Газоснабжение жилого района природным газом

Допустимые потери давления на трение с учетом потерь на местные сопротивления равными 10% от потерь на трение будут равны ΔРо=1000/1,1=910 Па. Удельные потери давления Па/м, определяются по формуле:

Ориентировочные потери давления на участках сети сводим в табл. 21. Таблица 21Ориентировочные удельные потери давления на участках сети№ГРПОсновные направленияΣL, м910/Σl, Па/м1234№ 1l1−2-3−4-5−685+475+287+474+452=17 730,513l1−9-8−7-6190+511+1018+713=24 320,374№ 2l1−2-3−4-5−6-7189+251+726+220+399+568=23 530,387l1−14−13−12−11−10−9-8−7129+229+582+489+223+492+294=24 380,373№ 3l1−2-3−4859+412+350=16 220,561l1−7-6−5-4−3160+660+295+247+373=17 350,524Диаметр трубопроводов подбираем исходя из ориентировочных потерь давления и расчетного расхода газа на участках, которые находим по номограмме (приложение 1).Потери давления на участке сети определяем по формуле:

Затем вычисляем ошибку при расчете, которая не должна превышать 10% по формуле:

В нашем случаи ошибка составила 0,8%.Результаты расчета сводим в табл. 22. Таблица 22Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления

КольцоУчастки кольца

Предварительное распределение расходов

УзлыСмежные кольцаl, мDн S, ммQ, м3/чΔР/l, Па/мΔР, ПаΔР/Q, Па∙ч/м31 234 567 892—185 114×444,2850,51 343,6050,9 846 453—2 475 159×4247,4750,513 243,6750,9 846 454—3 287 140×4,5149,5270,513 147,2310,9 846 455—4 474 159×4246,9540,513 243,1620,9 846 456—5 452 159×4235,4920,513 231,8760,9 846 459—1 190 114×4−98,99−0,387−73,530,7 428 028—9 511 159×4−266,231−0,387−197,7570,7 428 027—81 018 219×6−530,378−0,387−393,9660,7 428 026—8 713 219×6−371,473−0,387−275,9310,7 428 022—118 976×321,1680,38 773,1433,4 553 573—225 189×328,1120,38 797,1373,4 553 574—3 726 114×481,3120,387 280,9623,4 553 575—422 076×324,640,38 785,143,4 553 576—539 989×344,6880,387 154,4133,4 553 577—6 568 114×463,6160,387 219,8163,4 553 578—721 076×323,520,38 781,273,4 553 571—1 412 976×3−14,448−0,373−48,1173,33 035 714—1 322 976×3−25,648−0,373−85,4173,33 035 713—1 258 276×3−65,184−0,373−217,0863,33 035 712—1 148 976×3−54,768−0,373−182,3973,33 035 711—1 022 376×3−24,976−0,373−83,1793,33 035 710—949 276×3−55,104−0,373−183,5163,3 303 579—829 476×3−32,928−0,373−109,6623,3 303 572—1 859 159×4215,6090,561 481,8992,235 063—2 412 114×4103,4120,561 231,1322,235 064—3 300 114×475,3000,561 168,32,235 068—116 089×3−40,160−0,524−83,842,876 497—8 660 140×4,5−165,660−0,524−345,842,876 496—7 295 114×4−74,045−0,524−154,582,876 495—6 247 114×4−61,997−0,524−129,4282,876 494—5 373 114×4−93,623−0,524−195,4522,8 764 923,063Ошибка0,832 233.

4. Гидравлический расчет магистрального газопровода высокого давления (ГВД).На генплане района города намечают прокладку газопроводов высокого или среднего давления (согласовать с преподавателем). Закольцовывание газопроводов наиболее целесообразно в районах с многоэтажной застройкой кварталов. Трассировка газопроводов производится таким образом, чтобы длина ответвлений от кольцевого газопровода была минимальной (не более 200 м для повышения надежности газовых сетей). К газопроводу высокого или среднего давления присоединяются все промышленные предприятия, бани, прачечные, хлебозаводы, районные или квартальные котельные, ТЭЦ и газорегуляторные пункты (ГРП).Гидравлический расчет кольцевого газопровода высокого или среднего давления производить после согласования с руководителем проекта намеченной трассы газовых сетей. Гидравлический расчет магистральных газопроводов производится для двух аварийных и нормального режимов потребления газа. Начальное давление газа принимаем самостоятельно РН =0,45 МПа=4,589 кгс/см2(давление газа на выходе из газораспределительной станции — ГРС). Конечное давление газа при максимальной нагрузке газовой сети должно обеспечивать нормальную работу регулятора давления газа. В большинстве случаев перед ГРП достаточно иметь избыточное давление газа примерно 200…

250 кПа абс. [1,2]. На расчетной схеме газопроводов высокого или среднего давления наносятся номера участков, расстояние между участками в метрах, расчетные расходы газа в м3/ч, наименование промышленных предприятий и их расходы, квартальные или районные котельные. Определение аварийного расхода газа производится по формуле:

где — аварийный расход газа по магистральному кольцевомугазопроводу, м3/ч; - расход i — потребителей газа, м3/ч;k — коэффициент обеспеченности i — потребителя газа. Коэффициент обеспеченности газом при аварийных ситуациях для бытовых потребителей (ГРП) можно принять в пределах от 0,6 до 0,85;для отопительно-производственных котельных от 0 до 0,75 — в зависимости от наличия резервного топлива;

для промышленных предприятий от 0,5 до 0,9 [1]. Мы выберем коэффициент обеспеченности 0,7 для всех потребителей:

Среднеквадратичную потерю давления газа по кольцу определяем по формуле:

где Рн, Рксоответственно, начальное и конечное давление газа, кПа;

— расчетная длина кольцевого газопровода, м. Расчетная длина участков магистрального газопровода принимается с учетом 10% потерь давления газа в местных сопротивлениях по формуле:

где — фактическая длина участка газопровода, м. По номограмме (приложение 2 или [2, стр. 85]) для гидравлического расчета газопроводов высокого или среднего давления по Qав и Aср определяем предварительные диаметры кольцевого газопровода: dн*s = 219×6 мм. Трубы ГОСТ 8732–85.Первый аварийный режим, когда отключен головной участок магистрального газопровода слева от источника газоснабжения (ГРС), второй аварийный режим — когда отключен участок газопровода справа от ГРС. Диаметрами газопроводов задаемся предварительно выбранными и по номограмме для гидравлического расчета высокого или среднего давлений в зависимости от расчетного расхода газа и диаметра определяем потерю давления газа на участках газопровода, чтобы давление газа у последнего потребителя не было ниже минимально допустимого предела (Рк+50 кПа).Конечное давление газа на участке определяется по формуле:

где — начальное давление газа на участке, кПа: Когда авария на участке 1−2:Расчетные расходы газа на участках находили в главе 2. Заполним таблицу табл. 23 и используем дальше в расчетах:

Таблица 23Расчетные расходы газа и длины участков. Участок

Расчетный расход

Длина участка

УчастокРасчетный расход

Длина участка2—36,9220,4416—15 128,5431,533—455,4243,5415—141 731,6922,134—5160,4864,8214—131 739,9345,075—61 117,61327,2613—121 762,71078,226—76 133,6465,1912—118 853,9620,517—86 411,1179,311—108 907,7218,688—96 656,7194,9210—98 920,5182,279—107 893,4182,279—810 157,2194,9210—117 906,2218,688—710 402,8179,311—127 960 620,517—610 680,3465,1912—1 315 051,2748,226—515 696,31327,2613—1 415 074 345,075—416 653,5864,8214—1 515 082,3922,134—316 758,5243,5415—1 616 685,4431,533—216 807 220,4416—116 813,9274,232—116 813,959,51Результаты расчетов свести в табл. 24. При расчете аварийных и нормального режимов движения потока газа диаметры на участках газопровода должны быть одинаковыми. Таблица 24Результаты гидравлического расчета аварийных режимов сети высокого давления

Участок Расчетный расход

Длина участка (Pн2-Pк2)/L, кПа2/мPн2-Pк2, кПа22—3325,82 115 268,80,30 813—42 674 433,50,552 404—52 704 239,70,441 055—63 545 981,40,767 506—73 604 163,40,731 207—83 681 128,60,70 908—93 843 454,40,773 509—1 010 814 792,37,57 600 010—1 112 546 203,98,83 180 011—1 212 566 154,59,6 140 012—1 312 605 336,89,50 320 013—1 418 641 276,519,53 540 014—1 527 959 384,441,621 600 015—1 627 972 129,657,87 750 016—17 279 981 057,737,824 000 017—1 828 656 384,342,941 650 018—192 883 714 042,86600019—2 028 925 221,740,60 900 020—2 130 890 147,440,71 600 021—223 095 052,138,39 200 022—130 984 220,940,7 490 001 315 363.

5. Расчет потокораспределения при нормальном гидравлическом режиме работы сети высокого или среднего давления. Задаем предварительную точку схода исходя из двух условий:

расходы газа по левой и правой ветвям должны быть примерно равны между собой;

— длина газопроводов по обеим ветвям должны быть также равнозначными. Находим расчетные расходы на всех участках, суммируя по каждой ветви кольца узловые расходы. Определяем удельные потерн давления на участках по номограмме. Находим потери давления на каждом из участков. Расчеты сводим в табл. 25. В результате расчета кольца, исходя из предварительного распределения потоков, определяем невязку в кольце по формуле:

