Газифікація села Н. Рябина В-Писарівського району Сумської області природним газом двохступеневою системою з розробкою газифікації житлового будинку та пит

Вихідні дані

Генплан с.Н.Рябина В-Писарівського району Сумської області

Тиск в точці підключення — 400 кПа

Джерело газопостачання — Магістральний газопровід Склад газу — CH₄= 90,5%, C₂H₆= 3,1% _,C₃H₈= 2,9% , C₄H₁₀= 0,28%, C₅H₁₂= 0,12%, N₂= 2,7%.

Ступінь охоплення споживачів газопостачанням:

Приготування їжі - 100%

Місцеве опалення житлових будинків — 100%

Комунально-побутові споживачі - лазня 60%,, підприємства громадського харчування50%, лікарня70%

Промислові підприємства: цегельний завод — 1,3 МВт, авторемонтне відділення — 1 МВт, КЗС — 1,2 МВт, ВРХ — 0,8 МВт.

1. Загальна частина

1.1 Вступ

Газова промисловість займається видобуванням природного, попутного, нафтового зрідженого газу, а також його зберіганням і транспортуванням. Завдяки своїм властивостям газ перетворився в один з найважливіших сировинних ресурсів сучасної економіки. Застосування газу різко збільшує добробут людей, покращує санітарно-гігієнічні умови життя, підвищує культуру. Газове паливо звільняє десятки мільйонів людей від малопродуктивної праці по доставці, підготовці, використанню палива. Адже газ — висококалорійне, беззольне, транспортабельне паливо, яке позитивно впливає на економічний стан та поліпшує паливний баланс країни.

Нині у світі відзначається обмеженість енергоресурсів. Їх споживання різко збільшилося, особливо за останнє десятиріччя, і продовжує безперервно зростати. В Україні ситуація ускладнена ще й тим, що ці енергоресурси використовуються нераціонально. Потенціал енергозбереження економіки України досягає 45% від сучасного енергоспоживання країни. Тому рівень енергоємності ВВП України в 3−7 разів вищий, ніжу розвинених країнах.

Раціональне використання енергетичних ресурсів — доступний і ефективний інноваційний процес. Економічна ефективність енергозбереження в 4−5 разів перевищує економічну ефективність освоєння нових родовищ нафти й газу. Макроекономічний ефект від зниження питомої енергоємності ВВП на 1% забезпечує зростання національного прибутку на 0,4%.

Проектом передбачена повна газифікація села Н. Рябина В-Писарівського району Сумської області природним газом на основі розрахунків потреби в газовому паливі населеним пунктом.

Задачею і основною метою даного проекту являється:

— забезпечення соціально — побутових потреб населення в природному газі;

— забезпечення газом промислової та сільськогосподарської інфраструктури населеного пункту при виконанні технологічних і виробничих завдань.

Основою для проектування є генеральний план населеного пункту, перспективний план розвитку інфраструктури населеного пункту та наявність джерела газопостачання.

1.2 Кліматичні та географічні умови, характеристика ґрунтів, споживачів

Об'єкт проектування знаходиться на південному сході Сумської області. Рельєф місцевості рівнинний, ґрунт переважно ІІ категорії.

Кліматичні умови Сумської області:

Кліматичні умови Сумської області:

— максимальна зимова температура — - 24 ⁰С, [13];

— рівень залягання ґрунтових вод нижче — 3 м;

— тривалість опалювального періоду — 195 днів, [13];

— максимальна глибина промерзання — 1,2 м.

Місто споживає газ із магістрального газопроводу склад газу: CH₄=90,5%, C₂H₆=3,1%, C₃H₈=2,9%, C₄H₁₀=0,28%, C₅H₁₂=0,12%, N₂= 2,7%, CO₂=0,4%.

Нижча теплота згорання МДж/м³.

Територію села умовно розділяємо на два житлові райони з одно та двоповерховою забудовою:

— в перщому районі газ використовується для приготування їжі, гарячої води на плитах газових (відсутнє централізоване водопостачання), та для опаленя від опалювальних однофункціїних котлів і лічильники газу типу GFLLUS 2000 — U.

— в другому районі газ використовується для приготування їжі на плитах газових, опалення від одно та двофункційних котлах.

Проектом передбачається газифікація житлових будинків, комунально-побутових споживачів — лазня, лікарня, підприємства громадського харчування, школа, крамниці, дитсадок, автовокзал, церква, пошта.

В с.Н.Рябина розташовані наступні підприємства:

— цегельний завод — 1,3 МВт;

— авторемонтне відділення — 1 МВт;

— КЗС — 1,2 МВт;

— ВРХ — 0,8 МВт.

1.3 Основні технічні характеристики встановлених приладів

В індивідуальних житлових будинках встановлено наступне газове обладнання: чотирьох пальникові газові плити, однофункційні опалювальні котли Данко — 10, лічильники газу типу GFLLUS 2000.

Нині в Україні працює понад п’ятдесят фірм-котловиробників, але навряд чи хтось може запропонувати таку широку гаму побутової опалювальної техніки, як закрите акціонерне товариство «Агроресурс» з міста Рівне. Тут випускають сучасні побутові одноі двофункційні газові котли «ДАНКО» і «РІВНЕТЕРМ» потужністю від 7 до 96 кВт.

Постійне зростання цін на природний газ спонукає споживачів зосереджувати увагу на високоефективній енергоощадній опалювальній техніці. Тому, керуючись сучасними тенденціями до енергозбереження та ефективного використання теплогенерувального обладнання, найважливішим критерієм в конструюванні й виготовленні газових котлів «ДАНКО» і «РІВНЕТЕРМ» є високий ККД. Котли ЗАТ «Агроресурс», ККД яких досягає 93%, цілковито відповідають нормативам енергозбереження в Україні.

Високої теплової ефективності й енергоощадності котлів «ДАНКО» і «РІВНЕТЕРМ» досягнуто завдяки впровадженню власних передових техніко-конструктивних рішень фахівців ЗАТ «Агроресурс», а також використанню найкращих матеріалів і комплектуючих від всесвітньо-відомих виробників.

Вдосконалена оригінальна конструкція зварних сталевих жаротрубних теплообмінників власного виробництва, завдяки похилому розташуванню димогарних труб з вставленими в них гвинтовими тур-булізаторами, характеризується малим гідравлічним опором, швидким прогріванням зменшеного об'єму теплоносія і низькою температурою димових газів. Це дало змогу знизити витрату газу на 2% порівняно з теплообмінниками із вертикальними димогарними трубами. Гвинтові турбулізатори запобігають значним перепадам аеродинамічного тиску в газоходах і створюють мінімальний опір відведенню продуктів згорання, що відповідає вимогам до безпеки експлуатації за незначної природної тяги в димоході. Такі теплообмінники виготовляються з високоякісної сталі товщиною 3 мм.

Для чавунних підлогових котлів теплообмінники складають із литва відомої чеської фірми УіасІгиБ, яке користується попитом в багатьох країнах світу, зокрема в Німеччині, Англії, Франції, де вимоги до технологій котлобудування — найжорсткіші. Фахівці «Агроресур-су», випробувавши чавунне литво від різних виробників, дійшли висновку, що в умовах України найбільш прийнятним матеріалом для теплообмінників до газових котлів є литво саме цієї фірми. Під час випробовування властивостей чавуну встановлено, що показник його теплопередачі — 50 Вт/(м²-К) — не набагато нижчий за аналогічний показник для сталі — 58 Вт/(м²-К). Така величина є цілком прийнятною для теплообмінника котла. Разом з тим товщина стінок секцій чавунного теплообмінника, через меншу густину матеріалу, становить понад 4 мм, але внаслідок шорсткості та профілювання поверхня теплопередачі є значно більшою. Це сприяє зниженню питомого теплового навантаження на неї. Теплове розширення чавуну менше, ніж сталі, тому внутрішні напруження конструкції чавунного теплообмінника внаслідок теплового навантаження нижчі, ніжу сталевого. Такі фізичні характеристики забезпечують суттєву довговічність чавунних теплообмінників. Крім того, завдяки загальновідомим властивостям чавуну акумулювати тепло, в чавунних котлах досягається висока теплова ефективність. Секції теплообмінників фірми мають оригінальну конструкцію з великою площею поверхні теплопередачі. Вони виготовлені з якісного сірого чавуну, який забезпечує високі антикорозійні показники і понад 25-річний термін експлуатації. Чавунні теплообмінники котлів «ДАНКО» виконані із секцій, з'єднаних між собою через ніпелі та скріплених шпильками. Такі теплообмінники — запорука довговічності та економності.

Таблиця 1.4.1 Технічні характеристики " ДАНКО"

Таблиця 1.4.2 Технічні характеристики газової плити для приготування їжі

Технічна характеристика побутової газової плити

Побутова газова 4хпальникової плита з духовою шафою «Карпати 17» /модель Е-426/ призначена для приготування їжі.

Плита може працювати на природному газі з номінальним тиском 1274Па і номінальною теплотою згорання, 8500 ± 425 кКал/ год.

Номінальне теплове навантаження пальника столу: 31,7 kW 10,6 ?kW

Номінальне теплове навантаження пальника духової шафи, до 2,7 kW

Діаметр сопла в мм:

а) сопла пальника столу для природного газу:

3х1,20 мм

1х0,70 мм б) сопла пальника духової шафи для природного газу: 1,60 мм Розміри плити :

висота 850±5 мм ширина 500±5 мм глибина 550±5 мм Розміри столу: 485×485 мм Об'єм духової шафи :

висота 320 мм ширина 380 мм глибина 410 мм Приєднувальні розміри:

а) висота від підлоги до осі приєднувальної частини 770 мм б) розмір приєднувального газопроводу ½″

Коефіцієнт корисної дії пальників не менше 57%

Вага плити: 42 кг Побутова 4-х пальникова плита, виконана у вигляді тумби з вбудованою духовою шафою.

Плита має стіл обладнаний 4-ма пальниками, решіткою і кришкою.

Лічильники газу типу GFLLUS 2000 — U призначений для вимірювання обсягу природного газу по ГОСТ 5542. Лічильники можуть використовуватися також для комерційного обліку газу в комунально-побутовій сфері та при контролі за технологічними процесами.

Технічна характеристика лічильника

Лічильники газу типу GFLLUS 2000 — U призначений для вимірювання обсягу природного газу по ГОСТ 5542. Лічильники можуть використовуватися також для комерційного обліку газу в комунально-побутовій сфері та при контролі за технологічними процесами.

Таблиця 1.2 — технічна характеристика газових лічильників

Межі допустимої відносної похибки лічильників складають (в діапазонах об'ємних витрат):

від Q_min до 2Q_max — ±3,0%

від Q_min до Q_max — ±2,0%

Ємність відлікового пристрою — 99 999,9 м³;

Ціна поділу ролику молодшого розряду відлікового пристрою — 0,2 дм³ ;

Поріг чутливості - 1 дм³/год;

Максимальний робочий тиск — 0,5 бар;

Робочий діапазон температур — від -20^оС до +60^оС;

Повний середній срок служби — 40 років;

Габаритні розміри — 190×156×210мм;

Маса — 1,45 кг.

2. Розрахункова частина

2.1 Загальні положення по підрахунках витрат газу

При розробці проекту газопостачання с. Хухра визначаю річні і годинну витрату газу на розрахунковий період з урахуванням перспективи розвитку об'єктів споживання природного газу. Розрахунковий період визначається планом перспективного розвитку і складає 20 -25 років.

Витрати газу знаходжу окремо для кожної категорії споживачів.

на комунально-побутові потреби, на опалення житлових і громадських будинків, на вентиляцію житлових і громадських будинків, на гаряче водопостачання житлових і громадських будинків, на потреби промислових підприємств. 18]

Споживання газу в мікрорайоні в основному залежить від кількості жителів, ступеню благоустрою житла, кількості і потужності промислових підприємств, кліматичних умов характерних для району проектування.

2.2 Розрахунок газопостачання

2.2.1 Визначення кількості жителів

Витрати газу на комунально-побутові та теплофікаційні потреби мікрорайону залежать від кількості жителів. Їх кількість може бути визначена по даним статистичного обліку. Якщо їх кількість невідома, то її визначаю окремо для кожного з районів населеного пункту згідно формули

(2.1)

де F_ж — загальна площа житлових будинків, м?;

f — норма забезпеченості загальною площею, м?/чол.,.

Загальну площу житлових будинків Fж, м², визначаю за формулою

(2.2)

де Fз — площа забудови мікрорайону, га (визначається по генплану);

В — густина житлового фонду, м?/га,.

F_ж = 25,32 * 500 = 12 660 м²

N = = 703 чол Розрахунок веду у формі таблиці (дивись таблицю 2.1)

Таблиця 2.1-Кількість жителів

Загальна кількість жителів мікрорайону складає 1124 чол.

2.2.2 Визначення витрати газу на комунально-побутові потреби

Витрата газу на комунально-побутові потреби складає 10−15% загальних витрат газу в мікрорайоні. До комунально-побутових споживачів належать квартири житлових будинків, лікувальні заклади, підприємства побутового обслуговування та хлібозаводи.

Річна витрата газу на комунально-побутові потреби V_р^к-п, м?/рік, визначається в залежності від кількості споживачів, норм витрати теплоти з урахуванням ступеню забезпеченості газопостачанням комунально-побутових потреб населенням за формулою

(2.3)

де N — чисельність населення, чол.;

S — розрахункова кількість комунальних послуг, [26];

x — ступінь забезпечення газопостачанням побутових потреб (приймається в межах від 0 до 1 згідно вихідних даних);

q_н — норма витрати теплоти на даний вид комунальних послуг, МДж/рік, [15];

— нижча теплота згорання палива, МДж/м?.

Витрати газу на потреби підприємств торгівлі, побутового обслуговування населення невиробничого характеру необхідно приймати в розмірі 5% від витрат газу житловими будинками.

Розрахунки веду у формі таблиці (дивись таблицю. 2.2)

Таблиця 2.2-Річні витрати газу на комунально-побутові потреби

Сумарні річні витрати газу на комунально-побутові потреби мікрорайону складають V_р ^к-п =0,4478 млн. м?/рік .

Максимальну годинну витрату газу V_год^к-п, м?/год, визначаю як частку річної витрати за формуло:

V_год^к-п =V_р^к-п*K_max*10 ⁶ (2.4)

де V_р^к-п — річна витрата газу споживачем, млн. м ?/рік;

К_max — коефіцієнт годинного максимуму, рік/год,.

Розрахунок веду у вигляді таблиці (дивись таблицю 2.3)

Таблиця 2.3 — Годинні витрати газу на комунально-побутові потреби

Сумарні годинні витрати газу на комунально-побутові потреби мікрорайону становлять V_год^к-п =234,3 м?/год.

2.2.3 Витрати газу на потреби теплопостачання

Для забезпечення теплопостачання індивідуальних житлових будинків та дрібних комунально-побутових споживачів пропоную використовувати одноконтурні газові котли різних фірм-виробників з тепловим ККД не нижче 92%.

По причині відсутності теплотехнічних характеристик житлової забудови та дрібних комунально-побутових споживачів розрахункові годинні витрати газу визначаю по укрупненим показникам за формулою

= 3600 * [1 + К * (1 + К₁)] *, (2.5)

де К — коефіцієнт, який враховує витрату газу на опалення громадських будинків, К = 0,25, [2];

К₁— коефіцієнт, який враховує витрату газу на вентиляцію (при розрахунках приймається К₁ = 0,4), [15];

q₀ — укрупнений показник mах теплового потоку на опалення 1 м² загальної площі, Вт/м², [15];

— коефіцієнт корисної дії опалювального приладу;

F_ж — площа житлової забудови, м², (дивись таблицю.2.1).

Річну витрату газу на потреби теплопостачання,, млн. м ?/рік, визначаю за формулою

= m_ов* *10^-6, (2.6)

де m_ов — кількість годин використання максимуму опалювального приладу, год/рік.

Значення m_ов знаходжу по формулі

m_ов = n₀[24], (2.7)

де n₀ — тривалість опалювального періоду, діб/рік, [13];

t_в — температура внутрішнього повітря = 20⁰С ;

t_о — розрахункова температура за опалювальний період, ⁰С;

t_с — середня температура для розрахунку системи опалення, ⁰С;

t_вен — розрахункова температура для проектування системи вентиляції, ⁰С;

t_оc — середня розрахункова температура зовнішнього повітря за опалювальний період, ⁰С;

Z — кількість годин роботи систем вентиляції (приймаю 8 год/добу).

Результати розрахунків зводжу в таблицю (дивись таблицю 2.4)

Приклад для першого району:

m_ов = 195[24]=

=2343,6 діб/рік

= 3600 * [1 + 0,25 * (1 + 0,4)] * = 447,29 м³/год

= 447,29 * 2343,6 * 10^-6= 1,05 м³/рік Результати розрахунків зводимо в таблицю (дивись таблицю 2.4)

Таблиця 2.4 — Витрати газу на потреби теплопостачання

Годинна витрата на місцеве теплопостачання складає 447,29 м³/год. Річна витрата на місцеве теплопостачання складає 1,05 млн. м³/год.

Годинна витрата газу на котельню з урахуванням витрат газу на власні потреби котельні в розмірі 3% буде складати 321,8 м³/год.

Річна витрата газу на котельню з урахуванням витрат газу на власні потреби котельні в розмірі 3% буде складати 0,73 млн. м³/рік.

V_к^год = 1,03*

V_к^год = 1,03*312,7 = 321,8 м³/год

V_к^річ = 1,03*0,73 = 0,75 млн. м³/рік

2.2.4 Витрати газу на потреби промислових підприємств

Кількість газу, спожитого промисловими підприємствами, знаходяться на основі теплотехнічних характеристик встановленого обладнання, яке забезпечує технологічні процеси і опалювально-вентиляційні потреби.

Годинну витрату газу визначаю окремо V_год, м?/год, для кожного із промислових підприємств по формулі

, (2.8)

де Q — потужність встановленого обладнання, МВт, (згідно вихідних даних); - коефіцієнт корисної дії обладнання (з= 0,7),.

Річні витрати газу на потреби промислових підприємств,, млн. м?/рік, визначаю по формулі

, (2.9)

де К_мах — коефіцієнт годинного максимуму витрати газу в цілому по підприємству, приймається в залежності від виду виробництва.

Результати розрахунку годинної та річної витрати газу зводжу в таблицю (дивись таблицю 2.5)

Приклад для першого підприємства:

= 210,8 м?/год,

= 1,24млн. м?/рік

Таблиця 2.5 — Витрата газу на промисловими підприємствами

Годинна витрата газу промисловими підприємствами складає 697,29 м³/год.

Річна витрата газу промисловим підприємством складає 3,26 млн. м³/рік.

2.2.5 Розрахункові витрати

За результатами розрахунків витрат газу різними категоріями споживачів з урахуванням рекомендацій по підключенню споживачів до газових мереж складаю зведену таблицю розрахункових витрат газу. На основі даних визначаю навантаження на мережі низького і середнього тисків, а також ГРП. Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.6).

Таблиця 2.6 — Зведена таблиця розрахункових витрат газу

Навантаження на мережу середнього тиску становить 1019,09 м³/год Навантаження на мережу низького тиску становить 681,59 м³/год Загальна витрата газу с.Н. Рябина становить 1700,68 м³/год.

2.3 Система газопостачання

2.3.1 Вибір і обґрунтування систем газопостачання

У дипломному проекті задана двоступенева система газопостачання:

перша ступінь — газопроводи середнього тиску, друга ступінь — газопроводи низького тиску.

Промислове підприємство підключене до мережі середнього тиску. Мережу середнього тиску доцільно проектувати тупиковою, з метою забезпечення житлових і громадських будинків у разі виникнення аварійної ситуації.

Джерелом газопостачання служить газопровід середнього тиску.

Живлення газопроводів низького тиску відбувається від ГРП. Всі газопроводи прокладаю підземним способом на глибині 0,8 м, використовуючи сталеві труби різних діаметрів.

Відмикаючи пристрої на газопроводі розміщую на вході і виході з ГРП.

2.3.2 Визначення оптимальної кількості ГРП

Зв’язок між газопроводами різних тисків, які входять в систему газопостачання населеного пункту, передбачаю тільки через газорозподільні пункти та ГРУ. Вони призначені для зниження тиску газу і підтримування його на заданому рівні незалежно від коливань витрат газу.

Оптимальне число ГРП n₀, шт., визначаю за формулою

(2.10)

де V_р-р — рівномірно розподілене навантаження району, який обслуговується гідравлічно-зв'язаною мережею газопроводів низького тиску, м³/год;

V_опт — оптимальне навантаження на 1 ГРП, м³/год (залежить від радіусу оптимальної дії ГРП R_опт, питомого навантаження на мережу низького тиску l, м³/год*чол).

(2.11)

де m — густина населення в мікрорайоні, чол/Га;

l — питоме навантаження на мережу низького тиску, м³/год*чол;

R_опт — оптимальний радіус дії, м.

Густина населення m, чол/га, визначається згідно формули

(2.12)

де N — число жителів у районі, чол.;

F_з — площа забудови, га.

Питоме навантаження на мережу низького тиску l, м³/год*чол, визначаю за формулою

(2.13)

де V_р-р — рівномірно розподілене навантаження району, який обслуговується гідравлічно-зв'язаною мережею газопроводів низького тиску, м³/год; N — число жителів у районі, чол.

