Б3.В.16 Газоснабжение предприятий АПК и социальной сферы

Б3.В.16 Газоснабжение предприятий АПК и социальной сферы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы

на тему «Расчет годового потребления газа»

 

 

Направление подготовки

Теплоэнергетика и теплотехника

 

Профиль подготовки

Энергообеспечение предприятий

 

Квалификация выпускника

Бакалавр

 

 

Уфа 2017

Методические указания разработаны к.т.н., доцентом Гайсиным Э.М.

 

 

Методические указания одобрены и рекомендованы к печати кафедрой теплоэнергетики и физики (протокол № 1 от 29.09.2017 г.) и методической комиссией энергетического факультета (протокол № 1 от 29.08.2017 г.).

 

Рецензент: д.т.н. Галиуллин Р.Р.

 

Ответственный за выпуск: и.о. зав. кафедрой, к.т.н. Гайсин Э.М.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 1 РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА 2 РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА 2.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах 2.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях бытового обслуживания 2.3 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях общественного питания 2.4 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в учреждениях здравоохранения 2.5 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на хлебозаводах и пекарнях 2.6 Определение годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение жилых и общественных зданий 2.7 Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями 3 РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЯ

4 5 6   6   7   8   9   10   10   12 14 16 17

ВВЕДЕНИЕ

 

Природный газ подается в города и поселки по магистральным га­зопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй. На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий. Прокладку газопроводов выполняют в соответствии с требованиями СП [1].

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах.

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, для приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

В сельском хозяйстве природный газ используется для приготовления корма животным, для обогрева сельскохозяйственных зданий, в производственных мастерских.

РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА

Потребители расходуют газ неравномерно. Для выявления осо­бенностей неравномерности расхода газа потребителей условно под­разделяют на следующие основные категории: а) бытовые (приготовление пи­щи и нагревание воды в квартирах жилых домов); б) коммунально-бытовые (бани, прачечные, хлебозаводы, общественные, лечебные, детские и прочие уч­реждения); в) отопление, вентиляция и централизованное горячее водоснабже­ние жилых, общественных и производственных зданий; г) промышленное по­требление для технологических и энергетических нужд предприятия; д) по­требление газа электростанциями для выработки электроэнергии, горячей воды и пара.

Расход газа определяют отдельно на каждого потребителя.

Общая численность населения района подсчитывается, исходя из плотности населения в данном районе и площади каждого квартала.

Численность населения в районе рассчитывают по формуле

                              ,                                             (2.1)

где а _k - плотность населения, чел./га;

F_кв - площадь квартала, га.

 

В квартирах

Расчётная формула для определения годового расхода теплоты в МДж/год при потреблении газа в квартирах записывается в виде

                   Q_K = Y_K∙ N∙ (g _K1∙ Z ₁ + g _K2∙ Z ₂ + g _K3∙ Z ₃),                           (2.2)

где Y_K - степень охвата газоснабжением города (определяется заданием);

N - число жителей;

Z ₁ - доля людей, проживающих в квартирах с централизованным горячим водоснабжением (определяется расчетом);

Z ₂ - доля людей, проживающих в квартирах с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей (определяется расчётом);

Z ₃ - доля людей, проживающих в квартирах без централизованного горячего водоснабжения и не имеющих газовых водонагревателей (определяется расчетом);

g _К1, g _К2, g _К3 - нормы расхода теплоты на одного человека в год в квартирах с соответствующим Z [4], МДж.

 

Различными потребителями

 

Годовой расход газа в м³/год для любого потребителя города или района определяется по формуле

                                   V_{i ГОД} = Q_{i ГОД} / Q_н,                                      (2.13)

где Q_{i ГОД} - годовой расход теплоты соответствующего потребителя газа, МДж/м³;

Q_н - низшая теплота сгорания, МДж/м³, определяется по химическому составу газа, при отсутствии данных принимается равной 34 МДж/м³.

Результаты расчётов годовых расходов газа по всем потребителям города вносят в таблицу 1 в графу 4.

Каждый потребитель имеет свои особенности и потребляет газ по-своему. Между ними существует определенная неравномерность в потреблении газа. Учет неравномерности потребления газа осуществляется путем введения коэффициента часового максимума, который обратно пропорционален периоду, в течение которого расходуется годовой ресурс газа при максимальном его потреблении

K_m = 1/ m,                                                      (2.14)

где m - количество часов использования максимума нагрузки в году, ч/год.

С помощью K_m определяется часовой расход газа для каждого потребителя города в м³/ч по формуле

V_{i ЧАС} = V_{i ГОД}∙ K_m = V_{i ГОД} / m_i.                                           (2.15)

Значения коэффициента m приведены в таблице 4.1 [1].

Результаты расчетов заносят в итоговую таблицу 1.

 

Таблица 1 Итоговая таблица расхода газа

Nо п/п	Потребитель	Годовой расход теплоты, QГОД, МДж/год	Годовой расход газа, VГОД, м3/год	Кол-во часов использования макс. нагрузки, m, час/год	Часовой расход газа VЧ,   м3/ч
1	2	3	4	5	6
1	Квартиры
2	Бани
3	Прачечные
4	Предприятия общепита
5	Учреждения здравоохранения
6	Хлебозаводы
7	Отопление и вентиляция
8	Горячее водоснабжение
ИТОГО

3 РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ

 

 

Задачей расчета является определение диаметров отдельных участков газопровода и от­ветвлений, а также давлений в начале и конце каждого участка газопровода. Перед началом расчета должны быть известны давления газа в начале (на вы­ходе из ГРС) и в конечных точках газопровода, длины всех расчетных участков, включая ответвления к потребителям, и расчетные расходы газа.

Давление газа после ГРС принимается по заданию, а давление в конечной точке у наиболее удаленного и нагруженного потребителя должно быть не ни­же 300 кПа.

Расчет газопроводов про­изводят в следующей последовательности.

1. Для учета потерь давления в местных сопротивлениях определяют рас­четную длину l _р в м каждого участка по формуле

.                                            (3.1)

2. Устанавливают расчетную ветвь (до наиболее загруженного и удаленно­го потребителя) и определяют ее расчетную длину  в м.

3.  Рассчитывают расчетный расход газа Q_p в м³/ч на первом (наиболее за­груженном) расчетном участке

4.  Вычисляют удельный потери давления на единицу длины газопровода .                                             (3.2)

5. По известным значениям Q_p и ΔР с помощью номограммы, приведенной в приложении 3, подбирают диаметр участка газопровода.

Аналогичным образом производят подбор диаметра на следующем участ­ке. При этом расчетная длина ветви уменьшится на расчетную длину предыду­щего участка, давление, в конце предыдущего участка, будет начальным давле­нием для последующего участка.

Результаты расчета газовой сети необходимо свести в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Результаты расчета

№ участка	Расход газа Qр, м3/ч	dн х S, мм	Длина, м		Давление, кПа
			l	lр	Рн	Рк

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. СП 62.13330.2011*. Свод правил. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002. С изменением N 1" () [Электронный ресурс]: утв. Приказом Минрегиона России от 27.12.2010 N 80 / Консультант плюс. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=STR;n= 21069#0.– 28.08.2017.

2. Брюханов, О. Н.Основы эксплуатации оборудования и систем газоснабжения: [Электронный ресурс]:  Учебник / Брюханов О.Н., Плужников А.И. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 256 с. – Режим доступа: http://znanium.com/ catalog.php?bookinfo=552772.

3. Ионин, А. А. Газоснабжение: учебник для вузов [Текст] / А. А. Ионин. - 5-е изд., стер. - СПб.; М.: Краснодар: Лань, 2012. - 439 с.

4. СНиП 2.04.08-87^*. Газоснабжение / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1994.

5. Стаскевич, Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа [Текст] / Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. – Л.: Недра, 1990. -762 с.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1Теплота сгорания сухих горючих газов (при 0 °С и 101,3 кПа)

Газ	Молярная, МДж/кмоль		Массовая, кДж/кг		Объемная, кДж/м3
	Высшая	Низшая	Высшая	Низшая	Высшая	Низшая
Ацетилен	1308,56	1264,60	50 240	48 570	58 910	56 900
Водород	286,06	242,90	141 900	120 080	12 750	10 790
Оксид углерода	283,17	283,17	10 090	10 090	12 640	12 640
Сероводород	553,78	519,82	16 540	15 240	25 460	23 490
Метан	880,90	800,90	55 546	49 933	39 820	35 880
Этан	1560,90	1425,70	52 019	47 415	70310	64 360
Пропан	2221,40	2041,40	50 385	46 303	101 210	93 180
н-Бутан	2880,40	2655,00	51 344	47 327	133 800	123 570
изо-Бутан	2873,50	2648,30	51 222	47 208	132 960	122 780
Пентан	3539,10	3274,40	49 052	45 383	169 270	156 630
Этилен	1412,00	1333,50	50 341	47 540	63 039	59 532
Пропилен	2059,50	1937,40	48 944	46 042	91 945	88 493
Бутилен	2720,00	2549,70	48 487	45 450	121 434	1 13 830

 

 

Приложение 2 Характеристики чистых газов при нормальных физических условиях (при t = 0 °С, p =101,3 кПа)

 

Газ	Химиче­ская формула	Молеку­лярная масса	Молекуляр­ный объем, м3/кмоль	Плотность, кг/м3	Относительная плотность по воздуху
Азот	N2	28,016	22,40	1,2505	0,9673
Ацетилен	С2Н2	28,038	22,24	1,1707	0,9055
Водород	H2	2,016	22,43	0,0899	0,0695
Водяной пар	H2O	18,016	23,45	0,8040	0,5941
Воздух (без СO2)	-	28,960	22,40	1,2928	1,0000
Диоксид серы	SO2	64,066	21,89	2,9263	2,2635
Диоксид углерода	СО2	44,011	22,26	1,9768	1,5291
Кислород	О2	32,000	22,39	1,4290	1,1053
Оксид углерода	СО	28,011	22,41	1,2500	0,9669
Сероводород	H2S	34,082	22,14	1,5392	1,1906
Метан	СН4	16,043	22,38	0,7168	0,5545
Этан	С2Н6	30,070	22,18	1,3566	1,0490
Пропан	СзН8	44,097	21,84	2,0190	1,5620
н-Бутан	С4Н10	58,124	21,50	2,7030	2,0910
изо-Бутан	С4Н10	58,124	21,78	2,6680	2,0640
Пентан	С5Н12	72,151	-	3,2210	2,4910

 

Приложение 3 Номограмма для расчета газопроводов среднего и высокого давлений

 

 

Б3.В.16 Газоснабжение предприятий АПК и социальной сферы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы

на тему «Расчет годового потребления газа»

 

 

Направление подготовки