Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов

Расчет внутридомовых газопроводов производят после выбора и размещения оборудования и составления аксонометрической схемы газопроводов. Гидравлический расчет выполняют для газопроводов, соединяющих распределительную сеть с самым дальним газовым прибором, то есть прибором, установленным на верхнем этаже последнего подъезда.

Нормативный перепад давления во внутридомовых сетях принимают равным 350¸500Па.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

1. Определяются расчетные часовые расходы газа для всех участков газопровода.

2. Задают диаметры газопровода. В случае несоответствия суммарных потерь давления располагаемому напору некоторые из участков пересчитывают на другой диаметр.

3. Определяют фактические длины участков газопровода. Длины замеряют по поэтажному плану с уже нанесенными на него газопроводами и по аксонометрической схеме газопровода.

4. Определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений .

5. Определяют расчетные длины участков газопровода по формуле

,

где - фактическая длина участков газопровода по п.3, м;

- эквивалентная длина, учитывающая местные потери давления газа на участке, м.

Значения при =1 находятся по номограмме в зависимости от расчетного расхода газа и диаметра участка.

6. Определяют потери давления на участке. Удельные потери давления на участке находят с помощью справочных таблиц по расчетному расходу газа на участке и диаметру участка. Полные потери давления на участке определяются по формуле

.

7. На вертикальных участках газопровода следует учесть дополнительное избыточное давление (гидростатический напор), которое определяется по формуле:

где - разность геометрических отметок конца и начала участка газопровода, считая по ходу газа, м;

r_а – плотность воздуха при температуре 0° и давлении 0,101 МПа, принимается равной 1,29 кг/м³;

ρ₀ – плотность газа, кг/м³, принимается равной 0,73¸0,75 кг/м³.

Знак «+» или знак «-» в формуле определяют следующим образом: если направление уклона газопровода и направление гидростатического напора совпадают, то избыточное давление газа в газопроводе увеличивается на величину гидростатического напора. Если направление уклона и направление гидростатического напора не совпадают, то гидростатический напор вычитает избыточное давление газа, то есть является как бы дополнительным сопротивлением в газопроводе. Другими словами, при подъеме газопровода значение будет положительным, а при опускании – отрицательным. Если газ тяжелее воздуха, то дополнительное давление будет отрицательным (избыточное давление в газопроводе уменьшится). При проведении расчетов следует учесть потери давления трубах и в арматуре водонагревателя в размере 80…100Па, в газовых плитах в размере 40…60Па и в газовом счетчике в размере 50Па (прибавив указанные значения к полным потерям давления на участке).

Суммарные потери давления на участке газопровода определяются по формуле

.

Гидравлический расчет считается законченным, если сумма потерь давления в системе отличается от нормативного значения перепада давления не более чем на 10%. если необходимо, производят пересчет.

5. Назначение, размещение и основные требования, предъявляемые к грп. Принципиальные схемы грп. Принцип работы регуляторов давления.

Подбор регуляторов давления

 

Основное назначение ГРП и ГРУ – снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне независимо от изменения входного давления и расхода газа потребителями. ГРП и ГРУ оснащаются сложным технологическим оборудованием и отличаются в основном только расположением. ГРУ располагают непосредственно в помещениях, где находятся агрегаты, использующие газовое топливо (цехах, котельных). ГРП в зависимости от назначения и технической целесообразности размещают: в пристройках к зданиям; встраивая в одноэтажные производственные здания или котельные; в отдельно стоящих зданиях. В зависимости от места расположения технологического оборудования различают ГРП, газорегуляторные пункты блочные и газорегуляторные пункты шкафные. ГРП и ГРПБ различают входным давлением газа до 0,6МПа и входным давлением газа свыше 0,6 до 1,2МПа. ШРП различают входным давлением газа до 0,3МПа и входным давлением газа свыше 0,3 до 0,6МПа и свыше 0,6 до 1,2МПа. ГРП по назначению подразделяют на сетевые, которые обеспечивают подачу газа в распределительные сети низкого, среднего и высокого давлений, и объектовые, - служащие источниками газоснабжения для отдельных потребителей.

Здание ГРП должно быть одноэтажным, из материалов 1 и 2 степени огнестойкости. Пол выполняют из несгораемого и не дающего искру материала. Двери должны открываться наружу. Помещение должно освещаться естественным светом (через окна) и искусственным (электрическим). Проводку электрического освещения выполняют во взрывоопасном исполнении. Вентиляция помещения ГРП должны быть естественной и обеспечивать трехкратный воздухообмен в 1 час. Приток осуществляется через жалюзийную решетку, а вытяжка – через дефлектор в перекрытии помещения. Помещение ГРП можно отапливать водяными или паровыми системами от котельной или от АГВ и других котлов, расположенных в пристройке. Отопление должно обеспечить температуру в помещении ГРП не ниже 5*С. если ГРП не попадает в зону грозовой защиты соседних объектов, устанавливается молниеотвод. Помещение ГРП оборудуют пожарным инвентарем (ящик с песком, огнетушители). На вводе газопровода в ГРП и на выходном газопроводе устанавливают отключающие устройства на расстоянии не менее 5 метров и не более 100м.

