КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По теме:

"ГАЗОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ"

Нижний Новгород-2009

1. Расчёт инжекционной газовой горелки среднего давления

– Низшая теплота сгорания природного газа:

– Удельный вес природного газа:

– Теоретически необходимое количество воздуха для полного сжигания природного газа:

– Горелка среднего давления должна инжектировать всё необходимое для горения количество воздуха, равное:

– Скорость воздуха газовоздушной смеси из насадка горелки должна быть меньше скорости распространения пламени для смеси данного газа при минимальном расходе газа горелкой.

Скорость воздуха газовоздушной смеси –

Температура газовоздушной смеси на выходе из устья горелки , .

– Удельный вес газовоздушной смеси:

- удельный вес воздуха

– Энергия потока газовоздушной смеси, выходящей из устья горелки в топку, составит:

– Площадь выходного отверстия насадка горелки:

;

Тогда

– Диаметр выходного сечения:

Принимаем

– Площадь входного сечения насадка горелки:

– Скорость газовоздушной смеси:

– Диаметр равен:

;

– Суммарные потери энергии в сужающемся насадке:

– Диаметр горла (смесителя):

– Площадь сечения смесителя горелки:

– Скорость газовоздушной смеси в смесителе горелки при :

– Потери энергии в диффузоре:

– Затраты энергии на инжекцию воздуха в связи с изменением скорости воздуха от до :

– Скорость выхода газа из сопла:

– Потери энергии при изменении скорости газа от до :

– Суммарные затраты энергии в газогорелочном устройстве:

– Располагаемая энергия струи газа на выходе из сопла:

Должна удовлетворять условию

– Необходимое давление газа перед горелкой равно:

где - коэффициент расхода сопла

– Площадь сечения сопла:

– Диаметр сопла определится:

Расстояние от выступающих частей газовых горелок до стен или других частей здания, сооружения и оборудования должно быть не менее 1 м по горизонтали.

Длина горловины горелки равна:

Длина диффузора:

Площадь сечения для прохода воздуха во встречный насадок при скорости :

Диаметр сечения для прохода воздуха во встречный насадок:

Длина сечения равна:

где

2. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия

Открытая прокладка газопроводов предусматривается на несгораемых опорах, креплениях к конструкциям зданий, каркасам и площадкам газоиспользующих установок, котлов и т.п.

Стальные газопроводы должны быть защищены от коррозии.

Расстояние от газопровода до строительных конструкций, технологического оборудования и коммуникаций следует принимать из условия обеспечения возможности его монтажа и их эксплуатации, до кабелей электроснабжения – в соответствии с ПУЭ.

При прокладке газопроводов через конструкции зданий и сооружений газопроводы следует заключать в футляр. Пространство между газопроводом и футляром на всю его длину необходимо заделывать просмоленной паклей, резиновыми втулками или другими эластичными материалами. Пространство между стеной и футляром следует тщательно заделывать цементным или бетонным раствором на всю толщину пересекаемой конструкции.

Края футляров должны быть на одном уровне с поверхностями пересекаемых конструкций стен и не менее чем на 50 мм выше поверхности пола.

3. Подбор оборудования ГРП

Для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне в системах газоснабжения должны предусматриваться газорегуляторные пункты ГРП.

По давлению газа ГРП подразделяются на:

– с входным давлением до 0,6 МПа;

– с входным давлением св. 0,6 МПа до 1,2 МПа.

Отдельно стоящие ГРП размещать с учетом исключения их повреждения от наезда транспорта, стихийных бедствий, урагана и др. В пределах охранной зоны ГРП устанавливаем ограждения из металлической сетки, высотой 1,6 м.

При размещении ГРП необходимо обеспечить свободные подъездные пути с твердым покрытием для транспорта, в том числе аварийных и пожарных машин.

Оборудование, размещаемое в помещениях ГРП, должно быть доступно для ремонта и обслуживания, ширина основных проходов между оборудованием и другими предметами должна быть не менее 0,8 м, а между параллельными рядами оборудования – не менее 0,4 м.

В помещениях категории А полы должны быть безыскровыми, конструкции окон и дверей должны исключать образование искр.

Стены необходимо предусматривать противопожарными I типа, газонепроницаемыми, они должны опираться на фундамент.

Двери ГРП предусматривать противопожарными и открывающимися наружу.

В состав оборудования ГРП входят:

– запорная арматура;

– регуляторы давления;

– предохранительно-запорные клапаны (ПЗК);

– предохранительные сбросные клапаны (ПСК);

– приборы замера расхода газа;

– приборы КИП.

Газовое оборудование в газорегулирующих блоках ГРП располагать в следующей последовательности:

– общий запорный орган с ручным управлением для полного отключения ГРП;

– фильтр или группа фильтров с байпасами или без них;

– расходомер (камерная диафрагма с дифманометрами, газовый счетчик). Газовый счетчик может быть установлен после регулятора давления на низкой стороне в зависимости от принятой схемы газоснабжения;

– предохранительный запорный клапан (ПЗК);

– регулятор давления газа;

– предохранительный сбросной клапан (ПСК) после регулятора.

В ГРП следует предусматривать продувочные газопроводы:

– на входном газопроводе – после первого отключающего устройства;

– на байпасе (обводном газопроводе) – между двумя отключающими устройствами;

– на участках газопровода – с оборудованием, отключаемым для производства профилактического осмотра и ремонта.

Продувочные и сбросные газопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах продувочных и сбросных газопроводов предусматривают устройства, исключающие попадание атмосферных осадков в эти газопроводы.

4. Подбор регулятора давления

Регулятор давления автоматически снижает давление газа и поддерживает его «после себя» постоянным на заданном уровне независимо от расхода и колебаний давления на выходе.

Принимаем РДБК1-Ду 100/50 (прил. 8 [5])

1. Диаметр условного прохода входного фланца ;

2. Площадь седла клапана равна:

3. Коэффициент расхода (по паспорту) ;

4. Отношение

5. Поправочный множитель принимаем равным 1;

6. Искомая пропускная способность регулятора:

ч

Пределы устойчивости работы регулятора:

Для создания нормальных условий работы, регулятор должен быть загружен при требуемой пропускной способности не более чем на 80%, а при минимальном расходе не менее чем на 10%, т.е. должно выполняться условие:

Проверим, выполняется ли это условие:

, условие выполняется, значит, подобранный регулятор обеспечивает устойчивую работу.

5. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов

кПа

m-масса расчетного газа, вышедшего в результате расчетной аварии в помещение,

Н_Т – теплота сгорания, Дж/кг,

Р₀ – начальное давление в помещении, кПа, Р₀=101 кПа,

z-коэффициент участия горючего во взрыве, z=0,5,

V_св=35,88 – свободный объем помещения, м³,

Ρ_в – плотность воздуха до взрыва, кг/м³,

с_р – теплоемкость воздуха, с_р= 1,017кДж/(кг К),

Т₀ – начальная температура воздуха, К,

К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, К_н =3,

m=(V_а+V_г)*ρ, кг

V_а – объем газа, вышедшего из аппарата, м³,

V_т – объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³

Где V_т=V_1т+V_2т,

V_1т = q*τ – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³

V_2т = - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³

q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, диаметра, температуры газовой среды, м³/с

τ =120 – время, за которое происходит истечение, с

P_т – максимальное давление в трубопроводе по техническому регламенту, кПа

r – внутренний радиус трубопроводов, м

L – длина трубопроводов от аппарата до задвижки, м

Для :

, кг/с

φ =0,8 – коэффициент истечения

к=1,3 – коэффициент адиабаты

f=

f= м

Т = 293 К

R – газовая постоянная,

μ – молярная масса

μ = 16*0,827+28*0,06+44*0,003+58*0,001+72*0,002+28*0,07+

+44*0,001=17,25