125813 (Расчет газопровода высокого давления)

Введение

Проектирование сетей высокого (среднего) давления необходимо проводить с учетом требований СНиП 2.04.08-87* СНиП 3.05.02-88*, СНиП 42-01-2002 и других, определяющих условия ведения строительных работ.

Расчеты газопровода высокого (среднего) давления, как и внутридомового газопровода, необходимо выполнять по схеме сосредоточенного отбора газа. На практике в большинстве случаев при проектировании сетей, ориентируясь на опыт затрат при выборе труб, а также при проведении работ по монтажу газовых сетей, в конечном итоге подбирают трубы 2-3 диаметров, удовлетворяющие требованиям при проектировании газовых сетей.

В данной работе при расчете газопровода высокого давления рекомендовано рассчитать минимально допустимые диаметры труб с последующим их подбором, ориентируясь на существующую спецификацию и условия эксплуатации данного газопровода, а при расчете внутридомового газопровода задать диаметры труб на всех участках и определить потери давления. В обоих случаях рекомендуется использовать соответствующие (для высокого и низкого давления) номограммы.

Схему газопровода высокого давления запроектировать в виде одного кольца с ответвлениями к потребителям.

1. Расчет сети низкого давления

1.1 Определяем численность жителей в районе

где S_i – площадь района застройки;

а – плотность жилого фонда в данном районе, определяется по П.1;

f = 15 м²/чел. – норма общей площади квартиры на 1 человека.

1.2 Определяем годовое потребление газа на различные нужды

а) на бытовые нужды:

где Y_ж – доля жителей, охваченных газоснабжением, (Y_ж = 1);

g₁ – норма для квартир, в которых имеются газовые плиты и газовые водонагреватели;

g₂ – норма для квартир, в которых имеются газовые плиты и централизованное водоснабжение g₂ = 2800 мДж/чел.·год;

N – число жителей в районе;

z₁ – доля жителей, имеющих газовые плиты и водогрейные котлы;

z₂ – доля жителей, имеющих газовые плиты, (z₂ = 1);

б) на прачечные:

где 0,1 – удельный показатель стирки белья одним жителем;

z_пр = 0,2 – доля жителей, использующих прачечные;

у_пр = 1,0 – доля газифицированных прачечных;

g_пр = 18800 мДж/1т белья – норма потребления теплоты на стирку 1 т белья в механизированных прачечных, включая сушку и глажение;

в) на учреждения здравоохранения:

где z_уз = 1,0 – доля газифицированных больниц, использующих газ для приготовления пищи;

g_пр = 3200 мДж – нормы расхода теплоты на 1 больничное место;

г) на предприятия общественного питания:

,

где z_оп = 0,4 – доля жителей, пользующихся общественным питанием;

у_оп = 1,0 – доля газифицированных предприятий общественного питания;

g_о = 4,2 мДж – норма потребляемой теплоты на приготовление одного обеда;

g_з = 2,1 мДж – норма потребляемой теплоты на приготовление одного завтрака или ужина;

д) на бани:

,

Где, 52 – усреднённый показатель помывки на 1 человека;

z_б = 0,5 – доля жителей, пользующихся банями;

у_б = 1,0 – доля газифицированных бань с мытьем в ваннах;

g_б = 40 мДж – норма потребляемой теплоты на одну помывку;

е) на хлебозаводы:

,

где у_хб – доля газифицированных хлебозаводов (пусть у_хб = 1,0);

g_хб – норма потребления теплоты на выпечку 1 т хлебобулочных изделий;

Если в одинаковых соотношениях выпекается хлеб формовой, сдоба и кондитерские изделия, то можно принять [5]:

,

1.3 Рассчитываются значения расчётного часового расхода различных потребителей газа:

а) бытовые нужды:

,

где – часовой расход газа на бытовые нужды, , – годовой расход газа на бытовые нужды, .

Из П.2, аппроксимируя, находим для значений N_i коэффициент :

б) прачечные:

,

Из П.3 определяем :

;

в) учреждения здравоохранения:

,

;

г) бани:

,

;

д) предприятия общественного питания:

,

;

е) хлебозаводы:

,

;

ж) бытовое обслуживание:

,

.

Допустим, часовые расходы газа на сети низкого давления включают в себя расходы на бытовые нужды, предприятия общественного питания, здравоохранение, бытовое обслуживание, прачечные, бани. Тогда:

,

Расчетные часовые расходы на сети среднего давления включают в себя расходы на хлебозаводы:

,

1.4 Определим количество ГРП

,

где F – площадь жилого района с учетом проездов, м²; R – радиус действия ГРП, м. Оптимальный радиус примерно составляет 400–600 м. Пусть радиус действия R = 600 м, тогда:

.

Из экономии примем n = 1, тем более, что в одном ГРП можно смонтировать несколько рабочих линий.

1.5 Определим расчетные перепады давления для всей сети низкого давления, для распределительных сетей, абонентских ответвлений и внутридомовых газопроводов

Расчетный перепад давлений для всей сети, Па:

,

где K₁ = 1,5 – коэффициент перегрузки;

K₂ = 0,8 – коэффициент недогрузки;

Р₀ – номинальное давление газа, на которое рассчитан газовый прибор, Р₀ = 2000 Па, ΔР_р = 1400 Па.

Перепад давления (расчетный) для распределительной сети, ΔР_р.с = 1000 Па.

Перепад давления (расчетный) для абонентских ответвлений, ΔР_а.отв = 50 Па;

Расчетный перепад давления для внутридомовых газопроводов, ΔР_вн = 350 Па.

Рассчитаем часовой удельный (на 1 м длины) расход газа для каждого контура.

Контуры (кварталы, охваченные контурами) удобно обозначать римскими цифрами.

В выбранном для газификации районе обозначим схему сети низкого давления с тремя замкнутыми контурами римскими цифрами I, II, III. На изображенной схеме сосчитаем:

а) площади, окруженные каждым контуром, га;

б) число населения на данных площадях, чел.;

в) расход газа, приходящийся на каждую площадь, м³/ч;

г) длину питающего контура, м;

д) удельный путевой расход, т.е. расход, приходящийся на 1 м каждого контура.

1.6 Находим площади каждого контура

S_I = 39,28 га;

S_II = 45,70 га;

S_III = 27,59 га.

Вся площадь S_I = 112,57 га.

1.7 Вычисляем плотность населения

,

Указываем на схеме газопровода низкого давления местонахождение ГРП, направление движения газовых потоков, обозначим цифрами узлы схемы, изобразим индексом «0» наиболее удаленные узлы (где сходятся потоки газа).

1.8 Расход газа, отнесенный к площади S_i, м³/ч

,

где S – площадь всего газифицированного района, S = 112,57 га;

Укажем на схеме газопровода низкого давления местонахождение ГРП из соображений примерно равного расстояния от наиболее удаленных участков сети и с учетом возможностей его подключения к сети среднего давления. Изобразим схему вместе с ГРП на листе ватмана, укажем направление движения газовых потоков, стараясь, чтобы движение происходило от ГРП в сторону удаленных точек, и обозначим цифрами узлы схемы (концы участков). Укажем длины участков, а также изобразим индексом "0" наиболее удаленные (где сходятся потоки газа) узлы.

На нашем рисунке удаленные узлы имеют номера 6 и 15.

Измерим на схеме и выпишем фактические длины участков. Участки будем обозначать двумя цифрами, отвечающими узлам, ограничивающим участок.

1.9 Находим фактические, эквивалентные и расчетные длины участков и заносим их в таблицу 3

Таблица 3

– расчетная длина i-го контура, м;