Гидравлический расчет тупиковой разветвленной сети низкого давления

В процессе эксплуатации, по мере засорения сетки, повышается тонкость фильтрования при одновременном уменьшении пропускной способности фильтра. У волосяных фильтров, наоборот, в процессе эксплуатации фильтрующая способность снижается за счет уноса частиц фильтрующего материала потоком газа и при периодической очистке встряхиванием.Для обеспечения достаточной степени очистки газа без уноса твердых частиц и фильтрующего материала скорость газового потока лимитируется и характеризуется максимально допустимым перепадом давления на сетке или кассете фильтра.Выбираем фильтр ФС-50 предприятия-изготовителя ОАО «Газаппарат», г. Саратов. Фильтр предназначен для очистки неагрессивных углеводородных газов от механических примесей. Технические характеристики фильтра:- рабочее давление не более 1,2 МПа;- максимальный перепад давления на фильтре 5000 Па.3.2 Отсечной клапанДанное устройство предназначено для герметичного перекрытия подачи неагрессивных газов в следующих случаях:- при повышении давления на контролируемом участке сети сверх установленного предела;- при уменьшении входного давления газа ниже определенной величины.Выбираем отсечной клапан ПКК-40МН-0,6 предприятия-изготовителя ООО «Завод Газпроммаш», г. Саратов. Технические характеристики клапана:- максимальное давление на входе 0,6 МПа;- пределы регулирования контролируемого давления с пружинойот 1500 до 5000 Па;- наименьшее входное давление, при котором закрывается основной клапанот 0,01 до 0,015МПа.3.3Регулятор давленияУправление гидравлическим режимом работы системы газоснабженияосуществляют с помощью регуляторовдавления, которые автоматически поддерживают постоянное давление вточке отбора импульса независимо отинтенсивности потребления газа. Прирегулировании давления происходит снижение начального, более высокого давления, на конечное (более низкое).Автоматический регулятор давления состоит из регулирующего и реагирующего устройства. Основной частью реагирующего устройства является чувствительный элемент (мембрана), а основной частью регулирующего устройства – регулирующий орган (у регуляторов давления дроссельный орган). Чувствительный элемент и регулирующий орган соединяются между собой исполнительной связью.Для указанных характеристик подходит регулятор давления РДНК-400 предприятия-изготовителя ЗАО «Сигнал-Прибор», г. Энгельс Саратовской области. Технические характеристики данного регулятора приведены ниже:- регулируемая среда природный газ ГОСТ 5542-87;- диапазон входного давления от 0,05 до 0,6 МПа;- диапазон настройки выходного давления от 2 до 5 кПа;- пропускная способность при максимальном входном давлении 300 м3/ч.Расчетный расход 87,78 м3/ч для данного регулятора обеспечивается при входном давлении в диапазоне от 0,1 до 0,2 МПа.3.4 Сбросной клапанДанное устройство предназначено для сброса газа за регулятором давления в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного значения.Сбросной клапан является закрытой в эксплуатационном состоянии арматурой; которая открывается на краткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.Клапаны могут быть пружинными и мембранными. Пружинные должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.Сбросные клапаны подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: закрыто и открыто.У малоподъемных предохранительных сбросных клапанов при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, т. к. для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто». Такие клапаны прекращают сброс газа только после уменьшения давления более 0,8 и до 0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность клапана в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. Предохранительные сбросные клапаны должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более чем на 15%.Выбираем предохранительный сбросной клапан ПСК-50Н/5 предприятия-изготовителя ПКФ «Экс-Форма», г. Саратов. Технические характеристики сбросного клапана:- максимальное рабочее давление 5 кПа;- диапазон настройки срабатывания от 2 до 5 кПа;- наименьшее входное давление, при котором закрывается основной клапан от 0,01 до 0,015 МПа.ЗаключениеВ работе выполнен гидравлический расчет тупиковой разветвленной газовой сети низкого давления. Определены исходные данные для расчета. Составлена схема сети, определены характеристики оборудования подключаемых газовых приборов у 40 потребителей.Для учета местных сопротивлений на различных участках газопровода определены расчетные длины участков, которые составили 10 % от фактической длины. Для каждого из потребителей определен коэффициент одновременности, рассчитаны расходы газа на каждом участке газопровода. На участке от ГРП до первой из точек сети расход газа составил 87,78 м3/ч.На основании расчетов определена самая нагруженная ветвь газовой сети 0-1-13-19-20-21-22-23. Для этого определены расчетные внутренние диаметры для каждого из участков всей сети, выбраны большие стандартные диаметры труб. Из двух способов определения стандартных диаметров выбран способ с использованием номограммы. Данный способ позволяет быстро подобрать удовлетворяющие заданным условиям стандартные диаметры и определить удельные линейные потери давления на каждом из участков сети. Недостаток данного способа связан с неточностью определения численных значений ввиду использования номограммы, которая находится в не самом качественном отсканированном виде в различных источниках.Существующий другой способ определения диаметров и удельных линейных потерь давления по формулам позволяет значительно повысить точность вычислений. Но определение режима течения, и в зависимости от него определения падения давления по различным формулам для каждого из участков достаточно трудоемко для ручного расчета. Более рационально данный способ использовать с применением компьютеров или же специализированного лицензионного программного обеспечения, например, Гидросистема, Zuluразработанного фирмой «Трубопровод».Потери давления наиболее нагруженной ветви газопровода составили около10 кПа, что оказалось неприемлемым, поэтому диаметры трубопроводов на участках были уточнены, а потери давления наиболее нагруженной ветви после уточнения составили 984,5 Па.Рассчитано давление на газораспределительном пункте, которое составило 2289,5 Па. На основании рассчитанных характеристик газопровода выбрано основное оборудование для газораспределительного пункта: фильтр, отсечной клапан, регулятор давления, сбросной клапан.Опыт проведения гидравлического расчета в работе позволил закрепить знания, полученные при теоретическом изучении материала, а свободное задание исходных и малоограниченных данных способствовало проработке вопросов, связанных с реальным расположением потребителей в жилом микрорайоне и использованием типичного газового оборудования в одноквартирных домах.Список литературы1 Федеральные целевые программы России. – Режим доступа: http://www.programs-gov.ru/razvitie_sela/60-razvitie-gazifikacii-v-selskoy-mestnosti.html2 Макаров Е.Я. Гидравлический расчет сетей низкого давления в жилых районах индивидуальной застройки: методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Е.Я Макаров. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та. – 2010. – 32 с.3 Ионин А.А. Газоснабжение: Учеб.для вузов / А.А. Ионин. – М.: Стройиздат. – 1989. – 439 с.4 ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные. Москва. Стандартинформ. – 2007. – 8 с.