Газоснабжение района города

5 а, б, в) обычно состоят из одного кольца с несколькими отводами к ГРП и сосредоточенным потребителям. Такую сеть разбивают на две илинесколько частей и каждую рассчитывают отдельно как тупиковую сеть.Ответственные кольцевые сети среднего и высокого давлений разделяются задвижками на несколько секций; в случае аварии поврежденную секцию можно отключить от остального кольца. Расчет кольца производится на 3 режима: один нормальный и два аварийных. При аварийных режимах предполагается, что выключаются крайние секции, и движение газа по кольцу происходит в одном направлении: при одном режиме - по часовой стрелке, при другом - против часовой стрелки и при уменьшенных нагрузках. Ввиду кратковременности аварийных ситуаций следует допускать снижение качества системы при отказах её элементов. Снижение качества оценивается коэффициентом о6еспеченности , который зависит от категории потребителей. Таким образом, количество газа, подаваемого потребителям при аварийном гидравлическом режиме , не должно быть меньше, (47)Диаметры сети принимаются максимальными из 2 аварийных режимов. После этого рассчитывают сеть по полукольцам при полныхрасчетных нагрузках.Потребители газа высокого и среднего давления всегда сосредоточенные, и расходы газа по участкам определяются как для обычной тупиковой сети суммированием расходов по участкам.II.4.1.4 Гидравлический расчёт сетей низкого давленияГородские сети низкого давления, распределяющие газ по всей территории застройки к бытовым и мелким коммунальным предприятиям, представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец, которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям (рис.5, в). При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП), и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть, затем внутриквартальную разводку.Задача проектировщика заключается в том, чтобы выбрать наилучший вариант движения потоков газа и так подобрать диаметры сети, чтобы добиться намеченного распределения потоков.Направления движения потоков газа выбирают так, чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираются, начиная от точки питания к периферии. При таком порядке выбора легче избежать возможности ошибок. В результате выявляются нулевые точки - конечные точки встречи потоков газа, идущих по разным направлениям (т.3, 14 на рис.5, в). При этом в сложных схемах имеются спорные участки, на которых движение газа можно принять как в одном, так и обратном направлении (в обоих случаях расстояние подачи газа будет одинаково): участки 2 - 4, 13 – 12 и т.д.Пути движения транзитных потоков газа выбирают так, чтобы, соблюдая первое условие, одновременно добиваться как можно более равномерного распределения потоков газа по всем направлениям. На расчетной схеме показывают “отcечки” - точки, через которые транзитные расходы газа не проходят. Необходимо также учитывать возможность увязки сети. Например, на схеме рис. 5, в на участках 2-4, 13-12 давления с каждой стороны участка при любом направлении движения газа оказываются почти одинаковыми, поэтому эти участки пришлось разбить на две части с осечкой в серединах участков. Таким образом, происходит окончательное разделение кольцевой сети на несколько тупиковых. При расчете каждой такой сети вначале рассчитываются самые длинные направления от ГРП и нулевым точкам. Дальнейший расчет производится в следующей последовательности:Методика расчета: Вычертить отдельно расчетную схему сети низкого давления и разбить ее на участки. Участки и кольца пронумеровать. Выбрать и показать стрелками на расчетной схеме желаемые направления движения потоков газа по участкам и наметить точки схода потоков с установкой на них отсечек, обозначающих, что газ через них не проходит.Определить расчетные длины участков: lр/ =1,1lф, (48) где lф - длина участка, м;коэффициент, учитывающий потерю давления в местных сопротивлениях, составляющих 10% от потерь на трение.Суммированием длин участков найти общую расчетную длину сети ∑lр/. По выбранные направлениям в соответствии с методикой [6,9] рассчитать расходы газа сети низкого давления. Вычисления расходов ведут от нулевых точек к источникам питания сети, т.е. против направления движения газа. Удельный расход газа по формуле: м3/чм(49) где V - суммарный расчетный расход газа в кольце;- суммарная длина питающего контура, м. Если рассчитываемый участок газовой сети является одновременно составной частью двух колец или кольца и не закольцованной территории, то для определения путевого расхода данного участка берется сумма удельных расходов территорий или колец перемыкающих к данному участку:, м3/чм(50) Приняв направление движения потоков газа и назначив точки встречи потоков газа, определить путевые, эквивалентные и расчетные расходы газа для всех участков сети, формулы (40-46). Результаты расчетов сводим в таблицу 15. Наметить главное направление потока газа (самое длинное направление от ГРП до нулевой точки) и определить его величину фактическую и расчетную. Расчетная длина служит для определения потерь давления в газопроводах. Определить допустимые удельные потери давления в сети по расчетному направлению, средний гидравлический уклон: Па/м (51) где ΔРдоп - допустимый расчетный перепад давления в распределительных сетях низкого давления определяется согласно Приложения 12, Па; - самое длинное направление от ГРП до нулевой точки (конца движения потока), м.По номограмме Приложение 9 для определения потерь давления в газопроводах низкого давления подобрать диаметры участков сети низкого давления dн х S мм, в зависимости от расчетного расхода газа QР, на участках и допустимых удельных потерь давления Rср. Диаметры сети подбирают так, чтобы при расчетных расходах газа действительные удельные падения давления газа на участках Rучi были как можно ближе к допустимым удельным потерям давления (среднему удельному падению давления по расчетному направлению). Расчетные длины участков определяем: с учетом потерь давления в местных сопротивлениях и подсчитываем суммарную расчетную длину направления 1 от ГРП до нулевой точки (либо конечного потребителя).Среднюю удельную потерю давления на рассчитываемом направлении 1 определяем по формуле (51). Расчетный перепад давления в сетях низкого давления принимаем по Приложению 12.Диаметры участков сети подбираем по номограмме Приложению 10. Диаметры участков принимаем такие, которые при расчетных расходах газа имеют значение , наиболее близкое к значению . Причем минимальный диаметр подземного газопровода равен 50 мм. Значения , соответствующие выбранному диаметру, записываем таблицу 16.Давление в узлах схемы определяется, (52)где - давление на выходе из ГРП (или в начале участка), Па; - падение давления на участке, Па.Чтобы сеть работала при принятом на расчетной схеме распределении потоков газа, потери давления по всем направлениям должны быть равны (допускается невязка до 10 %). Если расхождения окажутся большими, необходимо скорректировать распределение транзитных расходов и пересчитать (увязать) сеть.Затем производится расчет перемычек, т.е. участков, не попавших в основные направления. Эти участки рассчитываются по разнице давлений на концах участка, далее определяется, (53)а затем по номограмме при известном и подбирается диаметр участка. После этого расчёт сети считается оконченным.После расчета кольцевой сети произвести расчет тупиковых газопроводов (если они имеются) и проверить степень использования расчетного перепада в сети по основным направлениям. Результаты гидравлического расчета кольцевой сети низкого давления необходимо свести в таблицу 16Таблица 15Расчетные расходы газа СНДНомер участкаДлина по плану Разбор газаРасчётная длина Удельный расход газаРасход газа на участке, м3/чГРП-11-21200Односторонний13200.43561788005342-3600Односторонний6601.6712356142410683-41600Двухсторонний17600.6712356142410684-1800Односторонний8800.63561783565342-5400Односторонний4404.81422711106821335-4200Односторонний2209.7142271110682133ГРП-21-21800Односторонний19800.7889444.588913342-31800Односторонний19800.7889444.588913343-4500Односторонний5504.91779889.5266826694-21000Односторонний11002.41779889.5266826694-1500Односторонний5504.91779889.526682669ГРП-34-1500Односторонний5504.91779889.5266826691-2400Односторонний4400.26934.5691042-3450Односторонний4950.413969.52082093-6350Односторонний3850.513969.52082096-7200Двухсторонний2201.4209104.54183141-7150Двухсторонний1651.9209104.54183141-51100Односторонний12100.213969.52082095-6400Односторонний4401.0279139.54184194-51300Односторонний14300.113969.5139209ГРП-41-2400Односторонний4401.85342675348012-3150Односторонний1657.3802401133612033-11100Односторонний12100.7534267534801Таблица 16Гидравлический расчёт СНДНомер участкаДлина участкаСреднее удельное падение давления Расчётный расход газа Диаметр Падение давления, ПаДавление в узле Действительная Расчётная на 1 м hна участке h*lpГРП-120001-2120013200,45534273х70,4559412742-36006600,31068325х80,319816703-4160017600,31068325х80,352811424-18008800,15534325х80,1513211422-54004400,32133426х90,313218685-42002200,32133426х90,3661802ГРП-220001-2180019800,221334426х90,2243613662-3180019800,221334426х90,2243614653-45005500,182669530х70,189919014-2100011000,182669530х70,1819818024-15005500,182669530х70,18991901ГРП-320004-15005500,182669530х70,189916081-24004400,3104140х4,50,313217072-34504950,12209273х70,125918393-63503850,12209273х70,124618996-72002200,25314273х70,255519451-71501650,25314273х70,252019801-5110012100,12209273х70,1214516245-64004400,48419273х70,4821117694-5130014300,12209273х70,121721597ГРП-420001-24004400,2801325х80,28818722-31501650,241203325х80,244019603-1110012100,2801325х80,22421758II.4.1.5 Гидравлический расчет сети высокого (среднего) давленияРасчет ведут в следующей последовательности.1.Расходы газа потребителями уже вычислены, данные таблицы 13,14. Давление газа на выходе из ГРС принимается 0,6 МПа. Давление перед конечными потребителями принимается равным минимально допустимому для данной ступени давления.Намечаем направление движения газа по сети и определяем резервирующую перемычку - это будет участок, лежащий на противоположном конце кольца относительно ГРС.2.Определяем по возможности равновеликий диаметр кольца по зависимостям:, (54), (55)где - расчетный расход газа по кольцу, м3/ч; - коэффициент обеспеченности потребителя газом при аварийной ситуации (табл. 17); - расчетные расходы газа потребителями, м3/ч.Таблица 17Значения коэффициентов обеспеченности газом при аварийной ситуации, для промышленных предприятийПотребителиКоэффициент обеспеченности газом 1. ГРП0.82-0.852. Хлебозавод0.63. Котельная0.7-0.754. Прачечная0.65. Бани0.66. ТЭЦ, РОК0.5*7.Больница0,67. Промышленные предприятия0.7-0.98. Мясокомбинат0.79. Автохозяйство0.5* - при наличии резервного топлива.Из номограммы Приложение 10 по и принимают диаметр по кольцу. Если не удается подобрать равновеликий диаметр, то следует принять два диаметра: больший на головных и меньший на хвостовых участках. Протяженность каждого из них по кольцу должна быть обратно пропорциональна расстоянию по вертикали от точки пересечения до диаметров.3.Рассчитывают аварийные режимы при выключенном головном участке справа, затем слева от начальной точки конца. Стремление использовать весь перепад давления в обоих режимах требует корректировки первоначально принятых диаметров по кольцу.Изменение диаметров (увеличение протяженности большего или меньшего их значения) в одном режиме требует внесения изменения во втором режиме и наоборот. В результате этого расчёта диаметры по кольцу принимаются окончательно.4. Считают нормальный режим при уже известных диаметрах по кольцу и снабжении газом всех потребителей на 100 %. В результате расчета нормального режима определяют резерв давления в точке встречи потоков, минимально необходимый для нормального снабжения газом всех потребителей при самых сложных аварийных ситуациях, а также давления в каждой точке подсоединения потребителей, что позволяет разрабатывать проект газоснабжения каждого из них. Результаты расчета сводятся в таблицу 18.Таблица 18Гидравлический расчёт СВД№ уч-каДлина, мРасход газа, Vгаз, нм3/чДиаметр DнxShср, кПаHср*LрДавление на участке, МПаПо плану LплРасчётная L=1,1%плВ начале, PнВ конце, PкАварийный режим 1 (выключен участок 1-2)0-120002200374351080х80.112426005491-2160017600920х80.000002-31200132014670.8820х80.10125.45495353-42000220021071.8820х80.102095354924-52200242022505820х80.0236.34924915-63200352024771.5820х80.103524913426-73000330025840.3820х80.051653422997-81600176028066.3820х80.05882992868-91600176033153.6820х80.101762862269-11000110034642.3920х80.09992262032-1016001760250530х70.0235.22032007-1028003080150530х70.0246.22001944-1012001320150530х70.0219.8194193Аварийный режим 1 (выключен участок 1-9)0-120002200374351080х80.112426005491-21600176034642.3920х80.10167.25495232-31200132034442.3820х80.101325235063-42000220031241.8820х80.091875064704-52200242026608820х80.07169.44704395-63200352023730.3820х80.07228.84393746-73000330021504.3820х80.061983743187-81600176016417.1820х80.0579.23183088-9160017609340.85820х80.0235.23083059-1100011000920х80.00002-1016001760250530х70.0235.25235227-1028003080150530х70.0246.23083044-1012001320150530х70.0219.8470470Нормальный режим0.120002200433551080х80.122646005391-21600176020785920х80.0352.84864832-31200132010557820х80.01519.84634633-4200022004156820х80.00817.64454454-522002420576820х80.0012.424434435-6320035204732820х80.0135.24074066-7300033007700820х80.02663403337-81600176014683820х80.0352.82812768-91600176023250820х80.0470.42051939-11000110022570920х80.03335065052-1016001760250530х70.0235.24484477-1028003080150530х70.01546.2287283II.4.1.6 Гидравлический расчет внутридомового газопровода В курсовом проекте студент проектирует внутридомовую газовую сеть пяти этажного жилого дома. План типового этажа выдается руководителем проекта. На кухнях жилого дома следует установить плиты газовые четырехконфорочные и проточные водонагреватели. Тип и модель проточного водоподогревателя и плиты выбирается самостоятельно.Внутридомовые газопроводы выполняются из труб по ГОСТ 3262-75 (водогазопроводные), а для подземных газопроводов применяются бесшовные трубы по ГОСТ 8732 - 78 и ГОСТ 8734 - 75, сварные по ГОСТ 10704 - 91. Газовый колодец на ответвление к жилому зданию должен располагаться на расстоянии не менее половины высоты здания. Глубина заложения дворового газопровода должна быть не менее 0,8 м от поверхности земли до верха трубы и диаметром не менее 57x3 мм. Дворовый газопровод под землей подходит к углу газифицируемого жилого здания и на выходе из земли на него надевается футляр для предотвращения механического повреждения. Газопровод до ввода в здание прокладывается открыто с креплением к стенам здания при помощи кронштейнов над окнами первого этажа по дворовому фасаду здания. Ввод газопровода в здание осуществляется в нежилые помещения: лестничные клетки, кухни, коридоры и т.д. Газопроводы внутри здания прокладываются также открыто с креплением к несгораемым стенам при помощи кронштейнов. Газовые стояки располагаются на кухнях, если они находятся одна над другой. Если расположение кухонь по этажам различно, то газовые стояки рационально размещать на лестничных клетках. Гидравлический расчет внутридомового газопровода производят для наиболее удаленного газового стояка и газоиспользующего прибора (газовой плиты или водонагревателя) с соблюдением заданного перепада давления газа, Приложение 12. Диаметр подводки к газовым плитам и емкостным водонагревателям типа АГВ и АОГВ равен 15 мм, а к проточным водонагревателям типа ВПГ, Л-1, КГИ - 20 мм. Гидравлический расчет внутридомового газопровода производится в два этапа. 1. Сначала определяются расчетные расходы газа по участкам сети по формуле:, (56) где Vi - расход газа, м3/ч; qi - номинальная тепловая нагрузка i-гоприбора или группы однотипных приборов, кВт (Приложение 13); Ко- коэффициент одновременности действия для однотипных приборов или группы приборов (Приложение 14); ni- количество однотипных приборов или групп приборов; После определения расчетных расходов газа на каждом участке внутридомового газопровода приступаем ко второму этапу - гидравлическому расчету. 2. Диаметром внутридомового газопровода задаемся и по номограмме для гидравлического расчета газопроводов низкого давления Приложение 9. Определяем удельную потерю давления на участке газопровода в зависимости от расчетного расхода газа. Расчетная длина участка определяется как сумма фактической и эквивалентной длины, которая учитывает потери давления в местных сопротивлениях.2.1 Эквивалентная длина участка газопровода определяется по формуле:, (57) где ℓэ - удельная эквивалентная длина, м, определяется по Приложению 11; ∑ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений, Приложение 15.2.2 Расчетная длина участка газопровода определяется по формуле:ℓр=ℓф+ℓэкв, (58) где ℓф - фактическая длина участка газопровода, м; ℓэкв - эквивалентная длина участка газопровода, м.2.3 В гидравлическом расчете внутридомового газопровода необходимо учитывать гидростатическое давление из-за большой разницы отметок начала и конца участка газопровода по формуле:, Па (59) где Нg - гидростатическое давление, Па;h- разность геометрических отметок начала и конца учаcтка внутридомового газопровода, м; ρв- плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3; ρг- плотность газообразного топлива, кг/м3. Знак (+) принимается в случае, если газ легче воздуха и направление потока газа сверху вниз, и знак (-) - при подаче газа снизу вверх и наоборот.2.4 Суммарные потери давления на участке:, Па,(60)где – удельные потери давления, Па/м; – расчетная длина участка, м. Потери давления газа в бытовых газовых плитах можно принять от 40 до 60 Па, а в водонагревателях – 80…100 Па [7,9].Суммарные потери от места врезки в газопровод до наиболее удаленного прибора не должны превышать 600 Па. Результаты расчетов сводятся в таблицу 19.Таблица 19Гидравлический расчет домовых газопроводов№ участкаРасчетный расход газа , м3/чДействительная длина , мЭквивалентная длина , мРасчетная длина , мДиаметра тр-да, , ммУдельные падения давления , Па/мСопротивление участка , ПаГидростатический напор , ПаПотери давления на участке , Па1-22,73,30,45,26151478,68-7,970,782-32,664,00,64,99202,512,4715,928,373-44,2563,00,543,54208,229,0215,944,924-55,4723,00,553,55201346,1515,962,055-66.5362,70,573,27201858,8614,373,166-77,627,20,9331,33321,959,52-3,256,327-812,9222,41,023,7324,8113,760113,768-921,283,81,557,9501,814,2218,532,72ЛИТЕРАТУРА.СП 42-101-2003 "Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб".СП 42-102 -2003"Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб".СП 42-103-2003 "Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов".СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы».СНиП 23-01-99. Строительная климатология/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2000.- 58с.Ионин А.А Газоснабжение.- М.: Стройиздат, 1989.- 439c.Кулаков И.Г., Бережнов И.А. Справочник по газоснабженю.- Киев: Будивельник, 1979.- 224с.Скафтымов Н.А. Основы газоснабжения.- Л.: Недра, 1975.- 343с.Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа.- Л.: Недра, 1990.- 762с.СНиП 2.07.01-89* «Планировка и застройка городских и сельских поселений» ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации/Госстрой России.- М.: ГП ЦНС, ГУП ЦПП, 1998.- 42с.ГОСТ 21.610-85 СПДС. Газоснабжение. Наружные газопроводы/ Госстрой СССР.- М.: Издательство стандартов, 1986.- 6с.ГОСТ 21.609-83 СПДС. Газоснабжение. Внутренние устройства/ Госстрой СССР.- М.: Издательство стандартов, 1984.- 11с.