Гидравлический расчет внутридомового газопровода

1.7 Гидравлический расчет внутридомового газопровода

Расчет внутридомового газопровода производится после выбора и размещения бытовых газовых аппаратов и составления схемы газопровода.

Расчетный перепад давления газа увязывается с перепадом давления в распределительной сети.

Определяется расчетный расход для всех участков по формуле 3.1.

Определяется расчетная длина участков и потери давления на них по формуле 5.1.

Определяется дополнительное избыточное давление, зависящее от высоты располагаемого газопровода по формуле:

∆Р_гидр. = g ∙ h (ρ_в-ρ_г), Па(5.6)

где, ∆Р_гидр. – гидростатическое давление, Па;

h – геометрическая разница отметок конца и начала участка, считая по ходу движения газа, м;

ρ_в – 1,293 кг/м³;

ρ_г – плотность газового топлива применяемого в системе, кг/м³.

Расчет выполняется в табличной форме – таблица 5.1

Последовательность выполнения расчета:

1. Вычерчивается расчетная схема;

2. На схеме обозначается расчетные участки, их длины;

3. Выбирается главная расчетная ветка – самая удаленная, самая загруженная ветка в сети;

4. Определяется расчетный расход для всех участков сети:

0-1 плита с расходом Q_d^h = 1,37 (м³/ч);

1-2 плита, водонагреватель, отопительный котел с расходом Q_d^h = 1,37+2,1++2,35 = 5,8 (м³/ч);

3-4 отопительный котел с расходом Q_d^h = 2,35 (м³/ч);

3-1 отопительный котел, водонагреватель с расходом Q_d^h = 2,35+2,1=4,5(м³/ч)

3-5 водонагреватель с расходом Q_d^h = 2,1 (м³/ч).

5. Задаются диаметры участков газопроводов в соответствии с присоединительными размерами газовых приборов и условиями увязки внутридомовой сети, например для участка 0-1 принимается диаметр равный 15 мм. по размеру присоединительного патрубка ПГ4-ВК и диаметр равный 20 мм., для гидравлической увязки, в таком случае с изменением сечения изменяется и номер участка 0-1 1-1^’;

6. Определяются удельные потери на трения и эквивалентные длины по [10] т.3.;

7. Определяется сумма местных коэффициентов по [11] т.6.1.:

0-1 для d=15:

пробковый кран ζ=4;

1-1^’ для d=20: 10 отводов и сужение в пределах перехода на следующий диаметр, отвод гнутый – 0,3; ∑ζ = 10 ∙ 0,3 + 0,35 = 3,35;

1-2 для d=25: 6 отводов и пробочный кран, ∑ζ = 6 ∙ 0,3 + 2 = 3,8;

3-4 для d=20: 1 отвод и пробочный кран, ∑ζ = 1 ∙ 0,3 + 2 = 2,3;

3-1 для d=20: сужение в пределах перехода на следующий диаметр, тройник проходной, ∑ζ = 0,35 + 1 = 1,35;

3-5 для d=20: пробочный кран и тройник проходной, ∑ζ = 2,3 + 1 = 3,3;

8. Определяется расчетная длина участков:

0-1 для d=15: l_р = l_ф + ∑ζ ∙ l_экв = 0,8 + 4 ∙ 0,35 = 2,2 (м);

1-1’ для d=20: l_p = 23,7 + 3,35 ∙ 0,45 = 25,2 (м);

1-2 для d=25: l_p = 2,6 + 3,8 ∙ 0,74 = 5,4 (м);

3-4 для d=20: l_p = 2,2 + 2,3 ∙ 0,5 = 3,35 (м);

3-1 для d=20: l_p = 1,7 + 1,35 ∙ 0,59 = 2,5 (м);

3-5 для d=20: l_р = 1,7 + 3,3 ∙ 0,48 = 3,3 (м).

9. Определяется дополнительное избыточное давление:

0-1 ∆Р_гидр = g ∙ h ∙ (ρ_в - ρ_г) = 9,8 ∙ 0,8 ∙ (1,293-0,735) = 4,4;

1-2 ∆Р_гидр = -9,8 ∙ 1,1 ∙ (1,293-0,735) = -6;

3-4 ∆Р_гидр = 9,8 ∙ 1,7 ∙ (1,293-0,735) = 9,3;

3-5 ∆Р_гидр = 9,8 ∙ 1,7 ∙ (1,293-0,735) = 9,3.

10. Определяются потери давления на участках:

0-1 для d=15: ∆Р = ∆P/l ∙ l_p = 4,5 ∙ 2,2 = 9,9 (Па);

1-1’ для d=20: ∆Р = 1,25 ∙ 24,5 = 30,6 (Па);

1-2 ∆Р = 4,25 ∙ 5,4 = 23 (Па);

3-4 ∆Р = 2,75 ∙ 3,35 = 9,2 (Па);

3-1 ∆Р = 8,75 ∙ 2,5 = 21,9 (Па);

3-5 ∆Р = 2,25 ∙ 3,3 = 7,43 (Па).

8. Определяются суммарные потери давления на газопроводе:

0-1 ∆Р + ∆Р_гид = 8,6+30,6+4,4 = 43,6 (Па);

1-2 ∆Р + ∆Р_гид = 23-6 = 17 (Па);

3-4 ∆Р + ∆Р_гид = 9,2+9,3 = 18,5 (Па);

3-1 ∆Р + ∆Р_гид = 21,9 (Па);

3-5 ∆Р + ∆Р_гид = 7,43+9,3 = 16,7 (Па).

9. Выполняется увязка ответвлений или участка, которая заключается в равенстве сопротивлений схода допустимое различие сопротивлений ±10%.

Участок (0-1) увязать с участком (3-4) + (3-1) = (43,6-40,4)/43,6∙100% = 7,3%;

Участок (5-3) увязать с участком (3-4) = (18,5-16,7)/18,5∙100% = 9,7%.

Результаты расчета заносятся в таблицу 5.2

Таблица 5.2 Гидравлический расчет внутридомового газопровода

1.8 Подбор оборудования ШРП

Подбор регулятора давления.

Подбор регулятора давления следует производить из расчета расхода газа, для котельных при максимальной производительности установленных котлов с учетом входного и выходного давления.

Методика подбора:

1. задается типоразмер регулятора давления;

2. выясняется входное давление в регулятор, пренебрегая потерями в отключающих устройствах и в фильтре.

3. если давление на входе меньше 10 кПа, расчет ведется по п.4, в противном случае по п.5.

4. Определяется пропускная способность регулятора давления по формуле:

Q_рег = 360 ∙ f_c ∙ k_v ∙ √2∆P/ρ, (м³/ч)(6.1)

где, f_c – площадь седла клапана (см²), определяется по паспортным данным или по формуле:

f_c = π ∙ d_c²/4, (см²)(6.2)

где, π – 3,14;

d_с – диаметр седла (см);

k_v – коэффициент расхода, принимается по справочным данным в зависимости от конструкции клапана (0-1):

- для двухседельных клапанов: (0,4-0,5);

- для односедельных клапанов, при которых начальное давление давит на клапан: (0,6-0,65);

- для односедельных клапанов, при которых первоначальное давление давит под клапан: (0,7-0,75);

- для односедельного клапана, в котором клапан отключается от седла и газ проходит через седло почти без соприкосновения с клапаном: (0,75-0,8).

∆P – перепад давления, определяется по формуле:

∆P = P_вх – P_вых , МПа(6.3)

g_г – плотность газа (кг/м³),

360 – приводит во взаимодействие.

5. Определяется пропускная способность регулятора давления:

Q_рег = 1595 ∙ f_c ∙ k_v ∙ P_вх ∙ φ ∙ √1/ρ , (м³/ч)(6.4)

где, P_вх – применяется Р_абс,

Р_абс = Р_изб + Р_атм,

Р_атм = 0, 10132 (МПа).

φ – коэффициент, зависящий от вида газа и входного и выходного давления:

φ = √(2∙γ)/(γ-1) ∙ [(Р_вых/Р_вх)^2/γ – (Р_вых/Р_вх)^(γ+1)/γ](6.5)

где, γ – 1,31 (для природного газа), γ – 1,44 (для СУГ).

6. Определяется отношение расхода регулятора и расчет расходного:

0,1 ≤ Q_p/Q_рег ≤ 0,8(6.6)

- если данное отношение получилось меньше 0,1 , то типоразмер регулятора давления нужно уменьшить и перейти к п.4 или п.5;

- если данное отношение больше 0,8 , то типоразмер регулятора давления нужно увеличить и перейти к п.4 или п.5;

- если данное отношение получилось удовлетворительным, то выбранный типоразмер регулятора давления принимается.

Подбор газовых фильтров.

Подбор газовых фильтров осуществляется по пропускной способности с учетом предельных потерь давления, которые не должны превышать для сетчатых фильтров 5000 Па, для волосяных – 10000 Па, а до начала эксплуатации или после очистки и промывки фильтра этот перепад должен составлять соответственно 200-2500 Па и 4000-5000 Па.

Определение пропускной способности фильтров:

Q = Q_т ∙ √(g_от ∙ ∆ρ ∙ ρ₂)/(g_о ∙ ∆ρ_т ∙ ρ_2т), (м³/ч)(6.7)

где, Q_т – пропускная способность фильтра при табличных условиях, м³/ч;

g_от – плотность газа табличная, кг/м³;

g_о – плотность газа при использовании другого газа, кг/м³;

∆ρ_т – перепад давлений на фильтре при табличных условиях, МПа;

∆ρ – перепад давлений на фильтре при работе в режиме, отличном от табличного, МПа;

ρ₂ – давление газа после фильтра при работе в режиме, отличном от табличного, МПа;

ρ_2т – давление газа после фильтра табличное, МПа.

Подбор предохранительно-запорного клапана (ПЗК).

1. Выбор типа ПЗК определяется исходя из параметров газа, проходящего через регулятор давления, а именно: максимального давления на входе регулятора; выходного давления газа из регулятора и подлежащего контролю; диаметр входного патрубка в регулятор.

2. Выбранный ПЗК должен обеспечивать герметичное закрытие подачи газа в регулятор в случае повышения или понижения давления, за ним сверху установленных пределах.

Согласно "Правилам безопасности в газовом хозяйстве" верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимальное рабочее давление газа после регулятора более чем на 25%.

Нижний предел настройки 1,1 от устойчивого горения пламени горелки или на 10% больше, чем значение настроенного (рабочего) давления на горелку.

Выбор предохранительно-сбросного клапана (ПСК).

ПСК, в том числе встроенные в регулятор давления, должны обеспечивать сброс газа при превышении максимального рабочего давления после регулятора не более чем на 15%.

При выборе ПСК определяется количество газа, подлежащего сбросу, и сравнивается с табличным значением л.13 т.7.15 и определяется по формуле:

Q ≥ 0,0005 ∙ Q_рег , м³/ч(6.8)

где, Q – количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t=0^°C, Р_бар – 0,10132 МПа;

Q_рег – расчетная способность регулятора давления при тех же условиях, м³/ч.

При отсутствии перед регулятором давления ПЗК количество газа, подлежащее сбросу, определяют по формуле:

- для регулятора давления с золотниковым клапаном:

Q ≥ 0,01 ∙ Q_рег , м³/ч(6.9)

- для регулирующих заслонок:

Q ≥ 0,02 ∙ Q_рег , м³/ч(6.10)

При необходимости параллельной установки в ГРП нескольких регуляторов давления суммарное количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа, должно удовлетворить:

Q^, ≥ 0,01 ∙ Q_n , (6.11)

где, Q – количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа для каждого регулятора, м³;

n – число регуляторов давления, шт.

Подбираем для ШРП оборудование:

При Q = 195,56 м³/ч, Р_вых = 0,002 МПа, Р_вх = 0,3 МПа, d_0-1 = 159*4, тогда k_v=0,6 (односедельный клапан);

Определяется расход регулятора давления по формуле:

Q_рег = 1595 ∙ f_c ∙ k_v ∙ P_вх ∙ φ ∙ √1/ρ;

Определяется диаметр:

f_c = π ∙ d²_c/4 = (3,14 ∙ 1,5²)/4 = 1,77 (см²);

Определяется абсолютное давление:

Р_абс = Р_атм + Р_изб = 0,002 + 0,10132 = 0,10332 (МПа);

Определяется коэффициент, зависящий от вида газа и входного и выходного давления:

φ = √(2∙γ)/(γ-1) ∙ [(Р_вых/Р_вх)^2/γ – (Р_вых/Р_вх)^(γ+1)/γ] = √(2∙1,31)/(1,31-1) ∙ ∙[(0,002/0,3)^2/1,31 – (0,002/0,3)^{(1,31+1)/1,31}] = 0,58;

Из выше рассчитанного определяется расход газа давления:

Q_рег = 1595 ∙ f_c ∙ k_v ∙ P_вх ∙ φ ∙ √1/ρ = 1595 ∙ 1,77 ∙ 0,6 ∙ 0,3 ∙ 0,58 ∙ √1/0,728 =

= 459,9 (м³/ч);

Определяется отношение расхода регулятора и расходный расчет: 0,1 ≤ Q_р/Q_рег ≤ 0,8; 195,56/459,9 = 0,4 – находится в пределах 0,1-0,8;

Фильтр сетчатый

ФС-50 (рассчитывается по т.7.20 лит.2);

Предохранительно-запорный клапан (ПЗК)

ПКН-50 (рассчитывается по т.7.14 лит.2);

Определяется верхний предел 25%

0,002 – 100

0,0005 – 25,

0,002 + 0,0005 = 0,0025 (МПа),

Определяется нижний предел 10% от устойчивости пламени горелки

Верхний 0,001-0,06

Нижний 0,0003-0,003

Предохранительно-сбросной клапан (ПСК)

ПСК-50 (рассчитывается по т.7.15 лит.2)

Предел срабатывания больше 15%

0,002-100

0,0003-15

0,002+0,0003 = 0,0023

Q ≥ 0,0005 ∙ 459,9 = 0,2299 (м³/ч)

При давлении в сети 2000 Па ГП-40 сбрасывает 25 м³/ч при массе равной 6,7.

Похожие работы

Управление инвестиционным проектом Социальная аптека

Скачать

149660

25

9

... часть которой Аптека может направлять на инвестирование различных социальных программ, снижая при этом соответствующую нагрузку на бюджет и прибыль предприятий. 3 Принятие решений по инвестиционному проекту «Социальная Аптека» 3.1 Рекомендации по эффективному принятию решений при формировании бюджета капиталовложений инвестиционного проекта «Социальная Аптека» Решения должны приниматься в ...

Газоснабжение населёного пункта

Скачать

159932

28

6

... 25% населения (0,25 х 1000 х 365 = 91250 жителей в год). 1.4.1 Определение годовых и часовых расходов газа на бытовые и коммунальные нужды населения При проектировании систем газоснабжения населенного пункта необходимо определить расчетные часовые расходы газа на всех участках системы газоснабжения. Общее потребление на бытовые и коммунальные нужды населения условно разделяют на два вида. К ...

Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей

Скачать

147436

23

9

... сметной прибыли по отдельным видам строительных и монтажных работ. 12 Экологическая экспертиза проекта   12.1 Характеристика объекта В данном проекте разрабатывается строительство системы газоснабжения рабочего поселка на 8500 жителей. Рельеф местности спокойный, равнинный. В северо-восточной части рабочего расположен пруд. Грунты в основном представлены суглинками. Территория ...

Стратегия развития предприятий реального сектора экономики

Скачать

140381

22

17

... имеет ряд недостатков, связанных с его неопределенностью. Тем не менее считается важным вспомогательным показателем. В данной работе инвестиционное обеспечение реализации вышеописанной стратегии развития предприятия будет осуществлено по одному из возможных направлений. Это обусловлено тем, что всестороннее обеспечение требует значительно большего объема исходной информации, полноту которого ...