Газоснабжение

Таблица 8Ориентировочные удельные потери давления на участках сети№ГРПОсновные направленияУдельный путевой расход газа, м3/ч.п.м.dн х SΔP/l (практ)123451Квартал 1 - 20,38333,5х 3,20,42Квартал 3 - 50,38333,5х 3,20,43Квартал 7 - 80,38333,5х 3,20,44Квартал 4 - 60,38333,5х 3,20,45Квартал 9 - 100,23533,5х 3,20,46Квартал 14-15-16-170,23326,8 х 2,80,257Квартал 11-12-130,30626,8 х 2,80,228Квартал 18-19-20-210,12826,8 х 2,80,2Потери давления на участке сети определяем по формуле:(3.11)Далеенайдем ошибку при расчете, которая не должна превышать 10% по формуле 3.12.Результаты расчетоввнесли в таблицу 9.(3.12)3.4Гидравлическая увязка газопроводов сети низкого давленияДля окончательной гидравлической увязки используем следующие формулы (3.13 – 3.16) Поправочный расход, м3/ч:(3.13) - поправка первого порядка, м3/ч;(3.14)- поправка второго порядка, м /ч.(3.15)Окончательный расчетный расход:(3.16)где ΔQ=ΔQк -ΔQс.к,- поправочный расход на участке, м3/чΔQс.к - поправочный расход соседнего кольца (прибавляется к расходу на участке с противоположным знаком) м3/ч.По новому расчетному расходу и диаметру определяем потери давления газа на участках сети. Ошибку определяем повторно.Ввиду малого различия в расходах на участках новые потери давления на участках рассчитываются аналитически пропорционально изменению отношения расхода газа в степени 1,8, т.е. (Qр/Q)1,8, где Qр - новый расход газа, Q - расход газа полученный при предварительном расчете.Так как определенные по номограмме типы труб с соответствующими диаметрами практически удовлетворяют условиям по потерям давления и пропускной способности, а также так как ошибка составляет 8,6%, то проведение уточняющего расчета в данном случае не требуется.3.5Гидравлический расчет магистральных газопроводов высокого или среднего давления (ГВД и ГСД)3.5.1 Аварийные режимы работы ГСД и ГВДНа генплане района города отметили закольцованные газопроводы высокого или среднего давления с длиной ответвлений от кольцевого газопровода не более 200 м для повышения надежности газовых сетей. К газопроводу высокого или среднего давления подключили все промышленные предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы, районные или квартальные котельные, ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).Произведемгидравлический расчет магистральных газопроводов для двух аварийных и нормального режимов потребления газа.Начальное давление газа принимается по заданию Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно составлять 200 – 250 кПа.Примем, что отказал участок, обслуживаемый ГРП-1, а также участок, обслуживаемый ГРП-3. Выбор сделан в пользу указанных участков, так как на их территории располагаются котельные, обслуживающие, соответственно, первый и второй районы города (осуществление горячего водоснабжения и отопления).Примем, что при отказе газораспределительного оборудования на ГРП-1 или ГРП-3 возможность транзита газа по трубопроводу оставшимся потребителям сохраняется.Определение аварийного расхода газа производится по формуле 3.17:(3.17)где - аварийный расход газа по магистральному кольцевомугазопроводу, м3/час;- расход i-потребителей газа, м3/час;kоб,i- коэффициент обеспеченностиi-потребителя газа (для бытовых потребителей (ГРП) примем равным 0,7, для отопительно-производственных котельных – 0,5,для промышленных предприятий – 0,7). Принятие данных коэффициентов обусловлено возможностью ближайших к месту ГРП распределять газ для потребителей в аварийном режиме.Следовательно, при отказе ГРП-1, обеспечивающей на 50% газоснабжение котельной района №1 (отопление, горячее водоснабжение и вентиляция), а также промышленного предприятия №1 и при неизменном потреблении газа на оставшихся ГРП, общий расход потребителей газа составит:м3/час.При отказе ГРП-3, обеспечивающей на 50% газоснабжение котельной района №2 (отопление, горячее водоснабжение и вентиляция) при неизменном потреблении газа на оставшихся ГРП, общий расход потребителей газа составит: получим:м3/час.Среднеквадратичную потерю давления газа по кольцу определяем по формуле:(3.18)где Рн, Рк - соответственно, начальное и конечное давление газа, кПа; lр- расчетная длина кольцевого газопровода, м (принимается с учетом 10% потерь давления газа в местных сопротивлениях по формуле:1р=1,1.1ф(3.19)1р=1,1.7425 = 8167,5кПа2/м.По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого или среднего давления по Qaви Асропределяем предварительные диаметры кольцевого газопровода. Получилиd = 45 мм, lэкв = 2 м.Первый аварийный режим, когда отключен головной участок магистрального газопровода слева от источника газоснабжения (ГРС), второй аварийный режим - когда отключен участок газопровода справа от ГРС.Давление газа в трубопроводе на первом участке при отказе ГРП-1 пропорционально значению его потребления. Если общие потери давления составляют:Р = Рн – Рк (3.21)Р = 450 – 150 = 300 кПаСредствами MSExcel рассчитаем конечные давления газа на участках 1-8 формуле 3.20:Рк + 50 кПа = 150 + 50 = 200 кПа(3.20)где Рн - начальное давление газа на участке, кПа;Конечное давление газа для данного участка газопровода равно начальному давлению газа следующего участка. Результаты расчетов свели в таблицу 10.Полученные данные удовлетворяют поставленному условию.3.5.2 Нормальные режимы работы ГСД и ГВДРасcчитаемпотокораспределение при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления.Задаем предварительную точку схода исходя из двух условий:1) расходы газа по левой и правой ветвям должны быть примерно равны между собой;2) длина газопроводов по обеим ветвям должны быть также равнозначными.Находим расчетные расходы на всех участках, суммируя по каждой ветви кольца узловые расходы. Определяем удельные потери давления на участках по номограмме. Находим потери давления на каждом из участков. Расчеты сводим в таблицу 11.В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем невязку в кольце по формуле:<10%(3.21)Значения потери давлений для участков газопроводов, определенные по номограмме, привели в таблице 12.Так как ошибка составляет 8,65%, то проведение уточняющего расчета в данном случае не требуется.Невязка по давлению не превышает 10%.Произведем расчет ответвлений.По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого давления для известного расхода газа и потери давления на участке находим ближайший диаметр газопровода, равный, как и у основного кольца, 45 мм.Начальное давление газа на участке ответвления принимается равным конечному давлению газа на участке для аварийных режимов движения потоков газообразного топлива.Расчетные данные вносим в таблицу 11.Таблица 9Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давленияNУчастки кольцаПредварительное распределение расходовОкончательное распределение расходовУзлыСмежные кольцаl, мDh*S, ммQ, м3/чΔР/1, Па/мΔР, ПаΔР/Q, Па*ч/м3Qk, м3/чΔQ, м3/чQP, м3/ч(Qp/Q)18ΔР, Па1.1 * ΔР, Па123456789101112131415111-2239833,5х 3,2288,290,389103,16--288,291959,21055,12223-4239833,5х 3,2576,580,389101,58--576,581959,21055,12335-6239833,5х 3,2864,860,389101,05--864,861959,21055,12447-8239833,5х 3,21153,150,389100,79--1153,151959,21055,12559-10239833,5х 3,21785,850,389100,51--1785,851959,21055,126611-13350826,8 х 2,82325,340,269100,39--2325,341877964,77714-17432826,8 х 2,82579,440,219100,35--2579,441952,161047,3768818-21492226,8 х 2,81785,850,189100,51--1785,851984,41082,84Таблица 10 Результаты гидравлического расчета аварийных режимов сети высокого давленияОтказал участок 1-2 (ГРП-1) *Отказал участок 1-8(ГРП-3)**Показатели участкаПоказатели участка№dh x S,ммly,мQy, м3/чРн, ПаРн2 – Рк2, Па2(Рн2 – Рк2)/L, Па2/м№dh x S,ммly,мQy, м3/чРн, ПаРн2 – Рк2, Па2(Рн2 – Рк2)/L, Па2/м12345678910111213141458001,920423,6922990,6728,741458005,92368,8466460,0583,0827501,205407,1713721,7018,3027501,21352,3211910,0115,8838002,9405366,8731194,6138,9938000,86340,538166,5010,2149000,822355,608139,339,0449000,82329,277545,958,38511500,938342,758977,847,81511500,94316,418300,727,22611203,5795293,6931222,8527,88611203,58267,3528638,9025,5777500,62285,194918,986,5677500,62258,864471,425,96812505,862204,8539370,7131,50812505,86198,5135139,0928,11∑(Рн2 - Рк2)=160536,70Па2/м∑ (РН2 - РК2)=170632,64Па2/мРн = 204,85 ПаРн = 198,51 200 ПаТаблица 11Потокораспределение при нормальном гидравлическом режимеПоказатели участкаПредварительное распределениеИтоговое распределение№dh x S,ммLy, мQy, м3/чРн, ПаРн2 – Рк2, Па2(Рн2 – Рк2)/L, Па2/м(Рн2 – Рк2)/ QyПа2 . ч/ м3Qy, м3/чРн, Па(Рн2 – Рк2)/L, Па2/мРн2 – Рк2, Па2(Рн2 – Рк2)/ QyПа2 . ч/ м3123456789101112131458005,92368,8466460,0583,0811222,575,92368,8466460,0583,0811222,5727501,21352,3211910,0115,889883,821,21352,3211910,0115,889883,8238002,94312,0226773,6333,479105,132,94312,0226773,6333,479105,1349000,82300,756903,477,678398,380,82300,756903,477,678398,38511500,94287,907567,576,588067,780,94287,907567,576,588067,78611203,58238,8425841,1423,077219,203,58238,8425841,1423,077219,2077500,62230,343986,835,326430,370,62230,343986,835,326430,37812505,86150,0030557,3124,455212,785,86150,0030557,3124,455212,789Сумма752021,9180000,00199,5121,9180000,00199,51Таблица 12Потокораспределение при нормальном гидравлическом режиме123456789Qy, м3/ч5,921,212,940,820,943,580,625,86(Рн2 – Рк2)/L, Па2/м82,08,510,06,27,0135,075ЗАКЛЮЧЕНИЕПодведем итоги проделанной работы.1. Рассматриваемый населенный пункт разделен на три района В первом районе отопление и горячее водоснабжение 100% жилых и общественных зданий централизованное от – от ТЭЦ. Во втором - отопление всех зданий централизованное от ТЭЦ. Часть жилых зданий имеет децентрализованное горячее водоснабжение (ГВ) от проточных газовых водонагревателей, часть зданий района - централизованное горячее водоснабжение от ТЭЦ и РТС. В третьем районе отопление децентрализованное от газовых отопительных агрегатов или печей периодического действия, работающих на газе. Горячее водоснабжения отсутствует.Газоснобжение осуществляется по всем трем районам.К сосредоточенным потребителям газа городской сети, имеющим на входе высокое (среднее) давление газа, относятся хлебозаводы, ГРП сетей низкого давления, три промышленных предприятия и районные котельные.Газопроводы являются важным элементом системы газоснабжения, так как на сооружение их затрачивается 70-80 % всех капитальных вложений. При этом из общей протяженности газопроводов 80 % составляют газопроводы низкого давления и 20% -газопроводы среднего и высокого давления.В данном курсовом проекте для города населением около 50 тыс. человек проектируется двухступенчатая газопроводная система сетей низкого и среднего или низкого и высокого (до 0,6 МПа) давления.Основным мероприятием по эксплуаиации газопроводов является защита трубопроводов от коррозии.Кроме того, подземные газопроводы имеют противокоррозионные защитные покрытия. Они должны противостоять продолжительному и периодическому смачиванию и высушиванию, обладать низким водопоглащением, быть химически стойкими и обладать высоким переходным сопротивлением.Газообразное топливо – природный газ, который представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащий некоторое количество примесей. К горючим газам относят углеводороды, водород и оксид углерода. Негорючие компоненты - это азот, диоксид углерода и кислород. Они составляют балласт газообразного топлива. К примесям относят водяные пары, сероводород, пыль.Низшаятеплоту сгорания, рассчитанная для природного газа согласно условию проекта составляет 36265,2 кДж/м3.В таблице 4 сведены данные по потреблению газа населением города.В таблице 5 приведены годовые и максимальные часовые расходы газа городом.Сеть низкого давления сконструирована из условия экономичности с соблюдением требований надежности с условием кольцевания основных газопроводов, в том числе связывающих источники питания по низкому давлению. Расчетное количество ГРП составляет 4 шт. для первого района, 3 шт. для третьего и 1 для первого.В таблице 6 приведены удельные путевые расходы для всех питающих контуров сети.В таблице 7 приведены расчетных расходов газа для участков сети.В таблице 9 приведены результаты гидравлического расчета кольцевой сети низкого давления.В таблицах10 и 11 соответственноприведены результаты гидравлического расчета аварийных и нормальных режимов потребления газа для сети высокого давления.В целом, задачи, поставленные в начале работы можно считать выполненными.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫИонин А.А., Жила В.А. Газоснабжение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 2011. – 440 с.Газовые сети и установки. Учебное пособие для сред.проф. образования / Жила В.А., М.А. Ушаков, О.Н. Брюханов. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 272с.Жила В.А. МаркевичЮ.Г.Задание и методические указания к выполнению курсового проекта«Газоснабжение города»для студентов специальности 270109 ТГВ. – М.: МГСУ, 2011. – 47 с.Свод правил по проектированию и строительству. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы.Методические указания к заданиям для практических занятий по газоснабжению для студентов специальность 2907 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна»/ А.А. Ионин , В.А. Жила и др. - М: МГСУ, 1994 –45 с.СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование.СНиП 41-02-2003 Тепловые сети