Газоснабжение населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске

Кафедра: Технологические машины и оборудование

Профиль подготовки «Оборудование нефтегазопереработки»

Расчетное задание

по дисциплине «Газоснабжение»

на тему: «Газоснабжение населенного пункта»

Студент группы ТМ2-18 Блинов А.О.

Преподаватель

Бурмистрова А.С.

Смоленск, 2022



Содержание

Введение

1. Расчетная часть

1.1 Исходные данные для проектирования

1.2 Основные характеристики газообразного топлива

1.3 Определение расхода газа районом города

1.3.1 Определение количества жителей

1.3.2 Определение расчетных расходов газа

2. Гидравлический расчет низкого давления

2.1 Определение количества газорегуляторных пунктов (ГРП)

2.2 Гидравлический расчет ГНД

3. Гидравлический расчет высокого давления

3.1 Расчет потокораспределения при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления

Заключение

Список использованных источников

Приложения



Введение

Вследствие того, что природный газ является высокоэффективным энергоносителем, газификация может составить основу социально-экономического развития, обеспечить улучшение условий труда и быта населения, а также снижение загрязнения окружающей среды.

Развитие добычи газа обуславливается ростом газопотребления, который осуществляется, во-первых, путем увеличения объемов использования его в городах, уже газифицированных к настоящему времени, а во-вторых, за счет газификации новых городов и населенных пунктов, в том числе в сельской местности.

Рост потребления газа в городах, поселках и сельской местности, а также масштабность распределительных систем ставят перед инженером по газоснабжению новые и сложные задачи, связанные с развитием и реконструкцией систем, повышением их надежности, необходимостью экономичного использования газа и защиты воздушного бассейна от загрязнений. газообразный топливо давление сеть

Распределительные сети являются сложными многокольцевыми системами, экономичное проектирование которых должно базироваться на современных методах оптимизации с учетом вероятностного характера функционирования и обеспечение требуемой надежности подачи газа потребителям.

Целью расчетного задания является проектирование сети газопровода населенного пункта - посёлок Озёрный.

Для достижения поставленной цели, необходимо выполнить следующие задачи:

определить годовые расходы газа;

разработать проект газовых сетей города;

изучить основные характеристики сырья и его показатели качества;

произвести гидравлический расчет газовый сетей, состоящий и расчетов: кольцевой сети низкого давления и тупиковых ответвлений (при наличии); однокольцевого газопровода высокого давления (среднего).

Графическая часть должна включать в себя:

генплан посёлка с нанесением газовых сетей, сетевых ГРП (М1:5000). На генплане указать условные диаметры газопроводов; к генплану дать условные обозначения;

расчетные схемы сети низкого (СНД) и высокого (среднего) давления (СВД) (М1:5000). Для каждого участка СНД указать направление движения газа расчетный расход (м3/ч), диаметр (мм), длину (м), потерю давления (Па). Для СВД - длину и диаметр участка, расход газа потребителям.



1. Расчетная часть

1.1 Исходные данные для проектирования

Район строительства - поселок городского типа Озёрный

Состав газа, используемого для газоснабжения (по заданию табл. 1):

Таблица 1 - Состав газа

Номер варианта	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	СО2	Редкие газы и N2
3	98,7	0,33	0,13	0,04	-	0,1	0,7

Средняя этажность застройки районов:

№ 1 - 5-9 эт.; № 2 - 2-4 эт.; № 3 - 1 эт. Границы районов указываются на генплане.

3. Годовые расходы газа на технологические нужды промышленных предприятий: ПП №1 - 560 тыс. м3; ПП №2 - 120 тыс. м3; ПП №3 - 350 тыс. м3.

4. Охват газоснабжением жилых домов - 100%.

5. Использование газа для децентрализованного отопления и горячего водоснабжения, а также охват газоснабжением всех коммунальных предприятий города принять по табл. 3.

Расход газа на децентрализованное горячее водоснабжение (% от общей нагрузки района) по району №2 -30%

Расход газа на децентрализованное отопление жилых зданий (% от общей отопительной нагрузки) по району №3:

1) от печей периодического действия - 25%

2) от мелких установок непрерывного действия - 75%

Расход газа на газификацию коммунальных предприятий и учреждений (% от общего числа) - 80%

6. Давление для сети высокого давления (среднего) давления (абс.): начальное 700 кПа, конечное минимальное 300 кПа.

7. Номинальное давление газа перед приборами сети низкого давления 2000 (1300) Па.

