Газоснабжение населенного пункта

                                   (25)

Полученное оптимальное число  ГРП используют при конструировании  газовых сетей низкого давления. Сетевые ГРП размещают, как правило, в центре газифицируемой территории так, чтобы все потребители газа были расположены от ГРП примерно на одинаковых расстояниях. Максимальное удаление ГРП от проектируемых магистральных газопроводов высокого или среднего давления должно составлять 50…100 метров.

j= 0,0075 + 0,003 *380 / 100 = 0,0189 1/м,

e = 18730 / 333244,8 = 0,056 м³/чел.ч,

R _ОПТ = 249 1000^0,081 / [0,0189^0,245 (380 0,056)^0,143] = 743,99 м,

V _ОПТ = 380 0,056 743,99² / 5000 = 2355,79 м³ / ч,

n _ОПТ = 18730 / 2355,79 = 8  шт,

Откорректируем V^К_ЧАС в соответствие с полученным числом ГРП:

V^К_ЧАС = n _ОПТ  V _ОПТ  м³ / ч,

V^К_ЧАС = 8 2355,79 = 18846,32 м³ / ч.

 

 

Таблица 8 Распределение жилых кварталов  по номерам ГРП

№ ГРП	№ кварталов	Площадь кварталов, га	Численность жителей	Годовой расход газа, м3/год	Часовой расход газа, м3/ч
I	1-1; 1-2; 1-3; 1-4	90,24	34291,2	55184,84*103	1920,31
II	1-11; 1-12; 1-14; 1-16; 1-17; 1-18	112,64	42803,2	6471,85*103	2396,98
III	Хлебозавод			6384,39*103	1,064*103
IV	1-13; 1-15; 1-19; 1-20; 2-1; 2-3	137,28	52166,4	7887,56*103	2921,32
V	1-21; 2-4; 2-7; 2-17; 2-19; 2-18; 2-15	159,04	60435,2	9137,79*103	3384,37
VI	2-12; 2-14; 2-16	76,8	29184	4412,61*103	1634,3
VII	2-10; 2-11; 2-13	58,72	22313,6	3373,81*103	1249,56
VIII	2-6; 2-8; 2-9; 1-8; 1-9; 1-10	135,2	51376	7768,06*103	2877,06
IX	Котельная			405959,9*103	176,12*103
X	Баня			9200*103	3,41*103
XI	1-5; 1-6; 1-7; 2-1; 2-2; 2-5	124,96	47484,8	7179,71*103	2659,15

 

 

4.2 Типовые схемы ГРП  и ГРУ

 

Газорегуляторные пункты (ГРП) размещают  в отдельно стоящих зданиях из кирпича или железобетонных блоков. Размещение ГРП в населенных пунктах регламентируется СНиП. На промышленных предприятиях ГРП размещаются на местах вводов газопроводов на их территорию.

Здание ГРП имеет 4 отдельных помещения:

• основное помещение 2, где размещается все газо-регулирующее оборудование;
• помещение 3 для контрольно-измерительных приборов;
• помещение 4 для отопительного оборудования с газовым котлом;
• помещение 1 для вводного и выводного газопровода и ручного регулирования давления газа.

В типовом ГРП, можно выделить следующие узлы:

• узел ввода-вывода газа с байпасом 7 для ручного регулирования давления газа после ГРП;
• узел механической очистки газа с фильтром 1;
• узел регулирования давления газа  с регулятором 2 и предохранительно-запорным клапаном 3;
• узел измерения расхода газа с диафрагмой 6 или счётчиком газа.

В помещении для контрольно-измерительных  приборов размещаются самопишущие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП, расходомер газа, дифманометр, измеряющий перепад давления на фильтре. В основном помещении ГРП устанавливаются показывающие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП; термометры расширения, измеряющие температуру газа на вводе газа в ГРП и после узла измерения расхода газа.

В помещении ГРП необходимо поддерживать положительную температуру воздуха не менее 10 °С. Для этого ГРП оборудуется местной системой отопления или подключается к системе отопления одного из ближайших зданий.

Для вентиляции ГРП на крыше устанавливается  дефлектор, обеспечивающий трёхкратный воздухообмен в основном помещении ГРП. Входная дверь в основное помещение ГРП в нижней её части должна иметь щели для прохода воздуха.

Освещение ГРП чаще всего выполняется  наружным путем установки источников направленного света на окнах  ГРП. Можно выполнять освещение ГРП во взрывобезопасном исполнении. В любом случае включение освещения ГРП должно осуществляться снаружи.

Возле здания ГРП оборудуется молниезащита и заземляющий контур.

 Газорегуляторные установки

Газорегуляторные установки (ГРУ) по своим задачам и принципу работы не отличаются от ГРП. Основное их отличие  от ГРП заключается в том, что ГРУ можно размещать непосредственно в тех помещениях, где используется газ, или где-то рядом, обеспечивая свободный доступ к ГРУ. Отдельных зданий для ГРУ не строят. ГРУ обносят заградительной сеткой и вывешивают возле ее предупредительные плакаты. ГРУ, как правило, сооружаются в производственных цехах, в котельных, у коммунально-бытовых потребителей газа. ГРУ могут выполняться в металлических шкафах, которые укрепляются на наружных стенах производственных зданий. Правила размещения ГРУ регламентируются СНиП.

К помещению, где расположено ГРУ, с точки зрения вентиляции и освещения  предъявляются те же требования, что  и для ГРП.

 

4.3 Выбор  оборудования газорегуляторных  пунктов и установок

 

Выбор оборудования ГРП и ГРУ  начинается с определения типа регулятора давления газа. После выбора регулятора давления определяются типы предохранительно-запорных и предохранительно-сбросных клапанов. Далее подбирается фильтр для очистки газа, а затем запорная арматура и контрольно-измерительные приборы.

 

4.3.1 Выбор  регулятора давления

 

Регулятор давления должен обеспечивать пропуск через ГРП необходимого кол-во газа и поддерживать постоянное давление его независимо от расхода.

Расчётное уравнение для определения  пропускной способности регулятора давления выбираются в зависимости  от характера истечения газа через  регулирующий орган.

При докритическом истечении, когда скорость газа при проходе через клапан регулятора не превышает скорость звука, расчётное уравнение записывается в виде:

                          (26)

 

При сверхкритическом давлении, когда скорость газа в клапане регулятора давления превышает скорость звука, расчётное уравнение имеет вид:

                   (27)

В формулах:

K_V - коэффициент пропускной способности регулятора давления;

e - коэффициент, учитывающий неточность исходной модели для уравнений;

                                        (28)

                                    (29)

DP - перепад давлений в линии регулирования, МПа

                                   (30)

где P₁ - абсолютное давление газа перед ГРП или ГРУ, МПа;

P₂ - абсолютное давление газа после ГРП или ГРУ, МПа;

P ₁ = 0,15 + 0,1 = 0,25 МПа,

P ₂ = 0,005 + 0,1 = 0,105 МПа,

  DP - потери давления газа в линии регулирования, обычно равные 0,007 МПа;

  (DP / P₁) _КР = 0,5

  e _КР = 1 - 0,46 * 0,5 = 0,77

  r_О = 0,73 -плотность газа при нормальном давлении, кг/м³;

     Т - абсолютная температура газа равная 283 К;

      Z - коэффициент, учитывающий отклонение свойств газа от свойств идеального газа (при Р1 £ 1,2 МПа Z = 1).

Расчётный расход V_Р должен быть больше оптимального расхода газа через ГРП на 15…20%, то есть:

V_Р = (1,15 ¸ 1,2)*V _ОПТ  м³/ч.,

V_Р = 1,2*2355,79 = 2826,95 м³/ч..

Определить режим истечения  газа через клапан регулятора можно  по соотношению:

Р₂ / Р₁ = 0,105 / 0,25 = 0,42

Если Р₂ / Р₁ ³ 0,5 , то течение газа будет докритическим и поэтому следует применять уравнение первое.

Так как Р₂ / Р₁ < 0,5 , то течение газа будет сверхкритическим и поэтому следует применять уравнение второе.

Из вышеуказанных уравнений  для определения типа регулятора определяем его коэффициент пропускной способности K_V.

 

 

Определив K_V, по таблице 7.1  [2] выбираем тип регулятора с K_V ближайшим большим значением, чем получен по расчёту.

По расчёту получен K_V = 56,75. Ближайший К_V  в таблице равен 60 и относится к регулятору РД-80-64. Следовательно, этот регулятор следует установить в ГРП.

 

4.3.2 Выбор  предохранительно-запорного клапана

 

Промышленность выпускает два  типа ПЗК: ПКН и ПКВ. Первый следует применять в случаях, когда после ГРП или ГРУ поддерживается низкое давление, второй - среднее. Габариты и тип клапана определяются типом регулятора давления. ПЗК обычно выбирают с таким же условным диаметром, как и регулятор.

Определен тип регулятора РД-80-64. Этот регулятор имеет условный  диаметр 80 мм. Следовательно, ПЗК будет ПКН-80.

 

4.3.3 Выбор  предохранительно-сбросного клапана

 

Предохранительно-сбросной клапан подбирается  по пропускной способности регулятора давления. Пропускная способность ПСК должна составлять не менее 10 % от пропускной способности регулятора давления или не менее пропускной способности наибольшего из клапанов. Выбираем ПСК-50Н/20.

4.3.4 Выбор  фильтра

 

Задачей фильтра в ГРП или  ГРУ является отчистка от механических примесей. При этом фильтр должен пропускать весь газовый поток, не превышая допустимую потерю давления на себе в размере 10000 Па.

Промышленность выпускает два  вида газовых фильтров: кассетные  с литым корпусом типа ФВ-100 и ФВ-200; кассетные со сварным корпусом  типа ФГ7-50-6; ФГ9-50-12; ФГ15-100-6; ФГ19-10-12; ФГ36-200-6; ФГ46-200-12; ФГ80-300-6; ФГ100-300-12.

Первый тип фильтров предназначен для небольших до 3800 м³/ч расходов газа. Второй тип фильтров предназначен для пропуска больших расходов газа. Число после ФГ означает пропускную способность фильтра в тысячах кубических метров в час.

Для подбора фильтра необходимо определить перепад давления газа на нем при расчетном расходе  газа через ГРП или ГРУ.

Для фильтров этот перепад давления определяют по формуле:

                        (31)

где DР_ГР - паспортное значение перепада давления газа на фильтре, Па;

V_ГР - паспортное значение пропускной способности фильтра, м³/ч;

r_О - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Р₁ - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

V_Р - расчетный расход газа через ГРП иди ГРУ, м³/ч.

DР _ГР = 10000 Па,   V_ГР = 7000 м³/ч,    r_О = 0,73 кг/м³,

За исходный возьмем фильтр ФГ 7 - 50 – 6.

DР = 0,1*10000*(2826,95 / 7000)²*0,73 / 0,25 = 476,24 Па,

Перепад  для фильтра ГРП не превышает допустимого значения 10000 Па, следовательно выбран фильтр ФГ 7 - 50 - 6.

 

4.3.5 Выбор  запорной арматуры

 

Запорная арматура (задвижки, вентили, пробковые краны), применяются в  ГРП и ГРУ должна быть рассчитана на газовую среду. Главными критериями при выборе запорной арматуры являются условный диаметр D_У и исполнительное давление Р_У.

Задвижки применяются как с  выдвижными, так и с не выдвижными шпинделем. Первые предпочтительней для  надземной установки, вторые - для  подземной.

Вентили применяют в тех случаях, когда повышенной потерей давления можно пренебречь, например, на импульсных линиях.

Пробковые краны имеют значительно  меньшее гидравлическое сопротивление, чем вентили. Их различают по затяжке  конической пробки на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубам - на муфтовые и фланцевые.

Материалом для изготовления запорной арматуры служат: углеродистая сталь, легированная сталь, серый и ковкий чугун, латунь и бронза.

Запорная арматура  из серого чугуна применяется при рабочем давлении газа не более 0,6 МПа. Стальная, латунная и бронзовая при давлении до 1,6 МПа. Рабочая температура для  чугунной и бронзовой арматуры должна быть не ниже -35 С, для стальной не менее -40 С.