Практич задания MathCad 1

Газоснабжение микрорайона.

Жилой микрорайон снабжается газом щибелинского месторождения. Данное месторождение имеет следующий состав.

СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С6Н12
СО2
N2+редкие газы

%
93,3
4
0,6
0,4
0,3
0,1
1,3

Qрн кДж/м3
35840
63730
93370
123770
146340
12640
10800


· кг/м3
0,72
1,36
2,02
2,7
3,22
1,97
1,25


Определение теплоты сгорания и плотности газов.
Теплота сгорания газов определяется по формуле Qрн=а1* Q1+а2* Q2++аn* Qn (1.1)
Плотность газа определяется по формуле
·=а1*
·1+а2*
·2++аn*
·n (1.2)
где а1,а2аn – содержание компонента в газе.
Q1,Q2Qn – теплота сгорания каждого компонента.

·1,
·2
·n – плотность каждого компонента.
Qрн = 37635 кДж/м3

· = 0,78 кг/м3

1.2 Определение расхода газа в микрорайоне.
В данном микрорайоне проживает 21000 тысяча человек. Газ в микрорайоне расходуется на следующие нужды:
1) В быту.
2) В бане при условии, что банями пользуется 30% населения и на одного человека в году приходится 52 помывки.
3) В прачечных при условии что ими пользуются 40% населения и на одного человека в год приходится 100 кг. сухого белья.
Норма расхода теплоты для жилых домов (в быту) 8000 мДж, на одну помывку приходится 40 мДж и для прачечной 8800 мДж.
Кмах=1/2300 – для домов
Кмах= 1/2700 – для бань
Кмах=1/2900 – для прачечных
13 EMBED Equation.3 1415=а*N (1.2.1)
где а – норма расхода теплоты мДж в год.
N – количество жителей.
13 EMBED Equation.3 1415=8000*21000=168000000 мДж/год.
13 EMBED Equation.3 1415(1.2.2)
где Кмах – коэффициент часового максимума, который берётся из СНИП в зависимости от количества жителей.
Qрн – низшая теплота сгорания.
Кмах=1/2300=0,000434782
Вчас=168000000*0,000434782/37,635=1940,84 м3/час
13 EMBED Equation.3 1415=21000*0,3*52*40=13104000 мДж/год.
Кмах=1/2700=0,00037037
Вчас=13104000*0,00037037/37,635=128,96 м3/час
13 EMBED Equation.3 1415=0,4*21000*8800*0,1=7692000 мДж/год.
Кмах=1/2900=0,000344828
Вчас=7392000*0,000344828/37,635 м3/час

·Вчас=2137,53 м3/час.
1.3 Гидравлический расчёт кольцевого газопровода.
М1:2000
Вобщ=2137 м3/час.





























L1-2=56м
L2-3=32м
L3-4=100м
L4-5=60м
L5-6=84м
L6-7=36м
L7-8=24м
L8-9=30м
L9-1=50м
L2-10=74м
L10-11=70м
L11-12=70м
L12-13=44м
L13-14=114м
L14-15=108м
L15-16=72м
L16-7=106м
L8-17=66м
L17-18=130м
L18-12=58м


·L=1384м

1)Определить удельный расход газа.
Вуд=Вобщ/
·L=2137/1384=1,54 (1.3.1)








2)Определяем путевые расходы газа.

Впут=Вуд*Lуч-ка м3/ч (1.3.2)

Впут1-2=86,24 м3/ч
Впут2-3=49,28 м3/ч
Впут3-4=154 м3/ч
Впут4-5=92,4 м3/ч
Впут5-6=129,36 м3/ч
Впут6-7=150,92 м3/ч
Впут7-8=36,96 м3/ч
Впут8-9=46,2 м3/ч
Впут9-1=77 м3/ч
Впут2-10=113,96 м3/ч
Впут10-11=107,8 м3/ч
Впут11-12=107,8 м3/ч
Впут12-13=67,76 м3/ч
Впут13-14=175,56 м3/ч
Впут14-15=166,32 м3/ч
Впут15-16=110,88 м3/ч
Впут16-7=163,24 м3/ч
Впут8-17=101,64 м3/ч
Впут17-18=200,2 м3/ч
Впут18-12=89,32 м3/ч

·Впут=2226,84 м3/ч

3)Определяем узловые расходы газа

Вузл1=Впут1-2+Впут9-1/2 м3/ч (1.3.3)

Вузл1=81,68 м3/ч
Вузл2=124,74 м3/ч
Вузл3=101,64 м3/ч
Вузл4=123,2 м3/ч
Вузл5=110,88 м3/ч
Вузл6=140,14 м3/ч
Вузл7=175,56 м3/ч
Вузл8=92,4 м3/ч
Вузл9=61,6 м3/ч
Вузл10=110,88 м3/ч
Вузл11=107,8 м3/ч
Вузл12=132,44 м3/ч
Вузл13=121,66 м3/ч
Вузл14=170,94 м3/ч
Вузл15=138,6 м3/ч
Вузл16=137,06 м3/ч
Вузл17=150,92 м3/ч
Вузл18=144,76 м3/ч


·Вузл=2226,84 м3/ч

4)Определяем расчётные расходы газа. Для этого пользуемся уравнением равновесия узла. Количество газа входящего равна количеству газа выходящего + расход в самом узле.

