Газоснабжение населенного пункта

Содержание

Введение 3

1 Расчет характеристик газообразного топлива 4

2 Определение численности населения 7

3 Расчет потребности газа 9

3.1 Определение годовых расходов теплоты 10

3.1.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах 10

3.1.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях бытового обслуживания 11

3.1.3 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях общественного питания 12

3.1.4 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в учреждениях здравоохранения 12

3.1.5 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на хлебозаводах и пекарнях 13

3.1.6 Определение годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение жилых и общественных зданий 14

3.1.7 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания населения, школ и ВУЗов 15

3.1.8 Составление итоговой таблицы потребления газа городом 15

3.2 Определение годовых и часовых расходов газа различными

потребителями 16

3.3 Построение графиков годового газопотребления 17

4 Выбор и обоснование системы газоснабжения 22

4.1 Определение оптимального числа ГРП 24

4.2 Типовые схемы ГРП и ГРУ 27

4.3 Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок 28

4.3.1 Выбор регулятора давления 28

4.3.2 Выбор предохранительно-запорного клапана 22

4.3.3 Выбор предохранительно-сбросного клапана 30

4.3.4 Выбор фильтра 30

4.3.5 Выбор запорной арматуры 31

4.4 Конструктивные элементы газопроводов 32

4.4.1 Трубы 32

4.4.2 Детали газопроводов 33

5 Гидравлический расчёт газопроводов 33

5.1 Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления 34

5.1.1 Расчет в аварийных режимах 35

5.1.2 Расчет ответвлений 38

5.1.3 Расчёт при нормальном потокораспределении 39

5.2 Гидравлический расчет тупиковых газопроводов низкого давления 41

Заключение………………………………………………………………………….…45Литература……………………………………………………………………………..46

 

Введение

Природный газ является самым дешевым энергоносителем, поэтому его использование находит  широкое применение в сфере бытового обслуживания жилых и общественных зданий, а также в промышленности. В связи с этим грамотное газоснабжение  потребителей является очень важным фактором.

Выполнение курсового  проекта по газоснабжению района города позволит подробно ознакомиться с методиками гидравлического расчета  внутридворовых и внутридомовых систем газоснабжения, а также другими необходимыми расчетами, которые являются важной составляющей частью всего курса «Газоснабжение».

Задачей данной работы является разработка системы газоснабжения  квартала жилого микрорайона в городе Уфа. Также необходимо спроектировать внутридомовую систему газоснабжения жилого здания, обеспечивающую непрерывную подачу газа к газовым приборам и подобрать оборудование газорегуляторного пункта.

 

1 Расчет  характеристик газообразного топлива

 Для состава газа, определяемого из среднего компонентного состава природного газа в зависимости от месторождения, необходимо рассчитать характеристики газообразного топлива. Характеристики природного газа приводятся в таблице 1.

Таблица 1 – Состав газа по объему для Степановского месторождения

Компонент газа	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	СО2	Н2S
Содержание в %	95,1	2,3	0,7	0,4	0,8	0,5	0,2	0

 

Теплотворная  способность газа – количество теплоты, которое может быть получено при полном сгорании 1 м3 газа при нормальных условиях.

Различают высшую и низшую теплотворность топлива.

Высшая  теплотворная способность газа – количество теплоты, полученное при полном сгорании 1м³ газа, включающее в себя теплоту, выделяющуюся при конденсации водяных паров продуктов сгорания.

Низшая  теплотворность газа - количество теплоты, полученное в процессе горения, без учета теплоты конденсации водяных паров – продуктов сгорания.

Практически при сжигании газа водяные пары не конденсируются, а удаляются с  другими продуктами сгорания, поэтому  расчет ведем по низшей теплотворной способности газа.

Низшая  теплота сгорания газа определяется по формуле:

,                                         (1)

где Q_c – теплота сгорания сухого газа, кДж/м³;

Q₁, Q₂, Q_k – теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное топливо, кДж/м³ (данные приведены в таблице 2);

x₁, x₂, x₃ – объемные доли компонентов, составляющих газообразное топливо, % (данные приведены в таблице 1).

 

 

Таблица 2 – Теплота сгорания чистых горючих  газов

Газ	Теплота сгорания
	высшая	низшая
	при 0 °С, и 101,3 кПа
1	2	3
Метан	39,86	35,84
Этан	70,42	63,73
Пропан	101,74	93,37
Бутан	133,98	123,77
Изобутан	131,89	121,84

 

Плотность сухого газа определяют как сумму  произведений плотностей компонентов, составляющих газообразное топливо, на их объемные доли:

,                                       (2)

где p - плотность сухого газа, кг/м³;

p₁, p₂, … , p_k – плотности компонентов, кг/м³ (данные приведены в таблице 3).

 

Таблица 3 – Физические характеристики газов

Состав газа	Плотность. кг/м3 при t = 00 C P = 101.3 кПа	Относительная плотность по воздуху
1	2	3
Метан CH4	0,7168	0,5545
Этан С2H6	1,3566	1,049
Пропан C3H8	2,019	1,562
Бутан C4H10	2,703	2,091
Изобутан C5H12	2,668	2,064
Азот N2	1,2505	0,9673
Двуокись углерода  CO2	1,9768	1,5291
Сероводород H2S	1,5392	1,1906

 

Относительная плотность сухого газа по воздуху равна:

,                                                   (3)

где p_в = 1,293 - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³,

 

Характеристики  газа сводим в таблицу 4.

Таблица 4 –  Характеристики газообразного топлива  при нормальных физических условиях (Т=273,15 К, Р=101,325 кПа)

Теплота сгорания Qрн, кДж/м3	Плотность ρс, кг/м3	Относительная плотность ρсотн
1	2	3
37,67	0,769	0,595

 

 

 

2 Определение численности населения

Расход газа на коммунально-бытовые  и теплофикационные нужды города или посёлка зависит от числа  жителей. Если число жителей точно  не известно, то приближенно его можно определить следующим образом.

По плотности населения на один гектар газифицируемой территории

 

 чел.,                                                 (4)

 

где - площадь района в га., полученная в результате замеров по плану застройки;

m - плотность населения , чел/га.

Суммируя численность населения  каждого квартала, определяют число  жителей по зонам застройки и  общую численность населения  в населенном пункте. Результаты расчетов сводят в таблицу 5.

Таблица 5 – Результаты расчета  численности населения

Номер зоны	Номер квартала по генплану	Площадь квартала , га	Плотность населения m, чел/га	Число жителей в квартале N, чел.
1	1	22,88	380                                         380	8694,4
	2	15,36		5836,8
	3	14,4		5472
	4	37,6		14288
	5	28,8		10944
	6	20,8		7904
	7	21,6		8208
	8	28,16		10700,8
	9	22,88		8694,4
	10	19,2		7296
	11	8		3040
	12	17,92		6809,6
	13	17,92		6809,6
	14	17,92		6809,6
	15	17,92		6809,6
	16	28,8		10944
	17	32		12160
	18	8		3040
	19	28,8		10944
	20	36,8		13984
	21	9,6		3648
	Итого по 1-ой зоне	455,36		173036,8
2             2	1	17,92		6809,6
	2	17,92		6809,6
	3	17,92		6809,6
	4	17,92		6809,6
	5	17,92		6809,6
	6	17,92		6809,6
	7	17,92		6809,6
	8	17,92		6809,6
	9	29,12		11065,6
	10	16,64		6323,2
	11	22,88		8694,4
	12	24,64		9363,2
	13	19,2		7296
	14	20,16		7660,8
	15	25,6		9728
	16	32		12160
	17	17,6		6688
	18	35,2		13376
	19	35,2		13376
	Итого по 2-ой зоне	421,6		160208
	Итого:	876,96		333244,8

 

 

3 Расчет  потребности газа

 

Городские системы газоснабжения не имеют  аккумулирующих емкостей, расположенных  у потребителей, а ёмкость самих  газовых сетей очень мала (не более 3-4 % от максимально часовой пропускной способности). Поэтому пропускную способность  газовых сетей необходимо рассчитывать на пиковые, максимальные часовые расходы  газа, которые определяются как доля годового расхода по формуле:

,                          (5)

где  Q_г - годовое потребление газа, м³/год;

- коэффициент часового максимума  (коэффициент перевода годового потребления к максимально часовому расходу газа).

 

=1/m,                                                (6)

 

где m - число часов использования максимума и определяет количество часов, за которое весь годовой расход газа был бы  израсходован с равномерным расходом, равным максимально часовому расходу.

 Коэффициент часового максимума  учитывает неравномерность потребления  газа различными потребителями  газа. Неравномерность потребления  зависит от многих факторов  и может быть сезонная, недельная,  суточная. Так наибольшая суточная неравномерность присуща бытовым и другим потребителям, использующим газ для приготовления пищи и горячей воды. Наименьшая - промышленным предприятиям с непрерывным технологическим процессом.

Для бытовых потребителей коэффициент  часового максимума зависит от численности  населения или газовых приборов. Чем больше число жителей, тем  меньше вероятность совпадения единичных  максимумов потребления, тем, следовательно, равномернее потребление газа, тем  меньше коэффициент  часового максимума.

Для  бытового  потребления  газа   следует принимать отдельно для каждого квартала  в зависимости от численности населения квартала, коммунально-бытовых потребителей и промышленных предприятий в зависимости от сменности работы предприятия.

Годовые расходы газа на приготовление  пищи и горячей воды в квартирах, а также на хозяйственно - бытовые  и коммунальные нужды общественных зданий, предприятий общественного  питания и предприятий определяем по нормам.

3.1 Определение годовых расходов теплоты

 

Расход газа на различные нужды  зависит от расходов теплоты необходимой, например, для приготовления пищи, стирки белья, выпечки хлеба, выработки  того или иного изделия на промпредприятии  т. п.