Газовые сети и установки

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Дальневосточный федеральный университет

Инженерная школа

Кафедра нефтегазового дела и нефтехимии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине «Газоснабжение»

«Газовые сети и установки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Группа:

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Владивосток 2011

 

Содержание:

Содержание: 1

Введение 2

Проектное задание 3

1.Проектирование газоснабжения района городПартизанск 5

1.1.Определение численности населения 5

1.2.Определениегодовых расходов газа 6

1.2.1.Расход газа на бытовые нужды населения(приготовление пищи и горячей воды) 6

1.2.2. Расход газа предприятиями коммунально-бытового хозяйства и общественными зданиями(бани, предприятия общественного питания,здравоохранения и хлебопекарной промышленности). 7

1.1. Определение расчетных часовых расходов газа 9

1.1.1. Расход на бытовые нужды населения 9

1.1.2. Расход на коммунально-бытовое потребление 10

1.1.3. Расход на отопление и вентиляцию 10

1.1.4. Расход на горячее водоснабжение 11

1.1.5. Расчетные расходы на сеть низкого давления 12

1.2. Определение количества ГРП 13

2. Гидравлический расчет газопроводов 13

2.1. Гидравлический расчет газопроводов сети низкого давления 13

2.2.Гидравлический расчет газопроводовсети среднего давления 19

2.3.Гидравлический расчет внутридомового газопровода. 22

1.Определяем расчетные расходы по участкам 22

1.Определяем расчетные расходы по участкам 24

3.Проектирование газорегуляторного пункта. 26

3.1.Подбор регулятора давления 26

3.2.Подбор фильтра 27

3.3.Определение потерь давления в кранах, местных сопротивлениях и предохранительном запорном клапане линии регулятора 28

3.4.Подбор предохранительного сбросного клапана 29

4.Проектирование газораспределительной станции 29

4.1Очистка газа на ГРС. 30

4.2.Определение температуры на выходе из ГРС 30

4.3.Выбор регулятора давления на ГРС 30

5.Определение объема хранилищ сжиженных углеводородных газов (СУГ) и расчет их количества 31

Список используемой литературы 33

 

 

 

Введение

 

Газовая промышленность является одной из наиболее бурно  развивающихся отраслей народного хозяйства. В нашей стране создан высокоэффективный топливно-энергетический комплекс. Российская федерация – единственная крупная промышленно развитая страна, которая полностью обеспечивает себя топливом и энергией за счет собственных природных ресурсов и одновременно осуществляет экспорт топлива и электроэнергии.

На данный момент во многих звеньях общественного  производства в качестве энергоносителя широко применяется природный газ, который стал значительным фактором технического прогресса – увеличения выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции, роста производительности общественного труда и снижения удельных расходов топлива.

В настоящее время газ стал основным видом топлива в быту и коммунальном хозяйстве. Единая система газоснабжения (ЕСГ) России – крупнейшая в мире, созданная в свое время в Советском Союзе, обладающей уникальными свойствами благодаря централизованному управлению, большой разветвленности и наличию параллельных маршрутов.

Коммунально-бытовые предприятия  рассматриваются в нашей стране как первоочередные объекты газификации. Проделаны значительные работы по серийному выпуску высококачественных плит, автоматизированных водонагревателей, отопительных аппаратов, специальной аппаратуры для эффективного использования газа в сельском хозяйстве, оборудования для механизации и автоматизации технологически процессов на газораздаточных станциях. В последние годы производится телемеханизация городских газовых хозяйств.

Система газоснабжения городов населенных пунктов состоит из источников газоснабжения, газораспределительной сети и внутреннего оборудования.

Источники– магистральные газопроводы и отводы от них, станции подземного хранения газа (СПХГ) и газораздаточные станции сжиженных газов.

Газовая распределительная сеть представляет собой систему газопроводов и оборудования, служащих для транспорта и распределения внутри города (населенного пункта, промышленного объекта).

Внутреннее газовое оборудование жилых домов, коммунальных и промышленных предприятий включает внутридомовые и промышленные газопроводы, а также газовые приборы и установки для сжижения газа.

Современные распределительные системы  газоснабжения представляют собой (в зависимости от объекта) сложный  комплекс сооружений, состоящих из следующих основных элементов (1):

    1. газовых сетей высокого, среднего и низкого давления;
    2. газораспределительные станции (ГРС);
    3. газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ).

 

Проектное задание

В курсовом проекте необходимо разработать  технический проект газоснабжения района города Дальнегорска. Поселок снабжается газом Заполярного месторождения.

Данные для проектирования

Исходные  данные:

Город - Арсеньев;

Плотность населения n = 430 чел/га;

Климатологические данные города Анучино:

температура воздуха наиболее холодной пятидневки = –31 ; «СНиП 23-01-99* Строительная климатология.- М:Госстрой Росси, ГУП ЦПП, 2003.-114»

расчетная температура  воздуха для проектирования вентиляция = -3,1 ; «СНиП 23-01-99* Строительная климатология.- М:Госстрой Росси, ГУП ЦПП, 2003.-114»

средняя температура воздуха отопительного периода = –8,1 ; «СНиП 23-01-99* Строительная климатология.- М:Госстрой Росси, ГУП ЦПП, 2003.-114»

Характеристика природного газа

Таблица № 1

Месторождение

Состав газа (по объему), %

Плотность (при 0°C и 0,1013 МПа) кг/м3

Низшая теплота сгорания, кДж/(кг∙К)

Метан

CH4

Этан

C2H6

Пропан

C3H8

Бутан

C4H10

Пентан

C5H12

Диоксид углерода

CO2

Азот

N2

Серово-дород

Η2S

Березовское

94,1

1,2

0,3

0,1

0,06

0,5

5,1

Отс.

0,755

35277


 

Степень использования газа для бытовых  нужд населения:

  1. приготовление пищи в домашних условиях (в % от всего населения) – 21;
  2. приготовление горячей воды для санитарно-технических нужд в домашних условиях (в % от всего населения) – 15.

Степень использования  газа предприятиями и учреждениями коммунально-бытового обслуживания населения (в %от пропускной способности этих предприятий) – 15.

Степень использования  газа для отопления и вентиляции жилых и общественных зданий (в % от общей кубатуры):

  1. мелкие котельные и печное отопление – 22;
  2. крупные районные и квартальные котельные –78.
  3. В проекте необходимо предусмотреть снабжение газом крупных промышленных предприятий и предприятий легкой городской промышленности:
  4. крупные промышленные предприятия:

промпредприятие № 1 V=12000 нм3/ч, Р=0,21МПа;

промпредприятие № 2 V=7000 нм3/ч, Р= 0,17 МПа.

  1. мелкая городская промышленность, расход газа составляет (в % расхода газа коммунально-бытовыми предприятиями) – 5.
  2. Давление газа перед ГРС 2,5 МПа, температура газа 10 .
  3. Давление газа после ГРС 0,45 МПа.

Данные  для проектирования газоснабжения объекта и газохранилища

  1. Количество этажей – 5,подъездов - 3
  2. Номинальное давление газа перед приборами 1200 Па
  3. Объем газохранилища 14000 нм3.
  4. Состав газа в газохранилище 25% С3Н8, 75% С4Н10 (н-бутан).

 

1.Проектирование газоснабжения  района город Дальнегорск

1.1.Определение  численности населения

Определяем  численность населения, проживающего в каждом квартале газифицируемого населенного пункта, в зависимости от плотности жилищного фонда, по формуле:

(1)

где N – численность населения, чел

F – площадь  застройки, га;

n – плотность населения, чел/га.

Данные расчетов сводим в таблицу:

Таблица 1. Численность населения  по кварталам

Номера кварталов

Площадь кварталов

Число жителей

га

чел

36

15480

36

15480

18

7740

36

15480

30

12900

42

18060

21

9030

42

18060

48

20640

36

15840

36

15840

18

7740

27

11610

33

14190

39

16770

18

7740

36

15480

33

14190

39

16770

18

7740

36

15480

36

15840

18

7740

Итого:

723

310890


 

Для Березовского месторождения газа:

 

-плотность газа.

 

 

1.2.Определениегодовых расходов газа

Годовые расходы  газа используются для планирования количества газа, которое необходимо доставить проектируемому населённому  пункту, а расчётные (максимально-часовые) – для определения диаметров газопроводов.

Все виды городского потребления газа можно сгруппировать  следующим образом:

  1. Расход газа населением в кварталах жилых домов для приготовления пищи и горячей воды.
  2. Расход газа предприятиями коммунального хозяйства и общественными зданиями (бани, больницы, механизированные прачечные, хлебозаводы, котельные).
  3. Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.
  4. Расход газа промышленностью.

