Газофикация

Содержание

 

Исходные данные

Введение 

1.    Расчетная часть проекта

1.1  Основные характеристики газообразного топлива

 

2.   Определение расхода газа районом города.

2.1 Определения количества жителей

2.2 Определение годовых расходов

2.3 Определение часовых расходов

2.4 Расчетный расход газа по каждому кварталу

3. 3. Гидравлический расчет кольцевых  распределительных газопроводов низкого давления.

3.1. Определение количества газорегуляторных пунктов (ГРП)

3.2   Определение количества  расхода газа.

3.3. Гидравлический расчет ГНД

3.4. Гидравлическая увязка газопроводов сети низкого давления.

3.5. Гидравлический газопроводов высокого и среднего давления (ГВД и ГСД).

 

Список литературы 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные  данные для проекта

 

1. Район строительства  :    Камчатский край 

2. Состав  газа, используемого, для газоснабжения:

 

Номер варианта

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

СО2

Редкие газы и N2

1

95,1

2,3

0,7

0,4

0,8

0,2

0,5


 

Годовые расходы газа промышленными предприятиями, тыс. м3.

 

№ варианта

ПП №1

ПП №2

ПП №3

Расход газа

Отрасль промышленности

Расход газа

Отрасль промышленности

Расход газа

Отрасль промышленности

1

350

М(машино.)

135

П(пищевая)

480

Т(текстильная)


 

4.  Охват газоснабжением жилых  домов -100%

5. Номинальное давление газа перед приборами сети низкого давления 2000(1300)Па.

 

 

 

Введение

 

Выполнение  курсового проекта имеет цель закрепить теоретический материал по основным вопросам курса «Газоснабжения».приобрести навыки самостоятельной работы в  области проектирования систем газоснабжения  и опыт работы со справочной и специальной  литературой.

В проекте  необходимо разработать двухступенчатую  систему распределения газа с  выполнением первой ступени газопроводами  среднего(высокого) давления. а второй – низкого давления.  От сети среднего(высокого) давления запроектировать сосредоточеннее  потребители: ГРП, котельную, хлебозавод, баню, прачечную. При этом котельная  располагается с учетом «розы  ветров» для проектируемого района, а хлебозавод, баня и прачечная  – произвольно. От сети низкого давления проектируются хозяйственно-бытовые  и коммунальные потребители, перечень которых принимается по СНиП 2.04.08-87. Сеть низкого давления должна быть запроектирована кольцевой.

   Совершенствование, интенсификация  и автоматизация технологических  процессов привели к необходимости  повысить качество расходуемых  теплоносителей. В наибольшей мере  по сравнению с другими видами  топлива этим требованиям удовлетворяет  природный газ.

 Современные  городские распределительные системы  представляют собой сложный комплекс  сооружений состоящий из следующих  основных элементов: газовых сетей  низкого, среднего и высокого  давления, газораспределительных станций,  газораспределительных пунктов  и установок. В указанных станциях  и установках давление газа  снижают до необходимой величины  и автоматически поддерживают  постоянным. Они имеют автоматические  предохранительные устройства, которые  исключают возможность повышения  давления газа в сетях сверх  нормы.

  Система  газоснабжения должна обеспечивать  бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность  отключения отдельных её элементов или участков газопроводов для производства аварийных или ремонтных работ.

  В  последнее время сети проектируются  со структурным и транспортным  резервами в связи с развитием  системы газоснабжения города.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная часть проекта

 

    1. Основные характеристики газообразного топлива

 

Состав газа, используемого, для газоснабжения:

 

Номер варианта

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

СО2

Редкие газы и N2

1

95,1

2,3

0,7

0,4

0,8

0,2

0,5


 

Низшая  теплота сгорания газообразного  топлива на сухую массу определяется по           формуле:

                                

                                     (1.1)

Где, - низшая теплота сгорания i-го компонента газа (определяется по приложению 3 данных методических указаний);

 ri – объемная доля i-го компонента газа, % ( принимается по заданию).

Q = 0,01* Σ(35840*95,1+63730*2,3+93370*0,7+121840*0,4+146340*0,8) = 37861,3 кДж/м3

Находим к -  коэффициент, учитывающий влагосодержание газа и определяемый по формуле:

                                 

                                                (1.2)

k ≈ 0,9                                    

 

Определяем  теплоту сгорания газа по формуле:

                                     

                                                 (1.3)

 

Q = 37861,3 * 0,9 = 34075,17

 

2.Определение расхода газа местонахождения (Камчатский край).

