Выбор и расчет городской, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения

Определение наименьшей теплоты сгорания смеси горючих газов. Вычисление количества котлов для квартальной котельной. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления для трех режимов эксплуатации. Выбор схемы газоснабжения секции жилого дома.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.11.2014
Размер файла 167,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Современные городские распределительные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций (ГРС), газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ), системы связи и телеуправления, средства защиты газопроводов от коррозии. Для управления эксплуатацией этой системой имеется специальная служба с соответствующими средствами, обеспечивающими возможность бесперебойного газоснабжения.

Проекты газоснабжения областей, городов, поселков разрабатывают на основе схем перспективных потоков газа, схем развития и размещения отраслей народного хозяйства и проектов районных планировок, генеральных планов городов с учетом их развития на перспективу. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных элементов или участков газопровода для производства ремонтных и аварийных работ.

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируются по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

- газопроводы низкого давления с давлением газа до 5 кПа;

- газопроводы среднего давления с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа;

- газопроводы высокого давления II-ой категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа;

- газопроводы высокого давления I-ой категории с давлением газа от 0,6 до 1,2 МПа.

Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания.

Газопроводы среднего и высокого(II категории) давления служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через ГРП.

Городские газопроводы высокого (I категории) давления являются основными артериями, питающими крупный город, их выполняют в виде кольца , полукольца или в виде лучей.

В данном курсовом проекте необходимо выполнить выбор и расчет городской, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения, а также подбор оборудования ГРУ и расчет горелки для котла квартальной котельной согласно исходным данным.

1. Характеристика города и потребителей газа

В городе Ростовской области, для которого проектируется система газоснабжения, . Роза ветров для данного города согласно:

Табл. 1

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

3,4

5,8

8,8

4,8

3,3

4

4,1

3,1

Так как город средних размеров и в нем имеются потребители, которые требуют различных давлений, то принимаем двухступенчатую схему газоснабжения с газопроводом среднего (5кПа-0,3МПа) и низкого (до 5кПа) давления. В данном случае газопровод среднего давления проектируется кольцевым, т.к. он является основной артерией питающей газом город. К сети среднего давления присоединяются крупные потребители газа: промышленное предприятие, больница, хлебозавод, районные котельные, банно-прачечный комбинат, квартальная котельная, сетевые ГРП. Газопровод прокладывается по окраинам города, в районах с малой плотностью населения и меньшим количеством подземных коммуникации.

Сети низкого давления состоят из тупиковых газопроводов и отдельных ответвлений.

Связь между газопроводами среднего и низкого давления осуществляется через сетевые ГРП, где давление снижается до необходимой величины и поддерживается постоянным автоматически.

Газораспределительная станция находится на северо-западной окраине города на расстоянии от крайней улицы.

Жилые дома в этажей составляют жилого фонда, -этажная застройка - жилого фонда. Кварталы имеют среднюю и высокую градостроительную ценность. В пятиэтажных домах установлены газовые плиты и водоподогреватели, в -этажных домах только газовые плиты.

В городе две районные и одна квартальная котельная. Районные котельные расположены на северной и юго-западной окраине города.

Согласно расчету в городе проживает жителей, которые используют основную часть газа на коммунально-бытовые нужды.

2. Определение свойств газа

Состав газа:

, ;

, ;

, ;

,

.

; .

Почти все характеристики газообразного топлива могут быть определены, если известен состав, по свойствам простых газов, компонентов смеси.

Плотность газообразного топлива в н.у. определяется по выражению:

,

где -- объёмное процентное содержание -го компонента смеси, ; -- плотность -го компонента газовой смеси при н.у., .

Плотность любого компонента принимают по справочным данным или определяют по формуле:

,

где -- молекулярная масса -го компонента смеси, ; -- объем одного кмоль -го компонента смеси, .

,,

,,

,,

,,

,,

,,

,.

Определим плотность газообразного топлива в н.у.:

.

Низшая теплота сгорания смеси горючих газов определяется по выражению:

,

где -- низшая объемная теплота сгорания -го компонента, . Принимается по справочным данным.

.

Пределы воспламенения для газовых смесей при наличии в них балласта могут быть примерно определены по формуле:

,

где -- предел воспламенения (нижний и верхний) -го компонента, ; -- балласт газообразного топлива, .

Пределы воспламенения отдельных компонентов:

СН4:,;

С2Н6:,;

С3Н8:,;

С4Н10: ,,

С5Н12: ,,

,

.

Количество воздуха теоретически необходимого для полного сгорания природного газа находится по выражению:

, ,

где -- объемное процентное содержание углеводородов, входящих в состав газовой смеси, ; -- соответственно число атомов углерода и водорода в каждом углеводороде.

С учетом влажности воздуха:

,

где -- влагосодержание воздуха,. Определяется по диаграмме при и : .

.

Действительное количество воздуха подаваемого в топку для сжигания газа определяется по формуле:

, ,

где - коэффициент избытка воздуха, зависящий от типа горелки. Принимаем .

.

При сжигании природного газа в продуктах сгорания образуется углекислый газ, вода, азот, кислород.

Содержание углекислого газа в продуктах сгорания зависит от количества углерода в углеводородах и содержания его в самом газе и определяется по формуле:

,

,

где -- объемное процентное содержание углекислого газа в газообразном топливе, .

Содержание водяных паров, образующихся при сжигании газа, зависит от количества водорода в компонентах топлива и от влажности воздуха и газа и определяется по формуле:

,

где -- объемное процентное содержание сероводорода в топливе, ; -- влагосодержание газа (принимаем газ осушенным ).

.

Количество азота в продуктах сгорания зависит от содержания его в газовом топливе и в воздухе и определяется по выражению:

где -- объемное процентное содержание азота в газообразном топливе, .

Содержание кислорода в продуктах сгорания зависит от коэффициента избытка воздуха, при котором ведется процесс, находим по формуле:

.

При наличии в газообразном топливе в продуктах сгорания образуется сернистый ангидрид:

.

Полный объем продуктов сгорания газообразного топлива составит:

.

Определение свойств газа по углеродному числу.

Почти все теплофизические характеристики природных газов могут быть определены через углеродное число.

Под углеродным числом для смеси газов следует понимать средневзвешенное число атомов углерода в условном углеводороде , термодинамические и горючие свойства, в которых такие же, как и свойства реальной органической части природного газа. Углеродное число для смеси газов находится по выражению:

где -- объемное процентное содержание предельных углеводородов в смеси, .

.

Плотность природного газа определяется по выражению:

,

,

Теплота сгорания природного газа находится по выражению:

.

Теоретическое количество воздуха необходимого для полного сжигания природного газа равно:

.

Содержание углекислого газа в продуктах сгорания:

.

Содержание водяных паров в продуктах сгорания находится по выражению:

.

Содержание и в продуктах сгорания природного газа определяется по формуле:

,,

.

Полный объем продуктов сгорания газообразного топлива:

, ,

.

3. Определение количества ГРП, выявление зон их действия и расчет количества жителей в этих зонах

Количество ГРП для газоснабжения бытовых и мелких коммунальных потребителей может быть определено по формуле:

,

где -- газифицируемая площадь, включая площадь проездов, ; -- оптимальный радиус действия ГРП, , .

Принимаем .

Каждый ГРП размещают в центре зоны его действия и для каждой зоны определяют расчетные расходы газа (нагрузки ГРП).

Газифицируемая площадь города принимается по внешнему обмеру за вычетом площади кварталов, занятых сосредоточенными потребителями и зелеными насаждениями:

.

Определяем количество ГРП:

.

Принимаем 4 ГРП, определяем зоны их действия и размещаем ГРП на генплане города в центре зоны их действия.

ГРП 1 обслуживает кварталы: с населением .

ГРП 2 обслуживает кварталы: с населением .

ГРП 3 обслуживает кварталы: с населением .

ГРП 4 обслуживает кварталы: с населением .

Для определения расчетных расходов газа различными потребителями необходимо знать количество жителей, проживающих в городе, по отдельным кварталам и в целом. Количество жителей определяется по формуле:

,

где -- площадь квартала в красных линиях застройки, ; -- расчетная плотность населения, .

Размеры кварталов принимаются по генплану города.

Плотность населения принимается в зависимости от зоны различной степени градостроительной ценности территории для жилых районов.

4. Определение расчетных расходов газа бытовыми и мелкими коммунальными потребителями (нагрузок сетевых ГРП)

В городе располагаются районы с различной этажностью застройки. Принимаем, что в - этажных зданиях проживает населения, а в - этажных зданиях проживает населения.

Поскольку в городе население составляет около , то наиболее экономичной является двухступенчатая система газоснабжения. Газ среднего давления Г2 поступает от ГРС к ГРП, где его давление снижается до низкого. И уже газ низкого давления от ГРП идет в квартиры к бытовым газовым приборам.

В кварталах этажностью до этажей включительно в квартирах устанавливаются газовые плиты и проточные водоподогреватели. В кварталах этажностью более этажей квартиры полностью благоустроены, в них имеется централизованное горячее водоснабжение от РК.

ГРП 1. В зоне этажной застройки проживает человек,

этажной застройки-- человек.

ГРП 2. В зоне этажной застройки проживает человек,

этажной застройки-- человек.

ГРП 3. В зоне этажной застройки проживает человека,

этажной застройки-- человек.

ГРП 4. В зоне этажной застройки проживает человека,

этажной застройки-- человек.

Расчетный расход газа, , находим как долю годового расхода:

,

где -- коэффициент часового максимума. Величина зависит от общего числа жителей, снабжаемых газом в зоне действия ГРП.

Годовой расход газа , , на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды равномерно распределенными потребителями определяем по выражению:

, ,

где -- численность населения, ; -- число расчетных потребителей на 1 тыс. жителей; -- степень охвата газоснабжением в долях единицы; -- нормативный расход газа в тепловых единицах на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды, , -- низшая теплота сгорания газа, .

При расчете расхода газа на приготовление пищи на предприятиях общественного питания число единиц потребления в столовых района (количество завтраков, обедов и ужинов) находим в соответствии с нормативными показателями и из условия, что столовые работают в две смены. С учетом средней загрузки предприятий общественного питания принимаем охват обслуживанием населения общей численности населения, считая, что каждый человек, регулярно пользующийся столовыми и ресторанами, потребляет в день примерно 1 обед и 1 ужин (или завтрак).