Невязка по давлению при расчете нормального режима не должнапревышать 10%, если данное условие не соблюдается, то вводим круговойпоправочный расход (м3/ч):В наших расчетах невязка укладывается в допустимый предел. Таблица 25Результаты гидравлического расчета нормального режима сети высокого давления

Показатели участка

Распределение расходов (Pн2-Pк2)/L, кПа2/мPн2-Pк2, кПа2-Pн2-Pк2-, кПа2Ndн, S, ммLy, мQy, м3/ч1325,8565,61 560 513,97790079002325,8268,8 134 909,30250025003325,8433,5 129 318,07350035004325,8239,7 129 018,34200020005325,8981,4 120 608,46830083006325,8163,4 120 018,57140014007325,8128,6 119 247,78100010008325,8454,4 117 627,48340034009325,8792,347 911,2095095010325,8203,930 590,9319019011325,8154,530 390,8413013012325,8336,830 000,9532032013325,8276,5−12 354−7,59−2 100 210 014 325,8384,4−12 367−9,11−3 500 350 015 325,8129,6−12 393−9,26−1 200 120 016 325,81057,7−13 051−10,40−110 001 100 017 325,8384,3−13 232−10,41−4 000 400 018 325,8140−13 320−10,71−1 500 150 019 325,8221,7−15 285−12,18−2 700 270 020 325,8147,4−15 345−12,89−1 900 190 021 325,852,1−15 379−13,44−700 700 299060190 9,94 3.6Расчет ответвлений. По номограмме для гидравлического расчета газопроводов высокого давления для известного расхода газа и потери давления на участке находим ближайший диаметр газопровода. Начальное давление газа на участке ответвления принимается равным конечному давлению газа на участке для аварийных режимов движения потоков газообразного топлива. Следует учесть, что диаметры меньше 50×3,5 мм не проектируются. Результаты приводим в таблице № 26.Все расчеты совершаются в программе Exel. Таблица 26.Расчет ответвлений. Ответвление

Длина участка

Расход ответвленияPн2-Pк2, кПа2на участках

Начальное давление участка

Начальное давление ответвления

Конечное давление ответвленияPн2-Pк2, кПа2(Pн2-Pк2)/L, кПа2/мdн, S, мм2 200 211 581 266 266 280 689 664,527273108×43 200 559 240 266,45075266250825637,52 727 350×3,5 420 030 105 266,64771266,4 507 459 250 849 638,61818250×3,55 200 841 750 268,05037266,6 477 077 250 860 139,09545550×3,5 620 059 120 268,27411268,503 684 250 935 142,50454550×3,572 007 790 268,4418268,2 741 135 250 947 143,0550×3,58 200 162 350 269,09292268,4 418 250 956 143,45909150×3,5 920 069 716 000 280,01964269,929 208 250 991 145,05108×4 108 517 321 800 283,21547280,19 642 225 015 911 168,1711250×3,511 200 201 400 285,67639283,21 546 572 501 771 180,50454550×3,512 200 393 200 291,22328285,67 639 032 501 911 184,86818250×3,51 320 060 365 400 304,35146291,22 328 225 022 311 100,41364108×414 200 931 816 000 320,90029300,351 460 825 027 711 104,95909108×415 200 137 500 337,21062325,900 291 525 043 711 232,6863650×3,5 162 002 640 000 392,05994337,210 616 725 051 211 232,7772750×3,5 171 565 816 500 412,56636392,599 444 250 912 115 584,939450×3,5 182 001 816 000 419,77494412,5 663 583 250 107 711 488,5954550×3,519 200 889 000 430,36148419,7 749 397 250 113 711 104,8681850×3,52 020 019 656 000 440,2768430,361 476 250 122 711 552,77727108×421 200 602 000 439,55773437,2 768 002 250 128 711 680,0550×3,522 200 349 000 449,67877439,5 577 323 250 130 711 552,1409150×3,5Библиографический список

И.Б. Оленев А. И. Авласевич

Расчет потребления природного газа районом города: методические указания к курсовой работе для студентов специальности 290 700 — «Теплогазоснабжение и вентиляция» / Крас

ГАСА. Красноярск, 2005. 40 с. Ионин А. А., Жила В. А. Газоснабжение: учеб.

для вузов. М., 2011

Газовые сети и установки: учеб.

пос. для сред, проф. образования / В. А. Жила, М. А. Ушаков, О. И. Брюханов. М.: Академия, 2003.

272с.Свод правил по проектированию и строительству. СП 42−101−2003

Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. СНиП 42−01−2002

Газораспределительные системы. Методические указания к заданиям. Газоснабжение города / Жила В. А. Маркевич Ю.Г.: М.: МГСУ, 2011. СНиП 41−01−2003

Отопление, вентиляция и кондиционирование. СНиП 41−02−2003

Тепловые сети. Приложения

Приложение 1Номограмма для гидравлического расчета газопроводов низкого давления

Приложение 2Номограмма для гидравлического расчета газопроводов среднего и высокого давления