Системы газоснабжения промышленных предприятий

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет 

Кафедра “Промышленная теплоэнергетика и теплотехника”

Группа  306511 
 
 
 
 
 
 

по курсу 

«СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ» 

на тему

“Расчет общезаводского газопровода”. 
 
 
 
 
 

             Выполнил:                                                   Герасимов А.Г. 

 Проверил:                                                    Ярмольчик Ю.П.

                                                                                        
 
 
 

Минск 2006

 

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

    Введение 

    Развитие  газовой промышленности одно из важнейших  отраслей экономики имеет существенное значение в создании материально-технической базы страны, в связи, с чем правительство уделяет этой отрасли большое внимание.

Природный газ как высокоэффективный энергоноситель, широко применяемый в настоящее  время во всех звеньях общественного производства, оказывает прямое воздействие на увеличение выпуска промышленной продукции, рост производительности труда и снижение удельных расходов топлива.

    Интенсивная добыча природного газа и необходимость  доставки его к потребителю наиболее экономичным способом вызвали бурное развитие трубопроводного транспорта. Транспортирование газа по трубопроводам удобнее и дешевле, чем другими транспортными средствами, так как оно обеспечивает непрерывное (и практически без потерь) поступление газов к потребителю непосредственно из месторождений или подземных хранилищ. Важным звеном в общей системе газоснабжения страны являются подземные городские газопроводы, по которым газ поступает непосредственно к жилым домам, коммунально-бытовым и промышленным предприятиям.

          Природный газ имеет  ряд преимуществ по сравнению  с другими видами топлива:

  • Стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива.
  • Производительность труда при его добычи значительно выше, чем при добычи угля и нефти.
  • Высокая теплота сгорания, делает целесообразным транспортировку газа по магистральным трубопроводам на значительные расстояния.
  • Обеспечивается полнота сгорания, и облегчаются условия труда обслуживающего персонала.

    Конечно, имеются недостатки и отрицательные  свойства взрыво – и пажароопасность  природного газа, но всё это не уменьшает  всех достоинств природного газа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные

Годовой расход газа на отопление, 106 нм3 7
Годовой расход газа к/быт., 106 нм3 4
Производственный максимально-часовой расход

газа зимой, нм3/час              

 
      В1 60
      В2 600
      В3 500
      В4 200
      В5 1600
Длина участка, м      
      I 7
      II 15
      III 20
      IV 25
      V 12
      до РД 350
Количество поворотов на участке  
      I 2
      II 1
      III -
      IV 2
      V 1
      до РД 2
Количество конденсатоотводчиков на участке  
      I 1
      IV 1
      V -
      до РД 1
Количество задвижек на участке  
      V 1
      до РД 5
Давление на вводе Рн, ати   2,0
Давление у последнего цеха, мм вод. ст. 80
Количество фильтров до РД 1
Предохранительный клапан до РД 1
Счетчик или диафрагма до РД 1
Летняя нагрузка (май-август) = 0,2В3+0,5В2+0,3В5, нм3/час               880
Вид газа  
 		   коксовый газ

(r=0,5кг/м3 )

 

 

1 Построение годового  графика потребления  газа и

   определение его расчётных  часовых расходов 

    Для определения суммарного годового расхода  газа по объекту газоснабжения, используя газовые расходы на отопление и коммунально-бытовые нужды, которые приводятся в исходных данных, подсчитываем годовой расход газа на производственные нужды исходя из заданных зимних и летних часовых расходов газа цехами и числа часов их работы в каждом месяце года (без учета праздников и выходных дней). Расчет выполняется в соответствии с таблицей 1.1

     

    Расход  газа по цехам (по пятидневной рабочей  неделе)

Таблица 1.1

Месяцы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Кол-во рабочих дней  
21		  
20		  
22		  
22		  
20		  
22		  
22		  
22		  
22 		 
22		  
21		  
21
Кол-во рабочих часов  
504		  
480		  
528		  
528		  
480		  
528		  
528		  
528		  
528		  
528		  
504		  
504
Расход  газа, нм3×106  
1,49 
  
1,42		  
1,56		  
1,56		  
0,42		  
0,47		  
0,47		  
0,47		  
1,56		  
1,56		  
1,49		  
1,49

    Примечание. Всего рабочих дней -275, всего рабочих часов- 6168. 

