Проектирование системы теплоснабжения жилого микрорайона, расположенного в г. Брянск

Выбор предохранительно-запорного  клапана

Предохранительно-запорные клапаны (ПЗК) предназначены для  автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения  или понижения его давления в  контролируемой точке ГРУ сверх  заданных пределов. ПЗК выбирается по условному диаметру трубопровода и пределам настройки

: МПа,

где - давление газа перед РД.

Исходя из рассчитанного давления, устанавливается ПЗК ПКВ-100, который изображен на рисунке 8, со следующими характеристиками.

Давление на входе не более 12 кгс/см² или 1,177 МПа.

Верхний предел настройки контролируемого  давления 0,3 - 6,0 кгс/см², а нижний: 0,03 - 0,3 кгс/см².

Размеры: условный проход - 100 мм, L - 350 мм, H - 590 мм, h - 113 мм, K - 313 мм; масса - 54 кг.

Выбор предохранительно-сбросного  клапана

В ГРУ тупиковых систем газопроводов предохранительно-сбросной клапан (ПСК) предназначен для сброса некоторого избыточного объема газа из газопровода после регулятора в атмосферу с целью предотвратить повышения давления в контролируемой точке до значения, при котором возможно:

1) срабатывания ПЗК с полным прекращением подачи газа потребителям в моменты резкого уменьшения расхода газа или внезапного увеличения давления до ГРУ, а также в периоды, когда отбор газа оказывается меньше 5% номинальной пропускной способности регулятора или временно прекращается полностью, но регулятор не обеспечивает герметичности затвора;

2) повреждения КИП и нарушение  плотности газопроводов и арматуры  в случае неисправности регулятора  и срабатывания ПЗК, затвор  которого может оказаться негерметичным;

3) нарушение технологии сжигания  газа, плотности газопроводов и  арматуры, а также повреждение  КИП в случае неисправности  регулятора ГРУ, в котором имеется  система сигнализации о повышении  давления и отсутствует ПЗК.

Количество газа, подлежащее сбросу ПСК, при наличии перед регулятором  давления ПЗК, определяется по формуле:

где - расчетная пропускная способность  регулятора, Нм³/ч.

Настройка ПСК на полное открытие при давлении:

где рабочее давление газа в газопроводе  на выходе из ГРП, ата.

Начало открытия при давлении не более:

Выбираем ПСК-50В со сбросом газа 0,5 Нм³/ч, диапазоном настройки срабатывания 0,5 … 1,2 кгс/см², диаметром дисков и номером пружины 1315-09.

Выбор ГРШП

Выбор шкафного ГРП для  конкретного объекта отличается от процесса проектирования обычного ГРП или ГРУ, когда для заданных параметров, характеризующих объект (входное и выходное давление, пропускная способность, режим работы), подбирается  по отдельности каждый вид оборудования, отвечающий требуемым условиям. Шкафной  ГРП поступает для монтажа  в готовом виде с определенным набором оборудования и КИП и  конкретной схемой их расположения. Поэтому  основным фактором для выбора ГРПШ является наличие в комплекте  оборудования подходящего регулятора давления с необходимой пропускной способностью. В нашем случае при  расходе газа на жилые здания равному V_общ = 21,6(м³/ч) и при снижении давления газа с P_вх = 0,29(МПа) до необходимого P_вых = 0,005(МПа) подходит регулятор давления РД-32-6 М/С. Поэтому выбираем шкафной регулятор типа ГРПН-300.

Газорегуляторный пункт состоит  из шкафа, в котором смонтированы основная линия редуцирования и резервная. Основная линия редуцирования состоит из крана входного, фильтра газового, регулятора давления газа и выходного крана. При ремонте технологического оборудования основной линии подача газа к потребителю осуществляется через резервную линию, которая состоит из входного крана, фильтра газового, регулятора давления газа и выходного крана. Для сброса порции газа при ремонте технологического оборудования предусмотрены сбросные трубопроводы с кранами.

Заключение

Спроектирована система теплоснабжения жилого микрорайона, расположенного в  городе Брянск.

Суммарная расчетная тепловая нагрузка котельной составляет 3617,94 кВт, из которой 2077,55 кВт приходится на отопление, 254,08 кВт на вентиляцию и 1286,31 кВт на горячее  водоснабжение. Зданиями с самыми большими потреблениями тепла являются поликлиника и дом №5, а с самым низким - детский сад.

Были установлены теплопроводы с ППУ-изоляцией диаметром от 38 до 159 мм, с толщиной теплоизоляционного слоя от 29 до 42,5 мм.

Суммарные потери тепла в системе  отопления и вентиляции составляют 20,27 кВт, а в системе горячего водоснабжения 18,36 кВт на расчетном режиме работы. С учетом утечек теплоносителя суммарные  потери теплоты составили 176,68 кВт.

Общая мощность блочно-модульной котельной составила 4 МВт. На котельной установлено 2 водогрейных котла «КВа-2,0», 2 горелочных устройства, а также другое вспомогательное оборудование. Насосное оборудование: 2 котловых насоса CP-80-1400/A/BAQE/2,2 с подачей 46 м³/ч, 3 циркуляционных насоса системы отопления и вентиляции CP-65-4700/A/BAQE/11 подачей 41 м³/ч, 2 насоса системы горячего водоснабжения CP-65-4700/A/BAQE/11 подачей 46 м³/ч, 2 насоса подпитки внутреннего контура KVC 35/30 T подачей 1 м³/ч, 2 насоса подпитки наружного контура и 2 насоса сырой воды KVC 20/80 T подачей 2 м³/ч. Сетевая вода нагревается в двух пластинчатых теплообменниках HH41-TK, а вода в системе ГВС в двух аналогичных теплообменных аппаратах HH14-TK.

Были определены расходы газа для  котельной и потребность в  газе для жилых и административных зданий.

Рассчитано и подобрано оборудование ГРУ котельной и ГРПШ.

Установленная блочно-модульная котельная будет в полной мере обеспечивать комплекс зданий жилого микрорайона качественной тепловой энергией с наименьшими потерями.

Список использованной литературы

1. Авчухов, В.В. Задачник по процессам тепломасообмена: Учеб. Пособие / В.В. Авчухов, Б.Я. Паюсте. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.

2. ГОСТ 30732-2001. Трубы и фасонные  изделия стальные с тепловой  изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Технические условия.

3. Ионин, А.А. Газоснабжение: Учеб. Пособие / А.А. Ионин. - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.

4. Малявина, Е.Г. Теплопотери здания: справочное пособие / Е.Г. Малявина. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. - 144 с.

5. МГСН 2.01 - 99*. Нормативы по теплозащите  и тепловодоэлектроснабжению.

6. МДС 41-4.2000. Методика определения  количеств тепловой энергии и  теплоносителя в водяных системах  коммунального теплоснабжения.

7. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.

8. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.

9. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод  и канализация зданий. М.: Стройиздат, 1986.

10. Соколов, Е. Я. Теплофикация  и тепловые сети / Е.Я. Соколов  - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 472 с.

11. СП 41-103-2000. Проектирование тепловой  изоляции оборудования и трубопроводов.

ОБОРУДОВАНИЕ  ГРП, ГРУ, ГРПБ И ШРП 

 
      
     5.15 В состав оборудования ГРП, ГРУ, ГРПБ и ШРП входят: 
      
     - запорная арматура; 
      
     - регуляторы давления; 
      
     - предохранительно-запорные клапаны (далее - ПЗК); 
      
     - предохранительные сбросные клапаны (далее - ПСК); 
      
     - приборы замера расхода газа; 
      
     - приборы КИП. 
      
     5.16 Запорная арматура выбирается согласно требованиям раздела 7 "Запорная арматура" настоящего СП. 
      
     5.17 В качестве регулирующих устройств могут применяться: 
      
     - регуляторы давления газа с односедельным клапаном; 
      
     - клапаны регулирующие двухседельные; 
      
     - поворотные заслонки с электронным регулятором и исполнительным механизмом. 
      
     5.18 Для прекращения подачи газа к потребителям при недопустимом повышении или понижении давления газа за регулирующим устройством применяются ПЗК различных конструкций (рычажные, пружинные, с соляноидным приводом и др.), отвечающие приведенным ниже требованиям: 
      
     - ПЗК рассчитывают на входное рабочее давление, МПа, по ряду: 0,05; 0,3; 0,6; 1,2; 1,6 с диапазоном срабатывания при повышении давления, МПа, от 0,002 до 0,75, а также с диапазоном срабатывания при понижении давления, МПа, от 0,0003 до 0,03; 
      
     - конструкция ПЗК должна исключать самопроизвольное открытие запорного органа без вмешательства обслуживающего персонала; 
      
     - герметичность запорного органа ПЗК должна соответствовать классу "А" по ГОСТ 9544; 
      
     - точность срабатывания должна составлять, как правило, ±5% заданных величин контролируемого давления для ПЗК, устанавливаемых в ГРП и ±10% для ПЗК в ШРП и ГРУ. 
      
     5.19 Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК), которые могут быть мембранными и пружинными. 
      
     5.20 Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия. ШРП пропускной способностью до 100 м /ч, оснащенные регулятором с двухступенчатым регулированием, допускается не оснащать ПСК. 
      
     5.21 ПСК должны обеспечивать открытие при повышении установленного максимального рабочего давления не более чем на 15%. 
      
     5.22 ПСК должны быть рассчитаны на входное рабочее давление, МПа, по ряду: от 0,001 до 1,6 с диапазоном срабатывания, МПа, от 0,001 до 1,6. 
      
     5.23 Трубопроводы, отводящие газ от ПСК в ШРП, устанавливаемые на опорах, следует выводить на высоту не менее 4 м от уровня земли, а при размещении ШРП на стене здания - на 1 м выше карниза или парапета здания. 
      
     5.24 Для ШРП пропускной способностью до 400 м /ч допускается предусматривать вывод сбросного газопровода от ПСК за заднюю стенку шкафа. 
      
     5.25 При наличии телефонной связи установку телефонного аппарата предусматривают вне помещения регуляторов или снаружи здания в специальном ящике. 
      
     Допускается установка телефонного аппарата во взрывозащищенном исполнении непосредственно в помещении регуляторов. 
      
     5.26 Для очистки газа от механических примесей и пыли применяют фильтры заводского изготовления, в паспортах которых должны указываться их пропускная способность при различных входных рабочих давлениях и потери давления в фильтрах. 
      
     5.27 Фильтрующие материалы должны обеспечивать требуемую очистку газа, не образовывать с ним химических соединений и не разрушаться от постоянного воздействия газа. 
      
     5.28 Пропускную способность ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ (регулятора давления) следует производить с увеличением на 15-20% максимального расчетного расхода газа потребителями с учетом требуемого перепада давления. 
      
     5.29 Газовое оборудование в газорегулирующих блоках ГРП, ГРПБ и ГРУ располагают в следующей последовательности: 
      
     - общий запорный орган с ручным управлением для полного отключения ГРП и ГРУ; 
      
     - 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. 
      
     5.30 При устройстве байпаса газорегуляторного блока ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ предусматривается установка последовательно двух отключающих устройств с установкой манометра между ними. 
      
     Диаметр байпаса должен быть не менее диаметра седла клапана регулятора давления газа. 
      
     В ШРП вместо байпаса рекомендуется устройство второй нитки редуцирования. 
      
     При отсутствии в ШРП расходомера установка регистрирующих приборов для измерения входного и выходного давления и температуры газа не обязательна. 
      
     Газопроводы ГРП, ГРПБ, ШРП, ГРУ следует окрашивать в цвет согласно ГОСТ 14202. 
      
     В ГРП, ГРПБ и ГРУ предусматривают 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. 
      
     Условный диаметр таких газопроводов должен быть не менее 20 мм. 
      
     Условный диаметр сбросного газопровода, отводящего газ от ПСК, должен быть равен условному диаметру выходного патрубка клапана, но не менее 20 мм. 
      
     Продувочные и сбросные газопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах продувочных и сбросных газопроводов предусматривают устройства, исключающие попадание атмосферных осадков в эти газопроводы. 
      
^

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГРП, ГРПБ, ШРП И ГРУ      

 
     5.31 При выборе оборудования ГРП,  ГРПБ, ШРП и ГРУ необходимо  учитывать: 
     - рабочее давление газа в газопроводе, к которому подключается объект; 
     - состав газа, его плотность, температуру точки росы, теплоту сжигания ( ); 
     - потери давления на трение в газопроводе от места подключения до ввода его в ГРП или подвода к ГРУ; 
     - температурные условия эксплуатации оборудования и приборов КИП ГРП и ГРУ. 
      
Выбор регулятора давления  
 
      
     5.32 При подборе регулятора следует руководствоваться номенклатурой ряда регуляторов, выпускаемых промышленностью. 
      
     5.33 При определении пропускной способности регулятора необходимо определить располагаемое давление газа перед ним и после него с учетом потерь давления и дополнительных потерь давления в арматуре, фильтре, расходомере и ПЗК, установленных до регулятора давления. 
      
     5.34 Пропускная способность регуляторов с односедельным клапаном определяется согласно паспортным данным, а при их отсутствии может быть определена по формуле (18) 
      
 
,                                                          (18) 
 
          где - расход газа, м /ч, при =0 °С и =0,1033 МПа; 
 
      - площадь седла клапана, см ; 
      
      - коэффициент расхода; 
      
      - абсолютное входное давление газа, равно сумме и , где - рабочее избыточное давление, МПа, =0,1033 МПа; 
      
      - коэффициент, зависящий от отношения к , где - абсолютное выходное давление после регулятора, равно сумме и , МПа, определяется по рисунку 5; 
      
      - плотность газа, кг/м , при =0 °С и =0,1033 МПа. 
      
 
      
 
 
 
 
- показатель адиабаты газа при давлении 750 мм вод.ст. и температуре 0 °С, - теплоемкость при постоянном давлении, ккал/(м ·°С), - теплоемкость при постоянном объеме, ккал/(м ·°С) 
 
Рисунок 5 - График определения коэффициента в зависимости от при  
 
      
      
     Если в паспортных данных регулятора приведена величина расхода газа при максимальном давлении с соответствующей плотностью, то при других значениях - входного давления и - плотности пропускная способность регулятора может быть определена по формуле (19) 
      
 
,                                                       (19) 
 
      
     где - расход газа, м /ч, при , °C, и =0,1033 МПа со значениями , и   , отличными от приведенных в паспорте на регулятор; 
 
      
      - расход газа при , ,   ,  согласно паспортным данным; 
      
      - входное абсолютное давление, МПа; 
      
      - коэффициент по отношению ; 
      
       - плотность газа, кг/м , при =0 °C и =0,1033 МПа; 
      
      , и   - принятые данные при использовании других параметров газа.  
      
     5.35 Пропускная способность двухседельных регулирующих клапанов может быть определена по формуле (20) 
      
 
,                                                          (20) 
 
      
     где - расход газа, м /ч, при температуре газа, равной и =0,1033 МПа; 
 
      
      - коэффициент, учитывающий расширение среды и зависящий от отношения ; 
      
      и  - входные и выходные давления, МПа; 
      
      - коэффициент пропускной способности; 
      
      - перепад давления на клапанах, , МПа; 
      
      и - соответственно входные и выходные абсолютные давления, МПа; 
      
      - плотность газа при ; 
      
      - температура газа. 
      
 
      
 
 
 
 
Рисунок 6 - Зависимость коэффициента от . 
 
 
^ Выбор фильтра  
 
      
     5.36 Пропускная способность фильтра должна определяться исходя из максимального допустимого перепада давления на его кассете, что должно быть отражено в паспорте на фильтр. 
      
     5.37 Фильтры, устанавливаемые в ГРП (ГРУ) для защиты регулирующих и предохранительных устройств от засорения механическими примесями, должны соответствовать данным, приведенным в таблице 10. 
      
      
 
Таблица 10  
 
     

Параметр	Значение параметра
Давление на входе (рабочее), МПа	0,3 (3); 0,6 (6); 1,2 (12)
Максимально допустимое падение давления на кассете фильтра, даПа:
сетчатого	500 (500)
висцинового	500 (500)
волосяного	1000 (1000)

 
     
     
^ Выбор предохранительного запорного клапана - ПЗК  
 
      
     5.38 Выбор типа ПЗК определяется исходя из параметров газа, проходящего через регулятор давления, а именно: максимального давления газа на входе в регулятор; выходного давления газа из регулятора и подлежащего контролю; диаметра входного патрубка в регулятор. 
      
     5.39 Выбранный ПЗК должен обеспечивать герметичное закрытие подачи газа в регулятор в случае повышения или понижения давления за ним сверх установленных пределов. 
      
      
 
^ Выбор предохранительного сбросного клапана - ПСК  
 
      
     5.40 Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять: 
      
     - при наличии перед регулятором давления ПЗК - по формуле (21) 
      
 
,                                                                            (21) 
 
      
     где - количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа, м /ч, при =0 °С и =0,10132 МПа; 
      
      - расчетная пропускная способность регулятора давления, м /ч, при =0 °С и =0,10132 МПа; 
      
     - при отсутствии перед регулятором давления ПЗК - по формулам (22) и (23); 
      
     - для регуляторов давления с золотниковыми клапанами 
      
 
;                                                                            (22) 
 
      
     - для регулирующих заслонок с электронными регуляторами  
 
 
.                                                                           (23) 
 
      
     При необходимости установки в ГРП (ГРУ) параллельно нескольких регуляторов давления количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять по формуле (24) 
      
 
,                                                                                  (24) 
 
      
     где - необходимое суммарное количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа, м /ч, при =0 °С и =0,10132 МПа; 
 
      
      - количество регуляторов, шт.; 
      
      - количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа каждым регулятором, м /ч, при =0 °С и =0,10132 МПа; 
      
     5.41 Пропускную способность ПСК следует определять по данным заводов-изготовителей или расчетам. 
      
      
 
Подбор шкафных регуляторных пунктов - ШРП  
 
      
     5.42 При выборе типа ШРП следует руководствоваться указанием 5.28-5.32, а также учитывать следующие факторы: 
      
     - влияние климатической зоны, где будет эксплуатироваться ШРП; 
      
     - влияние отрицательных температур наружного воздуха; 
      
     - температуру точки росы природного газа, при которой из него выпадает конденсат.