Газоснабжение микрорайна

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ СПО

Дальневосточный государственный

Межрегиональный индустриально - экономический колледж

(ДВГМИЭК)

Специальность 270111 «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

КП. ГСУ.270111.794.10 ПЗ

ГАЗОСНАБЖЕНИЕ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА Саратов

Руководитель проекта

Л. Г. Абольянина

Выполнил студент группы ОГС - 31

Н. А. Христофоров

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Расчет теплоты сгорания и плотности газа

2. Расчет площади кварталов и численности населения

3. Расчет расхода газа, потребляемого микрорайоном

3.1 Годовой расход газа в квартирах

3.2 Годовой расход газа в учреждениях здравоохранения

3.3 Годовой расход газа на предприятиях общественного питания (ПОП)

3.4 Годовой расход газа на мелкие отопительные установки (МОУ)

3.5 Годовой расход газа для прачечных

3.6 Годовой расход газа для бань

3.7 Годовой расход газа для хлебозавода, хлебопекарни

3.8 Годовой расход газа котельной

3.8.1 Расходы газа на отопление

3.8.2 Расходы газа на вентиляцию

3.8.3 Расход газа на централизованное горячее водоснабжение

4. Расчет путевых расходов газа газопровода низкого давления

5. Определение расчетных расходов газа газопровода низкого давления

6. Гидравлический расчет сети низкого давления

7. Гидравлический расчет сети среднего давления

8. Подбор оборудования ГРП

8.1 Определение пропускной способности регулятора

8.2 Определение пропускной способности фильтра

8.3 Выбор предохранительно-запорного клапана (ПЗК)

8.4 Выбор предохранительно-сбросного клапана (ПСК)

ВВЕДЕНИЕ

Снабжение природным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью:

улучшение бытовых условий населения;

замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, на коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания и т. п.;

улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.

Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй.

На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий.

Прокладку газопроводов выполняют в соответствии с требованиями СНиП [1].

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах.

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, для приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

В сельском хозяйстве природный газ используется для приготовления корма животным, для обогрева сельскохозяйственных зданий, в производственных мастерских.

При проектировании газовых сетей городов и поселков приходится решать следующие вопросы:

ь определить всех потребителей газа на газифицируемой территории;

ь определить расход газа для каждого потребителя;

ь определить места прокладки распределительных газопроводов;

ь определить диаметры всех газопроводов;

Объем решаемых вопросов из приведенного перечня определяется заданием на курсовой проект

где F_P - площадь района в га., полученная в результате замеров по плану застройки;

Исходными данными для проектирования сетей газоснабжения являются:

ь состав и характеристики природного газа или месторождения газа;

ь климатические характеристики района строительства;

ь план застройки города или населенного пункта;

ь сведения об охвате газоснабжением населения;

ь характеристики источников теплоснабжения населения и промышленных предприятий;

ь данные по выпуску продукции промышленными предприятиями и нормы затрат теплоты на единицу этой продукции;

ь численность населения города или плотность населения на один гектар;

ь перечень всех потребителей газа на период газификации и перспективы развития города или посёлка на ближайшие 25 лет;

ь перечень и тип газоиспользующего оборудования на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях;

ь этажность застройки жилых районов.

1. РАСЧЕТ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ И ПЛОТНОСТИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Определяется низшая теплота сгорания , кДж/мпо формуле:

, (1)

где - низшая теплота сгорания горючих компонентов, входящих в смесь, кДж/м;

- содержание горючего компонента в смеси в объёмных долях.

Таблица 1

Наименование	Количество (об. %)	Теплота сгорания кДж/м	Плотность газа кг/м
Углекислый газ CO2	1	-	1,977
Этан С2H6	7.5	63650	1,356
Метан CH4	81.63	35760	0,7168
Пропан C3H8	5.25	91140	2,0037
Бутан C4H10	2.23	118530	2,7023
Пентан C5H12	1	146180	3,457
Азот N2	1.37	-	1,251

Этан С2H6=63650X0,075=4773,75 кДж/м

Метан CH4=357600,816=29180 кДж/м

Пропан C3H8=91140 0,052=4739,28 кДж/м

Бутан C4H10=118530 0,022=2607,66 кДж/м

Пентан C5H12=146180 0,01=1461,8 кДж/м



29180,16+4773,75+4739,28+2607,66+1461,8=42763 кДж/м,

42,763 МДж/м.

Определяется плотность , по формуле

(2)

где плотность компонента, входящего в смесь, ;

объёмная доля компонента в смеси.

Азот = 0,0137 1,251=0,017 кг/мі

Пентан = 0,01 3,457=0,034 кг/мі

Бутан = 0,0223 2,7023=0,06 кг/мі

Пропан = 0,052 2,0037=0,104 кг/мі

Метан =0,816 0,7168=0,585 кг/мі

Этан = 0,071,356=0,094 кг/мі

Углекислый газ = 0,011,977=0,01977 кг/мі

= 0,017 +0,034 +0,06 +0,104 +0,585 +0,094 +0,01977 =0,91 кг/мі

2. РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ КВАРТАЛОВ И ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

1 га = 10000; 1 га = 380 человек; Масштаб 1см=50м

Расчет площади S,

Расчет численности населения квартала

Численность населения квартала определяется по формуле



Расчет площади кварталов и численности населения сводится в Таблицу 2

Таблица 2

Номер квартала	Площадь одного квартала	Плотность населения, чел/га	Количество жителей квартала, чел
		га
1	28125	2,8	380	1064
2	10687,5	1,07	380	407
3	30000	3	380	110
4	18000	1,8	380	684
5	33235	3,3	380	1254
6	28429	2,8	380	1064
7	28429	2,8	380	1064
8	36241	3,6	380	1368
9	33265	3,3	380	1254
10	13321	1,3	380	494
11	18493	1,8	380	684

Численность населения квартала составляет 10477 чел

3. РАСЧЕТ РАСХОДА ГАЗА, ПОТРЕБЛЯЕМОГО МИКРОРАЙОНОМ

Полученные годовые расходы тепла, МДж/год переводят в годовые расходы газа , по формуле

(3)

где - годовой расход газа в тепловых единицах, МДж/год;

низшая расчетная теплота сгорания топлива, МДж/м.

Для перехода от годовых расходов к часовым используется коэффициент часового максимума. Часовой расход газа , определяется по формуле:

(4)

где коэффициент часового максимума расхода газа определяется по формуле:

где m - число часов работы системы (прибора) в году.

3.1 Годовой расход газа в квартирах

Определяется годовой расход газа в квартирах , по формуле

(5)

где N - количество жителей

Y- доля газифицированных от их общего числа;

Z- доля квартир с газовой плитой и централизованным горячим

водоснабжением;

Z- доля квартир с газовой плитой и водонагревателями;

Z- доля квартир с газовой плитой и отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газового нагревателя;

q, q, q - соответственно нормы расхода теплоты на одного человека.

3.2 Годовой расход газа в учреждениях здравоохранения

Определяется годовой расход газа в учреждениях здравоохранения , по формуле

 (6)

где N - число жителей;

П- норма коек на 1000 жителей = 11;

q- норма расхода тепла на одну койку;

Y- доля охвата больниц газоснабжением.

3.3 Годовой расход газа на предприятия общественного питания (ПОП)

Определяется годовой расход газа на предприятия общественного питания , по формуле

(7)

где N - число жителей;

q- норма расхода теплоты для одного обеда, завтрака, ужина;

Z- доля людей, пользующихся услугами питания = 0,66;

Y- процент охвата газоснабжением ПОП.

3.4 Годовой расход газа на мелкие отопительные установки (МОУ)

Определяется годовой расход газа на мелкие отопительные , по формуле

(8)

где К - коэффициент, учитывающий непостоянство расхода на отопление общественных зданий К=0,25;

K - Коэффициент, учитывающий непостоянство расхода на вентиляцию общественных зданий К=0,4;

Z - число часов работы системы вентиляции в сутки Z=16час;

t - Средняя температура отопительного периода;

tрасчетная температура холодной пятидневки при обеспеченности 0,92;

q - Укрупненный показатель максимального часового рас хода на отопление ;

F - Жилая площадь отапливаемых зданий F=9nN;

n - Количество суток отопительного периода;

- КПД мелких отопительных установок, равен 0,6-0,7.

3.5 Годовой расход газа для прачечных

Определяется годовой расход газа для прачечных , , по формуле:

(9)

где N - число жителей;

q - норма расхода теплоты на одну тонну стирки белья;

Y - доля охвата прачечных газоснабжением;

Z - доля охвата обслуживанием населения прачечными от общей численности(0,03-0,25);

100/1000 - сто тонн белья, норма накопления, 1000 жителей.

3.6 Годовой расход газа для бань

Определяется Годовой расход газа для бань , по формуле

(10)

где n- количество помывок на одного человека 30-52 пом/год;

Z- доля людей, пользующихся услугами бань;

Y- доля охвата газоснабжением;

q- норма расхода теплоты на человека на одну помывку.

3.7 Годовой расход газа для хлебозавода, хлебопекарни

Определяется годовой расход газа для хлебозавода, хлебопекарни , по формуле:

 (11)

где (0,60,8)365/1000 - объем суточной выпечки в тоннах, на

1000 жителей в год - 365 дней;

N- число жителей;

Y- доля охвата газоснабжением хлебозаводов и пекарней;

q- удельная норма расхода теплоты на выпечку хлеба и

хлебобулочных изделий.

3.8 Годовой расход газа котельной

Отопительные котельные обеспечивают нагрев воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Температура нагрева воды в отопительных котельных малой мощности составляет 95…70°С, а в котельных большой мощности - 150…70°С.

В отопительных котельных малой мощности одна группа водогрейных котлов работает на отопление по отопительному графику, а другая группа обеспечивает горячее водоснабжение: горячая вода от группы котлов поступает в водяные подогреватели. Циркуляцию воды в обоих контурах осуществляют сетевые насосы.

При использовании газообразного топлива котельные оснащаются устройствами автоматического регулирования и безопасности, которые также облегчают труд обслуживающего персонала.

3.8.1 Расходы газа на отопление

Расчетный расход газа на отопление жилых и общественных зданий, комунально-бытовых предприятий определяется по максимальному часовому расходу тепла на эти нужды:

Определяется по формуле

(12)

где N - количество жителей, чел;

f - норма жилой площади на жителя (12 /чел);

К - коэффициент строительной кубатуры.

Определяются расходы газа на отопление , по формуле

(13)

где удельная отопительная характеристика здания, кДж/м•ч•град

коэффициент, учитывающий изменения .

усредненная температура внутреннего воздуха

отапливаемых зданий.

наружный строительный объём отапливаемых зданий,.

Определяется , по формуле

 (14)

где максимальный часовой расход тепла на отопление.

КПД отопительных установок в долях единиц (0,80,85).

3.8.2 Расходы газа на вентиляцию

Расчетный расход газа на вентиляцию общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий определяется по максимальному часовому расходу тепла на эти нужды, м/ч:

Определяется расход газа на вентиляцию , по формуле

(15)

где удельная вентиляционная характеристика здания, кДж/м•ч•

расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, .

3.8.3 Расход газа на централизованное горячее водоснабжение

Расход газа на централизованное горячее водоснабжение от районных котельных определяется по нормам расхода горячей воды на 1 жителя в сутки по формуле, Нм/ч:

Определяется расход газа на централизованное горячее водоснабжение , по формуле

(16)

где - суточный и часовой коэффициенты неравномерности потребления.

количество жителей в населенном пункте, охваченнях централизованным горячим водоснабжением;

a - норма расхода горячей воды для жилых зданий (90 л.)

в - норма расхода горячей воды для всех общественных зданий (25 л.)

- температура водопроводной воды.

Расход газа на котельную равен 1847+1020+204= 3071

Расход газа на 1 человека составляет

, где

Nкв - число жильцов, количество жителей, Qж.д. - расход жилых домов

;

;

;

;

Расчеты потребления газа сведены в таблицу

Таблица 3

		Комунально -бытовоепотребление				ПОП, УЗД, МОУ
		,м/год	м/го
1,	1,92	104342	109559	730		61				61
2	2,06	111918	117514	783		65				65
3,	2,98	161876	169970	1133		93				93
4	1,58	85800	90090	601		50				50
5	1,56	84799	89039	593		49				49
6	1,13	61347	64414	430		36				36
7	3,74	2032 2032 203203 2032	213363	1421		113	46403		17	130
8	0,99	53768	56456	376		31				31
9,	0,95	51623	54204	361		30				30
10	1,75	95095	99850	665		55	240026		120	175
11	0,79	42900	45045	300		25	17765		8	33
12	1,49	80938	84985	566		47				47
13	3,24	176033	1 1 184835	1231		100				100

Итого 900

Таблица 4

Наименование учреждения	Годовой расход, МДж/год	Годовой расход, м/год	Коэффициент часового max	, м/ч
Котельная	-	-	-	3071
Баня	5210730	148899		55
Прачечная	10884636	311034		107
Хлебозавод	20840577	595530		99
ГРП	-	-	-	900

4. РАСЧЕТ ПУТЕВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

Расход начинается с определения удельных путевых расходов для всех участков:

а) разбивается вся газоснобжаемая территория на зоны, которые питаются от определенных контуров;

б) рассчитываются максимальные часовые расходы для каждой точки зоны;

в) подсчитывается суммарная длина контура;

г) определяются удельные расходы для всех.

Таблица 5

N контура	F, га	N, чел		Длина контура, L, м	Удельный путевой расход, q,м/ч
I	9,21	3500	419	1700	0,25
II	8,21	3119	270	1610	0,17
A	1,58	600	50	425	0,12
B	1,94	737	61	610	0,1
C	3,24	566	100	610	0,16

=++

+++=1,92+2,06+1,56+1,13+1,75+0,79=9,21га

=++=2,98+3,74+1,49=8,21га

=1,58 га; =1,94 га; =3,24 га

чел; чел;

чел

; ;

=L1-2+L2-3+L3-6+L1-4+L4-5+L5-6=265+290+240+295+290+315=

=1700 м

=L1-2+L2-7+L7-8+L8-11+L1-4+L4-10+L10-9+L9-11=

=265+245+200+60+295+240+190+115=1610 м

=L7-8+L8-12=200+225=425 м

=L8-12+L8-11+L9-11+L9-13=225+60+115+210=610 м

=L9-13+L10-9+L10-14=210+190+210=610 м

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ДЛЯ СЕТЕЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Задаем начальное распределение потоков в сети. На начальном этапе направления движения газа назначаются от точек питания к периферии кратчайшими путями. Далее вычисляются путевые расходы для всех участков сети:

Результаты расчетов сводим в таблицу 6

Таблица 6

Участок	Длина участка, м	Удельный путевой расход, ,	Расход газа
1-2	265	0,25+0,17=0,42	111,3	62,3	297,9	360,2
2-3	290	0,25	72,5	40	60	100
3-6	240	0,25	60	33	0	33
5-6	315	0,25	78,8	43,3	0	43,3
4-5	290	0,25	72,5	39,9	78,8	118,7
1-4	295	0,25+0,17=0,42	123,9	68,1	374	442,1
2-7	245	0,17	41,7	22,9	123,7	146,6
7-8	200	0,17+0,12=0,29	58	31,9	65,7	97,6
8-11	60	0,17+0,1=0,27	16,2	8,9	0	8,9
9-11	115	0,17+0,1=0,27	31	17,1	0	17,1
10-9	190	0,17+0,16=0,33	62,7	34,5	85,6	120,1
4-10	240	0,17	40,8	22,4	181,9	204,3
8-12	225	0,12+0,1=0,22	49,5	27,2	0	27,2
9-13	210	0,1+0,16=0,26	54,6	30	0	30
10-14	210	0,16	33,6	18,5	0	18,5

Итого: 90750012681768



;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

; ;

;

;

;

; ; ;

;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТЕЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Таблица 8

ГРП	Длина контура, м	Удельное давление, Па/м
№1		1,14 1,01
№2		1,18 1,08

,(24)

, (25)

, (26)

, (27)

, (28)

Допустимые потери давления на местные сопротивления принимаются из расчета 10% от потерь на трение.

Допустимые потери давления на трение:

Диаметр трубопровода подбираем исходя из ориентировочных потерь давления и расчетного расхода газа на участках, которые находим по номограмме.

Так как ошибки во всех кольцах при расчете окончательного распределения расходов не превышают 10 %, гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления можно считать законченным.

Коль- цо	Участки кольца	Предварительное распределение расходов		Окончательное распределение расходов
	Узлы	Смежные кольца	L, м	DЧS мм										1,1, Па
1	1-2	2	265	159Ч4	-360,2	1,63	-432,2	1,2	-0,38	0,99	-359,21	1,65	-437,25	-480,975
	2-3		290	108Ч4	-100	1,2	-348	3,48		-0,38	-100,38	1,3	-377	-414,7
	3-6		240	75,5Ч4	-33	1,2	-288	8,72		-0,38	-33,38	1,2	-288	-316,8
	1-4	2	295	219Ч6	442,1	0,5	147,5	0,33		0,99	443,09	0,5	147,5	162,25
	4-5		290	108Ч4	118,7	2,3	667	5,6		-0,38	118,32	2,3	667	733,7
	5-6		315	88,5Ч4	43 О=1,3%	0,85	267,75	6,22		-0,38	42,62 О=0,4%	0,9	283,5	311,85
2	1-2	1	265	159Ч4	360,2	1,63	432,25	1,2	-1,37	-0,99	359,21	1,65	437,25	480,975
	2-7		245	114Ч4	146,6	1,6	392	2,67		-1,37	145,23	1,6	392	431,2
	7-8		200	114Ч4	97,6	0,8	160	1,63		1,37	96,23	0,8	160	176
	8-11		60	48Ч3,5	8,9	1	60	6,74		-1,37	7,53	1	60	66
	1-4	1	295	219Ч6	-442,1	0,5	-147,5	0,33		-0,99	-443,09	0,5	-147,5	-162,25
	4-10		240	133Ч4	-204,3	1,6	-384	1,9		-1,37	-205,67	1,65	-396	-453,6
	10-9		190	108Ч4	-120,1	1,8	-342	2,85		-1,37	-121,47	1,8	-342	-376,2
	9-11		115	60Ч3,5	-17,1 О=4,3%	1,1	-126,5	7,4		-1,37	-18,47 О=1,5	1,15	-132,25	-145,475

Таблица 8

N участка	L, м		DЧS, мм
8-12	225	27,2	88,5	0,4	90
9-13	210	30	114	0,04	8,4
10-14	210	18,5	57	1,8	378

7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

,

Определяется по формуле

(17)

где начальное давление;

конечное давление;

l - длина трубопровода.

Па/м,

, Па

Гидравлический расход сети среднего давления сведен в Таблицу 7

Таблица 7

Номер участка	Длина, м	Расход м/ч	Диаметр, мм	Потери	Начальное давление	Конечное давление	Невязка, %
				А, Па/м	1,1•А•l
1-2	2035	4232	35026,8	44	98494	400	248
2-3	125	1161	25017,4	20	2750	248	242
3-4	65	1062	20013	62	4433	242	233
4-5	135	162	1005	30	4455	233	223
5-6	330	107	1005	27	9801	223	200	0
2-7	295	99	803,9	82	26609	248	187	6,5
3-8	115	3071	25017,4	140	17710	242	202	1
4-9	460	900	25017,4	14	7084	233	217	8,5
5-10	725	55	1005	160	7392	223	206	3

Па/м

Па/м

Па/м

Па/м



8. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГРП

8.1 Определение пропускной способности регулятора

- входное давление 200МПа=0,2МПа

=0,2+0,10132=0,30132МПа.

- выходное давление 2000Па = 0,002МПа

=0,002+0,10132=0,10332МПа.

Определяется пропускная способность регулятора , по формуле

, (18)

где =0,6

= 0,48;

= 8,5.

,

Выбирается регулятор давления типа РДБК1 - 50

8.2 Определение пропускной способности фільтра

Определяется пропускная способность фильтра , по формуле

(19)

Выбирается фильтр ФГ - 50 С, пропускная способность 7000(1,2) , максимальное рабочее давление 1,6 МПа; D, = 50мм.

8.3 Выбор предохранительно запорного клапана (ПЗК)

Выбирается ПЗК марки ПКН - 50, максимальное входное давление 1,2 МПа

Верхний предел регулирования 0,0003…0,003

Нижний предел регулирования 0,002…0,06.

8.4 Выбор предохранительного сбросного клапана (ПСК)

Выбирается ПСК марки ПСК - 50Н/5, Диапазон настройки 0,002…0,005 МПа. Максимальное рабочее давление 1,6 МПа

Количество газа, подлежащее сбросу ПСК при наличии перед регулятором ПЗК, должно удовлетворять условию:

, где

Q - количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа, мі; - расчетная пропускная способность регулятора давления,