Проектирование системы газоснабжения жилого района

Содержание
Стр.
1.Введение
2.Исходные данные 3
3.Расчет газопотребления 3
3.1.Определение расхода газа на бытовые нужды 4
3.2.Построение графиков бытового газопотребления 6
3.3.Определение расхода газа на коммунально-бытовые нужды 7
4.Выбор схемы газоснабжения и количества ГРП 9
5.Гидравлический расчетгазопроводов низкого давления 9
5.1.Определение расчетных расходов 11
5.2.Гидравличекий расчет участков 12
6. Гидравлический расчет газопровода высокого давления 12
7.Расчет внутридомового и дворового газопровода 13
8.Выбор оборудования ГРП 14
9.Библиографический список 14

Проектирование системы газоснабжения жилого района

290,13
14-15
210
0,360
75,60
37,80
109,69
147,49
9-15
200
0,270
54,02
27,01
32,30
59,30
7-12
200
0,697
139,49
69,74
69,74
13-8
220
0,627
137,89
68,94
68,94
10-16
260
0,156
40,51
20,25
0,00
20,25
16-17
300
0,156
46,74
23,27
0,00
23,37
10-17
390
0,312
121,52
60,76
15,58
76,34
17-18
230
0,083
19,17
9,58
15,58
25,16
18-19
210
0,090
18,90
9,45
14,83
24,28
19-20
330
0,090
29,67
14,83
0,00
14,83
14-19
290
0,180
52,20
26,10
14,83
40,93
15-20
260
0,090
23,38
11,69
0,00
11,69
11-17
260
0,239
62,17
31,09
15,58
46,66
13-18
290
0,173
50,27
25,13
68,48
93,61
ГРП 1
1223,55
ГРП 2
1243,72
ГРП1+ГРП2
2467,27
Проверка расчетов:
Δ=ΣVпут-ΣVчас/ΣVчас= 2467,3-2425/2425 х100% = 1,8% < 10%
5.2. Гидравлический расчет участков
Для учета потерь на местные сопротивления геометрическая длина участков увеличивается на 10%.
Порядок расчета:
1. Для каждого ГРП выбираем невыгодное кольцо- для ГРП-1 это будет маршрут 21-8-7-6-5-1, для ГРП-2, соответственно, 22-13-14-15-9-4.
2. Определяем удельные потери давления в кольце по формуле:
Rуд = ΔPдоп /Σlр,
где Σlр – сумма расчетных длин участков невыгодного кольца, м,
ΔPдоп – допустимые потери давления для невыгодного кольца, принимаем из условий задания 1200 Па.
3. Учитывая вычисленный расход на участках, подбираем по нормограмме диаметры для газопроводов низкого давления и определяем действительные потери на участках по формуле:
ΔPуч = Rуд*lр.
Аналогичные расчеты проводятся для всех участков невыгодного кольца.
4. Определяем суммарные потери давления в невыгодном кольце и производим расчет невязки:
Δ = 100%*(ΔPдоп – ΣΔPуч)/ΔPдоп.
Приведем в качестве примера расчет участка ГРП 2.
Находим удельные потери давления в кольце 22-13-14-15-9-4:
Rуд = 1200/((95+210+210+200+290)*1,1) = 1200/1105,5 = 1,085 Па/м
По удельным потерям давления и расчетным расходам, с помощью нормограммы определяем оптимальные диаметры труб.
Для участка 22-13 принимаем трубы 325х8, вычисляем потери давления на участке:
ΔPуч = 1,085*104,5 = 133,38 Па.
Составим таблицу для участков кольца ГРП-2.
ГРП2: 22-13-14-15-9-4
Таблица 6
№ участка
Длина участка, м
Расчетная длина участка, м
Расчетный расход газа, м3/ч
Диаметр газопровода, мм
Потери давления, Па
Удельные потери, Па/п.м.
На участке
22-13
95
104,5
467,59
325х8
1,085
113,4
13-14
210
231
290,13
237х7
1,1
254,1
14-15
210
231
147,49
159х4
0,55
127,1
15-9
200
220
59,30
89х3
1,2
264
9-4
290
319
32,30
76х3
1,05
334,9
ИТОГО
1005
1105,5
Х
Х
Х
1093,5
Невязка составит:
Δ = 100%*(1200 – 1093,5)/1200 = 8,9%<10%, следовательно, сечения газопроводов на участках выбраны верно.
ГРП1: 21-8-7-6-5-1
Таблица 7
№ участка
Длина участка, м
Расчетная длина участка, м
Расчетный расход газа, м3/ч
Диаметр газопровода, мм
Потери давления, Па
Удельные потери, Па/п.м.
На участке
21-8
165
181,5
935,65
237х7
0,95
172,4
8-7
290
319
512,90
237х7
0,33
105,3
7-6
160
176
299,66
159х4
1,15
202,4
6-5
290
319
108,16
133х4
0,90
287,1
5-1
290
319
29,38
76х3
1,00
319
ИТОГО
Х
Х
Х
1086,2
Rуд = 1200/((165+290+160+290+290)*1,1) = 1200/1195 = 1,004 Па/м
Невязка составит:
Δ = 100%*(1200 – 1086)/1200 = 9,5% < 10%, следовательно, сечения газопроводов на участках выбраны верно.
Ответвления
Таблица 8
№ участка
Длина участка, м
Расчетная длина участка, м
Расчетный расход газа, м3/ч
Диаметр газопровода, мм
Потери давления, Па
Удельные потери, Па/п.м.
На участке
1-2
290
319
29,38
89х3
0,3
95,7
2-3
590
649
85,29
114х4
0,85
551,65
4-3
200
220
22,27
76,3
0,4
88
9-8
330
363
101,68
133х4
0,4
145,2
3-21
165
181,5
226,32
159х4
0,75
136,125
2-6
290
319
51,75
89х3
0,85
271,15
2-7
330
363
59,51
89х3
1
363
5-10
200
220
63,45
108х4
0,5
110
10-11
300
330
349,61
219х6
0,35
115,5
11-12
170
187
537,90
219х6
0,95
177,65
12-22
95
104,5
734,90
219х6
1,4
146,3
7-12
200
220
69,74
133х4
0,2
44
13-8
220
242
68,94
133х4
0,2
48,4
10-16
260
286
20,25
76х3
0,40
114,4
16-17
300
330
23,37
76х3
0,45
148,5
10-17
390
429
76,34
133х4
0,25
107,25
17-18
230
253
25,16
76х3
0,5
126,5
18-19
210
231
24,28
76х3
0,5
115,5
19-20
330
363
14,83
60х3
0,5
181,5
14-19
290
319
40,93
89х3
0,45
143,55
15-20
260
286
11,69
57х3
0,65
185,9
11-17
260
286
46,66
108х4
0,3
85,8
13-18
290
319
93,61
114х4
0,8
255,2
Суммарные потери давления в ответвлениях составляют ΣΔPотв = 3756,8 Па
6. Гидравлический расчет газопровода высокого давления
Газопровод высокого давления питает предприятия, расположенные в районе и ГРП. ГВД проложен от магистрального распределительного газопровода II категории с давлением 0,6 МПа, расстояние от линии застройки до газопровода составляет 2,0 км. Подключение газопровода высокого давление осуществляется посредством врезки.
Прокладку проектируемого ГВД осуществляем по тупиковой схеме от места врезки до всех коммунально- бытовых и промышленных потребителей, трасса газопровода проходит подземно вдоль проезжей части с минимальным заходом в зону жилой застройки. В месте врезки и у каждого потребителя проектируем установку отключающих устройств.
В рамках расчета газопровода высокого давления сначала выполняется расчет невыгодного кольца (магистраль «0 – 7»), затем расчет всех ответвлений с увязкой по давлению. Потери давления в местных сопротивлениях в рамках данного расчета, в соответствии с методическими указаниями, допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопроводов на 5- 10% (принимаем 5%).
Для запроектированной тупиковой сети необходимо определить среднюю характеристику сети по формуле:
αср = (Pабс2нач – Рабс2кон)/ΣLрасч,
где αср – средняя характеристика сети, МПа2/км,
Рабснач, Рабскон – соответственно, абсолютное давление в точке врезки и у самого удаленного потребителя, МПа,
ΣLрасч – сумма расчетных длин участков (длина магистрали), км.
Рабскон = 0,3+0,1013 = 0,4013 МПа
Рабснач = 0,6+0,1013 = 0,7013 МПа
В соответствии со схемой газопровода высокого давления, вычислим длину магистрали:
ΣLрасч = (230+190+110+75+55+520)*1,05 = 1239 м
Вычислим характеристику сети:
αср = (0,492 – 0,161)/1,239 = 0,267 МПа2/км
Далее для каждого участка, с учетом расхода, с помощью нормограммы, находим условные диаметры трубопроводов и давления во всех точках магистрали. Давление в конце каждого участка определяется по формуле:
Ркон = (P2нач-Lуч*αуч)0.5,
при расчете полученное конечное давление становится начальным для следующего участка.
Гидравлический расчет магистрали газопровода высокого давления
Таблица 9
№ участка
Длина участка, км
Расчетная длина участка, км
Расчетный расход газа, м3/час
Диаметр труб, мм
Характе-ристика сети, МПа2/км
Давление в начале участка, МПа
Давление в конце участка, МПа
1-2
0,52
0,546
3175,98
300(22)
0,065
0,7013
0,6755
2-3
0,055
0,05775
3064,87
250(17,4)
0,14
0,6755
0,6695
3-4
0,075
0,07875
1841,32
200(13)
0,168
0,6695
0,6596
4-5
0,11
0,1155
1784,74
150(8,7)
0,85
0,6596
0,5804
5-6
0,19
0,1995
541,02
125(6,7)
0,65
0,5804
0,4552
6-7
0,23
0,2415
206,35
100(5)
0,11
0,4552
0,425
Δ = 100%*(0,4013 – 0,425)/ 0,4013 = 5,9% < 10%, следовательно, сечения газопроводов на участках выбраны верно.
Гидравлический расчет ответвлений
Таблица 10
№ участка
Длина участка, км
Расчетная длина участка, км
Расчетный расход газа, м3/час
Диаметр труб, мм
Характе-ристика сети, МПа2/км
Давление в начале участка, МПа
Давление в конце участка, МПа
2-8
0,12
0,126
111,11
40(1,6)
2,15
0,6755
0,4306
3-9
0,09
0,0945
1223,55
100(5)
2,45
0,6659
0,4603
4-10
0,14
0,147
56,58
32(1,4)
1,75
0,6596
0,4217
5-11
0,1
0,105
1243,72
125(6,7)
1,18
0,5804
0,4615
6-12
0,16
0,168
334,67
125(6,7)
0,09
0,4552
0,4383
7. Расчет внутридомового и дворового газопровода
Обмеры по плану типового этажа жилого многоэтажного здания показывают, что объем кухонных помещений превышает 15м3, следовательно, принимаем к установке в кухнях четырехконфорочные газовые плиты.
Ввод газа должен осуществляться в помещение, в котором он используется, поэтому газовые стояки размещаем в помещениях кухонь. В каждой кухне предусматриваем установку термозапорного клапана, прекращающего подачу газа при достижении температуры окружающего воздуха 80- 100 гр.С. Для учета расхода газа предусматриваем установку бытовых газовых счетчиков на высоте 1,6 м от уровня пола. Также проектируем установку отключающих приборов перед каждым газовым прибором, а также до и после счетчиков газа.
По аксонометрической схеме внутридомового газопровода выбирается невыгодная магистральная ветвь, которая разбивается на участки (от конца стояков к вводу), при этом потери на местные сопротивления на участках принимаются в соответствии с рекомендациями методических указаний, в зависимости от места прохождения газопровода и его длины. Результатом расчета будут определение потерь на всех участках газопровода и выбор их оптимальных внутренних диаметров.
Расчетные расходы газа во внутридомовых и дворовых сетях определяются по формуле:
Vрасч = ΣVном*n*К0, м3/час
где Vном – номинальный расход газа прибором, принимаем для четырехконфорочных плит 1,25 м3/час,
n – число однотипных приборов, шт,
К0 – коэффициент одновременности действия приборов, для участков с самым удаленным прибором принимается К0=1, для прочих участков К0=0,8.
Для расчета принимаем рекомендуемые диаметры- на стояках 25 мм, далее по нормограмме определяем удельные потери давления на трение. На участке подводки к приборам принимаем диаметр 15 мм, диаметр последней секции стояков – 20 мм.
В соответствии с рекомендациями нормативных документов, потери давления в местных сопротивлениях учитываем в расчетах увеличением геометрической длины участков и принимаем соответственно на участках- от ввода в здание до стояков коэффициент 1,25, на стояках коэффициент 1,2, на внутриквартирной разводке длиной до 2 м коэффициент 4,5, длиной 3- 4 м коэффициент 2.
Также при расчете внутридомовой сети необходимо учитывать гидростатический напор, который можно определить по формуле:
Нгс = ±9,81*h*(pв-рг), Па,
где h – разность отметок начала и конца участка, м,
рв – плотность воздуха, 1,29 кг/м3,
рг – плотность природного газа, 0,72 кг/м3.
Знак «+» или «-» принимается в зависимости от направления действия гидростатического напора.
Расчетные потери на участке определяются в соответствии с расчетным соотношением:
ΔH = Rуд*lуч + Нгс.
Проведем расчет для участка 1-2:
Vрасч = 2,35*1*1 = 2,35 м3/ч
lр = 2,007*5,5 = 11,039 м
Принимаем диаметр трубы 21,3 мм и удельными потерями давления 12 Па/м.
Гидростатический напор на участке составит:
Нгс = -9,81*0,65*(1,29 – 0,72) = -3,635 Па
Расчетные потери давления на участке равны:
ΔH1-2 = 12*11,039 – 3,635 = 128,827 Па
Участок 2-3:
Vрасч = (2,35 + 1,25)*1*1 = 3,6 м3/ч
lр = 2,131*5,5 = 11,721 м
Принимаем диаметр трубы 26,8 мм и удельными потерями давления 5 Па/м.
Гидростатический напор на участке составит:
Нгс = 9,81*1,329*(1,29 – 0,72) = 7,431 Па
Расчетные потери давления на участке равны:
ΔH2-3 = 5*11,721 + 7,431 = 66,034 Па
Участок 3-4:
Vрасч = (2,35 + 1,25)*1*1 = 3,6 м3/ч
lр = 3*1,2 = 3,6 м
Принимаем диаметр трубы 26,8 мм и удельными потерями давления 5 Па/м.
Гидростатический напор на участке составит:
Нгс = -9,81*3*(1,29 – 0,72) = -16,775 Па
Расчетные потери давления на участке равны:
ΔH3-4 = 5*3,6 - 16,775 = 1,225 Па
Участок 4-5:
Vрасч = (2,35 + 1,25)*2*0,8 = 5,76 м3/ч
lр = 3*1,2 = 3,6 м
Принимаем диаметр трубы 33,5 мм и удельными потерями давления 3,5 Па/м.
Гидростатический напор на участке составит:
Нгс = -9,81*3*(1,29 – 0,72) = -16,775 Па
Расчетные потери давления на участке равны:
ΔH4-5 = 3,5*3,6 - 16,775 = -4,175 Па
Аналогичный расчет выполняется для остальных участков. Результаты расчета сводятся в таблицу.
Гидравлический расчет внутридомового газопровода
Таблица 11
№ уч.
Расчетн расход газа, м3/ч
Дли-на, м
Расчетная длина, м
Труба, мм
Потери давлен.
Нгс, Па
ΔHi, Пн
Удельн-ые
Полные
1-2
2,35
2,007
11,039
21,3х2,8
12
132,462