Главная              Рефераты - Разное

Газоснабжение жилого района и квартала с котельной - реферат

Введение.

Развитие газовой промышленности одно из важнейших отраслей экономики имеет существенное значение в создании материально-технической базы страны, в связи, с чем правительство уделяет этой отрасли большое внимание. Наша страна стоит на первом месте в мире по разведанным запасам природного газа и на втором по объёму его добычи.

Природный газ как высокоэффективный энергоноситель, широко применяемый в настоящее время во всех звеньях общественного производства, оказывает прямое воздействие на увеличение выпуска промышленной продукции, рост производительности труда и снижение удельных расходов топлива.

Интенсивная добыча природного газа и необходимость доставки его к потребителю наиболее экономичным способом вызвали бурное развитие трубопроводного транспорта. Транспортирование газа по трубопроводам удобнее и дешевле, чем другими транспортными средствами, так как оно обеспечивает непрерывное (и практически бес потерь) поступление газов к потребителю непосредственно из месторождений или подземных хранилищ. За годы советской власти построено свыше 200 тыс. км. Магистральных и распределительных газопроводов. Важным звеном в общей системе газоснабжения страны являются подземные городские газопроводы, по которым газ поступает непосредственно к жилым домам, коммунально-бытовым и промышленным предприятиям. Использование газа для освещения городов в России началось в первой половине 19 века, однако, промышленная добыча природного газа не велась, а попутный нефтяной газ сжигался в факелах.

Основная задача газовых хозяйств бесперебойное, надежное и экономичное газоснабжение потребителей, для чего необходимо четкое организация и управления, научно обоснованная планирование всех показателей работы, выявление и использование резервов производства, повышение производительности труда.

Эксплуатация газового хозяйства городов и населённых пунктов осуществляется специализированными организациями: конторами, трестами и управлениями, обеспечивающими эксплуатацию подземных газопроводах, газорегуляторных пунктов, газового оборудования и жилых домов, коммунально-бытовых предприятий. За эксплуатацию газового оборудования промышленных предприятий, различных организаций учреждений отвечают сами предприятия учреждения.

К работе в газовом хозяйстве допускают рабочих и ИТР, обученных соответствующим видам работ и сдавших экзамены по правилам безопасности и технической эксплуатации газовых хозяйств. Повторная проверка знаний у рабочих проводится ежедневно, а у инженерно-технических работников один рас в три года. Кроме того, для работников газового хозяйства регулярно организуются техническая учёба, семинары, практические занятия и другие формы повышения квалификации.

Природный газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива:

Стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива.

Производительность труда при его добычи значительно выше, чем при добычи угля и нефти.

Высокая теплота сгорания, делает целесообразным транспортировку газа по магистральным трубопроводам на значительные расстояния.

Обеспечивается полнота сгорания, и облегчаются условия труда обслуживающего персонала.

Отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления при утечках газа, что особенно важно при газоснабжении коммунальных и бытовых потребителей.

Газоснабжение городов и населённых пунктов значительно улучшает состояние их воздушного бассейна.

Конечно, имеются недостатки и отрицательные свойства взрыво – и пажароопасность природного газа, но всё это не уменьшает всех достоинств природного газа.


Газоснабжение микрорайона.

Жилой микрорайон снабжается газом щибелинского месторождения. Данное месторождение имеет следующий состав.


СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С6Н12 СО2 N2+редкие газы
% 93,3 4 0,6 0,4 0,3 0,1 1,3
Qрн кДж/м3 35840 63730 93370 123770 146340 12640 10800
ρ кг/м3 0,72 1,36 2,02 2,7 3,22 1,97 1,25

Определение теплоты сгорания и плотности газов.

Теплота сгорания газов определяется по формуле Qрн=а1* Q1+а2* Q2+…+аn* Qn (1.1)

Плотность газа определяется по формуле ρ=а1* ρ1+а2* ρ2+…+аn* ρn (1.2)

где а1,а2…аn – содержание компонента в газе.

Q1,Q2…Qn – теплота сгорания каждого компонента.

ρ1,ρ2…ρn – плотность каждого компонента.

Qрн = 37635 кДж/м3

ρ = 0,78 кг/м3


1.2 Определение расхода газа в микрорайоне.

В данном микрорайоне проживает 21000 тысяча человек. Газ в микрорайоне расходуется на следующие нужды:

1) В быту.

2) В бане при условии, что банями пользуется 30% населения и на одного человека в году приходится 52 помывки.

3) В прачечных при условии что ими пользуются 40% населения и на одного человека в год приходится 100 кг. сухого белья.

Норма расхода теплоты для жилых домов (в быту) 8000 мДж, на одну помывку приходится 40 мДж и для прачечной 8800 мДж.

Кмах=1/2300 – для домов

Кмах= 1/2700 – для бань

Кмах=1/2900 – для прачечных

=а*N (1.2.1)

где а – норма расхода теплоты мДж в год.

N – количество жителей.

=8000*21000=168000000 мДж/год.

(1.2.2)

где Кмах – коэффициент часового максимума, который берётся из СНИП в зависимости от количества жителей.

Qрн – низшая теплота сгорания.

Кмах=1/2300=0,000434782

Вчас=168000000*0,000434782/37,635=1940,84 м­­3/час

=21000*0,3*52*40=13104000 мДж/год.

Кмах=1/2700=0,00037037

Вчас=13104000*0,00037037/37,635=128,96 м­­3/час

=0,4*21000*8800*0,1=7692000 мДж/год.

Кмах=1/2900=0,000344828

Вчас=7392000*0,000344828/37,635 м­­3/час

∑Вчас=2137,53 м­­3/час.

1.3 Гидравлический расчёт кольцевого газопровода.

М1:2000

Вобщ=2137 м­­3/час.


L1-2=56м

L2-3=32м

L3-4=100м

L4-5=60м

L5-6=84м

L6-7=36м

L7-8=24м

L8-9=30м

L9-1=50м

L2-10=74м

L10-11=70м

L11-12=70м

L12-13=44м

L13-14=114м

L14-15=108м

L15-16=72м

L16-7=106м

L8-17=66м

L17-18=130м

L18-12=58м


∑L=1384м


1)Определить удельный расход газа.

Вуд=Вобщ/∑L=2137/1384=1,54 (1.3.1)


2)Определяем путевые расходы газа.


Впут=Вуд*Lуч-ка м3/ч (1.3.2)


Впут1-2=86,24 м3/ч

Впут2-3=49,28 м3/ч

Впут3-4=154 м3/ч

Впут4-5=92,4 м3/ч

Впут5-6=129,36 м3/ч

Впут6-7=150,92 м3/ч

Впут7-8=36,96 м3/ч

Впут8-9=46,2 м3/ч

Впут9-1=77 м3/ч

Впут2-10=113,96 м3/ч

Впут10-11=107,8 м3/ч

Впут11-12=107,8 м3/ч

Впут12-13=67,76 м3/ч

Впут13-14=175,56 м3/ч

Впут14-15=166,32 м3/ч

Впут15-16=110,88 м3/ч

Впут16-7=163,24 м3/ч

Впут8-17=101,64 м3/ч

Впут17-18=200,2 м3/ч

Впут18-12=89,32 м3/ч


∑Впут=2226,84 м3/ч


3)Определяем узловые расходы газа


Вузл1=Впут1-2+Впут9-1/2 м3/ч (1.3.3)


Вузл1=81,68 м3/ч

Вузл2=124,74 м3/ч

Вузл3=101,64 м3/ч

Вузл4=123,2 м3/ч

Вузл5=110,88 м3/ч

Вузл6=140,14 м3/ч

Вузл7=175,56 м3/ч

Вузл8=92,4 м3/ч

Вузл9=61,6 м3/ч

Вузл10=110,88 м3/ч

Вузл11=107,8 м3/ч

Вузл12=132,44 м3/ч

Вузл13=121,66 м3/ч

Вузл14=170,94 м3/ч

Вузл15=138,6 м3/ч

Вузл16=137,06 м3/ч

Вузл17=150,92 м3/ч

Вузл18=144,76 м3/ч


∑Вузл=2226,84 м3/ч


4)Определяем расчётные расходы газа. Для этого пользуемся уравнением равновесия узла. Количество газа входящего равна количеству газа выходящего + расход в самом узле.


Вузл5=Вр4-5+Вр5-6 (1.3.4)

Вр5-6=Впут5-6/2=129,36/2=64,68 м3/ч (1.3.5)

Вр4-5=Вузл5-Вр5-6=110,88-64,68=46,2 м3/ч (1.3.6)


Вр6-7=204,82 м3/ч

Вр3-4=169,4 м3/ч

Вр2-3=271,04 м3/ч

Вр13-14=87,78 м3/ч

Вр14-15=170,94 м3/ч

Вр15-16=309,54 м3/ч

Вр7-16=446,6 м3/ч

Вр12-13=209,44 м3/ч

Вр11-12=53,9 м3/ч

Вр10-11=53,9 м3/ч

Вр2-10=164,78 м3/ч

Вр12-18=395,78 м3/ч

Вр17-18=540,54 м3/ч

Вр8-17=691,46 м3/ч

Вр8-7=826,98 м3/ч

Вр9-8=1610,84 м3/ч

Вр2-1=560,56 м3/ч

Вр1-9=1672,44 м3/ч


Вузл1= Вгрп-Вр1-9-Вр1-2 (1.3.7)

Вгрп= Вузл1+Вр1-9+Вр1-2=81,62+1672,44+560,56=2234,58 м3/ч (1.3.8)


Ндоп=1200Па

∆Нф ср=Ндоп/∑Lр (1.3.9)


2. Газоснабжение квартала.


Характеристика квартала.

Газоснабжению подлежит квартал жилых домов расположенные в городе Киев. В квартале находится 6 домов по 3 подъезда. Дома оборудованы ПГ4+ГК. Газопровод в квартале проложен подземно из стальных труб и имеет тупиковую разветвленную сеть, для отключения подачи газа в квартал установлена задвижка.

2.2 Гидравлический расчёт тупикового газопровода.

L1-2=20 (м)

L2-3=20 (м)

L3-4=45 (м)

L4-5=20 (м)

L5-6=20 (м)

L6-7=40 (м)

L7-8=20 (м)

L8-9=20 (м)

L9-10=50 (м)

L10-11=20 (м)

L11-12=20 (м)

L12-13=12,5 (м)

L13-14=17,5 (м)

L15-16=20 (м)

L16-17=20 (м)

L17-18=45 (м)

L18-19=20 (м)

L19-20=20 (м)

L20-13=27,5 (м)

(2.2.1)

Qприб=Qгк+Qпг4 (2.2.2)

37635 кДж/м3

Qгк=83740 кДж/м3

Qпг4=40195 кДж/м3

Qприб=123935 кДж/м3

qi=123935/37635=3,29 м3/ч


Вр=qi*К0*h м3/ч (2.2.3)


Вр1-2=14,8(м3/ч)

Вр2-3=24,7(м3/ч)

Вр3-4=34,1(м3/ч)

Вр4-5=40,1(м3/ч)

Вр5-6=48,1(м3/ч)

Вр6-7=55,4(м3/ч)

Вр7-8=63,9(м3/ч)

Вр8-9=73(м3/ч)

Вр9-10=82,2(м3/ч)

Вр10-11=91,3(м3/ч)

Вр11-12=100,4(м3/ч)

Вр12-13=109,6(м3/ч)

Вр13-14=133,2(м3/ч)

Вр15-16=14,8(м3/ч)

Вр16-17=24,7(м3/ч)

Вр17-18=34,1(м3/ч)

Вр18-19=40,1(м3/ч)

Вр19-20=48,1(м3/ч)

Вр20-13=55,4(м3/ч)


(2.2.4)

∆Ндоп=250 Па


2.3Построение профиля подземного газопровода.

Профиль подземного газопровода строим от места врезки в уличную сеть ПК0 до ввода в жилой дом. Согласно СНИП 2.04.08. – 87 внутри квартальный газопровод должен быть проложен с уклоном не менее 2 ‰ в сторону уличной магистрали.


2.4Пример построения профиля подземного газопровода ПК+… - ПК+…

Глубина заложения газопровода определяется в зависимости от вида газа, диаметра газопровода, глубины промерзания грунта, геологической структуры грунта и дорожного покрытия. Т.к газопровод транспортирует осушенный газ и размещён в не пучинистых грунтах то согласно пункта 4.17 для не пучинистых грунтов он должен быть проложен на глубину не менее 0,8 м до верха трубы оптимальная глубина заложения составит:

Н0=0,8+d (2.4.1)

где d – максимальный диаметр внутри квартальной сети с учётом толщины изоляции. (Пример Н0=0,8+0,113+0,018=0,95 м)

При проектировании профиля трассы газопровода следует стремиться к тому, чтобы глубина заложения газопровода была близка к оптимальной. В соответствии с профилем местности разбиваем всю трассу на участки, имеющие свой уклон дна траншеи. В конечных точках этих участков задаёмся оптимальной глубиной заложения газопровода.

Определяем отметки дна траншеи в этих точках

Zд.тр.н=Zзн – Н0 (2.4.2)

Zд.тр.к=Zзк – Н0 (2.4.3)

Где Zзн, Zзк отметка земли в начале и в конце расчётного участка.

Определяем уклоны дна траншеи по участкам

(2.4.4)

Глубина заложения газопровода в промежуточных точках определяется следующим образом:

а) Определяем отметки дна траншеи в промежуточных точках:

(2.4.5)

б) Определяем глубину заложения:

Н (н+1)=Z з (н+1) – Z д.тр. (н+1) (2.4.6)

Аналогично рассчитываются все промежуточные точки на каждом участке. При этом глубина заложения во всех точках должна быть не меньше Н0

Отметка верха трубы находится по следующей формуле:

Z в. тр.=Z д. тр. + d с изоляцией (2.4.7)


3.Газоснабжение жилого дома.


3.1Характеристика жилого дома.

Газоснабжению подлежит пяти этажный жилой дом. В каждом подъезде пятнадцать квартир, оборудованные ПГ4 и ПГ. Разводка газопровода в доме выполнена открыто, по не жилым помещениям: лестничная клетка, коридор, кухня. К стенам газопровод крепится с помощью кронштейнов и крючков. Отключающие устройство предусматривается на вводе и перед каждым газовым прибором.


3.2Гидравлический расчёт внутри домового газопровода.

Определяем прибором или группой приборов:

(3.2.1)

qi для ГК равно 2,23 а для ПГ4+ГК равно 3,29

Определяем расход газа на участке:

Вр=n*k0*qi (3.2.2)

Вр1-2=2,23(м3/ч)

Вр2-3=2,30(м3/ч)

Вр3-4=3,68(м3/ч)

Вр4-5=4,74(м3/ч)

Вр5-6=5,66(м3/ч)

Вр6-7=6,58(м3/ч)

Вр7-8=11,19(м3/ч)

Вр8-9=14,81(м3/ч)


Определяем расчётную длину:

(3.2.3)

L1-2=2,67 (м)

L2-3=4,4 (м)

L3-4=3,84 (м)

L4-5=3,85 (м)

L5-6=2,46 (м)

L6-7= 9,36(м)

L7-8=3,9 (м)

L8-9=17,42 (м)


(3.2.4)

Ндоп=350Па

ΣLф=37,6м

ΔНср=9,3


4.Газоснабжение котельной.


4.1Характеристика котельной.

В газифицируемом квартале расположена котельная, которая предназначена для отопления домов в квартале. Котельная подключается к газопроводу среднего давления и в точке врезки имеет значение 3 ата. На вводе в котельную имеется газорегуляторная установка. Здание котельной одноэтажное без чердачное полы выполнены из несгораемого без искрового материала. В котельной установлены котлы типа «Универсал 6» оборуданного автоматикой безопасности. Внутри котельной газопровод прокладывается, открыто крепится к стенам и каркасу котла на металлических кронштейнах. Котельная имеет естественную приточно вытяжную вентиляцию, для вытяжки воздуха установлены дефлекторы, а для притока воздуха жалюзийные решётки.


4.2Определение расхода газа котельной.

Определяем расход тепла для отопления зданий в квартале.

Q=a*q0*(tвн-tн)*V (4.2.1)

где:

а – коэффициент учитывающий изменение tн

q0 – удельная отопительная характеристика

tн – температура наружного воздуха взятая для нужд отопления.

tвн = +180C

V – строительный объём зданий

V=81562,5 м3

tн для Киева = -210С

q0 для 5 этажки = 0,4

Q=1,1*0,4*(18+21)*81562,5=1399612,5 (ккал/ч)

Определяем суммарную поверхность нагрева всех котлов.

(4.2.2)

где:

qк – теплосъем с одного м2 поверхности нагрева котла = 12 000 (ккал/м2ч)

F=139,96 м2

Определяем необходимое количество котлов.

(4.2.3)

fк – поверхность нагрева одного котла = 46,2

N=3 (котла)

Размеры котла.

Ширина 2 070 (мм)

Высота 2 100 (мм)

Длина 2 950 (мм)


Определяем расход газа одним котлом.

(4.2.4)

=8982 ккал/м3

м3

Определяем расход газа котельной.

Вкот=Вк*N (4.2.5)

Вкот=217,8 м3/ч

т.к каждый котёл оборудован двумя горелками то расход газа одной горелкой составит

Вгор=Вк/2=36,3 м3/ч (4.2.6)

Определяем требуемую тепловую мощность горелки:

(4.2.7)

Qгор=326046,6 ккал/ч

По данной тепловой мощности принимаем к установке инжекционные горелки среднего давления типа ИГК 1 – 35 с тепловой мощностью 297 500 ккал/ч при номинальном давлении газа 3000 мм. вд. ст. полученной при теплоте сгорания газа 8500 ккал/м3 и плотности газа 0,71 кг/м3

Определяем рабочее давление газа пред горелкой.

(4.2.8)

где:

Рном – номинальное давление газа = 3000 мм. вд. ст.

- это теплота сгорания и плотность газа на которые даны характеристики горелки

= 8500 ккал/м3

= 0,71 кг/м3

- теплота сгорания и плотность месторождения.

= 8982 ккал/м3

= 0,78 кг/м3

Рраб=1,295 ата


4.3Расчёт газопровода среднего давления.

Определяем давление газа на входе в ГРУ котельной т.к расход газа в котельной невелик то принимаем диаметр газопровода среднего давления 70 мм.

(4.3.1)

А = 0,5 ата2/км

= 0,1 км

= 3 ата

= 2,99 ата


4.4Расчёт оборудования ГРУ котельной.

Для снижения давления газа до заданного уровня и поддержание данного режима в период работы на входе в котельную устанавливают ГРУ. В состав оборудования ГРУ входит: фильтр, ПЗК, регулятор давления, ПСК, узел учёта расхода газа, отключающие устройства, контрольно измерительные приборы.

4.4.1Фильтр

Он используется для очистки газа от механических примесей, потери давления в фильтре определяем по формуле:

(4.4.1.1)


где:

Вф – пропускная способность фильтра = 240 м3/ч

- плотность газа = 0,78081

Р1 – давление газа в ГРУ =2,99 ата

=430,13 Па


4.4.2Предохранительно запорный клапан (ПЗК).

Для отключения подачи газа к регулятору давления при нарушении заданных параметров перед регулятором давления устанавливают ПЗК типа КПВ – 50 который имеет следующие пределы настройки. При возрастании выходного давления 0,03 – 0,65МПа при падении 0,003 – 0,03Мпа.


4.4.3Регулятор давления.

Регулятор давления устойчиво работает при загрузке в пределах от 10 – 80 % от максимальной пропускной способности. К установке принимаем регулятор давления типа РДУК2 – 50 его пропускная способность составит:

(4.4.3.1)

- коэффициент расхода газа = 0,6

- площадь седла клапана регулятора давления = 9,6 см2

- коэффициент зависящий от отношения Р2 к Р2 = 0,3

= 933,1 м3/ч

Определяем степень загрузки регулятора давления:

(4.4.3.2)


4.4.4Предохранительно сбросной клапан (ПСК).

После регулятора давления устанавливают ПСК который настраивается на давление меньше чем давление срабатывания ПЗК.


4.4.5Узел учёта газа.

При малых расходах газа котельной устанавливают газовые ротационные счётчики типа

РГ – 250 потери давления в счётчике определяются по формуле:

(4.4.5.1)

- плотность воздуха 1,29

- потери напора по воздуху = 27

= 163,26 Па


4.5Расчёт вентиляции котельной.

Котельная, оснащённая естественной приточно-вытяжной вентиляцией должна иметь трёх кратный воздухообмен.

Расчёт вытяжной вентиляции.

Определяем количество вытяжного воздуха

Lвых=3*Vраб = 762 м3 (4.5.1)

где:

Vраб – это рабочий объём = 254 м3

Vраб=Vвнутр – Vобор (4.5.2)

где:

Vвнутр – внутренний объём помещения по внутренним замерам = 293 м3

Vобор – объём оборудования находящегося в помещении = 39 м3

Определяем площадь вытяжных отверстий.

= 0,12 м2 (4.5.3)

w – скорость движения воздуха в вытяжных шахтах = 1,8

Количество дефлекторов для вытяжки воздуха определяем по формуле:

= 4 дефлектора (4.5.4)

где:

- площадь одного дефлектора = 0,0314 м2

Расчёт приточной вентиляции.

Определяем необходимое количество приточного воздуха.

Lприт=Lгор-1,2*Vраб (4.5.5)

где:

Lгор – количество воздуха необходимое для горения

( 4.5.6)
где:

- коэффициент избытка воздуха = 1,4

Вкот – расход газа котельной = 217,8

= 3094,83 м3

Определяем площадь жалюзийных решёток.

= 0,19 м2 (4.5.7)

где:

w – скорость воздуха в приточных отверстиях 4 м/с

Определяем необходимое количество жалюзийных решёток.

= 3 решётки (4.5.8)

где:

- площадь одной решётки = 0,066 м2


4.6Расчёт взрывных клапанов.

Для уменьшения разрушительной способности котельной установки в топке котла и на бо­рове устанавливают взрывные клапана. Они выбираются из расчёта 500 см2 на единицу объёма.

Подбор клапанов для топки котла определяем площадь взрывных клапанов для токи:

Fкл=500*Vт = 2600 см2 (4.6.1)

где: Vт – объём топки, если нет точных размеров топки, то её объём можно взять 40% от объёма котла. Количество клапанов определяем по формуле:

= 2 клапана (4.6.2)

- площадь одного клапана = 1600 см2

- общая площадь всех клапанов


Подбор клапанов для борова

Определяем общую площадь клапанов:

Fкл=500*Vбор = 2915 см2 (4.6.3)

где:

Vбор – объем борова

Vбор=Fбор*lбор = 5,83 м3 (4.6.4)

где:

Fбор – площадь борова

lбор – длина борова = 8,21 м

= 0,71 м2 (4.6.5)

- объём дымовых газов

w – скорость движения уходящих газов = 1,8 м/с

= 4569,44 м3 (4.6.6)

Вкот – расход газа котельной = 217,8 м3/ч

- объём дымовых газов получаемый при сжигании 1 м3 газа и равен 10,53

- коэффициент избытка воздуха = 1,3

V0 – теоретически необходимый для процесса горения объём газа

= 10,15 м3 (4.6.7)

Необходимое количество клапанов определяем по формуле:

= 2 клапана (4.6.8)

- площадь одного клапана