Газоснабжение города и котельной
РЕФЕРТ
Дипломный проект: стр., табл., источников.
Газоснабжение города и котельной
Объектом разработки является город Лепель в Витебской области со всеми бытовыми и коммунальными потребителями.
Целью проекта является - запроектировать систему газоснабжения города и котельной.
В процессе проектирования выполнено следующее:
1) определены свойства газа, которое используется для газоснабжения города;
2) рассчитано оптимальное количество сетевых ГРП и определены зоны их действия;
3) определены расходы газа равномерно распределенными потребителями;
4) выполнен расчет газопроводов высокого и низкого давления;
5) рассчитано и подобрано оборудование для всех ГРП;
6) подобраны типы котлов, выполнен гидравлический расчет котельной и подобрано для нее оборудование;
7) для подземных газопроводов выбран тип антикоррозионной защиты и подобраны катодные станции;
8) описана автоматизация системы газоснабжения, в том числе автоматизация ГРС, ГРП, котельной, процесса сжигания газа в котлах;
9) рассчитана сметная стоимость прокладки участка газопровода и найдены годовые эксплуатационные затраты;
10) в разделе организации
и планированию производства
строительно-монтажных работ
11) составлена ведомость объёмов работ и на её основе составлена производственная калькуляция;
12) рассчитаны трудоемкости укрупнённых монтажных процессов для календарного плана и разработан календарный план производства работ, построен график движения рабочей силы и сетевой график;
13) в разделе охраны труда даются характеристики и анализ потенциальных опасностей и вредностей по объекту;
14) освещаются принципы
создания безопасных и
1. Введение.
Развитие газовой промышленност
Развитие газового комплекса Республики Беларусь началось пятьдесят лет назад. Первым потребителям Минска природный газ был подан в 1960 году. Широкая газификация Республики Беларусь проводилась в 1976-1980г.г. Была закончена газификация жилого фонда в городах, а в сельской местности её уровень достиг 75%. Для повышения надежности газоснабжения Минского промышленного узла в 1976 году было введено в эксплуатацию подземное хранилище газа в Осиповичах. За 1980-1985г.г. была построена разветвлённая сеть магистральных газопроводов и введено в эксплуатацию три нитки магистрального газопровода Торжок-Минск-Ивацевичи и ответвления от него на города Могилёв, Гомель, Климовичи, позже - на Бобруйск, Витебск, Молодечно.
Современные городские
распределительные системы
Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных элементов или участков газопровода для производства ремонтных и аварийных работ.
Газовое топливо имеет ряд преимуществ перед другими видами топлива:
Низкая себестоимость
(газ является не только высоко
Горючий газ является
универсальным топливом
Использование газа
в народном хозяйстве
Применение газа
позволяет улучшить санитарно-
Природный газ
является ценным сырьем в
По сравнению с твердым топливом, газообразное имеет следующие преимущества:
— простота транспортировки;
— быстрота зажигания и прекращение горения;
— возможность полного сжигания при незначительных избытках воздуха с получением высокой температуры в топочном пространстве;
— легкость поддержания
требуемой технологической
2. Характеристика города и потребителей газа
В дипломном проекте рассчитаны кольцевая газовая сеть высокого давления, а также газовая сеть низкого давления в зоне действия одного ГРП. В качестве топлива используется природный газ.
Город Лепель расположен в юго-западной части Витебской области. В городе 47 кварталов и 4 промышленных предприятия: электротехнический завод, завод строительных материалов, приборостроительный завод, обувная фабрика.
В городе газ потребляется бытовыми и коммунальными потребителями. Бытовыми потребителями (многоэтажные жилые дома) газ потребляется для приготовления пищи и горячей воды. В городе расположены следующие коммунальные потребители: столовые, хлебозавод, больница, банно-прачечный комбинат.
В городе проживает 103943 человека. Из них в зоне 5-этажной застройки проживает 93695 человек. В 5-этажных домах устанавливаются газовые плиты и газовые водонагреватели. В зоне 9-этажной застройки проживает 10248 человека. В 9-этажных домах устанавливаются только газовые плиты, имеется централизованное горячее водоснабжение.
В городе расположены 2 районные
котельные централизованного
Климатические параметры города Лепель приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Наименование параметра |
Показа-тели |
Примечание |
Температура воздуха, 0С: |
СНиП 2.01.01-82 Строительные нормы и правила. “Строительная климатология и геофизика” | |
1. абсолютно-минимальная |
-38 | |
2. абсолютно-максимальная |
+34 | |
3. средняя, отопительного периода |
-1,5 | |
4. расчетная для проектирования отопления |
-24 | |
5. расчетная для проектирования вентиляции |
-11 | |
Продолжительность отопительного периода, сутки: |
204 |
Трассы газопроводов нанесены, исходя из условий прохождения в основном вдоль дорог с целью удобства строительства и последующей эксплуатации, в соответствии с актами выбора трассы.
3. Определение свойств газа.
Газ поступает в город из Тюменской области: месторождения Медвежье.
Плотность газовой смеси rсм, кг/м3, определяется по следующей формуле[3]:
rсм = 0,01·å( yi·r i ) ,
где y i – процентная доля отдельного компонента смеси, %;
r i – плотность отдельного компонента смеси, кг/м3.
Для газоснабжения города используется природный газ из месторождения Медвежье Тюменской области со следующими характеристиками [3]:
состав газа, % по объёму: СН4 - 99; С2Н6 – 0,1; С3Н8 – 0,005; СО2 – 0,095; N2 – 0,8;
плотность отдельных компонентов газа при t = 0oC, р = 101,3 кПа: r(СН4) = 0,717 кг/м3; r(С2Н6) = 1,356 кг/м3; r(С3Н8) = 2,019 кг/м3; r(СО2) = 1,977 кг/м3; r(N2) = 1,251 кг/м3;
низшая теплота сгорания горючих компонентов газа: Qн(СН4) = 35760 кДж/м3, Qн(С2Н6) = 63650 кДж/м3, Qн(С3Н8) = 91140 кДж/м3.
rсм = 0,01·(99·0,717+0,1·1,356+0,
Низшая теплота сгорания смеси горючих газов Qнсм, кДж/м3, определяется по следующей формуле[3]:
Qнсм = 0,01·å(y i·Qнi ) ,
где Qнi - низшая теплота сгорания отдельного компонента, кДж/м3.
Qнсм = 0,01·(99·35760+0,1·63650+0,
Существует нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газа. Нижний предел соответствует минимальному, а верхний максимальному содержанию горючих компонентов в смеси при котором происходит её воспламенение при зажигании и самопроизвольное распространение пламени. Пределы воспламенения отдельных компонентов смеси при коэффициенте избытка воздуха a = 1,1 соответственно составляют: (СН4) = 5 и 15%; (С2Н6) = 3 и 12,5%; (С3Н8) = 2 и 9,5%.
Для смеси горючих газов с балластом: Lбсм = (100-Б)/å(y i /Li),
где Б = N2+СО2 = 0,8 + 0,095 = 0,895%. Таким образом находим:
- нижний концентрационный предел:
Lн.бсм =(100-0,895)/(99/5+0,1/3+0,
- верхний концентрационный предел:
Lв.бсм =(100-0,895)/(99/15+0,1/12,5+
Количество воздуха теоретически необходимого для полного сгорания 1м3 газовой смеси:
Vо = 0,0476·å((n + m/n)·CnHm).
Vо = 0,0476·(2·99+3,5·0,1+6,5·0,
С учетом влажности воздуха: Vовл = Vо + 0,00124·dв· Vо , м3/м3,
где dв – влажность воздуха при j = 60% и t = 20оС (находим по J-d диаграмме).
Vовл = 9,443 + 0,00124·5,62· 9,443 = 9,509 м3/м3.
