Расчет распределительных сетей района города

 

СОДЕРЖАНИЕ

1.       Расчет распределительных сетей района города

1.1     Определение характеристик природного газа

1.2     Определение годовых расходов газа

1.2.1   Бытовое потребление

1.2.2   Коммунально-бытовое потребление

1.2.3   Годовой расход газа на здравоохранение

1.2.4   Годовой расход газа на предприятия общественного питания

1.2.5   Годовые расходы газа хлебозаводами и кондитерскими

1.2.6   Годовые расходы газа мелкими потребителями

1.2.7   Годовые расходы газа на отопление, вентиляцию и ГВС

1.2.8   Годовой расход газа на водогрейную котельную установку

1.2.9   Промышленное потребление. Определение расчетных часовых

          расходов газа

1.3     Выбор системы газоснабжения

1.4     Гидравлический расчет газопроводов

1.4.1  Расчет газопроводов низкого давления

1.4.2  Расчет газопроводов среднего и высокого давления

2.       Технологическая часть.

2.1.    Оборудования сетевого газорегуляторного пункта низкого давления

2.1.1  Регулятор давления

2.1.2  Газовый  фильтр

2.1.3  Предохранительный запорный клапан

2.1.4  Предохранительный сбросный клапан

3.       Список  использованных источников

 

 

1. Расчет распределительных сетей района города

 

Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций (ГРС), контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок (ГРП и ГРУ).

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

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газовые сети, которые берут своё начало от ГРС и служат для снабжения газом бытовых, коммунально-бытовых и промышленных потребителей.

Газопроводы в городах и населённых пунктах классифицируются по давлению, назначению и методу прокладки, а система распределения газа классифицируется по числу ступеней перепада давления и строению их схем.

Согласно правилам безопасности в газовом хозяйстве газопроводы на территории населённых пунктов, а также у промышленных, коммунальных и бытовых потребителей могут быть низкого (до 0,005 МПа), среднего (до 0,3 МПа) и высокого (до 0,6 или 1,2 МПа) давления.

По назначению газопроводы населённых пунктов условно подразделяют на:

-     распределительные (уличные) газопроводы;

-     ответвления и вводы к потребителям, по которым газ от распределительных газопроводов подаётся к одному или группе потребителей;

-     внутриобъектовые газопроводы (дворовые или межцеховые);

-     внутренние газопроводы (внутридомовые или внутрицеховые).

По числу ступеней давления, системы газоснабжения подразделяются на:

1.   одноступенчатые;

2.   двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого давления;

3.   трехступенчатые (многоступенчатые), включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давления.

На выбор системы газоснабжения оказывает влияние ряд факторов, основные из них: 1) характер источника газа, свойства газа, степень его очистки, наличие в нём влаги; 2) размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; 3) размеры нагрузок потребителей газа; 4) насыщенность уличных проездов инженерными коммуникациями; 5) климатические и геологические условия.

При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов, выбор лучшего варианта системы в каждом конкретном случае должен быть осуществлён технико-экономическим сопоставлением по основным показателям: надёжность, технологичность, экономичность.

 

1. Характеристика природного газа

 

Для газоснабжения городов широко применяют природные газы. Они представляют собой механическую смесь различных углеводородов метанового ряда, называемых предельными, балластных негорючих газов и примесей (влаги, смолы, пыли).

Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания. Это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы объёма газообразного (единицы массы твёрдого или жидкого) топлива при нормальных физических условиях. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Если водяные пары, содержащиеся в топливе и образующиеся при сгорании водорода топлива, присутствуют в виде жидкости, то количество выделившейся теплоты характеризуется высшей теплотой сгорания Qв, кДж/м3. Если водяные пары присутствуют в виде пара, то теплота сгорания называется низшей Qн, кДж/м3.

Составление тепловых балансов топливоиспользующих установок и подсчет КПД производят с учетом содержания в продуктах сгорания не воды, а водяного пара, т.е. исходя из низшей теплоты сгорания.

Тепловой баланс установок, включающих контактные теплообменные аппараты в условиях, когда имеет место изменение влагосодержания продуктов сгорания, необходимо сводить по высшей теплоте сгорания топлива. В противном случае видимый КПД, подсчитанный по стандартной методике по отношению к Qн может превышать 100% .

