Определение годового и часового расхода газа

1.3  Определение годового и часового расхода газа

 

Годовой расход газа определяется для всех категорий потребителей.

Q_у= Q_год/Q_н

где Q_год – годовой расход теплоты, МДж/год;

Q_н – низшая теплота сгорания газа, МДж/м³.

Q_{у.год.кв.}= 17047920/36,7=464521 , МДж/м³;

Q_{у.пр.быт.об.}= 6819168/36,7=185808,4 , МДж/м³;

Q_у.бани= 1252992/36,7=34141,5 , МДж/м³;

Q_у.бол.= 96000/36,7=2615,8 , МДж/м³.

1.4  Определение часовых расходов газа

Системы газоснабжения населенных пунктов рассчитывают на максимальный часовой расход газа, определяемый по формуле:

= k_max· Q_у, м³/ч;

Где k_max - коэффициент часового максимума.

k_{max населения.}= 1/2050

k_{max бани}= 1/2700

Q_у – годовой расход газа, м³/ч;

=1/2050∙464521= 226,5 м³/ч

=1/2050∙185808,4= 90,6 м³/ч

=1/2700∙34141,5= 12,6 м³/ч

=1/2050∙2615,8= 1,2 м³/ч

Полученные результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

Категории потребителей	Годовой расход теплоты Qгод,МДж/год	Годовой расход газа Qу, м3/год	Коэффициент часового максимума kmax	Максимальный часовой расход газа , м3/ч
Потребление газа в квартирах Бани Больницы Мелкие предприятия коммунально-бытового назначения (1-5% от Qкв)	17047920 1252992 96000 6819168	464521 34141,5 2615,8 185808,4	1/2050 1/2700 1/2050 1/2050	226,5 12,6 1,2 90,6
Итого	25216080	687086,7		330,9

1.6 Выбор оптимального количества ГРП

Для ГРП, питающего сеть низкого давления, оптимальная производительность принимается в пределах 1500-2000м³/ч при оптимальном радиусе действия 0,5-1 км с учетом этих показателей количество ГРП определяется по формуле:

где  - суммарный часовой расход газа через городские ГРП;

F –газифицируемая площадь, включая площадь проездов, м²

1 га = 1000м²

- оптимальный радиус действия ГРП, принимается в пределах 500-1000м.

330,9/1750=0,189

 

1.7 Подбор оборудования ГРП

Из общей длины городских газопроводов обычно 70-80% составляют газопроводы низкого давления, и только 20-30% - среднего высокого давления. Поэтому выбор количества ГРП, питающих сеть низкого давления, необходимо производить на основе технико-экономических расчетов, исходя из принципа минимальных капиталовложений и эксплутационных расходов.

 Подбор шкафных и блочных ГРП и ГРУ выполняется на основании тех же данных, что и оборудования по техническим характеристикам или паспортным данным.

 Требуемая пропускная способность ГРП:

где - суммарный максимальный часовой расход газа населенным пунктом (табл.1.1);

1,2 – коэффициент увеличения пропускной способности для нормальной работы регулятора (20%).

  м³/ч

Принимаем ГРПШ-05-2У1(Радон)

Паспортные характеристики:

-           входное давление не более 0,6 МПа;

-           -выходное давление 0,002-0,005 МПа;

-           Регулятор давления: РДНК-400М;

-           Максимальная пропускная способность: 500 м³/ч

Расчет кольцевых газопроводов

, м³/ч∙га  

- удельный расход газа;

- сумма максимальных часовых расходов газа квартирами, мелкими отопительными установками и мелкими коммунальными предприятиями, (без учета расхода газа крупными потребителями), м³/ч;

- площадь застройки района, га;

, м³/ч∙га

S – площадь газоснабжаемой территории, га

S_I = 16,81+8,19+15,99+12,81+10,8+13,3=98 см²  0,16=15,67 га

S_II = 13,2+5,08+9,35+11,47=39,1 см²  0,16=6,25 га

S_III= 9,02+11,22=20,24 см²  0,16=3,23 га

Q_i– расход газа, м³/ч

Q_iI=13,1515,67=206,06 , м³/ч

Q_iII=13,156,25=82,18 , м³/ч

Q_{i III}=13,153,23=42,47 , м³/ч

l_i – длина питающего контура, м

l_{i I} = 7,4+10,3+6,3+16,4+4,3=44,740=1788, м

l_iII= 10,3+4,3+16,4+6,2+7,4=44,640=1784, м

l_iIII= 10,440=416, м

Удельный путевой расход газа для каждого контура сети определяется по формуле : q_i = Q_i/Σl_i, м³/ч∙м

q_{i I} = 206,06/ 1788=0,11 , м³/ч·м

q_iII= 82,18/ 1784=0,04 , м³/ч·м

q_iIII= 42,47/ 416=0,1 , м³/ч·м

где Q_i- расход газа квартирами, мелкими отопительными установками и мелкими коммунальными предприятиями, газоснабжаемыми от данного контура, м³/ч; Σl_i – суммарная длина питающего контура сети, м

Результаты расчета сводятся в таблицу 2.

Таблица 2.

Номер контура	Площадь газоснабжаемой территории, S, га	Расход газа, qуд, приходящийся на 1га застройки	Расход газа  Qi, м3/ч	Длина питающего контура,  li, м	qi, удельный путевой рас-ход, м3/ч·м
I	15,67	13,15	206,06	1788	0,11
II	6,25	13,15	82,18	1784	0,04
III	3,23	13,15	42,47	416	0,1

 

Предварительное распределение потоков в сети выполняется таким образом, чтобы потоки газа двигались к потребителям кратчайшим путем, а точки их встречи располагались противоположно точкам питания. Головные участки, примыкающие к точкам питания, должны быть взаимозаменяемыми, а их расчетные расходы должны пролегать в зонах наибольшего потребления газа. Пример распределения потоков газа см. рис.2. Расчетные расходы по участкам сети определяются по формуле:

Q_р=0,55Q_пут + Q_тр, м³/ч

где Q_пут – путевой расход газа на участке, м³/ч

q – удельный расход газа, м³/ч∙м

q_1-2 = q_I=0,11

q_2-3 = q_I=0,11

q_3-4 = q_I+q_III=0,1+0,11=0,21

q_4-5 = q_I+q_II =0,11+0,04=0,15

q_5-6 = q_I+q_II =0,11+0,04=0,15

q_6-7 = q_II =0,04

q_7-8 = q_II =0,04

q_8-9 = q_II =0,04

q_1-6 = q_I =0,11

q_9-4 = q_II+q_III =0,1+0,04=0,14

 Q_пут = l_уч× q_iуч, м³/ч

Q_{пут 1-2} = 308×0,11=33,88 , м³/ч

Q_{пут 2-3} = 344×0,11=37,84 , м³/ч

Q_{пут 3-4} = 176×0,21=36,96 , м³/ч

Q_{пут 4-5} = 296×0,15=37,84 , м³/ч

Q_{пут 5-6} = 416×0,15=62,4 , м³/ч

Q_{пут 6-7} = 168×0,04=6,72 , м³/ч

Q_{пут 7-8} = 180×0,04=7,2 , м³/ч

Q_{пут 8-9} = 456×0,04=18,24 , м³/ч

Q_{пут 9-4} = 244×0,14=34,16 , м³/ч

Q_{пут 1-6} = 252×0,11=27,72 , м³/ч Q_тр – транзитный расход газа на участке, м³/ч, определяется как сумма путевых расходов всех последующих участков и расхода газа крупным потребителем, подключенным к этом участку.

Q_{тр 1-2} = 0

Q_{тр 2-3} = 33,88

Q_{тр 3-4} = 71,72

Q_{тр 4-5} = 90,12

Q_тр5-6= 27,72

Q_{тр 6-7} = 27,72

Q_{тр 7-8} = 34,44

Q_{тр 8-9} = 41,64

Q_{тр 1-6}= 0

Q_{тр 9-4} = 108,68+44,4+62,4+27,72=243,2

Q_p- расчётный расход газа , м³/ч

Q_{p 1-2} = 0,55×33,88+0=18,6

Q_{p 2-3} = 0,55×37,84+33,88=54,6

Q_{p 3-4} = 0,55×36,96+71,72=92

Q_{p 4-5} = 0,55×44,4+90,12=114,5

Q_{p 5-6} = 0,55×62,4+27,72=62

Q_{p 6-7}= 0,55×6,72+27,72=31,4

Q_{p 7-8}= 0,55×7,2+34,44=38,4

Q_{p 8-9}= 0,55×18,24+41,6=51,6

Q_{p 1-6}= 0,55×27,72+0=15,2

Q_{p 9-4}= 0,55×34,16+243,2=261,9

Расчеты сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Участок	Длина участка, м	Удельный расход газа, м3/ч∙м	Расход газа, м3/ч
			Qпут	0,55 Qпут	Qтр	Qр
1-2	308	0,11	33,88	18,6	-	18,6
2-3	344	0,11	37,84	20,8	33,88	54,6
3-4	176	0,21	36,96	20,3	71,72	92
4-5	296	0,15	44,4	24,4	90,12	114,5
5-6	416	0,15	62,4	34,3	27,72	62
6-7	168	0,04	6,72	3,6	27,72	31,4
7-8	180	0,04	7,2	3,96	34,44	38,4
8-9	456	0,04	18,24	10	41,64	51,6
1-6	252	0,11	27,72	15,2	-	15,2
9-4	244	0,14	34,16	18,7	243,2	261,9

Проверка: расход газа выходящего из ГРПШ

Q_грпш = Q_п(8-9)+ Q_тр(8-9)+ Q_п(9-4)+ Q_тр(9-4)

Q_грпш = 18,24+41,64+34,16+243,2=337,2

Q_грпш =

 Предварительные расчетные расходы по участкам сети определены верно, если отклонение от максимального часового расхода на район не превышает 10%.

 Расчетные потери давления газа от ГРП до наиболее удаленного прибора, ∆p_p, принимают не более: суммарные -1800Па

на уличные и внутриквартальные сети -1200Па

 на дворовые и внутридомовые – 600Па.

Удельные потери давления основных направлений определяются по формуле:

, Па/м

где - расчетные потери давления газа в уличных и внутриквартальных газопроводах;

1,1 – коэффициент, учитывающий потери давления газа в местных сопротивлениях (10% от потерь давления на трение);

- сумма длин участков по основным направлениям.

, Па/м

, Па/м

, Па/м

Если один участок входит в разные направления, для определения его диаметра при­нимается меньшее из значений удельных потерь давления.

По расчетному расходу и удельным потерям давления с помощью таблиц для гидравлического расчета или номограмм определяется диаметр газопровода, уточняются удельные потери давления.

Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и бли­жайший меньший — для полиэтиленовых.

Потери давления газа на участке определяются по формуле :

∆p=∆p_уд· ·1,1 l_уч, Па

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу 4 .

Таблица 4.

Ко- ль- цо №	Участки кольца					Предварительное распределение				Попра- вочный расход ∆Q,  м3/ч	Окончательное распределение потоков
	Но- мер	Номер сосед- него кольца	Дли- на уча- стка		Dнх S	Qр м3/ч	∆p/l, Па/м	∆p, Па	∆p/Qр		∆Qуч, м3/ч	Qр м3/ч	∆p/l, Па/м	∆p, Па
I	1-2	-	308		70х3	18,6	0,45	138,6	7,4
	2-3	-	344		89х3	54,6	0,95	326,8	5,9
	3-4	-	176		114х3	92	0,85	149,6	1,6
	4-5	II	296		133х4	-114,5	0,5	148	1,2
	5-6	II	416		108х4	-62	0,45	187,2	3
	6-2	-	252		60х3,5	-15,2	0,95	239,4	15,75
		Q = Σ∆p ×100% =3,3% Σ|∆p|					Σ∆p Σ|∆p|		Σ
II	9-4	-	244	159х4		261,9	1	244	0,9
	4-5	I	296	133х4		114,5	0,5	148	1,2
	5-6	I	416	108х4		62	0,45	187,2	3
	6-7		168	76х4		-31,4	0,8	134,4	4,2
	7-8		180	89х3		-38,4	0,65	117	3
	8-9	-	456	89х3		-51,6	0,8	364,8	7
		Q = Σ∆p ×100% =-2% Σ|∆p|					Σ∆p Σ|∆p|

Примечание: расходы, направленные по часовой стрелке считать положительными, про­тив часовой стрелки - отрицательными.

Гидравлический расчет кольцевой сети можно считать законченным в случае, когда ошибка Q≤10%, при больших значениях ошибки выполняется увязка кольцевой сети.

2.Проектирование внутренней системы газоснабжения