Таблица 2 - Норма расхода газа на данный вид коммунальных услуг

Назначение расходуемого газа.	Расход газа на единицу измерения, кДж
Жилые здания
Приготовление пищи (при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения)	4,6 х 106 на 1 чел. в год
Приготовление пищи и горячей воды для хозяйственных и санитарно - гигиенических нужд без стирки белья (при наличии в квартирах газовой плиты и газоводонагревателя)	8,0 х 106 на 1 чел. в год
Коммунально-бытовые предприятия и учреждения
Фабрики-прачечные: на стирку белья в механизированных прачечных на стирку белья в немеханизированных прачечных с сушильными шкафами на стирку белья в механизированных прачечных, включая сушку и глажение	8,8 х 106 На 1 т сухого белья 12,6 х 106 18,8 х 106
Механизированные прачечные (включая сушку и глажение белья)	18,8 х 106 на 1 т сухого белья
Баня	40 х 103 на 1 помывку
Больницы	12,4 х 106 на 1 койку
Столовые	6,3х 103 на 1 обед+ужин
Хлебозаводы	2,5 х 106 на 1 изделией
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий
Хлебозаводы, комбинаты, пекарни: на выпечку хлеба формового на выпечку хлеба подового, батонов, булок, сдобы	На 1 т изделий 2 500 (600) То же 5 450 (1300)



1.2 Основные характеристики газообразного топлива

Для определения состава природного газа необходимо знать его низшую теплоту сгорания . Она определяется исходя из состава газа и лежит в диапазоне 35...40 МДж/м3.

Определяем теплоту сгорания по формуле:

(1)

где - низшая теплота сгорания газа в пересчете на рабочую массу топлива, кДж/м3;

- низшая теплота сгорания газа на сухую массу топлива, кДж/м3;

к - коэффициент, учитывающий влагосодержание газа и определяемый по формуле

(2)

где dг - влагосодержание газа, зависящее от температуры, выражаемое в кг на 1 м3 газа dг=0,005 кг/м3.

Низшая теплота сгорания газообразного топлива на сухую массу определяется по формуле:

(3)

где - низшая теплота сгорания i-го компонента газа (определяется по приложению 3 данных методических указаний);

- объемная доля i-го компонента газа, %(принимается по заданию).

Плотность газа:

Относительная плотность сухого газа по воздуху равна:

(4)

где - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3.

1.3 Определение расхода газа районом города

1.3.1 Определение количества жителей

По заданному генплану района города выполняем нумерацию кварталов с определением площадей квартала, зная этажность застройки района города, находим плотность населения (для 1...2-этажной застройки 50...70 чел/га, 3...4-этажной - 200...230 чел/га, 6...8-этажной - 350 чел/га).

Количество жителей по кварталам определяется по формуле:

N=F•b (5)

F - площадь кварталов района города, га;

b - плотность населения района города, чел/га.

Площадь кварталов вычисляют по генплану, не включая площади улиц, проспектов, площадей, парков, территории промышленных предприятий, и заносят в табл.

Таблица 3 - Численность населения, проживающего в городе

Район	Этажность	Плотность, чел/га	Площадь, га	Численность населения, чел.
1	5-8	350	64,2	22 470
2	2-3	200	48,6	9 720
3	1	50	64,9	3 245
Итого			177,7	35 435

1.3.2 Определение расчетных расходов газа

Охват газоснабжением квартир для большинства городов близок к единице. Однако при наличии старого жилищного фонда, который нельзя газифицировать, или наоборот, при наличии высоких зданий, оборудованных электроплитами, степень охвата газоснабжением квартир будет меньше единицы. Годовой расход газа на приготовление пищи и горячей воды существенно зависит от системы горячего водоснабжения зданий.

