Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть

Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящих из следующих основных элементов: газовых сетей высокого, среднего и низкого давления, газорегуляторных станций (ГРС), газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ). В указанных установках давление газа снижается до необходимой величины и автоматически поддерживается на постоянном уровне. газопровод трассировка давление

Проекты газоснабжения областей, городов, поселков разрабатывают на основе схем, планировок и генеральных планов. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов или участков газопроводов.

Основным элементом газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируются по давлению газа, конфигурации, назначению и могут быть выполнены по кольцевой, тупиковой или комбинированной схеме.

Снабжение газом жилых, общественных зданий и мелких коммунально-бытовых потребителей осуществляется от газопроводов низкого давления, а крупных коммунально-бытовых и производственных потребителей, а также районных котельных, - от сетей среднего или высокого давления. Потребителями газа среднего или высокого давления являются ГРП, промышленные предприятия (заводы, фабрики и т. д.) и крупные коммунально-бытовые потребители (бани, прачечные и котельные). Связь между газопроводами разных давлений осуществляется только через ГРП или шкафные ГРП (ШРП).

Диаметры распределительных газопроводов для сетей низкого давления принимаются не менее 100 мм, а для сетей среднего давления не лимитируются и принимаются по расчету. Число ГРП определяется технико-экономическим расчетом. ГРП располагают в центрах зон, которые они питают. Радиус действия одного ГРП принимается равным 600-800 м, а радиус действия газопровода соответственно 800-1050 м.

Как правило, крупный потребитель (город, микрорайон) питается газом от магистрального газопровода среднего или высокого давления и имеет не менее двух точек подключения. Уличные распределительные сети проектируются кольцевыми для повышения надежности газоснабжения, внутриквартальные и внутридомовые - тупиковыми. Прокладка уличных и внутриквартальных газовых сетей рекомендуется подземной. В случае надземной прокладки необходимо предусматривать переходы через автомобильные проезды на высоте 5,5 м. Прокладка внутриплощадочных сетей промпредприятий допускается надземной. Распределительный газопровод внутридомовой сети рекомендуется проводить по периметру здания.

2. Исходные данные

Таблица №1

Населённый пункт	tн5, оС	Zот.пер., сут	tот.пер., оС	Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль	Климатический подрайон строительства	Географическая широта, ос.ш.
Москва	-28	214	-3.1	ЮЗ	IIВ	56

Источник газоснабжения - месторождение Юбилейное.

Состав газа: СН4 - 98,4 об.%

С2Н6 - 0,1 об.%

СО2 - 0,4 об.%

N2 - 1,1 об. %

Расчет основных характеристик газа по его составу.

Низшая теплота сгорания газа определяется по формуле:

,

где - низшая теплота сгорания компонента газа, МДж/м3. Принимаем по таблице 3 [4], - объёмная доля компонента, %.

При расчёте учитываются только горючие компоненты.

Плотность газа определяется по формуле:

,

где - плотность компонента газа, кг/м3.

Таблица № 2. Низшая теплота сгорания и плотность компонентов природного газа

Компонент	Низшая теплота сгорания , МДж/м3	Плотность , кг/м3
Метан	35,84	0,717
Этан	63,73	1,357
Пропан	93,37	2,019
Н-бутан	123,77	2,703
Пентан	146,34	3,221
Углекислый газ	-	1,977
Азот	-	1,25

Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле:

,

где - плотность воздуха, кг/м3. При нормальных условиях (0 оС, 0,1013 МПа).

= 1,293 кг/м3

,

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м3 газа (при коэффициенте избытка воздуха б = 1) определяется по формуле:

,

где m и n - соответственно количество атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода.

Результаты расчётов заносим в таблицу.

Таблица №3. Основные характеристики газа.

,	,	,	,
35,33	0,73	0,56	9,38

3. Расчет численности населения и часового расхода газа на квартал.

Для нахождения численности населения необходимо установить климатический подрайон строительства, где находится город или посёлок, а затем определить плотность населения а, чел./га по таблице.

Таблица №4. Плотность населения:

Этажность жилой застройки	Плотность населения на территорию микрорайона, чел./га, для климатических подрайонов
	IБ и часть подрайонов IА, IГ, IД и IIА севернее 58 ос.ш.	IВ, IIБ, IIВ и IIIБ севернее 58 ос.ш. и часть подрайонов IА, IГ, IД и IIА южнее 58 ос.ш.	южнее 58 ос.ш., кроме части подрайонов IА, IГ, IД и IIА
2-5	370	350	330
6-9	440	420	400

Площадь квартала Fкв. в гектарах рассчитывается по геометрическим размерам каждого квартала.

Численность населения в каждом квартале определяется по формуле:

, чел.

Все результаты расчётов заносятся в таблицу №5

Заполнение двух последних граф производится после расчёта годового и часового расходов газа.

После заполнения таблицы необходимо выполнить проверку правильности расчётов.

Таблица№5

Номер квартала	Площадь квартала Fкв, га	Плотность населения a, чел./га	Численность населения Nкв, чел.	Удельный расход газа, qуд, мі/(ч*чел.)	Расход газа Qкв, мі/ч
1	3,4	420	1428	0.084	119,95
2	4	350	1400	0.269	376,6
3	2,6	350	910	0,269	244,8
4	2,6	350	910	0,269	244,8
5	4	350	1400	0,269	376,6
6	4	350	1400	0,269	376,6
7	4	420	1680	0,084	141,12
8	3,3	420	1386	0,084	116,42
9	3,5	420	1470	0,084	123,48
10	4	420	1680	0,084	141,12
11	4	350	1400	0,269	376,6
12	2,6	350	910	0,269	244,8
13	2,6	350	910	0,269	244,8
14	4	350	1400	0,269	376,6
15	4	420	1680	0,084	141,12
16	4	420	1680	0,084	141,12
17	3,5	420	1470	0,084	123,48
18	4	420	1680	0,084	141,12
19	4	420	1680	0,084	141,12
20	4	350	1400	0,269	376,6
21	2,6	350	910	0,269	244,8
22	2,6	350	910	0,269	244,8
23	3,2	350	1120	0,269	301,3
24	4	350	1400	0,269	376,6
25	4	420	1680	0,084	141,12
26	4	420	1680	0,084	141,12
27	4	420	1680	0,084	141,12
28	1,36	420	572	0,084	48,05
29	5	420	2100	0,084	176,4
30	5	350	1750	0,269	470,75
31	3,25	350	1138	0,269	306,12
32	3,25	350	1138	0,269	306,12
33	5	350	1750	0,269	470,75
34	4,8	350	1680	0,269	451,9
35	8,8	420	3696	0,084	310,46
36	3,2	420	1344	0,084	112,9
37	4,3	350	1505	0,269	404,85
38	5,6	420	2352	0,084	197,57
39	6,2	420	2604	0,084	218,74
40	5,9	420	2478	0,084	208,15
Nкв,чел для 2-5 эт.- 25341
Nкв,чел для 6-9 эт.- 36020

4. Определение годового потребления газа бытовыми и мелкими коммунально-бытовыми потребителями

Годовой расход газа потребителями определяется по формуле:

,

где - норма расхода теплоты на одну расчётную единицу, МДж, которую следует принимать по [4] или таблице 7;

- количество расчётных единиц (зависит от вида потребителей газа);

- низшая теплота сгорания газа, МДж/м3.

Таблица №6. Нормы расхода теплоты на коммунально-бытовые нужды.

Потребители газа	Показатель потребления газа	Норма расхода теплоты, МДж
1. Население
При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении природным газом	На 1 чел. в год	4100
При наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя(при отсутствии централизованного горячего водоснабжения) при газоснабжении природным газом	То же	10000
2. Предприятия общественного питания
Столовые, рестораны, кафе:
На приготовление обедов (вне зависимости от пропускной способности предприятия)	На 1 обед	4,2
На приготовление завтраков или ужинов	На 1 завтрак или ужин	2,1
3. Учреждения здравоохранения
Больницы, родильные дома:
На приготовление пищи	На 1 койку в год	3200
На приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья)	То же	9200

При расчёте следует принять 100-% охват населения газоснабжением, тогда число расчётных единиц для бытового потребления газа будет равно количеству населения, проживающего в районе. При этом расчёт производится раздельно для кварталов, имеющих центральное горячее водоснабжение (ГВС), и местное. В случае, когда охват населения газоснабжения отличен от 100%, число расчётных единиц равно числу жителей, охваченных газоснабжением.

Определение числа расчётных единиц коммунально-бытовых потребителей производится следующим образом:

- количество расчётных единиц на столовые определяется из условия, что столовые посещают 20-25% всего населения, и при этом считается, что каждый человек регулярно потребляет в день 1 обед или 1 завтрак (или ужин);

- число расчётных единиц в больницах принимается равным 12-ти койкам на 1000 жителей.

При расчёте учитывается тот факт, что в каждой больнице готовится пища, и если больница находится в зоне застройки 5-ти этажными домами, то в ней ещё дополнительно готовится горячая вода для хозяйственно-бытовых нужд. Все расчётные величины следует заносить в таблицу №7.

Таблица 7. Расчёт годового расхода газа бытовыми и мелкими коммунально-бытовыми потребителями

Наименрование потребителя	Единица измерения	Количество расчетных единиц	Расход на расчетную единицу	Годовой расход газа Qгод, мі/год
			теплоты qт, МДж	газа qт /Qн ,мі/ч
2-5-этажные здания
Жилой дом	чел.	25341	10000	283.05	7172770,05
Столовая	обед+завтрак(ужин)	4624733	6.3	0.18	4561,38
Больница	койка	305	12400	350.9	8892156,9
Итого:					16069488,3
6-9-этажные здания
Жилой дом	чел.	36020	4100	116.05	4180121
Столовая	обед+завтрак(ужин)	6573650	6.3	0.18	6483,6
Больница	койка	423	12400	90,57	3262331,4
Итого:					7448936

5. Расчет часовых расходов газа по зонам застройки

Максимальный расчетный часовой расход газа Qч на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды для каждой зоны застройки следует определить как долю годового расхода по формуле

,

где - коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа), значение которого бытовых и коммунально-бытовых потребителей определяется в зависимости от численности населения. При этом следует принимать дифференцированно по каждому району газоснабжения, сети которого представляют самостоятельную систему, гидравлически не связанную с подобными системами других районов;

- годовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды для данной застройки, м3/год.

для 2-5эт.=1\2353,5

для 6-9эт.=1\2460,2

6. Определение удельных часовых расходов газа на одного человека

Удельный часовой расход газа, м3/ч, на одного человека рассчитывается отдельно для каждой зоны застройки по формуле

,

где - поправочный коэффициент к расходу газа, имеющего плотность, отличную от 0,73 кг/м3. Применяется в случае выполнения гидравлического расчета по номограммам, составленным для газа с плотностью 0,73 кг/м3. эта поправка рассчитывается по формуле

.

Результаты расчёта заносятся в таблицу№5, и далее рассчитывается часовой расход газа для каждого квартала по формуле:

,

7. Трассировка кольцевой сети низкого давления

Трассы уличных газопроводов проектируются из условия кратчайшего расстояния, т.е. из условия минимальной протяженности.

Руководствуясь принципом надежности газоснабжения, сеть низкого давления проектируют кольцевой. В данной работе спроектировано 1 кольцо и три ГРП.

Составленная схема считается правильной, если все кварталы района становится возможным подключить (запитать) с одной стороны к газопроводу. В виде исключения разрешается подключение небольшого квартала через другой квартал. Предварительно следует определить (назначить) главный проезд транспорта в районе. Прокладывать газопроводы не рекомендуется по главному проезду, проспектам, основным транспортным магистралям и местам большого скопления людей.

Параллельные участки могут быть расположены на внешних контурах колец и на внутренних. Участки, расположенные на внешних контурах, несут нагрузку только одного кольца, а внутренние - нагрузку двух колец, между которыми они находятся, поэтому они являются более нагруженными, и их длину следует принимать примерно в 1,5-2 раза меньше, чем длину веток (участков), расположенных на внешних контурах.

Пронумеровав точки встречи потоков газа по всем направлениям движения газа от всех ГРП, приступают к разбивке сети на расчетные участки. Каждая точка разветвления или слияния потоков газа на перекрестках уличной сети, подключение кварталов, ГРП и т. д. нумеруются. Расчетный участок - это расстояние между двумя любыми соседними точками. Порядок нумерации может быть любой, так как на результаты расчета он не влияет.

Рисуем схему расположения участков газопровода «дерево» для каждого ГРП с указанием всех направлений движения газа и нумерацией расчетных участков от ГРП до точек встречи потоков без масштаба.

8. Определение удельных путевых расходов газа по участкам уличной распределительной сети

После того, как трассировка будет выполнена и пронумерованы кольца, выясняется принадлежность каждого квартала определенному кольцу и рассчитываются удельные путевые расходы на каждое кольцо.

Удельный путевой расход для каждого кольца определяется по формуле

,

где - сумма расходов газа кварталов, подключаемых к расчетному кольцу, м3/ч;

- длина расчетного кольца, м.

Расчет производится в табличной форме.

Таблица №8

Номер кольца	Номер кварталов кольца	Расход газа кварталом Qкв, мі/ч	Длина кольца l ,м	Удельный путевой расход q уд.пут., мі/(ч*м)
I	1-40	9842,47	5350	1,93

9. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам уличной распределительной сети

Для сети низкого давления сосредоточенная нагрузка на газопровод заменяется равномерно распределенной и называется расчетным часовым расходом газа Qрасч., м3/ч, который состоит из транзитного Qтр. и эквивалентного Qэкв. расходов и определяется по формуле:

Qрасч. = Qтр + Qэкв

Транзитный расход - это расход, который проходит через данный участок для обеспечения работы последующих участков и для данного участка является постоянной величиной.

Эквивалентный расход составляет часть путевого расхода газа Qпут. и его следует определять по формуле:

Qэкв = 0,5 ? Qпут.

Путевой расход газа на данном участке рассчитывается по формуле:

Qпут. = qуд.пут. ? l

Если рассматриваемый участок принадлежит только одному кольцу, то для этого участка удельный путевой расход будет равен удельному путевому расходу данного кольца. Если рассматриваемый участок находится между двумя кольцами, то для этого участка удельный путевой расход будет равен сумме удельных путевых расходов соответствующих колец.

Транзитные расходы определяются по следующим схемам:

1)

1 2 3

2) 4

1 2 3

Расчетный расход определяется по формуле:

Qрасч. = Qтр + 0,5 ? Qпут.

Все расчеты записываются в таблицу№9.

Таблица№9

Номер участка	Длина участка l , м	Удельный путевой расход q уд.пут., мі/(ч*м)	Расход мі/ч
			путевой Qпут.	эквивалентный Qэкв.	транзитный Qтр.	расчетный Qрасч.
ГРП1-26	50	1,93			1891,4	1939,65
26-5	70		135,1	67,55	175,63	1823,85
5-6	250		482,5	241,25	1273,8	1515,05
6-7	260		501,8	250,9	772	1022,9
7-8	260		501,8	250,9	270,2	521,1
8-ТВ2	140		270,2	135,1	0	135,1
26-4	170		328,1	164,05	1447,5	1611,55
4-3	180		347,4	173,7	1100,1	1273,8
3-2	220		424,6	212,3	675,5	887,8
2-1	220		424,4	212,3	250,9	463,2
1-ТВ1	130		240,9	125,45	0	125,45
ГРП2-27	50				1544,9	1593,15
27-12	80		154,4	77,2	1390,5	1467,7
12-11	110		212,3	106,15	1177,3	1283,45
11-10	240		463,2	213,6	714,1	945,7
10-9	240		463,2	213,6	250,9	482,5
9-ТВ2	130		250,9	125,45	0	125,45
27-13	90		173,7	86,85	1486,4	1573,25
13-14	210		405,3	202,65	1080,8	1283,45
14-15	130		250,9	125,45	829,9	559,7
15-16	280		540,4	270,2	289,9	955,35
16-17	70		135,1	67,55	154,4	221,95
17-ТВ3	80		154,4	77,2	0	77,2
ГРП3-28	50				1544	1592,25
28-20	150		289,5	144,75	1254,5	1399,25
20-19	180		347,4	173,7	907,1	1080,8
19-18	230		443,9	221,95	463,2	685,15
18-ТВ3	240		463,2	231,6	0	231,6
28-21	80		154,4	77,2	1756,3	1833,5
21-22	250		482,5	241,25	1273,8	1515,05
22-23	140		270,2	135,1	1003,6	1138,7
23-24	140		270,2	135,1	733,4	868,5
24-25	220		424,6	212,3	308,8	521,1
25-ТВ1	160		308,8	154,4	0	154,4

10. Гидравлический расчет уличной распределительной сети низкого давления

Гидравлический расчет выполняется по номограмме для низкого давления газа. Подбор диаметров производится по расчетным расходам на участках и средней удельной потере давления на 1 погонный метр Rср., которая рассчитывается для каждого направления от ГРП до точки встречи двух потоков по формуле:

, где

- расстояние от ГРП до точки встречи потоков, м.

Гидравлический расчет производится в табличной форме.

Таблица№10

Номер участка	Длина участка l , м	Расчетный расход Qрасч, мі/ч	Средние удельные потери давления Rср, Па/м	Диаметр dу, мм	Фактические удельные потери давления Rфакт, Па/м	Потери давления на трение на участке Rфакт l, Па	Общие потери давления на участке 1,1 Rфакт l, Па
ГРП1-26	50	1939.5		300	0.9	18	19.8
25-5	70	1823.9		300	1.0	70	77
5-6	250	1515.1		250	0.9	225	247.5
6-7	260	1022.9		250	0.5	130	143
7-8	260	521.1		200	0.7	182	200.2
8-ТВ2	140	135.1		125	1.1	154	169.4
26-4	170	1611.5		300	1.0	170	187
4-3	180	1273.8		250	0.7	126	138.6
3-2	220	887.8		250	0.6	132	145.2
2-1	220	463.2		200	1.0	220	242
1-ТВ1	130	125.5		125	0.9	117	128.7
ГРП2-27	50	1539.15		250	2.1	105	115.5
27-12	80	1467.7		250	2.0	160	176
12-11	110	1283.45		250	1.5	165	181.5
11-10	240	945.7		200	2.5	600	660
10-9	240	482.5		150	3.5	840	924
9-ТВ2	130	125.45		100	2.3	299	328.9
27-13	90	1573.2		300	0.8	72	79.2
13-14	210	1283.4		250	1.2	252	277.2
14-15	130	955.3		250	0.9	117	128.2
15-16	280	559.7		200	0.9	252	277.2
16-17	70	221.9		125	1.6	112	123.2
17-ТВ3	80	77.2		100	0.7	56	61.6
ГРП3-28	50	1592.2		300	0.8	40	44
28-20	150	1399.2		250	1.2	180	198
20-19	180	1080.8		250	1.1	198	217.8
19-18	230	685.1		200	1.2	276	303.6
18-ТВ3	240	231.6		150	0.9	216	237.6
28-21	80	1833.5		300	1.0	80	88
21-22	250	1515.1		250	1.5	375	412.5
22-23	140	1138.7		250	1.1	154	169.4
23-24	140	868.5		200	1.8	252	277.2
24-25	220	521.1		200	0.8	176	193.6
25-ТВ1	160	154.4		125	0.9	144	158.4

Невязка: (1152,3-1117,8)/ 1117,8*100 %=3,1 %, (1112,1-1083,2)/ 1083,2*100%=2,7 %, (1149,8-1142,6)/ 1149,8*100%=0,6 %,

11. Гидравлический расчет внутридомового газопровода

Расчет внутридомого газопровода производим после выбора и размещения оборудования (газовой плиты, газового водонагревателя и газового счетчика), а также составления аксонометрической схемы газопроводов.

Расход газа на газовую плиту зависит от количества и типа конфорок и объема духового шкафа. На современных газовых плитах устанавливаются 4 конфорки (две средние, одна малая и одна большая мощностью qг, соответственно 1,9; 0,9 и 2,7 кВт) и духовой шкаф имеющий объем

Vшк = 45 дм3

с удельной тепловой мощностью qшк = 0,09 кВт/дм3.

Мощность водонагревателей Qвн составляет 20 кВт и устанавливаются они в квартирах, где нет централизованного горячего водоснабжения.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

1) определяем часовую нагрузку на прибор или группу приборов, устанавливаемых в одной квартире, по формуле

,

где nг - количество горелок малой, средней или большой мощности на плите;

2) вычисляем расчетные часовые расходы газа на всех участках по формуле

Qр. ч = Qкв nкв kо,

где nкв - число квартир, обслуживаемых расчетным участком;

kо - коэффициент одновременности, который следует принимать по таблице 13;

3) принимаем диаметр участка в зависимости от его месторасположения:

подводки к приборам - 15 мм;

диаметр стояка - 15-25 мм (в зависимости от общей нагрузки на стояк);

диаметры остальных участков - такими, чтобы суммарное сопротивление внутридомовой сети не превышало 30 даПа.

4) определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений (таблицам 14, 15, 16) каждого участка в отдельности;

5) по номограмме (рисунку 4) находим эквивалентную длину трубопроводов lэкв того же диаметра, что и местные сопротивления со значением коэффициента = 1;

6) измеряем фактические длины участков по масштабу l;

7) определяем расчетные длины участков по формуле

lр = l + lэкв

8) определяем удельные потери давления на трение Rуд в газопроводах по номограммам в зависимости от расхода и выбранного диаметра участка;

9) рассчитываем суммарные потери давления для каждого участка по формуле

?pуч = lр Rуд

Расчеты производятся для самого дальнего стояка. Диаметры остальных стояков не рассчитываются и принимаются равными диаметрам расчетного стояка. Результаты расчета сводятся в табл. №7. Увязка отдельных стояков не производится.

Гидравлический расчет внутридомовой сети

Таблица №11

Номер участка	l, м	Qкв, м3/ч	nкв	kо	Qр. ч, м3/ч	dу, мм	lэкв, м		lэкв , м	lр, м	Rуд, а/м	?pуч, Па/м
А-1	1,6	2,04	1	0,7	1,4	15	0,48	3,3	1,6	2,3	3,5	8,1
1-2	2,7	3.2	1	0,7	2.2	20	0,6	7,8	4,68	7,38	1,8	13,3
2-3	2,7	3.2	1	0.7	2.2	32	1,1	1	1,1	3,8	0,1	0,38
3-4	2,7	3.2	2	0.56	3.6	32	1,0	1	1,1	3,8	0,7	2,66
4-5	2,7	3.2	3	0.48	4,6	32	0,8	1	0,8	3,5	1	3,5
5-6	2,7	3.2	4	0,43	5.5	32	0,8	1	0,8	3,5	1,3	4,6
6-7	11	3.2	5	0.4	6.4	32	0,8	2,7	2,16	13,16	1,3	17,1
7-8	0,5	3.2	10	0,34	10,9	50	1,4	1	1,4	1,9	0,18	0,3
8-9	10	3.2	15	0,3	14.4	50	1,4	1	1,4	11,4	0,5	5,7
9-10	5,6	3.2	20	0,28	17.9	50	1,6	1	1,6	7,2	1,0	7,2
10-11	1	3.2	30	0,25	24	50	2.0	1	2	3	1,5	4,5
												68,8
Итого:	??pуч= 68,8
Дополнительное избыточное давление	?pизб=	-75
Потери давления на самом удаленном приборе	?pгор=	70
Потери давления на счетчике	?pсч=	30
Всего:	93,8

Коэффициенты местных сопротивлений

№ уч-ка	Вид местного сопротивления	Значение ж
1-2	Кран 3шт	2*3=6
	отвод 900 6шт.	6*0,3=1,8
		?7,8
2-3	Тройник на проход	1
3-4	Тройник на проход	1
4-5	Тройник на проход	1
3-4 4-5	Тройник на проход Тройник на проход	1 1
5-6	Тройник на проход	1
6-7	Тройник на проход	1
	отвод 900 4шт.	1,2
	Задвижка	0,5
		?2,7
7-8	Тройник на проход	1
8-9	Тройник на проход	1
9-10	Тройник на проход	1
10-11	Тройник на проход	1
11-12	Тройник на проход	1

Во внутридомовой сети газопроводов подачу газа к приборам осуществляем через стояки, и, следовательно, часть участков газопровода имеют разные геометрические отметки. В связи с тем, что природный газ легче воздуха, в стояках возникает дополнительное избыточное давление p величина которого пропорциональна разности плотностей воздуха и газа.

?pизб = g (сг - св) H, Па. (20)

При расчете внутридомовых газовых сетей учитываем сопротивление газовой горелки ?ргор ? 70 Па и газового счетчика ?рсч ?30 Па.

12. Гидравлический расчет внутриквартального газопровода

Гидравлический расчет внутриквартального газопровода начинаем с определения длин расчетных участков и расходов газа на них аналогично расчету внутридомового газопровода. Затем вычисляем величину средних удельных потерь давления на 1 м газопровода Rср отдельно для каждого направления по формуле

, Па/м,

где р - допустимые потери давления в газопроводе (р = 300 Па);

l - сумма длин участков расчетного направления, м.

По величине Rср и расходу газа Qр. ч по номограмме определяем значения диаметров газопровода dу и фактические удельные потери давления Rф для каждого участка каждого направления, затем рассчитываем потери давления на трение ?р. Местные сопротивления не рассчитываем, а принимаем в размере 10% от потерь давления на трение путем увеличения расчетной длины участков

lр = 1,1 l.

Потери давления параллельных направлений или участков должны быть увязаны с точностью ±10%.

Результаты расчета сводим в табл. №8.

Производим расчет 36-го квартала.

Численность населения 1134 чел. Площадь этажа составляет: 366*5=1830 м2. По нормам на 1 человека приходится 18 м2, поэтому общая необходимая площадь жилого пространства составляет: F=18*=20412м2.

Следовательно количество домов в 36 квартале составляет:

n=20412/1830=12

Гидравлический расчет внутриквартального газопровода

Таблица №12

Номер участка	l, м	Qкв, м3/ч	nкв	kо	Qр.ч., м3/ч	dу	lр, м	Rф	Потери давления Руч, Па
1-2	48	3,2	30	0,25	24	70	52,8	0.5	26,4
2-3	48	3,2	60	0,203	39	80	52,8	0.6	31,7
3-4	48	3,2	90	0,187	54	100	52,8	0.35	18,5
4-5	72	3,2	120	0,183	70,3	100	79,2	0.7	55,4
5-ГК	19	3,2	360	0,155	179	150	20,9	0.5	10,5
									142,5
6-7	48	3,2	30	0,25	24	70	52,8	0.5	26,4
7-8	48	3,2	60	0,203	39	80	52,8	0.6	31,7
8-9	48	3,2	90	0,187	54	100	52,8	0.35	18,5
9-5	72	3,2	120	0,183	70,3	100	79,2	0.7	55,4
5-ГК	19	3,2	360	0,155	179	150	20,9	0.5	10,5
									142,5
10-11	48	3,2	30	0,25	24	70	52,8	0.5	26,4
11-12	48	3,2	60	0,203	39	80	52,8	0.6	31,7
12-13	48	3,2	90	0,187	54	80	52,8	0,9	47,5
13-5	30	3,2	120	0,183	70,3	100	33	0,7	23,1
5-ГК	19	3,2	360	0,155	179	150	20,9	0,5	10,5
									139,2

13. Подбор оборудования ГРП

В ГРП устанавливаем оборудование, обеспечивающее бесперебойную подачу газа к потребителю с нужным давлением. На входе газа в ГРП устанавливаем задвижку, которая обеспечивает открытие и закрытие подачи газа.

Расчетная схема для подбора оборудования ГРП: 1- газовый фильтр, 2-ПЗК, 3-регулятор давления

Все оборудование ГРП подбираем по давлению газа перед соответствующим аппаратом и по его пропускной способности Q, которая должна обеспечивать проход требуемого количества газа QрасчГРП.

Давление газа на входе в ГРП р1 принимаем из расчета сети среднего давления, а расчетный расход газа QрасчГРП - из расчета сети низкого давления.

Подбор оборудования начинаем с подбора газового фильтра.

Газовый фильтр предназначен для очистки транспортируемого по газопроводам газа от пыли, ржавчины и других механических примесей, которые приводят к преждевременному износу газопроводов, запорной и регулирующей арматуры, нарушают работу контрольно-измерительных и регулирующих приборов.

QГРП1=1374 м3/ч, QГРП2=2772 м3/ч, QГРП3=2763 м3/ч,

Рн=0,204 МПа, Рн=0,22 Мпа, Рн=0,189 Мпа ГРП 1

Давление до регулятора складывается из входного давления минус сопро- тивление фильтра и сопротивление ПЗК.

Р3=Р1-ДРф-ДРпзк=0,204-0,01-0,003=0,191

Давление после регулятора: Р4=Р6+ДРсг

Волосяной фильтр ДРф=0,01 МПа

Сетчатый фильтр ДРф=0,005 МПа

Потеря давления ПЗК =0,002-0,003 МПа

Сопротивление газового счетчика ДРсг=0,0002 МПа

Давление газа после регулятора Р4=0,103+0,0002=0,1032 МПа

Принимаем регулятор РДБК1-100Н.

Диаметр седла 70 мм с пропускной способностью 2800 м3/ч и диаметром прохода 100 мм, входное давление не более 1,2 МПа, выходное давление в пределах 100 - 600 мм.в.ст, вес 60кг.

ПЗК - ПКН-100

Присоединительный диаметр - 100 мм, диапазон настройки на срабатывание при понижении контролируемого давления 0,0003 - 0,003 МПа, при повышении контролируемого давления 0,002 - 0,06 МПа, точность срабатывания +/- 5%, масса 72,7 кг.

ПСК 50Н/5

Присоединительный размер - 50 мм, диапазон настройки срабатывания - 200-500 мм.в.ст, масса 6,8 кг.

Фильтр ФВ-200

Входное давление не более 1,2 МПа, присоединительный размер - 200 мм, максимальная пропускная способность при избыточном входном давлении 0,1 МПа - 3500 м3/ч, масса - 105 кг.

Газовый счетчик G1000 РГК

Присоединительный размер - 200 мм, пропускная способность - 1600 м3/ч, масса 205 кг.

Проверим соотношение входного и выходного давления.

Р4/Р3=0,1032/0,191=0,54

цфак=0,474

Рвых/Рвх=0,101/0,2=0,505

цтаб=0,4725

Определим пропускную способность регулятора:

Qфакт=Qтабл*Р1факт* цфак/ Р1табл* цтаб*(сфакт/0,73)1/2

Qфакт=2800*0,191*0,474/0,2*0,4725*(0,73/0,73)1/2=2683 м3/ч

Проверяем входит ли расчетный расход в пределы устойчивости работы регулятора:

0,1* Qфакт? Qгрп?0,8* Qфакт

0,1*2683?1374?0,8*2683

268?1374?2146

Аналогичным образом подбираем оборудование для остальных ГРП

Р3=Р1-ДРф-ДРпзк=0,207-0,01-0,003=0,194

Р4/Р3=0,1032/0,194=0,53

цфак=0,474

Принимаем регулятор РДБК1-100Н,

Диаметр седла 70 мм с пропускной способностью 2800 м3/ч и диаметром прохода 100 мм, входное давление не более 1,2 МПа, выходное давление в пределах 100 - 600 мм.в.ст, вес 60кг.

ПЗК - ПКН-100

Присоединительный диаметр - 100 мм, диапазон настройки на срабатывание при понижении контролируемого давления 0,0003 - 0,003 МПа, при повышении контролируемого давления 0,002 - 0,06 МПа, точность срабатывания +/- 5%, масса 72,7 кг.

ПСК 50Н/5

Присоединительный размер - 50 мм, диапазон настройки срабатывания - 200-500 мм.в.ст, масса 6,8 кг.

Фильтр ФВ-200

Входное давление не более 1,2 МПа, присоединительный размер - 200 мм, максимальная пропускная способность при избыточном входном давлении 0,1 МПа - 3500 м3/ч, масса - 105 кг.

Газовый счетчик G1000 РГК - 1600 м3/ч

Присоединительный размер - 200 мм, пропускная способность - 1600 м3/ч, масса 205 кг.

Qфакт=2800*0,194*0,474/0,2*0,4725*(0,73/0,73)1/2=2725 м3/ч

0,1*2725?1374?0,8*2725

273?1374?2180

ГРП 2, ГРП 3

Р3=Р1-ДРф-ДРпзк=0,22-0,01-0,003=0,207

Р4/Р3=0,1032/0,207=0,5

цфак=0,472

Принимаем регулятор РДБК1Н-200.

Диаметр седла 105 мм с пропускной способностью 5920 м3/ч и диаметром прохода 200 мм, входное давление не более 1,2 МПа, выходное давление в пределах 50 - 600 мм.в.ст, вес 300кг.

ПЗК - ПКН-200

Присоединительный диаметр - 200 мм, диапазон настройки на срабатывание при понижении контролируемого давления 0,0003 - 0,003 МПа, при повышении контролируемого давления 0,002 - 0,06 МПа, точность срабатывания +/- 5%, масса 143,3 кг.

ПСК 50Н/5

Присоединительный размер - 50 мм, диапазон настройки срабатывания - 200-500 мм.в.ст, масса 6,8 кг.

Фильтр ФВ-200

Входное давление не более 1,2 МПа, присоединительный размер - 200 мм, максимальная пропускная способность при избыточном входном давлении 0,1 МПа - 3500 м3/ч, масса - 105 кг.

Газовый счетчик G2500 Fluxi

Присоединительный размер - 250 мм, пропускная способность - 4000 м3/ч, масса 293 кг.

Qфакт=5920*0,207*0,472/0,2*0,4725*(0,73/0,73)1/2=6121 м3/ч

0,1*6121?2772?0,8*6121

612?2772?4897

Р3=Р1-ДРф-ДРпзк=0,189-0,01-0,003=0,176

Р4/Р3=0,1032/0,176=0,58

цфак=0,473

Принимаем регулятор РДБК1Н-200.

Диаметр седла 105 мм с пропускной способностью 5920 м3/ч и диаметром прохода 200 мм, входное давление не более 1,2 МПа, выходное давление в пределах 50 - 600 мм.в.ст, вес 300кг.

ПЗК - ПКН-200

Присоединительный диаметр - 200 мм, диапазон настройки на срабатывание при понижении контролируемого давления 0,0003 - 0,003 МПа, при повышении контролируемого давления 0,002 - 0,06 МПа, точность срабатывания +/- 5%, масса 143,3 кг.

ПСК 50Н/5

Присоединительный размер - 50 мм, диапазон настройки срабатывания - 200-500 мм.в.ст, масса 6,8 кг.

Фильтр ФВ-200

Входное давление не более 1,2 МПа, присоединительный размер - 200 мм, максимальная пропускная способность при избыточном входном давлении 0,1 МПа - 3500 м3/ч, масса - 105 кг.

