Газоснабжение пятиэтажного жилого здания (внутренние сети)

 

Астраханский инженерно-строительный институт

Кафедра ТГВ

Пояснительная записка

К курсовому проекту

по дисциплине: «Газоснабжение»

на тему

Газоснабжение пятиэтажного жилого здания (внутренние сети)

Выполнил: студент

Кузнецов К.С.

Астрахань 2011г.

Введение

Природный газ как высокоэффективное энергетическое топливо широко применяется в настоящее время во многих звеньях общественного производства.

Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводит к необходимости повысить качества расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ. Рациональное использование газообразного топлива позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращения расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и состава газовой среды и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции.

По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на: двухступенчатые, трехступенчатые и многоступенчатые. Применение той или иной схемы определяется величиной населенного пункта, планировкой его застройки, расположением жилой и промышленных зон и расходом газа отдельными потребителями.

В небольших населенных пунктах с малым расходом газа и в средних городах применяются главным образом двухступенчатые системы. В крупных - трехступенчатые или многоступенчатые, так как при больших расходах газа промышленными и коммунально-бытовыми предприятиями с подачей его на значительные расстояния работа на низком давлении требует увеличения диаметра газопроводов и затрудняет поддержание необходимого давления у отдаленных от ГРП потребителей.

Трехступенчатая схема снабжения газом города включает в себя газопроводы высокого, среднего и низкого давления. По этой схеме весь газ, поступающий от источника газоснабжения, подается по транзитным газопроводам высокого давления к ГРС и газгольдерным станциям, откуда после соответствующего снижения давления он поступает в распределительные сети среднего давления с последующей подачей через ГРП в сети низкого давления.

От городских распределительных сетей газ подается к потребителю по ответвлению, т.е. по той части газопровода, которая идет от распределительной его части до задвижки, устанавливаемой на вводе в домовладение или предприятие. Участок газопровода от отключающей задвижки до ввода в здание называется внутриквартальным газопроводом.

Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ) служат для снижения давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно сооружают для питания газом распределительных сетей, а ГРУ - для питания отдельных потребителей. ГРП размещают в отдельно стоящих зданиях или шкафах снаружи здания, ГРУ - помещениях предприятия, где расположены агрегаты, использующие газ. ГРП и ГРУ в подвальных и полуподвальных помещениях, а так же в жилых и общественных зданиях не устраивают.

Расчёт годового потребления газа

газоснабжение распределительная сеть гидравлический расчет

1.Определение низшей теплоты сгорания и плотности газа (по данным лабораторной работы №1)

Qн = 25374,58 кДж/кг

2.Определение численности населения

N = 6000 [чел]

3.Расчет годового потребления газа в квартирах

,,

,

где Yк - степень охвата населения,

z1 - доля населения проживающего в квартирах с централизованным горячим водоснабжением,

z2 - доля населения проживающего в квартирах, имеющих газовый водонагреватель,

z3 - доля населения проживающего в квартирах при отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газовых водонагревателей,

qk1; qk2; qk3 - нормы расхода тепла на нужды газоснабжения [мДж/чел в год] по СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение» табл.2 стр.3

4.Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями.

Годовой расход газа предприятиями общественного питания

Vс = ,

где Yк-б - степень охвата коммунально- бытовых объектов газоснабжением

N - количество жителей

qс - норма расхода теплоты на приготовления обеда, завтраков, ужинов

zc - доля населения пользующихся услугами столовых.

Годовой расход газа хлебобулочными предприятиями

Vх= ,

где 365 - количество дней в году,

X - ежедневная норма потребления хлеба на 1000 жителей,

Ук-б - степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением.

N - количество жителей

qх - норма расхода теплоты предприятиями на выпечку хлеба .

Годовой расход газа на нужды предприятий торговли:

Vт= 0.05·Vк=0,05·1166,2 = 58,3 ,

где Vк - годовое потребление газа в квартирах ,

Годовой расход газа на прачечные определяется по формуле:

Где (100 ÷ 140) - норма накопления белья, т/чел.год;

- степень охвата населения прачечными

- степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением

.

Годовой расход природного газа банным предприятием

Где 52 - количество помывок в год, пом./год;

- степень охвата населения банями;

- норма расхода теплоты на одну помывку;

Годовой расход природного газа учреждениями здравоохранения.

Где - количество коек на 1000 жителей;

- норма расхода теплоты учреждениями здравоохранения (больницами) на приготовление пищи и горячей воды,МДж.

Суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовое потребление.

Число потребителей природного газа по районам города выявляют на основе анализа их населённости, этажности застройки и её основных характеристик, числа и характеристики предприятий и учреждений городского хозяйства, наличия централизованного горячего водоснабжения, характеристики отопительных систем, топливного и теплового баланса города.

5.Определение расхода газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Годовой расход газа на отопление и вентиляцию:

Vов=, ,

где tвн - температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий,

tсро - средняя температура наружного воздуха за отопительный период,

tро - расчетная наружная температура для проектирования отопления,

tрв -расчетная наружная температура для проектирования вентиляции,

Уов - степень охвата отопительных установок газоснабжением,

nо - продолжительность отопительного периода,

qо - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление,

z - среднее число часов работы системы вентиляции общественного здания в течение суток,

K1 , K2 - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и вентиляцию общественного здания : K1 =0.25 , K2 = 0.6.

?ов - КПД отопительной системы для котельных от 0.8-0.85 ,

f -норма общей площади жилых зданий на одного человека .

Годовой расход на горячее водоснабжение:

Vгв = , ,

где qгв - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение,

? - коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период ,

tхл ; tхз - температура холодной воды летом и зимой : tхл = 15oC , tхз = 5oC,

?гв - КПД котельной (0.8-0.9)

Суммарный годовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

Vовт = Vов + Vгв = 1815031 + 897796 =2712827 ,

Vов - годовой расход газа на отопление и вентиляцию,

Vгв - годовой расход на горячее водоснабжение

6.Максимальные часовые расходы газа

Максимальный расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды

= Kmax·Vк-б = ·1804,4 = 0,859 ,

где Kmax - коэффициент часового максимума т.е. перехода от годового до часового,

Vк-б - суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовые предприятия,

Максимальный расчетный часовой расход на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Максимальный тепловой поток на отопление:

Qо = qо·A·(1+K1) =77,8·27000·(1+0.25)=2625750 Вт

А=18·N·Jов = 18·6000·0.25=27000 м2

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественного здания

Qв = K1·K2·qо·A=0.25·0.6·77,8·27000=315090 Вт

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Qгв = 2.4·qгв·N·z1=2.4·407·6000·0.2=1172160 Вт

где A - общая площадь жилых зданий,

qо - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление,

N - количество жителей

K1 , K2 - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и вентиляцию общественного здания : K1 =0.25 , K2 = 0.6

Jов - степень охвата отопительных установок газоснабжением,

z1 - доля населения, проживающая в квартирах с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением.

Часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение :

=.

Общий расчетный часовой расход газа на хозяйственно- бытовые и отопительно-вентиляционные нужды

Vр = 0,859+583,53= 584,39 .

где -минимальный расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды,

часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

. Гидравлический расчет распределительной сети

1.Определяем удельный расход газа на единицу площади застройки

,

м3/ч×га

2.Определяем расход газа по кольцам и прилегающим площадям:

VК = Vуд F × FК,

Vприл. пл. = Vуд F×Fприл. пл.,

Результаты заносим в таблицу 1.

Таблица 1

Кольца и прилегающие площади.IIIIIIIVА?F , га9934,53555,18Vк, м3/ч175,32175,3258,4487,6658,44

3.Определяем расход газа на единицу длины периметра каждого кольца:

Vуд P = ,

Таблица 2

КольцаIIIIIIIVАP , м12001200800900600Vуд P, м3/ч0,14610,14610,07310,09740,0974

4.Определяем путевые расходы, учитывая односторонний и двухсторонний разбор газа:

Односторонний и двухсторонний

Vп = lуч×Vуд Pк ,

Vп1-2 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп2-3 = 300?0,1461 = 43,83 м3/ч

Vп3-4 = 100?0,0974 = 9,74 м3/ч

Vп2-5 = 100?0,0,731 = 7,31 м3/ч

Vп2-12 = 300?0,0731 = 21,93 м3/ч

Vп12-6 = 100?0,0731 = 7,31 м3/ч

Vп12-7 = 150?0,0974 = 14,61 м3/ч

Vп12-14 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп7-15 = 150?0,0974 = 14,61 м3/ч

Vп3-13 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп1-10 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп10-11 = 300?0,1461 = 43,83 м3/ч

Vп11-13 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп10-9 = 300?0,1461 = 43,83 м3/ч

Vп9-14 = 150?0,1461 = 21,915 м3/ч

Vп9-8 = 150?0,0974 = 14,61 м3/ч

Vп8-15 = 150?0,0974 = 14,61 м3/ч

Vп5-6 = 300?0,0731 = 21

м3/ч

Таблица 3

№ УчасткаLуч, мVуд P, м3/ч×мVп, м3/ч1-21500,146121,9152-33000,146143,833-41000,09749,742-51000,07317,312-123000,073121,9312-61000,07317,3112-71500,097414,6112-141500,146121,9157-151500,097414,613-131500,146121,9151-101500,146121,91510-113000,146143,8311-131500,146121,91510-93000,146143,839-141500,146121,9159-81500,097414,618-151500,097414,615-63000,073121,93

5.Определение расчетных расходов

Таблица 4

№ участкаLуч, мVуд P, м3/ч×мРасходVп, м3/ч0,55 Vп, м3/чVтр, м3/чVрасч, м3/ч1-21500,146121,91512,053162,091174,1442-33000,146143,8324,10730.56154.6683-41000,09749,745,357-5,3572-51000,07317,314,02121,9325,9512-123000,073121,9312,06243,83555,89712-61000,07317,314,021-4,02112-71500,097414,618,03614,6122,64612-141500,146121,91512,053-12,0537-151500,097414,618,036-8,0363-131500,146121,91512,053-12,0531-101500,146121,91512,053160,71172,76310-113000,146143,8324,10721,91546,02211-131500,146121,91512,053-12,05310-93000,146143,8324,10751,13575,2429-141500,146121,91512,053-12,0539-81500,097414,618,03614,6122,6468-151500,097414,618,036-8,0365-63000,073121,9312,062-12,062

6.Гидравлический расчет кольцевой сети

Определяем средние удельные потери давления h на участках по главным направлениям потоков газа от ГРП до нулевых точек:

h = (Па/м), 24[1]

где ?P - расчетный перепад давления от ГРП до нулевой точки,

,1 - коэффициент, учитывающий местные потери,

?L - сумма длин участков по главным направлениям от ГРП до нулевых точек.

Результаты заносим в таблицу 5.

Таблица 5

№ кольца№ уч - ка Длина lуч, мРасчетный расход Vр, м3/чПотери давления h , Па/мДиаметр dуч´s, мм´ммПотериДейст.потериh', Па/мПотери на участ.h'×lуч, ПаПотери с учет.местн.сопрот.1,1×h'×lуч, Па123456789I1-2150174.1441,515133x41,25187.5206.252-330054.6681,51588,5×41.404204623-1315012,0531,51557×30,75112,5123,751-10150172,7631,515133×41.218019810-1130046,0221,51576x31.648052811-1315012,0531,51557×30.75112.5123.754.8%II1-2150174,1441,515133x41,25187,5206,252-1230055,8971,51588,5×41,442046212-1415012,0531,51557×30,75112,5123,751-10150172,7631,515133x41,218019810-930075,2421,515108x41.25375412.59-1415012,0531.51557×30.75112,5123,753.3%III2-1230055,8972,27288.5x42,27681749.12-510025,9512,27260×3.52.72702975-630012,0622,27248x3.52.25675742.512-61004,0212,27233.5x3.22.52502751.5%IV12-1415012,0532,0257×30.75112.5123.759-1415012,0532,0257×30.75112.5123.759-815022,6462,0260x3.52.030033012-715022,6462,0260x3.52.03003308-151508,0362,0248x3.51.1165181.57-151508,0362,0248x3.51.1165181.50%A3-41005,3579.133.5x3.244004402-510025.9519.160×3.54400440

1 кольцо h+ = Па/м,

кольцо h+ = Па/м,

кольцо h+ = Па/м,

кольцо h+ = Па/м,

Расчет и подбор оборудования ГРП

Пропускная способность V = 584.39 м3/ч,

Давление газа на входе P1 = 90 кПа,

Давление газа на выходе P2 = 3 кПа,

Температура газа T = 283 K,

Плотность газа ? = 0,761 кг/м3.

1.Определяем перепад давлений в регуляторе давления по формуле:

?P = P1 - P2 - Pпот,

?P = 90-3-5 = 82 кПа,

где Pпот - потери давления в арматуре (без регулятора), в первом приближении принимаем Pпот = 5 кПа.

.Определяется отношение критических абсолютных давлений по формуле:

,

3.Рассчитывается коэффициент пропускной способности по формуле:

KV = ,

где ? - коэффициент, определяемый по формуле:

? = 1 - 0,46×,

? = ,

где P - абсолютное давление газа на входе, МПа,

T - температура газа, К,

z - коэффициент сжимаемости газа, при P1<1,2 МПа z = 1

.По таблице 7.1 [1] подбирается типоразмер выбранного типа регулятора давления с фактическим коэффициентом пропускной способности К.

К= 22 подбираем регулятор РД 50-64

5.Определяется фактическая пропускная способность регулятора давления по формуле:

Vф = ,

Vф = м3/ч

Запас, пропускной способности регулятора давления в соответствии со СНиП должен удовлетворять соотношению:

где Vф - фактческая пропускная способность регулятора давления.

6.По таблице 6.1[3] подбираем типоразмер волосяного фильтра, устанавливаемого перед регулятором давления, и определяем основные табличные значения его параметров:

тип фильтра ФВ - 50

пропускная способность Vт = 6000 м3/ч,

перепад давления ?P= 5 кПа,

давление при плотности природного газа ?о = 0,73 кг/м3 при нормальных условиях (T = 273 К, Pо = 101,3 кПа).

P = Рт + Ро - ?P,

P = 600+101,3-5 = 693,3 кПа.

7.Определяем фактический перепад давления в фильтре по формуле:

?Pф = ,

?Pф = кПа

.

8.Определяем скорость движения газа в линии редуцирования до и после редуктора по формуле:

,

м/с

м/с,

где F1,2 - площадь линии редуцирования, м2.

9.Определяем местные гидравлические потери давления в линии редуцирования до и после регулятора давления по формуле:

,

кПа

кПа,

где ?? - коэффициенты местных сопротивлений до регулятора, определяются по

таблице 6.2[3],

?? - коэффициенты местных сопротивлений после регулятора, определяются по

таблице 6.2[3].

10.Определяются суммарные потери давления в линии редуцирования

,

кПа < 3 кПа.

Расчет внутридомового газопровода

. Определим расчетные расходы газа на участках:

Vp=?Kрасчч.г.*N м3/ч

Kрасчч.г -коэф. неравномерности потребления газа (Ионин табл. 5,12 стр. 69)

N -число квартир

-годовой расход газа на квартиру (Ионин стр. 45)

. Диаметр условного прохода принимаем исходя из конструкторских соображений:

Подводки к приборам 15 мм.

Стояки 20 мм.

Магистрали 25÷32 мм.

. Определим ? коэф. местных сопротивлений на каждом из расчетных участков

. По графикам определяем удельные потери на трение. Определим эквивалентные длины

. По аксонометрической схеме определяем длины участков и потери на них

. Рассчитываем эквивалентное избыточное давление

Р =g*H*(1.29-?г), Па

g =9,8 м\с2

Н-разность геометрических отметок конца и начала участка по ходу движения газа. Если горизонтальный участок Н=0 => Р=0.

?г -плотность газа

,29 - плотность воздуха при н.у.

7. Определяем полные потери давления на участке с учетом дополнительного давления

?Рполн=hуч-Р

. Определяем потери давления в газопроводе с учетом потерь в трубах и арматуре приборов до газовых горелок

Потери в трубах и арматуре составляют:

В плитах - 40-60 Па

В водонагревателях - 80-100 Па.

Рсум =Рполн+Ртруб

Полученные ? потери давления сравниваем с расчетным перепадом давления.

?Рарм?Ррас

?Ррас=300 Па

Результаты расчета заносим в таблицу.

№ учVpdуслlуч??lэlэквlпрhhучНРРполРсум1-21,14153,85,20,452,346,141,911,673,015,55-3,88231,45+40 =271,452-31,44203,010,630,633,630,652,363,015,55-13,193-41,93203,010,70,73,71,154,263,015,55-11,294-52,39203,010,60,63,62,258,13,015,55-13,35-62,85254,01,30,760,994,9914,99-04,996-74,862516,71,60,651,0417,743,2557,66-057,667-86,63253,410,70,74,1520,5-020,58-98,282516,71,60,731,1717,878142,96-0142,969-109,91252,910,750,753,651036,5-036,510-1111,36321,31,511,52,83,7510,5-010,5

Полученные суммарные потери давления меньше расчётных, следовательно расчёт произведён верно.

Расчет продуктов сгорания

Расчет производится на основе реакций горения компонентов при нормальных условиях. Расчет ведется на 100 м3 сухого газа, и результаты заносятся в таблицу.

Результаты расчета показателей горения газа.

КомпонентКолком.Уравнения реакции горенияРасход воздухаВыход продуктов, м3О2N2ИтогоСО2Н2ОN2О2ИтогоСН495CH4+2O2=CO2+2H2O19070389395190703-988С2Н64,62С2Н6+7O2=4CO2+6H2O32,2119,14151,3418,427,6119,14-165,14С3Н80,9С3Н8+5O2=3CO2+4H2O4,516,6521,152,73,616,65-22,95С4Н100,352С4Н10+13O2=8CO2+4H2O4,5516,8421,392,83,516,84-23,14СО20,6-------------------0,6---0,6N21.1---------------------1.1-1.1Итоги при ?=1100231.25855.631086.9119.5224.7856.7-1201Итоги при ?=1,1254.38941.191195.6131.45241.17942.4-1321

Расчет атмосферной горелки

Объем теоретически необходимого воздуха для горения газа:

V0 = 0,2675 × 10-3 × Qн

V0 =0,2675 × 10-3 × 25375 = 6,79 м3/м3

Qн - низшая теплота сгорания

Рассчитываем производительность (часовой расход газа через горелку)

по формуле:

Qг= 3600 × N горелки /( h горелки × Qн)

Qг= 3600 × 1,9 /0,56 × 25375= 0,48 м3/ч

Принимается диаметр выходных отверстий d0 = 1-2 мм. Вычисляем необходимую площадь выходных отверстий по формуле:

F0= Qг × (1+ ? ×V0) / 0,36 × w0

F0 =0,48 × (1+ 0,6 × 6,79) / 0,36 × 1.5 = 4.5 см2

? - коэффициент первичного воздуха; = 0,6 для природного газа;

w0 - скорость выхода смеси, принимают (0,6 - 0,7) от предельной скорости, соответствующей отрыву пламени

Определяется коэффициент эжекции по формуле

u = ? ×V0 / s = 0,6 × 6,79/ 0,589 = 6,92

s - относительная плотность воздуха, s = ?газа /?воздуха.

Принимается и определяются параметры:

коэффициент потерь энергии: k = 3 (т.к. выбираем самую короткую эжекционную трубку);

коэффициент расхода отверстий головки горелки: ?0 = 0,77;

коэффициент сопротивления отверстий определяется по формуле:

?0 = (1- ?02) / ?02 = 0,69

коэффициент, учитывающий потер энергии в головке горелки:

k1 = ?0 + 2 × Т / 273 - 1

k1 = 0,69 + 2 × 423 / 273 - 1 = 2,8

Т - температура подогрева в выходных каналах; 50 - 150 С для бытовых газовых плит;

?с- коэффициент расхода сопла = 0,9.

Площадь сопла определяется по формуле:

Fс = (Qг ×) / (0,36 × ?с ×)

Fс = (0,48 ×) / (0,36 × 0,9 ×) = 0,025 см2

Определяется диаметр сопла по формуле (для круглого сопла)

dс=, см

dс== 0,178 см =1,8 мм

Определяется оптимальное значение параметра горелки по формуле:

Fonm =

Fonm = = 1.05

Рассчитывается оптимальный параметр горелки по формуле:

А = k1 × (1 + u) × (1 + u × s) × Fc × F1onm / Fo

А = 2.7 × (1 + 6,92) × (1 + 6,92 × 0,589) × 0,025 × 1.05 / 4.2 = 1

А = 1, следовательно, горелка работает в оптимальном режиме.

Список литературы

1. Ионин А.А. Газоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985. - 440с.

. СНиП 2.04.08-87 Газоснабжение. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 86с.

. Шишкин Н.Д. Газоснабжение района города. Методические указания к курсовому проекту по газоснабжению. - Астрахань: АИСИ, 1997. - 20с.

. Стаскевич Н.Л. и др. Справочник по газоснабжению и использованию газа. - Л.: Недра, 1990. - 768с.

. Газоснабжение района города с использованием ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту по газоснабжению. - Ростов-на-Дону: РГАС, 1995. - 24с.

. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. Основы газового хозяйства. - М.: Высшая школа, 2000. - 462с.

. Кязимов К.Г. Справочник газовика. - М.: Высшая школа, 2000. - 272с

Астраханский инженерно-строительный институт Кафедра ТГВ Пояснительная записка К курсовому проекту по дисцип

Больше работ по теме: