Современные системы отопления и горячего водоснабжения в России

   Предварительный  гидравлический расчет заключается  в подборе диаметров труб по  расчетному расходу газа и  удельным потерям давления. В  связи с тем, что ближайшие  диаметры труб значительно отличаются  друг от друга, не удается  удовлетворить второй закон Кирхгофа, что не позволяет определить  действительное давление газа  в узловых точках.

   В  результате окончательного гидравлического  расчета газовых сетей, т.е.  гидравлической увязки, алгебраическая  сумма потерь давления всех  замкнутых контуров сети должна  быть равна нулю.

Поправочный круговой расход:

 

                                             ∆Q = ∆Q ' + ∆Q " , (м3/ч)                             (5.8)

 

где, ∆Q ' –  часть поправки, полученная без учета  влияния поправочных расходов соседних колец:

 

                                         ∆Q ' = ∑ ∆p/(1,75  ( ∑ ∆p/ Q)), (м3/ч)                (5.9)

∆Q " –  часть поправки, учитывающая влияние  поправочных расходов в соседних кольцах на рассчитываемое кольцо:

 

                     ∆Q " = ( ∑∆Q 'с.к  (∆p/ Q)у.с.к )/(∑ ∆p/ Q), (м3/ч)                 (5.10)

 

где, ∆p –  алгебраическая сумма потерь давления в кольце;

(∆p/ Q)у.с.к – вычисляют для участков, имеющих соседние кольца;

∆Q 'с.к – первое приближенное значение поправочных расходов в соседних кольцах.

После расчета  круговых поправочных расходов ∆Qк  для всех колец сети определяют поправочные расходы и новые расчетные расходы для всех участков газифицируемой территории.

 

Для участка, не имеющего соседних колец, поправочный  расход ∆Qуч = ∆Qк , а новый расчетный расход Qнов.расч = Q + ∆Qуч.

Для участка, имеющего соседние кольца, поправочный  расход

 

                                         ∆Qуч = ∆Qк - ∆Qс.к  , (м3/ч)                            (5.11)

 

а новый расчетный  расход:

                Qнов.расч = Q + ∆Qуч = Q + ∆Qк - ∆Qс.к  , (м3/ч)                 (5.12)

 

где, ∆Qс.к – поправочный расход в соседнем кольце, который прибавляется к расходу на участке с обратным знаком.

Проверив  степень использования расчетного перепада давления, при необходимости  корректируют диаметры отдельных труб.

  Последовательность расчета увязки аналогична расчету главной расчетной ветки. Особенностью является заполнение колонки 6 в которой указывается значение располагаемого давления с учетом полученных значений по участкам главной расчетной ветки до точки схода для конкретного участка увязки.

 

Гидравлический  расчет внутридомового газопровода

 

  Расчет внутридомового газопровода производится после выбора и размещения бытовых газовых аппаратов и составления схемы газопровода. Расчетный перепад давления газа увязывается с перепадом давления в распределительной сети.

 

Определяется  расчетный расход для всех участков по формуле

  Qhd = ∑   ksim ί    qnom ί    nί , (м3/ч)         

                                                    ί

где, ksim ί - коэффициент одновременности действия приборов,

nί  - число однотипных приборов,

qnom ί - номинальный расход газа приборами (м3/ч)

 

Определяется  расчетная длина участков и потери давления на них по формуле:

    lр = lф + ∑ζ• lэкв, (м)                       

 

 

где, lр  - расчетная длина газопровода, м;

lф – фактическая длина газопровода, м;

∑•ζ –  сумма коэффициентов местных  сопротивлений участка газопровода  длиной l1 ;

lэкв – эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м (т.е. длина участка, потери давления на котором равны потерям давления на местное сопротивление ∑•ζ =1).

 

Определяется  дополнительное избыточное давление, зависящее от высоты располагаемого газопровода

 

  ∆Ргидр. = ± g • h  (ρв – ρг ), Па              

 

где, ∆Ргидр. – гидростатическое давление, Па;

h – геометрическая  разница отметок конца и начала  участка, считая походу движения  газа, м;

ρв = 1,293 кг/м3;

ρг – плотность газового топлива применяемого в системе, кг/м3;

“ + ”  – используется при движении природного газа сверху - вниз;

“ - ”  – используется при движении природного газа снизу – вверх.