Общее годовое потребление газа в квартирах села определится выражением:

(6)

где - степень охвата газоснабжением квартир, т.е. отношение газифицированных квартир к их общему числу (принимается по заданию);

- число жителей в населенном пункте, чел;

- норма расхода теплоты на 1 чел в год в квартире с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением, МДж;

- норма расхода теплоты на 1 чел в год в квартире с газовой плитой и газовым водонагревателем, МДж;

- норма расхода теплоты на 1 чел в год при наличии в квартире газовой плиты без централизованного горячего водоснабжения и газового водонагревателя, МДж (определяется по нормам или по приложению 1 настоящих методических указаний);

- доля квартир с централизованным горячим водоснабжением в районе № 1;

- доля квартир, использующая газ на приготовление пищи и водонагревание (с газовыми водонагревателями) в районе № 2;

- доля квартир без горячего водоснабжения;

Доля квартир с централизованным горячим водоснабжением:

Доля квартир, использующая газ на приготовление пищи и водонагревание:

Доля квартир без горячего водоснабжения.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

1.3.3 Расход газа на коммунально-бытовые нужды

Расход газа фабриками-прачечными

При расчете потребления газа этим предприятием учитывают расход газа на одну стирку белья. Норма расхода теплоты на стирку белья отнесена к 1 т сухого белья. Тогда годовой расход газа на прачечные составит:

(7)

где 100 кг - норма на 1 жителя в год;

- число жителей в населенном пункте, чел;

- степень охвата населения прачечными 0 ? Zпр ? 1;

- охват газоснабжением прачечных;

- норма расхода теплоты в механизированных прачечных на стирку 1 тонны сухого белья.

Годовой расход газа на прачечные составит:

Для 1 района:



Для 2 района:

Для 3 района:

Расход газа банями При определении количества помывок в банях можно исходить из расчета 52 помывки в год одним человеком. Тогда годовой расход газа на бани можно подсчитать по формуле:

(8)

- число жителей в населенном пункте, чел;

52- количество помывок, приходящихся на 1 человека в год;

? охват обслуживанием банями;

- охват бань газоснабжением;

- норма расхода теплоты в банях на одну помывку.

Годовой расход газа на бани:

Для 1 района:



Для 2 района:

Для 3 района:

Расход газа предприятиями общественного питания

При расчете годового расхода газа на столовые учитывают их среднюю загрузку. Считая, что каждый человек, регулярно пользующийся столовыми и ресторанами, потребляет в день примерно один обед и ужин (завтрак). Следовательно, общее количество газа, потребляемого предприятиями общественного питания города, будет:

(9)

где 360 - дней в год, время работы предприятий общественного питания в году;

- число жителей в населенном пункте, чел;

- охват газоснабжением предприятий общественного питания;

- охват обслуживанием населения предприятиями общественного питания;

- норма расхода теплоты на один обед;

- норма расхода теплоты на один ужин/завтрак.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Расход газа учреждениями здравоохранения

При расчете газа в больницах следует учитывать, что их общая вместимость определяется из расчета 12 коек на 1000 жителей. Необходимо учитывать возможность работы столовых больниц на электрооборудовании, наличие централизованного теплоснабжения, возможность использования твердого и жидкого топлива для котельных больниц. Тогда общий расход газа больницами города будет:

(10)

Где N - число жителей в населенном пункте, чел;

=80% - охват больниц газоснабжением;

- норма расхода теплоты больницами на приготовление пищи и горячей воды.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Расчет годового расхода газа для хлебозаводов и пекарен

Расчет годового расхода ведут в предположении, что объем суточной выпечки на 100 жителей равен 0,6...0,8 кг. Общий расход газа на хлебозаводы будет:

(11)

Где - число жителей в населенном пункте, чел;

- охват газоснабжением хлебозаводов и пекарен;

? норма расхода теплоты хлебозаводами.



Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Годовое потребление газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания населения (ателье, мастерскими, парикмахерскими, магазинами и др.) принимают в размере 5% годового расхода газа на жилые дома.

(12)

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Расход тепла на отопление и вентиляцию

Определение максимальной величины теплового потока на отопление:

(13)

где ?жилая площадь зданий ();

- удельный тепловой поток на отопление 1 м2;

? коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать .

Здесь: f=9 м2 - принятая норма жилой площади на 1 человека

1 район:

2 район:

3 район:

Жилая площадь зданий и удельный тепловой поток занесены в табл. 4.

Таблица 4 - Данные необходимые для формулы

№ района	Жилая площадь зданий ??, м2	Удельный тепловой поток на отопление 1 м2 q0, Вт
1 район		81
2 район		97
3 район		173

Для 1 района:



Для 2 района:

Для 3 района:

Определение средней величины теплового потока на отопление:

(14)

Где ? температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений;

- температура наружного воздуха расчетная для проектирования системы отопления;

- температура наружного воздуха средняя за отопительный период.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:



Годовой расход тепла на отопление:

(15)

- продолжительность отопительного периода;

- КПД отопительной системы;

- низшая теплота сгорания газа.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Определение максимальной величины теплового потока на вентиляцию:

(16)

где жилая площадь зданий;

- удельный тепловой поток на отопление 1 м2;

- коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать = 0,25;

- коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, при отсутствии данных принимать = 0,4.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Определение средней величины теплового потока на вентиляцию:

(17)

Где ? температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений;

- температура наружного воздуха расчетная для проектирования системы отопления;

- температура наружного воздуха средняя за отопительный период.

