ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Содержание
Аннотация…………………………………………………………………………4
1.......... Задание на проектирование и выбор исходных данных для расчета…..5
1.1 Расчётно-пояснительная записка………………………………………….5
1.2 Климатические условия города…………………………………………...5
1.3 Состав и средние характеристики газового топлива…………………….5
1.4 Численность населения на газоснабжаемой территории………………..5
1.5 Графическая часть........................................................................................6
2........ Методические указания к выполнению расчетной части проекта……..7
2.1..... Годовые расходы газа……………………………………………………..7
2.2..... Расчетные часовые расходы газа…………………………………………9
2.3..... Описание распределительной системы газоснабжения района города……………………………………………………………………..10
2.4..... Количество сетевых газорегуляторных пунктов (ГРП) и их размещение на территории района…………………...…………………10
2.5..... Трассировка уличных распределительных газопроводов сети низкого давления…………………………………………………………………..11
2.6..... Гидравлический расчет распределительных газопроводов СНД…….11
2.7..... Трассировка уличных распределительных газопроводов системы среднего (высокого) давления…………………………………………..16
2.8..... Гидравлический расчет распределительных газопроводов среднего (высокого) давления ССД (СВД)………………………………………..16
2.9..... Подбор оборудования ГГРП и ШРП диктующего потребителя……………………………………………………………….20
2.10... Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов………………..22
2.11... Гидравлический расчет дворовых газопроводов………………………25
2.12... Устройство наружных газопроводов…………………………………...25
2.13... Устройство внутридомовых газопроводов……………………………..26
2.14... Испытания и контроль качества газопроводов при строительстве…...26
Список использованных источников…………………………………………...27
Приложение А……………………………………………………………………28
Приложение Б……………………………………………………………………30
Введение
Методические указания содержат рекомендуемую литературу необходимую для успешного выполнения курсового проекта, а также краткий теоретический материал.
При проектировании объектов газоснабжения, а также в процессе проведения строительно-монтажных и реконструкционных работ должны учитываться актуализированные нормативные требования.
Курсовой проект выполняется в целях приобретения практических навыков проектирования распределительных систем газоснабжения, расчета отдельных элементов и узлов этих систем, ознакомления с типовыми проектными решениями, нормативной и технической литературой. В проекте должны быть предусмотрены наиболее прогрессивные технические решения, обеспечивающие рациональное использование газового топлива.
В процессе работы студент под руководством преподавателя должен решить весь комплекс вопросов, входящих в состав курсового проекта в соответствии с заданием.
Таблица 1 - Объем отдельных разделов курсовой работы
|
Раздел проекта |
Объем, % |
|
Годовые расходы газа. Расчетные часовые расходы газа |
15 |
|
Гидравлический расчет распределительных газопроводов сети низкого давления |
25 |
|
Гидравлический расчет распределительных газопроводов сети среднего (высокого) давления |
25 |
|
Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов |
10 |
|
Гидравлический расчет дворовых газопроводов |
10 |
|
Устройство и испытания газопроводов |
5 |
|
Оформление пояснительной записки |
10 |
- Задание на проектирование и выбор исходных данных для расчета
- Расчётно-пояснительная записка
Все расчеты, выполняемые в проекте, и обоснования принимаемых решений оформляются в виде пояснительной записки. Пояснительная записка представляет собой последовательное изложение расчётного материала со всеми соответствующими схемами и ссылками на использованную литературу. Пояснительная записка составляется в соответствии с настоящими указаниями.
Пояснительная записка должна содержать:
- титульный лист, являющийся обложкой;
- задание на проектирование (выдается руководителем проекта);
- содержание с перечнем всех разделов и указанием страниц;
- аннотацию;
- основной текст, расчеты, схемы, таблицы;
- список использованных источников;
- приложения (при необходимости).
Основное содержание проекта излагается в ниже перечисленных разделах.
- Климатические условия города
В разделе для заданного географического пункта по [СНиП «Строительная климатология»] приводятся данные по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; продолжительности отопительного периода; средней температуре наружного воздуха за отопительный период, глубине промерзания грунта.
- Состав и средние характеристики газового топлива
В соответствии с заданием на проектирование для газоснабжения района города принимается осушенный природный газ, состав и свойства которого должны соответствовать ГОСТ 5542-87. В пояснительной записке должны быть приведены сведения о составе газа (содержании компонентов в % по объему) и его средние характеристики при нормальных условиях: плотность, низшая теплота сгорания. Значения средних характеристик определяются с помощью справочных таблиц [2,3] или на основании расчетов.
- Численность населения на газоснабжаемой территории
Численность населения устанавливается по укрупненной методике [2,4] в зависимости от площади жилой застройки территории, плотности жилищного фонда и нормы общей площади квартиры, приходящейся на одного человека.
(1)
Для определения площади застройки на прилагаемом к заданию генплане района города производится нумерация всех жилых кварталов и, с учетом масштаба, выполняются необходимые геометрические измерения их размеров (при этом в площадь жилой застройки не включается площадь промышленных предприятий, уличных проездов и зеленых зон). Площадь каждого квартала выражается в гектарах с округлением значений до десятых долей.
Плотность жилищного фонда принимается по справочным данным [5] в зависимости от заданной этажности застройки кварталов.
Норму общей площади квартиры , приходящейся на одного человека, рекомендуется принимать 12…15 м2/чел.
Результаты расчета численности жителей по кварталам и в районе города в целом с округлением значений до десятков человек.
Результаты расчета сводятся в таблицу Б.1 приложения Б.
- Графическая часть
Графическая часть проекта включает:
- лист 1 формата А2 (420×594 мм) по ГОСТ 2.301-68 – схемы распределительных газопроводов систем низкого и среднего (высокого) давления на плане района города в масштабе 1:5000 или 1:10000; общие данные о системах (давления и расходы газа по источникам питания СНД и ССД, вид прокладки газопроводов, уклоны, используемые трубы со ссылкой на стандарты и глубина их заложения; изоляция газопроводов, размещение отключающих устройств, компенсаторов и конденсатосборников и др.);
- лист 2 формата А2 - схема дворового газопровода на плане жилого квартала в масштабе 1:1000; продольный профиль расчетной ветки дворового газопровода в масштабе по горизонтали 1:500, по вертикали 1:100;
- лист 3 формата А2 – чертежи газоснабжения жилого дома, план первого этажа, схема внутридомового газопровода для одной из секций в аксонометрической фронтальной изометрической проекции в масштабе 1:100, узел выхода газопровода ввода из земли, спецификация оборудования и материалов внутридомового газопровода;
- лист 4 формата А3 (297×420 мм) по ГОСТ 2.301-68 – схема технологического оборудования сетевого ГРП в аксонометрической проекции.
- Методические указания к выполнению расчетной части проекта
- Годовые расходы газа
Годовое потребление газа районом города является основой для разработки проекта газоснабжения. Годовые расходы газа определяются с использованием методики [3,6] через годовые расходы теплоты. При этом учитываются следующие группы потребителей:
- бытовые нужды (жилые дома)
(2)
где - доля жителей, охваченных газоснабжением;
- норма расхода теплоты на одного человека в год, при наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения, МДж/чел×год;
- норма расхода теплоты на одного человека в год, при наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения), МДж/чел×год;
- доля жителей, квартиры которых оборудованы газовой плитой при наличии централизованного горячего водоснабжения;
- доля жителей, квартиры которых оборудованы газовой плитой и газовым водонагревателем;
- низшая теплота сгорания газа, МДж/м3 принимается в справочной литературе;
- предприятия торговли, бытового обслуживания непроизводственного характера принимаются в размере 5 % от суммарного расхода на жилые дома [7];
- предприятия общественного питания
(3)
где - степень охвата предприятий общественного питания газоснабжением;
- доля жителей, пользующихся общественным питанием;
,- норма расхода теплоты на приготовление одного обеда (завтрака), МДж/обед (завтрак);
- учреждения здравоохранения
(4)
где - степень охвата учреждения здравоохранения газоснабжением;
- норма расхода теплоты на одно больничное место в год, мДж/год.
- бани
(5)
- степень охвата бань газоснабжением;
- норма расхода теплоты на одну помывку, мДж/помывка;
- доля жителей пользующихся банями;
- прачечные
(6)
где - степень охвата прачечных газоснабжением;
- доля жителей, пользующихся услугами прачечных;
- норма расхода теплоты на стирку 1 т белья, МДж/т;
- предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий
(7)
где - степень охвата предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий газоснабжением;
- норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны хлебобулочных изделий, МДж/т.
Нормы расхода теплоты для перечисленных групп потребителей газа принимаются в соответствии с [7] и представляются в пояснительной записке. Пример оформления приведен в таблице Б.2 приложения Б.
Остальные характеристики, необходимые для расчета годовых расходов газа, принимаются из задания на проектирование.
К этим характеристикам относятся:
- количество людей (в долях от единицы), проживающих в квартирах с различными видами газовых приборов и разными системами горячего водоснабжения;
- количество людей (в долях от единицы), пользующихся услугами бань и предприятия общественного питания;
- степень охвата групп потребителей газоснабжением.
При этом перечисленные характеристики задаются осредненными по всей территории района города.
Годовое потребление газа районной котельной на покрытие отопительной, вентиляционной нагрузок и на централизованное горячее водоснабжение определяется по укрупненной методике [2,3].
Результаты расчета годовых расходов теплоты в МДж/год и газа в м3/год сводятся в таблицу Б.3 приложения Б.
- Расчетные часовые расходы газа
Системы газоснабжения городов и других населенных пунктов должны рассчитываться на максимальный часовой расход газа. Для распределительных систем газоснабжения максимальный расчетный часовой расход газа в м3/ч на хозяйственно-бытовые и производственные нужды следует определять как долю годового расхода по формуле:
(8)
где - коэффициент часового максимума.
Коэффициент часового максимума расхода газа согласно [7] следует принимать дифференцированно по каждому району газоснабжения, если сети представляют собой самостоятельную систему, гидравлически не связанную с системами других районов (данный случай характерен для газоснабжаемых территорий с крупными естественными или искусственными преградами для прокладки газопроводов).
Определение расчетного часового расхода газа должно производиться раздельно для хозяйственно-бытовых потребителей (жилые дома, учреждения здравоохранения, предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера), бань, прачечных, предприятий общественного питания, предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий, районной котельной.
Вычисленные расчетные часовые расходы газа различными группами потребителей округляются до целых величин и сводятся в таблицу Б.4 приложения Б.
Затем определяется сумма расчетных часовых расходов всех потребителей, расположенных на территории газоснабжаемого района, как расчетный часовой расход газа, отпускаемый газораспределительной станцией (ГРС) .
- Описание распределительной системы газоснабжения района города
При обосновании схемы распределительной системы газоснабжения района города, применяемой в проекте, следует исходить из следующей информации: во-первых, учитываются виды и размещение потребителей газа на территории района; во-вторых, найденные в п. 2.2 значения расчетных часовых расходов; в-третьих, учитываются заданные давления газа на выходе из источника газоснабжения (ГРС) и у промышленных предприятий. В результате в пояснительной записке дается описание и необходимое обоснование по следующим вопросам:
- местоположение источника газоснабжения распределительной системы;
- количество ступеней давления в системе и значения давления газа в различных ступенях, учитывая, что жилые дома к наружным газопроводам присоединяются без установки регуляторов давления газа;
- соединение газопроводов разных давлений между собой, подключение различных потребителей к сетям разных давлений;
- количество сетевых газорегуляторных пунктов (ГРП);
- схема трассировки уличных распределительных газопроводов и обоснование ее выбора.
Для обоснования принимаемых в данном разделе решений рекомендуется использовать материалы [3,8].
- Количество сетевых газорегуляторных пунктов (ГРП) и их размещение на территории района
Сетевые ГРП размещаются на генплане газифицируемого района. При этом территория района разбивается на пропорциональное число зон обслуживания с примерно одинаковыми расчетными часовыми расходами газа низкого давления в целях лучшей унификации оборудования ГРП. Регуляторные пункты должны располагаться в центре обслуживаемых зон, зоны действия соседних ГРП не должны перекрываться. Следует учитывать, что типовые регуляторные пункты для подачи газа в газопроводы низкого давления имеют пропускную способность (нагрузку) в пределах 500…3000 м3/ч и радиусом действия 1000…1500 метров.
Количество ГРП определяется по формуле:
(9)
где - площади жилой застройки м2;
- радиус действия ГРП м.
В курсовом проекте рекомендуется использовать типовые проектные решения сетевых ГРП в отдельно стоящих зданиях или блочные газорегуляторные пункты ГРПБ.
- Трассировка уличных распределительных газопроводов сети низкого давления
Трассы уличных распределительных газопроводов низкого давления (СНД) проектируются из условия кратчайшего расстояния (минимальной протяженности).
Предварительно следует определить (назначить) главный проезд транспорта в районе, прокладывать газопроводы не рекомендуется по главному проезду, проспектам, основным транспортным магистралям и местам массового скопления людей. Для прокладки газопроводов используются второстепенные уличные проезды. Плотность уличных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания преимущественно была в пределах 50…100 метров.
Согласно имеющимся в литературе [3] рекомендациям для повышения надежности СНД выполняют смешанной с кольцеванием основных газопроводов, включающих головные участки, выходящие из ГРП и пропускающие большие транзитные расходы газа. Второстепенные участки могут выполняться тупиковыми. Степень кольцевания зависит от типа планировки и застройки жилого района.
Точки питания главных контуров (точки подключения сетевых ГРП к кольцам) выбираются так, чтобы потоки газа двигались к потребителям кратчайшим путем, а точки встречи потоков располагались диаметрально противоположно точкам питания и на границе зон обслуживания соседних ГРП. Пронумеровав точки встречи потоков газа по всем направлениям движения газа от всех ГРП, приступают к разбивке сети на расчетные участки. Каждая точка разветвления или слияния потоков газа на перекрестках уличной сети, подключение кварталов, ГРП и т. д. нумеруются. Расчетный участок - это расстояние между двумя любыми соседними точками. Порядок нумерации может быть любой, так как на результаты расчета он не влияет.
Для возможности отключения отдельных участков в СНД, а также сетевых ГРП необходимо предусмотреть отключающие устройства. Размещение отключающих устройств определяют с учетом требований [7,8].
- Гидравлический расчет распределительных газопроводов СНД
При проектировании газопроводов определяют диаметры труб на основе значений расчетного расхода газа и удельных потерь давления:
- потери давления по всем направлениям движения газа от ГРП до концов тупиков и точек встречи газовых потоков должны быть не выше располагаемого перепада давления, который принимается в соответствии с [7];
- расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10 %;
- для повышения надежности газоснабжения основные кольца желательно выполнять из труб постоянного диаметра.
Гидравлический расчет газопроводов СНД в проекте должен выполняться с использованием соответствующих номограмм (ручной расчет), с последующей проверкой полученных результатов при расчете СНД с помощью специальной программы на ЭВМ (расчет на ЭВМ).
При выполнении расчета необходимо исходить из того, что подключение потребителей к СНД является равномерно распределенным по длине газопроводов, поэтому потокораспределение в системе должно рассчитываться на основании путевых расходов газа.
Расчет с использованием номограммы производится в следующей последовательности [3,6]:
1 Весь газоснабжаемый район необходимо разделить на жилые массивы, отличающихся друг от друга величиной удельного часового расхода, отнесенного к одному жителю в м3/(ч чел). Величина этого расхода зависит от газового оборудования в жилых домах и наличия или отсутствия в них централизованного горячего водоснабжения. В случае смешанной застройки информация, требующаяся для определения удельного расхода на одного жителя, задается осредненной без конкретизации по отдельным кварталам или жилым зданиям, поэтому допустимо считать, что его величина является одинаковой для всей газоснабжаемой территории и может быть рассчитана по формуле:
(10)
где - численность населения газоснабжаемой территории (зоны обслуживания).
2 Вычисляется с округлением до целых значений часовой расход газа в м3/ч, потребляемый каждым жилым кварталом, по формуле:
(11)
3 Газоснабжаемая территория разбивается на зоны, которые питаются от определенных контуров и подсчитывается суммарная длина питающего контура. Для определения длин газовых контуров в пояснительной записке оформляется расчетная схема, на которой должны быть показаны распределительные газопроводы СНД (можно без масштаба), границы расчетных гидравлических участков, номера подключенных к участкам жилых кварталов, расчетные направления движения газа, точки встречи газовых потоков. После выполнения соответствующих расчетов (см. ниже), значения путевого и транзитного расходов газа.
Рисунок 1 - Расчетная схема СНД
4 Определяют удельные расходы для каждого контура в м3/(ч м) с округлением до тысячных долей, разделив суммарный часовой расход кварталов входящих в зону, на суммарную длину питающего контура:
(12)
где - сумма часовых расходов кварталов входящих в зону обслуживания -го контура м3/ч;
- длина газового контура в м.
Результаты расчетов оформляются в таблице Б.5 приложения Б, при этом жилые кварталы группируются по питающим газовым контурам.
5 Определяются путевые расходы газа в м3/ч расчетных участков распределительных газопроводов СНД по формуле:
(13)
где - протяженность расчетного участка в м.
В случае, когда рассматриваемый участок газопровода имеет двустороннее присоединение нагрузки, т.е. обслуживает две зоны (принадлежит двум контурам), то значение должно определяться как сумма удельных расходов газа соответствующих контуров.
6 Просчитываются транзитные расходы газа на участках с помощью расчетной схемы на основе анализа потокораспределения в газовом контуре.
Первыми рассматриваются участки СНД, примыкающие к точкам встречи газовых потоков, далее определение расходов ведется последовательно против расчетного направления движения газа. При этом следует учитывать, что в узлах разветвления газопроводов должны быть известны путевые и транзитные расходы для всех выходящих из данного узла участков. Если хотя бы для одного выходящего из узла участков расходы газа не известны, тогда это направление транспортирования газа следует временно оставить и рассматривать другое направление, из которого можно определить эти неизвестные расходы.
7 В итоге решения задачи определяют расчетные расходы для всех участков сети по формуле:
(14)
где - путевой расход газа на участке в м3/ч;
- транзитный расход газа на участке в м3/ч.
Результаты определения расчетных расходов газа на участках СНД сводятся в таблицу Б.6 приложения Б, при этом значения округляются до целых величин.
Правильность выполненных расчетов контролируется совпадением значений расчетных расходов на головных участках системы, выходящих из ГРП, и значений расчетных часовых нагрузок этих ГРП (допустимая неувязка 5 %);
8 Определяют удельные потери давления на расчетном участке газопровода
(15)
где - заданный расчетный перепад давления [7] Па;
- суммарная длина расчетных участков у кольцевых газопроводов по полукольцу от точки встречи газовых потоков (в тупиковых газопроводах от конечной точки).
9 Исходя из найденных расчетных расходов газа на участках СНД по методу удельных потерь давления подбираются диаметры газопроводов. Определяются потери давления на отдельных участках и суммарные в полукольцах. Результаты оформляются в таблице Б.7 приложения Б.
При использовании номограммы или таблицы [3,6] для определения удельных потерь давления учитывают отличие плотности заданного газа при нормальных условиях от номинальной , для которой составлена номограмма (таблица). С этой целью корректируется расчетный расход газа на участках по формуле:
(16)
При назначении диаметров следует стремиться к максимальному использованию располагаемого перепада давления и одновременно не использовать трубы с условным диаметром менее 50 мм.
В первую очередь подбираются диаметры главных колец и направлений, пропускающих наибольшие транзитные расходы газа. В соответствии с требованиями надежности диаметры газопроводов в этих кольцах на разных участках должны назначаться одинаковыми или близкими по размеру (соседние значения по сортаменту труб, используемых для систем газоснабжения).
10 При подборе диаметров второстепенных колец и направлений (включая тупиковые ответвления) используются оставшиеся перепады давления.
11 После выбора диаметров и определения потерь давления производят гидравлическую увязку давлений газа в узловых точках сети. Допускается неувязка потерь давления в полукольцах, а также между направлениями от разных ГРП до точек слияния газовых потоков не более 10 %.
Результаты гидравлического расчета оформляются в виде таблице Б.7 приложения Б.
12 В завершении расчета проверяют полноту использования располагаемого перепада давления от точек питания (от ГРП) до всех концевых точек (точек встречи газовых потоков). При необходимости расчет уточняют.
13 В последнюю очередь подбирают диаметры участков тупиковых ответвлений. Результаты расчета тупиков представляют в форме таблицы Б.8 приложения Б.
- Трассировка уличных распределительных газопроводов системы среднего (высокого) давления
Газопроводы среднего (высокого) давления являются верхним иерархическим уровнем системы газоснабжения района города, так как от их работоспособности зависит бесперебойность газоснабжения всех потребителей. По этой причине ССД (СВД) должна быть спроектирована по кольцевой схеме, а головной участок, соединяющий источник газоснабжения (ГРС) с головным газорегуляторным пунктом (ГГРП) должен иметь дублирующий газопровод. Газ от ГГРП по трубопроводам ССД непосредственно подается промышленным, коммунально-бытовым предприятиям и в сетевые ГРП. В силу ограниченного количества потребителей в курсовом проекте достаточно использовать ССД (СВД), состоящую из одного кольца, проходящего по ближайшим к этим потребителям улицам.
Для прокладки газопроводов ССД (СВД) допускается использовать уличные проезды, которые уже использованы для прокладки газопроводов СНД, также избегая прокладки за пределами застройки района. Подключение сосредоточенных потребителей к кольцевому газопроводу осуществляется с помощью тупиковых ответвлений, длина которых для повышения надежности газоснабжения должна быть минимальной. При наличии в районе города естественных или искусственных препятствий для прокладки газопроводов допускается их пересечение ССД (СВД) с соблюдением требований [8]. В целях управления газовыми потоками в системе необходимо предусмотреть установку отключающих устройств: в узлах разветвления газопроводов, на тупиковых ответвлениях для отключения отдельных потребителей, а также секционирующие запорные устройства для отключения отдельных ее участков.
Принятые в настоящем разделе решения оформляются графически на генплане района в виде схемы трассировки газопроводов, которая прикладывается к пояснительной записке.
- Гидравлический расчет распределительных газопроводов среднего (высокого) давления ССД (СВД)
Гидравлический расчет ССД (СВД) производится по методике [3,6] с использованием номограмм [6] для определения потерь давления в газопроводах среднего (высокого) давления. В целях упрощения расчетов проверка работоспособности системы в аварийных режимах не производится.
1 Для проведения расчета на основе выполненной трассировки ССД (СВД) составляется расчетная схема, на которой изображается контур уличных газопроводов (можно без масштаба), ГРС, ГГРП, потребители газа среднего (высокого) давления с указанием их расчетных расходов и требуемых давлений, границы (номера) гидравлических участков, которыми являются узловые точки системы. Для каждого участка указывается его фактическая длина в километрах (с округлением до сотых долей).
Рисунок 2 - Расчетная схема СCД (CВД)
2 Рассчитывается распределение потоков (расходов) в системе при нормальном гидравлическом режиме, когда все участки находятся в работоспособном состоянии. Точка схода газовых потоков в кольце намечается в узле ответвления к диктующему потребителю системы. В качестве диктующего принимается потребитель наиболее удаленный от ГРС и (или) имеющий наибольшее требуемое давление. Как правило, в курсовом проекте в качестве такого потребителя назначается газорегуляторный пункт районной котельной.
3 Расчетный расход диктующего потребителя распределяется между двумя участками кольца, примыкающими к узлу подключения ответвления к этому потребителю. В первом приближении расход диктующего потребителя можно распределить между этими участками поровну. Расчетные расходы газа на остальных участках кольца ССД (СВД) определяются по правилу сложения узловых расходов и их значения указываются на расчетной схеме.
4 Гидравлический расчет ССД (СВД) производится по перепаду квадратов начального давления газа на выходе из источника (ГГРП) и конечного давления в точке врезки ответвления к диктующему потребителю. При назначении диаметров трубопроводов для повышения надежности ССД (СВД) целесообразно принимать постоянный диаметр кольца. Подбор такого диаметра осуществляется по номограмме исходя из расчетного расхода газа в кольце и характеристики кольца .
Расчетный расхода газа в кольце определяется по формуле:
(17)
где 0,59 - коэффициент расчетного расхода;
- коэффициенты обеспеченности потребителей газовым топливом, в курсовом проекте принимается ;
- расчетные расходы газа потребителями, в м3/ч, с корректировкой при отличии заданной плотности газа от плотности газа, для которого составлена номограмма по формуле (16).
Характеристики кольца определяются по формуле:
(18)
где - абсолютное давление на выходе из источника (ГГРП) в кПа;
- абсолютное давление в точке врезки ответвления к диктующему потребителю, требуемое для нормальной работы диктующего потребителя, увеличенное на 5…10 % в кПа.
- суммарная длина фактических участков кольца газопроводов.
Если точка с координатами и на номограмме не располагается на линии, соответствующей одному из диаметров, то для конструирования кольца допускается принимать два ближайших к этой точке диаметра. При этом участки, расположенные диаметрально противоположно точке питания следует принимать из меньшего диаметра.
5 После назначения диаметров всех участков кольца производится расчет давлений газа в узловых точках при пропуске расчетных расходов (с поправкой на отличие плотности газа по формуле 16). Соблюдается последовательность расчета от ГГРП по ходу движения газа сначала в одном полукольце, затем во втором. Абсолютное давление газа в конце рассматриваемого -го участка вычисляется по формуле:
(19)
где - абсолютное давление в начале участка в кПа;
- абсолютное давление в конце участка в кПа;
- протяженность участка в м;
- фактическая характеристика участка (принимается по номограмме в зависимости от выбранного диаметра и расчетного расхода) в кПа/м2.
Результаты расчета оформляются в форме таблицы Б.9 приложения Б.
6 По завершении расчета давлений во всех узловых точках кольца проверяется увязка потерь давления в полукольцах (от точки разветвления до точки схода). Если величина неувязки превышает допустимые 10 %, то необходимо произвести гидравлическую увязку полуколец. С этой целью можно либо изменить соответствующим образом первоначальное потокораспределение в системе за счет перераспределения расхода диктующего потребителя по полукольцам, либо изменить диаметры труб на отдельных участках, не увеличивая при этом общее число используемых в кольце диаметров.
7 Добившись увязки потерь давления в полукольцах, рассчитывают ответвление к диктующему потребителю газа среднего (высокого) давления. При этом диаметр ответвления должен быть не выше, чем диаметр кольцевого газопровода, подводящего газ к данному узлу, и не ниже 50 мм (условный проход).
Расчетный внутренний диаметр газопровода ответвления следует предварительно определять по формуле:
(20)
где ,,,- коэффициенты, определяемые по [7] в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;
- расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
- плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
- удельные потери давления МПа/м определяемые по формуле:
(21)
где - допустимые потери давления МПа/м;
- протяженность участка в м.
8 Определяют падение давления на участке согласно формулы:
(22)
где - абсолютное давление в начале участка газопровода, МПа;
- абсолютное давление в конце участка газопровода, МПа;
- коэффициент гидравлического трения определяемый по методике [7] в зависимости от значения ;
-внутренний условный диаметр газопровода уточненный согласно сортамента труб, см;
- расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м.
- Подбор оборудования ГГРП и ШРП диктующего потребителя
1 Предварительно в справочной литературе [9] подбирается регулятор давления, фильтр и предохранительные клапаны ГГРП. Необходимая для выбора основного оборудования исходная информация о давлениях газа и диаметрах газопроводов на входе и выходе ГГРП принимается по результатам гидравлических расчетов СВД (ССД).
Пропускная способность регулятора с односедельным клапаном определяется согласно паспортным данным, а при их отсутствии может быть определена по формуле:
(23)
где - площадь седла клапана, см2;
- коэффициент расхода;
- коэффициент отношения выходного давления регулятора к входному, определяемый в соответствии с рисунком 3;
- входное заданное абсолютное давление регулятора согласно паспортным данным, МПа;
- плотность газа, кг/м3, при =0 °C и =0,1033 МПа
Рисунок 3 - График определения коэффициента в зависимости от при
2 Если в паспортных данных регулятора в технических характеристиках отсутствует площадь седла, пропускная способность регулятора может быть определена по формуле:
(24)
где - расход газа (пропускной способность) выбранного регулятора согласно паспортным данным, м3/ч;
- входное заданное абсолютное давление на входе в регулятор согласно паспортным данным, МПа;
- входное фактическое абсолютное давление регулятора, МПа;
, - коэффициенты отношения выходного давления регулятора к входному;
, - плотность газа, кг/м3, при =0 °C и =0,1033 МПа.
Согласно требованиям [7] регулятор считается выбранным правильно, если его пропускная способность на 15…20 % больше максимального расчетного расхода газа.
Газовые фильтры, ПЗК и ПСК подбираются в справочной литературе данным [9] по пропускной способности и диаметру условного прохода с учетом рабочего давления.
3 При выборе типа ШРП диктующего потребителя следует руководствоваться справочной литературой [9] учитывая климатическую зону в которой будет эксплуатироваться ШРП (влияние отрицательных температур наружного воздуха).
В пояснительной записке отражаются марки принятого оборудования.
- Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов
Внутридомовые газопроводы проектируются для одной секции (подъезда) жилого дома:
- план секции выбирается из стандартных (типовых) проектных решений;
- этажность задается руководителем проекта.
Проектирование начинается с размещения на чертежах (плане и разрезе секции) газовых приборов, указанных в задании, и нанесении внутренних газопроводов (подводок к газовым приборам, газовых стояков, разводящих линий, вводного газопровода).
Требования и рекомендации по устройству внутридомовых газопроводов изложены в [7,8].
Запрещается размещение газоиспользующего оборудования (природного газа СУГ) в помещениях подвальных и цокольных этажей зданий (кроме одноквартирных и блокированных жилых зданий), если возможность такого размещения не регламентирована соответствующими строительными нормами и правилами.
Внутренние газопроводы следует выполнять из металлических труб. Соединения труб должны быть неразъемными. Разъемные соединения разрешается предусматривать в местах присоединения газового и газоиспользующего оборудования, арматуры и КИП, а также на газопроводах обвязки и газоиспользующего оборудования, если это предусмотрено документацией заводов-изготовителей.
Прокладку газопроводов следует предусматривать открытой или скрытой. При скрытой прокладке газопроводов необходимо предусматривать дополнительные меры по их защите от коррозии и обеспечивать возможность их осмотра и ремонта защитных покрытий.
В местах пересечения строительных конструкций зданий газопроводы следует прокладывать в футлярах.
Не допускается предусматривать прокладку газопроводов: в помещениях, относящихся по взрывной и взрывопожарной опасности к категориям А и Б; во взрывоопасных зонах всех помещений; в подвалах; в складских зданиях взрывоопасных и горючих материалов; в помещениях подстанций и распределительных устройств; через вентиляционные камеры, шахты и каналы; через шахты лифтов и лестничные клетки, помещения мусоросборников, дымоходы; через помещения, где газопровод может быть подвержен коррозии, а также в местах возможного воздействия агрессивных веществ и в местах, где газопроводы могут омываться горячими продуктами сгорания или соприкасаться с нагретым или расплавленным металлом.
Установку отключающих устройств следует предусматривать:
- перед газовыми счетчиками (если для отключения счетчика нельзя использовать отключающее устройство на вводе);
- перед бытовыми газовыми приборами, плитами, пищеварочными котлами, отопительными печами, водонагревателями;
- перед горелками и запальниками газоиспользующего оборудования.
Установка отключающих устройств на скрытых и транзитных участках газопровода запрещается.
Каждый объект, на котором устанавливается газоиспользующее оборудование, должен быть оснащен счетчиком расхода газа в соответствии с утвержденными в установленном порядке правилами пользования газом.
Затем составляется расчетная схема внутридомовой системы, как правило, для большей наглядности изображаемая в аксонометрической проекции. На схеме допускается показывать только один газовый стояк, наиболее удаленный от ввода газопровода в здание. Расчетная схема разбивается на участки, границами которых являются точки разветвления газопровода (узлы изменения расхода). С помощью чертежей определяются длины участков в метрах (с округлением до десятых долей) и указываются на расчетной схеме, которая прикладывается к пояснительной записке.
Расчет выполняют в такой последовательности:
1) определяют расчетные расходы для всех участков. Расчетные расходы определяются в соответствии с рекомендациями [3,6] по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности.
(25)
где - коэффициент одновременности, принимаемый для жилых домов [6];
- номинальный расход газа прибором или группой приборов, м/ч, принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам приборов;
- число однотипных приборов или групп приборов;
Результаты определения расчетных расходов газа на участках внутридомового газопровода оформляются в форме таблицы Б.10 приложения Б;
2) задают диаметры газопровода на участках. При назначении диаметров следует учитывать, что диаметр подводки к газовым приборам должен соответствовать диаметру их присоединительного штуцера. Диаметр стояка должен сохраняться постоянным, а максимальный диаметр внутренних газопроводов в жилых домах не превышает 50 мм. Кроме этого, диаметр газопровода должен быть таким, чтобы при движении по нему заданного расхода во избежание шума скорость была не более 7 м/с [6];
3) по соответствующей номограмме определяют удельные потери давления от трения (при этом расчетный расход газа должен корректироваться с поправкой на плотность газа;
4) определяют потери давления газа от трения на участках;
5) в соответствии с [7] при расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в процентах от величины потерь давления от трения. На участке, подводящем газ к прибору, необходимо учесть также потери давления в арматуре самого прибора. Величина этих потерь может быть принята: в газовой плите 40…60 Па, в водонагревателе 80…100 Па. Если в проекте предусматривается установка в квартирах газовых счетчиков для измерения расхода газа, то дополнительно на соответствующем участке учитываются потери давления в счетчике по его паспортным характеристикам;
6) определяют суммарные потери давления на участках от трения и в местных сопротивлениях;
7) рассчитывают дополнительное давление на участках, возникающее в результате гравитационных сил, по формуле (Па):
(26)
где - ускорение свободного падения в м/с2;
- разность высотных отметок конца и начала участка, считая по ходу газа в м;
- плотность воздуха при нормальных условиях в кг/м3;
- плотность газа при нормальных условиях в кг/м3;
8) определяются потери давления на участках с учетом дополнительного гидростатического давления ;
9) определяют суммарные потери давления в расчетной ветке внутридомовой системы и сравнивают их величину с располагаемым перепадом давления, которая задается в [7]. Если величина потерь превышает располагаемый перепад, то необходимо выполнить корректировку гидравлического расчета. Диаметры остальных стояков системы принимаются такими же как и в расчетном стояке.
Результаты гидравлического расчета внутридомовых газопроводов сводятся в таблицу Б.11 приложения Б.
- Гидравлический расчет дворовых газопроводов
Проектирование дворовых газопроводов производят для одного из жилых кварталов по согласованию с руководителем проекта.
1 Определяют количество жилых домов и их размещение на территории квартала самостоятельно исходя из этажности застройки, количества жителей в квартале, количества квартир и комнат в них.
2 Производится трассировка дворовых газопроводов. При прокладке дворовых газопроводов следует учитывать наличие других инженерных коммуникаций, состав и местоположение которых определяется по согласованию с руководителем проекта. Общие требования и рекомендации по устройству дворовых газопроводов изложены в [7,8].
3 Составляют расчетную схему. Границы дворовых газопроводов определяются точкой врезки в уличный распределительный газопровод низкого давления и газопроводом-вводом последнего по ходу газа жилого дома. На расчетной схеме, которая прикладывается к пояснительной записке, изображают контур дворовых газопроводов, номера границ расчетных участков, которые намечаются в узловых точках, и длина этих участков.
4 Определяются расчетные расходы на участках в соответствии с рекомендациями [7] по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности. Группы газовых приборов в жилых домах усреднено принимают таким же как в расчетном доме.
5 Перепад давлений для расчета дворовых газопроводов принимают в соответствии с указаниями [7]. Гидравлический расчет дворовых газопроводов производится с помощью номограмм или таблиц для определения потерь давления в газопроводах низкого давления [3, 6, 7] по методике расчета газопроводов низкого давления. Потери давления в местных сопротивлениях допускается принимать в размере 10 % от линейных потерь на трение. Результаты расчета внутридворовых газопроводов сводятся в таблицу Б.12 приложения Б.
- Устройство наружных газопроводов
В этом разделе на основе современных принципов проектирования, строительства и эксплуатации систем газоснабжения, изложенных в [3,6,7,8], приводится описание принятых в проекте конкретных решений по следующим вопросам:
- вид прокладки наружных газопроводов и основные требования к ней;
- места установки отключающих устройств;
- использованные трубы, запорная арматура и оборудование газопроводов;
- испытания и эксплуатация газопроводов и ГРП;
- защита газопроводов от коррозии.
- Устройство внутридомовых газопроводов
В этом разделе с использованием данных [7, 8] описываются правила прокладки газопровода внутри жилого дома, установки запорной арматуры монтажа (размещения) газовых приборов.
- Испытания и контроль качества газопроводов при строительстве
В этом разделе с использованием данных [7, 9] описывается порядок испытания газопроводов на герметичность и нормы контроля физическими методами сварных стыковых соединений.
Список использованных источников
- СНиП 23-01-99. Строительная климатология /Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2000.- 58с.
- Скафтымов Н.А. Основы газоснабжения /Н.А. Скафтымов.- Л.: Недра, 1975.- 343с.
- Ионин А.А. Газоснабжение /А.А. Ионин.- М.: Стройиздат, 1989.- 439c.
- Кулаков И.Г. Справочник по газоснабжению /И.Г. Кулаков, И.А. Бережнов.- К.: Будивельник, 1979.- 224с.
- СНиП II-60-75. Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов /Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1975.- 83с.
- Жила В.А. Газовые сети и установки /В.А. Жила, М.А. Ушаков.- М.: Академия, 2003.- 272с.
- СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых туб /Госстрой России.- М.: ФГУП ЦПП, 2003.- 166с.
- СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы /Госстрой России.- М.: ФГУП ЦПП, 2003. - 32с.
- Корякин Е.А. Промышленное газовое оборудование /Е.А. Корякин.- Саратов: Газовик, 2002.- 624с.
- ПБ 12-529-03. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления /ФГУП «НТЦ «Промышленная безопасность».- М.: ДЕАН 2007.- 192с.
Приложение А
(справочное)
Таблица А.1 Коэффициентов часового максимума расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды
|
Число жителей, снабжаемых газом, тыс.чел. |
Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления) |
|
1 |
1/1800 |
|
2 |
1/2000 |
|
3 |
1/2050 |
|
5 |
1/2100 |
|
10 |
1/2200 |
|
20 |
1/2300 |
|
30 |
1/2400 |
|
40 |
1/2500 |
|
50 |
1/2600 |
|
100 |
1/2800 |
|
300 |
1/3000 |
|
500 |
1/3300 |
|
750 |
1/3500 |
|
1000 |
1/3700 |
|
2000 и более |
1/4700 |
Таблица А.2 Коэффициентов часового максимума расхода газа для бань, прачечных, предприятий общественного питания и предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий
|
Предприятия
|
Коэффициент часового максимума расхода газа |
|
Бани |
1/2700 |
|
Прачечные |
1/2900 |
|
Общественного питания |
1/2000 |
|
По производству хлеба, кондитерских изделий |
1/6000 |
|
Примечание. Для бань и прачечных значения коэффициента часового максимума расхода газа приведены с учетом расхода газа на нужды отопления и вентиляции. |
|
Таблица А.3 Коэффициенты одновременности
|
Число квартир |
Плита 4-конфорочная
|
Плита 2-конфорочная
|
Плита 4-конфорочная и газовый проточный водонагреватель
|
Плита 2-конфорочная и газовый проточный водонагреватель
|
|
1 |
1 |
1 |
0,700 |
0,750 |
|
2 |
0,650 |
0,840 |
0,560 |
0,640 |
|
3 |
0,450 |
0,730 |
0,480 |
0,520 |
|
4 |
0,350 |
0,590 |
0,430 |
0,390 |
|
5 |
0,290 |
0,480 |
0,400 |
0,375 |
|
6 |
0,280 |
0,410 |
0,392 |
0,360 |
|
7 |
0,280 |
0,360 |
0,370 |
0,345 |
|
8 |
0,265 |
0,320 |
0,360 |
0,335 |
|
9 |
0,258 |
0,289 |
0,345 |
0,320 |
|
10 |
0,254 |
0,263 |
0,340 |
0,315 |
|
15 |
0,240 |
0,242 |
0,300 |
0,275 |
|
20 |
0,235 |
0,230 |
0,280 |
0,260 |
|
30 |
0,231 |
0,218 |
0,250 |
0,235 |
|
40 |
0,227 |
0,213 |
0,230 |
0,205 |
|
50 |
0,223 |
0,210 |
0,215 |
0,193 |
|
60 |
0,220 |
0,207 |
0,203 |
0,186 |
|
70 |
0,217 |
0,205 |
0,195 |
0,180 |
|
80 |
0,214 |
0,204 |
0,192 |
0,175 |
|
90 |
0,212 |
0,203 |
0,187 |
0,171 |
|
100 |
0,210 |
0,202 |
0,185 |
0,163 |
|
400 |
0,180 |
0,170 |
0,150 |
0,135 |
|
Примечания 1. Для квартир, в которых устанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого же числа квартир с этими газовыми приборами. 2. Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительных печей рекомендуется принимать равным 0,85 независимо от количества квартир. |
||||
Приложение Б
(обязательное)
Таблица Б.1 Численность жителей
|
Номер квартала |
Площадь, , га |
Этажность |
Плотность жил. фонда, , м2/га |
Численность жителей, , чел |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
Таблица Б.2 Нормы расхода теплоты потребителями газа
|
Потребители газа |
Показатель потребления газа |
Нормы расхода теплоты, МДж |
|
1 |
2 |
3 |
|
Жилые дома (по видам газовых приборов) |
на 1 чел. год |
|
|
Прачечные |
на 1 т сух. белья |
|
|
Бани |
на 1 помывку |
|
|
Предприятия общественного питания |
на 1 обед на 1 завтрак |
|
|
Учреждения здравоохранения |
на 1 койку в год |
|
|
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий |
на 1 т изделий |
|
Таблица Б.3 Годовые расходы газа
|
Потребители газа |
Расход газа, , м3/год |
|
1 |
2 |
|
Жилые дома (по видам газовых приборов) |
|
|
Прачечные |
|
|
Бани |
|
|
Предприятия общественного питания |
|
|
Учреждения здравоохранения |
|
|
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий |
|
|
Предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера |
|
|
Районная котельная |
|
Таблица Б.4 Расчетные часовые расходы газа
|
Потребители газа |
Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления), |
Расчетный часовой расход газа, , м3/ч |
|
1 |
2 |
3 |
|
Жилые дома (по видам газовых приборов) |
|
|
|
Прачечные |
|
|
|
Бани |
|
|
|
Предприятия общественного питания |
|
|
|
Учреждения здравоохранения |
|
|
|
Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий |
|
|
|
Предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера |
|
|
|
Районная котельная |
|
|
|
|
Итого: |
= |
Таблица Б.5 Удельные путевые расходы газа
|
Номер контура |
Номер квартала |
Численность жителей в квартале, , чел |
Расход газа кварталом , м3/ч |
Длина газового контура, , м |
Удельный путевой расход газа в контуре, , м3/(ч м) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.6 Расчетные расходы газа на участках СНД
|
Номер участка |
Фактическая длина участка, ,м |
Удельный путевой расход, , м3/(ч м) |
Расход газа на участке, м3/ч |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.7 Гидравлический расчет распределительных (кольцевых) газопроводов СНД
|
Номер контура (кольца) |
Характеристики участка |
Потери давления |
Неувязка потерь давления в полукольцах, % |
||||||
|
Номер участка |
факт. длина участка , м |
расчет. длина участка , м |
расход газа, м3/ч |
, мм |
удельные, Па/м |
на участке, ,Па |
|
||
|
расчетный |
по номограмме, |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.8 Гидравлический расчет тупиковых ответвлений СНД
|
Номер участка |
Фактическая длина участка , м |
Расчетная длина участка , м |
Расход газа, м3/ч |
, мм |
Потери давления |
||
|
расчетный |
по номограмме, |
удельная, Па/м |
на участке, ,Па |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.9 Гидравлический расчет ССД (СВД)
|
Номер участка |
Характеристики участка |
Фактическая характеристика участка (по номограмме), , кПа2/м |
Давление в начале участка (абс.), , кПа |
Давление в конце участка (абс.), ,кПа |
||||
|
фактическая длина участка , м |
расчетная длина участка , м |
расход газа, м3/ч |
, мм |
|||||
|
расчетный |
по номограмме, |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.10 Расчетные расходы газа на участках внутридомового газопровода
|
Номер участка |
Ассортимент газовых приборов |
Количество обслуживаемых квартир, шт. |
Коэффициент одновременности, |
Расход газа, м3/ч |
|
|
номинальный приборами квартиры, |
расчетный на участке, |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.11 Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов
|
Номер участка |
Характеристики участка |
Потери давления от трения |
Добавка на местные сопротивления, % |
Потери давления в мест. сопротивлениях, Па |
Полные потери давления, Па |
Разность высот. отметок, , м |
Гидростатич. давление, , Па |
Потери давления с учетом гидростатического давления, Па |
||||
|
факт. длина, ,м |
расход газа, м3/ч |
мм |
удельные, Па/м |
на участке, Па |
||||||||
|
расчетный, |
по номограмме, |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Б.12 Гидравлический расчет дворовых газопроводов
|
Номер участка |
Характеристики участка |
Потери давления |
|||||||
|
фактическая длина участка , м |
расчетная длина участка , м |
количество обслуж. квартир, , шт. |
коэффициент одновремен-ности, |
расход газа, м3/ч |
, мм |
удельная, Па/м |
полные на участке, , Па |
||
|
расчетный |
по номограмме, |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скачать: