Расчет систем газоснабжения района города

?О - коэффициент полезного действия отопительной котельной (?О = 0,8 ч

0,85);

t ВН =18 (°С), t СР.О = - 2,6 (°С), t РО = - 27 (°С), n О = 220

(сут), g ОВ = 0,62 (МДж/ч.•м2),

Используя данные из табл.2.1[ ] вычисляем F:

F= 3200 • 48,875 + 4200 • 66,351565 = 435076,5 (м2),

ОВ=(0,62•435076,5•220/0,85)•[(18+2,6)/(18+27)]•[24•(1+0,25)+16•0,4•0,25]=

=1022988648 (МДж/год).

Годовой расход теплоты (МДж/год) на централизованное горячее

водоснабжение от котельных и ТЭЦ определяют по формуле:

Q ГВ = 24 • g ГВ • N ГВ • [ n О +(350 - n О) • (60 - t ХЛ)/ (60 - t ХЗ)

• ?] • 1/?О (МДж/год),

где g ГВ - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на

горячее водоснабжение определяется по табл.3.3 [10] (МДж/чел.•ч.);

N ГВ - число жителей города, пользующихся горячим водоснабжением от

котельных или ТЭЦ, чел.;

? - коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний

период (?’0,8);

t ХЗ, t ХЛ - температуры водопроводной воды в отопительный и летний

периоды, °С (при отсутствии данных принимают t ХЛ = 15, t ХЗ = 5).

g ГВ = 1,47 (МДж/(чел • ч)), N ГВ = 270 • 66,351565 = 17915.

Q ГВ=24•1,47•17915•[220+(350-220)•(60-15)/(60-

5)•0,8]•1/0,85=226857585,8 (МДж/год).

4.7 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на нужды

торговли, предприятий бытового обслуживания населения, школ и ВУЗов.

В школах и вузах города газ может использоваться для лабораторных

работ. Для этих целей принимают средний расход теплоты на одного учащегося

иди студента в размере 50 МДж/(год • чел.):

Q Ш = 0,3 • N • 50 (МДж/год),

где N - количество жителей, (чел),

коэффициент 0,3 - доля населения школьного возраста и младше,

Q Ш = 48180 • 0,3 • 50 = 722700 (МДж/год).

4.8 Составление итоговой таблицы потребления газа городом.

Итоговая таблица расхода газа городом.

Таблица 1

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|1 |Квартиры |232,256 • 106|6831,059 • |2600 |2627,33 |

| | | |103 | |3767,04 |

|2 |Бани |62,634 • 106 |1842,176 • |2700 |682,29 |

| | | |103 | | |

|3 |Прачечные |18,116 • 106 |532,823 • 103|2900 |183,73 |

|4 |Предприятия |7,285 • 106 |214,265 • 103|2000 |107,13 |

|5 |Учреждения |3,585 • 106 |105,441 • 103|2700 |39,05 |

|6 |Хлебозаводы |34,776 • 106 |1022,823 • |6000 |170,47 |

| | | |103 | | |

|7 |Отопление и |1022,989 •106|30,088 •106 |2417 |12448,49 |

|8 |Горячее |226,856 • 106|6672,235 • |2417 |2760,54 |

| |водоснабжение | |103 | | |

|9 |Котельная |1249,846 • |36,760 • 106 |2417 |15208,94 |

| | |106 | | | |

|10 |Школы и д/с |722700 |21256 |2000 |10,63 |

|11 |Промышленность |250 • 106 |7352,941 • |6500 |1131,22 |

| | | |103 | | |

5. Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями

города.

Годовой расход газа в м3/год для любого потребителя города или района

определяется по формуле:

Vi ГОД = Qi ГОД / Q Н Р (м3/год),

Qi ГОД - годовой расход теплоты соответствующего потребителя газа

(берется из графы 3 табл. 1);

Q Н Р - низшая теплота сгорания (МДж/м3) , определяется по химическому

составу газа (при отсутствии данных принимается равной 34 МДж/м3).

Результаты расчётов годовых расходов газа по всем потребителям города

вносят в таблицу 1 в графу 4.

Потребление газа в городе различными потребителями зависит от многих

факторов. Каждый потребитель имеет свои особенности и потребляет газ по-

своему. Между ними существует определенная неравномерность в потреблении

газа. Учет неравномерности потребления газа осуществляется путем введения

коэффициента часового максимума, который обратно пропорционален периоду, в

течение которого расходуется годовой ресурс газа при максимальном его

потреблении

Km = 1 / m,

где m - количество часов использования максимума нагрузки в году, ч /

год

С помощью Km определяется часовой расход газа для каждого потребителя

города (м3/ч)

Vi ЧАС = Vi ГОД • Km = Vi ГОД / m i (м3/ч),

Значения коэффициента m приведены в таблице 4.1 [10].

Кол-во часов использования максимума для отопительных котельных

определяется по формуле:

m КОТ = 24 • n О • [(t ВН - t СР.О) / (t ВН - t Р.О)] (ч / год),

m КОТ = 24 • 220 • [(18 + 2,6) / (18 + 27)] = 2417 (ч / год).

6. Построение графика годового потребления газа городом.

Графики годового потребления газа являются основной как для

планирования добычи газа, так и для выбора и обоснования мероприятий,

обеспечивающих регулирование неравномерности потребления газа. Кроме

того, знание годовых графиков газопотребления имеет большое значение для

эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позволяет правильно

планировать спрос на газ по месяцам года, определять необходимую мощность

городских потребителей - регуляторов, планировать проведение реконструкции

и ремонтных работ на газовых сетях и их сооружениях. Используя провалы в

потреблении газа для отключения отдельных участков газопровода и

газорегуляторных пунктов на ремонт, можно провести его без нарушения подачи

газа потребителям [З].

Различные потребители газа в городе по-разному забирают газ из

газопроводов. Самой большой сезонной неравномерностью обладают отопительные

котельные и ТЭЦ. Наиболее стабильными потребителями газа являются

промышленные пред приятия. Коммунально-бытовые потребители обладают

определенной неравномерностью в потреблении газа, но значительно меньшей по

сравнению с отопительными котельными.

Вообще, неравномерность расходования газа отдельными потребителями

определяется рядом факторов: климатическими условиями, укладом жизни

населения, режимом работы промпредприятии, и т. п. Все факторы, влияющие на

режим газопотребления в городе, учесть невозможно. Только накопление

достаточного количества статистических данных о потреблении газа различными

потребителями может дать объективную характеристику городу с точки зрения

газопотребления.

Годовой график потребления газа городом строят, учитывая

среднестатистические данные потребления газа по месяцам года для различных

категорий потребителей. Общий расход газа в течении года разбивается по

месяцам. Расход газа для каждого месяца в общем газопотреблении

определяется на основании следующего расчёта

Vi МЕС = Vi ГОД • qi / 100

где qi - доля данного месяца в общегодовом потреблении газа, %.

В таблице 5.1 [10] приведены данные для определения месячных расходов

газа для различных категорий потребителей [3].

Доля годового расхода газа в каждом месяце отопительно-вентиляционной

нагрузки определяется по формуле

g i О.В =(t В - t СР.М)• n М / S (t В - t СР.М )• n М ,

t СР.М - среднемесячные температуры, (°С);

n М - количество отопительных дней в месяце.

Расход газа в каждом месяце на горячее водоснабжение можно считать

равномерным. Этот расход газа определяет минимальную нагрузку котельной в

летний период.

Определённые по формуле месячные расходы газа изображают на графике

годового потребления газа городом в виде ординат, постоянных для данного

месяца. После построения всех ординат для каждого месяца для всех категорий

потребителей производят построение общего годового расхода по месяцам. Этот

осуществляется путём суммирования ординат всех потребителей в пределах

каждого месяца.

Таблица 1.1.

|Потребитель |Процент от годового потребления газа в месяц |

| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |

|с | | | | | | | | | | | | |

|10 | | | | | | | | | | | | |

|ь | | | | | | | | | | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |

Рис. 1 График годового потребления газа.

7. Выбор и обоснование системы газоснабжения.

Системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений.

На выбор системы газоснабжения города оказывает влияние ряд факторов. Это

прежде всего :размер газифицируемой территории, особенности ее планировки,

плотность населения, число и характер потребителей газа, наличие

естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек,

дамб, оврагов, железнодорожных путей, подземных сооружений и т.п.).При

проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов и

производят их технико-экономическое сравнение. Для строительства применяют

наивыгоднейший вариант.

В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы

разделяют на следующие группы:

высокого давления 1 категории с давлением от 0,6 до 1,2 МПа;

среднего давления от 5 кПа до 0.3 МПа;

низкого давления до 5 кПа;

Газопроводы высокого и среднего давления служат для питания городских

распределительных сетей среднего и низкого давления. По ним идет основная

масса газа ко всем потребителям города. Эти газопроводы являются основными

артериями, питающими город газом. Их выполняют в виде колец, полу колец иди

лучей. Газ в газопроводы высокого и среднего давления подается от

газораспределительных станций (ГРС).

Современные системы городских газовых сетей имеют иерархическую систему

построения, которая увязывается с приведённой выше классификацией

газопроводов по давлению. Верхний уровень составляют газопроводы высокого

давления первой и второй категории, нижний газопроводы низкого давления.

Давление газа при переходе с высокого уровня на более низкий постепенно

снижается. Это осуществляется с помощью регуляторов давления, установленных

на ГРП.

По числу ступеней давления, применяемых в городских газовых сетях, они

подразделяются на:

двухступенчатые, состоящие из сетей высокого или среднего давления и

низкого давления;

трёхступенчатые, включающие газопроводы высокого, среднего и низкого

давления;

многоступенчатые, в которых газ подаётся по газопроводам высокого (1 и 2

категорий) давления, среднего и низкого давления.

Выбор системы газоснабжения в городе зависит от характера потребителей

газа, которым нужен газ соответствующего давления, а также от протяженности

и нагрузки газопроводов. Чем разнообразнее потребители газа и чем большую

протяженность и нагрузку имеют газопроводы, тем сложнее будет система

газоснабжения.

В большинстве случаев для городов с населением до 500 тысяч человек

наиболее экономически целесообразной является двухступенчатая система. Для

больших городов с населением более 1000000 человек и наличием крупных

промпредприятии предпочтительной является трёх или многоступенчатая

системы.

8.Определение оптимального числа ГРС и ГРП.

8.1 Определение числа ГРС.

Газораспределительные станции стоят во главе систем газоснабжения.

Через них идёт питание кольцевых газопроводов высокого или среднего

давления. К ГРС газ поступает из магистральных газопроводов под давлением 6

ч 7 МПа. На ГРС давление газа снижается до высокого или среднего. Кроме

того, на ГРС газ приобретает специфический запах. Его одоризируют. Здесь

газ также подвергается дополнительной очистке от механических примесей и

подсушивается.

Выбор оптимального числа ГРС для города является одним из важнейших

вопросов. С увеличением числа ГРС уменьшаются нагрузки и радиус действия

городских магистралей, что приводит к уменьшению их диаметров и снижению

затрат на металл. Однако увеличение числа ГРС увеличивает затраты на их

сооружение и строительство магистральных газопроводов, подводящих газ к

ГРС, увеличиваются эксплуатационные расходы за счет содержания

обслуживающего персонала ГРС.

При определении числа ГРС можно ориентироваться на следующее:

для небольших городов и посёлков с населением до 100 ч 120 тысяч человек

наиболее рациональными являются системы с одной ГРС;

для городов с населением 200 ч 300 тысяч человек наиболее рациональными

являются системы с двумя и тремя ГРС;

для городов с населением более 300 тысяч человек наиболее экономичными

являются системы с тремя ГРС.

ГРС, как правило, располагаются за городской чертой. Если число ГРС

более одной, то они располагаются с разных сторон города. ГРС соединяются

как правило двумя нитками газопроводов, что обеспечивает более высокую

надёжность газоснабжения города. Очень крупные потребители газа ( ТЭЦ,

промпредприятия, металлургические заводы и т. п. ) питаются непосредственно

от ГРС.

8.2 Определение оптимального числа ГРП.

Газорегуляторные пункты стоят во главе распределительных газовых сетей

низкого давления, питающих газом жилые дома. Оптимальное число ГРП

определяется из соотношения

n ОПТ = V ЧАС / V ОПТ (шт),

где V час - часовой расход газа на жилые дома, м3/ч.;

V ОПТ - оптимальный расход газа через ГРП, м3/ч.

Для определения V ОПТ необходимо вначале определить оптимальный

радиус действия ГРП, который должен находиться в пределах 400 ч 800

метров. Этот радиус определяется по формуле:

R ОПТ = 249 • (?P0,081 / ?0,245 • (m • e)0,143) (м),

где ?P - расчетный перепад давления в сетях низкого давления (1000

ч 1200 Па);

? - коэффициент плотностей сетей низкого давления, 1/м;

? = 0,0075 + 0,003 • m / 100 (1/м),

m - плотность населения по району действия ГРП, чел/га;

e - удельный часовой расход газа на одного человека, м3/чел.ч, который

задаётся или вычисляется, если известно количество жителей (N),

потребляющих газ, и известно количество газа (V), потребляемого ими в час

e = V / N (м3/чел. ч)

Оптимальный расход газа через ГРП определяется из соотношения:

V ОПТ = m • e • R ОПТ 2/ 5000

Полученное оптимальное число ГРП используют при конструировании газовых

сетей низкого давления. Сетевые ГРП размещают, как правило, в центре

газифицируемой территории так, чтобы все потребители газа были расположены

от ГРП примерно на одинаковых расстояниях. Максимальное удаление ГРП от

проектируемых магистральных газопроводов высокого или среднего давления

должно составлять 50 ч 100 метров.

? = 0,0075 + 0,003 • 270 / 100 = 0,0156 (1/м),

e = 2627,33 / 48180 = 0,0545 (м3/чел.ч ),

R ОПТ = 249 • 10000,081 / [0,01560,245 • (270 • 0,0545)0,143] = 822

(м),

V ОПТ = 270 • 0,0545 • 8002 / 5000 = 1883,52 (м3 / ч),

n ОПТ = 2627,33 / 1883,52 = 1,5 ? 2 (шт),

Откорректируем VКЧАС в соответствие с полученным числом ГРП:

VКЧАС = n ОПТ • V ОПТ (м3 / ч),

VКЧАС = 2 • 1883,52 = 3767,04 (м3 / ч).

9. Типовые схемы ГРП и ГРУ.

Газорегуляторные пункты (ГРП) размещают в отдельно стоящих зданиях из

кирпича или железобетонных блоков. Размещение ГРП в населенных пунктах

регламентируется СНиП [2]. На промышленных предприятиях ГРП размещаются на

местах вводов газопроводов на их территорию.

Здание ГРП имеет 4 отдельных помещения (рис. 8.1) [10] :

основное помещение 2, где размещается все газо-регулирующее оборудование;

помещение 3 для контрольно-измерительных приборов;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

МЕНЮ

Расчет систем газоснабжения района города