Вузл5=Вр4-5+Вр5-6 (1.3.4)
Вр5-6=Впут5-6/2=129,36/2=64,68 м3/ч (1.3.5)
Вр4-5=Вузл5-Вр5-6=110,88-64,68=46,2 м3/ч (1.3.6)

Вр6-7=204,82 м3/ч
Вр3-4=169,4 м3/ч
Вр2-3=271,04 м3/ч
Вр13-14=87,78 м3/ч
Вр14-15=170,94 м3/ч
Вр15-16=309,54 м3/ч
Вр7-16=446,6 м3/ч
Вр12-13=209,44 м3/ч
Вр11-12=53,9 м3/ч
Вр10-11=53,9 м3/ч
Вр2-10=164,78 м3/ч
Вр12-18=395,78 м3/ч
Вр17-18=540,54 м3/ч
Вр8-17=691,46 м3/ч
Вр8-7=826,98 м3/ч
Вр9-8=1610,84 м3/ч
Вр2-1=560,56 м3/ч
Вр1-9=1672,44 м3/ч

Вузл1= Вгрп-Вр1-9-Вр1-2 (1.3.7)
Вгрп= Вузл1+Вр1-9+Вр1-2=81,62+1672,44+560,56=2234,58 м3/ч (1.3.8)

Ндоп=1200Па

·Нф ср=Ндоп/
·Lр (1.3.9)



2. Газоснабжение квартала.

Характеристика квартала.
Газоснабжению подлежит квартал жилых домов расположенные в городе Киев. В квартале находится 6 домов по 3 подъезда. Дома оборудованы ПГ4+ГК. Газопровод в квартале проложен подземно из стальных труб и имеет тупиковую разветвленную сеть, для отключения подачи газа в квартал установлена задвижка.

2.2 Гидравлический расчёт тупикового газопровода.
L1-2=20 (м)
L2-3=20 (м)
L3-4=45 (м)
L4-5=20 (м)
L5-6=20 (м)
L6-7=40 (м)
L7-8=20 (м)
L8-9=20 (м)
L9-10=50 (м)
L10-11=20 (м)
L11-12=20 (м)
L12-13=12,5 (м)
L13-14=17,5 (м)
L15-16=20 (м)
L16-17=20 (м)
L17-18=45 (м)
L18-19=20 (м)
L19-20=20 (м)
L20-13=27,5 (м)
13 EMBED Equation.3 1415 (2.2.1)
Qприб=Qгк+Qпг4 (2.2.2)
13 EMBED Equation.3 141537635 кДж/м3
Qгк=83740 кДж/м3
Qпг4=40195 кДж/м3
Qприб=123935 кДж/м3
qi=123935/37635=3,29 м3/ч

Вр=qi*К0*h м3/ч (2.2.3)

Вр1-2=14,8(м3/ч)
Вр2-3=24,7(м3/ч)
Вр3-4=34,1(м3/ч)
Вр4-5=40,1(м3/ч)
Вр5-6=48,1(м3/ч)
Вр6-7=55,4(м3/ч)
Вр7-8=63,9(м3/ч)
Вр8-9=73(м3/ч)
Вр9-10=82,2(м3/ч)
Вр10-11=91,3(м3/ч)
Вр11-12=100,4(м3/ч)
Вр12-13=109,6(м3/ч)
Вр13-14=133,2(м3/ч)
Вр15-16=14,8(м3/ч)
Вр16-17=24,7(м3/ч)
Вр17-18=34,1(м3/ч)
Вр18-19=40,1(м3/ч)
Вр19-20=48,1(м3/ч)
Вр20-13=55,4(м3/ч)
13 EMBED Equation.3 1415 (2.2.4)

·Ндоп=250 Па

2.3Построение профиля подземного газопровода.
Профиль подземного газопровода строим от места врезки в уличную сеть ПК0 до ввода в жилой дом. Согласно СНИП 2.04.08. – 87 внутри квартальный газопровод должен быть проложен с уклоном не менее 2 в сторону уличной магистрали.

2.4Пример построения профиля подземного газопровода ПК+ - ПК+
Глубина заложения газопровода определяется в зависимости от вида газа, диаметра газопровода, глубины промерзания грунта, геологической структуры грунта и дорожного покрытия. Т.к газопровод транспортирует осушенный газ и размещён в не пучинистых грунтах то согласно пункта 4.17 для не пучинистых грунтов он должен быть проложен на глубину не менее 0,8 м до верха трубы оптимальная глубина заложения составит:
Н0=0,8+d (2.4.1)
где d – максимальный диаметр внутри квартальной сети с учётом толщины изоляции. (Пример Н0=0,8+0,113+0,018=0,95 м)
При проектировании профиля трассы газопровода следует стремиться к тому, чтобы глубина заложения газопровода была близка к оптимальной. В соответствии с профилем местности разбиваем всю трассу на участки, имеющие свой уклон дна траншеи. В конечных точках этих участков задаёмся оптимальной глубиной заложения газопровода.
Определяем отметки дна траншеи в этих точках
Zд.тр.н=Zзн – Н0 (2.4.2)
Zд.тр.к=Zзк – Н0 (2.4.3)
Где Zзн, Zзк отметка земли в начале и в конце расчётного участка.
Определяем уклоны дна траншеи по участкам
13 EMBED Equation.3 1415 (2.4.4)
Глубина заложения газопровода в промежуточных точках определяется следующим образом:
а) Определяем отметки дна траншеи в промежуточных точках:
13 EMBED Equation.3 1415 (2.4.5)
б) Определяем глубину заложения:
Н (н+1)=Z з (н+1) – Z д.тр. (н+1) (2.4.6)
Аналогично рассчитываются все промежуточные точки на каждом участке. При этом глубина заложения во всех точках должна быть не меньше Н0
Отметка верха трубы находится по следующей формуле:
Z в. тр.=Z д. тр. + d с изоляцией (2.4.7)






















3.Газоснабжение жилого дома.

3.1Характеристика жилого дома.
П
Вп
Впы
Авп
Авп

3.2Гидравлический расчёт внутри домового газопровода.
Определяем прибором или группой приборов:
13 EMBED Equation.3 1415(3.2.1)
qi для ГК равно 2,23 а для ПГ4+ГК равно 3,29
Определяем расход газа на участке:
Вр=n*k0*qi (3.2.2) Вр1-2=2,23(м3/ч)
Вр2-3=2,30(м3/ч)
Вр3-4=3,68(м3/ч)
Вр4-5=4,74(м3/ч)
Вр5-6=5,66(м3/ч)
Вр6-7=6,58(м3/ч)
Вр7-8=11,19(м3/ч)
Вр8-9=14,81(м3/ч)

Определяем расчётную длину:
13 EMBED Equation.3 1415 (3.2.3) L1-2=2,67 (м)
L2-3=4,4 (м)
L3-4=3,84 (м)
L4-5=3,85 (м)
L5-6=2,46 (м)
L6-7= 9,36(м)
L7-8=3,9 (м)
L8-9=17,42 (м)

13 EMBED Equation.3 1415 (3.2.4)
Ндоп=350Па

·Lф=37,6м

·Нср=9,3
















4.Газоснабжение котельной.

4.1Характеристика котельной.
В газифицируемом квартале расположена котельная, которая предназначена для отопления домов в квартале. Котельная подключается к газопроводу среднего давления и в точке врезки имеет значение 3 ата. На вводе в котельную имеется газорегуляторная установка. Здание котельной одноэтажное без чердачное полы выполнены из несгораемого без искрового материала. В котельной установлены котлы типа «Универсал 6» оборуданного автоматикой безопасности. Внутри котельной газопровод прокладывается, открыто крепится к стенам и каркасу котла на металлических кронштейнах. Котельная имеет естественную приточно вытяжную вентиляцию, для вытяжки воздуха установлены дефлекторы, а для притока воздуха жалюзийные решётки.

4.2Определение расхода газа котельной.
Определяем расход тепла для отопления зданий в квартале.
Q=a*q0*(tвн-tн)*V (4.2.1)
где:
а – коэффициент учитывающий изменение tн
q0 – удельная отопительная характеристика
tн – температура наружного воздуха взятая для нужд отопления.
tвн = +180C
V – строительный объём зданий
V=81562,5 м3
tн для Киева = -210С
q0 для 5 этажки = 0,4
Q=1,1*0,4*(18+21)*81562,5=1399612,5 (ккал/ч)
Определяем суммарную поверхность нагрева всех котлов.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.2)
где:
qк – теплосъем с одного м2 поверхности нагрева котла = 12 000 (ккал/м2ч)
F=139,96 м2
Определяем необходимое количество котлов.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.3)
fк – поверхность нагрева одного котла = 46,2
N=3 (котла)
Размеры котла.
Ширина 2 070 (мм)
Высота 2 100 (мм)
Длина 2 950 (мм)


Определяем расход газа одним котлом.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.4)
13 EMBED Equation.3 1415=8982 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 м3
Определяем расход газа котельной.
Вкот=Вк*N (4.2.5)
Вкот=217,8 м3/ч
т.к каждый котёл оборудован двумя горелками то расход газа одной горелкой составит
Вгор=Вк/2=36,3 м3/ч (4.2.6)
Определяем требуемую тепловую мощность горелки:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.7)
Qгор=326046,6 ккал/ч
По данной тепловой мощности принимаем к установке инжекционные горелки среднего давления типа ИГК 1 – 35 с тепловой мощностью 297 500 ккал/ч при номинальном давлении газа 3000 мм. вд. ст. полученной при теплоте сгорания газа 8500 ккал/м3 и плотности газа 0,71 кг/м3
Определяем рабочее давление газа пред горелкой.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.8)
где:
Рном – номинальное давление газа = 3000 мм. вд. ст.
13 EMBED Equation.3 1415 - это теплота сгорания и плотность газа на которые даны характеристики горелки
13 EMBED Equation.3 1415 = 8500 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,71 кг/м3
13 EMBED Equation.3 1415 - теплота сгорания и плотность месторождения.
13 EMBED Equation.3 1415 = 8982 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,78 кг/м3
Рраб=1,295 ата

4.3Расчёт газопровода среднего давления.
Определяем давление газа на входе в ГРУ котельной т.к расход газа в котельной невелик то принимаем диаметр газопровода среднего давления 70 мм.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.3.1)
А = 0,5 ата2/км
13 EMBED Equation.3 1415= 0,1 км
13 EMBED Equation.3 1415= 3 ата
13 EMBED Equation.3 1415= 2,99 ата

4.4Расчёт оборудования ГРУ котельной.
Для снижения давления газа до заданного уровня и поддержание данного режима в период работы на входе в котельную устанавливают ГРУ. В состав оборудования ГРУ входит: фильтр, ПЗК, регулятор давления, ПСК, узел учёта расхода газа, отключающие устройства, контрольно измерительные приборы.
4.4.1Фильтр
Он используется для очистки газа от механических примесей, потери давления в фильтре определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.1.1)

где:
Вф – пропускная способность фильтра = 240 м3/ч
13 EMBED Equation.3 1415 - плотность газа = 0,78081
Р1 – давление газа в ГРУ =2,99 ата
13 EMBED Equation.3 1415=430,13 Па

4.4.2Предохранительно запорный клапан (ПЗК).
Для отключения подачи газа к регулятору давления при нарушении заданных параметров перед регулятором давления устанавливают ПЗК типа КПВ – 50 который имеет следующие пределы настройки. При возрастании выходного давления 0,03 – 0,65МПа при падении 0,003 – 0,03Мпа.

4.4.3Регулятор давления.
Регулятор давления устойчиво работает при загрузке в пределах от 10 – 80 % от максимальной пропускной способности. К установке принимаем регулятор давления типа РДУК2 – 50 его пропускная способность составит:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.3.1)
- коэффициент расхода газа = 0,6
- площадь седла клапана регулятора давления = 9,6 см2
- коэффициент зависящий от отношения Р2 к Р2 = 0,3
13 EMBED Equation.3 1415 = 933,1 м3/ч
Определяем степень загрузки регулятора давления:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.3.2)

4.4.4Предохранительно сбросной клапан (ПСК).
После регулятора давления устанавливают ПСК который настраивается на давление меньше чем давление срабатывания ПЗК.

4.4.5Узел учёта газа.
При малых расходах газа котельной устанавливают газовые ротационные счётчики типа
РГ – 250 потери давления в счётчике определяются по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.5.1)
13 EMBED Equation.3 1415- плотность воздуха 1,29
13 EMBED Equation.3 1415- потери напора по воздуху = 27
13 EMBED Equation.3 1415= 163,26 Па

4.5Расчёт вентиляции котельной.
Котельная, оснащённая естественной приточно-вытяжной вентиляцией должна иметь трёх кратный воздухообмен.
Расчёт вытяжной вентиляции.
Определяем количество вытяжного воздуха
Lвых=3*Vраб = 762 м3
где:
Vраб – это рабочий объём = 254 м3
Vраб=Vвнутр – Vобор
где:
Vвнутр – внутренний объём помещения по внутренним замерам = 293 м3
Vобор – объём оборудования находящегося в помещении = 39 м3
Определяем площадь вытяжных отверстий.
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,12 м2
w – скорость движения воздуха в вытяжных шахтах = 1,8
Количество дефлекторов для вытяжки воздуха определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 4 дефлектора
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного дефлектора = 0,0314 м2
Расчёт приточной вентиляции.
Определяем необходимое количество приточного воздуха.
Lприт=Lгор-1,2*Vраб
где:
Lгор – количество воздуха необходимое для горения
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент избытка воздуха = 1,4
Вкот – расход газа котельной = 217,8
13 EMBED Equation.3 1415= 3094,83 м3
Определяем площадь жалюзийных решёток.
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,19 м2
где:
w – скорость воздуха в приточных отверстиях 4 м/с
Определяем необходимое количество жалюзийных решёток.
13 EMBED Equation.3 1415 = 3 решётки
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одной решётки = 0,066 м2

4.6Расчёт взрывных клапанов.
Для уменьшения разрушительной способности котельной установки в топке котла и на борове устанавливают взрывные клапана. Они выбираются из расчёта 500 см2 на единицу объёма.
Подбор клапанов для топки котла определяем площадь взрывных клапанов для токи:
Fкл=500*Vт = 2600 см2
где:
Vт – объём топки, если нет точных размеров топки, то её объём можно взять 40% от объёма котла.
Количество клапанов определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 2 клапана
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного клапана = 1600 см2
13 EMBED Equation.3 1415 - общая площадь всех клапанов

Подбор клапанов для борова
Определяем общую площадь клапанов:
Fкл=500*Vбор = 2915
где:
Vбор – объем борова
Vбор=Fбор*lбор = 5,83 м3
где:
Fбор – площадь борова
lбор – длина борова = 8,21 м
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,71 м2
13 EMBED Equation.3 1415 - объём дымовых газов
w – скорость движения уходящих газов = 1,8 м/с
13 EMBED Equation.3 1415 = 4569,44 м3
Вкот – расход газа котельной = 217,8 м3/ч
13 EMBED Equation.3 1415 - объём дымовых газов получаемый при сжигании 1 м3 газа и равен 10,53
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент избытка воздуха = 1,3
V0 – теоретически необходимый для процесса горения объём газа
13 EMBED Equation.3 1415 = 10,15 м3
Необходимое количество клапанов определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 2 клапана
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного клапана
13 EMBED Equation.3 1415 - общая площадь всех клапанов


13 EMBED Equation.3 1415



ЈГазоснабжение микрорайона.

Жилой микрорайон снабжается газом щибелинско
·го месторождения. Данное месторождение имеет следующий состав.

СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С6Н12
СО2
N2+редкие газы

%
93,3
4
0,6
0,4
0,3
0,1
1,3

Qрн кДж/м3
35840
63730
93370
123770
146340
12640
10800


· кг/м3
0,72
1,36
2,02
2,7
3,22
1,97
1,25


Определение тепл
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·оты сгорания и плотности газов.
Теплота сгорания газов определяется по формуле Qрн=а1* Q1+а2* Q2++аn* Qn (1.1)
Плотность газа определяется по формуле
·=а1*
·1+а2*
·2++аn*
·n (1.2)
где а1,а2аn – содержание компонента в газе.
Q1,Q2Qn – теплота
·сгорания каждого компонента.

·1,
·2
·n – плотность каждого компонента.
Qрн = 37635 кДж/м3

· = 0,78 кг/м3

1.2 Определение расхода газа в микрорайоне.
В данном микрорайоне проживает 21000 тысяча человек. Газ в микрорайоне расходуется на следующие нужды:
1) В быту.
2) В бане при условии, что банями пользуется 30% населения и на одного человека в году приходится 52 помывки.
3) В прачечных при условии что ими пользуются 40% населения и на одного человека в год приходится 100 кг. сухого белья.
Норма расхода теплоты для жилых домов (в быту) 8000 мДж, на одну помывку приходится 40 мДж и для прачечной 8800 мДж.
Кмах=1/2300 – для домов
Кмах= 1/2700 – для бань
Кмах=1/2900 – для прачечных
13 EMBED Equation.3 1415=а*N (1.2.1)
где а – норма расхода теплоты мДж в год.
N – количество жителей.
13 EMBED Equation.3 1415=8000*21000=168000000 мДж/год.
13 EMBED Equation.3 1415(1.2.2)
где Кмах – коэффициент часового максимума, который берётся из СНИП в зависимости от количества жителей.
Qрн – низшая теплота сгорания.
Кмах=1/2300=0,000434782
Вчас=168000000*0,000434782/37,635=1940,84 м3/час
13 EMBED Equation.3 1415=21000*0,3*52*40=13104000 мДж/год.
Кмах=1/2700=0,00037037
Вчас=13104000*0,00037037/37,635=128,96 м3/час
13 EMBED Equation.3 1415=0,4*21000*8800*0,1=7692000 мДж/год.
Кмах=1/2900=0,000344828
Вчас=7392000*0,000344828/37,635 м3/час

·Вчас=2137,53 м3/час.
1.3 Гидравлический расчёт кольцевого газопровода.
М1:2000
Вобщ=2137 м3/час.





























L1-2=56м
L2-3=32м
L3-4=100м
L4-5=60м
L5-6=84м
L6-7=36м
L7-8=24м
L8-9=30м
L9-1=50м
L2-10=74м
L10-11=70м
L11-12=70м
L12-13=44м
L13-14=114м
L14-15=108м
L15-16=72м
L16-7=106м
L8-17=66м
L17-18=130м
L18-12=58м


·L=1384м

1)Определить удельный расход газа.
Вуд=Вобщ/
·L=2137/1384=1,54 (1.3.1)








2)Определяем путевые расходы газа.

Впут=Вуд*Lуч-ка м3/ч (1.3.2)

Впут1-2=86,24 м3/ч
Впут2-3=49,28 м3/ч
Впут3-4=154 м3/ч
Впут4-5=92,4 м3/ч
Впут5-6=129,36 м3/ч
Впут6-7=150,92 м3/ч
Впут7-8=36,96 м3/ч
Впут8-9=46,2 м3/ч
Впут9-1=77 м3/ч
Впут2-10=113,96 м3/ч
Впут10-11=107,8 м3/ч
Впут11-12=107,8 м3/ч
Впут12-13=67,76 м3/ч
Впут13-14=175,56 м3/ч
Впут14-15=166,32 м3/ч
Впут15-16=110,88 м3/ч
Впут16-7=163,24 м3/ч
Впут8-17=101,64 м3/ч
Впут17-18=200,2 м3/ч
Впут18-12=89,32 м3/ч

·Впут=2226,84 м3/ч

3)Определяем узловые расходы газа

Вузл1=Впут1-2+Впут9-1/2 м3/ч (1.3.3)

Вузл1=81,68 м3/ч
Вузл2=124,74 м3/ч
Вузл3=101,64 м3/ч
Вузл4=123,2 м3/ч
Вузл5=110,88 м3/ч
Вузл6=140,14 м3/ч
Вузл7=175,56 м3/ч
Вузл8=92,4 м3/ч
Вузл9=61,6 м3/ч
Вузл10=110,88 м3/ч
Вузл11=107,8 м3/ч
Вузл12=132,44 м3/ч
Вузл13=121,66 м3/ч
Вузл14=170,94 м3/ч
Вузл15=138,6 м3/ч
Вузл16=137,06 м3/ч
Вузл17=150,92 м3/ч
Вузл18=144,76 м3/ч


·Вузл=2226,84 м3/ч

4)Определяем расчётные расходы газа. Для этого пользуемся уравнением равновесия узла. Количество газа входящего равна количеству газа выходящего + расход в самом узле.

Вузл5=Вр4-5+Вр5-6 (1.3.4)
Вр5-6=Впут5-6/2=129,36/2=64,68 м3/ч (1.3.5)
Вр4-5=Вузл5-Вр5-6=110,88-64,68=46,2 м3/ч (1.3.6)

Вр6-7=204,82 м3/ч
Вр3-4=169,4 м3/ч
Вр2-3=271,04 м3/ч
Вр13-14=87,78 м3/ч
Вр14-15=170,94 м3/ч
Вр15-16=309,54 м3/ч
Вр7-16=446,6 м3/ч
Вр12-13=209,44 м3/ч
Вр11-12=53,9 м3/ч
Вр10-11=53,9 м3/ч
Вр2-10=164,78 м3/ч
Вр12-18=395,78 м3/ч
Вр17-18=540,54 м3/ч
Вр8-17=691,46 м3/ч
Вр8-7=826,98 м3/ч
Вр9-8=1610,84 м3/ч
Вр2-1=560,56 м3/ч
Вр1-9=1672,44 м3/ч

Вузл1= Вгрп-Вр1-9-Вр1-2 (1.3.7)
Вгрп= Вузл1+Вр1-9+Вр1-2=81,62+1672,44+560,56=2234,58 м3/ч (1.3.8)

Ндоп=1200Па

·Нф ср=Ндоп/
·Lр (1.3.9)



2. Газоснабжение квартала.

Характеристика квартала.
Газоснабжению подлежит квартал жилых домов расположенные в городе Киев. В квартале находится 6 домов по 3 подъезда. Дома оборудованы ПГ4+ГК. Газопровод в квартале проложен подземно из стальных труб и имеет тупиковую разветвленную сеть, для отключения подачи газа в квартал установлена задвижка.

2.2 Гидравлический расчёт тупикового газопровода.
L1-2=20 (м)
L2-3=20 (м)
L3-4=45 (м)
L4-5=20 (м)
L5-6=20 (м)
L6-7=40 (м)
L7-8=20 (м)
L8-9=20 (м)
L9-10=50 (м)
L10-11=20 (м)
L11-12=20 (м)
L12-13=12,5 (м)
L13-14=17,5 (м)
L15-16=20 (м)
L16-17=20 (м)
L17-18=45 (м)
L18-19=20 (м)
L19-20=20 (м)
L20-13=27,5 (м)
13 EMBED Equation.3 1415 (2.2.1)
Qприб=Qгк+Qпг4 (2.2.2)
13 EMBED Equation.3 141537635 кДж/м3
Qгк=83740 кДж/м3
Qпг4=40195 кДж/м3
Qприб=123935 кДж/м3
qi=123935/37635=3,29 м3/ч

Вр=qi*К0*h м3/ч (2.2.3)

Вр1-2=14,8(м3/ч)
Вр2-3=24,7(м3/ч)
Вр3-4=34,1(м3/ч)
Вр4-5=40,1(м3/ч)
Вр5-6=48,1(м3/ч)
Вр6-7=55,4(м3/ч)
Вр7-8=63,9(м3/ч)
Вр8-9=73(м3/ч)
Вр9-10=82,2(м3/ч)
Вр10-11=91,3(м3/ч)
Вр11-12=100,4(м3/ч)
Вр12-13=109,6(м3/ч)
Вр13-14=133,2(м3/ч)
Вр15-16=14,8(м3/ч)
Вр16-17=24,7(м3/ч)
Вр17-18=34,1(м3/ч)
Вр18-19=40,1(м3/ч)
Вр19-20=48,1(м3/ч)
Вр20-13=55,4(м3/ч)
13 EMBED Equation.3 1415 (2.2.4)

·Ндоп=250 Па

2.3Построение профиля подземного газопровода.
Профиль подземного газопровода строим от места врезки в уличную сеть ПК0 до ввода в жилой дом. Согласно СНИП 2.04.08. – 87 внутри квартальный газопровод должен быть проложен с уклоном не менее 2 в сторону уличной магистрали.

2.4Пример построения профиля подземного газопровода ПК+ - ПК+
Глубина заложения газопровода определяется в зависимости от вида газа, диаметра газопровода, глубины промерзания грунта, геологической структуры грунта и дорожного покрытия. Т.к газопровод транспортирует осушенный газ и размещён в не пучинистых грунтах то согласно пункта 4.17 для не пучинистых грунтов он должен быть проложен на глубину не менее 0,8 м до верха трубы оптимальная глубина заложения составит:
Н0=0,8+d (2.4.1)
где d – максимальный диаметр внутри квартальной сети с учётом толщины изоляции. (Пример Н0=0,8+0,113+0,018=0,95 м)
При проектировании профиля трассы газопровода следует стремиться к тому, чтобы глубина заложения газопровода была близка к оптимальной. В соответствии с профилем местности разбиваем всю трассу на участки, имеющие свой уклон дна траншеи. В конечных точках этих участков задаёмся оптимальной глубиной заложения газопровода.
Определяем отметки дна траншеи в этих точках
Zд.тр.н=Zзн – Н0 (2.4.2)
Zд.тр.к=Zзк – Н0 (2.4.3)
Где Zзн, Zзк отметка земли в начале и в конце расчётного участка.
Определяем уклоны дна траншеи по участкам
13 EMBED Equation.3 1415 (2.4.4)
Глубина заложения газопровода в промежуточных точках определяется следующим образом:
а) Определяем отметки дна траншеи в промежуточных точках:
13 EMBED Equation.3 1415 (2.4.5)
б) Определяем глубину заложения:
Н (н+1)=Z з (н+1) – Z д.тр. (н+1) (2.4.6)
Аналогично рассчитываются все промежуточные точки на каждом участке. При этом глубина заложения во всех точках должна быть не меньше Н0
Отметка верха трубы находится по следующей формуле:
Z в. тр.=Z д. тр. + d с изоляцией (2.4.7)






















3.Газоснабжение жилого дома.

3.1Характеристика жилого дома.
П
Вп
Впы
Авп
Авп

3.2Гидравлический расчёт внутри домового газопровода.
Определяем прибором или группой приборов:
13 EMBED Equation.3 1415(3.2.1)
qi для ГК равно 2,23 а для ПГ4+ГК равно 3,29
Определяем расход газа на участке:
Вр=n*k0*qi (3.2.2) Вр1-2=2,23(м3/ч)
Вр2-3=2,30(м3/ч)
Вр3-4=3,68(м3/ч)
Вр4-5=4,74(м3/ч)
Вр5-6=5,66(м3/ч)
Вр6-7=6,58(м3/ч)
Вр7-8=11,19(м3/ч)
Вр8-9=14,81(м3/ч)

Определяем расчётную длину:
13 EMBED Equation.3 1415 (3.2.3) L1-2=2,67 (м)
L2-3=4,4 (м)
L3-4=3,84 (м)
L4-5=3,85 (м)
L5-6=2,46 (м)
L6-7= 9,36(м)
L7-8=3,9 (м)
L8-9=17,42 (м)

13 EMBED Equation.3 1415 (3.2.4)
Ндоп=350Па

·Lф=37,6м

·Нср=9,3
















4.Газоснабжение котельной.

4.1Характеристика котельной.
В газифицируемом квартале расположена котельная, которая предназначена для отопления домов в квартале. Котельная подключается к газопроводу среднего давления и в точке врезки имеет значение 3 ата. На вводе в котельную имеется газорегуляторная установка. Здание котельной одноэтажное без чердачное полы выполнены из несгораемого без искрового материала. В котельной установлены котлы типа «Универсал 6» оборуданного автоматикой безопасности. Внутри котельной газопровод прокладывается, открыто крепится к стенам и каркасу котла на металлических кронштейнах. Котельная имеет естественную приточно вытяжную вентиляцию, для вытяжки воздуха установлены дефлекторы, а для притока воздуха жалюзийные решётки.

4.2Определение расхода газа котельной.
Определяем расход тепла для отопления зданий в квартале.
Q=a*q0*(tвн-tн)*V (4.2.1)
где:
а – коэффициент учитывающий изменение tн
q0 – удельная отопительная характеристика
tн – температура наружного воздуха взятая для нужд отопления.
tвн = +180C
V – строительный объём зданий
V=81562,5 м3
tн для Киева = -210С
q0 для 5 этажки = 0,4
Q=1,1*0,4*(18+21)*81562,5=1399612,5 (ккал/ч)
Определяем суммарную поверхность нагрева всех котлов.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.2)
где:
qк – теплосъем с одного м2 поверхности нагрева котла = 12 000 (ккал/м2ч)
F=139,96 м2
Определяем необходимое количество котлов.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.3)
fк – поверхность нагрева одного котла = 46,2
N=3 (котла)
Размеры котла.
Ширина 2 070 (мм)
Высота 2 100 (мм)
Длина 2 950 (мм)


Определяем расход газа одним котлом.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.4)
13 EMBED Equation.3 1415=8982 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 м3
Определяем расход газа котельной.
Вкот=Вк*N (4.2.5)
Вкот=217,8 м3/ч
т.к каждый котёл оборудован двумя горелками то расход газа одной горелкой составит
Вгор=Вк/2=36,3 м3/ч (4.2.6)
Определяем требуемую тепловую мощность горелки:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.7)
Qгор=326046,6 ккал/ч
По данной тепловой мощности принимаем к установке инжекционные горелки среднего давления типа ИГК 1 – 35 с тепловой мощностью 297 500 ккал/ч при номинальном давлении газа 3000 мм. вд. ст. полученной при теплоте сгорания газа 8500 ккал/м3 и плотности газа 0,71 кг/м3
Определяем рабочее давление газа пред горелкой.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.2.8)
где:
Рном – номинальное давление газа = 3000 мм. вд. ст.
13 EMBED Equation.3 1415 - это теплота сгорания и плотность газа на которые даны характеристики горелки
13 EMBED Equation.3 1415 = 8500 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,71 кг/м3
13 EMBED Equation.3 1415 - теплота сгорания и плотность месторождения.
13 EMBED Equation.3 1415 = 8982 ккал/м3
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,78 кг/м3
Рраб=1,295 ата

4.3Расчёт газопровода среднего давления.
Определяем давление газа на входе в ГРУ котельной т.к расход газа в котельной невелик то принимаем диаметр газопровода среднего давления 70 мм.
13 EMBED Equation.3 1415 (4.3.1)
А = 0,5 ата2/км
13 EMBED Equation.3 1415= 0,1 км
13 EMBED Equation.3 1415= 3 ата
13 EMBED Equation.3 1415= 2,99 ата

4.4Расчёт оборудования ГРУ котельной.
Для снижения давления газа до заданного уровня и поддержание данного режима в период работы на входе в котельную устанавливают ГРУ. В состав оборудования ГРУ входит: фильтр, ПЗК, регулятор давления, ПСК, узел учёта расхода газа, отключающие устройства, контрольно измерительные приборы.
4.4.1Фильтр
Он используется для очистки газа от механических примесей, потери давления в фильтре определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.1.1)

где:
Вф – пропускная способность фильтра = 240 м3/ч
13 EMBED Equation.3 1415 - плотность газа = 0,78081
Р1 – давление газа в ГРУ =2,99 ата
13 EMBED Equation.3 1415=430,13 Па

4.4.2Предохранительно запорный клапан (ПЗК).
Для отключения подачи газа к регулятору давления при нарушении заданных параметров перед регулятором давления устанавливают ПЗК типа КПВ – 50 который имеет следующие пределы настройки. При возрастании выходного давления 0,03 – 0,65МПа при падении 0,003 – 0,03Мпа.

4.4.3Регулятор давления.
Регулятор давления устойчиво работает при загрузке в пределах от 10 – 80 % от максимальной пропускной способности. К установке принимаем регулятор давления типа РДУК2 – 50 его пропускная способность составит:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.3.1)
- коэффициент расхода газа = 0,6
- площадь седла клапана регулятора давления = 9,6 см2
- коэффициент зависящий от отношения Р2 к Р2 = 0,3
13 EMBED Equation.3 1415 = 933,1 м3/ч
Определяем степень загрузки регулятора давления:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.3.2)

4.4.4Предохранительно сбросной клапан (ПСК).
После регулятора давления устанавливают ПСК который настраивается на давление меньше чем давление срабатывания ПЗК.

4.4.5Узел учёта газа.
При малых расходах газа котельной устанавливают газовые ротационные счётчики типа
РГ – 250 потери давления в счётчике определяются по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (4.4.5.1)
13 EMBED Equation.3 1415- плотность воздуха 1,29
13 EMBED Equation.3 1415- потери напора по воздуху = 27
13 EMBED Equation.3 1415= 163,26 Па

4.5Расчёт вентиляции котельной.
Котельная, оснащённая естественной приточно-вытяжной вентиляцией должна иметь трёх кратный воздухообмен.
Расчёт вытяжной вентиляции.
Определяем количество вытяжного воздуха
Lвых=3*Vраб = 762 м3 (4.5.1)
где:
Vраб – это рабочий объём = 254 м3
Vраб=Vвнутр – Vобор (4.5.2)
где:
Vвнутр – внутренний объём помещения по внутренним замерам = 293 м3
Vобор – объём оборудования находящегося в помещении = 39 м3
Определяем площадь вытяжных отверстий.
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,12 м2 (4.5.3)
w – скорость движения воздуха в вытяжных шахтах = 1,8
Количество дефлекторов для вытяжки воздуха определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 4 дефлектора (4.5.4)
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного дефлектора = 0,0314 м2
Расчёт приточной вентиляции.
Определяем необходимое количество приточного воздуха.
Lприт=Lгор-1,2*Vраб (4.5.5)
где:
Lгор – количество воздуха необходимое для горения
(4.5.6) где:
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент избытка воздуха = 1,4
Вкот – расход газа котельной = 217,8
13 EMBED Equation.3 1415= 3094,83 м3
Определяем площадь жалюзийных решёток.
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,19 м2 (4.5.7)
где:
w – скорость воздуха в приточных отверстиях 4 м/с
Определяем необходимое количество жалюзийных решёток.
13 EMBED Equation.3 1415 = 3 решётки (4.5.8)
где:
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одной решётки = 0,066 м2

4.6Расчёт взрывных клапанов.
Для уменьшения разрушительной способности котельной установки в топке котла и на борове устанавливают взрывные клапана. Они выбираются из расчёта 500 см2 на единицу объёма.
Подбор клапанов для топки котла определяем площадь взрывных клапанов для токи:
Fкл=500*Vт = 2600 см2 (4.6.1)
где:
Vт – объём топки, если нет точных размеров топки, то её объём можно взять 40% от объёма котла.
Количество клапанов определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 2 клапана (4.6.2)
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного клапана = 1600 см2
13 EMBED Equation.3 1415 - общая площадь всех клапанов

Подбор клапанов для борова
Определяем общую площадь клапанов:
Fкл=500*Vбор = 2915 см2 (4.6.3)
где:
Vбор – объем борова
Vбор=Fбор*lбор = 5,83 м3 (4.6.4)
где:
Fбор – площадь борова
lбор – длина борова = 8,21 м
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,71 м2 (4.6.5)
13 EMBED Equation.3 1415 - объём дымовых газов
w – скорость движения уходящих газов = 1,8 м/с
13 EMBED Equation.3 1415 = 4569,44 м3 (4.6.6)
Вкот – расход газа котельной = 217,8 м3/ч
13 EMBED Equation.3 1415 - объём дымовых газов получаемый при сжигании 1 м3 газа и равен 10,53
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент избытка воздуха = 1,3
V0 – теоретически необходимый для процесса горения объём газа
13 EMBED Equation.3 1415 = 10,15 м3 (4.6.7)
Необходимое количество клапанов определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 2 клапана (4.6.8)
13 EMBED Equation.3 1415 - площадь одного клапана
13 EMBED Equation.3 1415 - общая площадь всех клапанов

4.7Расчёт высоты трубы котельной.
Высоту трубы котельной определяют по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 28,02 м (4.7.2)
где:
tн – температура наружного воздуха = –210С
tдг – температура дымовых газов = 2000С
Рбар – барометрическое давление = 745 мм. рт. ст.
Нк.у – сопротивление газового тракта котельной установки оно определяется по следующей формуле:
Нк.у=
·hтопки +
·hкотла +
·hшибера +
·hборова +
·hдым.трубы = 18 кгс/см2 (4.7.2)

13 EMBED Equation.3 1415



ЈГазоснабжению подлежит пяти этажный жилой дом. В каждом подъезде пятнадцать квартир, оборудованные ПГ4 и ПГ. Разводка газопровода в доме выполнена открыто, по не жилым помещениям: лестничная клетка, коридор, кухня. К стенам газопровод крепится с помощью кронштейнов и крючков. Отключающие устройство предусматривается на вводе и
·
·
·  перед каждым газовым прибором.

: Заголовок 1N Заголовок 34 Заголовок 4Ў: 15т: Основной текстR Основной текст с отступом\ Основной текст с отступом 2

Приложенные файлы

  • doc 18887435
    Размер файла: 618 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий