Газоснабжение района города

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УО «ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра трубопроводного транспорта и гидравлики КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Системы снабжения нефтепродуктами и газом»

на тему

«ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА»

Выполнил Булавик Л.М.

студент гр. 04-ТНГ Проверил: Андриевский А.П.

Новополоцк, 2008

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УО «ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра трубопроводного транспорта и гидравлики Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Системы снабжения нефтепродуктами и газом»

на тему

«ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА»

Выполнил Булавик Л.М.

студент гр. 04-ТНГ Проверил:

Андриевский А.П.

Новополоцк, 2008

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ЖИТЕЛЕЙ

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ РАСХОДОВ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО СТАТЬЯМ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ГАЗА

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЕЦ

9. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УВЯЗКА КОЛЕЦ

10.РАСЧЕТ ТУПИКОВЫХ УЧАСТКОВ

11. ПОДБОР И РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ГРП

12. ЛИТЕРАТУРА

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Состав газа

Средний состав и характеристика природного газа Степановского месторождения

Табл. 1.1.

2. План района города. Этажность зданий в квартале:

1 квартал—5-этажные здания;

2 квартал—5-этажные здания;

3 квартал—5-этажные здания;

4 квартал—9-этажные здания;

5 квартал—9-этажные здания;

6 квартал—5-этажные здания;

7 квартал—5-этажные здания;

8 квартал—9-этажные здания;

9 квартал—9-этажные здания;

10 квартал—9-этажные здания.

11 квартал—5-этажные здания;

12 квартал—5-этажные здания;

13 квартал—5-этажные здания;

14 квартал—5-этажные здания;

15 квартал—9-этажные здания.

16 квартал—9-этажные здания;

17квартал—9-этажные здания;

3. Необходимо спроектировать систему газоснабжения данного района города.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Низшая теплота сгорания смеси определяется как сумма произведений величин теплоты сгорания горючих компонентов на объемные доли по формуле

(2.1)

где:

n — число компонентов смеси;

Qн, i — низшая теплота сгорания i-го компонента смеси, кДж/м3;

ri — процентное содержание i-го компонента в смеси.

КДж/ м3

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ЖИТЕЛЕЙ

Определим число жителей в проектируемом районе, зная, что количество жителей в каждом квартале вычисляется по формуле:

(3.1)

где:

Ni — количество жителей в i-ом квартале, чел;

Fi — площадь i-го квартала, га;

ai — плотность населения для проектируемого i-го квартала, чел./га.

Для 5-этажных зданий плотность населения a=330 чел./га, для 9-этажных зданий — a=435 чел./га.

Результаты расчетов сведены в табл. 3.1.

Определение численности жителей

Таблица. 3.1.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ РАСХОДОВ

Принимаем, что в данном районе централизованное горячее водоснабжение.

Расходы газа определим по следующим статьям:

Газовый расход на бытовые нужды населения согласно табл. 2, в жилых зданиях определяется по формуле:

(4.1.)

где:

N-число жителей в районе, чел;

q=2800 МДж/чел год — удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 1 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на стирку белья в немеханизированных прачечных с осушительными шкафами (из расчета 100 кг сухого белья на 1 жителя в год):

(4.2.)

где:

N-количество белья на всех жителей района, чел;

q=12 600 МДж/т год — удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,03 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на бани (из расчета 1 помывки 1 жителя в неделю или 52 помывки 1 жителя в год):

(4.3.)

где:

N — число помывок всех жителей района, чел;

q=40 МДж/год — удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,09 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на предприятия общепита (из расчета 360 обедов на 1 жителя в год и 360 ужинов (завтраков) на 1 жителя в год):

(4.4.)

где:

N — число жителей в районе, чел;

qобед = 4,2 МДж/обед год — удельная норма расхода газа на приготовление обедов;

qужин = 2,1 МДж/ужин год — удельная норма расхода газа на приготовление ужинов;

Кисп = 0,25 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на учреждения здравоохранения (из расчета 12 коек на 1000 жителей в год):

(4.5.)