С учетом a, действительное количество воздуха подаваемого в топку:
Vд = a· Vовл = 1,1·9,509 = 10,46 м3/м3.
Выход продуктов сгорания (СО2, Н2О, N2, О2):
VСО2 = 0,01·(å(n·СnНm) + СО2) = 0,01·(1·99+2·0,1 +3·0,005+0,095) =0,993 м3/м3;
VН2О = 0,01·[å(m/2·СnНm)+0,00124·(dг + a·dв·Vо)] =
= 0,01·[(2·99+3·0,1+4·0,005) + 0,00124·(0+1,1·5,62·9,443) ] = 1,984 м3/м3;
VО2 = 0,21·(a - 1)·Vо = 0,21·(1,1-1)·9,443 = 0,198 м3/м3;
VN2 = 0,79 a· Vо + 0,01N2 = 0,79·1,1·9,443 + 0,01·0,8 = 8,214 м3/м3.
Общий объем продуктов сгорания:
Vп.г = VCO2 + VH2O + VO2 + VN2 = 0,993 + 1,984 + 0,198 + 8,214 = 11,389 м3/м.
4. Расчёт оптимального количества сетевых ГРП.
Определение расходов газа через сетевые ГРП.
Количество ГРП, питающих сети низкого давления, может быть определено по формуле
n=F/(2×R²опт),
где: F – газифицируемая площадь, включая площадь проездов, м².
Каждый ГРП размещают в центре зоны его действия и для каждой зоны определяют расчетные расходы газа (нагрузки ГРП). При этом необходимо учитывать, что оптимальная производительность ГРП, питающих сети низкого давления Vопт=1,0...2,0 тыс. м3/ч.
Природный газ подаётся по кольцевой сети высокого давления. Сеть высокого давления соединяется с сетью низкого давления через ГРП, где давление газа снижается до необходимой величины и поддерживается на заданном уровне. Для определения оптимального количества сетевых ГРП вначале рассчитаем число жителей в городе в целом и в отдельных кварталах, а затем в зоне действия каждого ГРП.
Количество жителей в зоне действия каждого ГРП определяют по зависимости
N = F×P,
где F - площадь квартала в красных линиях застройки, га, определяется по генплану города без учета площади улиц, проспектов, площадей, парков, скверов, Р - нормативная плотность населения, чел/га, определяется в зависимости от типа застройки. Расчет количества жителей сводится в табл. 4.1.
Размеры кварталов принимаются по генплану города. Плотность населения принимается в зависимости от зоны различной степени градостроительной ценности территории. Плотность населения на территории микрорайона принимается 420 чел/га при высокой степени при высокой степени градостроительной ценности территории, 350 чел/га – при средней, 200 чел/га – при низкой. [2, прил.4, табл. 2]
Расчёт количества жителей сводим в таблицу 4.1.
Определим количество ГРП для газоснабжения бытовых и мелко коммунальных потребителей
n=5.95/2*(0.8^2)=4.6 шт.
Принимаем 5 ГРП.
ГРП1 обслуживает кварталы: 1,4-7,11,12,15,24 с общим числом жителей 19999.
ГРП2 обслуживает кварталы: 27,28,29,32,33,37 с общим числом жителей 19425.
ГРПЗ обслуживает кварталы: 38,39,42-46 с общим числом жителей 18060.
ГРП4 обслуживает кварталы: 25,26,30,31,35,36,41 с общим числом жителей 23765.
ГРП5 обслуживает кварталы: 9,13,14,16,17,19,20-23 с общим числом жителей 22694.
5. Определение расчётных расходов газа потребителями города.
5.1. Определение расхода газа равномерно распределенными потребителями.
Необходимо определить нагрузку сетевых ГРП , которые обслуживают жилые районы, застроенные 5-ти и 9-ти этажными зданиями.
ГРП 1. В зоне 5-ти этажной застройки проживает 15715 человека, 9-ти этажной -4284 человека.
ГРП 2. В зоне 5-ти этажной застройки проживает 15645 человек, 9-ти этажной -3780 человек.
ГРП 3. В зоне 5-ти этажной застройки проживает 18060 человек.
ГРП 4. В зоне 5-ти этажной застройки проживает 23765 человек.
ГРП 5. В зоне 5-ти этажной застройки проживает 20510 человек, 9-ти этажной -2184 человек.
В квартирах 5-ти этажных жилых домов установлены газовые плиты и проточные газовые водонагреватели, в квартирах 9-ти этажных зданий - газовые плиты. В районе имеются столовые, которые получают газ из сетей низкого давления. Используется природный газ с Qn = 37550,3 кДж/м3.
Расчетный расход газа Vp, м3/ч, находим как долю годового расхода
Vр=Кm*Vгод ,
где Кm, коэффициент часового максимума.
Годовой расход газа V, м3/год, на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды равномерно распределенными потребителями определяем по выражению:
VГОД=N*n*x*QГОД/QН,
где N - численность населения, чел;
n - число расчетных потребителей на 1 тыс. жителей;
х - степень охвата газоснабжением в долях единицы;
Qгод - нормативный расход газа в тепловых единицах на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды, кДж/год.
Расчёт сведён в табл.5.1. Расход газа на приготовление пищи и санитарно-гигиенические нужды рассчитывается при полном охвате газоснабжением жилой застройки (100%, графа 4). В графе 6 проставляем нормативный расход газа в тепловых единицах на 1 чел. в год Qгод, кДж/год, при этом учитывается расход теплоты на стирку белья в домашних условиях; в графе 7 - годовой расход газа Qгод/Qn, м3/год ; в графе 8 - годовой расход, вычисленный по формуле.
Величина коэффициента часового максимума зависит от общего числа жителей, снабжаемых газом в зоне действия ГРП. Значение расчетного расхода газа в м3/ч проставляем в графе 10.
При расчете расхода газа на приготовление пищи на предприятиях общественного питания число единиц потребления в столовых района (количество завтраков, обедов и ужинов) находим в соответствии с нормативными показателями и из условия, что столовые работают в две смены. С учетом средней загрузки предприятий общественного питания принимаем охват обслуживанием населения y= 0,25…0,3 общей численности населения, считая, что каждый человек, регулярно пользующийся столовыми и ресторанами, потребляет в день примерно 1 обед и 1 ужин (или завтрак).
Тогда общее число единиц потребления газа предприятиями общественного питания составит 360 * у * х * N.
Степень охвата газоснабжением столовых в данном случае х=1 (100%), 360 - число дней работы предприятий общественного питания за год. Этот расчет приводим в графе 5.
По нормативным расходам газа определяем годовой и расчетный расходы газа столовыми. Значение Km принимаем по [3, табл. 5] Результаты расчета заносим в соответствующие графы табл.5.1.
Дополнительно учитываем расход газа на нужды предприятий бытового обслуживания населения, принимая его в размере 5% от суммарного расхода газа в жилых домах. Нагрузка ГРП определяется как сумма расчетных расходов газа по всем видам потребления.
Для ГРП1, ГРП2 , ГРПЗ, ГРП4, ГРП5 она составит соответственно:
Vгpп1=1822.71 м3/час, Vгрп2=1801.29 м3/час, Vгрп3=1907.51 м3/час, Vгрп4=2430.19 м3/час, Vгрп5=2216.49 м3/час.
5.2. Определение расхода газа сосредоточенными потребителями.
Необходимо определить расчетный расход газа для сосредоточенных потребителей больницы, хлебозавода, банно-прачечного комбината, расположенных в городе Лепель Витебской области с населением 103943 человек. Результаты расчёта заносим в таблицу 5.2. Используется газ с Qн=37550,3 кДж/м3. В больнице газ расходуется на приготовление пищи, горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и на лечебные процедуры, на стирку белья в механизированной прачечной, а также для покрытия расходов теплоты на отопление и вентиляцию больницы (при выполнении курсового проекта необходимо предусмотреть на территории больницы котельную).
Число мест в больнице определяется органами здравоохранения. По существующим рекомендациям в городе с населением 103943 человек больница должна иметь 0,012*N=0,012*103943=1247 койки. Заполняем табл. 5.2, графу 5. При определении расчётных расходов газа на приготовление пищи и горячей воды Кm принимаем для числа коек 1247 Кm=1/1840.
Количество стираемого белья в механизированной прачечной больницы находим из условия стирки 0,48 т. белья в год на одну койку (прил. 1) т. е. G=0,48*1247=599 т/год (графа 5).
Нормативные значения расходов газа заносим в графы 6 и 7 и определяем годовые и расчётные расходы газа для больницы (графы 8, 10). Значение Кm для прачечной больницы принимаем по [1,табл. 5] Кm=1/2900.
Расчетный расход газа на отопление и вентиляцию больницы находим по формулам:
.
В формулах 1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты в системе отопления;
qo, qн - соответственно удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания, Вт/(м3*С), для больниц можно принимать qo =0.33...0.46 Вт/(м3С) и qв =0.25...0.32 Вт/(м3С),
Vн - объем здания по наружному обмеру, м3, для больниц удельная кубатура принимается в пределах 160... 240 м3 на одну койку,
tв,tн -соответственно расчетные температуры внутреннего воздуха в помещении и наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции (для Гомельской области tн= -24 ºC),
e - коэффициент, учитывающий затраты теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха, e = 0,1...0,2 (в зданиях с приточной вентиляцией e= 0),
n - КПД котельной установки, принимаемый n=0,75...0,80,
β -температурный коэффициент, определяемый по формуле
βt=1+0.6*(30+tн)/(tв-tн)=1+0.
Vo=(3.6*1,1*0.4 *200*1247*(20+24)*1,07)/(0.75*
Vв=(3.6*0.3*200*1247*(20+24))/
Расход газа для больницы Vб=57,75+166,04+103,41+1122,6=
Эта величина и составляет нагрузку ГРП больницы.
На хлебозаводе газ
В банно-прачечном комбинате газ расходуется на приготовление горячей воды для мытья в бане (в ваннах и без ванн) и для стирки белья в механизированной прачечной. Количество помывок в бане (графа 5) определяем из расчета 52 помывки в год одним человеком. Считаем, что баней пользуются 10% от общего числа жителей города, причем для половины из них учитываем расход газа на мытье без ванн, для остальных - мытье в ваннах. Значение Km = 1/2700.
В прачечную белье для стирки поступает от жителей города, от предприятий общественного питания, поликлиник, бани, гостиницы, детских учреждений (в больнице имеется собственная прачечная).
Принимаем, что 50% от общего, числа жителей сдают белье в прачечную. При норме 75 кг на одного человека в год количество белья, поступающего от населения, составит:
G1 =(75/1000)*0,5*103943=3898 т/год.
Количество белья, сдаваемого в
прачечную предприятиями
G2 =(0,01/1000)*(360 * 0,25 * 1 * 103943) * 2 = 187.1 т/год.
Множитель 2 учитывает количество завтраков (или ужинов) и обедов на 1 человека.
Количество белья, поступающего в прачечную из поликлиник, бани и гостиницы, соответственно равно
G3 =(0,125/1000)* 30 * (103943/1000)* 310 = 120.8 т/год;
G4=(0,075/1000)*270251.8=40.54 т/год;
G5 =0,3*6 *(103943/1000)= 187.1 т/год.
В этих выражениях 0,125 кг; 0,075 кг; 0,3 т - расчетные показатели стираемого белья на одно посещение поликлиники, бани и на одно место в гостинице;
30 - количество посещений поликлиники в день, приходящееся на 1000 жителей;
310 - число дней работы поликлиники в году;
6 - количество мест в гостинице на 1000 жителей;
270251.8 - число помывок в бане в год.
При расчете количества белья, поступающего в прачечную из детских учреждений, принимаем, что число детей ясельного возраста составляет 8%, в возрасте от 4 до 7 лет - 10% от общего числа жителей, а охват обслуживанием детскими учреждениями 85%. При норме 0,48 т белья в год на одного ребенка в яслях и 0,36 т в детских садах количество сдаваемого белья соответственно равно.
G6 = 0,48*0,08*0,85*103943 = 3393 т/год;
G7 = 0.36*0,10*0,85*103943 = 3181 т/год.
Суммарное количество белья, стираемого в прачечной, составит G=11007 т/год.
Эту цифру проставляем в графу 5 табл. 5.2.
Нагрузку ГРП банно-прачечного комбината определяем как сумму расчетных расходов на баню и прачечную. \/бпк = 2140.14 мЗ/ч .
Определение расхода газа районными и квартальной котельными.
В городе имеется две районные котельные. Районная котельная 1 (РК-1), которая обслуживает кварталы 1-27, с общим числом жителей 52738. В зоне 5-этажной застройки проживают 46270 чел ; 9-этажной застройки 6468 чел. Районная котельная 2 (РК-2), которая обслуживает кварталы 28-47 с общим числом жителей 51205. В зоне 5-этажной застройки проживают 47425 чел ; 9-этажной застройки 3780 чел.
Необходимо определить расчетный расход газа районными котельными, обслуживающими город Лепель. В квартирах 5-этажных жилых домов установлены проточные газовые водонагреватели. В квартале 25, с населением 4130 человек, с 5 этажной застройкой предусматривается квартальная котельная. На территории больницы расположена отдельная котельная, покрывающая все ее расходы теплоты на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию. Расход газа котельными определяем по выявленным расходам теплоты (кВт) на отопление жилых и общественных зданий Qo, вентиляцию общественных зданий Qb и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Qгв. Расходы теплоты находим по укрупненным показателям. На отопление жилых и общественных зданий
Qo=qo*A(1+K1),
где qo - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий, Вт/м2;
А -общая площадь жилых зданий, м2. Определяется по формуле
A=N*f ,
где f- норма общей площади на 1 человека, f=18 м2/чeл;
N - количество жителей в обслуживаемой зоне
К1 - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, К1 = 0,25.
Приняв qo = 79,4 Вт/м2 при tн= -24 °С, получим:
Для РК1 Qo =79,4*18*52738*(1+0,25)= 94216 кВт.
Для РК2 Qo =79,4*18*51205*(1+0,25)= 91477,7 кВт.
Расход теплоты на вентиляцию общественных зданий
Qв=K1*K2*qo*A,
где К2 - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий. К2 = 0,6.
Для РК1 Qb = 0,25 * 0,6 * 79,4 * 18 * 52738=11306 кВт
Для РК2 Qb = 0,25 * 0,6 * 79,4 * 18 * 51205 =10977,3 кВт.
Коэффициенты К1 и К2 учитывают расход теплоты на отопление и вентиляцию всех здании общественного назначения расположенных в газифицируемой зоне, в том числе и на больницу.
Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий в зоне 9-этажной застройки определяем по формуле:

- Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей
- Газотурбинная установка контейнеровоза вместимостью 800 контейнеров, со скоростью хода Vs=25 узлов
- Газ өндіру техникасы мен технологиясы
- Гамма-функція Ейлера
- Гарантии и компенсации для лиц, работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях
- Гарантии и компенсации работникам по Российскому трудовому законодательству
- Гарантии и проблемы практической реализации личных прав и свобод человека и гражданина в РФ
- Газетная лексика французского языка
- Газификация 75 квартирного жилого дома
- Газовая сварка
- Газовая сварка меди, латуни, бронзы
- Газовые, нефтяные, водяные выбросы, их проявления и предотвращения
- Газораспределительный механизм
- Газосмесительная станция