Курсовая работа по газоснабжению, ТулГУ

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Газоснабжение» Содержание 1. Определение физико-химических характеристик газа……………..……………5 2. Определение годовых и расчетных часовых расходов газа районом города…7 3. Сводная таблица годовых и часовых расходов газа городом……………….…21 Список использованной литературы ………….………..……….……………….22 Рис 1 Генплан города Исходные данные для проектирования Принимаем: 1. Зона №1 – кварталы 8-12; зона №2 – кварталы 13- 25; зона №3 – кварталы 1-7. 2. Плотностью населения в зоне №1 — 180 чел./га, в зоне №2 — 330 чел./га, в зоне №3 — 4003 чел./га. 3. Этажность застройки в зоне №1 2-3, в зоне № 5, в зоне №3-9. 4. Охват газоснабжением жилых домов -100% 5. В зоне №1 централизованное горячее водоснабжение и отопление отсутствуют. В зоне №2 предусмотрено централизованное отопление. В зоне №1 предусмотрено централизованное горячее водоснабжение и отопление.В районе города работают механизированные прачечные, обслуживающие 20 % населения и осуществляющие полный комплекс услуг. В банях, оборудованных ванными, моются 15 % населения. Услугами предприятий общественного питания пользуются 15 % населения города. 6. Структура потребления хлеба и кондитерских изделий в городе следующая: черный хлеб – 50 %, батоны – 30 %, кондитерские изделия – 20 %. 7. Район проектирования – г. Калининград. 1. Определение физико-химических характеристик газа Определяем плотность и низшую теплоту сгорания газовой смеси исходя из данных таблицы 1.1 Таблица 1.1 Состав природных газов % Плотность, кг/м3 Низшая теплота сгорания, кДж/м3 CH4 — метан 98,7 0,717 35840 C2H6 — этан 0,33 1,356 63730 C3H8 — пропан 0,13 2,004 93370 C4H10 — н-бутан 0,04 2,702 121800 C5H12 — н-пентан 0 3,457 146300 CO2 — углерода диоксид 0,1 1,977 12640 N2 — азот 0,7 1,251 10790 H2S — сероводород 0 1,539 23400 Низшая теплота сгорания газа определяется по формуле: , МДж/м3, (1) где Qнсi – низшая теплота сгорания компонента газа, МДж/м3; ri – объемная доля компонента, %. Принимать по [2] таблица 1.1. При расчете учитываются только горючие компоненты. Qнс=358,4СН4+637,3С2Н6+933,7С3Н8+1218С4Н10+1463С5Н12 + 107,9N2+ 234H2S+126,4СО2 Qнс=358,4*98,7+637,3*0,33+933,7*0,13+1218*0,04+1463*0+107,9*0,5+234*0,1+126,4*0,7=35843 кДж/м3 Определяем теплоту сгорания газа по формуле: (2) где = = 0,994 d1- принимаем 0,005 кг/м3, тогда 35843*0,994= 35628 кДж/м3 Плотность газа определяется по формуле : , кг/м3, (3) где i – плотность компонента газа, кг/м3. i=1,997*0,001+0,717*0,987+1,356*0,0033+2,004*0,0013+2,702*0,0004+3,457*0+1,251*0,007=0,725 кг/м3 Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле: , м3/м3, s=0,725/1,293= 0,56 м3/м3 (4) где в – плотность воздуха, кг/м3. При нормальных условиях (0С, 0,1013 МПа) в = 1,293 кг/м3.Результаты расчетов заносятся в таблицу 1. Основные характеристики газа Таблица 1.2 Qнс, МДж/м3 г, кг/м3 s, м3/м3 35,628 0,725 0,56 2. Определение годовых и расчетных часовых расходов газа В проекте необходимо определить годовые расходы газа низкого давления, потребителями которого являются бытовые и мелкие коммунально-бытовые потребители: жилые здания, предприятия общественного питания (больницы) и учреждения здравоохранения (столовые). При многоэтажной застройке численность населения определяется по формуле: где Fi, — площадь i-го квартала в м2; аi, — плотность населения в данном квартале чел/га; m — число кварталов в районе города. Определение количества жителей в городе (районе города) Таблица 2.1 №/№ Площадь квартала, га Плотность населения, чел/га. Количество жителей в квартале 1 2 3 4 1 83000 400 3320 2 112000 400 4480 3 109000 400 4360 4 58000 400 2320 5 59000 400 2360 6 69000 400 2760 7 67000 400 2680 8 175000 180 3150 9 59000 180 1062 10 69000 180 1242 11 67000 180 1206 12 117000 180 2106 13 138000 230 3174 14 134000 230 3082 15 84000 230 1932 16 98000 230 2254 17 96000 230 2208 18 112000 230 2576 19 55000 230 1265 20 64000 230 1472 21 76000 230 1748 22 67000 230 1541 23 36000 230 828 24 42000 230 966 25 54000 230 1242 Итого: 2100000 55334 Часовой расход газа на бытовое потребление определяем по формуле Vчас=Vгод * km, где km. — коэффициент часового максимума расхода газа. Величина (km) для жилых зданий и учреждений здравоохранения определяется по прил.4 [2] в зависимости от числа жителей методом интерполяции. Для бань, прачечных, предприятий общественного питания и хлебозаводов (хлебопекарен) по прил.5 [2]. Определяем значение km, для бытового потребления при числе жителей (7) km =1/2663 Годовой расход газа (Vгод) на бытовые нужды определяется по формуле Годовой расход тепла находим по формуле где Y — процент охвата района города системой газоснабжения; N — число жителей в районе города; n — число расчетных единиц потребления. Число расчетных единиц потребления определяется в зависимости от вида потребления газа. Для бытового потребления где q1, q2 q3 — соответственно нормы расхода тепла при наличии в квартирах: газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения, газовой плиты и наличия газового водонагревателя (децентрализованное горячее водоснабжение), при наличии газовой плиты и отсутствии всякого вида горячего водоснабжения, кДж/год; z1, z2, z3 — соответственно процент квартир, имеющих данный вид потребления газа (z1+ z2+ z3 = 100%). Величина Y составляет 100 %. Процент населения, пользующийся услугами централизованного горяче¬го водоснабжения, составляет Процент населения, имеющий в квартирах проточные водонагреватели, составляет Процент населения, не имеющего никакого вида горячего водоснабжения, составляет Воспользовавшись прил.3 [2], определяем Определим величины годового и часового расхода газа для прачечных. По [2] находим km = . Число расчетных единиц потребления для прачечных определяется по формуле где 100/1000 — норма стирки белья (100 т) на 1000 жителей в год; q4- норма расхода тепла на стирку 1 т сухого белья, кДж/т; z4 — процент охвата населения услугами прачечных. Величину удельного расхода тепла на стирку белья по [2] составляет 18800000 кДж/т. Определим величины годового и часового расхода газа для бань. По [2] находим km = . Число расчетных единиц потребления для бань определяется по формуле где 52 — норма помывок на одного человека в год; q5 — норма расхода тепла на помывку одного человека, кДж/пом.; z5 — процент охвата населения услугами бань. Величина удельного расхода тепла на одну помывку по приложению 3 [2] составляет 50000 кДж. Определим величины годового и часового расхода газа для предприятий общественного питания. По [2] находим km = . Число расчетных единиц потребления для предприятий общественного питания определяется по форме Величина удельного расхода тепла на один обед составляет 4200 кДж, завтрак (ужин) 2100 кДж (прил.3 [2]) Т.к. население города составляет 65894 чел., то количество командировочных и приезжих принимаем равное в размере 3 % от всего населения города. Определим величины годового и часового расхода газа для учреждений здравоохранения. Величина km принимается такой же, как для жилых домов. Величина удельного расхода тепла на 1 койку на приготовление пищи составляет 3200000 кДж, на приготовление горя¬чей воды для хозяйственно — бытовых нужд и лечебных процедур 9200000 кДж (прил. 3 [2]). Количество расчетных единиц потребления газа на приготовление пищи определяется по формуле Количество расчетных единиц потребления газа на приготовление горя¬чей воды для хозяйственно — бытовых нужд и лечебных процедур составляет Определим величины годового и часового расхода газа для предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий. Величина km = (прил. 5 [2]). Величина удельного расхода теп¬ла на выпечку хлеба и кондитерских изделий принимаются по прил. 3 [2]. Количество расчетных единиц потребления газа на приготовление пищи определяется по формуле где (0,6…0,8)/1000 — норма выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий в тоннах на 1000 жителей в сутки; q10, q11, q12 — соответственно норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны: хлеба формованного, батонов, кондитерских изделий, кДж/т; z10, z11 z12 — процент населения, покупающий соответствующий вид изделий (z10 + z11 + z12 = 100%). В курсовой работе z10, z11, z12 принимаем соответственно 50, 30 и 20 % Расход газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания населения непроизводственного характера и т.п. принимается в размере 5% от расхода газа на бытовое потребление. Определение расхода газа на отопление вентиляцию, централизованное горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Часовой расход газа на отопление жилых зданий определяется в по формуле где  — коэффициент, учитывающий потери теплоты при транспортировке от источника до потребителя; qо.f — удельная площадная отопительная характеристика жилых зданий, Вт/м2.2. Fо — общая площадь отапливаемых зданий в городе (районе города), м2;  — коэффициент полезного действия теплогенерирующей установки. При отсутствии данных величина Fо может быть определена из выражения Fо = N * s (18) где s — норма общей площади, приходящейся на 1 жителя, м2.2. Значение коэффициента а принимается равным 1,04 — 1,08. Величина qо.f зависит от этажности застройки и от величины температуры наружного воздуха для проектирования отопления. Значения qо.f приводятся в приложении 6. Коэффициент полезного действия теплогенерирующей установки рекомендуется принимать в пределах от 0,8 до 0,85. Норма общей площади на 1 жителя в большинстве городов РФ установлена 20 м2.2. Часовой расход газа на отопление общественных зданий определяется по формуле Vо.о = Vо.ж * k (19) где k — коэффициент, учитывающий долю расхода газа на отопление общественных зданий по отношению к расходу газа на отопление жилых зданий, k = 0,25. Часовой расход газа на вентиляцию общественных зданий определяется по формуле Vв.о = Vо.о * k1 (20) где k1 — коэффициент, учитывающий долю расхода газа на вентиляцию общественных зданий по отношению к расходу газа на отопление общественных зданий, k1 = 0,40. Часовой расход газа на отопление коммунальных зданий определяется по формуле (21) где m- коэффициент инфильтрации; qо.v – удельный объем отопительная характеристика коммунальных зданий, Вт/(м3 * град); z — коэффициент, учитывающий изменение (qо.v ) при температурах, отличающихся от (-30) 0С; Vк — объем коммунальных зданий по наружному обмеру, м3; tв — расчетная температура воздуха в здании, 0С; tр.о — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, 0С. В укрупненных расчетах m принимается равным 0,1…0,2.2. Часовой расход газа на вентиляцию коммунальных зданий определяется по формуле (21) где qв.v — удельная объемная вентиляционная характеристика коммунальных зданий, Вт/(м3 * град); tр.в — расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, 0С. Значения величин (qо.v ,qв.v. и tв) для различных коммунальных зданий приведены в прил.7 [2]. Значение величины (qо.v) дается при tр.о = — 30 0С. Поправочный коэффициент (z ) может быть найден из выражения z = 1,3+0,01* tр.о (22) В качестве (tр.