Для 1 района:



Для 2 района:

Для 3 района:

Годовой расход тепла на вентиляцию:

(18)

Где - время работы системы вентиляции в течение суток;

- продолжительность отопительного периода;

- КПД отопительной системы;

- низшая теплота сгорания газа.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:



Расход тепла на горячее водоснабжение.

Определение средней величины расхода тепла на горячее водоснабжение:

(19)

m - число жителей;

105 л/сут - суточная норма расхода горячей воды на одного человека в жилом здании;

25 л/сут - суточная норма расхода горячей воды на одного человека в общественном здании;

55? - температура горячей воды;

5? - температура водопроводной воды;

4,187 кДж/кг? - теплоемкость воды.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:



Расчетный годовой расход газа на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

(20)

- КПД отопительной системы;

- низшая теплота сгорания газа.

Для 1 района:

Для 2 района:

Для 3 района:

Расход газа на промышленных предприятиях:

(21)

- суточный расход газа на промышленном предприятии

Расчетный расход газа городом определяется по районам по формуле:

(22)

Где ? суммарный годовой расход теплоты, кДж;

?коэффициент часового максимума.

Коэффициент часового максимума определяется в зависимости от количества жителей методом интерполяции, представлен в таблице 5.

Удельный максимальный часовой расход газа м3/(ч•чел) определяется по формуле:

(23)

Где ? максимальный часовой расход газа, м3/ч;

?? ?количество жителей района города, чел.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 7.

Таблица 5 - Коэффициенты часового максимума потребителей

Потребитель	Коэффициент часового максимума
Квартиры	Район 1 - 1/2300 Район 2 - 1/2200 Район 3 - 1/2050
Бани	1/2700
Прачечные	1/2900
Общественного питания	1/2000
Больницы	1/2500
По производству хлеба, кондитерских изделий	1/6000
Горячее водоснабжение жилых и общественных зданий	1/8760
Мелкие предприятия	1/2720
Промышленные предприятия	Текстильная - 1/4500 Фарфорофаянсовая - 1/5200 Строительных материалов - 1/5900
Отопление, вентиляция жилых зданий и общественных учреждений	1/5112



Таблица 7 - Годовые и часовые расходы газа

Характеристика газа по потребителям	Годовые расходы газа по микрорайонам, м3/год	Максимальные часовые расходы газа по микрорайонам, м3/ч
	1 район	2 район	3 район	сумма	1 район	2 район	3 район	сумма
Потребители низкого давления
жилые дома	3701066,8	1600995,5	534488,7	5 836 551,1	1609,16	727,73	260,73	2597,62
мелкие предприятия (5% от потребления жилыми домами)	185053,34	80049,78	26724,43	291827,6	68,03	29,43	9,83	107,29
больницы	74782,7	32349,3	10799,7	117931,7	29,91	12,94	4,29	47,14
предприятия общественного питания	569916,8	246532,8	82304,4	898753,97	284,96	123,27	41,15	449,38
отопление жилых зданий 3 района: -печи периодического действия; -установки непрерывного действия.	----	----	458952,73 1376858,19	1835810,92	----	----	89,78 269,34	359,12
Продолжение таблицы 7
ВСЕГО:	4530819,64	1959927,38	2490128,15	8980875,17	1992,06	893,37	675,12	3560,55
Удельный максимальный часовой расход газа					0,089	0,092	0,21	0,391
Потребители высокого давления
прачечные	309584,4	133919,03	44708,6	488212,03	106,75	46,18	15,42	168,35
Бани	653343,8	282621,3	94352,5	1030317,6	241,98	104,67	34,95	381,6
хлебозаводы	321017,9	138864,9	46359,7	506242,6	53,5	23,14	7,73	84,37
отопление жилых и общественных зданий в районах 1 и 2	5639094,36	2921186,4	----	8560280,76	1103,11	571,43	----	1674,54
вентиляция жилых и общественных зданий в районах 1 и 2	300751,7	155796,61	----	456548,31	58,83	30,48	----	89,31
централизованно е горячее водоснабжение в районах 1 и 2	7040085,29	3045377,34	----	10085462,63	803,66	347,65	----	1151,31
Промпредпрития: Текстильная Фарфоро-фоянсовая Строительные материалы	560000 120000 350000	1030000	124,44 23,08 59,32	206,84
ВСЕГО	14263887,45	6677765,58	185420,8	21127063,93 (22157063,93)	2367,83	1123,55	58,1	3549,48 (3756,32)
Удельный максимальный часовой расход газ					0,105	0,116	0,018	0,239