Тогда общее число завтраков, обедов или ужинов составит .

Степень охвата газоснабжением столовых в данном случае ; -- число дней работы предприятий общественного питания за год. Этот расчет приводим в графе 5.

Нагрузка ГРП определяется как сумма расчетных расходов газа по всем видам потребления:

;

;

;

.

5. Определение расхода газа сосредоточенными потребителями

Необходимо определить расчетный расход газа для сосредоточенных потребителей: больницы, хлебозавода, банно-прачечного комбината, расположенных в городе Ростовской области с населением человек. Используется газ с .

В больнице газ расходуется на приготовление пищи, горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и на лечебные процедуры, на стирку белья в механизированной прачечной, а также для покрытия расходов теплоты на отопление и вентиляцию больницы.

Число мест в больнице определяется органами здравоохранения. По существующим рекомендациям в городе с населением человек больница должна иметь коек.

Количество стираемого белья в механизированной прачечной больницы находим из условия стирки белья в год на одну койку. т. е. .

Расчетный расход газа на отопление и вентиляцию больницы находим по формулам:

,

где -- коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты в системе отопления; , -- удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания соответственно ,; для больниц можно принимать и , -- объем здания по наружному обмеру, ; для больниц удельная кубатура принимается в пределах на одну койку; , -- соответственно расчетные температуры внутреннего воздуха в помещении и наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции, -- коэффициент, учитывающий затраты теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха, (в зданиях с приточной вентиляцией ); -- КПД котельной установки, принимаемый ; -- температурный коэффициент.

В нашем случае: ;;; ;;;

Удельную кубатуру принимаем равной на одну койку.

;

;

.

Расход газа для больницы:

.

Эта величина и составляет нагрузку ГРП больницы.

На хлебозаводе газ используется для выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий. Производительность хлебозавода определяем из условия выпечки в сутки на жителей , т.е. в год на жителей хлебобулочных изделий и кондитерских изделий. Нормативный расход газа на выпечку изделия зависит от вида изделия. Принимаем, что выпечка хлеба формового составляет , подового-- , батонов, булок, сдобы-- от общего количества хлебобулочных изделий. Расчет количества выпекаемых хлебобулочных и кондитерских изделий приводим в графе 5. Коэффициент часового максимума для хлебозавода .

Нагрузка ГПР хлебозавода .

В банно-прачечном комбинате газ расходуется на приготовление горячей воды для мытья в бане (в ваннах и без ванн) и для стирки белья в механизированной прачечной. Количество помывок в бане (графа 5) определяем из расчета помывки в год одним человеком (прил.1). Считаем, что баней пользуются от общего числа жителей города, причем для половины из них учитываем расход газа на мытье без ванн, для остальных - мытье в ваннах. Значение для бани принимаем: .

В прачечную белье для стирки поступает от жителей города, от предприятий общественного питания, поликлиник, бани, гостиницы, детских учреждений (в больнице имеется собственная прачечная).

Принимаем, что от общего, числа жителей сдают белье в прачечную.

При норме на одного человека в год количество белья, поступающего от населения, составит:

.

Количество белья, сдаваемого в прачечную предприятиями общественного питания, зависит от числа единиц потребления в столовых (от количества обедов, завтраков, ужинов). При норме на один обед, завтрак или ужин:

.

Множитель учитывает количество завтраков (или ужинов) и обедов на одного человека.

Количество белья, поступающего в прачечную из поликлиник, бани и гостиницы соответственно равно:

;

;

.

Здесь -- расчетные показатели стираемого белья на одно посещение поликлиники, бани и на одно место в гостинице;

-- количество посещений поликлиники в день, приходящееся на жителей;

-- число дней работы поликлиники в году;

-- количество мест в гостинице на жителей;

-- число помывок в бане в год.

При расчете количества белья, поступающего в прачечную из детских учреждений, принимаем, что число детей ясельного возраста составляет , в возрасте от до лет-- от общего числа жителей, а охват обслуживанием детскими учреждениями . При норме белья в год на одного ребенка в яслях и в детских садах количество сдаваемого белья соответственно равно:

;

.

Суммарное количество белья, стираемого в прачечной, составит:

.

Нагрузку ГРП банно-прачечного комбината определяем как сумму расчетных расходов на баню и прачечную:

.

6. Определение расхода газа котельными. Определение количества котлов для квартальной котельной и уточнение действительного расхода газа для нее

В городе имеется две районные котельные.

Районная котельная РК1 обслуживает кварталы с общим числом жителей человек:

-- в зоне - этажной застройки проживает человек;

-- в зоне - этажной застройки человек.

Районная котельная РК2 обслуживает кварталы с общим числом жителей: -- в зоне - этажной застройки проживает человек; -- в зоне - этажной застройки человека.

Необходимо определить расчетный расход газа районными котельными, обслуживающими город. В квартирах 6-этажных жилых домов установлены газовые плиты.

В квартале 28, застроенном 7-ми-, 9-тиэтажными домами с населением человек предусматривается квартальная котельная.

На территории больницы расположена отдельная котельная, покрывающая все ее расходы теплоты на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию.

Расход газа котельными определяем по выявленным расходам теплоты на отопление жилых и общественных зданий , вентиляцию общественных зданий и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий .

Расход теплоты находим по укрупненным показателям.

Расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий:

,

где -- укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий, , -- общая площадь жилых зданий, :

,

где -- норма общей площади на одного человека, ;

-- количество жителей в обслуживаемой зоне;

-- коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий,

.

Приняв при , получим:

Для РК1: ;

Для РК2: ;

Для КК: .

Расход теплоты на вентиляцию общественных зданий:

,

где -- коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий,

Для РК1: ;

Для РК2: ;

Для КК: .

Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий в зоне - этажной застройки определяем по формуле:

,

где -- укрупненный показатель среднего расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека, . Приняв норму расхода воды на горячее водоснабжение для одного человека , находим ;

-- число жителей, пользующихся централизованным горячим водоснабжением.

Для РК1: ;

Для РК2: ;

Для зоны с - этажной застройкой расход теплоты на горячее водоснабжение учитываем только для общественных зданий (в кухнях квартир жилых зданий установлены газовые водонагреватели):

,

-- число жителей в зоне - этажной застройки;

-- укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение с учётом потребления только в общественных зданиях на одного человека, .

=73;

Для РК1: ;

Для РК2: ;

Для КК: .

Для выявленного теплопотребления города расход газа всеми котельными , найдем по формуле:

.

КПД котельных установок принимаем:

-- для котельных малой и средней мощности ;

-- для котельных большой мощности .

Для РК1: ;

Для РК2: ;

Для КК: .

Уточняем расход газа для квартальной котельной. Для этого определим число устанавливаемых котлов в котельной. К установке приняты котлы МГ-2Т с поверхностью нагрева .

Расход газа одним котлом , составляет:

,

где - теплосъем с поверхности нагрева котла .

Количество котлов в котельной:

.

Принимаем к установке 6 котлов. Уточненный расход газа на квартальную котельную составит:

.

На эту нагрузку подбирают и рассчитывают оборудование ГРУ котельной. Полученный расход газа является нагрузкой ГРУ квартальной котельной.

Если на территории газифицируемого объекта предусмотрена собственная котельная для покрытия затрат тепла этого объекта, то из расхода газа на районную котельную следует вычесть расход газа объектовой котельной. В нашем случае из нагрузки РК1 следует вычесть расход газа котельной больницы (т.е. на отопление и вентиляцию больницы). Уточняем расход газа для РК1:

.

7. Выбор системы газоснабжения города

Для выбора системы газоснабжения используем данные полученные ранее:

-- количество жителей в городе -- ;

-- расход газа равномерно-распределенными потребителями -- ;

-- расход газа сосредоточенными потребителеми -- ;

-- общий расход газа: -- .

При численности населения около и сравнительно большой плотности нагрузки принимаем -хступенчатую систему газоснабжения с давлением:

· в I ступени ;

· во II ступени .

Запроектируем кольцевую сеть среднего давления. Такая сеть достаточно надежна. Трассу кольца выбираем так, чтобы уменьшить общую длину сети среднего давления.

Газопроводы прокладываем по улицам.

Всех сосредоточенных потребителей и сетевые ГРП присоединяем к сети среднего давления. Т.к. потребность в газе относительно невелика, принимаем одну газораспределитель-ную станцию. Место сооружения ГРС выбираем со стороны подхода магистрального газопровода на восточной окраине города, на расстоянии от крайней улицы.

8. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления для трех режимов эксплуатации сети

Необходимо рассчитать кольцевую систему газоснабжения среднего давления.

Давление газа на выходе из ГРС составляет (абсол.), а перед конечным потребителем . Составляем расчетную схему сети. На схеме показываем газопроводы среднего давления, ГРС, ГРП, всех потребителей газа среднего давления. Нумеруем на расчетной схеме все узлы кольца и проставляем длины участков сети. Расчетные расходы газа , , нумерация участков и их длины показаны на схемах (рис.1.,2.,3.).

Расчет кольцевой сети среднего давления производим для трех режимов ее работы:

1) аварийного режима I , при котором считаем, что поврежден и выключен участок 1-12 и газ движется по кольцу по часовой стрелке;

2) аварийного режима II , при котором считаем, что выключен участок и газ движется по кольцу против часовой стрелки;

3) нормального (расчетного) режима, в котором часть потребителей питается по одной половине кольца, а другая -- по второй, а участок является перемычкой.

Расчет аварийного режима I производится в следующей последовательности:

1. Составляем расчетную схему кольца при аварийном режиме I.

2. Определяем и расставляем на схеме расчетные расходы газа по участкам сети. Расчет начинаем с конца кольца.

3. Расчетные расходы определяем по сумме произведений расходов потребителей на соответствующие коэффициенты обеспеченности.

где - коэффициент обеспеченности i-го потребителя газом в аварийной ситуации.

- расчетный расход газа i-ым потребителем, .

4. Предварительно определяем основной диаметр кольца по эквивалентному расчетному расходу.

и среднеквадратичному перепаду давления , для рассматриваемого направления газового потока:

где - начальное и конечное давление газа кольца соответственно, МПа (абс.);

- суммарная длина участков сети кольца, км;

1,1 - коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях.

5. Для диаметра газопровода, принятого из предварительного расчета, определяем среднеквадратичное падение давления для каждого участка и давление в конце участка по формуле

где - расчетная длина участка, км;

- фактическое среднеквадратическое удельное падение давления, .

где - удельное среднеквадратическое падение давления для стандартного газа.

- плотность используемого газа, .

- плотность стандартного газа, .

Давление в конечной точке должно отличаться от заданного не более чем на 10%. Если давление окажется слишком большим, то уменьшаем диаметр какого-либо участка из числа тех, что располагаются напротив точки питания (ГРС) и корректируем расчет. Если конечное давление меньше допустимого, то увеличиваем диаметр одного или двух участков у точки питания и повторяем расчет.

Расчет аварийного режима II выполняется в такой же последовательности. После расчета двух аварийных режимов принимаем максимальный диаметр сети из двух расчетов и выполняется нормальный режим для двух веток полукольца при 100% загрузке потребителей.

Далее выполняется расчет всех ответвлений для наихудших условий работы системы, т.е. при наименьшем давлении газа в узлах.

.

Давление газа перед наиболее удаленным от ГРС потребителем в аварийных режимах принимают . Примем . Потери давления в местных сопротивлениях учитываем путем увеличения фактической длины расчетных участков газопроводов на .

.

Линии расчетного расхода и среднеквадратичного перепада давления пересекаются в точке, лежащей на линии диаграммы, соответствующей диаметру газопроводов . Диаметр участков газопроводов кольцевой сети назначаем, выполняя гидравлический расчет, приняв диаметр участка на один калибр больше--, т.к. расход газа на участке ГРС--1 значительно больше эквивалентного расхода кольцевой сети.

В данном проекте величины давлений газа в точках врезки ответвлений в сеть при нормальном режиме значительно превышают их значения в аварийных режимах, т. е. устойчивая работа системы в нормальном режиме с подачей потребителям расчетного расхода газа обеспечена.

9. Газоснабжение квартала. Выбор схемы газоснабжения. Гидравлический расчет квартальной сети

Считаем, что выбранный квартал застроен 7-9 - этажными зданиями. Расход газа на квартал определяем из следующей формулы:

,

где -- расход газа на жилые дома в зоне действия ГРП, ;

-- число жителе, проживающих в рассматриваемом квартале, ;

-- число жителей, проживающих в зоне действия ГРП, .

Предварительно выполняется разводка газовых сетей низкого давления внутри квартала и составляется расчетная схема газопровода (рис.4). Для газоснабжения принята тупиковая сеть как наиболее целесообразная для данной застройки. Число врезок распределительных газопроводов соответствует числу вводов в здание, т.е. числу секций в нем. Систему газоснабжения разбивают на расчетные участки с указанием их длины и расхода газа на них. Выделяем участки с путевым расходом газа и транзитным. Нумерацию участков начинаем с самого удаленного отвода в квартал участка.

Для определения расчетных расходов газа находим удельный расход на участках с путевым отбором газа:

,

где -- расход газа столовой (кафе, рестораном), ; -- суммарная длина участков с путевым отбором газа, .

Для участков с односторонним отбором газа принимается равной половине фактической длины. Для участков с двухсторонним отбором .

.

.

По удельному расходу газа определяем:

-- величину полного путевого расхода на участках с путевым отбором газа:

;

-- величину эквивалентного расхода:

;

-- величину эквивалентного расхода:

.

После определения расчетных расходов по всем участкам приступаем к подбору диаметров газопроводов. Расчет начинаем с наиболее нагруженной и протяженной ветки. Для нее находим среднюю удельную потерю давления по формуле:

,

где -- располагаемый перепад давления в сети, . Принимаем ;

-- суммарная фактическая длина участков газопровода в расчетной ветке, ;

-- коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях.

.

На величину ориентируемся при выборе диаметров газопровода. Подобрав диаметры участков газопровода, находим табличные удельные потери давления (по номограмме), расчетную длину участков и фактические потери давления на участках .

Если плотность используемого газа отличается от плотности стандартного газа, то в величину удельных потерь вносим поправку на плотность:

,

где -- плотность используемого газа, ;

-- плотность стандартного газа, .

Все полученные в процессе расчета значения заносим в табл. 5. Затем, подсчитываем суммарную потерю давления для расчетной ветки . Эта величина не должна отличаться от расчетного перепада более чем на . При большей невязке необходимо менять диаметр участка сети. Далее, рассчитывается вторая ветка и производится увязка ответвлений.

Возможны случаи, когда ближайшие к вводу в квартал ответвления не представляется возможным израсходовать располагаемое давление. Тогда диаметр ответвления назначается конструктивно -- не менее диаметра ввода газопровода в здание, и определяется действительная потеря давления в ответвлении.

10. Внутридомовое газоснабжение. Подбор газовых приборов и счетчиков. Определение расчетных расходов газа. Выбор схемы газоснабжения секции жилого дома и ее расчет

Необходимо рассчитать внутридомовую систему газоснабжения для секции -этажного жилого дома. Используется природный газ с плотностью и теплотой сгорания .

Предварительно в кухнях выбираются места установки газовых приборов и счетчиков. На плане выполняется разводка газопроводов и составляется аксонометрическая схема внутридомовых газопроводов.

В квартирах устанавливаются газовые плиты. Так как объем кухонь больше , то к установке приняты - конфорочные плиты Gefest модели 3100.

Ввод газопровода производится через лестничную клетку, стояки размещаются в кухнях. Горизонтальная разводка выполняется на высоте от пола. Подключение плиты осуществляется на отметке от пола. Счетчики должны размещаться на капитальных стенах на высоте от пола до низа счетчика. Расстояние по горизонтали от края счетчика до оси ближайшей горелки плиты должно быть не менее . Отключающие устройства устанавливаются на вводе, перед газовыми счетчиками, на подводках к приборам.

При установке в кухнях только газовой плиты используется счетчик завода Вавилова G1,6.

Для гидравлического расчета газопроводов составляется расчетная схема внутридомовой сети. На схеме проставляются номера участков, расходы газа на них, их длины и диаметры. Гидравлический расчет выполняется через самый удаленный стояк (Ст1), а затем рассчитывается ближайший к вводу стояк (Ст2). Невязка потерь давления по стоякам не должна быть больше . Расчетный перепад давления от врезки внутридомовой сети в квартиры до наиболее удаленного прибора составляет за вычетом потерь давления в газовых приборах. Для плиты эти потери составляют .

В таком случае, располагаемый перепад давлений составляет:

.

Последовательность расчета:

1) Определяем расчетные расходы газа для всех участков сети по формуле:

,

где -- коэффициент одновременности действия газовых приборов (принимаем в зависимости от типа и количества установленных приборов).

-- номинальный расход газа прибором, .

-- количество приборов (групп приборов).

По паспортным данным номинальная тепловая нагрузка плиты составляет:

.

Номинальный расход газа плитой составит:

.

2) Задаёмся диаметрами участков.

Для первого участка он принимается по диаметру подводки к прибору ().

3) По таблицам или номограммам находим удельные потери на трение , , и эквивалентные длины , , при .

4) Определяем суммарные значения коэффициента местных сопротивлений для каждого участка. Допускается принимать приближенные значения .

5) Определяем расчётные длины участков:

, ,

и потери давления на них:

, ,

где

, .

6) Определяем дополнительное избыточное давление на вертикальных и наклонных участках:

, ,

где -- плотность воздуха, . Принимаем ;

-- разность абсолютных отметок начала и конца рассчитываемого участка,.

Если , то при движении газа вверх принимаем со знаком , а при движении вниз принимаем со знаком .

7) Определяем потери давления на участках с учетом дополнительного давления:

, .

8) Определяем суммарные потери давления в газопроводах:

, .

9) Полученные суммарные потери давления сравниваются с расчётным перепадом давлений. Если невязка превышает допустимую (), то производится перерасчёт.

11. Расчет газовой горелки для котла квартальной котельной

Рассчитаем подовую горелку низкого давления без принудительной подачи воздуха для водогрейного котла «МГ-2Т» с поверхностью нагрева 52,8 . Котёл работает на природном газе с , с =0,76 . Расход газа котлом 89,43 .

Расчёт горелки сводится к определению размеров коллекторов и огневой части, диаметра выходных отверстий, их количество и расположение на коллекторе, в топке необходимого давления газа перед горелкой.

Для котлов с поверхностью (или при расходе рекомендуется установить двух коллекторные горелки с расположением каждого коллектора в своей щели.

Расчёт выполняем в следующей последовательности :

1. Определяем расход газа на один коллектор.

2. Диаметр коллектора горелки находим с учётом скорости газового потока в нём =5…15 м/с. Принимаем = 7 м/с.

м.

Для коллектора может быть использована цельнотянутая труба с наружным диаметром .

3. Уточняем действительную скорость движения газа в коллекторе с внутренним диаметром 51 мм.

м/с.

4. Задаётся длина коллектора горелки. Она должна быть на 100...600 мм меньше длины колосниковой решётки топки. Для заданного котла «МГ-2Т» с поверхностью нагрева 52,8 длина топки составляет 1630 мм.

мм.

5. Определяется величина теплового напряжения на 1 м длины щели подовой горелки:

МВт/м.

что соответствует допустимым значениям.

6. Длина огневой щели принимается на 30-50 мм больше длины коллектора с учётом возможного теплового напряжения.

.

7. Определяется ширина огнеупорных щелей `а' для размещения в них коллекторов горелки:

,

где - скорость воздуха, м/с в самом узком сечении щели (между наружной поверхностью коллектора и внутренней поверхностью щели), которая может быть определена по формуле:

,

где - разрежение в топке, Па.

- коэффициент расхода, учитывающий всё гидростатическое сопротивление на пути движения воздуха, =0,6…0,7.

- принята равной 2…2,5 м/с.

- коэффициент избытка воздуха, величина которого зависит от угла раскрытия отверстий в сечении коллектора, при , .

- теоретическое количество воздуха, необходимого для горения, .

- температура воздуха в помещении котельной, .

м.

Принимаем ширину щели а=105 мм.

8. Минимальное разрежение в топке котла:

.

Что соответствует необходимому.

9. Определяем глубину проникновения струй газа, вытекающих из отверстий коллектора, в поток воздуха в самом узком сечении щели, где происходит смесеобразование, или дальнобойность струй газа.

.

10. Диаметр газовых отверстий, их число и давление газа рассчитываем из условия наиболее равномерного распределения струй газа по сечению воздушного потока. При этом скорость газа на выходе из отверстий должна быть в 10…15 раз больше скорости воздуха в щели, т.е.

.

Диаметр выходных газов отверстий (сопел коллектора) можно определить:

,

где - опытный коэффициент, зависящий от шага отверстий S в коллекторах

при =4.

- угол атаки - угол встречи потоков газа и воздуха.

,

.

Принимаем = 2 мм, т.к. при меньшем диаметре отверстий в процессе эксплуатации происходит засорение их сажистыми отложениями, что приводит к нарушению режима работы горелки.

11. Уточняется скорость выхода газа из отверстий.

.

12. Определяется расстояние между отверстиями в коллекторе (шаг сопел).

.

Принимаем шаг отверстий S=19 мм. Тогда 9,5 - в пределах значений, рекомендованных по экспериментальным данным.

13. Количество отверстий в одном коллекторе при двухрядном их расположении.

.

14. Уточняем действительный расход газа через 156 отверстий диаметром =2 мм при скорости его истечения .

15. Определяется невязка, т.е. расхождение между расчётным и действительным значениями расходов газа на один коллектор:

,

что допустимо (меньше 5%), и корректировку проводить не требуется. Фактический расход газа горелкой будет несколько больше расчётного и за счёт запальных сопел на соединительной трубе.

16. Размеры отверстий для выхода газа из коллектора и их количество должны быть подобраны для равномерной загрузки всех сопел таким образом, чтобы отношение их суммарной площади к площади сечения коллектора не превышало 20…25%,

.

.

.

что удовлетворяет условию.

17. Необходимое давление газа перед горелкой:

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений от последней задвижки перед горелкой, включая её, до выходных отверстий горелки. Задвижка =0,5; тройник поворот =1,5; отвод =0,3; истечение из отверстия =1; итого 3,3;

- суммарная площадь всех выходных отверстий (в рассматриваем случае );

- коэффициент расхода, равен 0,6…0,7.

тогда.

что соответствует рекомендуемому значению.

12. Подбор и расчет оборудования ГРУ котельной

Необходимо произвести подбор и расчет оборудования для газорегуляторной установки (ГРУ) при известных расчетном расходе , давлении газа на вводе в ГРУ (известно из расчета газопроводов среднего давления), плотность газа . От ГРУ газ поступает по газопроводам к горелкам котельных установок, давление газа перед горелками .

Фильтр. Предварительно принимаем к установке чугунный волосяной фильтр . Потери давления в чистом фильтре , , определяем по формуле:

.

Формула используется совместно с графиком, на котором представлены потери давления в чистом фильтре , , в зависимости от пропускной способности при (абс.) и . Расчётный расход газа выходит за пределы значений, приведенных на графике. Принимаем перепад давления в фильтре по графику для любого расхода. Например, для . Действительный перепад давления в фильтре для заданных исходных данных составит:

.

Потери давления газа в фильтре с чистой кассетой не должны превышать от максимально допустимого перепада давления в фильтре в процессе эксплуатации -- , т.е. должен быть не более . Поэтому производим расчёт фильтра ближайшего большего калибра . Для . Действительный перепад давления в фильтре для заданных исходных данных составит:

.

Принимаем к установке чугунный волосяной фильтр , оказывающий сопротивление .

Счетчик. Счетчик СГ обеспечивает измерение объемного количества газа при рабочих условиях, т.е. при давлении и температуре газа в счетчике. Для измерения количества газа в единицах объема, приведенных к нормальным условиям, необходимо показания счетчика пересчитать по формуле:

,

Отсюда:

,

где -- объем газа приведенный к условиям ГОСТ 2939-63, , ();

-- действительный объем газа при рабочих условиях, ;

-- рабочее давление перед счетчиком, ;

-- нормальное давление;

-- среднее значение рабочей температуры газа.

;

.

Принимаем к установке счетчик СГ 16-200.

Перепад давления в счетчике СГ определяется по формуле:

,

где -- перепад давления в счетчике, , при измерении расхода воздуха с ; принимается с учетом действительной загрузки счетчика , . .

Поскольку счетчик СГ устанавливается после газового фильтра, то при подборе предохранительного запорного клапана и регулятора давления необходимо использовать другие зависимости для определения давления газа до и после этих элементов газорегуляторной установки.

ПЗК. Давление на входе в предохранительно-запорный клапан (ПЗК):

Принимаем к установке ПКН-50 с верхним пределом настройки от 0,001 до 0,06 МПа, нижним - от 0,0003 до 0,003 МПа.

Потери давления в предохранительном клапане:

,

где -- коэффициент местного сопротивления ПКВ, отнесенный к скорости газа во входном сечении клапана, .

Скорость газа на входе в ПКВ:

,

, ,

Давление газа на выходе из ПКН, а следовательно, и во входном сечении регулятора давления газа:

РД. Давление газа в выходном сечении регулятора давления:

,

где -- давление газа в горелке.

Принимаем к установке регулятор давления РДБК1-50.

Пропускная способность регулятора давления определяется по формуле:

,

где -- площадь седла клапана, ;

-- коэффициент расхода, ;

-- коэффициент, зависящий от отношения давлений и определяемый по формуле:

,

где К-- показатель адиабаты, для природного газа .

.

Пределы устойчивой работы регулятора

.

Принятый к установке в ГРУ регулятор давления РДБК 1-50 будет работать устойчиво при расчетном расходе газа .

ПСК. Необходимая пропускная способность предохранительного сбросного клапана (ПСК) в ГРУ при наличии перед регулятором давления предохранительно сбросного клапана определяется по формуле:

;

Принимается к установке в ГРУ КПС-50С1.

Список литературы

котельная газоснабжение горючий

1. СНБ 4.03.01--98. Газоснабжение-- Мн.: Минстройархитектуры Республики Беларусь, 1999.--94с.

2. СНиП 2.01.01-- 82. Строительная климотология и геофизика. -- М.:Стройиздат, 1983. --136с.

3. СНиП 2.07.01 -- 89. Градостроительство,планировка и застройка городских и сельских поселений. - М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1991. - 56с.

4. Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. -- М.: Стройиздат, 1982. - 366с.

5. Артихович В.В., Артихович Т.Б., Пшоник М.Г. Примеры расчетов к курсовому проекту «Газоснабжение города»; Методические указания для студентов специальности Т.19.05- “Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна”. - Мн.: БГПА,1999. - 48с.

6. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. / Под ред. Проф. Б.М. Хрусталёва. -- М.: Изд-во АСВ,2005. -- 576с.

7. Ионин А.А. Газоснабжение. -- М.: Стройиздат, 1975. -- 439с.

8. Артихович В.В., Пшоник М.Г. Дополнения к методическим указаниям по выполнению курсового проекта “Газоснабжение города” для студентов специальности Т.19.05 - “Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна”. - Мн.: БГПА, 1998. - 9с.

9. Артихович В.В., Пшоник М.Г. Газоснабжение бытовых, коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных потребителей; Учебно-методическое пособие. - Мн.: БГПА, 1995. - 59с.

10. Артихович В.В., Пшоник М.Г.Дополнения к методическим указаниям по выполнению курсового проекта “Газоснабжение города” для студентов заочной формы обучения специальности Т.19.05 -- “Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна”. -- Мн.: БГПА, 2002. -- 10с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Расчёт расхода теплоты на горячее водоснабжение. Локальный сметный расчет на внутренний и наружный газопровод. Оптимизация процессов горения.

    дипломная работа [370,5 K], добавлен 20.03.2017

  • Определение низшей теплоты сгорания газа и плотности сгорания газообразного топлива. Расчет годового расхода и режима потребления газа на коммунально-бытовые нужды. Вычисление количества газораспределительных пунктов, подбор регуляторов давления.

    курсовая работа [184,6 K], добавлен 21.12.2013

  • Определение тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей (графическим и расчетным способом). Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор оборудования и принципиальной схемы котельной.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.08.2014

  • Расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилого микрорайона. Гидравлический и тепловой расчет сети, блочно-модульной котельной для теплоснабжения, газоснабжения. Выбор источника теплоснабжения и оборудования ГРУ и ГРПШ.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.03.2013

  • Расчет тепловой схемы с водогрейными котлами, его технико-экономическое обоснование. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Порядок водоподготовки. Расчет системы газоснабжения. Автоматизация технологического процесса заданной котельной.

    дипломная работа [379,5 K], добавлен 24.07.2015

  • Расчет тепловой схемы отопительной котельной. Гидравлический расчет трубопроводов котельной, подбор котлов. Выбор способа водоподготовки. Расчет насосного оборудования. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котельной. Расчет взрывных клапанов.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.05.2017

  • Основы проектирования котельных. Выбор производительности и типа котельной. Выбор числа и типов котлов и их компоновка. Тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов.

    дипломная работа [310,5 K], добавлен 31.07.2010

  • Оценка расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого и производственного секторов по удельным показателям. Выбор количества котлов в котельной. Расчет внутреннего диаметра трубопровода теплотрассы для отопления заданных объектов.

    курсовая работа [215,3 K], добавлен 16.12.2010

  • Определение потребности газа для обеспечения системы газоснабжения населенного пункта; нормативный и расчетный часовой расход газа на отопление зданий. Расчет газопроводов, схема направления потоков газа. Подбор оборудования для газорегуляторного пункта.

    курсовая работа [262,4 K], добавлен 24.04.2013

  • Выбор количества и типоразмера котлов для автоматизированной котельной. Описание тепловой схемы котельной. Выбор вспомогательного оборудования. Выбор сетевых, подпиточных, котловых и рециркуляционного насосов. Расчет и подбор тягодутьевого оборудования.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 02.07.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.