Гидравлический расчёт квартальной сети

9. Гидравлический расчёт квартальной сети

Под квартальной сетью понимается сеть газопроводов от точки подключения к уличной сети до точки присоединения газопроводов-вводов в дома. Расчётная схема выполняется на основе трассировки на плане квартала. Расчётная схема приведена на рисунке 7.

Определение расчётных расходов газа на участках квартальной сети

Расчётный расход газа на участках квартальной сети определяем согласно [6] по формуле

(39)

где K_sim – коэффициент одновременной работы газовых приборов, согласно[6];

q_пом – номинальный расход газа прибором, определяется по формуле

для 4-х кофортных плит (40)

для 2-х кофортных плит

где Q_Т – тепловая мощность прибора, кВт, принимаемая согласно [1] или по паспортным данным прибора.

n_i – число однотипных приборов.

По нормам проектирования принимаем, что в однокомнатной квартире устанавливается 2-х комфортные плиты, а в двух- и более комнатных квартирах – 4-х комфортные плиты.

Расчёт сведён в таблицу 12.

 

Таблица 12 – Определение расчётных расходов газа на участках квартальной сети

номер участка	Число квартир		Кол-во приборов		Кsim		Qd(h)
	1 ком.	2 ком. и более	ПГ2	ПГ4	ПГ2	ПГ4
1–2	0	290	0	290	0	0,191		67,36
2–3	0	200	0	200	0	0,2		48,64
3–4	0	155	0	155	0	0,204		38,45
4,5	0	105	0	105	0	0,21		26,82
5–6	0	75	0	75	0	0,216		19,70
2–7	0	90	0	90	0	0,212		23,20
7–8	0	30	0	30	0	0,231		8,43

 

Определение диаметров на участках квартальной сети

Расчёт ведётся аналогично расчёту сети низкого давления. Допустимые потери в квартальной сети принимаются равными 250 Па. Расчёт сведён в таблицу 13.

Расчётный уклон вычисляется по формуле

(41)

Таблица 13 – определение диаметров на участках квартальной сети

Номер участка	Qd(h)	dнар*S	lф	lр	iр	iф	∆Pф
1	2	3	4	5	6	7	8
1–2	67,36	108х4	18	19,8	1,11	0,7	13,86
2–3	48,64	89х3	32	35,2		0,8	28,16
3–4	38,45	88,5х4	56	61,6		0,8	49,28
4–5	26,82	88,5х4	82	90,2		0,4	36,08
5–6	19,70	70х3	17	18,7		0,6	11,22
2–7	23,20	76х3	99	108,9	0,92	0,5	54,45
7–8	8,43	70х3	147	161,7		0,16	25,872

Проверка: 220,3 250 (42)

10. Гидравлический расчёт внутридомового газопровода

Проектирование внутридомового газопровода проводилось с учётом следующих условий:

1)    Газопровод – ввод подключается к квартальной сети;

2)    От газопровода ввода к стоякам газопровод прокладывается по наружным стенам здания;

3)    Подача газа к газовым приборам осуществляется от стояков устанавливаемых в углах кухонь;

4)    Запрещается прокладка газопроводов по санузлам, ванным комнатам, жилым комнатам;

5)    Запорные устройства устанавливаются на газопроводе – вводе, перед каждым стояком и перед каждым газовым прибором;

6)    При прохождении строительных конструкций газопровод заключается в футляр;

Расчётная схема приведена на рисунке 8.

Определение расчётных расходов газа на участках газопровода

Расчётный расход газа определяется по формуле (39). Расчёт сведён в таблицу 14.

Таблица 14 – Определение расчётных расходов газа на участках газопровода

Участок 1
	Внезапное сужение	0,35
	Отвод гнутый, 2 шт.	2 × 0,3 = 0,6
	Пробковый кран ∅ 15	4
		Σξ = 4,95
Участок 2, 3, 4,5,6
	Тройник проходной	Σξ = 1
Участок 7
	Тройник поворотный Пробковый кран ∅ 32 Отвод гнутый, 6 шт.	1,5 2 1,8 Σξ = 5,3
Участок 8
	Отвод гнутый, 6 шт.	1,8
	Тройник поворотный	1,5
		Σξ = 3,3
Участок 9				Σξ = 1,5
	Отвод гнутый Вентиль ∅ 50	0,3 2 Σξ = 2,3
Участок 10				0,3
	Задвижка ∅ 50 Отвод гнутый	0,5 0,3
		Σξ = 0,8

Допустимые потери давления во внутридомовом газопроводе принимаем равными 350 Па. Расчёт сведён в таблицу 15

Таблица 14 – Определение расчётных расходов газа на участках газопровода

Номер уч-ка	Число квартир	Кол-во приборов		Кsim		Qd(h)
		ПГ2	ПГ4	ПГ2	ПГ4
1	1	-	1	-	1	1,23
2	1	-	1	-	1	1,23
3	2	-	2	-	0,65	1,60
4	3	-	3	-	0,45	1,67
5	4	-	4	-	0,35	1,73
6	5	-	5	-	0,29	1,79
7	6	-	6	-	0,28	2,07
8	12	-	12	-	0,245	3,63
9	18	-	18	-	0,237	5,26
10	18	-	18	-	0,237	5,26

Определение диаметров и потерь давления на участках газопровода

Расчётная длина участков определяется по формуле

(43)

где l_ф.i. – фактическая длина на i-том участке, м;

Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

l_Э^ξ=1 – эквивалентная длина, соответствующая местному сопротивлению с ξ=1.

Гидростатическое давление определяется по формуле

(44)

где h – геодезическая разность отметок начала и конца участка, м;

ρ_в – плотность воздуха, равная 1,293 кг/м³;

ρ_г – плотность газа, равная 0,748 кг/м³;

Допустимые потери давления во внутридомовом газопроводе принимаем равными 350 Па. Расчёт сведён в таблицу 15

 

Таблица 15 – Определение диаметров и потерь давления на участках газопровода

Номер уч-ка	Qd(h)	lф	∑ξ	lэкв	lр	dнар*S	iф	∆Pф	∆Pгс	∆Pф+(–)∆Pгс
1	1,23	1	4,95	0,75	4,71	21,3х2,8	2,3	10,84	5,40	16,23
2	1,23	1,8	1	0,9	2,70	26,8х2,8	0,7	1,89	9,71	11,60
3	1,60	2,8	1	0,9	3,70	26,8х2,8	1	3,70	15,11	18,81
4	1,67	2,8	1	0,9	3,70	26,8х2,8	1,05	3,89	15,11	18,99
5	1,73	2,8	1	0,9	3,70	26,8х2,8	1,1	4,07	15,11	19,18
6	1,79	2,8	1	0,9	3,70	26,8х2,8	1,2	4,44	15,11	19,55
7	2,07	17,8	5,3	1,05	23,37	33,5х3,2	0,5	11,68	-5,40	6,29
8	3,63	30	3,3	1,1	33,63	42,3х3,2	0,35	11,77	0	11,77
9	5,26	4,5	2,3	1,2	7,26	48х3,5	0,5	3,63	24,28	27,91
10	5,26	5	0,8	1,5	6,20	57х3	0,2	1,24	0	1,24
11	1,23	1	4,95	0,75	4,71	21,3х2,8	2,3	10,84	5,40	16,23

Проверка (45)

где ΔP_пр – потери давления в приборе, равные 60 – 80 Па;

1,1 – коэффициент на неучтённые потери.

11. Расчёт, подбор и настройка оборудования сетевого ГРП

Принципиальная схема ГРП приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 – Принципиальная схема ГРП

ГРП структурно состоит из следующих элементов:

1 – запорное устройство на входе линии регулирования;

2 – фильтр, предназначен для очистки газа от механических примесей;

3 – предохранительно – запорный клапан, предназначен для «отсечки» подачи газа потребителю в случаях повышения P₁ или понижения P₂ до пределов настройки ПЗК;

4 – регулятор давления, предназначен для понижения давления газа с входного P₁ до заданного настраиваемого давления P₂ и поддержания давления P₂ постоянным, независимо от колебания давления P₁ и изменения расхода газа в сети;

5 – запорное устройство на выходе с линии регулирования;

6 – обводной газопровод (байпас), предназначен для подачи газа потребителю при невозможности подачи через линию редуцирования, при этом понижение давления с P₁ до P₂ производится запорным устройством 7 и 8. За давлением P₂ следят непрерывно по манометру всё время работы через байпас;

9 – кран на сбросном трубопроводе, используется при пусконаладочных работах, после чего пломбируется в открытом положении;

10 – предохранительно – сбросной клапан, предназначен для понижения P₂, до заданного при его повышении на 5–15%, путём стравливания части газа в атмосферу через свечу 11.

Подбор регулятора давления

Известно: P₁, P₂, Q_р^max, Q_р^min.

P₁ = 0,4 МПа абс.,

P₂ = 0,15 МПа абс.,

Q_р^max = 1930.6 м³/ч,

Q_р^min = 0,3 · 1930,6 = 579,1 м³/ч.

(46)

Предварительно принимаем РДУК2В-50/50 с диаметром седла клапана 50 мм, площадью седла клапана 19,6 см² и коэффициентом расхода 0,6. Определяем фактическую пропускную способность регулятора

(47)

где f – площадь седла клапана, см²;

L – коэффициент расхода;

P₁ – абсолютное входное давление в МПа;

φ – коэффициент принимаем ;

Приведём условие нормальной работы регулятора

(48)

(49)

Условие выполняется.

Подбор фильтра

Предварительно принимаем диаметр условного фильтра по диаметру условного прохода регулятора давления.

Фактические потери давления в фильтре определяются по формуле

(50)

Принимаем фильтр чугунный волосяной с условным проходом по регулятору давления.

Подбор предохранительно-запорного клапана

ПЗК принимается по диаметру условного прохода регулятора давления. В сетевых ГРП в отдельно стоящих зданиях наибольшее распространение получили клапаны ПКН. Принимаем клапан ПКН-50

Подбор предохранительно – сбросного клапана

Кол-во газа, подлежащее сбросу определяется по формуле

(51)

Принимаем клапан типа ПСК-50Н.

Принятый клапан удовлетворяет требованиям по пропускной способности.

Обоснование диаметра обводного газопровода

Согласно [6] диаметр байпаса должен быть не менее седла клапана регулятора давления. Принимаем 50 мм.

Обоснование запорной арматуры

В качестве запорной арматуры принимаем задвижки. Запорная арматурой должна быть предназначена для природного или сжиженного газа и иметь соответствующую запись в паспорте.

Настройка оборудования ГРП

P_РД = P₂ = 3000 Па (52)

P^макс_ПЗК = (1,2 – 1,25) P_РД = 1,25 · 3000 = 3750 Па(53)

P^мин_ПЗК = P^мин_пр + (200 – 300) = 1000 + 300 = 1300 Па(54)

P_ПСК = (1,05 – 1,15) P_РД = 1,05 · 3000 = 3150 Па.(55)