Расчет выполняется  в следующей последовательности:

1. Определяются  расчетные расходы для всех  участков сети;

2. Задаются  диаметры участков газопроводов;

3. Определяется  сумма местных коэффициентов 

4. Определяются удельные потери на трения .

5. Определяется  расчетная длина участков и  потери давления на них (рассчитывается  по формуле 5.7)6. Рассчитывается  дополнительное избыточное давление (рассчитывается по формуле 5.15)

7. Определяются  потери давления на участках  по формуле ∆Р = ∆Р/l  • lр .

8. Определяются  суммарные потери давления на  газопроводе с учетом потерь  в трубах и арматуре приборов (300-350 Па плюс потери в приборах), по формуле P+Pгид.

Примерное значение потерь давления в трубах и арматуре газовых приборов составляет:

в плитах (40-60 Па);

в водонагревателях (80-100 Па).

9. Полученные  суммарные потери сравнивают  с располагаемым перепадом давления; при необходимости выполняют  перерасчет.

 

10. определяется  движение газа по расчетной  схеме ( “ + ” – используется при движении природного газа сверху - вниз; “ - ” – используется при движении природного газа снизу – вверх);

11. определяется  дополнительное избыточное давление (рассчитывается по формуле 5.15);

12. определяются  суммарные потери давления на  газопроводе (рассчитывается по формуле P+Pгид

 

 

6 Подбор  оборудования ШРП 

 

Назначение, классификация и оборудование ГРП  и установки.

   Газорегуляторные  пункты (ГРП) и установки (ГРУ)  предназначены для снижения давления  газа, поступающего к потребителю,  до необходимого, и автоматического  поддержания его постоянным независимо  от расхода газа и колебания  его давления до ГРП(ГРУ). Кроме того, на ГРП(ГРУ) осуществляют очистку газа от механических примесей, контроль за входным и выходным давлением и температурой газа, учет расхода (в случае отсутствия специального пункта измерения расхода), предохранение от возможного повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода сверх допустимых пределов. В зависимости от входного давления различают ГРП и ГРУ среднего (до 3 МПа) и высокого давления (от 0,3 до 1,2 МПа). По значению ГРП могут быть общегородскими, районными, квартальными и объектовыми. При компоновке оборудования ГРП и ГРУ необходимо обеспечивать возможность доступа к оборудованию для монтажа, обслуживания и ремонта. Расстояние между параллельными рядами оборудования в свету должно быть не менее 0,4 м; ширина основного прохода в помещении ГРП и со стороны обслуживания ГРУ – не менее 0,8 м. При размещении оборудования на высоте более 1,5 м необходимо устраивать площадки с лестницами, огражденными перилами.

   Установка  арматуры, оборудования, а также  устройство фланцевых и резьбовых  соединений в каналах не допускается.  При проходе газопроводов и  других инженерных коммуникаций  через наружные стены и фундаменты  ГРП следует тщательно уплотнять  пространство между футляром  и стеной на всю толщину  пересекаемой конструкции. При  монтаже газопроводов в ГРП  и ГРУ можно использовать только  гнутые или крутоизогнутые штампованные  отводы.

В ГРП и  ГРУ следует предусматривать  продувочные и сбросные трубопроводы. Эти трубопроводы необходимо выводить наружу в места, обеспечивающие безопасные условия для рассеяния газа, но не менее чем на 1 м выше карниза  здания. Условный диаметр продувочного трубопровода должен быть не менее 20

мм; сбросного, отводящего газ от ПСК, - равен условному диаметру выходного патрубка клапана, но не менее 20 мм. Продувочные и сбросные трубопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах трубопроводов следует предусматривать устройства, исключающие попадание в них атмосферных осадков.

 

Размещение  ГРП

   ГРП  и ГРУ в зависимости от давления  газа на их вводе подразделяют  на ГРП и ГРУ среднего давления (свыше 0,005 до 0,3 МПа) и высокого  давления (выше 0,3 до 1,2 МПа). В соответствии со СНиП 42-01-2002 ГРП в зависимости от назначения и технической целесообразности могут размещаться в отдельно стоящих зданиях; в пристройках к зданиям; встроенными в одноэтажные производственные здания или котельные; в шкафах на наружных стенах газифицируемых зданий или на отдельно стоящих опорах из негорючих материалов; на покрытиях газифицируемых производственных зданий I и II степени огнестойкости с негорючим утеплителем; на открытых огражденных площадках под навесом на территории промышленных предприятий, если климатические условия позволяют обеспечить нормальную работу технологического оборудования и контрольно-измерительных приборов (КИП). Запрещается размещать ГРП в подвальных и цокольных помещениях зданий любого назначения, а также встроенными и пристроенными к жилым и общественным зданиям (кроме зданий производственного характера).