Оптимальний радіус дії ГРП R_опт, м, визначаю згідно формули

(2.14)

де ДP-розрахунковий перепад тиску у вуличних газопроводах низького тиску, (ДP=1200 Па), [8];

ц-коефіцієнт густини мереж низького тиску, м ^-1;

С-вартість ГРП, у.е. (С=8000 у.е.).

Коефіцієнт густини мереж низького тиску ц, чол./Га, визначаю згідно формули

(2.15)

Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.7)

Таблиця 2.7 — Визначення оптимальної кількості ГРП

В результаті розрахунку проектую одне ГРП.

2.4 Гідравлічний розрахунок газопроводів

2.4.1 Гідравлічний розрахунок газопроводів середнього тиску

Мета розрахунку — визначення діаметрів труб для проходження необхідної кількості газу при допустимих втратах тиску, або навпаки — знаходження втрат тиску при транспортуванні необхідної кількості газу по трубам існуючого діаметру.

Гідравлічний режим роботи газопроводів призначаю, виходячи з умов максимального використання розрахункового перепаду тиску. Розрахунок розподільчих мереж виконують згідно.

Результати розрахунків зводжу в таблицю (дивись таблицю2.8.)

Таблиця 2.8 — Гідравлічний розрахунок газопроводів середнього тиску

2.4.2 Газопроводи низького тиску

Згідно вимог сумарна втрата тиску від ГРП до найбільш віддаленого приладу не повинна перевищувати 1800 Па. Манометричний тиск у газопроводі після ГРП як правило приймається 3000 Па,.

Гідравлічний розрахунок виконую методом питомих втрат тиску на тертя в наступній послідовності. Накреслюю розрахункову схему, на якій нумерую вузлові точки, проставляю напрямок руху газу і довжини ділянок.

Спочатку знаходжу шляхові витрати газу на ділянках мереж V_шлі, м³/год, згідно формули

V_шлі= L_прі* , (2.16)

де L_прі — приведена довжина ділянки, м;

V_грп — потужність ГРП, м³/год.;

V — витрати газу зосередженими споживачами, які приєднані до мережі низького тиску, м³/год.;

n — кількість ділянок мережі низького тиску.

Приведену довжину ділянки L_прі, м, визначаю за формулою

L_прі= L_г*К_е*К_з , (2.17)

де L_г — геометрична довжина ділянки, м;

К_е — коефіцієнт поверховості (приймаю рівним одиниці);

К_з — коефіцієнт забудови (для двосторонньої забудови К_з=1, для односторонньої забудови К_з=0,5; для магістрального газопроводу К_з=0).

Питому витрату газу V_п, визначаю за формулою

(2.18)

де V_грп — навантаження на ГРП, м³/год;

УL_прі — приведена довжина і-тої ділянки газопроводу, м.

Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.9).

Таблиця 2.9 — Шляхові витрати газу

Вузлові витрати газу. Поняття вузлової витрати газу вводиться для полегшення обчислення розрахункових витрат газу. При цьому припускається, що в системі відбір газу відбувається лише у вузлах. Визначаю вузлові витрати газу V^j, м³/год, по формулі

, (2.19)

де V_шлі — шляхова витрата газу і-тою ділянкою, м?/год;

m — кількість ділянок, які збігаються в і-ому вузлі.

V¹ =? (V₂₋₁) = 2,55 м³/год.

V² =? (V_32-2 + V₃₋₂ + V₂₋₁) = 19,55 м³/год

V³ =? (V_33-3 + V₄₋₃ +V₃₋₂) = 41,65 м³/год

V⁴ =? (V_5-4 + V₄₋₃) = 12,75 м³/год

V⁵ =? (V₆₋₅ + V₅₋₄) = 13,6 м³/год

V⁶ =? (V₃₆₋₆ + V₇₋₆ + V₆₋₅) = 13,6 м³/год

V⁷ =? (V₈₋₇ + V₇₋₆) = 34,85 м³/год

V⁸ =? (V_12-8 + V₈₋₇ + V₈₋₉) = 39,525 м³/год

V⁹ =? (V_8-9 + V₉₋₁₀ +V₉₋₁₁) = 15,725 м³/год

V¹⁰ =? (V₉₋₁₀) = 2,125 м³/год

V¹¹ =? (V_9-11) = 8,5 м³/год

V¹² =? (V₂₁₋₁₂ + V_15-12 + V₁₂₋₈) = 5,355 м³/год

V¹³ =? (V_14-13 +V₁₃₋₁₅) = 4,675 м³/год

V¹⁴ =? (V_16-14 + V₁₄₋₁₃) = 30,175 м³/год

V¹⁵ =? (V_13-15 + V_15-12) = 7,905 м³/год

V¹⁶ =? (V_17-16 + V₁₆₋₁₄) = 25,33 м³/год

V¹⁷ =? (V_18-17 + V₁₇₋₁₆) = 12,58 м³/год

V¹⁸ =? (V_19-18 +V₁₈₋₁₇) = 18,7 м³/год

V¹⁹ =? (V₂₀₋₁₉ +V₁₉₋₁₈) = 13,6 м³/год

V²⁰ =? (V₂₃₋₂₀ + V₂₀₋₂₂ + V₂₀₋₁₉) = 10,2 м³/год

V²¹ =? (V₂₂₋₂₁ + V₂₁₋₁₂) = 16,15 м³/год

V²² =? (V₂₀₋₂₂ + V₂₂₋₂₁) = 16,15 м³/год

V²³ =? (V_24-23 +V₂₃₋₂₀) = 9,35 м³/год

V²⁴ =? (V_25-24 + V₂₄₋₂₆ + V₂₄₋₂₃) = 7,225 м³/год

V²⁵ =? (V₂₄₋₂₅) = 0 м³/год

V²⁶ =? (V_24-26 +V₂₆₋₃₄ +V₂₆₋₂₇) = 22,355 м³/год

V²⁷ =? (V₂₆₋₂₇ +V₂₇₋₂₈) = 19,125 м³/год

V²⁸ =? (V₂₇₋₂₈+V₂₈₋₃₃ +V₂₈₋₂₉) = 13,6 м³/год

V²⁹ =? (V₂₈₋₂₉ + V₂₉₋₃₁ + V₂₉₋₃₀) = 17,255 м³/год

V³⁰ =? (V₂₉₋₃₀) = 8,5 м³/год

V³¹ =? (V₂₉₋₃₁ + V₃₁₋₃₂) = 16,405 м³/год

V³² =? (V₃₁₋₃₂ + V₃₂₋₂) = 25,075 м³/год

V³³ =? (V₂₈₋₃₃ + V₃₃₋₃) = 38,25 м³/год

V³⁴ =? (V₂₆₋₃₄ + V₃₄₋₃₅) = 10,03 м³/год

V³⁵ =? (V₃₄₋₃₅ +V₃₅₋₃₇ +V₃₅₋₃₆) = 30,6 м³/год

V³⁶ =? (V₃₅₋₃₄ +V₄₁₋₃₆) = 12,75 м³/год

V³⁷ =? (V₃₅₋₃₇ + V₃₇₋₃₈) = 1,7 м³/год

V³⁸ =? (V₃₇₋₃₈ + V₃₈₋₃₉) = 4,25 м³/год

V³⁹ =? (V₃₈₋₃₉ + V₃₉₋₄₀) = 4,6 м³/год

V⁴⁰ =? (V₃₉₋₄₀ +V₄₀₋₄₁) = 19,2 м³/год

V⁴¹ =? (V₄₀₋₄₁ + V₄₁₋₃₆) = 22,95 м³/год Розрахункові витрати газу Визначаю розрахункові годинні витрати газу на ділянках, використовуючи перший закон Кірхгофа, який стосовно газових мереж, можна сформулювати таким чином: кількість газу, який відбирається у вузлі з урахуванням вузлової витрати, повинно забезпечуватись рівною кількістю газу, що надходить в даний вузол. Мінімальне значення розрахункової витрати газу на ділянці повинно бути не менше половини шляхової витрати. Визначення розрахункових витратV_i, м³/год, розпочинаю з найбільш віддалених від ГРП вузлів за формулою

(2.20)

вузол 1: V₂₋₁ = V¹ = 2,55 м³/год.

вузол 2: V₃₂₋₂ + V₃₋₂ = V₂₋₁ + V² = 24,65 м³/год

V₃₂₋₂ = 13,3 м³/год V₃₋₂ = 11,35 м³/год вузол 3: V₄₋₃ + V₃₃₋₃ = V₃₋₂ + V³ = 51,85 м³/год

V₄₋₃ = 6 м³/год V₃₃₋₃ = 45,85 м³/год вузол 4: V₅₋₄ = V₄₋₃ + V⁴= 18,75 м³/год вузол 5: V₆₋₅ = V⁵ + V_5-4 = 32,35 м³/год вузол 6: V₃₆₋₆ + V₇₋₆ = V₆₋₅ + V⁶ = 45,95 м³/год

V₃₆₋₆ = 27,95 м³/год V₇₋₆ = 18 м³/год вузол 7: V₈₋₇ = V⁷ + V_7-6 = 52,85 м³/год вузол 8: V₁₂₋₈ = V₈₋₉ + V₈₋₇ + V⁸ = 79,2 м³/год вузол 9: V₈₋₉ = V₉₋₁₁ + V₉₋₁₀ + V⁹ = 26,35 м³/год вузол 10: V₉₋₁₀ = V¹⁰ = 2,125 м³/год вузол 11: V₉₋₁₁ = V¹¹ = 8,5 м³/год вузол 12: V₂₁₋₁₂ + V₁₅₋₁₂ = V₁₂₋₈ + V¹² = 84,555 м³/год

V₂₁₋₁₂ = 42,27 м³/год V₁₅₋₁₂ = 42,26 м³/год вузол 13: V₁₄₋₁₃ = V₁₃₋₁₅ + V¹³ = 54,84 м³/год вузол 14: V₁₆₋₁₄ = V₁₄₋₁₃ + V¹⁴ = 30,175 м³/год вузол 15: V₁₃₋₁₅ = V₁₅₋₁₂ + V¹⁵ = 50,165 м³/год вузол 16: V₁₇₋₁₆ = V₁₆₋₁₄ + V¹⁶ = 55,505 м³/год вузол 17: V₁₈₋₁₇ = V₁₇₋₁₆ + V¹⁷ = 68,085 м³/год вузол 18: V₁₉₋₁₈ = V₁₈₋₁₇ + V¹⁸ = 86,785 м³/год вузол 19: V₂₀₋₁₉ = V₁₉₋₁₈ + V¹⁹ = 100,385 м³/год вузол 20: V₂₃₋₂₀ = V₂₀₋₁₉ + V₂₀₋₂₂ + V²⁰ = 285,145 м³/год вузол 21: V₂₂₋₂₁ = V₂₁₋₁₂ + V²¹ = 58,41 м³/год вузол 22: V₂₀₋₂₂ = V₂₂₋₂₁ + V²² = 74,56 м³/год вузол 23: V₂₄₋₂₃ = V₂₃₋₂₀ + V²³ = 294,495 м³/год вузол 24: V₂₅₋₂₄ = V₂₄₋₂₃ + V₂₄₋₂₆ + V²⁴ = 681,1 м³/год вузол 26: V₂₄₋₂₆ = V₂₆₋₂₇ + V₂₆₋₃₄ + V²⁶ = 360,835 м³/год вузол 27: V₂₆₋₂₇ = V₂₇₋₂₈ + V²⁷ = 226,805 м³/год вузол 28: V₂₇₋₂₈ = V₂₈₋₂₉ + V₂₈₋₃₃ + V²⁸ = 207,68 м³/год вузол 29: V₂₈₋₂₉ = V₂₉₋₃₀ + V₂₉₋₃₁ + V²⁹ = 109,98 м³/год вузол 30: V₂₉₋₃₀ = V³⁰ = 8,5 м³/год вузол 31: V₂₉₋₃₁ = V₃₁₋₃₂ + V³¹ = 84,225 м³/год вузол 32: V₃₁₋₃₂ = V₃₂₋₂ + V³² = 38,375 м³/год вузол 33: V₂₈₋₃₃ = V₃₃₋₃ + V³³ = 84,1 м³/год вузол 34: V₂₆₋₃₄ = V₃₄₋₃₅ + V³⁴ = 134,03 м³/год вузол 35: V₃₄₋₃₅ = V₃₅₋₃₇ + V₃₅₋₃₆ + V³⁵ = 124 м³/год вузол 36: V₃₅₋₃₆ + V₄₁₋₃₆ = V₃₆₋₆ + V³⁶ = 40,7 м³/год

V₃₅₋₃₆ = 27,1 м³/год V₄₁₋₃₆ = 13,6 м³/год вузол 37: V₃₅₋₃₇ = V₃₇₋₃₈ + V³⁷ = 66,3 м³/год вузол 38: V₃₇₋₃₈ = V₃₈₋₃₉ + V³⁸ = 64,6 м³/год вузол 39: V₃₈₋₃₉ = V₃₉₋₄₀ + V³⁹ = 60,35 м³/год вузол 40: V₃₉₋₄₀ = V₄₀₋₄₁ + V⁴⁰ = 55,75 м³/год вузол 41: V₄₀₋₄₁ = V₄₁₋₃₆ + V⁴¹ = 36,55 м³/год Результати гідравлічного розрахунку газопроводів низького тиску зводжу в таблицю 2.10.

Таблиця 2.10 — Гідравлічний розрахунок газопроводів низького тиску

2.5 Газопостачання житлового будинку

2.5.1 Визначення витрат газу

Згідно завдання розраховую газопостачання індивідуального одноповерхового житлового будиноку. В кухні встановлена газова плита типу ПГ-4, котел «Данко» — 10. Визначаю витрати газу, V, м³/год, кожним газовим приладом по формулі

(2.25)

де Q — теплова потужність газового приладу, кВт (Q₂=10 кВт; Q₁=11,16 кВт) з — коефіцієнт корисної дії. (з = 93%)

м³/год

м³/год Визначаємо номінальну витрату газу будинком

V= V_ПГ + V_ОП, (2.26)

V= 1,08 + 1,05 = 2,13 м³/год Розрахункову витрату газу будинком, V^р_б, м³/год., визначаю по формулі

V= V • К_sim, (2.27)

де К_sim — коефіцієнт одночасності, який залежить від кількості встановленого газового обладнання, К_sim =0,85.

V = 2,13 • 0,85 = 1,81 м³/год Так як по результату розрахунку розрахункова витрата газу будинком складає 1,81 м³/год, підбираю лічильник газу типу G-1,6.

2.5.2 Гідравлічний розрахунок газопроводів

Гідравлічний розрахунок розпочинаю з точки підключення дворового газопроводу до вуличної мережі (точка 1), кінцева точка розрахунку — газовий прилад ВПГ останнього стояка верхнього поверху (точка 9).

Рекомендований перепад тиску для внутрішньо будинкових газопроводів Р_р = 600 Па. Гідравлічний опір лічильника Р_л = 200 Па, гідравлічний опір ВПГ Р_впг = 100 Па. Тоді розрахунковий перепад тиску Р_н, Па, буде складати:

Р_н = Р_р-Р_л-Р_впг = 600−200−100 = 300 Па.

Розрахункову довжину ділянок мережі визначаю з урахуванням надбавок на місцеві опори L_р, м, по формулі

(2.28)

де L_g — геометрична довжина ділянки, м (визначаю по плану і аксонометричній схемі внутрішньо будинкового газопроводу);

б — надбавка на місцеві опори,.

м По розрахунковим витратам газу і середній питомій втраті тиску за допомогою номограми визначаю діаметри газопроводів.

Середню питому втрату тиску R, Па/м, визначаю по формулі

, (2.29)

Гідравлічний розрахунок веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.11

Таблиця 2.11 — Гідравлічний розрахунок внутрішньобудинкових газопроводів

Сумарний гідравлічний опір газопроводів УР_т = 63,58 Па.

Гідростатичний тиск Р₂, Па, для вертикальних ділянок газопроводу визначаю по формулі

Р₂= g • h · (_п-_г), (2.30)

де g — прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с²;

h — різниця геометричних відміток вертикальних ділянок газопроводу, м, h = 3 м;

_п, _г — густина відповідно повітря і газу, кг/м³, _п = 1,21 кг/м³, _г = 0,73 кг/м³.

Р₂ = 3 • 9,81• (1,21−0,73) = 14,1 Па Таким чином, загальні втрати тиску у внутрішньо будинкових газопроводах будуть складати:

УР = УР_т+Р_л+ Р_пг-Р_г, Па УР = 200+100+63,58−14,1 = 349,48 Па

Сумарні втрати тиску не перевищують рекомендованого перепаду:

349,48 Па 600 Па

2.6 Облаштування систем газопостачання

Зовнішні газопроводи по території населеного пункту передбачають, як правило, підземне прокладання згідно з вимогами. В даному мікрорайоні, у відповідності з завданням, проектую прокладання поліетиленових газопроводів.

Надземна та наземна прокладка виконана сталевими газопроводами всередині житлових кварталів та подвір'їв, а також при пересіченні газопроводами природних перешкод (ріки, струмки, яри, балки тощо). Надземна прокладка зовнішніх газопроводів погоджена з місцевими органами містобудування та архітектури.

На території промислових підприємств прокладка зовнішніх газопроводів здійснена, як правило, надземною сталевими газопроводами згідно з вимогами СНІП 11−89.

Місця введення газопроводів в житлові будинки передбачаються в нежилі приміщення, доступні для обслуговування газопроводів.

В існуючих житлових будинках, що належать громадянам на правах приватної власності, подекуди, вводи газопроводів здійснено в житлові приміщення, де установлені опалювальні прилади, за умови установки додаткових вимикаючих пристроїв зовні будинків.

Вводи газопроводів в громадські будинки передбачено безпосередньо в приміщення, де установлені газові прилади, або в коридори. Розміщення вимикаючих пристроїв на цих газопроводах передбачено зовні будинків, в місцях доступних для обслуговування. Вводи газопроводів в будинки промислових підприємств та інші будинки виробничого характеру передбачено безпосередньо в приміщення, де знаходяться агрегати, що споживають газ, або в суміжні з ним приміщення за умови з'єднання цих приміщень відкритим отвором. При цьому повітрообмін в суміжних приміщеннях не менше триразового за годину.

Газопроводи в місцях проходів через зовнішні стіни будинків прокладено в футлярах з урахуванням вимог 6.23. Простір між стіною і футляром старанно замуровувано на всю товщину стіни, що пересікається. Кінці футляра виступають за стіну не менше ніж на 3 см, а діаметр його прийнято з умовою, щоб кільцевий простір між газопроводом і футляром був не менше 5 мм для газопроводів номінальним діаметром не більш 32 мм і не менше 10 мм для газопроводів більшого діаметру. Простір між газопроводом і футляром закладено просмоленим клоччям, гумовими втулками або іншими еластичними матеріалами.

Вимикаючи пристрої на газопроводах передбачено:

на вводах в житлові, громадські та виробничі будинки або в групу суміжних будинків, перед зовнішніми установками, які споживають газ

на відгалуженнях міжселищних газопроводів до населених пунктів або до підприємств;

на відгалуженнях від розподільчих газопроводів до окремих мікрорайонів, кварталів та окремих груп житлових будинків;

для секціонування розподільних газопроводів середнього та для можливості виконання аварійних та ремонтних робіт;

при пересіченні газопроводами водяних перешкод, вимикаючі пристрої розміщено на берегах не нижче відміток ГВВ при десятивідсотковій забезпеченості і вище відміток льодоходу та корчеходу,

Газопроводи-вводи до будинків від розподільчих газопроводів можуть виконуватися із сталевих або поліетиленових труб.

При виконанні газопроводу-вводу із поліетиленової труби, перехід на сталеву трубу слід виконані в місці приєднання до крану перед КБРТ, або на вертикальній ділянці не вище 0,8 м від землі з розміщенням надземної ділянки поліетиленового газопроводу та вузла з'єднання з металевим газопроводом в металевому футлярі з отворами для відбору проб повітря. Кінець надземної частини футляру ущільнено для попередження попадання атмосферних опадів у міжтрубний простір;

на підземній ділянці вузол з'єднання розташовано на відстані від фундаментів будинків та споруд (у просвіті) не менше 1 м для газопроводів низького тиску і 2 м для газопроводів середнього тиску.

З'єднання поліетиленових труб як на горизонтальних так і на вертикальних ділянках газопроводу виконано терморезисторним зварюванням. З'єднання поліетиленових газопроводів із сталевими передбачено як роз'ємними (фланцевими), так і нероз'ємними, виготовленими згідно вимог 11.23 та 11.24. Роз'ємні з'єднання розміщені в колодязях, нероз'ємні з'єднання — в ґрунті. З'єднувальні деталі «поліетилен-сталь» розміщено тільки на прямолінійних ділянках газопроводів із захистом металевої ділянки деталі від корозії з застосуванням технології, яка виключає пошкодження поліетиленової ділянки. Приєднання поліетиленових відгалужень до поліетиленових газопроводів, переходи з одного діаметра на інший та повороти поліетиленових газопроводів передбачено за допомогою з'єднувальних деталей. Приєднання сталевих відгалужень до поліетиленових газопроводів здійснюється за допомогою з'єднувальних деталей з урахуванням вимог 11.23. Для газопроводів діаметром 90 мм і менше, незалежно від місця прокладання та тиску, виконано шляхом вигину з радіусом не менше 25 зовнішніх діаметрів труби.