Определение газоемкости района города

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Исходные данные

Район города расположен в городе Тамбове. План района № 10. Система газоснабжения — двухступенчатая. Плотность застройки по плану — 185−230 чел. /га. Потребители: бытовые, коммунально-бытовые, промышленные, источники теплоснабжения. Параметры газа: месторождение — Лаявож. теплота сгорания — 33 402,6−36 976,7кДж/м3; плотность газа — 0,690 кг/ м3.

2. Определение газоемкости района города

2. 1 Определение расходов газа бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями

Определим количество жителей в районе:

, чел.

где NA, NБ — количество жителей в зоне застройки, А и Б, чел. ;

fA, fБ — площади зон, вычисляемые по планам заданий, га;

mA, mБ — плотность населения, чел. /га.

чел.

Годовые расходы газа для жилых домов, предприятий общественного питания, бытового обслуживания, учреждений здравоохранения определяются по нормам расхода теплоты, приведенными в таблице 2 [1] с учетом следующих примечаний:

Согласно требованиям [3] в зданиях до 5 этажей включительно разрешается устанавливать газовые плиты и газовые водонагреватели (зона А), а в зданиях до 10 этажей включительно только газовые плиты, т. е. в зоне Б.

Согласно приложению 7 [4] мощность механизированных прачечных принимается из условия переработки 120 кг сухого белья в смену на 1000 жителей при условии работы прачечных в 2 смены без выходных. Количество переработанного белья в год на 1000 жителей:

т

Согласно приложению 7 [4] количество мест в бане принимается из условия 5 мест на 1000 человек при 5 рабочих днях в неделю, 16 часах работы в день, 52 неделях в году и временем помывки 1 час.

пом.

Согласно приложению 7 [4] количество мест на предприятиях общественного питания принимается из расчета 40 мест на 1000 чел. Коэффициент оборачиваемости места принимается от 0,25 до 4, если принять его равным 2 и учесть, что столовая общего назначения работает 12 часов в день, из которых на завтрак, обед и ужин уходит по 4 часа, то годовое количество завтраков, обедов и ужинов на 1000 чел. :

Количество мест в больницах не нормируется, а определяется заказчиком. Принимаем 12 мест на 1000 жителей.

Мощность хлебозавода принимается из расчета выпечки 0,8 кг в день на человека хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий на 1000 человек в год:

т

Примем, что из них готовят 20% формового хлеба, 50% хлеба подового и булок и 30% кондитерских изделий.

Согласно пункту 3.4 [1] расход газа предприятиями торговли и бытового обслуживания населения не производится и принимается в размере 5% от расхода газа жилыми зданиями.

Таблица 1 — Годовое потребление газа

Потребители газа

Показатель потребления

Количество на 1000 чел.

Норма расхода

Расход газа, м3/год

теплоты, МДж/ед. год

газа,

м3/ед. год

на 1000 жит.

на весь район

1

2

3

4

5

6

7

1. Жилые дома

На 1 чел. в год

1000

8000

220,39

220 385,67

1 774 325,07

при наличии ПГ и ВПГ

при наличии ПГ

1000

2800

77,13

77 134,99

1 772 793,39

2. Предприятия бытового обслуживания населения

На 1 тонну сухого белья

84,6

18 800

517,91

43 814,88

1 006 997,3

— фабрики и прачечные (на стирку, сушку и глажение)

Бани (мытье в ваннах)

На 1 помыв.

20 800

50

1,38

28 650,14

658 466,12

3. Предприятия общепита

1з+1о+1у

115 200

8,4

0,23

26 657,85

214 622,36

398 055,03

4. Учреждения здравоохранения

На 1 койку в год

12

3200

88,15

1057,85

8516,76

Приготовление пищи

15 795,83

Приготовление горячей воды

12

9200

253,44

3041,32

24 485,69

45 413,02

5. Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий

На 1 тонну в год

58,4

2500

68,87

4022,04

92 438,51

На выпечку формового хлеба

На выпечку хлеба подового и булок

146

5450

150,14

21 920,11

503 789,89

На выпечку кондитерских изделий

87,6

7750

213,50

18 702,48

429 839,08

6. Предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера

5% от пункта 1

88 716,25

88 639,67

Определение часовых расходов газа при неизвестном количестве и типе устройств приборов ведется по формуле:

, м3

где Qy — годовое потребление газа (из таблицы 1);

— коэффициент часового максимума (по табл. 4 и 5 [1], интерполированный по числу жителей).

