Определение количества сетевых ГРП, выявление зоны их действия и расчет количества жителей в этих зонах

Р_р=600 –(80100) =(520500)  Па.

Расчетные расходы газа , м³/ч,  на участках определяем по выражению:

   ,

где коэффициент одновременности действия приборов [3, прил. В];

номинальный расход газа прибором, м³/ч ;

число однотипных приборов.

Номинальный расход газа зависит от тепловой нагрузки прибора, принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам, и определяется по формуле:

V_ном=3,6·, м³/ч,

где - номинальная тепловая нагрузка прибора, Вт;

- низшая теплота  сгорания, кДж/м³.

Для плиты 4-конфорочной =10,6 кВт, для водоподогревателя ВПГ23-1 =23,26 кВт.

Для газа с =33075 кДж/м³ номинальный расход газа составляет:

V_пг=3,6·=1,154, м³/ч,

 

V_впг=3,6·=2,532, м³/ч.

Выбираем  в кухнях места установки плит, водоподогревателей, счетчиков.

Максимальный  расход плитой не превышает 1,6 м³/ч. Для газовых водоподогревателей 2,9 м³/ч.

Для учета  расхода газа используем мембранный счетчик СГМ G1.6  для газовый  плит, и СГМ G4.0 – для водоподогревателей.

На плане  первого этажа секции жилого дома размещаем газовые стояки, счетчики, плиты, водоподогреватели и выполняем  разводку газопроводов. Составляем аксонометрическую  схему внутридомовой сети. Приборы  в рядом расположенных кухнях могут подключаться к одному стояку.

Расчет  сводим в таблицу 11.1. В начале заполняем  графы 1-5 известными для каждого  участка значениями. Последовательность расчета:

1.Задаются  диаметры на участках. Для первого участка по диаметру присоединительного штуцера – для газовой плиты и водоподогревателя 15мм. Используются трубы стальные по ГОСТ 3262-75.

2.Определяются  суммарные значения коэффициентов  местных сопротивлений для каждого  участка ∑ζ. Приближенные значения коэффициентов местных сопротивлений приведены в таблице 9.13 [4].

3.По таблицам  или номограммам находят удельные  потери на трение R Па/м и эквивалентные  длины 'L_э для единичного местного сопротивления (т.е. ζ=1) [табл. 9.8, 4].

4.Вводится  поправка на плотность значений  удельных потерь давления:

, Па/м.

5.Определяются расчетные длины  на участках:

, м,

где L -  фактическая длина участка, измеренная по плану жилого дома и аксонометрической схеме.

6.Рассчитываются потери давления  на участках:

R_ф·L_р, Па.

7.Определяется дополнительное  избыточное давление Р_д на вертикальных и наклонных участках:

,  Па,

где ρ_в – плотность воздуха, ρ_в=1,29 кг/м³;

ρ_о – плотность используемого газа, ρ_о=0,82 кг/м³;

Н – разность абсолютных отметок начала и конца рассчитываемого участка, м. Если ρ_о<ρ_в, то при движении газа вверх Н принимается со знаком «-», а вниз – со знаком  «+».

8.Определяются потери давления на участках с учетом дополнительного давления:

R_ф·L_р+ΔР_Д, Па.

9. Определяются суммарные потери давления в газопроводах:

Σ(R_фL_р+ΔР_Д), Па.

10. Полученные суммарные потери  давления сравниваются с расчетным  перепадом давления. Если невязка  превышает допустимую (10%), изменяют  диаметры некоторых участков  и производят перерасчет, добиваясь  требуемой невязки.

11.Затем в такой же последовательности рассчитывается ближайший к вводу стояк на величину давления равного потерям давления на участках в точке врезки и производится его увязка. Для него принимаются наименьшие возможные диаметры. Если же потери в стояке оказываются значительно меньше величины располагаемого давления, то избыток давления гасится кранами у газовых приборов.

 

 

12.Расчет газовой горелки  для котла квартальной котельной

 

Подовая горелка состоит из двух элементов: стальной бесшовной трубы (коллектора) с просверленными в ней отверстиями для выхода газа и огневой части. Последняя представляет собой щель, выложенную из огнеупорного кирпича, в которой располагается коллектор.

Расчет горелки сводится к определению  размеров коллектора и огневой части, диаметра выходных отверстий, их количества и расположения на коллекторе, а  также необходимого давления газа перед  горелкой.

Рассчитаем подовую горелку  низкого давления без принудительной подачи воздуха для водогрейного секционного котла типа КЧ-3 с  поверхностью нагрева F_к=42 м². Котел работает на природном газе Q_н=33075 кДж/м³, ρ_о=0,82 кг/м³. Максимальный расход газа котлом V_к=68,6 м³/ч, теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания газа V_о=8,79 м³возд./ м³газа.

Принимаем к установке 2х-коллекторную горелку.

Расход газа на один коллектор определяется по формуле:

, м³/ч,

где – расход газа на котел, м³/ч.

 м³/ч.

Диаметр коллектора горелки находится с  учетом скорости газового потока в  нем. При низком давлении м/с. Принимаем скорость газа в коллекторе равную 7 м/с. Диаметр коллектора определяется из уравнения расхода:

,  м.

Для коллектора принимается стальная труба ближайшего большего колибра и уточняется действительная скорость движения газа в коллекторе. Рекомендуется принимать диаметр  горелки не менее 40 мм.

Принимаем для коллектора цельнотянутую трубу  мм.

Уточняем  действительную скорость газа в коллекторе с внутренним диаметром 43 мм:

,  м/с.

Задаемся  длиной коллектора горелки . Она должна быть на мм меньше длины колосниковой решетки топки . Для рассматриваемого котла длина топки составляет мм [6].Тогда:

 мм.

Определяем  величину теплового напряжения на 1 м длины коллектора:

,  кВт/м,

что соответствует  допустимым значениям [6, табл. 9.15].

Длина огневой  щели принимается на мм больше длины коллектора с учетом возможного теплового расширения последнего. Для рассматриваемого котла длина огневой щели составит:

,  мм.

Определяем  ширину огнеупорных щелей для размещения в них коллекторов горелки:

,  мм,

где – скорость воздуха, м/с в самом узком сечении щели (между наружной поверхностью коллектора и внутренней поверхностью щели), которая может быть определена по формуле:

, м/с,

где – разрежение в топке, Па;

 – коэффициент расхода,  учитывающий все гидравлические  сопротивления на пути движения воздуха, принимаем , но принимаем равной 2,5 м/с, т.к. в данном случае топка работает за счет тяги. Для создания такой скорости в  топке котла должно быть обеспечено соответствующее разряжение [табл. 9.15, 4];

 – коэффициент избытка  воздуха, величина которого зависит  от угла раскрытия отверстий  в сечении коллектора ; при – , – . Принимаем ;

 – теоретическое количество  воздуха, необходимого для горения,  м³ воздуха/м³ газа;

 – температура воздуха  в помещении котельной, 18 °С.

,  м.

Принимаем ширину щели мм.

Уточняем  минимальное разрежение в топке котла:

, Па,

где - плотность воздуха при нормальных условиях;

,  Па,

что соответствует  необходимому [4, табл. 9.15].

Определяем глубину проникновения струй газа, вытекающих из отверстия коллектора, в поток воздуха в самом узком сечении щели, где происходит смесеобразование, или дальнобойность струй газа:

,  мм.

Диаметр выходных газовых сопел горелки можно определить по формуле:

, мм,

где - скорость газа на выходе из отверстий, которая должна быть в 10-15 раз больше скорости в щели. Принимаем =15 ;

 – опытный коэффициент,  зависящий от шага отверстий  в коллекторе. Принимаем =1,8 (наиболее благоприятное условие для смесеобразования создаются при S/d_с=6...10, т.к. при этом обеспечивается «бегущая дорожка» огня от начальных отверстий при воспламенении газовоздушной смеси от запальника);

 – угол атаки, т.е.  угол встречи потоков газа и воздуха при двухрядном расположении отверстий в коллекторе с углом открытия , принимаем , при этом sin=0,707.

Приняв  коэффициент  =1,8 и скорость выхода газа из отверстий =15 , получаем =37,5 м/с. Находим диаметр выходных газовых отверстий:

,  мм.

Принимаем равное 2 мм не менее, т.к. могут засоряться отверстия сопел.

Уточняем  скорость выхода газа из отверстий:

,  м/с.

Определяем  расстояние между отверстиями в  коллекторе (шаг сопел):

 мм.

Принимаем мм. Тогда , т.е. в пределах рекомендуемых значений.

Находим количество отверстий в одном  коллекторе при двухрядном их расположении:

, шт.

Уточняем  действительный расход газа через отверстие:

,   м³/ч.

Определяем  невязку, т.е. расхождение между расчетным  и действительным значениями расхода  газа на один коллектор (допускается  до 5 %):

%

что допустимо, и корректировку проводить не требуется.

Размеры отверстий для выхода газа из коллектора и их количество должны быть подобраны  для равномерной загрузки всех сопел  т.о., чтобы отношение их суммарной  площади к площади сечения  коллектора (Σf_c/f_кол) не превышало 30 %.

Находим суммарную площадь всех отверстий:

,   мм²,

площадь сечения коллектора:

,   мм²,

и проверяем  их отношение:

%

что удовлетворяет  условию.

Определяем  необходимое давление газа перед  горелкой :

, Па,

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений от последней задвижки перед горелкой, включая ее, до выходных отверстий горелки: задвижка ; тройник на поворот ; отвод ; истечение из отверстия ; итого ;

 – суммарная площадь всех  выходных отверстий (в рассматриваемом  случае  );

 – коэффициент расхода, принимаем .

, Па,

что соответствует  рекомендованному значению 1002000 Па.

 

13. Подбор и расчет оборудования ГРУ квартальной котельной

 

Необходимо  произвести подбор и расчет оборудования ГРУ квартальной котельной при  расчетном расходе газа V_р=960,4 м³/ч, давление газа на входе в ГРУ Р_вх=0,345 МПа, плотности газа ρ₀=0,82 кг/м³, давление газа перед горелкой котлоагрегата Р_гор=770,63 кПа.

1.Подбор фильтра

Принимаем к установке газовый фильтр ФГШ-50 и определяем потери давления в нем  по формуле:

 

где - сопротивление фильтра, Па, при расходе газа , м³/ч, давлении газа перед фильтром , МПа, и плотности газа м³.

При входном  давлении и расходе газа м³/ч

Тогда потери давления в фильтре составят:

 

2.Подбор счетчика

Для измерения  расхода используется турбинный  газовый счетчик СГ. При выборе счетчика из [4, табл. 9.18] необходимо знать расход газа при рабочих условиях V_д, м³/ч:

 

где - среднее значение рабочей температуры газа, принимаем

- атмосферное  давление,

- давление газа перед  счетчиком, 

 

 

Тогда:

 

Из таблицы 9.18 [4], подбираем счетчик: СГ 100-250-1,0 с максимальным расходом 400 м³/ч.

Потери  давления в счетчике:

 

где - потери давления в счетчике по воздуху, принимаем по графику в зависимости от загрузки счетчика [рис. 9.17,4].

При загрузке счетчика 67%, его сопротивление по воздуху

Тогда: