Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Ноября 2013 в 20:04, курсовая работа
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.
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
На входе газа в ГРП следует применять стальную арматуру, или арматуру из ковкого чугуна. На выходе из ГРП при низком давлении можно применять арматуру из серого чугуна. Она дешевле стальной.
Условный диаметр задвижек в ГРП должен соответствовать диаметру газопроводов на входе и выходе газа. Условный диаметр вентилей и кранов на импульсных линиях ГРП или ГРУ рекомендуется выбирать равным 20 мм или 15 мм.
4.4 Конструктивные элементы газопроводов
На газопроводах применяются следующие конструктивные элементы:
трубы; запорно-регулирующая арматура; линзовые компенсаторы; сборники конденсата; футляры; колодцы; опоры и кронштейны для наружных газопроводов; системы защиты подземных газопроводов от коррозии; контрольные пункты для измерения потенциала газопроводов относительно грунта и определения утечек газа.
Трубы составляют основную часть газопроводов, по ним транспортируется газ к потребителям. Все соединения труб на газопроводах выполняются только сварными. Фланцевые соединения допускаются только местах установки запорно-регулирующей арматуры.
4.4.1 Трубы
Для строительства систем газоснабжения следует применять стальные прямошовные, спиральношовные сварные и бесшовные трубы, изготавливаемые из хорошо свариваемых сталей, содержащих не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для газопроводов, например, применяется сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, группы В ГОСТ 14637-89 и ГОСТ 16523-89 не ниже второй категории марок Ст. 2, Ст. 3, а также Ст. 4 при содержании в ней углерода не более 0,25 %.
А - нормирование (гарантия) механических свойств;
Б - нормирование (гарантия) химического состава;
В - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств;
Г - нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств на термообработанных образцах;
Д - без нормируемых показателей
химического состава и
Рекомендуется применять трубы следующих групп поставки:
- при расчетной температуре наружного воздуха до - 40 °С - группу В;
- при температуре - 40 °С и ниже - группы В и Г.
При выборе труб для строительства газопроводов следует применять, как правило, трубы, изготовленные из более дешевой углеродистой стали по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 1050-88.
4.4.2 Детали газопроводов
К деталям газопроводов относятся: отводы, переходы, тройники, заглушки.
Отводы устанавливаются в
Переходы устанавливаются в
местах изменения диаметров
Тройники служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Их применяют в местах подключения к газопроводам потребителей.
Заглушки служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Заглушки представляют собой круг соответствующего диаметра, выполненный из стали тех же марок, что и газопровод.
5 Гидравлический расчет газопроводов
Основная задача гидравлических расчетов заключается в том, чтобы определить диаметры газопроводов. С точки зрения методов гидравлические расчеты газопроводов можно разделить на следующие типы:
Для проведения гидравлических расчётов необходимо иметь следующие исходные данные:
Расчетная схема газопровода составляется в упрощенном виде по плану газифицируемого района. Все участки газопроводов как бы выпрямляются и указываются их полные длины со всеми изгибами и поворотами. Точки расположения потребителей газа на плане определяются местами расположения соответствующих ГРП или ГРУ.
5.1 Гидравлический
расчет кольцевых сетей
Гидравлический режим работы газопроводов
высокого и среднего давления назначается
из условий максимального
Расчёт подобных сетей состоит из трёх этапов:
Расчетная схема газопровода представлена на рисунке 1. Длины отдельных участков указаны в метрах. Номера расчетных участков указаны числами в кружках. Расход газа отдельными потребителями обозначен буквой V и имеет размерность м3/ч. Места изменения расхода газа на кольце обозначены цифрами 0, 1, 2, ..... , и т. д. Источник питания газом (ГРС) подключен к точке 0.
Газопровод высокого давления имеет в начальной точке 0 избыточное давление газа РН =0,6 МПа. Конечное давление газа РК = 0,15 МПа. Это давление должно поддерживаться у всех потребителей, подключенных к данному кольцу, одинаковым независимо от места их расположения.
В расчетах используется абсолютное давление газа, поэтому расчетные РН =0,7 МПа и РК=0,25 МПа. Длины участков переведены в километры.
Для начала расчёта определяем среднюю удельную разность квадратов давлений:
где ål i - сумма длин всех участков по расчётному направлению, км.
Множитель 1,1 означает искусственное увеличение длины газопровода для компенсации различных местных сопротивлений (повороты, задвижки, компенсаторы и т. п.).
Далее, используя среднее значение АСР и расчетный расход газа на соответствующем участке, по номограмме определяем диаметр газопровода и по нему, используя ту же номограмму, уточняем значение А для выбранного стандартного диаметра газопровода. Затем по уточненному значению А и расчетной длине, определяем точное значение разности на участке. Все расчеты сводят в таблицы.
Рисунок 1 - Расчётная схема кольцевого газопровода высокого давления
5.1.1 Расчет в аварийных режимах
Аварийные режимы работы газопровода наступают тогда, когда откажут в работе участки газопровода, примыкающие к точке питания 0. В моем случае это участки 1 и 12. Питание потребителей в аварийных режимах должно осуществляться по тупиковой сети с условием обязательного поддержания давления газа у последнего потребителя РК = 0,25 МПа.
Результаты расчетов сводим в таблицы 9 и 10.
Расход газа на участках определяется по формуле:
(33)
где Кобi - коэффициент обеспеченности различных потребителей газа;
Vi - часовой расход газа у соответствующего потребителя, м3/ч.
Для простоты коэффициент обеспеченности принят равным 0,8 у всех потребителей газа.
Расчетную длину участков газопровода определяют по уравнению:
Средняя удельная разность квадратов давлений в первом аварийном режиме составит:
Таблица 9 - Аварийный режим на участке 1
Отказал участок 1 | |||||
№ уч. |
d У мм |
l Р км |
V Р м3 / ч |
Р2н-Р2к l Р |
Р2н-Р2к , МПа2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
12 |
630 |
0,825 |
94228,69 |
0,0122 |
0,010065 |
11 |
630 |
1,65 |
93638,90 |
0,0121 |
0,019965 |
10 |
529 |
3,025 |
92280,92 |
0,029 |
0,087725 |
9 |
529 |
1,76 |
91025,80 |
0,029 |
0,05104 |
8 |
529 |
0,99 |
89416,28 |
0,0285 |
0,028215 |
7 |
529 |
2,86 |
88509,90 |
0,028 |
0,08008 |
6 |
529 |
1,1 |
87378,52 |
0,026 |
0,0286 |
5 |
529 |
1,65 |
86876,32 |
0,0255 |
0,042075 |
4 |
529 |
1,265 |
85497,45 |
0,0252 |
0,031878 |
3 |
529 |
1,65 |
83900,03 |
0,025 |
0,04125 |
2 |
108 |
0,605 |
771,39 |
0,012 |
0,00726 |
ålР=17,38 |
å(Р2н-Р2к)=0,428 | ||||
PК = - 0,1 = 0,149 Ошибка: 0,6 % < 5 %.
Отсюда следует, расчёт сделан правильно.
Переходим к расчету второго аварийного режима.
Таблица 10 - Аварийный режим на участке 12
Отказал участок 12 | |||||
№ уч. |
d У мм |
l Р км |
V Р м3 / ч |
Р2н-Р2к l Р |
Р2н-Р2к , МПа2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
529 |
0,275 |
94228,69 |
0,034 |
0,00935 |
2 |
529 |
0,605 |
93457,30 |
0,033 |
0,019965 |
3 |
219 |
1,65 |
10328,66 |
0,049 |
0,08085 |
4 |
219 |
1,265 |
8731,24 |
0,034 |
0,04301 |
5 |
219 |
1,65 |
7352,37 |
0,028 |
0,0462 |
6 |
219 |
1,1 |
6850,16 |
0,02 |
0,022 |
7 |
219 |
2,86 |
5718,79 |
0,014 |
0,04004 |
8 |
219 |
0,99 |
4812,40 |
0,01 |
0,0099 |
9 |
159 |
1,76 |
3202,88 |
0,025 |
0,044 |
10 |
133 |
3,025 |
1947,76 |
0,025 |
0,075625 |
11 |
89 |
1,65 |
589,79 |
0,02 |
0,033 |
∑lР=16,83 |
∑(Р2н-Р2к)=0,424 | ||||
P К = - 0,1 = 0,157 Ошибка: 4,6 % < 5 %
Отсюда следует, расчёт сделан правильно.
На этом расчет во втором аварийном режиме заканчивается.
Зная потери давления на каждом участке,
определяем абсолютное давление в каждой
точке в обоих аварийных
где - сумма разности квадратов давлений на участках, предшествующих точке определения давления.
Все расчеты по определению давлений в различных точках кольца можно свести в таблицу.
Таблица 11 – Расчет при отказе участка
Номер точки на кольце |
Отказал участок 1 |
Отказал участок 12 |
1 |
2 |
3 |
Давление газа, МПа |
Давление газа, МПа | |
0 |
0,7 |
0,7 |
1 |
0,2501 |
0,6933 |
2 |
0,2629 |
0,6787 |
3 |
0,3322 |
0,6163 |
4 |
0,3771 |
0,5804 |
5 |
0,4293 |
0,5391 |
6 |
0,4614 |
0,5183 |
1 |
2 |
3 |
7 |
0,5413 |
0,4781 |
8 |
0,5668 |
0,4676 |
9 |
0,6101 |
0,4180 |
10 |
0,6782 |
0,3147 |
11 |
0,6928 |
0,2570 |
Давление газа в точках подключения
к кольцу потребителей необходимо знать
для определения диаметров
5.1.2 Расчет ответвлений
В этом расчете определяются диаметры газопроводов, подводящих газ от кольцевого газопровода к потребителям V 1, V 2, ..... , и т. д. Для этого используется расчет давления в точках изменения расходов 1, 2, 3, .... 17 сведенный в таблицу. Перепад давлений в точке подключения газопровода ответвления к кольцевому газопроводу и заданным конечным давлением у потребителя.