Район строительства: г. Саратов.

Город снабжается природным газом месторождения Медвежье.

Давление газа в городской распределительной сети высокого давления 0,3 МПа (изб.).

Охват газоснабжением:

· жилых зданий при наличии только бытовых плит: 20%;

· жилых зданий при наличии бытовых плит и ЦГВС: 20%;

· жилых зданий при наличии бытовых плит и проточных водонагревателей: 60%;

· объектов отопления и вентиляции: 100%.

Горелка типа ЭНД с характеристиками:

· Qт = 80 кВт;

· ?P = 2 кПа;

· ? = 0,6.

2. Определение характеристик газа

Согласно задания район города снабжается природным газом месторождения Медвежье. Состав газа приведён в таблице 1.

Таблица 1 - Состав природного газа месторождения

Компонент

Химическая формула

Количество

компонента,

% по объему

Плотность компонента, кг/м3

Низшая теплота сгорания, кДж/м3

Высшая теплота сгорания, кДж/м3

Метан

СН4

99

0,7168

35840

39860

Этан

С2Н6

0,1

1,3566

36730

70420

Пропан

С3Н8

0,005

2,019

93370

101740

Н-бутан

С4Н10

-

2,703

123770

133980

Пентан

С5Н12

-

3,221

146340

158480

Диоксид углерода

СО2

0,095

1,9768

Азот + редкие газы

N2+…

0,8

1,2505

Определение плотности газа

Плотность газа определяется по формуле

(1)

где ri - плотность компонента входящего в смесь, кг/н.м3;

Vi - доля i-того компонента в газе в% об.

Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле

(2)

Определение теплоты сгорания

Теплота сгорания газообразного топлива данного состава определяется по формуле

(3)

(4)

где Qнс - низшая теплота сгорания горючих компонентов, кДж/н. м3;

Qвс - высшая теплота сгорания горючих компонентов, кДж/н. м3;

Для полного сгорания органического топлива требуется определённое количество воздуха, определяемое по процентному содержанию горючих элементов в его составе. Это количество воздуха называется теоретическим и необходимым. Коэффициент избытка воздуха ? =1. Необходимое количество воздуха определяем по следующей формуле:

(5)

Определяем теоретический объём продуктов сгорания.

Теоретический объём продуктов сгорания будем складывать из объёма сухих газов и объёма водяных паров. В состав сухих газов входят:

- объём трёхатомных газов;

- объём азота.

Теоретический объём продуктов сгорания определяется по формуле

(6)

Теоретический объём продуктов сгорания трёхатомных газов

=0,01 (CO2+CO+ H2S+?mCmHn)= 0,961 н.м3/н.м3 (7)

Теоретический объём водяных паров:

н.м3/н.м3 (8)

Теоретический объём азота для газов:

=7,21 н.м3/н.м3 (9)

Полный теоретический объём продуктов сгорания

н.м3/н.м3

3. Определение численности населения района города

Определяется количество населения, проживающего в каждом квартале газифицируемого населенного пункта, в зависимости от плотности жилищного фонда:

N=F·a, (10)

где F-площадь квартала в красных линиях, га;

a - плотность населения, чел./га;

N - количество населения в квартале, чел.

В площадь кварталов включаются площади школ, детских яслей и садов, предприятия торговли, питания и бытового обслуживания населения, внутриквартальные и микрорайонные зеленые насаждения; не включаются площади улиц, проспектов, площадей, садов, парков и участков, которые не являются обычными для жилых массивов.

Таблица 2 - Численность населения района города

Номер квартала	Площадь застройки, Га	Плотность нас, чел./га	Численность населения, чел.
1	16,4	110	1804
2	17,2	110	1892
3	15,6	110	1716
4	14,2	90	1278
5	8,3	90	747
6	22,4	110	2464
7	35,1	110	3861
8	16,9	90	1521
9	18,8	90	1692
10	18,5	90	1665
11	19,4	90	1746

Общее количество жителей в районе проектирования N=20386 жителей.

