Расчет городской, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения

Расчетный расход газа на отопление и вентиляцию больницы находим по формулам

где 1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты в системе отопления;

qo, qв - соответственно удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания, Вт/(м3•°С), для больниц qo =0,33...0,46 Вт/(м3•°С) и qв=0,25...0,32 Вт/(м3С);

Vн - объем здания по наружному обмеру, м3, для больницы удельная кубатура принимается 160... 240 м3 на одну койку;

tв, tо - соответственно расчетные температуры внутреннего воздуха в помещении и наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции; з - КПД котельной установки, принимаемый n=0,75...0,80,

вt - температурный коэффициент, определяемый по формуле:

На хлебозаводе газ используется для выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий. Производительность хлебозавода определяем из условия выпечки в год на 1000 жителей 219 т хлебобулочных изделий и 36,5 т кондитерских изделий. Нормативный расход газа на выпечку 1 т изделия зависит от его вида. Принимаем, что выпечка хлеба формового составляет 20%, подового - 30%, батонов, булок, сдобы - 50% от общего количества хлебобулочных изделий. Расчет количества выпекаемых хлебобулочных и кондитерских изделий приводим в графе 5. Коэффициент часового максимума для хлебозавода Km = 1/6000.

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 определяем из расчета 52 помывки в год одним человеком. Считаем, что баней пользуются 10% от общего числа жителей города, причем для половины из них учитываем расход газа на мытье без ванн, для остальных - мытье в ваннах. Значение Km = 1/2900.

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 50% от общего, числа жителей сдают белье в прачечную. При норме 75 кг 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 0,01 кг на один обед, завтрак или ужин.

Множитель 2 учитывает количество завтраков (или ужинов) и обедов на 1 человека.

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

В этих выражениях 0,125 кг; 0,075 кг; 0,3 т - расчетные показатели стираемого белья на одно посещение поликлиники, бани и на одно место в гостинице; 30 - количество посещений поликлиники в день, приходящееся на 1000 жителей; 310 - число дней работы поликлиники в году; 6 - количество мест в гостинице на 1000 жителей; 260978- число помывок в бане в год.

При расчете количества белья, поступающего в прачечную из детских учреждений, принимаем, что число детей ясельного возраста составляет 8%, в возрасте от 4 до 7 лет - 10% от общего числа жителей, а охват обслуживанием детскими учреждениями 85%. При норме 0,48 т белья в год на одного ребенка в яслях и 0,36 т в детских садах количество сдаваемого белья соответственно равно:

Суммарное количество белья, стираемого в прачечной, составит:

?G=5314 т/год

Определение расхода газа котельными.

В городе имеется две районные котельные. Районная котельная 1 (РК-1), которая обслуживает кварталы: 1,2,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15, 16, 20, 21, 27 с общим числом жителей 21439. В зоне 5-этажной застройки проживают 8576 чел ; 7-9-этажной застройки 12863 чел. Районная котельная 2 (РК-2), которая обслуживает кварталы: 12, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 36,37,38,39 с общим числом жителей 28749. В зоне 5-этажной застройки проживают 11500 чел ; 7-9-этажной застройки 17249 чел.

В квартале 18 имеется квартальная котельная с общим числом жителей 1440. В зоне 5-этажной застройки проживают 576 чел ; 7-9-этажной застройки 864 чел.

Расход газа котельными определяется по расходам теплоты (кВт) на отопление жилых и общественных зданий Qo, вентиляцию общественных зданий Qb и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Qгв.

Расходы теплоты находим по укрупненным показателям. На отопление жилых и общественных зданий:

где qo - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт/м2.

А - общая площадь жилых зданий, м2. Определяется по формуле

где f - норма общей площади на 1 человека, f=20 м2/чeл;

N - количество жителей в обслуживаемой котельной зоне;

К1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, К1 = 0,25.

Расход теплоты на вентиляцию общественных зданий определяем по формуле:

где К2 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий. К2 = 0,6.

Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий в зоне 7-9-этажной застройки определяем по формуле:

где q'г.в - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение на 1 человека с учетом потребления в общественных зданиях, Вт/чел. Принимая норму расхода воды на горячее водоснабжение 105 л/сут на человека, находим q'г.в=376 Вт/чел;

N' - число жителей, пользующихся централизованным горячим водоснабжением.

Для зоны 5-этажной застройки расход теплоты на горячее водоснабжение учитываем только для общественных зданий (в кухнях жилых квартир 5-этажных зданий установлены газовые водонагреватели)

где q''г.в - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение с учетом потребления только в общественных зданиях, Вт/чел. Принимая норму расхода воды на горячее водоснабжение 105 л/сут на человека, находим q''г.в=73 Вт/чел;

N'' - число жителей в зоне 5-этажной застройки.

Расход газа котельными Vк, м3/ч, найдем по формуле:

зк - КПД котельной установки. Для котельных малой и средней мощности зк=0,75...0,8; для котельных большой мощности зк=0,85...0,9.

РК-1

(для 5-этажной застройки)

(для 7-9-этажной застройки)

РК-2

(для 5-этажной застройки)

(для 7-9-этажной застройки)

Если на территории газифицируемого объекта предусмотрена собственная котельная для покрытия затрат тепла этого объекта, то из общего расхода газа для котельной следует вычесть расход газа объектовой котельной. В нашем случае из нагрузки РК-2 следует вычесть расход газа котельной больницы (расход на отопление и вентиляцию):

КК

(для 5-этажной застройки)

(для 7-9-этажной застройки)

Расход газа промпредприятием VПП=3380 м3/ч (по заданию).

6. Определение количества котлов для КК и уточнение расхода газа для неё

Уточняем расход газа для квартальной котельной. Для этого определим число устанавливаемых котлов в котельной. К установке приняты котлы Универсал-6 с площадью поверхности нагрева Fk =41,8 м2.

Расход газа одним котлом Vk, м3/ч, составляет:

qк - теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева котла, Вт/м2.

qк=14 кВт/м2

Количество котлов в котельной:

Принимаем к установке 12 котлов.

Уточненный расход газа на квартальную котельную составит:

(7.3)

На эту нагрузку подбирают и рассчитывают оборудование ГРУ котельной.

7. Выбор схемы газоснабжения города

Для выбора схемы газоснабжения используют данные, полученные ранее:

* Количество жителей в городе - 50188 человек;

* Расход газа равномерно распределенными потребителями - 6373,65 м3/ч;

* Расход газа сосредоточенными потребителями - 19693 м3/ч;

* Суммарный расход газа - 26067 м3/ч.

При численности населения до 100000 человек со сравнительно большой плотностью нагрузки (значительная часть города застраивается 5-ти, 7-ми и 9-ти этажными зданиями) и с компактным размещением крупных потребителей газа принимается двухступенчатая система газоснабжения, с давлением в первой ступени 0,3 МПа, во второй - 3кПа.

Запроектируем кольцевую сеть среднего давления. Такая сеть с двухсторонним питанием кольца достаточно надежна. Трассу кольца выбираем так, чтобы уменьшить общую протяженность сети среднего давления. Газопроводы среднего давления прокладываются по улицам и от них делаются ответвления к ГРП и сосредоточенным потребителям. На кольце предусматриваются секционирующие задвижки так, чтобы любой поврежденный участок сети можно было отключить с двух сторон и чтобы любого потребителя или группу из двух-трех потребителей можно было питать с любой стороны кольца.

Так как потребность в газе относительно невелика, принимаем одну газораспределительную станцию (ГРС). Место сооружения ГРС со стороны подхода магистрального газопровода на северо-восточной окраине города на расстоянии 600м от линии застройки.

Газопроводы низкого давления от ГРП до потребителей (жилые дома, предприятия общественного питания и мелкие предприятия бытового обслуживания) прокладываются внутри кварталов и микрорайонов по кратчайшему пути, т. е. из условия минимальной протяженности сети. Сети низкого давления проектируются смешанными с кольцеванием только основных линий. Газопроводы соседних ГРП соединяются между собой перемычками.

8. Гидравлический расчёт кольцевой сети среднего давления для трёх режимов эксплуатации сети

На генплане города наносим сеть среднего давления. Расходы газа потребителями известны. Расчетный перепад давления определяется исходя из условия создания при допустимых перепадах давления наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивую работу ГРП и ГРУ. Поэтому начальное давление принимают максимальным для данной системы (0,3 МПа), а конечное таким, чтобы при максимальной нагрузке сети обеспечивалось минимально допустимое давление газа перед регуляторами ГРП и ГРУ (0,15 МПа).

При расчете кольцевой сети необходимо оставлять резерв давления для увеличения пропускной способности системы газоснабжения при аварийных гидравлических режимах. Принятый запас давления должен проверяться расчетом при возникновении наиболее неблагоприятных аварийных ситуаций, которые возникают при выключении головных участков сети.

Ввиду кратковременности аварийных ситуаций допускается некоторое снижение качества системы, которое оценивается коэффициентом обеспеченности, зависящим от категории потребителя. Однако во всех случаях режим давления в газовой сети должен обеспечивать нормальную работу газогорелочных устройств неотключаемых агрегатов.

Для кольцевой сети среднего давления рассчитываются 2 аварийных режима (при отключении головных участков слева и справа от точки питания) и нормальный режим, когда за расчетное принимается наиболее рациональное направление потока газа по полукольцам.

Расчет кольцевой сети среднего давления производится в следующей последовательности:

1. Составляются расчетные схемы сети для 2-х аварийных и нормального режима эксплуатации, нумеруются узлы сети, проставляются длины участков, выписываются расчетные расходы газа каждым потребителем.

2. Производится предварительный расчет диаметра кольца по приближенным зависимостям:

где Vрэ - расчетный эквивалентный по создаваемой потере давления расход газа всеми потребителями газа в аварийной ситуации, м3/ч;

Vi - расчетный расход газа i-м потребителем, м3/ч;

Кобi - коэффициент обеспеченности i-го потребителя в аварийной ситуации.

Аср - среднеквадратичный перепад давления в сети, МПа2/км;

Рн, Рк - абсолютные давления газа в начале и в конце сети, МПа;

Lк - протяженность расчетного кольца, км;

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

При этом стремятся к подбору единого диаметра кольца. Если это не удается, то участки газопровода, расположенные диаметрально противоположно точке питания, следует принимать меньшего диаметра, но не менее 0,75 диаметра головного участка.

3. Выполняются два варианта гидравлического расчета сети при аварийных режимах. Расходы потребителей определяются с учетом необходимой обеспеченности их газом

Расчетные расходы каждого участка находят суммированием, начиная от последнего потребителя по направлению к ГРС. Если плотность газа с0, кг/м3, отличается от плотности стандартного газа (с0ст=0,73 кг/м3), то в величину А вводится поправка на плотность газа:

а затем рассчитывается перепад давления на участке - . Давление газа в начале первого участка (на выходе из ГРС) известно Рн=0,4МПа. Давление газа в конце участка определяется по формуле:

Полученное давление Рк на участке ГРС-1 является начальным для последующего участка 1-2, давление в конце участка 2-3 является начальным Рн для участка 3-4 и т.д.

Диаметры участков корректируются таким образом, чтобы давление газа у последнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого значения 0,25 МПа.

4. Выполняется гидравлический расчет сети при нормальном режиме эксплуатации. В нормальном режиме определение расходов газа на участке начинается с конечного участка каждого полукольца из условия обеспечения потребителей полным количеством газа. Целью расчета является определение давления газа в точках врезки ответвлений в кольцевую сеть, диаметры участков которой принимаются наибольшими из расчета двух аварийных режимов.

5. Определяются минимальные диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям при расчетном гидравлическом режиме. В случае необходимости (при недостаточности диаметров, когда А>0,1МПа2/км) увеличивают их до необходимых размеров.

Расчетный эквивалентный расход газа составит:

Среднеквадратичный перепад давления в сети:

Линии расхода Vpэ= 10838,7 м3/ч и среднеквадратичного перепада давления А=0,0141 МПа2/км пересекаются в точке, лежащей между диаметрами газопроводов 325х8 мм и 377х9 мм.

Такие диаметры участков газопроводов кольцевой сети назначаем, выполняя гидравлический расчет; при этом больший (377х9) принимаем на участках кольца, ближайших к ГРС.

Список литературы

газообразный гидравлический балластный

СНБ 4.03.01-98. Газоснабжение. - Мн., 2001. - 94 с.

СНБ 2.04.02 - 2000. Строительная климотология. - Мн., 2001. - 40с.

СНиП 2.07.01 - 89. Градостроительство,планировка и застройка городских и сельских поселений. - М., 1991 г. - 56c.

СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-48с.

Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. проф. Б.М. Хрусталева - М.: Изд-во АСВ, 2008. - 784с.

Ионин А.А. Газоснабжение.- М.: Стройиздат, 1989. - 439с.

Размещено на Allbest.ru