 

2.1. определение количества жителей.

По заданному  генплану района города выполняем нумерацию  кварталов с определением площадей квартала, зная этажность застройки  района города, находим плотность  населения (принимаем, что для 1-2 этажной  застройки приходится 50-70 чел/га, 3-4 этажной – 200-230 чел/га,        6-8 этажной – 350 чел/га). 

Таблица 1 Результаты расчета численности населения зоны.

 

№ квартала по генплану

Площадь квартала

Fкв, га

Плотность населения

а чел/га

Число жителей в квартале Nкв, чел

1

8,8

 

 

 

 

 

 

350 чел/га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≈ 210чел/га

3080

2

10,2

3570

3

6,3

2205

4

10,2

3570

5

15,4

5390

6

13,2

4620

7

7

2450

8

10,7

3745

9

12,3

4305

10

9,3

3255

11

8,5

2975

12

10,2

3570

13

7,4

2590

14

7,5

2625

15

14,2

4970

16

9,5

1995

17

9,1

1911

18

9,6

2016

19

7,5

1575

20

11,7

2457

21

4,3

903

22

11,2

2352

23

7,3

1533

24

9,7

2037

25

6,8

1428

26

10,8

2268

27

5,4

1134

28

4,3

903

29

10,5

2205

30

12,5

2625

31

20,4

4284

32

9,5

  

1995

     33

9,1

1911

     34

9,6

2016

     35

7,5

1575

     36

11,7

2457

     37

4,3

903

     38

11,2

2352

     39

7,3

1533

Всего

301,8

63378


 

Количество  жителей по кварталам определяется по формуле:

                                           

                                         (2.1)

Где, F – площадь кварталов района города, га ;

b- Плотность населения района города, чел/га.

 

2.2 Определение годовых расходов  газа

 

Нормы годового расхода тепла на хозяйственно-бытовые  и коммунальные нужды приведены  в [1]. Годовой расход газа на бытовые  нужды определяют по численности  населения города (района) и нормам газопотребления на одного человека. Годовой расход газа на коммунально-бытовые  нужды определяют в зависимости  от пропускной способности предприятия  и норм расхода газа.

Руководствуясь [1] рассчитываем годовой расход газа на хозяйственные и коммунально-бытовые  нужды по формуле:

,

где Q - годовой расход газа, м3/год;

       q - норма расхода тепла на одну расчетную единицу, МДж/м3,[1];

       N - количество расчетных единиц;

       - низшая теплота сгорания сухого газа, МДж/год;

 

  Годовой расход газа на хозяйственные и коммунально-бытовые нужды

 

Назначение расходуемого газа

Показатель потреб-ления

Количество расчетных

единиц

Норма расхода тепла q, МДж/год

Годовой расход газа Q, м3/год

Бытовое потребление

Приготов-ление

пищи

 

На 1 чел. в год

2800

8000

Стирка белья

На 1 т. сухого белья

18800

Итого:

м3/год


Коммунально-бытовое потребление

 

Больницы приготовление пищи и  горячей воды

На 1 койку в год

12392

 

Поликлиники

 

На 1 посетителя в год

83

Столовые и рестораны

На 1 обед, завтрак

4+2 = 6

Итого:

м3/год

Всего:

м3/год


 

Годовой расход газа крупными коммунально-бытовыми потребителями

 

Назначение расходуемого газа

Показатель потребления

Количество расчетных единиц

Норма расхода тепла q, МДж/год

Годовой расход газа Q, м3/год

Бани

1 помывка

40

Прачечные

На 1 т сухого

Белья

18800

 

Хлебозавод

На 1 тонну изделия

5450

Итого:

м3/год


 

Всего на коммунально-бытовые  нужды расходуется газа:

,

.

 

Предприятиями бытового обслуживания (ателье, мастерские, магазины и др.) потребляется 10% суммарного расхода газа на хозяйственные и коммунально-хозяйственные нужды.

Общий годовой расход газа на бытовые  и коммунально-бытовые нужды равен:

,

.

Годовой расход газа на отопление для жилых  и общественных зданий:

,

где, a – поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха,

       -  удельная оптимальная характеристика здания,  кДж/(м3·ч·°С);

       - средняя расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

       - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С;

        -продолжительность отопительного периода, принимается по СНиП 2.01.01-82; 

                 - наружный строительный объем отапливаемых зданий, м3;

                 - наружный строительный объем зданий на одного человека, м3/чел;

                 - КПД отопительной установки ( для котельных );

       - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3;

  .

 

Годовой расход газа на вентиляцию общественных зданий:

;

.

 

Годовой расход газа на централизованное ГВС  от отопительных котельных:

,

где - температуры холодной воды в отопительный и летний периоды, °С;

        - укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на ГВС, кДж/(ч·чел);

        N - число жителей, пользующихся ГВС;

        β – коэффициент, учитывающий  снижение расхода горячей воды  в летний период;

        - Низшая теплота сгорания газа, кДж/м3;

.

Общий годовой  расход газа районом без промышленных потребителей составляет:

          ,

         

         На этот расход рассчитывается  газораспределительная станция  (ГРС).

 Определение расчетных часовых расходов газа:

 

Часовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые  нужды определяют как долю суммарного годового расхода на эти нужды  из выражения:

,

где, - часовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды (без отопления), м3/ч;                                      

       - годовой расход газа на эти нужды, м3/год;

       Км - коэффициент часового максимума (переход от годового расхода газа к максимальному часовому расходу).

Значения  коэффициентов часового максимума  Км на бытовые нужды (без отопления) в зависимости от числа жителей, снабжаемых газом, приведены в таблице 4 СНиП 2.04.08-87, а на коммунально-бытовые в таблице 5.

Средний часовой  расход газа на отопление находится путем делением годового расхода газа на число часов использования котельной, которое определяем по формуле

,

где n - число часов использования котельной, ч:

,

;

.

             

Средний часовой расход газа на вентиляцию жилых и общественных зданий:

,

.

 

Часовой расход газа на централизованное ГВС:

,

где - среднечасовой расход тепла на ГВС, кДж/ч.

,

где - укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на ГВС на 1 жителя, кДж/(ч·чел),

        - КПД котельной,

         N - число жителей, пользующихся централизованным  ГВС,

;

.

Максимальный часовой расход тепла  на централизованное ГВС:

,

  .

Часовой расход газа на котельную  в целом:

,

Общий часовой расход газа для нужд района города:

,

Результаты  часового расхода газа

 

Назначение расходуемого газа

Годовой расход газа Q, м3/год

Коэффициент часового максимума Км

Часовой расход газа Q, м3/ч

Бытовое потребление

4507,147

Коммунально-бытовое потребление

619,985

Итого:

м3/ч

Бани

1/2000

553,969

Прачечные

1/2600

641,927

Хлебозавод

1/6000

412,066

Котельная

-

-

11507,422


 

,

2.3. Определение удельных часовых расходов газа по зонам застройки

 

Для определения расчетного расхода  газа на площадь каждого квартала необходимо рассчитать удельный расход газа на одного человека по зонам застройки.

Определяем удельные расходы газа:

,

м3/(ч·чел),

где Qб и Qк-б - годовые расходы соответственно на категории бытовые и коммунально-бытовые, м3/год,

      Nзон – Численность населения зоны застройки, чел,

      Км и Км.к-б - коэффициент часового максимума соответственно на бытовые и коммунально-бытовые нужды,

2.4 Расчетный расход газа по каждому кварталу

 

 

№ квартала по генплану

Число жителей в квартале Nкв, чел

Удельный расход газа на одного человека,

, м3/(ч·чел)

Расчетный расход газа 

1

3080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          0,088987

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2738.12

2

3570

2856

3

2205

1764

4

3570

2856

5

5390

4312

6

4620

3696

7

2450

1960

8

3745

2996

9

4305

3444

10

3255

2604

11

2975

2140

12

3570

2856

13

2590

2072

14

2625

2100

15

4970

4422

16

1995

2016

17

1911

1575

18

2016

2457

19

1575

903

20

2457

2352

21

903

722,4

22

2352

1881,3

23

1533

1629

24

2037

2016

25

1428

1575

26

2268

2457

27

1134

903

28

903

2352

29

2205

1533

30

2625

2037

31

4284

2016

32

1995

  

1575

     33

1911

2457

     34

2016

903

     35

1575

2352

     36

2457

1533

     37

903

2037

     38

2352

2457

     39

1533

1881,3


Сумму расходов газа по кварталам  зоны, а затем всех зон застройки  сопоставляем со всеми часовыми расходами. Эти расходы должны сходится (первая проверка сходимости газа):

Удельный часовой расход газа на одного человека, учитывающий потребителей подсоединенных к сетям низкого  давления:

 

          м3/(ч·чел).

3. Гидравлический расчет кольцевых

  распределительных газопроводов 

низкого давления.

Сеть  низкого давления конструируем из условия  экономичности с соблюдением       требований надежности. Ее выполняют  с условием кольцевания  основных газопроводов,            в том числе связывающих источники  питания по низкому давлению.

На генплане намечаем прокладку газовых сетей  по проездам города. На отдельном  листе вычерчивается схема газопроводов низкого давления, желательно закольцованная.

Степень кольцевания и принципы конструирования  сети в основном зависят от типа планировки и застройки жилых  районов.

  • Кольцевание;
  • Двустороннее питание;
  • Длина ответвлений или тупиков от распределительной сети к потребителям не должно превышать 300 м.

На расчетной  схеме наносится потокораспределение  газа от ГРП до точек слияния,        который согласовывается с руководителем  проекта, определяются номера участков и по   генплану находят фактические  длины участков газопровода. Расчетная  длина участков        определяется с учетом потерь давления газа в местных сопротивлениях (10% от линейных потерь).

 

3.1. Определение количества газорегуляторных  пунктов (ГРП)

Газорегуляторные  пункты предназначены для снижения давления газа и поддержания  его  на заданном уровне независимо от расхода. Для городов  с населением от 50 до 250 тысяч человек рекомендуется  двухступенчатая система газоснабжения [1].

При известном  расчетном расходе газообразного  топлива города определяется количество ГРП, исходя из оптимального радиуса  действия  (Rопт = 800-1000м) и оптимальной производительности (Qопт =1500…2000 м3/час) по формуле:

                         

                                    (3.1)

 

                        

                                   (3.2)

 

n -  количество ГРП, шт.;

Qр – расчетный расход газа районом города, м3/час;

R – радиус действия ГРП R = 800-1000 м (для сети низкого давления)

Qопт =1500…2000 м3/час – оптимальная производительность ГРП;

F- газифицируемая площадь, включая площадь проездов.

После определения  количества ГРП намечают их месторасположение  на генплане города, устанавливая их в  центре газифицируемой площади, на пересечении  и в шахматном порядке.

Оптимальную пропускную способность (нагрузку) одного ГРП:

,

где m - плотность населения на 1 га площади застройки, чел/га,

      е - удельный расход газа на 1 человека для потребителей, присоединяемых к сети низкого давления, м3/(ч·чел),

- для первого квартала

. – для второго квартала.

Тогда количество ГРП определяется:

,

.

 

3.2 Определение расходов газа.

 

Удельный  расход газа определяется по кольцам  в зависимости от отношения расхода газа кварталом на расчетную длину газопровода, охватывающий квартал по формуле:

 

                                    

                                             (3.3)

где, Qуд –удельный расход газа, м3/час*ч;

Qi – расчетный расход газа, i –го квартала, м3/час;

                                  

                                 (3.4)

- удельный максимальный часовой  расход газа на 1человека, м3/час*чел;

- количество жителей i – го квартала;

lр – расчетная длина периметра квартала или длина питающего контура, м.

Для точности расчетов, удельный расход газа определяется до третьего знака после запятой.

Полученные  данные заносим в таблицу 6

 

                                                                                                                           Таблица 6

Удельные  путевые расходы для всех питающих контуров сети

Результаты  расчетов удельных путевых расходов по периметрам колец газовой сети

 

№ кольца

Номера кварталов

Расчетные расходы газа по кварталам 

Длина контура 

Удельный путевой расход газа

 

1

1

2738.12

4

2856

5

4312

6

3696

7

1960

8

2996

14

2100

16

2016




 

2

2

2856

3

1764

9

3444

10

2604

11

2140

12

2856

13

2072

15

4422

23

1629

24

2016

25

1575

26

2457

27

903

28

2352

31

2016

 

3

17

1575

18

2457

19

903

20

2352

21

722,4

22

1881,3

29

1533

30

2037




 

 

Сумма часовых расходов, приходящихся на площади всех колец ΣQк, должна сходиться с часовым расходом газа :

.

 

Путевой расход газа при одностороннем потреблении  определяется по формуле:

                                   

                                  (3.5)

где - удельный расход газа      i-   го квартала, м3 /час.м;

  - расчетная длина участка газопровода, м.

 

Путевой расход газа на участке газопровода при  двухстороннем потреблении газа определяется по формуле:

Газофикация 📙 Курсовая → 🆔 59385

Газофикация 📙 Курсовая → 🆔 59385

Газофикация