2. Гидравлический расчет низкого давления

2.1 Определение количества газорегуляторных пунктов (ГРП)

Газорегуляторные пункты предназначены для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне независимо от расхода. Для населенных пунктов с населением от 50 до 250 тысяч человек рекомендуется двухступенчатая система газоснабжения.

При известном расчетном расходе газообразного топлива города определяется количество ГРП исходя из оптимального радиуса действия (??опт=800...1000м) или оптимальной производительности (??опт=1500...2000 м3 /ч) по формуле:

(24)

n - количество ГРП;

- расчетный расход газа низкого давления районом города, м3/ч;

- оптимальная производительность ГРП (принимаем 1750 м3/ч).

Определяем число ГРП:

Округляем до ближайшего целого: n=2.

Определяем удельные расходы газа на каждом участке:

(25)

где,

- часовой расход газа в районе, м3/ч;

- суммарная длина участков по периметру газопровода, снабжающего данный район, м;

1 район:

Так как участки 0-11, 10-11, 10-10', 10'-9, 10-10'' питают только 1 район, то их удельный расход равен:

Так как участки 0-12; 12-13 и 9-13 смежные и больший расход приходиться на район 1, то их удельный расход равен:

2 район:

Участки 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-4', 4'-5, 1-1' питают только 2 район, значит их удельный расход равен:

Так как участки 5-13 смежные и больший расход приходиться на район 2, то их удельный расход равен:

3 район:

Участки 5-6, 6-7, 7-8, 8-9, 6-6 питают только район 3, значит их удельный расход равен:

Участок ГРП :

Участок ГРП :

Определяем путевой расход газа на участке:



1 район:

Участок 0-11:

Участок 11-10:

Участок 10-10'':

Участок 10-10':

Участок 10'-9:

Участок 9-13:

Участок 0-12:



Участок 12-13:

2 район:

Участок 0-1:

Участок 1-1':

Участок 1-2:

Участок 2-3:

Участок 3-4:

Участок 4-4':



Участок 4'-5:

Участок 5-13:

3 район:

Участок 8-9:

Участок 8-7:

Участок 7-6:

Участок 6-6':

Участок 6-5:



Участок ГРП :

Участок ГРП :

Эквивалентный расход газа на участке сети:

1 район:

Участок 0-11:

Участок 11-10:

Участок 10-10'':

Участок 10-10':



Участок 10'-9:

Участок 9-13:

Участок 0-12:

Участок 12-13:

2 район:

Участок 0-1:

Участок 1-1':

Участок 1-2:



Участок 2-3:

Участок 3-4:

Участок 4-4':

Участок 4'-5:

Участок 5-13:

3 район:

Участок 8-9:

Участок 8-7:

Участок 7-6:

Участок 6-6':

Участок 6-5:

Участок ГРП :

Участок ГРП :

Расчет транзитных расходов газа.

Участки 0-1; 0-12; 0-11; 8-9; 8-7

Участок 1-2:

Участок 2-3:

Участок 3-4:

Участок 4-4':

Участок 12-13:

Участок 9-13, 13-5:

Участок 7-6:

Участок 6-5:

Участок 5-4':



Участок ГРП 4':

Участок 11-10:

Участок 10-10':

Участок 9-10':

Участок ГРП 10':

Расчетный расход газа на участке: 

Участок 0-1:

Участок 1-1':

Участок 1-2:

Участок 2-3:

Участок 3-4:

Участок :

Участок :



Участок 5-6:

Участок 6-6':

Участок 6-7:

Участок 7-8:

Участок 8-9:

Участок 9-10':

Участок 10-10':

Участок 10-10'':

Участок 10-11:

Участок 0-11:

Участок 0-12:

Участок 12-13:

Участок 9-13:

Участок 13-5:

Участок ГРП-:



Участок ГРП-:

Таблица 8 - Сводная таблица расходов

№ участка сети	Длина участка, м	Удельный расход газа на участке,	Путевой расход газа на участке,	Эквивалентный расход газа на участке,	Транзитный расход газа на участке,	Расчетный расход газа на участке,
0-11	960	0,58	556,8	278,4	0	278,14
11-10	346	0,58	200,68	100,34	556,8	657,14
10-10''	102	0,58	59,16	29,58	0	29,58
10-10'	240	0,58	139,2	69,6	816,64	886,24
10'-9	570	0,58	330,6	165,3	916,14	1081,7
9-13	734	0,78	572,52	287,76	219,3	507,06
0-12	250	0,85	212,5	106,25	0	106,25
12-13	266	0,85	226,1	113,05	212,5	325,55
0-1	449	0,28	125,72	62,86	0	62,86
1-1'	45	0,28	12,6	6,3	0	6,3
1-2	381	0,28	106,68	53,34	138,32	191,66
2-3	220	0,28	61,6	30,8	245	275,8
3-4	478	0,28	133,84	66,92	306,6	373,52
4-4'	110	0,28	30,8	15,4	337,4	352,8
4'-5	170	0,28	47,6	23,8	845,31	869,11
5-13	861	0,49	421,89	210,945	219,3	430,245
8-9	592	0,21	124,32	62,16	0	62,16
8-7	130	0,21	27,3	13,65	0	13,65
7-6	372	0,21	78,12	39,06	27,3	66,36
6-6'	150	0,21	31,5	15,75	0	15,75
6-5	320	0,21	67,2	33,6	136,92	170,52
ГРП 4'	30	0,82	24,6	12,3	1347,5	1359,8
ГРП 10'	30	0,85	25,5	12,7	2202,58	2215,33

Для проверки расчетов произведем увязку суммарных путевых расходов с суммарным часовым расходом:



Проведем аналогичную проверку по увязке суммарных транзитных расходов с суммарным часовым расходом:

Определяем расчетную длину каждого участка:



2.2 Гидравлический расчет ГНД

Основной целью расчета является определение оптимальных диаметров газопровода с поддержанием заданного перепада давления в газовой сети низкого давления.

Удельные потери давления определяются по формуле:

(32)

Определяем удельные потери давления:

Невыгодными ветвями являются следующие:

- ГРП-4'-4-3-2-1-0

- ГРП-10'-9-8

Для учета потерь на местные сопротивления геометрическая длина участков увеличивается на 10 %, т. е. коэффициент потерь давлений на местные сопротивления k = 1,1. Расчетная длинна ветвей определяется по формуле:

- геометрическая длина участка, м;

1,1 -- коэффициент потерь давления на местные сопротивления.

Расчетная длинна ветви ГРП-4'-4-3-2-1-0 равна:

Расчетная длинна ветви ГРП-10'-9-8 равна:

Расчет удельных потерь давления на каждый метр газопровода всех участков кольцевого газопровода производится по формуле:

(34)

- допустимые потери давления, Па, для невыгодной ветви или ответвления;

- сумма расчетных длин участков невыгодного кольца.

для ветви ГРП-4'-4-3-2-1-0 равен:

для ветви ГРП-10'-9-8 равен:



Фактические потери давления на участке определяются:

(35)

Ветвь ГРП-4'-4-3-2-1-0.

Участок ГРП-4':

Участок 4'-4:

Участок 4-3:

Участок 3-2:



Участок 2-1:

Участок 1-0:

Допустимая невязка составляет 10 %, расчет производится по формуле:

(36)

Неувязка ветви ГРП-9-8-7-6-0 составляет:

Ветвь ГРП-10'-9-8.

Участок ГРП-10':



Участок 10'-9:

Участок 9-8:

Неувязка ветви ГРП-10'-9-8 составляет:

Увязка выгодных ветвей.

Участок 1-1':



Участок 4'-5-6-7-8:

Участок 4'-5:

Участок 5-6:

Участок 6-7:

Участок 7-8:

Участок 6-6':

Участок 10'-10-11-0:

Участок 10'-10:



Участок 10-11:

Участок 11-0:

Участок 10-10'':

Участок 5-13-12-0:



Участок 5-13:

Участок 13-12:

Участок 12-0:

Участок 9-13:



Таблица 9 - Сводная таблица гидравлического расчета ГНД

№ участка сети	Длина участка, м	Расчетная длина участка, м	Расчетный расход газа, м3 /ч	Диаметр газопровода, мм	Потери давления, Па	Суммарные потери давления, Па
					удельные (на 1 п. м.)	на участке
ГРП-4'-4-3-2-1-0
ГРП-4'	30	33	1359,8	325Ч8	0,6	19,8	987,745 ?=1,23%
4'-4	110	121	352,8	219Ч6	0,4	48,4
4-3	478	525,8	373,52	219Ч6	0,4	210,32
3-2	220	242	275,8	159Ч4	0,8	193,6
2-1	381	419,1	191,66	140Ч4,5	0,7	293,37
1-0	449	493,9	62,86	108Ч4	0,45	222,255
ГРП-10'-9-8
ГРП-10'	30	33	2215,33	426Ч9	0,4	13,2	968,22 ?=3,18%
10'-9	570	627	1081,7	237Ч7	0,9	564,3
9-8	592	651,2	62,16	108Ч4	0,6	651,2
1-1'
1-1'	45	49,5	6,3	33,5Ч3,2	4,6	227,7	227,7 ?=2,9%
Ответвление 4'-5-6-7-8
4'-5	170	187	869,11	237Ч7	0,8	149,6	990 ?=-0,99%
5-6	320	352	170,52	133Ч4	0,9	352
6-7	372	409,2	66,36	89Ч3	1	409,2
7-8	130	143	13,65	57Ч3	0,8	114,4
6-6'
6-6'	150	165	15,75	42,3Ч3,2	3,2	528	528 ?=-2,76%
Ответвление 10'-10-11-0
10'-10	240	264	886,24	237Ч7	0,5	132	1084,82 ?=-9,93%
10-11	346	380,6	657,14	219Ч6	0,7	266,42
11-0	960	1056	278,14	159Ч4	0,65	686,4
10-10''
10-10''	102	112,2	29,58	48Ч3,5	7,6	854,8	854,8 ?=0%
Ответвление 5-13-12-0
5-13	861	947,1	430,245	219Ч6	0,5	473,55	783,09 ?=5,7%
13-12	266	292,6	325,55	219Ч6	0,4	117,04
12-0	250	275	106,25	114Ч4	0,7	192,5
9-13
9-13	734	807,4	507,06	325Ч8	0,08	65,45	65,45 ?=0%



3. Гидравлический расчет высокого давления

На генплане района города намечают прокладку газопроводов высокого давления. К газопроводу высокого давления присоединяются все промышленные предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы, районные или квартальные котельные, ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).

Гидравлический расчет газопроводов производится для двух аварийных и нормального режимов потребления газа. Начальное давление газа 700 кПа (давление на выходе из газораспределительной станции - ГРС). Конечное давление газа 300 кПа. На расчетной схеме газопроводов высокого давления наносятся номера участков, расстояние между участками в метрах, расчетные расходы газа в м3/ч, наименование промышленных предприятий и их расходы, квартальные или районные котельные.

Определение аварийного расхода газа производится по формуле:

(37)

- аварийный расход газа по кольцевому газопроводу, м3/ч;

? расход i-потребителей газа, м3/ч;

- коэффициент обеспеченности расход i-потребителя газа.

Коэффициент обеспеченности газом при аварийных ситуациях для бытовых потребителей (ГРП) можно принять в пределах от 0,6 до 0,85; для отопительно-производственных котельных - от 0 до 0,75 в зависимости от наличия резервного топлива; для промышленных предприятий - 0,5 до 0,9.

Таблица 10 - Расчетные расходы потребителей

№ потребителя по плану	Потребитель	,		,
10	Прачечная	168,35	0,6	59,6
1	Баня	381,6	0,6	130,09
9	Хлебозавод	84,37	0,9	44,79
7	Котельная №1	1674,54	0,75	740,98
6	Котельная №2	1151,31	0,75	509,45
4	ПП1	124,44	0,9	66,07
3	ПП2	23,08	0,9	12,25
2	ПП3	59,32	0,9	31,5
5	ГРП-4'	1359,8	0,85	681,94
8	ГРП-10'	2215,33	0,85	1110,99
Всего		7 242,14		3387,66

Расчетный расход газа:

Среднеквадратичную потерю давления газа по кольцу определяем по формуле:

(38)

Среднеквадратичные потери давления газа по кольцу составляет:

По номограмме (приложение 2) для гидравлического расчета газопроводов высокого или среднего давления по и определяем предварительные диаметры кольцевого газопровода, он равен