о) обычно принимают температуру наиболее холодной пятидневки. При наличии в городе централизованного горячего водоснабжения часовой расход газа на этот вид потребления определяется по формуле (23) где qг.в — укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение в жилых домах, Вт/чел Величина (qг.в) в зависимости от типа установленных в квартире приборов принимается по прил.9 [2]. Расчеты расхода газа на отопление жилых и общественных зданий, на вентиляцию общественных зданий и на централизованное горячее водоснабже¬ние целесообразно производить раздельно по каждому кварталу, а результаты расчета оформлять в виде таблицы. Определяем расход газа по кварталу №1: Отапливаемая площадь жилых зданий в квартале: Fо= 3320 *20=66400 м2 Расход газа на отопление общественных зданий Расход газа на вентиляцию общественных зданий Расход газа на централизованное горячее водоснабжение Аналогичным образом производим расчет для кварталов №№2-25. Результаты заносим в таблицу 2.2 Результаты расчетов годовых и часовых расходов газа по всем видам потребления газа сводятся в таблицу 3. Часовые расходы газа на отопление жилых и общественных зданий, вентиля-цию общественных зданий и централизованное горячее водоснабжение Таблица 2.2 N кварта-ла Площадь квартала, м2 Число жителей, чел. Расход газа, мЗ/ч на отопление жилых зданий на отопление общественных зданий на вентиля¬цию обще¬ственных зданий на централи-зованное горячее водоснабжение 1 2 3 4 5 6 7 1 83000 3320 615,7 153,9 61,6 305,4 2 112000 4480 830,8 207,7 83,1 412,1 3 109000 4360 808,5 202,1 80,9 401,0 4 58000 2320 430,2 107,6 43,0 213,4 5 59000 2360 437,7 109,4 43,8 217,1 6 69000 2760 511,8 128,0 51,2 253,9 7 67000 2680 497,0 124,2 49,7 246,5 8 175000 3150 1456,5 364,1 145,6 0,0 9 59000 1062 491,0 122,8 49,1 0,0 10 69000 1242 574,3 143,6 57,4 0,0 11 67000 1206 557,6 139,4 55,8 0,0 12 117000 2106 973,8 243,4 97,4 0,0 13 138000 4554 844,5 211,1 84,5 0,0 14 134000 4422 820,0 205,0 82,0 0,0 15 84000 2772 514,1 128,5 51,4 0,0 16 98000 3234 599,7 149,9 60,0 0,0 17 96000 3168 587,5 146,9 58,7 0,0 18 112000 3696 685,4 171,4 68,5 0,0 19 55000 1815 336,6 84,1 33,7 0,0 20 64000 2112 391,7 97,9 39,2 0,0 21 76000 2508 465,1 116,3 46,5 0,0 22 67000 2211 410,0 102,5 41,0 0,0 23 36000 1188 220,3 55,1 22,0 0,0 24 42000 1386 257,0 64,3 25,7 0,0 25 54000 1782 330,5 82,6 33,0 0,0 Итого: 2100000 65894 18309,2 1465 2049 Расход газа на отопление коммунальных зданий определяется по где m- коэффициент инфильтрации; qо.v – удельный объем отопительная характеристика коммунальных зданий, Вт/(м3 * град); z — коэффициент, учитывающий изменение (qо.v) при температурах, отличающихся от (-30) 0С; Vк — объем коммунальных зданий по наружному обмеру, м3; tв — расчетная температура воздуха в здании, 0С; tр.о — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, 0С. В укрупненных расчетах m принимается равный 0,1…0,2 Прачечные.qo.v = 0.35Вт/(м3*°С); tв = 15 °С (прил.7 [2]) Строительный объем всех прачечных района города определяется по формуле на основании прил.8 [2]. Поправочный коэффициент z определяется по формуле z = 1,3+0,01* tр.о. В качестве (tр.о) обычно принимают температуру наиболее холодной пятидневки. Бани, qo.v = 0,35 Вт/(м3* 0C), tв = 25 °С (прил.7 [2]). Строительный объем всех бань района города определяется по формуле на основании прил.8 [2]. Больницы. Qо.v =0,35 Вт/(м3*°С), tв =20 °С (прил.8 [2]). Строительный объем всех больниц района города определяется по фор-муле на основании прил.8 [2]. Расход газа на вентиляцию коммунальных зданий определяется по фор¬муле (25) где qв.v — удельная объемная вентиляционная характеристика коммунальных зданий, Вт/(м3 * град); tр.в — расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, 0С. Значения величин (qо.v ,qв.v. и tв) для различных коммунальных зданий приведены в прил. 7 [2]. Прачечные. Qв.v = 0,95 Вт/(м3* 0C), tв,= 15 °С (табл.2.6 [2]). Бани. Qв.v = 0,95 Вт/(м3*°С), tв = 25 0C (прил. 6 [2]). Больницы. Qв.v= 0,35 Вт/(м3*°С), tв = 20 °С (прил. 6 [2]). При заполнении сводной таблицы исходим из следующего: 1) выработку тепла на отопление жилых и общественных зданий, вентиляцию общественных зданий и на централизованное горячее водоснабжение зданий в кварталах с 9-ти этажной застройкой осуществляется на котельной, оборудованной водогрейными и паровыми котлами. Расход газа на эту котельную определяем на основании таблицы часовых расходов газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. 2) выработку тепла на отопление жилых и общественных зданий, вентиляцию общественных зданий в остальных кварталах осуществляется на котель¬ной, оборудованной водогрейными котлами. Расход газа на эту котельную также определяем на основании таблицы часовых расходов газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. 3) на территории района города расположены два банно–прачечных комбината (БПК), имеющих самостоятельную котельную, которая осуществля¬ет выработку тепла, как на технологические нужды, так и на отопление и вентиляцию. Расхода газа на один БПК составляет 4) в больнице, расположенной на территории района города, имеется собственная котельная, осуществляющая выработку тепла на отопление, вентиляцию и на процедуры и хозяйственно — бытовые нужды. 5) на территории района города расположен один хлебозавод. 3. Сводная таблица годовых и часовых расходов газа городом (районом города) Таблица 3 № п/п Потребители Годовой расход газа, млн Коэф. часового максимума Часовой р-д газа, м3/ч Источник газоснабжения и вид нагрузки газопроводы низкого давления газопроводы высокого (среднего) давления равномерно- распределен-ная Сосредоточен-ная 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Бытовое потребление 10,708 2663 4020,9 4020,9 2 Отопление жилых и общественных зданий 18309 Кот 1=7627 Кт 2=14195 3 Вентиляция общественных зданий 1465 4 Централизованное горячее водоснабжение 2049 5 Прачечные: 2900 БПК1=449 БПК2=449 — стирка 0,695 239,8 — отопление 56 — вентиляция 114 6 Бани: 2700 — помывка 0,721 267,2 — отопление 73 — вентиляция 148 7 Предприятия общественно питания 0,648 2000 324,0 324,0 8 Больницы: 2663 Кот б=729,7 — приготовл. пищи 0,275 26,7 26,7 — хоз. бытовые нужды 76,7 — отопление 373 — вентиляция 280 9 Хлебзавод 2,395 6000 399,2 1*399,2 10 Торговля 0,535 2663 201,0 201 Итого: 28423 228 4744 23451 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ионин А.А. Газоснабжение.- М: Стройиздат, 1989.- 439 с 2. Методические указания по дисциплине газоснабжение определение расхода газа районом города. Тула 2015 г. 3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» 4. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. Госстрой России. –М.:2003 5.Методические указания к заданиям для практических занятий по газоснабжению для студентов специальность 2907 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна»/ А.А. Ионин , В.А. Жила и др.: М МГСУ 1994г. 6. СП42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб». 7. Задание и методические указания к выполнению курсового проекта «Газоснабжение города «для студентов специальности 270109 ТГВ / Жила В.А., Маркевич Ю.Г. – М.: 2015 г. 8. СП 43-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов» 9. Правила безопасности в газовом хозяйстве, — М.: Научно — производственное объединение ОБТ, 1992.2. -144 с. 10. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжении использованию газа. — Л.: Недра, 1990. — 762 с.