Низшая теплота сгорания природного газа Саратов - Н.Новгород:

Qн=36044,8 кДж/м 3                                                                                  

СН4,С2Н6,C3H8 ,C4H10, C5H12 – содержание в газе его компонентов в % по объему. По [8, табл.4] для природного газа Саратов-Н.Новгород:

СН4 = 91,9 % об.;

С2Н6 =2,1 % об.;

С3Н8 =1,3 % об.;

C4H10=0,4 % об.;

C5H12=0,1 % об.;

Высшая теплота сгорания превышает низшую примерно на 11%:

Qв = 1,11 ∙ Qн, кДж/м 3                                                                               (1)

Qв = 1,11 ∙ 36044,8 = 39649,3 кДж/м 3

Плотность горючего газа при нормальных условиях:

 кг/м 3

 

 

 

1.2 Определение годовых расчетов газа

Годовое потребление газа  городом является основой для составления проекта газоснабжения. Расчёт годового потребления ведётся в соответствии с нормами потребления и численностью населения по отдельным видам нагрузок.

Расчёт расхода газа на бытовые, коммунальные и общественные нужды представляется собой сложную задачу, т.к. количество газа, расходуемого этими потребителями, зависит от множества факторов: газооборудования, благоустройства и населённости квартир; газооборудования учреждений и предприятий; степени обслуживания населения этими учреждениями; охвата потребителей централизованным горячим водоснабжением. Большинство приведённых факторов не поддаётся точному учёту, поэтому потребление газа рассчитывают по средним нормам. В них учитывается, что население частично питается в буфетах, столовых и ресторанах, а также пользуется услугами коммунально-бытовых предприятий. В квартирах газ расходуют на приготовление пищи, горячей воды и стирку белья.

Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяют по удельным нормам теплопотребления.

Расход газа на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды промышленных предприятий принимают по соответствующим проектам.

 

1.2.1 Бытовое потребление

Находим численность населения каждого квартала N, чел. Для этого плотность населения умножаем на площадь квартала. Просуммировав количество населения всех кварталов, получаем общую численность населения данного населённого пункта.

, чел.                                                                                    (2)

где    S – площадь застройки, га: S=17,79 га;

ρ – плотность населения, чел./га: ρ = 400 чел./га.

чел.

Бытовое потребление газа в год находим по формуле:

, м3/год                                            (3)

где    Q1 – норма расхода теплоты потребителями, имеющими газовые плиты без централизованного горячего водоснабжения, МДж/(чел. год). По [3, прил. А]:

Q1 = 6000 МДж/(чел. год);

Р1 – процент охвата газоснабжением потребителей, имеющих газовые плиты без ЦГВ. По заданию:

Р1 = 0,1;

Q2 – норма расхода теплоты  потребителями, имеющими газовые  плиты и проточные газовые  водонагреватели (при отсутствии  централизованного горячего водоснабжения), МДж/(чел. год). По [3, прил. А]:

Q2 = 10 000 МДж/чел.год;

Р2 – процент охвата газоснабжением потребителей, имеющих газовые плиты и проточные газовые водонагреватели:

Р2 = 0,2;

Q3 – норма расхода теплоты  потребителями, имеющими газовые  плиты и центральное горячее  водоснабжение, МДж/(чел. год). По [3, прил. А]:

Q3 = 4100 МДж/чел. год;

Р3 – процент охвата газоснабжением потребителей, имеющих газовые плиты и ЦГВ:

Р3 = 0,7;

Р' – процент охвата газоснабжением бытовых потребителей:

Р' = 1.

 м3/год.

1.2.2 Коммунально-бытовое  потребление

 

Расход газа на коммунально-бытовые нужды определяем в зависимости от количества и норм расходования ими газа.

Годовой расход газа на бани определяем по формуле:

, м3/год                    (4)

где Р = 1 – (Р2 + Р3),     (5)

Р = 1 – (0,2 + 0,7) = 0,1;

Q – норма расхода газа  на бани с мытьём без ванн, МДж/на одну помывку. По [3, прил. А]: Q = 40 МДж/на одну помывку;

52 – число недель в  году;

Р' – процент охвата газоснабжением коммунально-бытовых потребителей:

Р' = 0,8.

 м3/год.

 

1.2.3 Годовой расход газа  на здравоохранение

 

При определении годового расхода газа на здравоохранение считаем, что 8 – 12 человек на 1000 жителей лежат в больнице.

, м3/год                               (6)

где    Q1 – норма расхода теплоты на приготовление пищи, МДж/на 1 койку в год. По [3]:        Q1 = 3200 МДж/на 1 койку в год;

Q2 – норма расхода теплоты  на приготовление горячей воды  для хозяйственно-бытовых нужд  и лечебных процедур, МДж/на 1 койку  в год. По [3, прил. А]:

Q2 = 9200 МДж/на 1 койку в год;

Р – процент охвата газоснабжения больниц:

Р = 0,5;

Р' – процент охвата газоснабжением объектов здравоохранения:

Р' = 1.

 м3/год.

 

1.2.4 Годовой расход газа  на предприятия общественного  питания

 

При определении годового расхода газа на предприятия общественного питания считаем, что 25% населения питаются 3 раза в день в буфетах, столовых или ресторанах.

, м3/год                    (7)

где    Q1 = Q3 – суточная норма расхода теплоты на приготовление завтраков и ужинов, МДж/на 1 завтрак (ужин). По [3, прил. А]:

Q1 = Q3 = 2,1 МДж/на 1 завтрак (ужин);

Q2 – суточная норма  расхода теплоты на приготовление  обедов. По [3, прил. А]:

Q2 = 4,2 МДж/на 1обед;

365 – количество дней  в году;

Р' – процент охвата газоснабжением предприятий общественного питания:

Р' = 1.

 м3/год.

 

1.2.5 Годовой расход газа  хлебозаводами и кондитерскими

При определении годового расхода газа хлебозаводами и кондитерскими считаем, что на 1000 жителей в сутки производится 0,6 – 0,7 тонн хлебобулочных изделий.

, м3/год                               (8)

где    Q – годовая норма расхода теплоты на хлебозаводы и кондитерские, МДж/на 1 тонну продукции. По [3, прил. А]:

Q = 5 450 МДж/на 1 тонну продукции.

Р' – процент охвата газоснабжением хлебозаводов и кондитерских:

Р' = 1.

 м3/год.

 

1.2.6 Годовой расход газа  мелкими потребителями

 

К мелким потребителям относят отдельные жилые здания, отдельные стояки жилых зданий и отдельные мелкие коммунальные, общественные и прочие потребители (детские сады, ясли, школы и т.д.). Годовой расход газа мелкими потребителями принимаем в % от бытового и коммунально-бытового потребления:

, м3/год                                                 (9)

 м3/год.

 

1.2.7 Годовые расходы газа на отопление, вентиляцию и ГВС

 

Годовые расходы газа на отопление жилых и общественных зданий:

, м3/год          (10)

где  nо – продолжительность отопительного периода, сут., по числу дней с устойчивой среднесуточной температурой наружного воздуха 8°С. По [1, табл.1]: nо = 196 сут.;

q0 – укрупнённый показатель  максимального теплового потока  на отопление жилых зданий  на 1м2 общей площади, принимаемый  по [5, прил. 2]. Вт. Для зданий этажности 5 и более, построенных после 1985 года  по новым типовым проектам: q0 = 84 Вт/м2;

k1 – коэффициент, учитывающий  тепловой поток на отопление  общественных зданий; при отсутствии  данных принимаем по [5, п. 2.4.]: k1 = 0,25;

tв – расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ˚С. Принимаем для жилых и общественных зданий: tв = 20˚С;

tот – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ˚С. Принимаем по [1, табл. 1]: tот = – 4,3˚С;

tо – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ˚С, равная расчетной температуре наиболее холодной пятидневки (Коб = 0,92) по [1, табл. 1]: tо = – 27˚С;

η – КПД потребителя; η = 0,95;

Р' – процент охвата газоснабжением отопления, вентиляции жилых и общественных зданий: Р' = 0,8;

А – общая площадь жилых зданий района, м2. Определяем по формуле:

, м2          (11)

где    f – средняя норма площади на одного жителя. Принимаем f = 18 м2/чел.

А =128088 м2.

 м3/год.

Годовые расходы газа на вентиляцию жилых и общественных зданий:

, м3/год         (12)

где    z – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции обще6ственных зданий в течение суток, принимаем z = 12 ч;

k2 – коэффициент, учитывающий  тепловой поток на вентиляцию  общественных зданий; при отсутствии  данных принимаем по [5, п. 2.4.]: для  общественных зданий, построенных  после 1985 г.: k2 = 0,6;