В состав технологического оборудования регуляторных пунктов входят следующие элементы:

-регулятор давления, понижающий или поддерживающий постоянным давление газа независимо от его расхода;

- предохранительный запорный клапан, прекращающий подачу газа при повышении или понижении его давления после регулятора сверх заданных значений;

- предохранительно-сбросное устройство, предназначенное для сброса излишка газа, чтобы давление не превысило заданное в схеме пункта;

- фильтр газа, служащий для очистки газа от механических примесей;

- контрольно-измерительные приборы, которые фиксируют: давление газа до и после регулятора, а также на обводном газопроводе (манометр); перепад давления на фильтре, позволяющий судить о степени его загрязненности (дифманометр); расход газа (расходомер); температуру газа перед расходомером (термометр);

- импульсные трубопроводы, служащие для присоединения регулятора давления, предохранительно-запорного клапана, предохранительно сбросного устройства и контрольно – измерительных приборов.

Оборудование на технологической линии ГРП и ГРУ располагается в следующей последовательности: запорное устройство, фильтр, ПЗК, регулятор давления, запорное устройство. Кроме того, ГРП и ГРУ должны иметь ПСК. Число технологических линий в зависимости от расхода газа и режима потребления может быть от одной до пяти. Если имеется только одна технологическая линия, то предусматривается обводной газопровод с двумя последовательно расположенными запорными устройствами, который во время ремонта оборудования будет обеспечивать подачу газа потребителям. Временное снижение давления обеспечивается ручным редуцированием с помощью запорных устройств. ГРП могут быть одно- и двухступенчатые. В одноступенчатом пункте входное давление газа снижается до выходного в одном регуляторе, в двухступенчатом – в двух. Установленные последовательно на технологической линии регуляторы будут снижать давление газа в два этапа: первый – до промежуточного (например, с 1,2 до 0,3МПа), второй – до выходного – 0,003МПа. Фильтр и ПЗК устанавливают перед регулятором первой ступени. Одноступенчатые схемы применяют при разности между входным и выходным давлением до 0,6МПа. При больших перепадах используют двухступенчатые схемы. В зависимости от назначения ГРП и ГРУ могут быть выполнены без учета и с учетом расхода газа. При использовании для измерения расхода газа счетчиков ротационного или турбинного типа их устанавливают после регуляторов давления, а в случае применения сужающих устройств (диафрагм) их монтируют до регулятора давления и ПЗК, но после фильтра. ПЗК контролирует верхний и нижний пределы регулирования, а ПСК – только верхний. Причем сначала должен сработать ПСК, а затем ПЗК, поэтому ПСК настраивается на меньшее давление, чем ПЗК. ПСК настраивают на давление, превышающее регулируемое на 15%, ПЗК настраивают на давление на 25 % больше рабочего.

Регуляторы предназначены для автоматического поддержания давления на заданном уровне. Классифицируются по назначению, характеру регулирующего воздействия, связи между входной и выходной величинами, способу воздействия на регулирующий клапан. По характеру регулирующего воздействия регуляторы делят на пропорциональные (статические) и астатические. Мембрана астатического регулятора имеет поршневую форму и ее активная площадь, воспринимающая давление газа, практически не меняется при любых положениях регулирующего клапан. Астатические регуляторы после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана. В статических регуляторах подмембранная полость отделена от коллектора сальником и соединяется с ним импульсной трубкой. Вместо грузов на мембрану действует сила сжатия пружины.

По способу воздействия на регулирующий клапан различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия регулирующий клапан находится под действием регулирующего параметра прямо или через зависимые параметры и при изменении величины регулируемого параметра приводится в действие усилием, возникающим в чувствительном элементе регулятора. В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий клапан посторонним источником энергии.

Выбор типа и размера регулятора давления зависит от расхода газа, его входного и выходного давления. Основными параметрами, определяющими пропускную способность регулятора, являются условный диаметр проходного сечения дросселирующего органа и соответствующий ему коэффициент пропускной способности. Коэффициент пропускной способности характеризует пропускную способность дросселирующего органа и зависит от его проходного сечения и гидравлического сопротивления. Численно он равен количеству воды в тоннах, которое пропускает данное исполнительное устройство при перепаде давлений на его дросселирующем органе 1 кг/см² за 1 час, то есть единицей его измерения является т/ч. Способ определения коэффициента зависит от вида истечения газа через дросселирующее устройство: докритическое, критическое или сверхкритическое. Под критическим понимается истечение газа с максимальной скоростью равной скорости звука, которая может быть достигнута на выходе из дросселирующего органа регулятора при критических или сверхкритических отношениях входного и выходного давлений. В регуляторе давления, который поддерживает низкое давление 200 мм.вод ст. при входном избыточном давлении 0,1МПа и более наступает критический режим истечения газа.

Пропускная способность регулятора при нормальных условиях:

,

где φ – коэффициент, зависящий от р₂/р₁;

f_с – площадь седла, см²;

р₁ – входное абсолютное давление, МПа.

Учитывая значительные потери в корпусе регулятора, действительный расход газа через регулятор будет меньше теоретического, и для его определения вводят поправочный коэффициент a меньше единицы.