где:

N — число жителей в районе, чел;

qпищи = 3200 МДж/койка год — удельная норма расхода газа на приготовление пищи;

qх.-б. = 9200 МДж/койка год — удельная норма расхода газа на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и процедур без стирки белья;

Кисп = 1 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий (из расчета 0,6 т на 1000 жителей в сутки):

(4.6.)

где:

N — число жителей в районе, чел;

q = 15 600 МДж/т год — удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 1 — коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на школы, ВУЗы, техникумы (из расчета 19 учащихся на 100 жителей района):

(4.7.)

где:

N — число учащихся в районе, чел;

q = 50 МДж/чел год — удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,9 — коэффициент использования по данной статье.

Годовой расход газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера согласно п. 3, принимаем равным:

(4.8.)

Расход газа по всем статьям газопотребления для всего района определяется по формуле:

(4.9.)

где:

m — число статей газопотребления.

Результаты расчетов сведены в таблицу. 4.1.

Таблица 4.1

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО СТАТЬЯМ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ

Определяем часовые расходы газа по статьям газопотребления.

Часовой расход газа равен:

природный газ расход газоснабжение

(5.1.)

где:

Qih — часовой расход газа по i-ой статье газопотребления, м3/час;

Qiг — годовой расход газа по i-ой статье газопотребления, м3/год;

Khmax — коэффициент часового максимума.

Определяем суммарное значение часового расхода для всего района по формуле:

(5.2.)

Результаты расчетов сведены в таблицу. 5.1.

Определение часовых газовых расходов

Таблица.5.1

Определяем удельный часовой расход газа на 1 жителя:

Определяем удельный часовой расход газа на единицу пощади застройки:

где: F — площадь кварталов, га.

Определяем часовой расход газа для каждого квартала:

(5.3.)

где: Nкв — число жителей в i-ом квартале, чел.

Результаты расчетов сведены в таблицу. 5.2.

Определение часовых газовых расходов в каждом квартале

Таблица. 5.2.

Определение количества ГРП

Количество ГРП, необходимое для обслуживания данного района, равно:

где:

1500−2300 м3/часоптимальная производительность ГРП.

Т.о. для обеспечения данного часового расхода газа в районе необходимо принять 1 ГРП.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

Удельный путевой расход газа для каждого квартала определяется по формуле:

(6.1.)

где:

Р — периметр газопровода вокруг квартала, м.

Результаты расчетов сведены в табл. 6.1.

Определение удельных путевых расходов

Таблица. 6.1.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ГАЗА

Составляем расчетную схему сети (см. прил.А). Задаем начальное направление потоков газа, обозначаем кольца римскими цифрами, полукольца — латинскими заглавными буквами, длинные участки делим на несколько меньших, производим нумерацию всех узлов.

Определяем направление движения газа. Потоки газа к потребителям должны двигаться (по возможности) кратчайшим путем, не возвращаясь назад. Точка встречи потоков газа должна располагаться диаметрально противоположно относительно точки питания (ГРП). Пометим стрелками тупиковые участки: 9−4, 5−10, 7−11, 8−12.

Основные направления движения газа:

1. 6−7-8−3-2−1.

2. 6−5-4−1.

Головные участки, примыкающие к точке питания, должны быть взаимозаменяемыми, т. е. их расходы принимаем приблизительно одинаковыми.

Вычисляем средний гидравлический уклон для основного направления:

(7.1)

где:

— расчетная длина основного направления движения газа, м.

— заданный перепад давления, Па.

=1000Па При расчете сетей низкого давления допускается определять потери давления в местных сопротивлениях путем увеличения длинны участка на 5−10%. Т. е.

(7.2)

Определяем путевые, транзитные и расчетные расходы газа для всех участков:

Зная удельные путевые расходы газа для каждого квартала, определим путевые, транзитные и расчетные расходы газа на каждом из участков газовой сети.

Расчет начинаем с самого дальнего участка к точке питания сети. Главным условием для распределения транзитных расходов является примерно равная загрузка полуколец замкнутых контуров сети. Транзитный расход для какого-либо участка будет равен:

(7.3)

Здесь — не множитель, а обозначение участка.

Результаты расчетов сведены в табл. 7.1.

Расчет расходов газа Таблица.7.1

Замечание: проверяем правильность вычислений расходов газа. Сумма путевых расходов в табл.7.1 (874,85 м3/ч) должна соответствовать сумме транзитных и путевых расходов всех участков, которые выходят из ГРП. В нашем случае это участки:

6−5, 6−2, 6−7: 87+499,23+288,5828=874,85;

Погрешность расчета составила 0,0354%, что является допустимым. Условие выполняется.

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЕЦ

Заносим в табл.8.1 участки, их длины расчетные расходы газа. Для каждого участка по расчетным расходам газа и значению гидравлического уклона для данного основного направления с помощью номограммы (стр. 78 [2]) находим диаметр газопровода. Округляем его в большинстве случаев до большего стандартного значения, затем уточняем гидравлический уклон для выбранного уже диаметра. Перепад давления для данного участка вычисляем по формуле:

(8.1)

где:

I — уточненный гидравлический уклон газопровода на конкретном участке, Па/м;

— расчетная длина рассматриваемого участка, м.

Вычисляем для каждого кольца сумму перепадов давлений с учетом и без учета знака. Перепад давления по ходу часовой стрелки со знаком «+», а против — со знаком «-». Соответствующий знак присваиваем и расходу газа.

Результаты расчета колец сводим в табл. 8.1.

Проверяем выполнение ІІ-го закона Кирхгофа в каждом кольце, для чего находим невязку:

(8.2)

Для колец с невязкой Дк > 10%, что недопустимо, выполняем увязку.

9. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УВЯЗКА КОЛЕЦ

Суть гидравлической увязки колец в том, чтобы не меняя диаметров участков внести изменения в расходы газа на участках таким образом, чтобы добиться выполнения II-го закона Кирхгофа. Здесь применяется метод последовательных приближений.

Первое приближение поправочных расходов для каждого кольца равно:

(9.1)

Второе приближение поправочных расходов для каждого кольца равно:

(9.2)

где:

ДQ’с.к. — первое приближение поправочных расходов в смежных кольцах;

— величина, вычисляемая для участков, которые граничат со смежными кольцами.

Поправочные расходы равны:

(9.3)

Определяем уточненный расход газа:

Для независимых участков:

Для участков, которые граничат с соседними кольцами:

(9.5)

где:

ДQс.к. — поправочный расход соседнего кольца.

Результаты расчетов сведены в табл. 8,1.

Результаты гидравлического расчета колец Табл. 6.3.

10.РАСЧЕТ ТУПИКОВЫХ УЧАСТКОВ

Располагаемый перепад давления на конечных участках рассчитывается по формуле:

(6.10.)

где, а — количество участков, которые расположены за тупиком по ходу движения газа.

Отсюда располагаемый гидравлический уклон будет определяться по формуле:

(6.11.)

Результаты расчетов сведены в таблицу. 6.4.

Результаты гидравлического расчета тупиков.

Таблица. 6.4.

11. ПОДБОР И РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ГРП

Выбор типа размера осуществляется с помощью коэффициента пропускной способности, он определяется по одной из двух формул в зависимости от перепада давления на регуляторе.

Рвх=1,2МПа Рвых=0,4МПа Твх=296К Твх=250К При температуре Твх=296К, При температуре Твх=250К, Принимаем РД-50−19 с коэффициентом пропускной способности =7,9

12. ЛИТЕРАТУРА

[1]. СНБ 4.03.01.-98. Газоснабжение .

[2]. Ионин А. А. Газоснабжение / М.: Стройиздат, 1989. — 439 с