Помощь с курсовой работой по газоснабжению для ТулГУ, пример оформления

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Газоснабжение» Часть 2 Вариант 9 ЗАДАНИЕ на курсовую работу «Потребление газа районом города» Разработать проект газовых сетей района города. Произвести гидравлический расчет газовых сетей, состоящий из расчетов: Кольцевой сети низкого давления и тупиковых ответвлений (при их наличии); Газопровода среднего давления; Внутридомового газопровода Содержание Введение 4 Исходные данные для проектирования 5 1. Определение числа грп 7 2. Выбор схемы газоснабжения и проектирование сетей соответствующих категорий 8 3. Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления 10 3.1. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам сети 10 3.2. Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления 16 4. Гидравлический расчет сети среднего давления 24 5. Проектирование внутридомовых газопроводов. 28 5.1 определение расчетных расходов газа на участках внутридомовой сети. 28 5.2. Внутридомовые газопроводы 29 5.3. Расчет внутридомовых газопроводов 30 Заключение 38 Литература 39 Введение Выполнение курсового проекта имеет цель закрепить теоретический материал по основным вопросам курса «Газоснабжения». Приобрести навыки самостоятельной работы в области проектирования систем газоснабжения и опыт работы со справочной и специальной литературой. На основании первой части курсовой, где были рассчитаны часовые потребления куб.м природного газа потребителей низкого и среднего давления. Необходимо разработать проект газовых сетей района. Произвести гидравлический расчет газовых сете, состоящих из расчета: кольцевой сети низкого давления и тупиковых ответвлений (при из наличии); газопровода среднего давления; внутридомового газопровода. Исходные данные для проектирования Район строительства и зонирование территории принять по табл. 1.1. Генплан района в масштабе 1:10000 прилагается. Расчетные часовые расходы газа районом города: Газопроводы низкого давления – 3203 м3/ч Газопроводы среднего давления – 34946 м3/ч + (33,3+184,6+59,3)+3203 =38427 Таблица 1 — Годовые расходы газа, тыс. м3(м3/ч), промышленными предприятиями № варианта ПП №1 ПП №2 ПП №3 Расход газа Отрасль Расход газа Отрасль Расход газа Отрасль 9 150(33,3) Т 480 (184,6) М 320 (59,3) Д Примечание: отрасли промышленности: Т – текстильная; М – машиностроение; Д – деревообрабатывающая Давление для сети среднего давления (абс.): начальное 0,4 МПа, конечное минимальное 0,25 МПа. Номинальное давление газа перед приборами сети низкого давления 2000(1300)Па. Количество этажей в жилом доме – 5 этажей План типового этажа М:100 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ГРП Определение правильного количества ГРП и их рациональное размещение на жилой территории города, района города, сельского населенного пункта имеет большое значение. От этого зависят как экономичность системы газоснабжения, так и надежность ее работы, а, самое главное гарантированная подача газа потребителям с требуемыми параметрами (давлением). Кроме того, неправильное определение количества ГРП приводит к неоправданному удорожанию сети (либо за счет увеличения количества ГРП и снижения диаметров трубопроводов, либо наоборот — за счет снижения количества ГРП и увеличению диаметров трубопроводов). И в первом и во втором случае снижаются надежность системы (в первом случае из-за большей вероятности выхода из строя оборудования ГРП, во втором — из-за большей тяжести последствий аварий). Количество ГРП, питающих кольцевую сеть низкого давления, определяется на основании их оптимального радиуса действия Rопт. Радиус действия ГРП — среднее расстояние по прямой от ГРП до точек встречи потоков газа на границе раздела сфер влияния ГРП. В расчетах следует определять такое значение Rопт., а следовательно, и количество ГРП, при котором приведенные годовые затраты на систему газоснабжения будут минимальными, а надежность — максимальной. При известном расчетном расходе газообразного топлива районом города определяется количество ГРП исходя из оптимального радиуса действия (Rопт = 0,5-1,0 км) и оптимальной производительности (Vопт = 1500-2000 м3/ч) по формулам: m_опт=(∑▒V)/V_опт , (1) m_опт=3202/1500=2,14≈2 m=F/(2-R_опт^2 ), (2) m=2176670/〖1000〗^2 =2,18≈2 где m – количество ГРП, шт.; ∑V – расчетный расход газа районом города, м3/ч; Rопт – оптимальный радиус действия ГРП, м; Vопт – оптимальная производительность ГРП, м3/ч; F – газифицируемая площадь района города, м2. 2. ВЫБОР СХЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЕЙ СООТВЕТСТВУЮЩИХ КАТЕГОРИЙ В городскую систему газоснабжения входят следующие сооружения: городские распределительные газопроводы всех давлений и назначений; газораспределительные станции (ГРС); газорегуляторные пункты (ГРП); устройства связи и телемеханизации; подсобные сооружения. В городскую систему газоснабжения входят следующие сооружения: городские распределительные газопроводы всех давлений и назначений; газораспределительные станции (ГРС); газорегуляторные пункты (ГРП); устройства связи и телемеханизации; подсобные сооружения. В зависимости от числа ступеней давления газа в газопроводах системы газоснабжения городов разделяются на: одноступенчатые (только низкого давления); двухступенчатые (низкого — среднего, низкого — высокого II категории давления); трехступенчатые (низкого — среднего — высокого II категории давления); многоступенчатые (все категории давления). Каждая из перечисленных систем газоснабжения в зависимости от характера планировки и плотности застройки города может быть кольцевой, тупиковой или комбинированной. Предпочтительнее кольцевая и комбинированная системы газоснабжения, т. к. они обеспечивают наиболее равномерный режим давления во всех точках отбора газа, а также повышают надежность работы системы газоснабжения. Для газоснабжения сельских населенных пунктов чаще всего применяют одноступенчатую тупиковую или одноступенчатую комбинированную системы. Для средних и небольших городов обычно применяют комбинированную двухступенчатую систему газоснабжения с газопроводами среднего — низкого или высокого II категории — низкого давления. Многоступенчатые комбинированные схемы применяются только в крупных городах. В городах со старой планировкой, при которой кварталы имеют сплошную по периметру квартала застройку, газопроводы прокладывают по каждой улице, переулку, проезду. От уличных распределительных газопроводов к каждому потребителю (жилому дому), реже к группе потребителей, идут абонентские вводы. В городах с новой застройкой жилые дома располагаются равномерно по всей площади микрорайона. При такой застройке прокладывают тупиковые газопроводы, закольцовывая только основные линии. Связь между газопроводами различного давления осуществляется только через ГРП, газорегуляторные установки (ГРУ), шкафные регуляторные установки (ШРП). Газопроводы низкого давления служат для транспортировки газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление не свыше 3 кПа; в газопроводах предприятий бытового обслуживания — до 5 кПа. К газопроводам низкого давления целесообразно присоединять потребителей с расходом газа не более 200…250 м3/ч. К газопроводам среднего и высокого давления II категории присоединяют ГРП, котельные, предприятия бытового обслуживания производственного назначения (бани, прачечные, хлебозаводы и т.п.), а также промышленные и сельскохозяйственные предприятия. К газопроводам высокого давления I категории обычно присоединяют газоиспользующие установки промышленных предприятий, крупные районные котельные, ТЭЦ и ГРП, питающие газопроводы высокого давления II категории и среднего давления. 3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ При трассировке кольцевой сети по городу необходимо обратить внимание на характер планировки жилых массивов и плотность их застройки. Планировка жилых массивов может быть старой, тогда кварталы имеют сплошную застройку по периметру и состоят из отдельных замкнутых владений. В этом случае распределительные газопроводы прокладываются по проездам улиц. Пересекаясь между собой, они образуют кольца. От уличных распределительных газопроводов в каждый квартал делаются вводы. Конфигурация внутриквартальной сети будет зависеть от расположения мест вводов в каждое здание. При новой планировке кварталы застраиваются равномерно по всей площади, образуя отдельные микрорайоны. При такой планировке газопроводы прокладываются внутри микрорайонов, при этом закольцовываются только основные линии. Распределительная сеть по конфигурации получается смешанной с большим количеством тупиковых участков. В курсовом проекте распределительные газопроводы следует прокладывать по проездам улиц. 3.1. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам сети При проектировании распределительной сети низкого давления данные о местах подключения потребителей отсутствуют. Известна только суммарная нагрузка отдельных кварталов и районов. Всю газоснабжающую селитебную территорию делят на несколько районов с различной степенью использования газа, считая газовую нагрузку для каждого района равномерно распределенной. Предполагают равномерный расход газа по пути движения. Такую нагрузку называют путевой. После трассировки сети определяют путевые расходы для каждого участка пропорционально их длине. Для этого вычисляют количества газа, потребляемые на территориях, снабжаемых газом от отдельных контуров или участков. Рассчитывают удельные путевые расходы путем деления потребляемого газа на периметр сети, от которой подается газ. Путевые расходы участков определяют умножением удельного расхода на длину участка. Расчетные часовые расходы газа VР (м3/ч) по участкам сети необходимо определять при подборе диаметров при ее гидравлическом расчете. Прежде чем приступить к определению VР, необходимо: на генплан района (города) нанести кольцевую сеть (с учетом сосредоточенных нагрузок), разместить ГРП; начертить расчетную схему, проставить на ней номера узлов, колец, длину участков, указать направление движения газа по участкам сети, наметить места встречи потоков газа от разных ГРП. Кольцевая сеть представляет собой целый ряд замкнутых контуров, примыкающих друг к другу. Если в тупиковой сети газ по участкам газопровода движется строго в одном направлении, то в кольцевой сети можно получить несколько вариантов распределения потоков газа. При выборе направления движения потоков газа следует придерживаться следующего правила: газ должен двигаться по сети от источника питания к потребителю всегда по кратчайшему расстоянию и не возвращаться обратно. Изменение направления движения потоков газа даже на одном участке сети приводит к перераспределению расходов газа по всем остальным участкам, а следовательно, и к изменению потерь давления (суммарный же расход газа при этом в целом по всей сети остается неизменным). Расчетный часовой расход газа на участках кольцевой сети определяют по формуле: Vp = 0,5·VП + VT = Vэ + VT (3) где VП — путевой расход газа, м3/ч; VT — транзитный расход газа, м3/ч; Vэ — эквивалентный расход газа, м3/ч. Путевой расход газа – расход газа, который полностью раздается на данном участке сети. В конце участка VП = 0. Эквивалентный расход газа – расход газа на участке сети с равномерно распределенной нагрузкой, при котором полные потери давления соответствуют фактическим. Транзитный расход газа может разбираться в конце участка (сосредоточенная нагрузка) или предназначаться для последующих участков. Полный расход газа VПОЛН, м3/ч, на участке (расход газа в начале участка) определяют по следующей формуле: VПОЛН = VП + VТ (4) Для упрощения расчета кольцевой сети условно считают, что газ по длине газопровода расходуется равномерно, и вводят понятие об удельном путевом расходе газа: qП = VК/Σl, (5) где qП – удельный путевой расход газа, м3/(ч·м); VК – расход газа, приходящийся на кольцо, м3/ч. VК = v·N (6) где Σl – длина питающего контура (кольца), м. v = ΣV’N = ΣVК/N (7) где v – удельный расход газа, м3/(ч·чел); N – число жителей, приходящихся на кольцо, чел; ΣV’ – суммарный равномерно распределенный расход газа, м3/ч. v = 3203/70906= 0,045 м3(ч·чел). Путевой расход газа на каждом участке сети при односторонней или двухсторонней раздаче газа соответственно определяют по формулам: VП = qП ∙ l и (VП = qП + qП’)·l, (8) где l – длина участка, м. Расчет транзитных расходов на участках следует вести против направления движения газ в сторону источника питания, начиная от самых удаленных участков. Транзитные расходы газа подсчитываются на основании первого закона кольцевых сетей, подобного закону Кирхгофа в электричестве: количество газа, подходящего к узлу, равно количеству газа, уходящего от узла: ΣV = 0. (9) Поток газа, подходящий к узлу, берется обычно со знаком плюс, отходящий – со знаком минус. Пример 1. Рассчитать часовые расходы газа по участкам газовой сети, показанной на рисунке 1. Общий расход газа составляет ∑▒V = 3203 м3/ч. Рисунок 1 — Расчетная схема кольцевой газовой сети Расчет начинают с определения удельного расхода газа: V=(∑▒V^’ )/N 〖=(∑▒V-∑▒V_c )/N, м〗^3/(ч·чел) Расходы газа на контуры, удельные путевые, путевые, транзитные, полные и расчетные расходы газа определяют, заполняя таблицы 2, 3, 4. Таблица 2 — Определение расходов газа на контуры, удельных путевых расходов газа Номер контура Удельный расход газа ν, м3/(ч·чел) Число жителей в контуре Nк, чел Расход газа на контур Vк, м3/ч Суммарная длина питающего контура ∑l, м Удельный путевой расход газа qП,м3/(ч·м) I 0,045 6402 289 2055 0,141 II 14929 674 2886 0,234 III 6288 284 2286 0,124 IV 4434 200 1901 0,105 V 3295 149 1454 0,102 VI 3305 149 1464 0,102 VII 5116 231 2489 0,093 VIII 4681 211 2425 0,087 IХ 2365 107 1335 0,080 X 2361 107 1345 0,079 XI 5404 244 2127 0,115 XII 2728 123 1434 0,086 XIII 1613 73 1646 0,044 XIV 2292 104 1869 0,055 А 2559 116 564 0,205 Б 3135 142 676 0,210 70906 3203 Таблица 3 — Определение путевых расходов газа Номер участка Удельный путевой расход газа qП или (qП + q’П), м3/(ч·м) Длина участка l, м Путевой расход газа Vп, м3/ч 1-17 0,141 365 51,3 17-16 0,141 535 75,4 16-18 0,265 602 159,6 18-1 0,374 552 206,8 1-2 0,234 730 170,7 2-3 0,234 372 86,9 4-3 0,234 265 61,9 19-4 0,339 688 233,4 18-19 0,358 278 99,6 15-16 0,124 262 32,6 20-15 0,227 280 63,3 21-20 0,226 201 45,4 22-21 0,226 84 19,0 23-22 0,217 316 68,7 23-19 0,230 262 60,2 23-5 0,198 688 136,4 5-4 0,105 262 27,6 14-15 0,102 448 45,8 25-14 0,182 65 11,9 26-25 0,182 214 39,1 26-20 0,204 448 91,5 27-26 0,181 285 51,6 24-27 0,189 208 39,3 24-22 0,195 240 46,8 24-6 0,180 1005 180,9 5-6 0,093 240 22,3 27-28 0,202 676 136,5 28-7 0,173 329 57,0 6-7 0,087 208 18,1 13-14 0,080 379 30,3 29-13 0,124 280 34,7 29-26 0,159 388 61,8 29-30 0,124 285 35,2 30-27 0,194 388 75,3 30-9 0,170 676 115,0 9-28 0,201 388 77,9 9-8 0,086 329 28,3 8-7 0,086 388 33,3 13-12 0,044 259 11,5 12-11 0,249 564 140,6 30-11 0,100 259 25,8 11-10 0,265 676 179,1 9-10 0,055 259 14,4 ∑Vп 3203 Таблица 4 — Определение расчетных расходов газа Номер участка Расход газа, м3/ч Vп Vэ = 0,5·Vп Vт Vполн Vр 1-17 51,3 25,7 0 51,3 25,7 17-16 75,4 37,7 0 75,4 37,7 16-18 159,6 79,8 117 277,1 197,3 18-1 206,8 103,4 214 421,3 317,9 1-2 170,7 85,3 0 170,7 85,3 2-3 86,9 43,5 0 86,9 43,5 4-3 61,9 31,0 74 136,3 105,4 19-4 233,4 116,7 191 424,5 307,8 18-19 99,6 49,8 382 481,3 431,5 15-16 32,6 16,3 54 86,6 70,3 20-15 63,3 31,7 86 149,0 117,3 21-20 45,4 22,7 288 333,5 310,8 22-21 19,0 9,5 298 316,7 307,2 23-22 68,7 34,4 754 822,9 788,6 23-19 60,2 30,1 633 693,3 663,2 23-5 136,4 68,2 286 422,9 354,7 5-4 27,6 13,8 102 129,7 115,9 14-15 45,8 22,9 109 154,4 131,5 25-14 11,9 6,0 115 126,5 120,5 26-25 39,1 19,5 134 173,1 153,6 26-20 91,5 45,7 180 271,2 225,5 27-26 51,6 25,8 186 237,2 211,4 24-27 39,3 19,6 225 264,2 244,6 24-22 46,8 23,4 388 434,6 411,2 24-6 180,9 90,5 116 297,1 206,6 5-6 22,3 11,1 48 70,3 59,1 27-28 136,5 68,2 182 318,1 249,9 28-7 57,0 28,5 45 102,2 73,7 6-7 18,1 9,1 26 43,8 34,8 13-14 30,3 15,2 124 154,1 138,9 29-13 34,7 17,4 146,8 181,6 164,2 29-26 61,8 30,9 165,0 226,8 195,9 29-30 35,2 17,6 347,0 382,1 364,5 30-27 75,3 37,6 256,9 332,2 294,6 30-9 115,0 57,5 220,4 335,4 277,9 9-28 77,9 38,9 84,1 161,9 123,0 9-8 28,3 14,1 0 28,3 14,1 8-7 33,3 16,7 0 33,3 16,7 13-12 11,5 5,7 0 11,5 5,7 12-11 140,6 70,3 0 140,6 70,3 30-11 25,8 12,9 185,6 211,5 198,6 11-10 179,1 89,5 0 179,1 89,5 9-10 14,4 7,2 0 14,4 7,2 516,6 2683,7 3200,3 Пропускную способность всех ГРП, т.е. максимальное количество газа, проходящее через каждый ГРП, определяют на основе таблицы 5: V_(ГРП I)= V_(полн 23-22)+V_(полн 23-19)+V_(полн 23-5) V_(ГРП I)=822,9+693,3+422,9=1939,2 V_(ГРП II)= V_(полн 29-30)+V_(полн 30-27)+V_(полн30-9)+V_(полн 30-11) V_(ГРП II)=382,1+332,2+335,4+211,5=1261,2 V_(ГРП )=V_(ГРП I)+V_(ГРП II) V_(ГРП )=1939,2+1261,2=3200,4 Расчет часовых расходов газа произведен правильно, так как суммарное количество газа, поступающее из ГРП в сеть, почти равно заданному: Согласно условию задачи ∑V = 3203 м3/ч 3.2. Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления Сеть низкого давления конструируют из условия экономичности с соблюдением требований надежности. Исходя из определенных выше расчетных расходов газа и заданного расчетного перепада давления в сети, подбирают диаметры всех участков. При подборе используют принцип приоритетности направлений и колец, т.е. сперва подбирают диаметры для главных направлений (проходящих через всю сеть) и для основных колец. При подборе диаметров второстепенных направлений используют оставшиеся перепады давления. Порядок расчета следующий: на расчетной схеме (схема на которой проставлены номера участков, их длины и расчетные расходы газа) выбирают наиболее протяженное направление, которое принимают за расчетное; определяют средние удельные потери давления по длине для рассчитываемого направления по формуле: Р_ср=P_д/(∑_1^0▒〖(I_Pi)〗) (10) где РД — расчетный перепад давления, Па; n — количество участков на расчетном направлении. по известному расчетному расходу (VP) и (pСР) по номограммам подбирают диаметр газопровода на каждом участке и находят табличное значение удельных потерь давления (pT.i) Для каждого участка; рассчитывают фактические удельные потери давления на участке по формуле: Р_Фi=Р_Ti ρ/ρ_o (11) где ρo — плотность газа, при которой составлена таблица или номограмма гидравлического расчета; определяют потери давления на участке: Р_учi=Р_Фi∙I_(Pi ) (12) определяют потери давления на рассчитываемом направлении: Р_Ф=∑_1^n▒〖(Р_учi)〗 (13) сравнивают полученное значение (РФ) и (РД). При этом величина (Рф) должна находиться в пределах 0,9PД ≤ РФ ≤ РД рассчитывают ответвления от расчетного направления. При этом величину (РД) определяют исходя из того, что потери давления в параллельных ветвях должны быть одинаковы. Невязка потерь давления в параллельных ветвях не должна превышать 10 %. Производят гидравлическую увязку колец сети. После предварительного распределения потоков и подбора диаметров для участков сети в общем случае второй закон Кирхгофа не соблюдается. Т.е. для замкнутых контуров сети алгебраическая сумма потерь давления будет не равна нулю Σ Δрi ≠ 0. Для увязки используем метод циркуляционных (контурных) расходов, по которому в каждый независимый контур вводится циркуляционный увязочный расход ΔQк. ΔQк = ΔQ’к +ΔQ”к , (14) ∆Q_k^’=-(∑_k▒〖∆P_i 〗)/(1.75∑_k▒(∆P_i)/Q_i ) (15) ∆Q_k^»=(∑_j▒(∆P_ij)/Q_ij ∆Q_j)/(∑_k▒(∆P_i)/Q_i ) (16) где ΔQ’к — первые поправочные круговые расходы; ΔQ”к — поправки, учитывающие ошибки в соседних кольцах. Циркуляционный расход алгебраически прибавляется к расходам на участках. К участкам, которые имеют соседние кольца, помимо контурного расхода данного кольца прибавляется контурный расход соседнего кольца с противоположным знаком. После введения увязочных циркуляционных расходов гидравлические невязки в кольцах превратятся в нуль или окажутся за пределами точности расчета. В результате получают окончательное распределение потоков. Проверяют полноту использования расчетного перепада давлений от точки питания до концевых точек. При необходимости расчет уточняют. Предварительно определенные диаметры участков кольцевой части сети могут по размерам сильно отличаться друг от друга. В этом случае кольцо перестает быть резервированным элементом системы, так как участки с малыми диаметрами не смогут пропустить необходимые потоки при аварийных ситуациях. Поэтому возникает задача корректировки сети для повышения ее надежности. На первом этапе были выделены главные кольца. Эти кольца следует расположить по их рангу в ряд. Для оценки значимости кольца целесообразно использовать его материальную характеристику: M=∑_k▒d_i l_i (17) В результате получим ранжированный ряд колец. Корректировка сети заключается в конструировании главных колец с постоянным диаметром. Постоянный диаметр кольца выбирается путем осреднения его материальной характеристики, принимаемой с некоторым увеличением. d_cp=((α∑_y▒d_ij l_ij))/(∑_y▒l_ij ) (18) где α — коэффициент, учитывающий увеличение материальной характеристики кольца с постоянным диаметром (обычно α = 1,1). Первоначально определяют диаметр кольца первого ранга. При осреднении диаметра кольца второго ранга в сумму включают участки, принадлежащие кольцу первого ранга, но при осреднении диаметра кольца диаметры участков, принадлежащие кольцам более высокого ранга, не изменяют. После этого производят гидравлическую увязку и проверяют полноту использования расчетного перепада давления в сети. Подберем диаметры участков сети, при которых сумма потерь давления (Σ∆Р) по каждому отдельному направлению не превышает 1200 Па. Давление в узле (Руз) рассчитывается исходя из условия, что давление газа на выходе из ГРП 3000 Па. Давление в каждом узле должно быть не меньше 1800 Па. Целесообразно по ходу расчёта оценивать возможные невязки на ответвлениях и учитывать их при назначении диаметров. Чем точнее будет осуществлён предварительный подбор диаметров кольцевой сети, тем меньше труда будет затрачено на дальнейшую увязку сети. Расчёты по предварительному назначению диаметров сведём в таблицу 5. Таблица 5 — Предварительный расчет кольцевой сети низкого давления Номер участка Длина l, м Расчетная длина участка lp, м Расход газа Vp, м3/ч Диаметр dн × S, мм Потери давления на участке Узловое P, Па Pт, Па/м P, Па/м ∆P, Па Направление 23-22-21-20-15-16-17 23-22 316 348 822,9 237х7 2,18 1,60 557 2443 22-21 84 93 316,7 159х4 1,64 1,20 111 2889 21-20 201 221 333,5 219х6 0,82 0,60 132 2868 20-15 280 307 149,0 159х4 0,55 0,40 123 2877 15-16 262 289 86,6 108х4,0 1,36 1,00 289 2711 17-16 535 589 75,4 108х4,0 1,09 0,80 471 2529 Σ 1846 Рср= 1200/1846= 0,65 Па/м² Σ 16317 Направление 23-5-4-3-2 23-5 688 757 422,9 219х6 1,09 0,80 606 2394 5-4 262 289 129,7 108х4,0 2,18 1,60 462 2538 4-3 265 291 136,3 140х4,5 0,68 0,50 146 2854 2-3 372 409 86,9 114х4,0 1,36 1,00 409 2591 Σ 1746 Рср= 1200/1746= 0,69 Па/м² Σ 10378 Направление 23-19-18-1-17 23-19 262 289 693,3 237х7 0,82 0,60 173 2827 18-19 278 306 481,3 219х6 0,68 0,50 153 2847 18-1 552 608 421,3 219х6 1,36 1,00 608 2392 1-17 365 401 51,3 89х3 0,68 0,50 201 2799 Σ 1603 Рср= 1200/1603= 0,75 Па/м² Σ 10866 Направление 30-27-26-25-14-15 30-27 388 427 332,2 219х6 1,09 0,80 341 2659 27-26 285 313 237,2 159х4 1,77 1,30 407 2593 26-25 214 236 173,1 133х4,0 1,36 1,00 236 2764 25-14 65 72 126,5 114х4,0 1,36 1,00 72 2928 14-15 448 492 154,4 140х4,5 0,82 0,60 295 2705 Σ 1540 Рср= 1200/1540= 0,78 Па/м² Σ 13649 Направление 30-29-13-12 29-30 285 313 382,1 219х6 0,55 0,40 125 2875 29-13 280 307 181,6 133х4,0 2,45 1,80 553 2447 13-12 259 285 11,5 60х3 0,55 0,40 114 2886 Σ 906 Рср= 1200/906= 1,33 Па/м² Σ 8207 Направление 30-9-28-7-8 30-9 676 743 335,4 219х6 0,68 0,50 372 2628 9-28 388 427 161,9 159х4 0,82 0,60 256 2744 28-7 329 362 102,2 114х4,0 1,09 0,80 290 2710 8-7 388 427 33,3 76х3 1,09 0,80 341 2659 Σ 1959 Рср= 1200/1959= 0,61 Па/м² Σ 10741 Направление 30-11-12 30-11 259 285 211,5 159х4 0,95 0,70 200 2800 12-11 564 621 140,6 114х4,0 1,64 1,20 745 2255 Σ 906 Рср= 1200/906= 1,33 Па/м² Σ 5056 Направление 22-24-6-7 24-22 240 264 434,6 159х4 1,64 1,20 317 2683 24-6 1005 1105 297,1 219х6 0,55 0,40 442 2558 6-7 208 228 43,8 89х3 1,09 0,80 183 2817 Σ 1598 Рср= 1200/1598= 0,57 Па/м² Σ 8058 Направление 1-2 1-2 730 803 170,7 159х4 1,64 1,20 964 Σ 803 Рср= (2392-1800)/803=0,74 Па/м² Направление 18-16 16-18 602 663 277,1 159х4 1,09 0,80 530 Σ 663 Рср= (2847-1800)/663=1,58 Па/м² Направление 19-4 19-4 688 757 424,5 219х6 0,68 0,50 379 Σ 757 Рср= (2827-1800)/757= 1,36 Па/м² Направление 5-6 5-6 240 264 70,3 108х4,0 1,09 0,80 211 Σ 264 Рср= (2394-1800)/264=2,25 Па/м² Направление 20-26 26-20 448 492 271,2 219х6 0,27 0,20 98 Σ 492 Рср= (2868-1800)/492= 2,17 Па/м² Направление 24-27 24-27 208 228 264,2 219х6 0,68 0,50 114 Σ 228 Рср= (2683-1800)/228= 3,87 Па/м² Направление 27-28 27-28 676 743 318,1 219х6 0,55 0,40 297 Σ 743 Рср= (2659-1800)/743= 1,16 Па/м² Направление 13-14 13-14 379 417 154,1 140х4,5 0,55 0,40 167 Σ 417 Рср= (2447-1800)/417= 1,55 Па/м² Направление 29-26 29-26 388 427 226,8 219х6 0,27 0,20 85 Σ 427 Рср= (2875-1800)/427= 2,52 Па/м² Направление 9-8 9-8 329 362 28,3 76х3 0,82 0,60 217 Σ 362 Рср= (2628-1800)/362= 2,26 Па/м² Направление 9-10 9-10 259 285 14,4 89х3 0,55 0,40 114 Σ 285 Рср= (2628-1800)/285= 2,91 Па/м² Направление 11-10 11-10 676 743 179,1 159х4 0,82 0,60 446 Σ 743 Рср= (2800-1800)/743= 1,35 Па/м² Используя результаты расчета начинаем заполнять табл. 6 Рассчитываем невязки: δ=(∑_k▒〖∆p_i 〗)/(0.5∙∑_k▒|∆p_i | ) (19) δ_1=41/(0.5∙2055)=4,03% δ_2=16/(0.5∙2886)=1,10% δ_3=24/(0.5∙2286)=2,08% δ_4=(-22)/(0.5∙1901)=-2,30% δ_5=19/(0.5∙1454)=2,58% δ_6=(-4)/(0.5∙1464)=-0,53% δ_7=(-5)/(0.5∙2489)=-0,41% δ_8=(-33)/(0.5∙2425)=-2,71% δ_9=8/(0.5∙1335)=1,14% δ_10=(-23)/(0.5∙1345)=-3,43% δ_11=(-29)/(0.5∙2127)=-2,77% δ_12=(-16)/(0.5∙1434)=-2,28% δ_13=0,5/(0.5∙1646)=0,06% δ_14=(-20)/(0.5∙1869)=-2,11% т.к. невязка не превышает 10%, то производить гидравлическую увязку колец не надо. Таблица 6 — Гидравлический расчет кольцевой сети Номер кольца Участки Предварительное распределение расходов Поправочные расходы, ∆V, м3/ч Первая итерация номер номер соседнего кольца lр, м dн×S, мм Vp, м3/ч P, Па/м ∆p, Па ∆p/Vp ∆Vуч, м3/ч Vp, м3/ч P, Па/м ∆p, Па I 1-17 401 89х3 -51,3 -0,5 -201 3,9 -8,16 -8,16 -59,5 -0,65 -262 17-16 589 108х4,0 75,4 0,80 471 6,3 -8,16 67,2 0,65 383 16-18 III 663 159х4 277,1 0,80 530 1,9 -0,39 276,8 0,80 529 18-1 II 608 219х6 -421,3 -1,00 -608 1,4 -0,54 -421,8 -1,00 -609 Невязка 18,77% 193 13,5 Невязка 4,03% 41 II 18-1 I 608 219х6 421,3 1,00 608 1,4 -7,62 0,54 421,8 1,00 609 1-2 803 159х4 170,7 -1,20 -964 -5,6 -7,62 163,1 -1,11 -888 2-3 409 114х4,0 86,9 -1,00 -409 -4,7 -7,62 79,3 -0,85 -347 4-3 291 140х4,5 136,3 0,50 146 1,1 -7,62 128,7 0,45 131 19-4 IV 757 219х6 424,5 0,50 379 0,9 -13,33 411,1 0,47 357 18-19 III 306 219х6 481,3 0,50 153 0,3 0,15 481,5 0,50 153 Невязка -6,13% -88 -6,6 Невязка 1,10% 16 III 16-18 I 663 159х4 -277,1 -0,8 -530 1,9 -7,77 0,39 -276,8 -0,80 -529 18-19 II 306 219х6 -481,3 -0,5 -153 0,3 -0,15 -481,5 -0,50 -153 15-16 289 108х4,0 86,6 1,00 289 3,3 -7,77 78,8 0,84 244 20-15 V 307 159х4 -149,0 -0,40 -123 0,8 -6,36 -155,4 -0,43 -133 21-20 VI 221 219х6 333,5 0,60 132 0,4 0,76 334,2 0,60 133 22-21 VI 93 159х4 316,7 1,20 111 0,4 0,76 317,4 1,21 111 23-22 VII 348 237х7 822,9 1,60 557 0,7 -22,77 800,1 1,52 529 23-19 IV 289 237х7 -693,3 -0,60 -173 0,2 -13,49 -706,8 -0,62 -179 Невязка 9,59% 110 8,1 Невязка 2,08% 24 IV 19-4 II 757 219х6 -424,5 -0,5 -379 0,9 5,72 13,33 -411,1 -0,47 -357 23-19 III 289 237х7 693,3 0,6 173 0,2 13,49 706,8 0,62 179 23-5 VII 757 219х6 422,9 0,80 606 1,4 -9,29 413,6 0,77 582 5-4 289 108х4,0 -129,7 -1,60 -462 3,6 5,72 -124,0 -1,48 -426 Невязка -6,46% -61 6,1 Невязка -2,30% -22 V 20-15 III 307 159х4 149,0 0,4 123 0,8 -1,40 6,36 155,4 0,43 133 14-15 492 140х4,5 154,4 0,60 295 1,9 -1,40 153,0 0,59 291 25-14 IX 72 114х4,0 -126,5 -1,00 -72 0,6 -0,85 -127,3 -1,01 -73 26-25 IX 236 133х4,0 -173,1 -1,00 -236 1,4 -0,85 -174,0 -1,01 -238 26-20 VI 492 219х6 -271,2 -0,20 -98 0,4 7,12 -264,1 -0,19 -94 Невязка 1,70% 12 5,0 Невязка 2,58% 19 VI 21-20 III 221 219х6 -333,5 -0,6 -132 0,4 -8,53 -0,76 -334,2 -0,60 -133 22-21 III 93 159х4 -316,7 -1,2 -111 0,4 -0,76 -317,4 -1,21 -111 26-20 V 492 219х6 271,2 0,2 98 0,4 -7,12 264,1 0,19 94 27-26 X 313 159х4 237,2 1,30 407 1,7 -4,26 233,0 1,26 394 24-27 VIII 228 219х6 264,2 0,50 114 0,4 -17,34 246,9 0,44 101 24-22 VII 264 159х4 -434,6 -1,20 -317 0,7 -23,53 -458,2 -1,32 -348 Невязка 8,12% 59 4,0 Невязка -0,53% -4 VII 23-22 III 348 237х7 -822,9 -1,6 -557 0,7 15,01 22,77 -800,1 -1,52 -529 23-5 IV 757 219х6 -422,9 -0,8 -606 1,4 9,29 -413,6 -0,77 -582 24-22 VI 264 159х4 434,6 1,2 317 0,7 23,53 458,2 1,32 348 24-6 VIII 1105 219х6 297,1 0,40 442 1,5 6,19 303,3 0,42 459 5-6 264 108х4,0 70,3 0,80 211 3,0 15,01 85,3 1,13 299 Невязка -15,47% -193 7,3 Невязка -0,41% -5 VIII 24-6 VII 1105 219х6 -297,1 -0,4 -442 1,5 8,81 -6,19 -303,3 -0,42 -459 24-27 VI 228 219х6 -264,2 -0,5 -114 0,4 17,34 -246,9 -0,44 -101 27-28 XI 743 219х6 318,1 0,40 297 0,9 10,17 328,2 0,42 315 28-7 XII 362 114х4,0 102,2 0,80 290 2,8 8,48 110,6 0,92 334 6-7 228 89х3 -43,8 -0,80 -183 4,2 8,81 -35,0 -0,53 -122 Невязка -12,54% -152 9,9 Невязка -2,71% -33 IX 25-14 V 72 114х4,0 126,5 1,0 72 0,6 -0,55 0,85 127,3 1,01 73 26-25 V 236 133х4,0 173,1 1,0 236 1,4 0,85 174,0 1,00 237 13-14 417 140х4,5 154,1 0,40 167 1,1 -0,55 153,5 0,40 166 29-13 XIII 307 133х4,0 -181,6 -1,80 -553 3,0 -0,47 -182,0 -1,81 -556 29-26 X 427 219х6 226,8 0,20 85 0,4 3,72 230,5 0,21 88 Невязка 0,93% 6 6,4 Невязка 1,14% 8 X 27-26 VI 313 159х4 -237,2 -1,3 -407 1,7 -4,27 4,26 -233,0 -1,26 -394 29-26 IX 427 219х6 -226,8 -0,2 -85 0,4 -3,72 -230,5 -0,21 -88 29-30 XIII 313 219х6 382,1 0,40 125 0,3 -4,18 377,9 0,39 123 30-27 XI 427 219х6 332,2 0,80 341 1,0 -2,91 329,3 0,79 336 Невязка -3,83% -26 3,4 Невязка -3,43% -23 XI 30-27 X 427 219х6 -332,2 -0,8 -341 1,0 -1,36 2,91 -329,3 -0,79 -336 27-28 VIII 743 219х6 -318,1 -0,4 -297 0,9 -10,17 -328,2 -0,42 -315 30-9 XIV 743 219х6 335,4 0,50 372 1,1 -0,84 334,5 0,50 370 9-28 XII 427 159х4 161,9 0,60 256 1,6 -1,69 160,3 0,59 251 Невязка -1,04% -11 4,7 Невязка -2,77% -29 XII 28-7 VIII 362 114х4,0 -102,2 -0,8 -290 2,8 0,33 -8,48 -110,6 -0,92 -334 9-28 XI 427 159х4 -161,9 -0,6 -256 1,6 1,69 -160,3 -0,59 -251 9-8 362 76х3 28,3 0,60 217 7,7 0,33 28,6 0,61 222 8-7 427 76х3 33,3 0,80 341 10,2 0,33 33,7 0,81 347 Невязка 1,8% 13 22,3 Невязка -2,28% -16 XIII 29-13 IX 307 133х4,0 181,6 1,8 553 3,0 -0,09 0,47 182,0 1,81 556 29-30 X 313 219х6 -382,1 -0,4 -125 0,3 4,18 -377,9 -0,39 -123 13-12 285 60х3 11,5 0,40 114 9,9 -0,09 11,4 0,39 112 12-11 621 114х4,0 -140,6 -1,20 -745 5,3 -0,09 -140,7 -1,20 -745 30-11 XIV 285 159х4 211,5 0,70 200 0,9 0,43 211,9 0,70 200 Невязка -0,35% -3 19,6 Невязка 0,06% 0,5 XIV 30-11 XIII 285 159х4 -211,5 -0,7 -200 0,9 -0,51 -0,43 -211,9 -0,70 -200 30-9 XI 743 219х6 -335,4 -0,5 -372 1,1 0,84 -334,5 -0,50 -370 11-10 743 159х4 179,1 0,60 446 2,5 -0,51 178,6 0,60 444 9-10 285 89х3 14,4 0,40 114 7,9 -0,51 13,8 0,37 107 Невязка -1,2% -11 12,5 Невязка -2,11% -20 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ Газовые сети высокого (среднего) давления являются верхним иерархическим уровнем городской системы газоснабжения. Для средних и больших городов их проектируют кольцевыми (резервированными), для малых городов они могут выполняться в виде разветвленных тупиковых сетей. Все городские сети рассчитывают на заданный перепад давления. Расчетный перепад давления для сетей высокого (среднего) давления определяют исходя из следующих соображений. Начальное давление принимают максимальным по СНиП. Конечное давление принимают таким, чтобы при максимальной нагрузке сети было обеспечено минимально допустимое давление газа перед регулятором. Величина этого давления складывается из максимального давления газа пред горелками, перепада давлений в абонентском ответвлении при максимальной нагрузке и перепада в газорегуляторном пункте. Большинство конструкций регуляторов устойчиво работает при перепаде давления на рабочем органе регулятора 0,05…0,1 МПа, поэтому перед сетевыми ГПР достаточно иметь избыточное давление примерно 0,15 — 0,2 МПа, перед ГРУ предприятий и котельных, горелки которых работают на газе среднего давления – 0,25 – 0,28 МПа. Для разветвленных (нерезервированных) сетей поток распределение однозначно определяется заданной схемой системы, а диаметры рассчитывают при полном использовании максимального перепада давления. Для сокращения расходов на сеть следует проводить технико-экономический расчет диаметров. Порядок расчета следующий: на расчетном направлении выбирают наиболее протяженное направление, которое выбирают за расчетное; определяют для расчетного направления величину аналогичную средним удельным потерям давления по длине: α_cp=[P_H^2-P_K^2 ]/(∑_1^n▒〖(l_pi)〗) (20) по известному расходу газа (Vp) и (αср) подбирают диаметр газопровода на каждом участке и находят табличное значение величины (αT.i) для каждого участка; рассчитывают фактическое значение величины (α) на участке: α_фi=α_тi p/p_m (21) в зависимости от рассчитываемого объекта фиксируют величину начального (Рн) или конечного (Рк) давления на рассчитываемом направлении; если зафиксирована величина начального давления на рассчитываемом направлении (Рн), то определяют величину конечного давления на каждом участке: P_ki=√((P_Hi^2-α_фi∙l_pi)) (22) При этом следует учитывать, что величина конечного давления на i-ом участке является величиной начального давления на (i + 1)-ом участке (при условии нумерации участков по ходу движения газа). если зафиксирована величина конечного давления на рассчитываемом направлении (Рк), то определяют величину начального давления на каждом участке: P_нi=√((P_Кi^2-α_фi∙l_pi)) (23) При этом следует учитывать, что величина начального давления на i-ом участке является величиной конечного давления на (i -1)-ом участке (при условии нумерации участков по ходу движения газа) . Рассчитанная величина давления (PК.Ф) должна отличаться от принятого значения (Рк) не более чем на (+10%,), а рассчитанная величина давления (Рн) от принятого (РН.Ф) не более чем на (-10 %). Выполнить гидравлический расчет газопроводов среднего давления (рисунок 3). Давление газа на выходе из ГРС принять 0,4 МПа. Давление перед потребителями, расходы газа, длины участков указаны на схеме. Плотность газа р=0,934 кг/м3. Расчет начинают с определения αcp для главного направления. По расходу газа на каждом участке и величине αcp подбирают диаметры, выписывают значения P_Кi^2 и определяют конечное давление Рк (табл. 7.). После этого рассчитывают ответвления определив предварительно αcp. Диаметры на всех участках подобраны, верно, так как расчетные давления у всех потребителей получились близки к заданным. Табл.7 — Гидравлический расчет сети среднего давления Номер участка Расхода газа Vр, м3/ч Длина участка L, км Расчетная длина участка Lр, км αТ, МПа2/км αф, МПа2/км dн×S, мм Давление газа в начале участка Рн, МПа Давление газа в конце участка Рк, МПа Главное направление ГРС-1-2-3-4-5-6-7(αср = (0,4²-0,25²)/3,446=0,0277 МПа²/км) ГРС-1 38424 1,210 1,331 0,0160 0,0205 630х7 0,4000 0,3728 1-2 38391 0,808 0,888 0,0160 0,0205 630х7 0,3728 0,3546 2-3 17020 0,417 0,459 0,0035 0,0045 426х9 0,3546 0,3525 3-4 16720 0,448 0,493 0,006 0,0077 377х9 0,3525 0,3487 4-5 3378 0,530 0,583 0,071 0,0908 133х4 0,3487 0,2957 5-6 2239 0,507 0,558 0,0366 0,0468 133х4 0,2957 0,2696 6-7 300 0,526 0,579 0,012 0,0154 76х3 0,2696 0,2607 4,312 Ответвление 3-8 (αср = (0,3850²-0,25²)/0,560=0,1532МПа²/км) 4-8 13343 0,261 0,287 0,0214 0,0274 273х7 0,2957 0,2879 8-10 13283 1,184 1,302 0,0214 0,0274 273х7 0,2879 0,2522 0,287 Ответвление 4-9 (αср = (0,3154²-0,25²)/0,236=0,1567МПа²/км) 8-9 59 0,360 0,396 0,00194 0,0025 57х3 0,2879 0,2869 0,396 Ответвление 6-10 (αср = (0,3005²-0,25²)/1,279=0,0218МПа²/км) 3-11 300 0,444 0,488 0,059 0,0755 57х3 0,3487 0,3119 0,488 Ответвление 6-10 (αср = (0,3005²-0,25²)/1,279=0,0218МПа²/км) 2-12 21371 0,718 0,790 0,035 0,0448 377х9 0,3525 0,3171 12-13 20110 0,061 0,068 0,041 0,0525 325х8 0,3171 0,3136 13-14 185 0,602 0,662 0,0269 0,0344 57×5 0,3136 0,2908 0,790 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРИДОМОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ. Определение расчетных расходов газа на участках внутридомовой сети. Работа газовых аппаратов характеризуется тепловой мощностью и эффективностью, которая оценивается коэффициентом полезного действия и теплопроизводительностью. Различают номинальные и предельные значения этих показателей. Номинальной тепловой мощностью называют мощность, при которой аппарат имеет наилучшие рабочие показатели — наибольшую полноту сгорания газа при наиболее высоком КПД. При этом в конструктивных элементах газовых аппаратов не должны возникать опасные тепловые напряжения, которые смогут сократить срок их службы. Номинальная тепловая мощность, которая указывается в паспорте аппарата, определяется при номинальной тепловой нагрузке. Предельной тепловой мощностью является максимальная тепловая нагрузка, превышающая номинальную на 20%. Для нормальной работы газогорелочного устройства необходимо обеспечить: подачу топлива с определенными параметрами; подачу воздуха в количестве, достаточном для полного сжигания газа; перемешивание газа с воздухом; зажигание газовоздушной смеси и поддержание в зоне горения температуры, обеспечивающей полноту сгорания горючих компонентов этой смеси; своевременный отвод продуктов сгорания из зоны горения без нарушения процессов сжигания газа. Бытовую газовую аппаратуру можно сгруппировать следующим образом: приборы для приготовления пищи (газовые плиты); приборы для горячего водоснабжения (проточные водонагреватели); приборы для индивидуального отопления (емкостные водонагреватели, газовые камины). Таблица 8 — Расход газа для приборов и оборудования при Qн ≈ 36000 кДж/м3 Прибор Расход теплоты, ккал/ч Расход газа, м3/ч Плита четырехгорелочная с духовым шкафом 9600 1,25 Водонагреватель проточный 18000-25000 2,3-3,2 Установка счетчиков предусматривается исходя из условий удобства их монтажа, обслуживания и ремонта. Высоту установки счетчиков, как правило, следует принимать 1,6 м от уровня пола помещения или земли. Установку счетчика внутри помещения предусматривают вне зоны тепло- и влаговыделений (от плиты, раковины и т.п.) в естественно проветриваемых местах. Не рекомендуется устанавливать счетчики в застойных зонах помещения (участки помещения, отгороженные от вентиляционного канала или окна, ниши и т.п.). Расстояние от мест установки счетчиков до газового оборудования принимают в соответствии с требованиями и рекомендациями предприятий-изготовителей, изложенными в паспортах счетчиков. При отсутствии в паспортах вышеуказанных требований размещение счетчиков следует предусматривать, как правило, на расстоянии (по радиусу) не менее 0,8 м от бытовой газовой плиты и отопительного газоиспользующего оборудования (емкостного и проточного водонагревателя, котла, теплогенератора). Пример установки газовых приборов показан на рисунке 3. Рисунок 3 — Установка газовых приборов 5.2. Внутридомовые газопроводы Газопроводы, прокладываемые внутри зданий и сооружений, изготавливают из стальных труб, соединение которых производят, как правило, сваркой. Разъемные (резьбовые и фланцевые) соединения допускается выполнять только в местах установки запорной арматуры, газовых и контрольно-измерительных приборов, регуляторов давления, счетчиков и другого оборудования, причем эти соединения должны быть доступными для осмотра и ремонта. Присоединение к газопроводам бытовых газовых приборов, КИП, баллонов СУГ, газогорелочных устройств переносного и передвижного газоиспользующего оборудования разрешается предусматривать гибкими рукавами, стойкими к транспортируемому газу при заданных давлении и температуре. Установку отключающих устройств следует предусматривать: перед газовыми счетчиками (если для отключения счетчика нельзя использовать отключающее устройство на вводе); перед бытовыми газовыми приборами, плитами, пищеварочными котлами, отопительными печами, газовым оборудованием и контрольно-измерительными приборами; на вводе газопровода в помещение при размещении в нем ГРУ или газового счетчика с отключающим устройством на расстоянии более 10 м от места ввода. Прокладку газопроводов внутри зданий и сооружений обычно ведут открытым способом. Крепление открыто прокладываемых газопроводов к стенам; колоннам и перекрытиям внутри зданий осуществляют при помощи кронштейнов, хомутов, крючьев или подвесок на расстоянии, обеспечивающем возможность осмотра и ремонта самих газопроводов и установленной на них арматуры. Вертикальные газопроводы в местах пересечения строительных конструкций прокладывают в футлярах. Пространство между газопроводом и футляром заделывают просмоленной паклей, резиновыми втулками или другими эластичными материалами. Конец футляра должен выступать над полом не менее чем на 3 см. Внутренние газопроводы, в том числе прокладываемые в каналах, окрашивают. Для окраски используют водостойкие лакокрасочные материалы. Для строительства наружных и внутренних газопроводов используют трубы, изготовленные из спокойной малоуглеродистой стали группы В (ГОСТ 380 — 2005) не ниже категории II марок Ст2, Ст3 и марки Ст4 при содержании углерода не более 0,25%; стали марок 0,8, 10, 15, 20 (ГОСТ 1050 — 2013); низколегированной стали марок 09Г2С, 17ГС, 171С (ГОСТ 19281 — 2014) не ниже категории VI; стали 10Г2 (ГОСТ 1050 — 2013). Сварные соединения труб должны быть равнопрочны с основным металлом труб. 5.3. Расчет внутридомовых газопроводов Расчетные расходы газа по участкам сети подсчитывают по формуле: V_р=∑_(i=1)^m▒V_i ∙n_i∙k_o (24) где ni – количество квартир, подключенных к данному участку; Vi – расход газа на одну квартиру, м3/ч; ko – коэффициент одновременности ( принимается по табл. 9). Таблица 9 Число квартир Коэффициент одновременности ko в зависимости от установки в жилых домах газового оборудования Плита 4-конфорочная Плита 2-конфорочная Плита 4-конфорочная и газовый проточный водонагреватель Плита 2-конфорочная и газовый проточный водонагреватель 1 1 1 0,7 0,75 2 0,65 0,84 0,56 0,64 3 0,45 0,73 0,48 0,52 4 0,35 0,59 0,43 0,39 5 0,29 0,48 0,4 0,375 6 0,28 0,41 0,392 0,36 7 0,28 0,36 0,37 0,345 8 0,265 0,32 0,36 0,335 9 0,258 0,289 0,345 0,32 10 0,254 0,263 0,34 0,315 15 0,24 0,242 0,3 0,275 20 0,235 0,23 0,28 0,26 30 0,231 0,218 0,25 0,235 40 0,227 0,213 0,23 0,205 50 0,223 0,21 0,215 0,193 60 0,22 0,207 0,203 0,186 70 0,217 0,205 0,195 0,18 80 0,214 0,204 0,192 0,175 90 0,212 0,203 0,187 0,171 100 0,21 0,202 0,185 0,163 400 0,18 0,17 0,15 0,135 Примечания: 1. Для квартир, в которых устанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого же числа квартир с этими газовыми приборами. 2. Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительных печей рекомендуется принимать равным 0,85 независимо от количества квартир. Величина потерь давления во внутридомовых газопроводах определяться с учетом потерь давления в приборах по формуле: Рд = Рд.т – Рпр, (25) где Рпр — потери давления в приборах, Па. Потери давления в приборах рекомендуется принимать: для газовых плит — 40 ÷ 60 Па; для проточных (скоростных), емких водонагревателей и печей — 80 ÷ 100 Па. Гидравлический расчет начинают с участков, наиболее удаленных от ввода. Допустимый перепад давления согласно принимают равным 350 Па. Определяют средние удельные потери падения: P_cp=(β∙(∆P_д-∆P_пр-∆P_с))/(∑▒l) (26) где β – коэффициент, учитывающий долю потерь давления на преодоление сопротивлений трения от допустимого давления, β= 0,55 — 0,65; Σl – суммарная длина всех участков направления, м; ∆Рпр – потери давления в приборах, Па; ∆P_с — потери в счетчике, Па. Потери давления в приборах рекомендуется принимать: для газовых плит — 40 ÷ 60 Па; для проточных (скоростных), емких водонагревателей и печей — 80 ÷ 100 Па. По расчетным расходам и средним удельным потерям давления находят диаметр, удельные потери, эквивалентную длину на каждом участке. Диаметр участков, подводящих газ от стояков к приборам, не рассчитываются, а принимаются равными диаметру присоединительного штуцера прибора. Диаметр стояка не может быть меньше диаметра подводящего к прибору трубопровода. Потери давления на участке могут определяться или через эквивалентные длины с учетом всех местных сопротивлений, или через надбавки, укрупненно учитывающие эти местные сопротивления. По первому методу потери давления в местных сопротивлениях условно заменяются потерями на трение. Поэтому в формулу по определению фактических потерь давления ∆Р подставляют расчетную длину: lp = l + lэ·∑ζ (27) Эквивалентной длиной местного сопротивления называется такая длина участка прямого трубопровода, линейные потери которого равны потерям от местных сопротивлений при Σξ = 1. lэ и удельные потери давления р определяются по таблицам в зависимости от расчётного расхода. При разных высотных отметках начала и конца участка газопровода необходимо учитывать гидростатическое давление: ргст = ±gH(ρв — ρг), (28) где ρв – плотность воздуха, ρв = 1,29 кг/м3; ρг – плотность газа, кг/м3; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; Н – разность высотных отметок начала и конца участка, м. Величина потерь давления на рассчитываемом направлении определяется с учетом гидростатического давления по формуле: Р_ф=∑_1^n▒〖(Р_уч)〗+Р_г+Р_пр (29) Расчетные расходы газа определены по сумме номинальных расходов газа приборами (группой приборов) с учетом коэффициента одновременности их действия. Vп4 = 1,25 м3/ч; Vкг = 2,3 м3/ч; Расчет сведен в табл.10 Таблица 10 — Определение расчетных № уч-ка Ассортимент приборов Кол-во квартир Коэффициент одновременности Ko Расход газа,м³/ч Расчетный расход газа Vp,м³/ч с однотипными приборами или группой приборов всего на одну квартиру на niквартир на участке Vi ni Ko 1-2 КГ 1 1 1 2,17 2,17 2,17 2,17 2-3 КГ+П4 1 1 0,7 3,15 3,15 2,21 2,21 3-4 КГ+П4 1 1 0,7 3,15 3,15 2,21 2,21 4-5 КГ+П4 2 2 0,56 3,15 6,3 3,53 3,53 5-6 КГ+П4 3 3 0,48 3,15 9,5 4,54 4,54 6-7 КГ+П4 4 4 0,43 3,15 12,6 5,42 5,42 7-8 КГ+П4 5 5 0,4 3,15 15,8 6,30 6,30 8-11 КГ+П4 10 10 0,34 3,15 31,5 10,71 10,71 9-10 КГ+П4 5 5 0,4 3,15 15,8 6,30 6,30 10-11 КГ+П4 10 10 0,34 3,15 31,5 10,71 10,71 11-12 КГ+П4 20 20 0,28 3,15 63,0 17,64 17,64 Средние удельные потери давления: P_cp=(β∙(∆P_д-∆P_пр-∆P_с ))/(∑▒l)=(0,6∙(350-100-80))/51,41= 1,98 Па/м. По расчётным расходам и средним удельным потерям давления находят диаметр, удельные потери и эквивалентную длину на каждом участке. Находят коэффициенты местных сопротивлений Σξ. Расчёт м3/ч проводят, заполняя таблицу 11. Значения местных сопротивлений приведены в таблице 12. Заключение В курсовом проекте был произведен расчет сети среднего и низкого давления в районе города Орел. Были выявлены следующие данные: -газопроводы низкого давления потребляют 3203 м3/ч природного газа — газопроводы среднего давления потребляют 38424 м3/ч природного газа На основании расчетов было определено, что для надежности работы системы низкого давления и ее регулирования, необходимо только одно ГРП. Сеть низкого давления – кольцевая, состоящая из 14 колец, разбивка сделана таким образом, чтобы природный газ поступал равномерно в любую точку района. Гидравлический расчет выполнен таким образом, что невязка не превышала 10%, что соответствует правильно подобранных диаметров трубопроводов. Газовые сети высокого (среднего) давления являются верхним иерархическим уровнем городской системы газоснабжения. Для районов города она выполнена в виде разветвленных тупиковых сетей. Сеть рассчитывалась на заданный перепад давления. Расчетный перепад давления для сетей высокого (среднего) давления определяют исходя из следующих соображений. Начальное давление принимают максимальным. Конечное давление принимают таким, чтобы при максимальной нагрузке сети было обеспечено минимально допустимое давление газа перед регулятором. При расчете внутридомовой сети низкого давления пятиэтажного жилого дома были определены средние удельные потери давления 1,98 Па/м. а также объем потребляемого природного газа на 4 стояка, составляет 17,64м3/ч. Литература СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. Госстрой России. –М.:2003 Правила безопасности в газовом хозяйстве, — М.: Научно — производственное объединение ОБТ, 1992.2. -144 с. Ионин А. А. Газоснабжение: Учеб. для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1989. — 439 с. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. — Л.: Недра, 1990. — 762 с. СНиП 2.2.04.07-86* Теплоснабжение. СНиП 2.2.03.01-82 Строительная климатология и геофизика. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полимерных труб. – М 2003 г.