    Для заполнения таблицы 1.1 рассчитаем, пользуясь исходными данными, зимние и летние часовые расходы газа цехами:

    Расход  газа на производственные нужды летом:

                                                                                                                           [1.1]

            

    Расход  газа на производственные нужды зимой:

                                                                                                                              [1.2]

            

    Умножив получившиеся расходы на соответствующее  количество рабочих часов, найдем необходимые расходы газов.

    Расход  газа на производственные нужды за год:

              

    Для нахождения газовых расходов в нм3 воспользуемся следующими формулами: 
 

    -на  коммунально-бытовые нужды:

            , ,  где                                                                           [1.3]          - годовой расход газа на коммунально-бытовые услуги;

     - процентный  расход газа на коммунально-бытовые услуги за данный  

месяц;  

    n - порядковый номер месяца (n =1¸12);

    -на  отопление:

            , , где                                                                   [1.4]

     - годовой  расход газа на отопление;

     - процентный  расход газа на отопление за  данный месяц;

    n - порядковый номер месяца (n =1¸12); 

Распределение по месяцам годового количества газа, расходуемого на отопление и коммунально-бытовые нужды (включая горячее водоснабжение)

Таблица 1.2

Месяцы     года Размер-

ность

 I II III IV V VI VII
На  ото- % 19,2 16 14,2 9,1 2,4 1,1 1,0
пление нм3×106 1,34 1,12 0,99 0,64 0,17 0,08 0,07
На  к/б % 11,1 11,1 10,9 9 6,7 5,3 5
нужды нм3×106 0,44 0,44 0,44 0,36 0,27 0,21 0,2
Сумма на к/б и отопл.  
нм3×106		  
1,78		  
1,56		  
1,43		  
1		  
0,44		  
0,29		  
0,27
 

Продолжение таблицы  1.2

Месяцы     года Размер-

ность

 VIII IX X XI XII Всего
На  ото- % 0,9 1,9 7,7 12 14,5 100
пление нм3×106 0,06 0,13 0,54 0,84 1,02 7
На  к/б % 4,7 5,6 8,2 10,7 11,7 100
нужды нм3×106 0,19 0,22 0,33 0,43 0,47 4
Сумма на к/б и отопл.  
нм3×106		  
0,25		  
0,35		  
0,87		  
1,27 		 
1,49		  
11
 

    Используя данные таблиц 1.1 и 1.2, составляем сводную таблицу 1.3, на основании которой строится годовой график расхода газа объектом газоснабжения. Этот график дает наглядное представление о структуре потребления газа по всему объекту газоснабжения и о распределении расхода газа по месяцам года.

       Зная расчетный годовой расход газа на производственные нужды Впр, рассчитываем суммарный его расход по объекту газоснабжения

                                                                                      [1.5]

и полученный результат заносим в таблицу. 

Суммарный расход газа объектом газоснабжения по месяцам, нм3

Таблица 1.3

Группа

 потре-

 Обоз-

наче-

 М е

г

 с

о

 я

д

 ц

а

 ы
бителей ние I II III IV V VI
Отопле-ние Вот 1,34 1,12 0,99 0,64 0,17 0,08
К/б  нужды Вк/б 0,44 0,44 0,44 0,36 0,27 0,21
Промыш-ленное

 потребление  

 
Впр		  
1,49 		 
1,42		  
1,56		  
1,56		  
0,42		  
0,47
Сумма Вобщее 3,27 2,98 2,99 2,56 0,86 0,76
 

  Продолжение таблицы 1.3

Группа

 потре-

 Обоз

наче-

             Всего

за

бителей ние VII VIII IX X XI XII год
Отопле-ние Вот 0,07 0,06 0,13 0,54 0,84 1,02 7
К/б  нужды Вк/б 0,2 0,19 0,22 0,33 0,43 0,47           4    
Промыш-ленное

 потребление

  
Впр		  
0,47		  
0,47		  
1,56		  
1,56		  
1,49		  
1,49		  
13,96
Сумма Вобщее 0,74 0,72 1,91 2,43 2,76 2,98   24,96
 

    Теперь остаётся, пользуясь данными таблицы 1.3, определить расчетный максимально-часовой расход газа в зимний и минимально-часовой его расход в летний период.

    Максимально-часовой  расход газа на отопление рассчитывается для самых холодных зимних суток  года по формуле

             ,  где                                                             [1.6]

     - месячный расход газа на отопление для месяца максимального расхода газа (берётся из таблицы 1.3, обычно это январь месяц);

    n- число календарных дней для данного месяца;

     - средняя  температура внутри отапливаемого помещения, °C;

     - средняя  температура наружного воздуха в расчетном месяце (принимает-

ся в  зависимости от климатического пояса, для Республики Беларусь она может

быть  принята равной -7°C);

     - максимально  расчетная температура наружного  воздуха для данного зимнего месяца (также зависящая от климатического пояса, для Республики Беларусь она может быть принята равной -24°C);

              

    Летом расхода газа на отопление производственных и жилых помещений по существу нет. Есть лишь сравнительно небольшой  его расход на цели горячего водоснабжения  жилого сектора. При определении  же минимально-часового расхода газа в году его можно не учитывать, так как минимум расхода приходится на ночные часы, а в это время водоразбор в квартирах отсутствует.

    Максимально-часовой  расход газа зимой на коммунально-бытовые  нужды определяется по формуле

             , где                                                                           [1.7]

     - месячный расход на коммунально-бытовые нужды для месяцев максимального в году общего расхода газа( выбирается из таблицы 1.3);

    - число  календарных дней этого месяца;

    - расход газа на коммунально-бытовые нужды за неделю;

      - коэффициент, определяющий долю максимально-суточного расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах недели (обычно это конец рабочей недели - пятница). В расчетах он может быть принят равным 0,18.

     - коэффициент, определяющий долю максимально-часового расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах зимних суток. В расчетах этот коэффициент может быть принят равным 0,109.

               ,

    Аналогично  этому определяется и минимально-часовой, в течение всего года, расход газа летом на коммунально-бытовые нужды. Минимально-часовой расход потребуется для оценки режима работы принятых на ГРП регуляторов давления.

    Имеем

          , где                                                                             [1.8]                                                                  

    - расход  газа на коммунально-бытовые нужды  для месяца минимального в  году расхода газа( выбирается  из таблицы 3);

    - число  календарных дней этого месяца;

     - коэффициент минимально-суточного расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах недели (обычно это выходной день). В расчетах он может быть принят равным 0,129.

     - коэффициент минимально-часового расхода газа на коммунально-бытовые нужды в пределах летних суток (обычно это ночные часы). В расчетах этот коэффициент может быть принят равным 0,001.

             ,

    Что касается минимально и максимально-часовых  в году расходов газа на промышленные нужды (Впр)min и (Впр)max, то они указаны в задании.

    Результаты  всех выполненных расчетов сведем в  таблицу 1.4. 

    Сводная таблица расхода газа по объекту

Таблица 1.4

N° пп Категория расхода Размерность Отопление К/б нужды Пром. нужды Всего
1 Годовой расход нм3×106 7 4 13,96 24,96
2 Месячный максим. нм3×106 1,34 0,47 1,56 3,37
  расход миним. нм3×106 0,06 0,19 0,42 0,67
3 Часовой максим. нм3/час 3025,81 2082,25 2960 8068,06
  расход миним. нм3/час - 5,53 880 885,53
 
 

Годовой график потребления газа имеет вид (рис.1.1): 

Рис.1.1

 

    2 Выбор общей схемы  подачи газа заданным  потребителям и  составление расчетной схемы 

    После определения расчетных (максимально-часовых) расходов газа всеми потребителями, питающимися от заводского газопровода, составляем общую схему газопровода.

    Схема расположения заводского ГРП и газопровода  составляется на основании исходных данных. На этой схеме условно изображаются и те здания, куда по заданию подводится газ от распределительного межцехового  газопровода. На основе такой схемы, исходного задания и таблицы 1.4 составляется расчетная схема.