Таблица 2 — Часовые расходы газа

Потребители газа

Годовой расход газа, м3/год

Часовой расход, м3

1

2

3

4

1. Жилые дома

при наличии ПГ и ВПГ

А

1 774 325,07

1/2329

761,84

при наличии ПГ

Б

1 772 793,39

761,18

2. Предприятия бытового обслуживания населения

— фабрики и прачечные

1 006 997,3

1/2900

347,24

— бани

658 466,12

1/2700

243,88

3. Предприятия общепита

А

214 622,36

1/2000

107,31

Б

398 055,03

199,03

4. Учреждения здравоохранения

Приготовление пищи

А

8516,76

1/2329

3,66

Б

15 795,83

6,78

Приготовление горячей воды

А

24 485,69

10,51

Б

45 413,02

19,50

5. Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий

На выпечку формового хлеба

92 438,51

1/6000

171,01

На выпечку хлеба подового и булок

503 789,89

На выпечку кондитерских изделий

429 839,08

6. Предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера

А

88 716,25

1/2329

38,09

Б

88 639,67

38,06

Согласно таблице 1 [1] к газопроводу низкого давления подключаются жилые дома, предприятия общественного питания, учреждения здравоохранения, предприятия торговли и бытового обслуживания непроизводственного характера (пункты 1, 3, 4, 6 табл. 2). Таким образом, расход газа низкого давления составит:

для зоны

А: м3/ч;

для зоны

Б: м3/ч.

Общий расход газа низкого давления:

м3/ч.

Подключение промышленных, коммунально-бытовых предприятий (прачечные, бани, хлебозаводы) и предприятий теплоснабжения (ТЭЦ, котельные) производится к системе высокого или среднего давления.

2.2 Определение расхода газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Общая нагрузка районных котельных составит:

, м3

где — соответственно максимальные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в МВт;

— низшая теплота сгорания;

— КПД котельной (0,8).

Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий:

, МВт

где q0 — укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий по приложению 2 [5] (для Тамбова 87Вт/м2);

А — общая жилая площадь из расчета 20 м2 на человека:

м2;

К1 — коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий (0,25).

МВт

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:

где К2 — коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (0,6).

МВт

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых зданий:

где qh — укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение по приложению 3 [5] (для зоны, А — 73 Вт/чел., для зоны Б — 376 Вт/чел.).

МВт

м3

Таким образом суммарный расход газа высокого давления будет равен:

м3/ч.

Общий расход газа районом города (нагрузка на ГРС):

м3/ч.

2.3 Расчет количества ГРП

Для района города запроектируем двухступенчатую систему газоснабжения. Принимаем к проектированию газопроводы высокого давления II категории и низкого давления. ГРП является источником газоснабжения для сети низкого давления, т. е. связующим звеном между сетями высокого и низкого давления. Количество ГРП определяется исходя из пропускной способности регулятора давления и оптимального радиуса действия ГРП (500−1000 м). Исходя их радиуса предположим наличие двух ГРП.

м3/ч. (13)

В современных сетевых ГРП применяются комбинированные регуляторы давления типа РДБК, пропускная способность которого определяется по формуле:

, м3/ч, (14)

где — абсолютное давление газа на входе в ГРП в МПа; для предварительных расчетов принимается минимально возможным давлением газа для сети высокого давления (0,4 МПа);

— коэффициент расхода для РДБК (= 0,259);

— коэффициент, зависящий от соотношения входного и выходного давлений, определяется по паспортной характеристике и при больших перепадах = 0,8;

— площадь сечения седла клапана, для РДБК = 19,625 см2;

— плотность газа.

м3/ч.

Оптимальная нагрузка на ГРП принимается в размере 10−80% от пропускной способности регулятора давления: м3/ч. Нагрузка на ГРП составляет 33% пропускной способности. Регулятор считаем подогнанный.

Разбиваем район на зоны действия ГРП таким образом, чтобы нагрузка (максимальные часовые расходы) каждого ГРП была бы примерно одинаковой (невязка 20−30%). Для этого находим в каждой зоне района удельный расход газа:

; м3/чга

где fзоны — площадь зоны застройки;

— расход.

м3/чга

м3/чга

Затем, зная площадь каждого квартала или микрорайона, делим весь район на зоны обслуживания путем суммирования расходов газа в отдельных кварталах, двигаясь от границ застройки к центральной части района.

, м3

м3/ч.

Невязка составила 11,14%.

3. Проектирование схем и системы газоснабжения

3.1 Трассировка газопроводов низкого и высокого давления

Трасса газопровода — линия, определяющая место прокладки и направление движения газа в сети. Линия, нанесенная на план улицы или местности — план трассы. Проекцию трассы на вертикальную плоскость называют профилем трассы. Трассировка — процесс выбора трассы.

Трассировка газопровода низкого давления. В центре каждой зоны обслуживания располагаем ГРП и от него выбираем основные пути к границам зоны, таким образом, чтобы длины их были примерно равны и не было бы (особенно на границе раздела) встречных потоков газа. Сети низкого давления обычно выполняют многокольцевыми, равномерно распределенными по территории. Газопроводы прокладываются по улицам и проездам в промежутке между проезжей частью и линией застройки.

Каждый квартал должен питаться газом с двух или с трех сторон, причем обязательно хотя бы с одной длинной стороны, а если это условие не выполняется, прокладываются дополнительные участки. Место ввода газопроводов в кварталы от распределительной сети для многокольцевых сетей не показываются, а определяются при проектировании внутриквартальных сетей на последующих этапах.

ГРП размещаются внутри кварталов, на незастроенной местности или в зоне зеленых насаждений.

На сети низкого давления обозначается направление движения газа, нумеруются узлы и определяются «нулевые» точки (точки встречи потоков газа, после которых по распределительному газопроводу газ не движется).

Трассировка газопровода высокого давления. В застроенной части городов разрешается прокладывать газопроводы высокого давления 2-й категории (до 0,6 МПа) или среднего давления. Газопроводы прокладываются так, чтобы подать газ всем потребителям в нужном количестве кратчайшим путем с учетом надежного потребления для чего необходимо предусмотреть резервирование сети. Как правило такие сети проектируют однокольцевыми с тупиковыми ответвлениями к сосредоточенным потребителям. СНиПом допускается прокладка газопроводов высокого и низкого давления в одной траншее, поэтому при проектировании необходимо стремиться прокладывать их по одним и тем же проездам и улицам. При проектировании кольцевых сетей желательно получить схему сети с двумя полукольцами примерно равными по протяженности и нагрузке. Невязка нагрузок допускается до 30%.

3.2 Гидравлический расчет низкого и высокого давления

Гидравлический расчет сети низкого давления. При расчете многокольцевой распределительной сети низкого давления принимается допущение, что из сети ведется непрерывный отбор газа, следовательно, путевой расход газа на каждом участке будет равен произведению удельного расхода на длину участка. Для учета условий питания участка и этажности застройки вводят коэффициенты Кз и Кж, которые принимаются: Кз=1,0 при двухстороннем питании, Кз=0,5 при одностороннем питании и Кз=0 для транзитных участков. Коэффициент Кж принимается в соответствии с [1].

Приведенная длина участка (lпр) определяется по формуле:

, м

Путевой расход газа равен:

, м3

где — удельный расход газа на участке.

Расчетный расход газа на участке:

, м3

где — транзитный расход газа, равный сумме путевых и транзитных расходов газа последующих участков;

— эквивалентный расход газа, равный половине путевого расхода газа.

Таблица 3 — Расходы газа на участках распределительной сети газопроводов низкого давления

№ участка

Действительная длина, м

Условие питания

Расход газа, м3

путевой

эквивалентный

транзитный

расчетный

1−2

50

Транзит

0

0

921,32

921,32

2−3

480

Двухст.

125,76

62,88

107,94

170,82

3−4

370

Одност.

59,94

29,97

0

29,97

4−5

680

Одност.

110,16

55,08

0

55,08

5−6

400

Одност.

50,80

25,40

0

25,40

6−7

350

Гран.

78,40

39,20

0

39,20

7−8

350

Двухст.

93,45

46,73

244,14

290,87

8−9

530

Двухст.

127,2

63,60

0

63,60

9−10

470

Одност.

65,80

32,90

0

32,90

10−7

540

Гран.

132,84

66,42

32,90

99,32

3−9

480

Одност.

48,00

24,00

0

24

8−5

350

Двухст.

101,15

50,58

160,96

211,54

2−8

70

Двухст.

18,34

9,17

726,90

736,07

В соответствии с расчетными расходами газа подбираем диаметры труб на отдельных участках по номограммам для расчета газопроводов низкого давления так, чтобы суммарные потери давления от ГРП до каждой нулевой точки по каждому направлению были бы примерно равны между собой (невязка должна составлять 10%). СНиП [1] рекомендует потери давления на участках распределительного газопровода в размере. Для подбора диаметра используют значение средних удельных потерь давления на каждом направлении от ГРП до «нулевой» точки:. Потери давления в местных сопротивлениях учитываются увеличением расчетной длины на 5−10%.

При расчете потерь давления на участке учитываются потери давления на трение и потери давления в местных сопротивлениях. При наличии вертикальных участков или резких перепадов высотных отметок на газопроводе низкого давления необходимо также учитывать гидростатический напор. В связи с тем, что распределительные сети газопроводов являются протяженными сооружениями с относительно небольшим количеством местных сопротивлений СНиП допускает учитывать потери давления в местных сопротивлениях путем увеличения расчетной длины участков на 5−10%.

Гидравлический расчет сети высокого давления. Резервирующая перемычка на сети служит для обеспечения газом потребителей в аварийных режимах, при нарушении нормальной работы сети.

Для экономии материала труб вводится коэффициент обеспеченности потребителей в аварийной ситуации, т. е. в аварийном режиме допускается ухудшение снабжения газом всех или части потребителей.

Это означает, что потребители, присоединенные к аварийному полукольцу, при аварии снабжаются газом на половину. В гидравлическом расчете рассматриваются два самых невыгодных аварийных режима (когда отключаются участки, примыкающие непосредственно к точке разделения потоков после ГРС) и один рабочий режим, соответствующий максимальным часовым расчетным расходам газа.

Нормирование потерь давления для сетей высокого и среднего давления нет, эти потери принимаются обычно в пределах, определенных [1] перепада давления для выбранной категории газопроводов с учетом обеспечения устойчивой работы регулятора давления у потребителей (минимум 0,20,25 МПа). Принимаем, что выбрана сеть высокого давления и давление газа в сети снижается от 0,6 до 0,3 МПа (изб.) или от 0,7 до 0,4 МПа (абс.).

Таблица 5 — Расчетные расходы газа высокого давления

№ участка

1-й аварийный режим

2-й аварийный режим

Рабочий (нормальный) режим

ГРС-1

7643,2

7780,3

10 282,5

1−2

-

7780,3

5107,2

2−3

147,8

7484,7

4811,64

3−4

660,0

6460,3

3787,2

4−5

2553,6

2673,1

-

5−6

2639,1

2502,1

171,0

6−7

3560,4

2041,4

1092,33

7−8

3856,0

1893,6

1387,89

1−8

7643,2

-

5175,09

Расчет газопроводов высокого давления выполняется с учетом плотности газа при изменении давления по номограммам с учетом квадратичной потери давления:

,, (19)

где , — давление газа соответственно в начале и конце расчетного участка, МПа;

— расчетная длина участка.

4. Проектирование сети газоснабжения жилого дома

Выполнение проекта начинается с привязки дома к плану района города. Исходя из объемов кухонь согласно [4] производят подбор газового оборудования и проводят трассировку сети. Минимальная высота помещения кухонь от пола до потолка должна быть не менее 2,4 м. В помещении должно быть окно с форточкой, вытяжной вентиляционный канал и естественное освещение.

Минимальный объем помещения кухни при установке газовых плит 2-х конфорочных — 8 м3, 3-х конфорочных — 12 м3, 4-х конфорочных — 15 м3. Установку водоподогревателей предусматривают в помещения кухни на стенах из негорючих материалов на расстоянии не меньше 2 см от стены.

4.1 Трассировка и подбор газового оборудования

Ввод в здания осуществляется в нежилые помещения кроме подвалов. Для многоэтажных зданий обычно ввод осуществляется в помещение лестничной клетки, и иногда прямо в помещение кухонь.

Возможно два типа вводов:

1. От внутриквартального подземного газопровода-ввода, проложенного вдоль дворового фасада на расстоянии 0,2 м от фундамента в каждую секцию;

2. От газопровода-ввода, проложенного вдоль фасада, в каждую секцию или кухню.

Во втором случае газопровод-ввод выводится из-под земли в угловой части дворового фасада или у ближайшего ввода газопровода в лестничный холл. На выходе из-под земли газопровод заключается в футляр. На доступной для обслуживания высоте устанавливают отключающее устройство (1,5 м).

Газопровод прокладывается между окнами первого и второго этажа.

Отключающее устройство предусматривается для отключения стояков, перед счетчиками, перед каждым прибором, на вводе в секцию.

Осуществляется открытая прокладка; при пересечении стен, перегородок газопровод заключается в футляр. Крепление газопровода осуществляется при помощи кронштейнов и крюков.

Принимаем к установке 4-х конфорочную газовую плиту ПГ4 и проточный водоподогреватель ВПГ-20.

Техническая характеристика бытовых газовых плит (ГОСТ 10 798−85*):

Тепловая мощность 1 горелки стола: 2,8 кВт

Тепловая мощность 3 горелок стола: 1,9 кВт

Тепловая мощность основной горелки духового шкафа 0,09 кВт/дм3

Полезный объем духового шкафа 45 дм2

КПД горелок стола при номинальном режиме > 56%

Размеры:

Высота 850 мм

Глубина 450; 600 мм

Ширина 500; 520 мм

Расстояние от стены до входного штуцера 15 мм

Расстояние от пола до входного штуцера 770 мм

Диаметр условного прохода штуцера 15 мм

Масса плиты < 60 кг

Минимальное давление газа перед горелкой 1,3 кПа

Техническая характеристика проточных водоподогревателей (ГОСТ 19 910−74*)

Тепловая мощность основной горелки 23,26 кВт

КПД > 82%

Размеры:

Высота 860 мм

Ширина 390 мм

Глубина 315 мм

Масса 22 кг

Условный диаметр присоединительного штуцера 15 мм

4.2 Определение расхода газа

Номинальный расход газа каждым прибором определяется по формуле:

, м3/ч, (20)

где — паспортная тепловая мощность прибора, кВт;

— теплотворная способность газа, кДж/м3.

м3/ч;

м3/ч.

Расчетный расход газа на участке равен сумме номинальных расходов отдельных приборов с учетом одновременности их работы:

, м3/ч, (21)

где — коэффициент одновременности работы проборов, принимается по приложению 3 [4];

— число однотипных приборов;

— число типов приборов.

Расчет сводится в таблицу 7.

Таблица 7 — Определение расчетных расходов газа в домовой сети

№ участка

Ассортимент и количество приборов

Расход газа, м3

1

2

3

4

5

1 — 2

ВПГ

1

2,07

2,07

2 — 3

1 (ВПГ + ПГ)

0,7

3,31

2,32

3 — 4

1 (ВПГ + ПГ)

0,7

3,31

2,32

4 — 5

2 (ВПГ + ПГ)

0,56

6,62

3,71

5 — 6

3 (ВПГ + ПГ)

0,48

9,93

4,77

6 — 7

4 (ВПГ + ПГ)

0,43

13,24

5,69

7 — 8

5 (ВПГ + ПГ)

0,4

16,55

6,62

8 — 9

15 (ВПГ + ПГ)

0,3

49,65

14,90

9 — 10

30 (ВПГ + ПГ)

0,25

99,3

24,83

Литература

Ионин А. А. Газоснабжение. М., 1989.

Мельников О.Н., Ежов В. Т., Блоштейн А. А. Справочник монтажника сетей теплогазоснабжения. Л., 1980.

СНиП 2. 04. 07−86*. Тепловые сети. М., 1988.

СНиП 2. 04. 08−87*. Газоснабжение. М., 1995.

СНиП 2. 05. 06−85. Магистральные трубопроводы. М., 1985.

СНиП 2. 07. 01−89. Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных мест. М, 1989.

СНиП 2. 08. 01−89*. Жилые здания. М., 1989.

Стаскевич Н.Л. и др. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л., 1991.

Типовой альбом. Серия «Жилые здания». ТП 81−08, 81−09. М, ЦИТП, 1981

расход газопровод давление оборудование

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой