Расчет годового потребления газа городом или районом

Введение

 

Использование газа в народном хозяйстве позволяет интенсифицировать и автоматизировать производственные процессы в промышленности и сельском хозяйстве, улучшить санитарно-гигиенические условия труда на производстве и в быту, оздоровить воздушные бассейны городов. Малая стоимость газа в

сочетании с удобством его транспорта и отсутствием необходимости складского хранения обеспечивают высокий экономический эффект замены других видов топлива газовым. Кроме того, природный газ является ценным сырьем в химической промышленности для производства спирта, каучука, пластмасс, искусственных волокон и др.

 

Неоспоримые достоинства газа и наличие его значительных запасов создают условия для дальнейшего развития газоснабжения страны. Естественно, что при больших масштабах внедрения газового топлива в различные отрасли народного хозяйства к  работам по проектированию, строительству и эксплуатации объектов газового хозяйства постоянно привлекаются новые кадры специалистов. Однако достоинства газового топлива могут быть рационально и безопасно использованы только специалистами, хорошо усвоившими основы газоснабжения и строго соблюдающими правила безопасности в газовом хозяйстве.

Для современного этапа развития газового хозяйства характерно не только количественное его увеличение, но и качественные изменения. Особое внимание стало уделяться обоснованности выбора труб, арматуры, материалов, внедрению рациональных схем газоснабжения, применению более современно техники, позволяющей наряду с повышением эффективности использования газа уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с продуктами сгорания, новых приборов и технологий, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации.

Распределительные системы газоснабжения являются едиными как для областей и для республик, и для их проектирования, строительства и эксплуатации необходимы глубокие знания специалиста. Рост потребления газа в городах, поселках и сельских местности, а также масштабность распределительных систем ставят перед инженером по газоснабжению новые и сложные задачи связанные с развитием и реконструкцией систем, повышением их надежности, экономичности и защиты воздушного бассейна от загрязнений.

Исходные данные

 

Состав газа №16:

СН₄=98,7%; С₂Н₆=0,33%; С₃Н₈=0,12%; С₄Н₁₀=0,04%; С₅H₁₂=0,01%; CO₂=0,1%; N₂=0,7%.

Рассматриваемый район имеет пятиэтажную застройку.

Коэффициент охвата газоснабжением населения

                             у_k=1.

В данном районе 60% жителей подключены к централизованной системе ГВС, 25% имеют газовые водонагреватели, 15% не имеют водонагревателей и не подключены к централизованному ГВС.

Потребление газа банями:

доля населения города, пользующегося банями

                                          z_Б=0,7;

доля бань города, использующих газ в виде топлива

                                          у_Б=1;

частота посещения бань равна одному разу в неделю.

Потребление газа прачечными:

доля населения города, пользующегося прачечными

                                          z_п=0,35;

доля прачечных города, использующих газ в виде топлива

                                          у_п=1.

Потребление газа предприятиями общественного питания (ПОП):

доля населения города, пользующегося ПОП

                             z_ПОП=0,1,

причем считается, что из числа людей, постоянно пользующихся ПОП, каждый человек посещает их 360 дней в году;

доля ПОП города, использующие газ в виде топлива

                             у_ПОП=1.

 

Потребление газа учреждениями здравоохранения:

степень охвата газоснабжения учреждениями здравоохранения

                             у_зд=1.

Потребление газа хлебозаводами и пекарнями:

доля охвата газоснабжением хлебозаводов и пекарен

                                          у_хз=1.

Схема газоснабжения проектируется для города Ставрополь.

 

 

Расчет годового потребления газа городом или районом

Определение плотности газа

где  – доля объема каждого элемента, входящего в газовую смесь. Принимаем по исходным данным;

  ρ _i – плотность каждого компонента смеси газа. Принимаем по [1] (таблица 1.2)

ρ=(98,7*0,7168+0,33*1,356+0,12*2,0037+0,04*2,7023+0,01*3,457+0,1*1,977+0,7*1,251)*0,01=0,73кг/м .

 

 

Количество сетевых ГРП

Количество и стоимость ГРП влияет на общие технико-экономические показатели городской системы газоснабжения.

К оличество ГРП (ГРУ), предназначенных для обслуживания бытовых приборов населения, находят по их оптимальной производительности и радиусу действия c помощью зависимости

Где - часовой расход газа через ГРП для микрорайона,

   - оптимальная производительность. Для ГРП, питающих сеть низкого давления, оптимальная производительность - = 1000 … 3000 м³/ч, а оптимальный радиус R_оп = 0,4 … 0,8 км.

Расход газа расчетным микрорайоном

Где

Где - площадь газифицируемого микрорайона. Измеряется с учетом уличных проездов и тротуаров по внешнему контуру.

С учётом этого количество ГРП:

;

      Сравним со следующим количеством ГРП, которое находится по формуле

;

На проектируемый район достаточно установить 1 ГРП.

 

 

Подбор оборудования ГРП

 

Подбор регуляторов давления

Регуляторы давления – устройства, предназначенные для регулирования давления и поддержания его после себя на заданном уровне независимо от колебания давления и расхода газа до регулятора.

Газорегуляторные пункты и установки, а также газоиспользующие установки могут надежно и безопасно работать только в том случае, если они оборудованы вспомогательными устрой­ствами, к которым относятся предохранительные запорные (ПЗУ) и предохранительные пружинные сбросные устройства (ПСУ), предназначенные для предотвращения чрезмерного повышения или понижения давления поступающего в газопроводы газа.

Повышение давления представляет большую опасность. Газогорелочные устройства, контрольно-измерительные приборы и другое газовое оборудование, используемое в бытовых, комму­нально-бытовых и промышленных установках, рассчитаны и могут надежно и безопасно работать только при использовании газа определенного давления. Поэтому повышение давления может привести к расстройству режимов горения, к нарушению проч­ности газового оборудования, к заполнению помещения газом, а отсюда, как следствие, к возможным взрывам, пожарам и отрав­лению людей. Причинами повышения давления в газопроводе могут быть либо неисправности регуляторов давления (разрыв рабочей мембраны регулятора давления, выход из строя регуля­тора управления и др.), либо небольшие пропуски газа регуля­торами давления при отсутствии расхода газа в ночные часы (загрязнение поверхности регулирующего клапана), либо ошибоч­ные действия обслуживающего персонала газовых эксплуата­ционных организаций.

В ГРП ПЗУ устанавливают на газопроводе перед регу­лятором давления, а ПСУ — за регуляторами давления.

Расчет дроссельных органов сводится к определению максимального проходимого сечения, обеспечивающего максимальное заданное количество газа. Необходимо, чтобы регулятор обеспечивал заданное регулирование при малых расходах.

Нормальная работа регулятора обеспечивается при условии, когда его максимальная пропускная способность не более 80%, а минимальная пропускная способность не менее 10% от расчетной пропускной способности, то есть должно выполняться неравенство

Регуляторы давления подбираем по расчётному расходу газа при требуемом перепаде давления. Пропускная способность таких регуляторов давления определяется по паспортным данным завода - изготовителя.

Определим отношение абсолютного давления газа на входе в ГРП к абсолютному давлению газа после ГРП.

 = 0,29·10⁶ Па (из расчета сети среднего давления)

= 0,003·10⁶ Па.

 

,

 

где V, V_т - пропускная способность регулятора, м³/ч;

ρ, ρ_т - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Р, Р_1т - абсолютное входное давление газа, МПа;

Предварительно принимаем регулятор давления РДУК2Н-50 с условным диаметром D_y = 50 мм и диаметром седла 35 мм.

Согласно таблице 7.13, [1]:

V_т = 3125 м³/ч;

Р_1т = 0,6 МПа.

ρ = 0,73 кг/м³ (определена в пункте 1)

Устойчивая работа регулятора давления будет при его загрузке в пределах от 10% до 80%. Проверим выполнение этого условия:

0,1·V ≤ V_p ≤ 0.8·V

0,1·2031,25 ≤ V_p ≤ 0,8·2031,25

V_p = 4363,7 м³/ч, (из пункта 3.1)

203,125≤4363,7≤1625

Условие не выполняется значит принимаем регулятор давления РДУК2Н-50 с условным диаметром D_y = 50 мм и диаметром седла 35 мм.

Предварительно принимаем регулятор давления РДУК2Н-100 с условным диаметром D_y = 100 мм и диаметром седла 70 мм.

Согласно таблице 7.13, [1]:

V_т = 9900 м³/ч;

Р_1т = 0,6 МПа.

ρ = 0,73 кг/м³ (определена в пункте 1)

Устойчивая работа регулятора давления будет при его загрузке в пределах от 10% до 80%. Проверим выполнение этого условия:

0,1·V ≤ V_p ≤ 0.8·V

0,1·6435 ≤ V_p ≤ 0,8·6435

V_p = 4363,7 м³/ч, (из пункта 3.1)

643,5≤4363,7≤5148

 

Подбор фильтров

Газовые фильтры в ГРП предназначены для очистки транспортируемого по газопроводам газа от пыли, ржавчины и других механических примесей, которые приводят к преждевременному износу газопроводов, запорной и регулирующей арматуры, нарушают работу контрольно-измерительная и регу­лирующих приборов. Если расстояние от источника газа до потребителя более 1км, то требуется устанавливать фильтр.

Необходимая степень очистки фильтром газового потока обес­печивается при ограниченных скоростях газа, определяемых максимально допустимым перепадом давления в фильтрующем элементе (кассете, сетке), который не должен превышать для сетчатых фильтров 5000, для волосяных 10 000  на новом фильтре, а также после их чистки или промывки, т. е. на чистой кассете (сетке), соответственно 2500 и 5000 Па.

Для измерения перепада давления (засоренности) на работающем фильтре применяются дифманометры ДТ-5 или ДТ-50, которые присоединяются к штуцерам, которые имеются в корпусе фильтра.

С регулятором РДУК применяются фильтры волосяные и фильтры кассетные сварные

Применяем волосяной фильтр.

Фильтр подбирается по пропускной способности (таблица 7.20[1]):

 

 

где ∆р и ∆р_Т – расчетный и табличный перепад давления, МПа,

р₁ – абсолютное входное давление газа, МПа;

ρ - плотность газа, для которого подбирается фильтр, кг/м³;

р_Т – абсолютное входное давление по таблице, МПа.

       V_T – табличный расход газа, проходящий через ГРП

Проверим возможность применения волосяного фильтра ФВ200 для расхода газа, проходящего через ГРП, V_T=6500 м³/ч

V_р = 4363,7 м³/ч.

∆р =∆р_Т =0,01 МПа;

ρ = 0,73 кг/м³;

р_Т=0,29+0,1=0,39 МПа.

                              V=5244,14 м³/ч  > V_p=4363,7 м³/ч – фильтр подходит.

К установке в ГРП принимаем сварной кассетный фильтр ФВ200.

 

 

Заключение

 

В курсовой работе был выполнен расчёт распределительной системы газоснабжения.

Запроектирована кольцевая сеть среднего давления газоснабжения жилого района, рассчитана кольцевая газораспределительная сеть низкого давления микрорайона, дворовая сеть, а также произведён расчёт внутридомового газопровода.

Был выполнен подбор оборудования ГРП, а также произведёт выбор активных и пассивных средств по защите газопроводов от коррозии.

Таким образом, в курсовой работе отражена полная картина городского газоснабжения - жилого района, микрорайонов, кварталов и жилых домов.

 

 

Библиографический список

 

1. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. - Л.: Недра, 1990. -762 с.

2. СП 42-101-2003. «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».- М.: Госстрой России, 2004.

3. СНиП 23-01-99 (2003). «Строительная климатология».- М.: Госстрой России, 2003.

4.  СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. - М.: НИИ и ЦНИИЭП России, 2003. -27 с.

 5. ГОСТ 30494. «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении». - М.: Госстрой России, 1996.

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

7. Скафтымов Н. А. Основы газоснабжения. - Л.: Недра, 1975. -343 с.

8. Бессолицин Ю.А. Газоснабжение: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧГТУ, 1991 - Ч. II. -45 с.

 

 

Введение

 

Использование газа в народном хозяйстве позволяет интенсифицировать и автоматизировать производственные процессы в промышленности и сельском хозяйстве, улучшить санитарно-гигиенические условия труда на производстве и в быту, оздоровить воздушные бассейны городов. Малая стоимость газа в

сочетании с удобством его транспорта и отсутствием необходимости складского хранения обеспечивают высокий экономический эффект замены других видов топлива газовым. Кроме того, природный газ является ценным сырьем в химической промышленности для производства спирта, каучука, пластмасс, искусственных волокон и др.

 

Неоспоримые достоинства газа и наличие его значительных запасов создают условия для дальнейшего развития газоснабжения страны. Естественно, что при больших масштабах внедрения газового топлива в различные отрасли народного хозяйства к  работам по проектированию, строительству и эксплуатации объектов газового хозяйства постоянно привлекаются новые кадры специалистов. Однако достоинства газового топлива могут быть рационально и безопасно использованы только специалистами, хорошо усвоившими основы газоснабжения и строго соблюдающими правила безопасности в газовом хозяйстве.

Для современного этапа развития газового хозяйства характерно не только количественное его увеличение, но и качественные изменения. Особое внимание стало уделяться обоснованности выбора труб, арматуры, материалов, внедрению рациональных схем газоснабжения, применению более современно техники, позволяющей наряду с повышением эффективности использования газа уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с продуктами сгорания, новых приборов и технологий, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации.

Распределительные системы газоснабжения являются едиными как для областей и для республик, и для их проектирования, строительства и эксплуатации необходимы глубокие знания специалиста. Рост потребления газа в городах, поселках и сельских местности, а также масштабность распределительных систем ставят перед инженером по газоснабжению новые и сложные задачи связанные с развитием и реконструкцией систем, повышением их надежности, экономичности и защиты воздушного бассейна от загрязнений.

Исходные данные

 

Состав газа №16:

СН₄=98,7%; С₂Н₆=0,33%; С₃Н₈=0,12%; С₄Н₁₀=0,04%; С₅H₁₂=0,01%; CO₂=0,1%; N₂=0,7%.

Рассматриваемый район имеет пятиэтажную застройку.

Коэффициент охвата газоснабжением населения

                             у_k=1.

В данном районе 60% жителей подключены к централизованной системе ГВС, 25% имеют газовые водонагреватели, 15% не имеют водонагревателей и не подключены к централизованному ГВС.

Потребление газа банями:

доля населения города, пользующегося банями

                                          z_Б=0,7;

доля бань города, использующих газ в виде топлива

                                          у_Б=1;

частота посещения бань равна одному разу в неделю.

Потребление газа прачечными:

доля населения города, пользующегося прачечными

                                          z_п=0,35;

доля прачечных города, использующих газ в виде топлива

                                          у_п=1.

Потребление газа предприятиями общественного питания (ПОП):

доля населения города, пользующегося ПОП

                             z_ПОП=0,1,

причем считается, что из числа людей, постоянно пользующихся ПОП, каждый человек посещает их 360 дней в году;

доля ПОП города, использующие газ в виде топлива

                             у_ПОП=1.

 

Потребление газа учреждениями здравоохранения:

степень охвата газоснабжения учреждениями здравоохранения

                             у_зд=1.

Потребление газа хлебозаводами и пекарнями:

доля охвата газоснабжением хлебозаводов и пекарен

                                          у_хз=1.

Схема газоснабжения проектируется для города Ставрополь.

 

 

Расчет годового потребления газа городом или районом