4. Определение годовых расчётных расходов газа

В данном подразделе определяются годовые и расчетные расходы газа на все виды потребления.

Годовые расходы газа используются для планирования количества газа, которое необходимо доставить проектируемому населенному пункту, а расчетные - для определения диаметров газопроводов.

Для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения расход газа определяется по строительному объему отапливаемых и вентилируемых зданий (по укрупненным показателям).

Расходы газа сосредоточенным потребителям (более 50 м3/ч на ввод) необходимо определить отдельно для каждого потребителя. При равномерном распределении потребителей с расчетными расходами менее 50 м3/ч на ввод (жилые и общественные здания) расход газа определяется по жилым кварталам в целом.

Способ определения расхода газа по годовым нормам применяется для равномерно распределенных потребителей, когда количество устанавливаемых приборов неизвестно.

Годовое потребление газа подсчитывается для определенных объектов, а затем суммируется по группам. Условно принято выделять такие группы:

Расход газа населением в квартирах жилых домов для приготовления пищи и горячей воды.

Расход газа предприятиями коммунального хозяйства и общественными зданиями (бани, больницы, прачечные, хлебозаводы).

Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.

Расход газа промышленностью.

(11)

где yi - степень охвата газоснабжения;

ni - количество единиц использующих газ у i-того потребителя.

Qi - норма расходы теплоты на одну условную единицу, Мдж/ год.

Количество условных единиц по категориям потребителей определяется по нормам проектирования.

Определение годового расхода газа на отопление и вентиляцию

Годовой расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий определяется по формуле

(12)

где k - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий (принимаем k = 0,25);

z - число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (принимаем z = 16);

k1 - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (принимаем k1 = 0,6);

q0 - укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление общественных зданий на единицу м3 общей площади, [5] Вт.

A - общая площадь подлежащая отоплению с использованием газа, м2: вычисляется по формуле

(13)

где y4 - охват объектов отоплением и вентиляцией.

n0 - продолжительность отопительного периода [4];

?0 - КПД теплоснабжающей системы, принимаем равным 0,85;

ti - внутренняя температура отапливаемых помещений, принимаем равной 18 °C;

tср.от - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, принимаем по [4], °C;

tр.от - расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, принимаем по [4], °C.

Определение годового расхода газа на ГВС

Годовой расход газа на ГВС определяется по укрупнённым показателям по формуле

(14)

где m - число жителей, пользующихся горячей водой от централизованного ГВС, вычисляем по формуле

(15)

где y2 - жилых зданий при наличии бытовых плит и ЦГВС;

tСS - температура холодной воды в летнее время, принимаем равной 18 °C;

tСW - температура холодной воды в зимнее время, принимаем равной 5 °C;

? - коэффициент снижения среднечасового расхода воды в летнее время, принимаем равным 0,8;

qh - укрупнённый показатель расхода теплоты, принимаем равным 378 Вт на человека.

Определение суммарного годового и удельного расхода газа.

Суммарный годовой расход газа определяется по формуле

(16)

Удельный годовой расход газа определяется по формуле

(17)

Определение часовых расходов газа

Часовой расход газа на жилые дома, хозяйственно-бытовые, коммунальные и производственные нужды определяется по формуле

(18)

где khmax - коэффициент часового максимума, принимаем согласно [6].

Часовой расход газа на отопление и вентиляцию определяется по формуле

(19)

Часовой расход газа на ГВС жилых и общественных зданий вычисляется по формуле

(20)

Расчёт часовых расходов газа сведён в таблицу 5.

Таблица 5 - Расчётные расходы газа потребителями района города

Потребители	Годовой расход м3/год	Коэффициент часового максимума, Khmax	Расчётный расход, м3/час
Жилые дома	3913931,1	1,00/2300	1761,4
Учебные заведения
Мелкие предприятия
Больница
Бани	842171,647	1,00/2700	311,92
Прачечная	242113,875	1,00/2900	83,49
Столовая и ресторан	338406,662	1,00/2000	169,20
Хлебозавод	571844,591	1,00/6000	95,31
Котельная	10848966,017	-/-	4694,67

Сумма 5354,59 м3/ч

Удельный часовой расход газа определяется по формуле

(21)

5. Система и схема газоснабжения

Наличие в районе города потребителей двух параметров определяет необходимость выбора двухступенчатой системы газоснабжения, она экономична, надёжна, проста в эксплуатации и наиболее распространена в городах с населением до 100 тысяч жителей.

В качестве первой ступени применяются газопроводы высокого давления второй категории, в качестве второй ступени - газопроводы низкого давления.

По газопроводам первой ступени газ подаётся к сосредоточенным потребителям (котельной, прачечной, хлебозаводу), а также к ГРП где редуцируется до низкого давления и по газопроводам второй ступени направляется к бытовым и коммунальное - бытовым потребителям.

Схема системы газоснабжения зависит от количества и исполнения сетевых ГРП, от трассировки газопроводов, от требований к надёжности газоснабжения.

В данном случае схема двухступенчатой системы представлена кольцевыми сетями высокого и низкого давления и ГРП в отдельно стоящем здании.

Трассировка газопроводов проводится с учётом следующих основных данных:

- должны выдерживаться минимально допустимые расстояния от газопроводов до зданий и сооружений;

- протяжённость газопроводов должна быть минимальной;

- длина ответвлений к потребителям, по возможности не должна превышать 200 м;

- необходимо стремиться чтобы участки низкого давления имели двухсторонний отбор газа, и т.д.

6. Распределение потребителей газа по давлению

Потребители с нагрузкой до 50 м3/ч подключаются к сети низкого давления, а с нагрузкой более 50 м3/ч подключаются к сети высокого давления.

Распределение потребителей по давлению газа приведено в таблице 6.

Таблица 6 - Распределение потребителей по давлению газа

Потребители	Расход газа, м3/ч
	низкого давления	среднего давления
Жилые здания	1930,6	-
Столовые и рестораны
Больница
Учебные заведения
Мелкие предприятия
Бани	-	311,92
Прачечная	-	83,49
Хлебозавод	-	95,31
Котельная	-	4694,67
ГРП	-	1930,6
Итого	1930,6	7116,03

Удельный часовой расход газа низкого давления определяется по формуле

(22)

Удельный часовой расход газа среднего давления определяется по формуле

(23)

7. Гидравлический расчёт сети низкого давления

Целью гидравлического расчёта является определение диаметров труб на участках сети и давления газа в её узлах.

Расчётная схема сети низкого давления приведена на рисунке 1.

Определение удельных путевых расходов газа.

Газоснабжаемая территория разбивается на зоны, с одинаковой плотностью населения, которые питаются от определённых контуров. Длина питательного контура является суммой длин участков питающих данную зону.

Расчёт сведён в таблицу 7.

Таблица 7 - Удельные путевые расходы газа


Номер зоны	Кол-во населения, чел	Удельный расход газа, м3/ (час · ч)	Расход газа на зону, м3/ч	Длина пит. контура, м	Удельный путевой расход газа, м3/ (ч · м)
1	2	3	4	5	6
1	5103	0,095	483,28	2976	0,162
2	5382		509,70	3160	0,161
3	6690		633,57	1750	0,362
4	3211		304,10	1374	0,221

Проверка: отношение разности суммы часового расходов газа на зоны и расхода газа на ГРП к сумме часовых расходов газа на зоны должно быть менее 1%.

(24)

Определение расчётных расходов газа на участках сети низкого давления

Расчётный расход газа на участках сети определяется по формуле

(25)

где Qпут.i - путевой расход газа на i-том участке, м3/ч, определяется по формуле

(26)

где lф.i - фактическая длина i-того участка, м.

qпут.i - удельный путевой расход газа для соответствующей зоны, м3/(ч·м).

Таблица 8 - Расчётные расходы газа на участках сети низкого давления

Номер участка	Фактическая длина, м	Удельный путевой расход газа, м3/ (ч · м)	Расход газа, м3/ч
			Qпут	Qтр	Qр
1	2	3	4	5	6
1	246	0,162	39,95	713,78	733,75
2	319,9	0,162	51,95	661,83	687,80
3	606	0,162	98,41	563,42	612,63
4	675,4	0,162	109,68	191,31	246,15
5	485,6	0,162	78,86	112,46	151,88
6	285,6	0,162	46,38	66,08	89,27
7	406,9	0,162	66,08	0,00	33,04
8	248,3	0,162	40,32	633,93	654,09
9	425,2	0,161	68,58	565,34	599,63
10	440,3	0,161	71,02	494,32	529,83
11	530,9	0,161	85,63	214,46	257,28
12	459,3	0,161	74,08	140,38	177,42
13	372,3	0,161	60,05	80,33	110,35
14	498	0,161	80,33	0,00	40,16
15	344,6	0,362	124,76	372,11	434,49
16	354,6	0,362	128,38	243,73	307,92
17	478,2	0,362	173,13	70,60	157,16
18	195	0,362	70,60	0,00	35,30
19	463	0,221	102,47	279,86	331,10
20	447,8	0,221	99,11	180,75	230,31
21	426,2	0,221	94,33	86,43	133,59
22	390,5	0,221	86,43	0,00	43,21

Проверка: отношение разности суммы путевых и транзитных расходов на участках примыкающих к точке питания и расхода на ГРП к сумме путевых и транзитных расходов газа на участках, примыкающих к точке питания должны быть менее 1%.

(27)

Определение диаметров и потерь давления на участках сети.

Расчётная схема сети низкого давления приведена на рисунке 1. Исходными данными для расчёта являются Qр.i., м3/ч, lр.i., м, ?pдоп, Па.

Расчётная длина определяется по формуле

(28)

Допустимые потери давления в распределительных сетях низкого давления согласно [6] ?pдоп = 1200 Па.

Расчётный гидравлический уклон определяется по формуле

(29)

Фактические потери давления на участках сети определяются по формуле

(30)

где iф.i. - фактический гидравлический уклон на i-том участке, Па/м;

Расчёт сведён в таблицу 9.

Таблица 9 Определение диаметров и потерь давления на участках сети

Номер участка	Qр, м3/ч	dнS*, мм	lф, м	lр, м	iр, Па/м	iф, Па/м	?Pф, Па
1	733,75	325х8	246,00	270,60	0,36	0,23	62,24
2	687,80	325х8	319,90	351,89		0,17	59,82
3	612,63	325х8	606,00	666,60		0,14	93,32
4	246,15	219х6	675,40	742,94		0,16	118,87
5	151,88	219х6	485,60	534,16		0,10	53,42
6	89,27	133х4	285,60	314,16		0,33	103,67
7	33,04	108х4	406,90	447,59		0,16	71,61
8	654,09	325х8	248,30	273,13		0,17	46,43
9	599,63	325х8	425,20	467,72	0,37	0,14	65,48
10	529,83	273х7	440,30	484,33		0,27	130,77
11	257,28	219х6	530,90	583,99		0,19	110,96
12	177,42	219х6	459,30	505,23		0,12	60,63
13	110,35	159х4	372,30	409,53		0,22	90,10
14	40,16	114х4	498,00	547,80		0,20	109,56
15	434,49	273х7	344,60	379,06	0,79	0,18	68,23
16	307,92	219х6	354,60	390,06		0,30	117,02
17	157,16	140х4,5	478,20	526,02		0,70	368,21
18	35,30	89х3	195,00	214,50		0,45	96,53
19	331,10	219х6	463,00	509,30	0,67	0,32	162,98
20	230,31	219х6	447,80	492,58		0,15	73,89
21	133,59	159х4	426,20	468,82		0,30	140,65
22	43,21	114х4	390,50	429,55		0,20	85,91

Страницы: 1, 2