   Отдельно стоящие ГРП (включая шкафные, устанавливаемые на опорах) и населенных пунктах следует размещать в зоне зеленых насаждений, внутри жилых кварталов, на территории промышленных и других предприятий производственного характера в соответствии с нормативными требованиями. При установке шкафных ГРП с давлением газа на входе до 0,3 МПа, устанавливаемых на стене здания, расстояние от шкафа до окна, двери и других проемов по горизонтали не должно составлять менее 3 м и не менее 5 м при давлении газа на входе свыше 0,3 до 0,6 МПа. Расстояние по вертикали от шкафа до оконных проемов должно быть не менее 5 м.

   Шкафные ГРП могут устанавливаться на наружных стенах газифицируемых

зданий не ниже III степени огнестойкости промышленных, сельскохозяйственных и бытового обслуживания производственного характера при  давлении газа на вводе в ГРП до 0,6 МПа.

   На  вводах и выводах газопроводов  из ГРП отключающие устройства  перед ГРП допускается не предусматривать,  если имеющие на отводе от  распределительного газопровода  отключающие устройства находятся  от ГРП на расстоянии не  более 100 м. На промышленных  и коммунальных предприятиях  с односторонним питанием газом  отключающее устройство после  ГРП можно не устанавливать.

   Отключающие устройства в ГРП, размещаемых в пристройках к зданиям, и в шкафных ГРП допускается устанавливать на наружных надземных газопроводах на расстоянии менее 5 м от ГРП в удобном для обслуживания месте.

   Для  обеспечения нормальной работы  регулирующего оборудования и  КИП в зимнее время внутри  помещения ГРП необходимо поддерживать  положительную температуру (не  менее 5 ºС). Отопление ГРП может  быть паровым или водяным, как  от централизованного источника  тепла, так и от индивидуальной  отопительной установки. Максимальная температура теплоносителя не должна превышать 130 ºС. При устройстве в ГРП местного отопления отопительную установку следует размещать в изолированном помещении, имеющем самостоятельный выход и отделенном от технологического, а также от других помещений ГРП глухими газонепроницаемыми и противопожарными стенами с пределами огнестойкости не менее 2,5 ч. Труба подводки газа к отопительному котлу и трубы системы отопления при проходе через стену помещения регуляторов должны иметь сальниковые уплотнения. Для обогрева шкафных допускается использовать газовые горелки при условии обеспечения взрывопожаробезопасности.

   Все  оборудования ГРП необходимо  оборудовать постоянно действующей  вентиляцией, обеспечивающей не  менее чем 3-кратный воздухообмен  в 1 ч.

   Все  помещения ГРП должны иметь  естественное и искусственное  освещение. Электроосвещение должно  быть внутренним во взрывозащищенном  исполнении или наружным - в нормальном  исполнении. Электрические распределительные  устройства и другое электрооборудование  в нормальном исполнении следует

располагать вне помещений ГРП в специальном  шкафчике или в смежном помещении, предназначенном для отопительной установки либо приборов телемеханики. Металлические части электроустановок, не находящихся под напряжением, должны быть заземлены.

   Для  защиты от молний ГРП должны  быть оборудованы стержневым  молниеотводом, устанавливаемым  на стене здания, и заземляющим  устройством. Заземляющее устройство  из полосовой стали. Оно состоит  из внутреннего и наружного  контуров, соединенных между собой  сваркой. Внутренний контур заземления  прокладывают по стенам здания  на высоте 0,5 м от пола, внешний  – в земле на глубине 0,5 м  от поверхности земли и на  расстоянии 1 м от фундамента.

   При  наличии телефонной связи телефонный  аппарат устанавливается в подсобном  помещении ГРП или снаружи  здания в запирающемся ящике.  Телефонный аппарат во взрывозащищенном  исполнении может быть установлен  непосредственно в помещении  регулятора.