засыпается песком на высоту не менее 20 см.

У данного грунта коррозийная активность является средней степенью.

Для подземных участков газопровода низкого давления, которые состоят из электросварных труб, проектом предусматривается защита от электрохимической коррозии при помощи изоляции из экструдированного полиэтилена.

Газоснабжение 5-ти и 6-ти квартирных жилых домов предусмотрено от подземного существующего газопровода.

У наружного газопровода сделана подъземная прокладка. После выхода из земли трубы заключены в футляр, для защиты.

1.1 Краткие теоретические сведения об устройстве и конструктивных элементах систем внутреннего газоснабжения жилых зданий

Ответвления и вводы. Основные элементы систем газоснабжения зданий - ответвления от уличных распределительных газопроводов, дворовые газопроводы, вводы в здания и внутридомовые газопроводы. От городской распределительной газовой сети прокладывают ответвления (дворовая или внутриобъектная газовая сеть), от которых устраивают вводы в лестничные клетки каждой секции дома или в здания промышленного объекта, к вводам присоединяют внутреннюю газовую сеть. К дворовой газовой сети ввод присоединяют обычно при помощи тройника - стального патрубка, вваренного в сеть [10, 11].

Вводы в домовладения и дворовую сеть газопровода прокладывают из стальных труб, уложенных в грунте на глубине, равной глубине заложения городской распределительной сети газопровода.

Во избежание закупоривания образующимися отложениями диаметры вводов определяют в зависимости от количества потребляемого газа, но не менее 25 мм. Трубы укладывают с уклоном не менее 0,002 в сторону городской магистрали или конденсатосборника.

На газовом вводе устанавливают отключающее устройство в колодце или гидравлический затвор с выводом трубки для жидкости под крышку ковера [12].

Ковер следует плотно закрывать крышкой, чтобы в него не попала вода, которая при замерзании может препятствовать открытию пробки затвора. Ковер отливают из чугуна или изготовляют из стальных труб. Чугунные коверы лучше противостоят коррозии и при аккуратном обращении с ними служат очень долго. Стальные колпаки лучше противостоят ударным нагрузкам (не разбиваются), но подвергаются разрушению от коррозии.

Более надежным и требующим меньшего ухода является гидравлический затвор, который устанавливают на вводах газопроводов низкого давления. Его следует устраивать как можно ближе к уличной газовой сети, но не ближе 2 м от линии застройки или стены здания. Эту величину разрыва строго соблюдают потому, что в случае повреждения подземного газопровода газ может проникнуть через грунт в различные помещения и вызвать отравления и взрывы [13].

Для быстрого нахождения домовых подземных газовых вводов, задвижек, гидравлических затворов или водосборников (конденсатосборников) на стене дома или в проезде вывешивают настенный указатель.

На газопроводах среднего и высокого давлений гидравлический затвор не устанавливают: высота запирающего столба воды возрастает настолько, что затвор становится очень громоздким.

Вводы часто устраивают от уличных газопроводов непосредственно в лестничных клетках или подвалах без прокладки дворовой газовой сети с подводкой к отдельным стоякам. Такая система экономичнее описанных выше.

В настоящее время монтаж газопроводов производится по наружным стенам зданий. При такой прокладке исключаются земляные работы и работы по защите труб от электрохимической коррозии, а также упрощается монтаж, сокращаются сроки производства работ и уменьшается сметная стоимость монтажных работ [10-12].

Газопроводы по наружным стенам прокладывают на кронштейнах на расстоянии 5-8 см от поверхности стен, выступы огибаются. При пересечении с водосточными трубами последние должны огибать газопровод. Вводы в лестничные клетки осуществляются устройством опусков над входом.

Вводы газопроводов в жилые здания устраивают в нежилых помещениях (лестничных клетках, кухнях, коридорах), в подвалах или в технических коридорах и технических подпольях. Длина разводящих газопроводов в подвалах не должна превышать 12 м [10].



Рисунок 1. Примеры ввода газопровода в здание

газоснабжение дом конструктивный



2. Технологическая часть

В городе Вологде для обеспечения коммунальных и бытовых нужд используется газ из магистрального газопровода.

Для того, чтобы рассчитать внутридомовые и наружние сети нужно сосчитать: средние значение низшей теплоты сгорания ,кДж/м³, плотности , кг/м³, природного газа, расчётные расходы газа на участках , м³/ч.

2.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

Из-за того что топливо из газа состоит из горючих и негорючих газов, в которых имеются разные примеси, в следствии этого используют среднее значение теплоты сгорания, плотности газа по воздуху и плотности сухого природного газа, в практических расчетах.

Значение низшей теплоты сгорания природного газа , кДж/м³ , находится исходя из формулы (2.1):

, кДж/м³,

где - низшая теплота сгорания природного газа, кДж/м³;

- объемная доля i-го компонента, %, найденная из таблицы 1.4 [1];

- теплота сгорания i-го компонента, кДж/м³, принимаемая из таблицы 1.3 [1]. При нормальных условиях плотность природного , кг/м³, определяется исходя из плотности газовой смеси, которая зависит от содержания и плотности отдельных ее компонентов в соответствии с формулой (2.2):



где - плотность газа при нормальных условиях (t=0 ^оС и p=101,3 кПа), кг/м³;

- плотность i-го компонента при нормальных условиях, принимаемая из 1.2 [1].

Относительная плотность газового топлива по воздуху, кг/м³, определяется по формуле (3):

- плотность i-го компонента по воздуху, принимаемая из 1.2 [1].

Исходя из формул (2.1), (2.2), (2.3), подставив в них численные значения, находим низшую теплоту сгорания, которая равняется =33101, кДж/м³ и плотность природного газа при нормальных условиях будет равняться =0,73, кг/м³

2.2 Анализ основных параметров системы газоснабжения

2.2.1 Внутридворовая сеть газопровода

Данная система газоснабжения имеет тупиковую схему.

Наружный газопровод проложен подземной прокладкой. Газопровод низкого давления проложен под землей в траншее на глубине 1,2 м от поверхности грунта. Дно траншей для выравнивания засыпано песком толщиной слоя 10 см, после того, как газовые трубы будут уложены, они засыпаются слоем песка на высоту не менее 20 см.

Для того, чтобы определить местоположение газопровода с помощью приборов на него кладут изолированный провод-спутник.

Для прокладки газопровода необходимо учитывать уклон 0,003%, чтобы влага, которая выделяется из газа, отводилась в низшие части газопровода, в которых закладываются специальные горшки для сбора конденсата.

Для подключения дома к магистральному трубопроводу сделана врезка труб низкого давления с помощью седелки с муфтой ПЭ100 SDR11-63/63ГАЗ.

Перед подключением газом дома предусмотрен УГРШ(К)-50/30H-O. Подводка газа к дому осуществляется со сторы торца здания.

На выходе из земли на высоте 1,5 м от уровня грунта установлены отключающие устройства, а именно приняты к установке стальные шаровые краны с изолированным соединением.

Для коррозийной защиты от воздействий окружающей среды наружных газопроводов, на трубы нанесены лакокрасочные покрытия, а именно два слоя эмали ПФ-115 по двум слоям грунтовки ГФ-021.

Трубы газопровода соединены с помощью сварки, все сварные элементы и размеры сварных сединений соответсуют ГОСТ [3].

2.2.2 Внутридомовой газопровод

После того как будет произведен монтаж перекрытий между этажами, стен и перегородок, отверстия для прокладки труб в стенах и фундаментах, отделка стен в помещениях где предусмотрена установка газового оборудования, только после этого можно приступать к монтажу внутреннего газопровода.

Внутренние газопроводы выполняются из стальных электросварных труб труб. Соединенных между собой сваркой. Газопроводы должны прокладываться открыто.

Газопровод - коллектор прокладывается по наружной стене жилого дома над окнами первого этажа. Диаметр газовой трубы, проходящей над окнами должен быть одинаковым и равен на обоих домах 32 мм исходя из гидравлики. Стояки так же на обоих домах приняты диаметром D_у= 25 мм и размещены по наружной стене. Должны прокладываться только вертикально и отклонение не должно быть больше двух мм на погонный метр длины.

Прокладка стояков осуществляется только на кухне, так как нельзя прокладывать в жилых комнатах и в санитарно-технической зоне.

Для безопасности, перед устройствами потребляющих газ обязательно устанавливаются отключающая арматура.

Общее колличество стояков равняется 11. В 5-ти квартирном доме 5 стояков и в 6-ти квартирном 6 соответсвенно.

В каждую квартиру сделана отдельная врезка в газопровод с низким давлением.

При пересечении стен газопроводы заключены в футляры из стальных труб, пространство между трубами и футяром уплотнены просмоленной паклей и залиты битумом.

Газовый счетчик Гранд-4, предназначенный для учета расхода газа, установлен в каждой квартире на высоте 1,6 м от уровня пола, на расстоянии 1 м от газовой плиты. Перед ним находится отключающее устройство, которое крепится на трубу диаметром 20 мм.

В каждой квартире установлина газовая плита на 4 комфорки, которая должна стоять на ровной поверхности. Над плитой для отводов запахов и продуктов горения установлена вытяжка, которая подключена к дымоходу. Дымоход выводится выше крыши дома. На конце дымоходной трубы устанавливается дефлектор. Так же для проветривания помещения, на кухне имеется окно с открывающимся эллементом.

2.3 Определение расчетных расходов газа на участках

Для каждого из домов расчетный расход газа V_p, м³/ч, определяется как сумме номинальных расходов газа отдельными газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле (2.4):



, м³/ч,

где - расчетный расход газа на участке газопровода, м³/ч;

- коэффициент одновременности действия приборов, принимаемый по таблице 1 приложения В [9].

- номинальный расход газа на прибор или группу приборов, устанавливаемых в квартирах, м³/ч;

- число однотипных приборов или групп приборов, шт.;

- число типов приборов или групп приборов.

Номинальный расход газа на прибор , м³/ч, определяется по формуле (2.5):

, м³/ч

где - номинальный расход газа на прибор, м³/ч;

- теплопроизводительность газового прибора, ккал/ч, определяемая по таблице 2 приложения В [9];

- низшая теплота сгорания природного газа, ккал/м³.

В помещении кухни устанавливаются автоматизированный газовый котел модели Лемакс премиум КСГ-7,5 российской фирмы Лемакс и плита газовая 4-х конфорочная теплопроизводительностью:

Q_{ном кот} = 24 кВт = 21570 ккал/ч, Q_{ном пг4} = 9600 ккал/ч.



Подставив численные значения в формулу (2.5) получим номинальные расходы газа на котел и плиту, м³/ч:

м³/ч;

м³/ч.

Дя расчета всей системы нужно поделить газопровод на участки и выполнить их расчеты расходов. Результаты расчетов расходов газа представлены в таблице 1.1 и в таблице 1.2 приложения 1.

2.4 Гидравлический расчет внутридомового газопровода

Главное частью проектирования газовых систем является гидравлический расчет. Который должен соответствовать правилам безопасности и строительным нормам[7], [17].

Самой важной задачей расчета внутридомового газопровода является определение диаметров газопроводов, обеспечивающих потери давления газа при движении его от ввода до самого удаленного оборудования, требующего для работы газ, не превышающие располагаемый перепад давления , который принимается равным 400 Па.

Для расчета гидравлики требуется:

- составить аксонометрию разводки внутридомовых газопроводов;

- разбить газопровод на участки, каждый участок меняется там, где меняется расход газа;

- далее требуется определить расход и длину для каждого участка, и найти нужный диаметр труб по таблицам 6, 7, 8, 9 [10];

- затем определить эквивалентные длины , м, с помощью таблиц 6, 7, 8, 9 [10] и сумму коэффициентов местных сопротивлений на участках ;

- для каждого участка необходимо найти потери давления на трение , Па, и от местных сопротивлений , Па;

- для вертикальных участков определить дополнительное избыточное давление , Па;

Дополнительное избыточное давление, возникающее на вертикальных участках газопроводов из-за разностей плотностей воздуха и транспортируемого газа, находиться по формуле (2.6):

, Па

где - дополнительное избыточное давление, Па;

- ускорение свободного падения, м/с²;

- высота вертикального участка, м.

При подъеме газопровода значение будет со знаком плюс, а при опускании со знаком минус.

- плотность воздуха, кг/м³;

- плотность газа, кг/м³.

- далее следует определить суммарные потери давления каждого из участков , Па, и сумму всех потерь давления от ввода до самого удаленного участка , Па.

Для определения потерь давления на участке применяют формулу (2.7):



, Па

где - расчетная длина газопровода, м, определяемая по формуле (2.8):

, м

где - длина участка газопровода, м;

- эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м, т.е. длина участка, потери давления на котором равны потерям давления на местное сопротивление ;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений, приведенная в таблице 1.1 и в таблице 1.2 приложения 1.

- далее к сумме потерь давления , Па, прибавляют счетчика, газовой плиты и газового котла , Па;

- затем производят проверку правильности подбора диаметров, если сумма потерь давления , Па, превышает располагаемый перепад давления , Па, или меньше его более чем на 10%, тогда необходимо подбирать новые диаметры участков и производят перерасчет.



3.Технико-экономическая оценка применения полиэтиленовых труб в газоснабжении.

3.1Общие данные

Трубы из пластика в наши дни набирают большие обороты в применении. Они сильно отличаются по своему качеству и назначению. Данные трубы удачно прижились во почти во всех инженерных коммуникациях, как жилищно-коммунального, бытового, так и промышленного назначения: их используют в водоснабжении и водоотведении, в отоплении, орошение и дренаж, системы газификации, нефтедобыча, трубопроводы пищевой промышленности, кабельные системы связи, медицина и многое другое. У разных производителей одинаковых по типу и назначению пластиковых труб, за частую могут иметь различие в свойствах и в других индивидуальных значениях.

Многие специалисты в сфере газификации считают что с более частым применением пластиковых труб, может поменять темпы и способы газификации. У данных труб много преимущест по сравнению с остальными материалами, использующих для труб, определяющих высокую эффективность и целесообразность их использования. К примеру по сроку службы пластиковые трубы намного долговечней чем металлические, так же гарантия на них составляет 50 лет. Они не нуждаются в катодной защите и не подвергаются к корозии от внешней среды. Их вес легче железных трубв 2-4 раза, за счет этого легче в транспортировке и требуют меньшех затрат. Для удобства монтажа, их выпускают длинными отрезками.



3.2 Сравнение полиэтиленовых труб с металлическими трубами, их достоинства и недостатки

При подхемном монтаже газопроводов часто используется полиэтиленовые трубы, за счет их преимуществ по сравнению со стальными трубами.

Полиэтиленовые трубы при укладке в грунт, не требуют специальной и изоляционной защиты. Вес таких труб гораздо ниже стальных аналогичного диаметра и поставляются в бухтах намотанными на барабаны. За счет легкости их резки и сварки, затрачивается в 3 раза меньше сил и времени при монтаже пластиковых труб, что уменьшает трудозатраты. Высокая пластичность полиэтиленовых труб для газоснабжения и прочность на растяжение позволяют прокладывать их в пучинистых грунтах и в районах с повышенной сейсмической активностью. При правильной и точной организации работ, скорость прокладки газопроводов из полиэтиленовых труб в 2-3 раза выше скорости монтажа стальных трубопроводов. Стоимость монтажа и демонтажа стальных трубопроводов гораздо выше чем стоимость труб из полиэтилена. При использовании полиэтиленовых труб для строительства трубопроводов трудовые затраты на 1 погонный метр ниже в 3 раза чем при использовании стальных труб на этот же погонный метр. В Российской Федерации для строительства газоснабжения из полиэтиленовых труб уже имеется значительный опыт работы с ними.

В настоящее время использование пластиковых труб при монтаже не превышает двадцати процентов новых газопроводов, хотя еще пять лет назад не превышал и двух процентов. Такие методы монтажа газопроводов активнее используются в районах, в которых проживает большое колличество человек, например в Московской области суммарная длинна данных труб составляют около 60% от всей протяженности монтируемых газопроводов с давлением в шесть атмосфер. В Европе почти весь газопровод замене на полиэтиленовые трубы и составляет около девяносто пяти процентов. Так в Японии, к примеру, по закону стальные трубы заменяют на полиэтиленовые.

Одной основной особенностью из-за чего следует применять пластиковые трубы это их большая устойчивость к разным видам коррозии. Затраты на антикоррозийную защиту сводятся почти до 0. В Западной Сибири, из-за сильной коррозии газопроводы сильно износились и нуждаются в затратах и обслуживании служб эксплуатации. Газификация проходила в 70-е годы прошлого 100-летия. Для данной проблемы использование полиэтиленовых труб для ремонта и замены проблемных участков, а может даже строительства нового газопровода снижает остроту проблемы по защите от коррозии, и повышает безопасность газопроводов.

В результате строительства газопровода больших диаметров из полиэтилена используется автоматические машины, которые снижают человеческий фактор в сантехнике и повышает безопасность, а также отказаться от использования тяжелого оборудования, которое необходимо для установки стальной трубы. Используются полиэтиленовые трубы класса PE-80 и PE-100. Срок службы труб составляет 75 лет, без учета стоимости контроля коррозии. В зависимости от прочности полиэтиленовых труб он не уступает металлу. Но гораздо легче в весе, что снижает транспортные расходы и делает их удобными для установки, из-за них-расстояние между суставами, которое может составлять около 400 метров. Для широкого использования полиэтилена TRU в строительстве газопроводов в то время является создание правовой базы, в том числе характеристики, области и весь опыт из разных стран. В нашей стране сегодня мы решили использовать пластиковые трубы для установки газопроводов под давлением не более 6 атмосфер.

Это делает развитие газоснабжения России в области глобального развития: экономическим, безопасным, быстрым и надежным.

Газовые трубы, изготовленные из полиэтилена низкого давления в соответствии с наличием информации ГОСТ 50838-95 и предназначены для строительства подземных газопроводов, транспортирующих природный горючий газ, предназначенная в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунального использования.

Труба соединения выполнена путем сваривать и с соединителями. Трубы диаметром наружного диаметра 20 мм и 400 мм со стандартным соотношением размеров (отношение SDR названия-RA-трубы к названию толщины) выпускаются) 9, 11, 13.6, 17, 17.6. Рабочее давление выпускных трубок от 3 до 12 атмосфер.

Стандартный цвет труб-черный. Трубы выполнены с четырьмя желтыми продольными полосами, которые расположены равномерно по периметру поперечного сечения трубы. Полосы наносятся на трубу коэкструзионным способом -- ширина до 4 мм.

Технико-экономические преимущества по сравнению со стальными трубами:

- низкая газопроницательность;

- высокая коррозионная стойкость к внешней среде и транспортируемому газу, обеспечивающая возможность прокладки в агрессивных средах и повышающая срок службы до 50 лет;

- высокая ударопрочность даже в условиях низких температур (интервал рабочих температур от -- 20 0С до + 30 0С);

- простота и надежность соединения;

- гибкость, позволяющая применять малое количества фасонных изделий;

- низкая застаиваемость коррозионными отложениями, позволяющая исклю-чить работы по антикоррозийной защите;

- повышенная пропускная способность благодаря гладкой внутренней поверхности;

- эластичность, обеспечивающая меньшую чувствительность к гидравлическому удару и неразрушимость при замерзании воды;

- низкая теплопроводность, обеспечивающая минимальное образование кон-денсата на поверхности лучшие гигиенические условия внутри зданий;

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

- строительство и реконструкция сетей водо - и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40 % затрачиваемых средств по сравнению с традиционными методами.

Для многих наиболее привлекательное преимущество полиэтиленовых труб для газоснабжения - это превосходное соотношение цена/качество по сравнению с трубами других типов и из других материалов.

Для прокладки трубопроводов из полиэтиленовых труб используют как обычный траншейный метод, так и реиновационную методику -- это значит что используют технологии направленного подземного бурения или с использованием технологии протягивания внутри старой металлической трубы новой пластиковой.

За счет таких способов для демонтажа старых сетей и прочек издережек, можно произвести работы без вскрытия грунта.

На все трубы наносится маркировка, на которой указывается метраж каждой трубы, кто производитель и кто поставщик, указываются размеры, из какого материала изготовлена труба, дату изготовления и идентификационного знака.

Термопластичные свойства с различными физико-механическими свойствами используются для производства полиэтиленовых труб и отрезков труб. На основе этих термопластов разработан ряд специализированных полимерных материалов. Для того чтобы обеспечить что этот материал имеет необходимые рабочие характеристики, были включены различные добавки в материал, стабильность смолы, красить, заполнять, противостатические вещества, и другие материалы. В результате такой обработки материал для изготовления других труб является сложность работы.

Основными видами термопластов, из которых изготавливают полиэтиленовые трубы и детали, являются полиэтилен низкого давления (трубы ПНД) и высокого давления (ПВД), полипропилен (ПП) и непластифицированный поливинилхлорид (ПВХ).

Полиэтилен является результатом полимеризации этилена. В зависимости от способа полимеризации получается полиэтилен высокого, среднего и низкого давления, который отличается молекулярной массой, плотностью, степенью кристаллизации и макромолекулярными клетками. Полиэтилен высокого давления (LDPE), который также называется полиэтиленом низкого давления (LDPE), а полиэтилен среднего и низкого давления (HDPE)-полиэтилен высокого давления (HDPE). Полиэтилен HDPE и LDPE изготавливаются из различных марок, что является продуктом или составом с рядом непосредственно полученных перерабатывающих добавок. Сегодня ПНД с первым поколением ПЭ. Также в конце 60-х годов плотность среды полиэтилена-материал в первом из второго поколения людей.

Производство ПЭ средней плотности позволяет улучшить качество материалов первого поколения ПЭ. Эти материалы имеют более высокий класс минимальной долговечности и большую устойчивость к распространению трещин.

Первая классификация PE первое и второе поколение на основе рассчи-танного уровня гидростатического стресса (гидростатическая конструкция стресс HDS). Новая классификация основана на минимально длинном классе прочности (женщина), и включает фактор безопасности: уменьшает BEAN 6,3-MRS 8 -, и женщина 10-деноминации, PE-63, PE-80 и PE-100 Co-branch.

Полипропилен (ПП) подготовлен полимеризацией пропилена при нали-чии органометаллических катализаторов. Он выше, чем пропилен, точка плавления, длительный срок службы, химическая стойкость и водонепроницаемость. Однако он чувствителен к действию кислорода и других сильных окислителей.

Поливиниллорид (ПВХ) продукт полимерности хлорида винила изготовленный полимерностью подвеса, блока или эмульсии. Поливиниллорид-от белого до слегка желтого порошка. Эти продукты имеют высокую механическую прочность, легкую для обработки значения механического, печати и прилипателей. Дренажная труба поливиниллорида и применение химических веществ в агрессивных средах.

К недостаткам ПВХ относятся ударопрочность плохая, термостойкость низкая, наблюдается тенденция при температурах ниже 0°, большой коэффициент линейное расширение.

Полибутен (PB) который сопоставим с поливинилэтиленом низкого давления из-за природы физико-механического. Процесс кристаллизации медленный, длится несколько дней при высокой температуре, но требует специального оборудования. Полибутан лучше умеет сваривать, но во время сборки он должен иметь чувствительность к воздействию на разрез в виде.

С недавнего времени в нашей стране происходят большие изменения в развитии труб из полиэтилена для систем снабжения газом, водой, канализацией. Изменения происходят как, качественные так и количественные в изготовлении труб из данного материала. Предприятий по производству пластиковых труб в России и других материалов, растут все больше. В наше время трубы из пластика производят намного больше чем стальные трубы, это связано со спросом на данный продукт из-за его дешевизны и простате монтажа. В связи с большим спросом в России насчитывается большое количество предприятий, которые производят трубы из данного материала. И с каждым годом по статистике растет число таких предприятий. За такое производство чаще всего берутся предприятия с небольшими производственными объемами, продукция которых не выходит за рамки локальных рынков. Потому что данный бизнес не сложен в производстве и не требует значительных затрат, к тому же с развитием монтажа именно полиэтиленовыми трубами.

Очень весомым аргументом роста числа производителей полиэтиленовых труб является быстрая окупаемость вложений и легкость процесса. В настоящий момент разброс стоимости оборудования для производства полиэтиленовых труб достаточно значителен. Это обуславливается тем, что в основном все производства полиэтиленовых труб закупают импортное оборудование, но даже такое оборудование вместе с его монтажом окупается примерно за полтора года.

С начала двух тысячных годов, в российском производстве доля продукции значительно стала больше выпускаться на предприятиях средних масштабов, в то время как небольшие компании постепенно снижают объемы производства. Если в конце 2003 года около 35% от всего объема произведенных полиэтиленовых труб приходилось на небольшие предприятия, то к концу 2005 эта доля незначительно превышает 20%. При этом в российском производстве стало возможным выделить нескольких крупных производителей полиэтиленовых труб, контролирующих не только локальные рынки, но и реализующих свою продукцию в других регионах.

СОАО "Казаньоргсинтез" предприятие выпускает полиэтиленовые трубы для газопроводов по ГОСТ Р 50864-95 и напорные по ГОСТ 18599-2001 диаметром 10-1200 мм.

До 2006 года эти трубы изготавливаются из собственного производства полиэтилена марки ПE-63 и ПE-80. Силы 1 Январь 2006 года снят с производства полиэтиленовой трубы класса ПE-63. Решение было принято, потому что бренд ПE-63 устарел и не соответствует международным стандартам качества. Производственная мощность сосредоточена на производстве полиэтиленовых труб ПE-80. Распределение предприятия по производству полиэтиленовых труб на территории России не является средним.

Крупнейший производитель полиэтиленовых труб в центре, Волге, Урале, Северо-Западном регионе России. На Северном Кавказе и в производстве трубопроводов Дальний Восток не развивается.

Прирост производства обуславливается тем, что стало много строиться новых домов и сооружений. А при монтаже инженерных сетей всем хочется сэкономить на нем, за счет времени и удешевлении материалов для их сооружения. Из-за того, что полиэтилен трубы имеет некоторые преимущества металлической трубы, потребительский спрос на них растет. Кроме того, спрос на полиэтилен для водоснабжения и газа в определенном районе зависит от нескольких факторов. Одним из продуктов питания является уровень развития строительной отрасли в регионе. Но интенсивное развитие производства полиэтиленовых труб ограничивается несколькими факторами, связанными с тем, что монтажники и жилищно-коммунальное хозяйство изначально привыкли работать с металлическими трубами. По мнению некоторых производителей полиэтиленовых труб, для водоснабжения, развитие производства тормозится тем, что полиэтиленовые трубы иногда невыгодны для строителей, так как монтаж полиэтиленовой трубы имеет намного меньшую трудоемкость и более длительный срок эксплуатации.

В настоящий момент полиэтиленовые трубы для водо- и газоснабжения в первую очередь конкурируют со сварными водо- и газопроводными трубами небольших диаметров (Ду10-Ду50 и диаметров от 57 до 159 мм). Однако, в связи с тем, что на многих предприятиях стал осваиваться выпуск ПЭ труб больших диаметров, существуют предпосылки для того, чтобы в России начался процесс замещения и металлических труб больших диаметров полиэтиленовыми.

Трубы из такого материала, как полиэтилен, подходящий для строительства подземных систем газопроводов, холодного водоснабжения, а также напорной и безнапорной канализации имеют ряд преимуществ перед традиционными стальными трубами. Пластиковые трубы хорошо переносят длительную эксплуатацию, вне зависимости от условий их использования.

Для производства труб из полиэтилена в основном используют полиэтилен низкого давления.

В более развитых странах первые трубы из пластика начали появляться пол века назад, их использовали для прокладки инженерных систем, таких как газоснабжение, водоснабжение и водоотведение. Они и в наше время все еще существуют и эксплуатируются, не требуя замены или значительных ремонтов.

В случае если вдруг произойдет просадка дома, подключенного к газовой сети или изведет фундамент, много шансов на то что газовая труба повредится и потребуется ее замена, а у полиэтиленовой трубы есть свойство растягиваться, без потерь своих качеств до 7%. Такие варианты подходят для домов, которые может изводить после зимы. Однако по сегодняшний день при газификации населенных пунктов используют стальные трубы наземной прокладки под предлогом мнимой дешевизны и простоты.

В результате этой дешевизны и простоты растет количество аварий на этих газопроводах от наезда автотранспорта на опоры, от падающих деревьев, от небрежно сделанной работы, потому что она проводится почти бесконтрольно. Большие затраты требуются при эксплуатации наземной прокладки, потому что трубы нужно постоянно обслуживать, наносить защиту от коррозии, наносить новые слои краски, следить за состоянием опор и так далее.

Одной из основных проблем притормаживающей переход на полиэтиленовые трубы, является постоянный рост цен на основные виды пластиков для их производства. По мнению некоторых российских производителей ПЭ труб, в 2005 году Россия стала "нетто-импортером" трубных марок полиэтилена. По их подсчетам, из-за больших объемов производства полиэтиленовых труб в нашей стране и с нехваткой сырья для их создания, приведет к тому, что отечественные производители пластиковых труб, на прямую будут зависеть от поставки продуктов для изготовления.

Если взять полиэтиленовую трубу 110 диаметра с толщиной стенки 8мм, ее стоимость 297 рублей за 1 метр, газопроводная труба стальная диаметром 100 и толщиной стенки 8мм стоит 1094 рубля, что показывает на сколько монтаж полиэтиленовых труб дешевле стальных.

Отталкиваясь от всех выше перечисленных преимуществ газопроводов из данного вида труб, не обойтись и без того, что препятствует внедрению этой технологии в активное применение. Из-за переполненного рынка железными трубами, требуется специальное оборудование, которое не производится в нашей стране, особенности технологии монтажных работ, реформ ЖКХ, недостаток технологичной базы и другое.



4. Автоматизация газового котла

4.1 Основные положения

Автоматизация - это комплекс технических, организационных и других мероприятий, дающих возможность осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.

Автоматическому регулированию подлежат те элементы технологического процесса, правильное ведение которых способствует повышению экономичной работы оборудования. Необходимость комплексной автоматизации энергосистем подтверждается прежде всего тем, что она позволяет на 15-20 % снизить расходы энергии [15].

Автоматизация технологических процессов выполняет следующие функ-ции: регулирование (в частности, стабилизация) параметров, контроль и измерение параметров, управление работой оборудования и агрегатов (местное, дистанционное), защита и блокировка оборудования и агрегатов, учет расхода производимых и потребляемых ресурсов [16].

Цель автоматизации систем газоснабжения состоит в наиболее эффектив-ном решении задач отдельными ее звеньями без непосредственного вмешательства человека [17].

Система централизованного газоснабжения включает газовые сети высокого, среднего и низкого давления, газораспределительные станции (ГРС), газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ). Она предназначена для снабжения газом теплогенерирующих установок, а также жилых, общественных и промышленных зданий [15].

На быстрорастущем рынке отопительного оборудования, практически каждый год появляются все новые и новые марки и модели отопительных газовых напольных котлов. Часто это касается импортного оборудования, хотя и российские производители стараются не отставать и соответствовать европейским стандартам качества и современных технологий.

В дипломном проекте разрабатывается автоматизация напольного газового котла марки “ КСГ-7,5” фирмы "Лемакс" (Россия) технические характеристики указаны в приложении 2. Газовый котел Лемакс является полностью энергонезависимым. Запуск осуществляется при помощью кпопки пьезорозжига. В отличие от котлов Мимакс, данные модели снабжены датчиком тяги для безопасной работы котла, срабатывающем в случае проблемы с тягой в дымоходе.

Также, как и котлы Конорд, они могут использоваться на природном газе с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя в системе отопления. Данные модели не снабжены циркуляционным насосом, но его всегда можно установить в систему отдельно. При замене жиклеров (сопел) возможна работа котла и на сжиженном (баллонном) газе.

Кроме того, на рынке можно встретить напольные газовые котлы Лемакс серии «Лидер». Отличительной особенностью этой модели является то, что они изготовлены из чугуна с толщиной стенок 4 мм, снабжены импортной автоматикой SIT, датчиком тяги, защитой от перегрева и сажеобразования.

Стальные отопительные газовые котлы Лемакс производятся, как одноконтурные, рассчитанные только на отопление, так и двухконтурные -- отопление и горячая хозяйственная вода. В двухконтурных котлах встроен медный теплообменник для горячего водоснабжения.

Двухконтурные котлы Лемакс Премиум имеют обозначение КСГВ -- котел стальной газовый водогрейный. Они выпускаются мощностью от 12,5 до 40 кВт. Но, как показывает практика и отзывы, для того, чтобы производительность второго контура была нормальной, надо приобретать котел мощностью не менее 20 кВт, а лучше -- больше.

В соответствии с разделом «Автоматизация» составлена функциональная схема автоматизации, подобраны измерительные и регистрирующие приборы (температуры, давления, расхода), и автоматические регуляторы с исполнительными механизмами и регулирующими клапанами.

Задачей автоматизации является изменение давления газа, производительности вентилятора, отсечение подачи газа при погасании факела, защита технологического оборудования и управление с панели приборов.

В последующих подразделах приводятся проектные решения, позволяющие решить задачи автоматизации на современном уровне развития. При этом учтены требования правил эксплуатации теплопотребляющих установок, что создаёт возможность проведения наладочных работ в период эксплуатации в период эксплуатации оборудования и технических средств автоматизации.

4.2 Контрольно-измерительные приборы

4.2.1 Местные приборы

Местные приборы, установленные непосредственно на объекте, должны служить для эксплуатационной оценки приборов, а также использоваться при наладке приборов косвенного преобразования.

На обратных и подающем трубопроводах систем отопления, теплоснабжения установлены штуцеры для манометров и гильзы для термометров. Манометры производят измерение избыточного давления и перепада давлений. Используются манометры общего назначения, показывающие типа ОБМ. Технические ртутные стеклянные термометры типа ТТ производят измерения температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.

4.2.2 Система автоматического контроля

Измерение расхода и количества тепловой энергии, отпущенной из теплоисточника и потреблённой теплопотребляющими установками, осуществляется комплексом измерительных устройств под общим названием тепломер. Температура измеряемой среды: 35-55 0С и 5-15 0С. Основная погрешность прибора 1%.

Измерение расхода теплоносителя осуществляется с помощью диафрагмы и дифманометра типа ДТ. Измерение температуры производится с помощью термопреобразователя сопротивления типа ТСП в качестве первичного прибора и логометра в качестве вторичного прибора. Действие термопреобразователя основано на использовании зависимости электрического сопротивления проводника от температуры. Вторичный прибор - устройство, воспринимающее сигнал от первичного прибора или передающего измерительного преобразователя, и преобразующего его в форму, удобную для восприятия измерительной информации диспетчером и обслуживающим персоналом.

4.3. Сигнализация

В котле установлена автоматика, при помощи датчиков и терморегуляторов определяет потребность системы в отоплении и включает газовую арматуру, вода, протекающая через котел, нагревается в теплообменнике и при помощи циркуляционного насоса подается в систему отопления. В помещении кухонь предусмотрен сигнализатор токсичных и горючих газов с датчиками метана и угарного газа и выдачей светового и звукового сигнала. На вводе газопровода в помещение кухни установлен входящий в комплект сигнализатор, запорный электромагнитный клапан для отключения газа к котлу при загазованности в помещении. Сигнализаторы, контролирующие состояние загазованности, срабатывают при возникновении концентрации газа, не превышающей 20% от нижнего концентрационного предела распространения пламени.

4.4. Технологическая и аварийная защита

Аварийное отключение котла производится в случае выхода из строя вентилятора, если давления газа или теплоносителя станет выше или ниже установленных параметров, при погасании факела в топке котла или в случае других нарушений его работы. При этом подаётся сигнал на перекрытие подачи газа, остановку вентилятора, а также включается сигнализация на щите управления и в диспетчерской.

Защита от замерзания на контуре отопления работает, если температура на подаче в систему отопления опускается ниже 5 °C. Данная функция включает горелку и нагревает воду в системе отопления до 30 °C.

Защита от блокировки насоса включается, если котел не работает ни на систему отопления, ни на систему ГВС в течение 24 часов подряд, циркуляционный насос автоматически включается на 10 сек. Данная функция выполняется, если на котел подается электричество и котел включен.

В котле имеется предохранительный гидравлический клапан контура отопления. Он настроен на 3 бар, установлен в контуре отопления и стравливает воду, если давление в данном контуре превышает заданное значение.



4.5. Автоматическое регулирование

Автоматическое регулирование производится в следующем порядке:

При изменении температуры теплоносителя на выходе из котла подаётся сигнал на изменение количества подаваемого в котёл топлива. Температура подаваемой и обратной воды, а также её расход определяются тепломером. Производительность дымососа определяется величиной разряжения в топке котла. В качестве регулирующих приборов используются регулирующая система приборов «Сапфир 22» и «Контур-2». Группа регулирующих приборов «Контур-2» состоит из датчика Р-25 и корректирующих приборов. Регулирующие приборы позволяют формировать законы регулирования ПИ и ПИД.

Для управления регулирующими органами применяются однооборотные электрические исполнительные механизмы типа МЭО, предназначенные для плавного перемещения регулирующих органов. Исполнительные механизмы управляются от регулирующих приборов.

Исполнительные механизмы состоят из электродвигателя, редуктора, конечных выключателей, датчиков положения и штурвала ручного управления.

В данном дипломном проекте осуществляется регулирование давления газа, с помощью регулирующего прибора системы «Сапфир 22ДД» с дифференциально-трансформаторной схемой типа КСУ.

4.6.Технико-экономическая эффективность автоматизации газового котла

Основными преимуществами автоматизации котельного агрегата марки Лемакс КСГ-7,5 являются:

- экономия топлива, тепла и электроэнергии, снижение затрат на текущий ремонт, обусловленных улучшением эксплуатационного режима и защиты оборудования;

- повышение качества теплоснабжения за счёт постоянного автономного контроля и регулирования параметров системы;

-обеспечение бесперебойности и надёжности действия всей системы теп-лоснабжения за счёт лучшего контроля и автоматического управления работой котла.



5. Безопасность жизнедеятельности при монтаже инженерных систем жилого дома

5.1 Техника безопасности при электросварочных и газопламенных работах

5.1.1 Общие требования

Работники старше восемнадцати лет, которые прошли соответствующую подготовку, имеют профессиональные навыки по газосварочным работам и обладают удостоверением на право производства газосварочных работ, не имеют противопоказаний по полу при выполнении некоторых работ, перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:

- предварительные (при приеме на работу) и периодические (в течение работы) медицинские осмотры для признания годными к выполнению данных работ в порядке, установленном Минздравом России;

- обучение безопасным приемам и методам выполнения работы, инструкцию по охране труда, проверку знаний требований охраны труда и стажировку на рабочем.

Для защиты от загрязнений и теплового воздействия газосварщики должны использовать костюм сварщика или костюм хлопчатобумажный с огнезащитной пропиткой, кожаные ботинки с жестким подноском, брезентовые рукавицы, костюмы с утепляющей прокладкой и валенки для зимнего периода года.

При нахождении на территории стройплощадки газосварщики должны носить защитные каски.



5.1.2 Требования безопасности во время работы

Основные причины травматизма при газосварочных работах и резке металла - неправильное обращение с газогенераторами, баллонами, бензобачками, шлангами и инструментом, а также невнимательное поведение рабочего.

Места производства огневых работ на данном и нижерасположенных ярусах освобождаются от сгораемого материала (защищаются несгораемым материалом) в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов и установок (газовых баллонов) - 10 м.

Металлические части электросварочного оборудования, не находящиеся под на-пряжением, и свариваемые конструкции должны заземляться.

Правилами техники безопасности предусматривается выполнение элек-тросварочных работ в специальных кабинах. Их обычно устраивают у темной стены размерами от 1,5x1,5 до 2,5x2,5 м. Высота стен кабины 1,8 м, для вентиляции стены не доводят до пола на 25 см, полы в кабинах должны быть изготовлены из кирпича или бетона. Стены кабины окрашивают снаружи темной краской, а внутри -- матовой, содержащей окись цинка (цинковые белила). Эта краска рассеивает световой поток и в то же время интенсивно поглощает ультрафиолетовые лучи. Стол электросварщика покрывают стальной или чугунной плитой.

Расстояние между столом электросварщика и стеной кабины должно быть не менее 0,8 м. Сварочный генератор стараются разместить как можно ближе к столу сварщика, обычно на расстоянии 150 - 200 мм. При работах на открытом воздухе также устанавливаются несгораемые экраны (ширмы) высотой не менее 1,8 м. При проектировании и организации сварочного отделения должны быть обеспечены проходы и проезды шириной соответственно 1,0-1,5 м и 2,5 м. Высота сварочного помещения выбирается равной 4,5 - 6,0 м.

Для создания здоровых условий труда сварщиков должна быть предусмотрена общеобменная проточно-вытяжная и местная вытяжная вентиляция. Температура в помещении сварочного отделения должна быть не ниже 12--15°С.

Для предохранения глаз сварщика от лучей электрической дуги применяют щит-ки и шлемы с защитными стеклами. Их изготовляют из фибры черного матового цвета. Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут хорошо защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое забо-левание глаз.

Защитные стекла (светофильтры) имеют различную прозрачность. Наиболее тем-ное стекло марки ЗС-500 применяют при сварке током 500 А, средней прозрачности - марки ЗС-300 - 300 А и светлое ЗС-100 - 100 А и менее.

При сварке образуется также пыль от окисления паров металла. Установлено, что около факела сварочной дуги количество пыли может достигать 100 мг в 1 м3 воздуха. Предельно допустимая концентрация пыли в сварочных помещениях 3 мг на 1 м3. Кроме окислов азота, при сварке образуется окись углерода, содержание которой по санитарным нормам не должно превышать 10--20 мг в 1 м3 воздуха. Для удаления вредных газов (окислов меди, марганца, фтористых соединений и пр.) и пыли над по-стоянными местами сварки необходимо устраивать местные отсосы с установкой вен-тиляционных зонтов.

Предельное напряжение холостого хода при сварке не должно превышать 70 В. Особенно опасно поражение током при сварке внутри резервуаров, где сварщик со-прикасается с металлическими поверхностями, находящимися под напряжением по отношению к электродержателю. При работе в закрытых емкостях устраивается вы-тяжная вентиляция, при применении сжиженных газов (пропан, бутан) и углекислоты вентиляция должна иметь отсос снизу. Освещение устраивается снаружи емкости через люк или с помощью переносных ламп напряжением не более 12 В. Токоведущие части должны быть хорошо изолированы, а их корпуса заземлены. Сварщик должен располагаться внутри резервуара на резиновом коврике и надевать на голову резиновый шлем.

Запрещается выполнять сварочные работы на расстоянии менее 5 м от огнеопасных и легковоспламеняющихся материалов (бензина, керосина, пакли, стружки и пр.). Если электросварщик работает вместе с газосварщиком, то во избежание взрыва смеси ацетилена с воздухом электросварочные работы можно выполнять на расстоянии не менее 10 м от ацетиленового генератора.

...