Газовый счетчик G2500 Fluxi

Присоединительный размер - 250 мм, пропускная способность - 4000 м3/ч, масса 293 кг.

Qфакт=5920*0,176*0,473/0,2*0,4725*(0,73/0,73)1/2=5215 м3/ч

0,1*5215?2763?0,8*5215

522?2763?4172

14. Расчет потребления газа среднего давления объектами коммунально-бытового назначения

К сети среднего давления присоединяются крупные коммунально-бытовые потребители. В курсовом проекте рассматриваются баня, прачечная, хлебозавод и районная котельная.

Годовые расходы газа на нужды предприятий бытового обслуживания населения (прачечных, бань и др.) и предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий (хлебозаводов, пекарен и др.) следует определять по формуле

, м3/год,

где M - количество расчетных единиц (р. ед.) для объектов коммунально-бытового назначения за год, р. ед./год. Под расчетными единицами понимается показатель потребления газа [4], для которого установлены нормы расхода теплоты;

qт - норма расхода теплоты на расчетную единицу, МДж/р. ед.; принимать по таблице 7;

qт / Qнc - расход газа на расчетную единицу, м3/р. ед.

Для прачечных расчетным показателем потребления газа является одна тонна сухого белья (т с. б.). Количество расчетных единиц определяют исходя из следующих условий: услугами прачечных пользуется 50% населения района; каждый житель, пользующийся услугами прачечной, отдает в стирку за год 100 кг сухого белья.

Годовое количество расчетных единиц для прачечных

Мп = nп rп N, т с. б./год,

где nп - среднее количество сухого белья, отдаваемое для стирки в прачечную одним человеком за год, т с. б./(чел.·год); nп = 0,1 т с. б./(чел.·год);

rп - доля жителей, пользующихся услугами прачечной, от общего числа жителей в районе; rп = 0,5;

N - общее число жителей в районе, чел., принимать по таблице 7 (N = ? Nкв).

т с. б./год,

Для бань расчетным показателем потребления газа является одна помывка (пом.), т. е. одно посещение бани одним человеком. Количество расчетных единиц определяют исходя из следующих условий: бани посещает 20-50% населения района; каждый житель района, посещающий баню, делает это 1 раз в неделю (52 раза в год).

Годовое количество расчетных единиц для бань

Мб = nб rб N, пом./год,

где nб - среднее число посещений бани одним человеком за год, пом./(чел.·год);

nб = 52 пом./(чел.·год);

rб - доля жителей, посещающих баню, от общего числа жителей в районе,

rб = 0,2-0,5.

пом./год.

Для хлебозавода расчетным показателем потребления газа является одна тонна изделий (т изд.), выпускаемых предприятием. Количество расчетных единиц определяют исходя из условия потребления каждым жителем района 0,6-0,8 кг изделий в сутки, производимых предприятиями по выпечке хлеба и кондитерских изделий.

Годовое количество расчетных единиц для предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий

, т изд./год,

где 365 - количество суток в году;

nх. з - среднесуточное количество изделий, выпускаемых предприятиями по выпечке хлеба и кондитерских изделий, на одного жителя, т изд./(чел.·сут.);

nх. з = 0,0006-0,0008 т изд./(чел.·сут.).

, т изд./год,

Таблица №13 Расчет годового расхода газа крупными коммунально-бытовыми потребителями

Наименование потребителя	Единица измерения	Количество расчетных единиц	Расход на расчетную единицу	Годовой расход газа Qгод, мі/год
			теплоты qт, МДж	газа qт /Qн мі/ч
Прачечная	т с.б.	3150.1	12600	356,64	1123451.7
Баня	пом.	982815.6	40	1.13	1110581.6
Хлебозавод	т изд.	16096.8	5450	154.3	2483736.2

Максимальные расчетные часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые и производственные нужды предприятий бытового обслуживания населения (прачечных, бань и др.) и предприятий по выпечке хлеба и кондитерских изделий (хлебозаводов, пекарен и др.) определяем по формуле (7). Значение коэффициента часового максимума Кчм принимаем по табл.12.

Таблица №14 Коэффициенты часового максимума расхода газа

Предприятие	Коэффициент часового максимума расхода газа Кчм
Прачечные	1/2900
Бани	1/2700
По производству хлеба и кондитерских изделий	1/6000

Таблица №15 Максимальные расчетные часовые расходы газа

Потребитель газа	Коэффициент часового максимума расхода газа kч. м	Максимальный расчетный часовой расход газа Qр. ч., м3/ч
Прачечная	1/2900	387.4
Баня	1/2700	411.3
Хлебозавод	1/6000	414

Потребление газа районной котельной определяют исходя из условия, что вырабатываемая тепловая энергия расходуется на отопление и вентиляцию (ОВ) всех жилых и общественных зданий района и на централизованное горячее водоснабжение (ГВС) жилых и общественных зданий зон 6-9-этажной застройки (в зонах 2-5-этажной застройки используются местные системы горячего водоснабжения с применением газовых водонагревателей).

Годовой расход газа на районную котельную при отсутствии проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий может быть определен по формулам:

, м3/год;

, м3/год;

;

, м3/год;

,

,м3/год,

где - годовой расход газа на нужды централизованного отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, м3/год;

- то же на нужды централизованного ГВС, м3/год;

24 - количество часов в сутках;

zот. пер , tот. пер - соответственно продолжительность, сут., и средняя температура воздуха, С, отопительного периода (периода со средней суточной температурой воздуха 8С и менее);

k1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных k1 = 0,25;

k2 - то же на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных k2 = 0,6;

qо - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт/м2;

А - общая площадь жилых зданий, м2; при расчетной жилищной обеспеченности 18 м2/чел. [2]; А = 18 N A=619704;

зк - коэффициент полезного действия котельных; зк = 0,85;

tв - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, С; для жилых и общественных зданий принимать tв = 18єС;

tр. о - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, С; tр. о = ;

a - норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55С на одного человека в жилых зданиях, л/сут.; для зданий с централизованным горячим водоснабжением, с ванными, оборудованными душами [2], принимать a = 120 л/сут.;

b - то же в общественных зданиях, л/сут; b = 25 л/сут. [8];

tх. в. з , tх. в. л - температура холодной (водопроводной) воды соответственно в отопительный и неотопительный периоды, єС; при отсутствии данных принимать

tх. в. з = 5єС, tх. в. л = 15єС;

с = 4,187 кДж/(кг·єС) - удельная теплоемкость воды;

350 - количество суток работы котельной за год;

в - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора принимать в = 0,8.

Для районной котельной максимальный расчетный часовой расход газа можно вычислять без предварительного расчета годового расхода газа.

Максимальный расчетный часовой расход газа на котельную при отсутствии проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий можно определить по формулам:

, м3/ч;

, м3/ч;

;

, м3/ч;

,

, м3/ч;

где - максимальный расчетный часовой расход газа на нужды централизованного отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, м3/ч;

- то же на нужды централизованного горячего водоснабжения, м3/ч.

Максимальные расчетные часовые расходы газа на ГРП принять из расчетов сети низкого давления.

Результаты расчетов максимальных расчетных часовых расходов газа оформить в табличной форме.

Максимальные расчетные часовые расходы газа

Таблица №16

Потребитель газа	Коэффициент часового максимума расхода газа kч. м	Максимальный расчетный часовой расход газа Qр. ч , м3/ч
Прачечные	1/2900	387.4
Бани	1/2700	411.3
Хлебозавод	1/6000	414
Котельная		24611.6
ГРП1		1889.5
ГРП2		2071.8
ГРП3		1935

15. Гидравлический расчет тупиковой сети среднего давления

К сети среднего давления присоединяются крупные коммунально-бытовые потребители. В курсовом проекте рассматриваются баня, прачечная, хлебозавод и котельная. На генплане микрорайона наносятся все потребители газа среднего давления. Затем осуществляется трассировка сети среднего давления таким образом, чтобы газ подавался всем потребителям.

После определения расходов газа потребителями газа среднего давления составляется расчетная схема сети среднего давления. Расчетные расходы газа определяются простым суммированием.

Для расчета газопроводов выбирается ветка, на которой находится потребитель, определяющий давление в сети. Как правило, это районная котельная, так как в котельной имеется ГРП или ГРУ.

Гидравлический расчет производится по номограммам для расчета газопроводов среднего давления.

Сначала определяется среднее значение комплексного числа по формуле:

Аср= (pн2 - pк 2) / lр., где

lр - расчетная длина газопровода, км;

Аср - комплексное число.

Затем в зависимости от расчетного расхода газа и значения среднего комплексного числа Аср для данной ветки газопровода по номограмме определяется диаметр газопровода для каждого участка, фактическое значение комплексного числа и рассчитывается значение давления газа рк в конце каждого участка. Конечное давление pк на первом участке является начальным давлением pн на втором участке данной ветки, конечное давление на втором участке является начальным давлением на третьем участке, и т. д. После подбора диаметров газопровода для всех веток и участков, производится подбор диаметров газопровода для ответвлений. При этом начальным давлением будет являться давление газа в точке подключения, а конечным - давление перед потребителем.

Давление в конце участка определяется по формуле:

.

Если при расчете окажется, что значение комплексного числа Аф > 10, то диаметр газопровода следует принимать по ближайшему значению Аф ? 10.

Таблица№17

№ уч.	l/L, м/км	lр/Lр, м/км	Qр.ч., м3/ч	рн, ата	Аср	dу, мм	Аф	АфLр	рн2, ата2	рк, ата
ТП-1	3500/3,5	3850/3,85	31720.6	3	0.95	400	1.2	4.62	9.00	2.09
1-4	762/0.76	838.2/0.84	7109	2.09		250	0.8	0.672	4.37	1.92
4-2	177/0.177	194.7/0.1947	2688.2	1.92		200	0.3	0.058	3.69	1.90
2-3	1138/1.138	1251.8/1.2518	2276.9	1.9		200	0.25	0.3	3.61	1.82
3-ГРП1	585/0.585	643.5/0.6435	1889.5	1.82		150	1	0.6435	3.31	1.63
4.-5	60/0.06	66/0.066	4420.8	1.92	2.96	200	1	0.066	3.69	1.90
5.-6	626/0.626	688.6/0.6886	2349	1.9		150	1.2	0.83	3.61	1.77
6-ГРП3	911/0.911	1002.1/1.0021	1935	1.77		150	0.8	0.8	3.13	1.64
5-ГРП2	50/0,05	55/0,055	2071.8	1.9	117.10	150	1.1	0.06	3.61	1.88
6-Х/3	50/0,05	55/0,055	414	1.77	117.10	80	1	0.055	3.13	1.75
3-Пр	50/0,05	55/0,055	387.4	1.82	117.10	70	1.8	0.1	3.31	1.79
2-Б	50/0,05	55/0,055	411.3	1.9	117.10	80	1	0.055	3.61	1.89
1-К	50/0,05	55/0,055	24611.6	2.09	83.45	300	3	0.165	4.37	2.15

Библиографический список

1. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М.: ГИП ЦПП, 2000.

2. СНиП 2.07.01-89*. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М.: ГП ЦПП Госстроя России, 1993.

3. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. М.: ГУП ЦПП, 2003.

4. СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. М.: ЗАО «Полимергаз», ГУП ЦПП, 2004.

5. Ионин А. А. Газоснабжение: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989.

6. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л.: Недра, 1990.

7. Пешехонов Н. И. Проектирование газоснабжения: Примеры расчета. Киев: Будiвельник, 1970.

8. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети. М.: ГП ЦПП, 1994.

9. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ГУП ЦПП, 2001.

10. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: ГП ЦПП, 1996.

11. Газорегуляторные пункты и установки: Справочник / Под ред. В. А. Жилы, И. В. Мещанинова, О. В. Платонова. М.: ЗАО «Полимергаз», 2000.

Размещено на Allbest.ru