Конечное давление в конце каждого участка определяется по формуле:

(39)



Таблица 11 - Параметры сети высокого давления при аварийном режиме работы

Отказал участок 0-1	Отказал участок 0-10
Показатели участка	,	,	Показатели участка	,	,
№	, мм	, м	,			№	, мм	, км	,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0-10	140Ч4,5	286	3387,66	50,7	14500	0-1	140Ч4,5	374	3387,66	49,5	18500
10-9		1672	3328,06	35,9	60000	1-2		231	3257,57	34,6	8000
9-8		682	3283,27	57,2	39000	2-3		649	3226,01	57,8	37500
8-7		286	2172,28	20,97	6000	3-4		88	3213,62	56,8	5000
7-6		594	1481,3	13,8	8200	4-5		198	3147,75	35,4	7000
6-5		704	921,65	5,4	3800	5-6		704	2465,81	32,7	23000
5-4		198	239,91	0,5	100	6-7		594	1956,36	23,9	14200
4-3		88	173,84	0,19	17	7-8		286	1215,38	5,8	1650
3-2		649	161,59	0,17	110	8-9		682	104,39	0,16	110
2-1		231	130,09	0,4	100	9-10		1672	59,6	0,6	1000

При отказе участка 0-1:

При отказе участка 0-10:

Оставляем принятые диаметры участков кольца.



3.1 Расчет потокораспределения при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления

Задаем предварительную точку схода 7, исходя из того, что расходы по левой и правой ветвям должны быть примерно равны между собой и длины газопроводов по обеим ветвям примерно равнозначны между собой.

Главной магистралью является ветвь 0-1-2-3-4-5-6-7.

Таблица 12 - Параметры сети высокого давления при нормальном режиме работы

Показатели участка	,	,
№	, мм	, км	,
1	2	3	4	5	6
0-1	140Ч4,5	374	3936,82	72,2	27000
1-2		231	3555,22	43,3	10000
2-3		649	3495,9	66,3	43000
3-4		88	3472,82	79,5	7000
4-5		198	3348,38	37,9	7500
5-6		704	1988,58	26,9	19000
6-7		594	837,27	5,1	3000
0-10		286	-3305,32	41,9	-12000
10-9		1672	-3136,97	41,9	-70000
9-8		682	-3052,6	57,2	-39000
8-7		286	-837,27	3,1	-900

В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем неувязку в кольце по формуле:

(40)

Исходя из предварительного распределения потоков составляет:

Неувязка находится в допустимых пределах, расчет можно считать законченным.



Заключение

В ходе разработки расчетного задания рассчитанная и спроектирована система газоснабжения в посёлке Озёрный Смоленской области.

Расчеты велись на основании расчетный годовых и часовых расходов газа на бытовое и коммунально-бытовое потребления. Расчеты выполнены с соблюдением норм и правил современного проектирования, учтены требования энергосберегающих мероприятий.

В результате выполненной работы была спроектирована кольцевая система газоснабжения. Выполнены следующие задачи:

определены места прокладки распределительных газопроводов;

определено количество потребителей газа на газифицируемой территории;

определены расходы газа для каждого потребителя;

рассчитано количество ГРП и определены места их расположения;

произведены гидравлические расчеты газопроводов сети низкого и высокого давления;

подобраны диаметры труб газопроводов;

рассчитаны аварийные режимы работы газопроводов высокого давления при отказе участков;

В графической части были разработаны:

генплан деревни с нанесением газовых сетей, ГРС, сетевых ГРП;

схема газопроводов низкого давления;

схема газопровода высокого давления при нормальном режиме работы и при аварийных режимах работы с отказом участков 0-9 и 0-1.



Список использованных источников

1. Методическое обеспечение дисциплины «Газоснабжение». Ионин, А.А. Газоснабжение / А.А. Ионин. - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.

2. СниП 2.01,01-82. Строительная климатология и геофизика.

3. Стаскевич, Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н.Л. Стаскевич, Г.Н. Северинец. - Л.: Недра, 1990. - 768 с.

4. СНиП 2.04.08-87. Газоснабжение. Госстрой СССР. -М: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. -64с.

5. СниП 2.07,01-89. Градостроительство.

6. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления (ПБ 12-529-03). - М.: ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.

7. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. - М.: Госстрой России, 2003.

8. СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб». - М.: ЗАО «Полимергаз», 2003.



Приложения

Размещено на Allbest.ru

...