Точный расчет расхода газа на бытовые нужды  сделать  сложно, так как расход газа зависит от целого ряда факторов, которые не поддаются точному  учету. Поэтому потребление газа определяют по усредненным нормам расхода  теплоты, полученным на основании статистических данных.

1.2.1.Расход газа на бытовые нужды населения(приготовление пищи и горячей воды)

Охват газоснабжением квартир для большинства городов  близок к единице. Однако при наличии старого жилищного фонда, который нельзя газифицировать, или, наоборот, при наличии высоких зданий, оборудованных электроплитами, степень охвата газоснабжением квартир будет меньше единицы. Обозначим степень охвата газоснабжением квартир через Y (Y=0,16). Число жителей из 1000 человек, пользующихся газом, обозначим z, принимаем его в зависимости от степени газифицирования жилых домов:

Годовой расход газа на приготовление пищи определяется по формуле:

(1.1)

где – годовая норма расхода газа на приготовление пищи и горячей воды при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения,

– низшая теплотворная способность газа, ;

=310890– численность населения.

7516711

Годовой расход газа на приготовление горячей воды определяется по формуле:

(1.1.1)

 

 – годовая  норма расхода газа на приготовление горячей,

7915240

1.2.2. Расход газа предприятиями коммунально-бытового хозяйства и общественными зданиями(бани, предприятия общественного питания,здравоохранения и хлебопекарной промышленности).

Прачечные

При расчете  потребления газа прачечными учитываем  расход газа на стирку белья в домашних условиях и банях. Принимаем норму накопления белья 100 т. на 1000 жителей.

 

где - норма расхода теплоты на стирку белья в механизированных прачечных, ккал;

z=1- доля жителей, пользующихся прачечными;

Y=0,15- охват газоснабжением прачечных.

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

 

1162378

Бани

При определении  количества помывок в банях исходим  из расчета 52 помывки в год на человека.

 

где - норма расхода теплоты на одну помывку, ккал;

z=1- доля жителей, пользующихся услугами бань;

Y=0,15- охват газоснабжением бань.

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

2734355,9

Предприятия общественного  питания

При расчете годового расхода газа на предприятиях общественного питания учитываем их среднюю загрузку. Охват обслуживанием населения предприятиями общепита принимаем z=0,27 общей численности, считая, что каждый человек регулярно пользуется столовыми и ресторанами, потребляет в среднем в день один обед плюс один ужин(завтрак).

 

 

где Y=0,15 – охват газоснабжением предприятий общепита;

q =1+0,5= - норма расхода теплоты на приготовление обеда и завтрака (ужина), Дж;

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

кол-во рабочих  дней – 360.

807022,4

Предприятия здравоохранения

При расходе  газа напредприятиях здравоохранения принимаем, что их вместимость определяется  из расчета 12 коек на 1000 жителей.

 

где Y=1 – охват газоснабжением учреждений здравоохранения

q1=- норма расхода теплоты на приготовление пищи, Дж;

q2=- норма расхода теплоты на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья), Дж;

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

1310719,6

Предприятия хлебопекарной  промышленности

При выпечке  хлеба и кондитерских изделий, составляющих основной вид продукции данных потребителей газа, следует учитывать разницу  в потреблении тепла на разные виды продукции. Норма выпечки хлеба  в сутки на 1000 жителей принимается  в размере 0,6 - 0,8 тонны. В эту норму  входит выпечка и чёрного, и белого хлеба, а так же выпечка кондитерских изделий. Поэтому удельный расход теплоты  применим осредненным. При расчёте  расхода газа охват газоснабжением хлебозаводов и пекарен Y примем равным 1. Общий расход теплоты на хлебозаводы и пекарни определяются по формуле:

 

где Y=1 – охват газоснабжением для хлебозаводов и пекарен;

=1250 - норма расхода теплоты для хлебозаводов и пекарен, Дж;

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

кол-во рабочих  дней – 360;

13284320,04

Мелкая городская промышленность (ателье, мастерские, парикмахерские, магазины)

Годовые расходы  газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания населения (парикмахерские, ателье, мастерские, магазины) принимаем в размере 5% годового расхода газа на коммунально-бытовое потребление.

 

 – коммунально-бытовое  потребление

= 2734355,9

= 807022,4

= 1310719,6

= 1162378

= 13284320,04

19298795,94

 

964939,79

    1. Определение расчетных часовых расходов газа

Системы газоснабжения  населенных пунктов рассчитывают на максимальный часовой расход газа.

Максимальный  расчетный часовой расход газа , м3/ч (в пересчете на нормальные условия 0°С и 760 мм рт. ст.) на хозяйственно-бытовые и производственные нужды следует определять как долю годового расхода газа по формуле:

 

где – коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа);

 – годовой  расход газа, нм3/год.

Значения  коэффициентов часового максимума  расходов газа на бытовые нужды (без  отопления) приведены в табл. 4 СНиП 2.04.08-87*(определяются в зависимости  от количества жителей методом интерполяции).

Значения  коэффициента часового максимума расхода  газа для бань, прачечных, предприятий общественного питания и предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий приведены в табл. 5 СНиП 2.04.08-87*.

Для населения численностью 362560 человека

      1. Расход  на бытовые нужды населения

 

7516711

-коэффициент часового максимума для бытовых нужд.

2466,9

7915240

2597,7

 

      1. Расход  на коммунально-бытовое потребление

- -коэффициент часового максимума для прачечных.

= 1162378

400,82

= - -коэффициент часового максимума для бань.

 

1012

= - -коэффициент часового максимума для столовых и ресторанов.

= 807022,4

403

= - -коэффициент часового максимума для больниц.

=1310719,6

430

= - -коэффициент часового максимума для пекарнь.

 

2214

 

      1. Расход  на отопление и вентиляцию

Отопление:

 

 – удельная  отопительная характеристика, 0,4 ккал/м3∙С0;

 – усреднённая  расчётная температура внутреннего  воздуха отапливаемых зданий. Если нет указаний о назначении общественных зданий, для всех зданий принимается равной  +18ºС;

 – наружная  отопительная температура, - 20С;

 – КПД системы отопления, 0,85;

Vн – наружный строительный объем отапливаемых зданий, Vн = V1+V2, V1 = 60м3, V2 = 0,25·V1 = 15м3, Vн = 75м3.

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

 

63178,6

Вентиляция:

 

 – удельная  отопительная характеристика, 0,35 ккал/м3∙С0;

 – внутренняя температура помещения, равная  +18ºС;

 – среднемесячная температура отопительного периода, - 3,1ºС;

 – КПД системы отопления, 0,85;

Vн – наружный строительный объем отапливаемых зданий, Vн = V2=75м3.

– низшая теплотворная способность газа, ;

=362560– численность населения.

 

29743,2

      1. Расход  на горячее водоснабжение

 

=1.2; –суточный коэффициенты неравномерности потребления.

N=362560 – количество жителей в населенном пункте, охваченных централизированным горячим водоснабжением.

a – норма расхода горячей воды (при t=55 С0) для жилых зданий (принимается 120л/сут. на жителя).

b -норма расхода горячей воды (при t=65 С0) длявсех общественных зданий (принимается 25л/сут. на жителя).

-температура  водопроводной воды (при отсутствии  точных данных принимаем 5С0 )

- КПД системы.

– низшая теплотворная способность газа, ;

 

 

Расход газа крупными и мелкими  котельными

Мелкие  котельные и печное отопление:

(1.21)

где – степень использования газа для отопления жилых и общественных зданий (в % от общей кубатуры);

= 63178,6

 

 

23904,98

Крупные районные и квартальные котельные:

(1.22)

где – степень использования газа для отопления жилых и общественных зданий (в % от общей кубатуры);

84754

      1. Расчетные расходы на сеть низкого давления

Все расчеты, приведенные выше, занесем  в таблицу №2.

 

Таблица №2 Расходы газа

Наименование

      

Бытовое потребление газа

15431951

1/3094

 

5064,6

Коммунально-бытовое потребление

Наименование

      

Прачечные

1162378

1/2900

400,82

Бани

2734355,9

1/2700

1012

Предприятия общественного питания

807022,4

1/2000

403

Предприятия здравоохранения

1310719,6

1/3099

430

Предприятия хлебопекарной промышленности

13284320,4

1/6000

2214

Коммунально-бытовые потребители

19298795,94

  

4461

Мелкая городская промышленность

242604,9

  

222,73


 

 

= 5064,6-часовой расход на бытовое потребление газа

= 4461-часовой расход коммунально-бытовыми потребителями

= 23904,98

- часовой расход мелкой  городской промышл.

30343,38.

    1. Определение количества ГРП

При проектировании газоснабжения  городов большое значение имеет  правильный выбор количества ГРС и ГРП, их производительность и размещение. С увеличением их количества уменьшаются радиусы действия и нагрузки на сеть, следовательно, диаметры и стоимость сети. Зато увеличивается стоимость ГРС и ГРП, удорожается и усложняется эксплуатация системы. Для ГРП, питающей сеть низкого давления, оптимальная производительность Vоп = 10000-15000 м3/ч, оптимальный радиус действия Rоп = 4-5 км. С учетом этого количество ГРП определяется по формуле:

 

30343,38.

=3,0 –число ГРП.

Примем количество ГРП равное 3.

  1. Гидравлический  расчет газопроводов

    1. Гидравлический  расчет газопроводов сети низкого давления

Городские сети низкого давления, распределяющие газ  по всей территории застройки к бытовым  и мелким коммунальным предприятиям, представляют собой сложную по конфигурации систему сопряженных колец, которые получают газ от нескольких ГРП и снабжают газом многочисленные ответвления на кварталы и отводы к отдельным зданиям. При расчете такую сеть разбивают на отдельные районы по количеству точек питания (ГРП), и сеть каждого района рассчитывают отдельно. Расчет сети производится в две стадии. Вначале рассчитывают распределительную (уличную) сеть, затем внутриквартальную разводку.

Потребители, подключаемые к распределительным  газопроводам низкого давления, за исключением отдельных сосредоточенных, разбирают газ из сети неравномерно, и закономерность разбора установить трудно. Для упрощения задачи допускают, что бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями газ по пути его следования в трубе расходуется равномерно (расход газа, отбираемый на участке газопровода, называется путевым расходом на данном участке). Однако чаще всего по участку проходят и те количества газа, которые предназначены для других участков. Для данного же участка этот расход газа будет считаться транзитным.

При проектировании необходимо выбрать наилучший вариант  движения потоков газа и так подобрать  диаметры сети, чтобы добиться намеченного  распределения потоков.

Направления движения потоков газа выбираем так, чтобы газ от точки питания подавался: ко всем потребителям по кратчайшему пути. При этом диаметры сети будут наименьшими. Направления движения газа выбираем, начиная от точки питания к периферии.

Пути движения транзитных потоков газа выбираем так, чтобы, соблюдая первое условие, одновременно добиваться как можно более равномерного распределения потоков газа по всем направлениям.

Гидравлический расчет газопроводов сводится к определению оптимального диаметра при заданной длине и перепаде давления в нем от источника газа до диктующего потребителя (конечной точки).

Порядок расчета кольцевой разветвленной сети низкого давления:

  1. С помощью генплана района города по формуле определяем приведенные  длины участков газопроводов, учитывающие характер их питания:

при двухсторонней  раздаче 

при односторонней  раздаче 

  1. Удельные расходы газа для каждого района определяются по формуле:

(2.1)

30343,38.– суммарный расход на сеть низкого давления района;

25567,7 сумма приведенных длин участков газопроводов.

 

1,187

 – удельно-путевой  расход;

  1. Находим путевой расход каждого участка газопровода по формуле:

(2.2)

при двухсторонней  раздаче 

при односторонней  раздаче 

Далее вычисляем по расчетной схеме  транзитные расходы газа по участкам. Рассчитав путевые и транзитные расходы газа всех участков газопроводов, проводим проверку  невязки между суммарным расходом газа на ГРП и суммарным расходом газа на сеть низкого давления (допускается невязка до 10 %).

10583,5912516,2912096,57

 

Считаем невязку:

 

  1. Определяем расчетные расходы для участков:

(2.3)

 – путевой расход  участка газопровода;

 – транзитный расход  газа участка газопровода;

–   коэффициент учитывает  долю путевого расхода газа в данной точке участка и зависит от . Для газовых сетей населенных пунктов обычно транзитный  расход газа во много раз больше путевого, поэтому для определения расчетных расходов газа на участках принимают

  1. Далее приступаем к гидравлическому расчету сети. Расчетные длины участков определяем по формуле:

(2.4)

Множитель 1,1 означает искусственное увеличение длины газопровода для компенсации  различных местных сопротивлений (повороты, задвижки, компенсаторы и т. п.)

Газовые сети и установки 📙 Курсовая → 🆔 59338

Газовые сети и установки 📙 Курсовая → 🆔 59338

Газовые сети и установки