аыаы. Дипломной работы
 Скачать 4.46 Mb.
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ Проект газоснабжения деревни Иваньково Шекснинского района Содержание Введение 1. Характеристика систем газоснабжения населенных пунктов 1.1 Классификация газопроводов 1.2 Особенности газового топлива 1.3 Анализ литературы по теме дипломной работы 2. Описание существующей системы газоснабжения д. Иваньково Шекснинского района 2.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа 2.2 Определение потребности в тепле и топливе. Определение годового и расчётного часового расхода газа населенным пунктом 3. Гидравлический расчет газопровода для д. Иваньково шекснинского района 3.1 Определение расходов газа на участках 3.2 Гидравлический расчет газопровода низкого давления в д. Иваньково Шекснинского района 4. Расчет и подбор сетевого ГРП. Подбор оборудования 5. Технико-экономическая оценка установки двухконтурного газового котла 5.1 Характеристика индивидуального теплоснабжения 5.2 Анализ рынка отопительных котлов 5.3 Расчёт экономической эффективности установки двухконтурного газового котла в квартире 5.4 Расчёт экономической эффективности по NPV 6. Охрана труда при прокладке газопроводов 6.1 Общие требования безопасности 6.2 Требования безопасности до начала работы 6.3 Требования безопасности во время работы 6.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях 6.5 Требования безопасности по окончании работы 7. Автоматизация ГРП 7.1 Основные положения 7.2 Контрольно-измерительные приборы. Местные приборы 7.3 Система автоматического контроля 7.4 Сигнализация. Пожарная сигнализация 7.5 Охранная сигнализация 7.6 Сигнализация загазованности 7.7 Технологическая и аварийная блокировки 7.8 Автоматическое регулирование 7.9 Заказная спецификация технических средств автоматизации по ГОСТ 21.110 – 95 (упрощено) 7.10 Технико-экономическая эффективность Заключение Список использованных источников Введение При стремительном развитии межпоселковых газопроводов особое значение приобретает выбор рациональной схемы газораспределения в населенных пунктах. Этот выбор должен характеризоваться не только обеспечением надежной и безопасной подачи газа потребителю, но и минимальными затратами на строительство и эксплуатацию газовых сетей. При разработке системы газоснабжения населенного пункта необходимо учитывать достаточно большое количество различных факторов, оказывающих влияние на выбор конструктивного решения по прокладке газопроводов. Система газоснабжения населённого пункта должна обеспечивать потребности в газе всех имеющихся потребителей разного типа. На коммунально-бытовые нужды требованиями нормативно-технической документации установлена подача газа по сетям низкого давления, поэтому необходимо соответствующее оборудование сетевого газорегуляторного пункта, обеспечивающее необходимое снижение давления в газовой сети. Целью настоящей дипломной работы является анализ и расчет основных элементов системы газоснабжения д. Иваньково Шекснинского района Вологодской области. Для выполнения дипломного проекта необходимо: - определить годовой и расчетный часовой расходы газа; - провести гидравлический расчет газопровода низкого давления; - рассчитать и подобрать сетевой ГРП; - дать технико-экономическую оценку установки двухконтурного газового котла в квартире; - рассмотреть общие требования техники безопасности; - выполнить раздел по автоматизации ГРП. Дипломная работа состоит из 7 глав. 1. Характеристика систем газоснабжения населенных пунктов Современные распределительные системы населенных пунктов представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций, газорегуляторных пунктов и установок. Система газоснабжения населенного пункта должна обеспечивать: надежную и бесперебойную подачу газа с заданным давлением, удобство и безопасность эксплуатации, возможность аварийных переключений; кроме того, она должна быть экономична при эксплуатации. Проекты газоснабжения населенных пунктов разрабатывают на основе схем перспективных потоков газа, схем развития и размещения отраслей народного хозяйства и проектов районных планировок, генеральных планов городов с учетом их развития на перспективу. При разработке системы газоснабжения населенного пункта необходимо учитывать достаточно большое количество различных факторов, оказывающих влияние на выбор конструктивного решения по прокладке газопроводов: характер планировки и плотность застройки, территориальное размещение и размеры нагрузок потребителей газа, насыщенность уличных проездов инженерными коммуникациями, климатические и геологические условия. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов или участков газопроводов для производства ремонтных и аварийных работ. Принятый вариант системы должен иметь максимальною экономическую эффективность и предусматривать строительство и ввод в эксплуатацию системы газоснабжения по частям. 1.1 Классификация газопроводов Основным элементом систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируют по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы: — газопроводы низкого давления с давлением газа до 5 кПа; — газопроводы среднего давления с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа; — газопроводы высокого давления II категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа; — газопроводы высокого давления I категории для природного газа и газовоздушных смесей от 0,6 до 1,2 МПа. Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа; в газопроводах предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий — до 5 кПа. Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Они также подают газ через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и коммунальных предприятий. По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяют на: — двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого (до 0,6 МПа) давления; — трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого (до 0,6 МПа) давления; — многоступенчатые, в которых газ подается по газопроводам низкого, среднего и высокого (до 0,6 и 1,2 МПа) давления. По назначению газопроводы населенных пунктов условно подразделяют на: — распределительные или уличные газопроводы, расположенные на территории населенного пункта; — ответвления и вводы к потребителям, по которым газ от распределительных газопроводов подается к одному или группе потребителей; — внутренние газопроводы, например внутридомовые или внутрицеховые. По методу прокладки различают подземные и надземные газопроводы. По геометрическому построению в плане газовые сети могут быть кольцевыми, тупиковыми и смешанными. 1.2 Особенности газового топлива Природный газ как высокоэффективный энергоноситель широко применяется в настоящее время во многих звеньях общественного производства, оказывая при этом прямое воздействие на снижение удельных расходов топлива. Природный газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива: — стоимость добычи природного газа значительно ниже, а производительность труда значительно выше, чем при добыче угля и нефти; — высокая теплота сгорания делает целесообразным транспортировку газа по магистральным газопроводам на значительные расстояния; — обеспечивается полнота сгорания, и облегчаются условия труда обслуживающего персонала; — газоснабжение городов и населенных пунктов значительно улучшает состояние их воздушного бассейна; — обеспечивается возможность автоматизации процессов горения, достижения высоких КПД (причём наибольшее увеличение КПД достигается в жилищно-коммунальном хозяйстве); — высокая жаропроизводительность (более 2000 °С) позволяет эффективно применять природный газ в качестве энергетического и технологического топлива. Вместе с тем газовому топливу присущи и отрицательные свойства: природный газ взрыво- и пожароопасен. Горение газообразного топлива возможно только при наличии воздуха, в котором содержится кислород. Причем процесс горения происходит при определенных соотношениях газа и воздуха. Пределы взрываемости для метана составляют 5 – 15 %. При взрыве продукты горения быстро нагреваются и, расширяясь, создают в объёме, где они находятся, повышенное давление. Резкое возрастание давления и быстрое расширение продуктов горения обуславливает разрушительный эффект взрыва. 1.3 Анализ литературы по теме дипломной работы Основными документами, регламентирующими вопросы газоснабжения потребителей в настоящее время, являются: Федеральный закон "О газоснабжении в Российской Федерации" от 31.03.1999 г. №69-ФЗ [21]; СНиП 42-01-2002 "Газораспределительные системы" [16]; СП 42-101-2003 "Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб" [12]; СП 42-102-2004 "Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб" [13]; СП 42-103-2003 "Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов" [14]; "Правила безопасности при эксплуатации систем газораспределения и газопотребления" (ПБ 12-529-02) [8], а также разнообразные отраслевые и ведомственные нормативные документы. Эти документы регламентируют весь цикл проектирования, строительства и эксплуатации систем газораспределения и газоснабжения потребителей газа. Однако в последние годы наибольшее внимание на уровне правительства РФ уделяется вопросам эффективного использования энергетических ресурсов в целом, и, в частности, газа. Об этом свидетельствуют принятые законодательные акты и ряд законодательных инициатив Президента и Правительства РФ. Подтверждением тому является принятие Федерального закона от 23 ноября 2009 г. N 261 ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" [22], который регулирует отношения, возникающие в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов. 2. Описание существующей системы газоснабжения д. Иваньково Шекснинского района В деревне преобладают 1 этажные деревянные здания, но есть несколько 2-х этажных жилых домов. Резервное топливо не предусмотрено. Также есть пионерский лагерь и несколько магазинов. Степень благоустройства в деревне достаточно низкая. Рабочим проектом "Распределительные газопроводы д. Иваньково Шекснинского района Вологодской области" предусмотрена подземная прокладка газопровода низкого давления (Р ≤ 0,005 МПа) от точки врезки в газопровод низкого давления после ГРПШ в д. Иваньково Ду-89 мм вдоль автодороги в д. Иваньково (слева) с одним переходом на правую сторону дороги, и на перспективное строительство Проектируемый газопровод врезается в существующую стальную трубу низкого давления (Р≤0,005 МПа), Ду-89 мм Давление в точке подключения ориентировочно - 0,005МПа. Общая протяженность трассы газопровода низкого давления составляет 910м. Расчетная пропускная способность газопровода низкого давления Ду-90Х8,2 при Рн=0,005МПа и Рк=0,003МПа составляет 1200м/ч. Проектом предусматривается: - прокладка подземного газопровода низкого давления к д. Иваньково из полиэтиленовых труб. - установка отключающих устройств в подземном исполнении - Д-80 (2шт.) Проектируемый распределительный газопровод от точки врезки в газопровод низкого давления после ГРПШ в д. Иваньково Ду-89 мм вдоль автодороги в д. Иваньково (слева) с одним переходом на правую сторону дороги, и на перспективное строительство. Положение трассы газопровода низкого давления принято согласно акты выбора трассы, согласованному со всеми заинтересованными организациями. 2.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа Плотность природного газа при нормальных условиях определяется как плотность газовой смеси в зависимости от содержания и плотности отдельных компонентов:  , кг/м3, (2.1)где r i - объёмная доля i-го горючего компонента газовой смеси; ρi - плотность i-го компонента при нормальных условиях, кг/м3. Теплота сгорания природного газа определяется как:  , МДж/м3, (2.2)где r i - объемная доля i-го горючего компонента газовой смеси; (Qнс)i - теплота сгорания i-го компонента, МДж/м3. Результаты расчёта приведены в таблице 1. Таблица 1 - Состав газа Вуктыльского месторождения
2.2 Определение потребности в тепле и топливе. Определение годового и расчётного часового расхода газа населенным пунктом Расход газа населённым пунктом зависит от числа жителей, степени благоустройства зданий, теплоты сгорания газа, от наличия коммунально-бытовых и промышленных потребителей газа, их числа и характера. Точный расход газа на бытовые нужды сделать очень сложно, т.к. расход газа зависит от целого ряда факторов, которые не поддаются точному учету. Поэтому потребление газа определяют по усредненным нормам теплоты, полученным на основании статистических данных. Обычно эти нормы определяются в расчете или на одного человека, или на один завтрак или обед, или на одну тонну белья, или на единицу выпускаемой предприятием продукции. Расход теплоты измеряют в МДж. Нормы расхода теплоты на хозяйственно – бытовые и коммунальные нужды берем из СП 42-101-2003 [12]. Так как в поселке отсутствуют предприятия бытового обслуживания, общественного питания, здравоохранения, а также хлебоперкарные и кондитерские предприятия, то расход газа на бытовое потребление будет складываться только из потребления газа в квартирах. Определяем годовой расход теплоты при потреблении газа в квартирах:  , МДж/год, (2.3)где z1 - доля людей, проживающих с централизованным горячим водоснабжением (0,87); z2 - доля людей, проживающих с газовыми водонагревателями (0,016); z3 - доля людей, проживающих без центрального горячего водоснабжения и без газовых водонагревателей (0,102); q- норма расхода теплоты на 1 человека в год: q к1 = 2800 МДж/год; q к2 = 8000 МДж/год; q к3 = 4600 МДж/год; N - количество жителей (≈ 1314 чел); Y кв - степень охвата населения города газоснабжением (1). Q кв = 1 ּ1314 ּ( 2800 ּ0,87 + 8000ּ 0,016 + 4600 ּ0,102 ) = 3985625 МДж/год Определяем годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию:  , (2.4)где t вн - температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С t вн = 20°С [1]; t ср.о - средняя температура отопительного периода, t ср.о = -3,8 °С [17]; t р.о и t р.в - расчетные температуры на отопление и вентиляцию, °С; n о - продолжительность отопительного периода, n о = 231 суток [17]; к, к1 - коэффициенты, учитывающие расходы теплоты на отопление и вентиляцию общественных зданий; z - среднее число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток; F - жилая площадь отапливаемых от котельной зданий, м2; η о - КПД отопительной системы; qо - укрупнённый показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий, кДж/ч.  Определение часовых расходов 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. Используя этот коэффициент, определим расчётные часовые расходы газа:  , (2.6)где  – максимальный коэффициент часовой неравномерности за год;8760 – кол-во часов в году; m – число часов стояния максимума (из справочника, в данном случае m = 1862.8 ч/год) Qч. = Qч. mах / Q н с , м3/ч, (2.7) если теплота сгорания газа Qнс = 47,65 МДж/м3 , то расчетный часовой расход газа на бытовые нужды составит: Qч. mах = 3985625 / 1862,8 = 2139,5 МДж/ч Qч. = 2139,5 / 47,65 = 44,9 м3/ч Расчетный часовой расход газа на отопление и вентиляцию составит: Qч. mах = 21796920 / 2587,2 = 8424,9 МДж/ч Qч. = 8424,9 / 47,65 = 176,8 м3/ч Расчетный часовой расход газа на горячее водоснабжение составит: Qч. mах = 12289895 / 2587,2 = 4750,3 МДж/ч Qч. = 4750,3 / 47,65 = 99,7 м3/ч Тогда суммарный часовой расход газа составит:  = 44,9 + 176,8 + 99,7 = 321,4 м3/ч Рисунок 1 – Доли потребления газа населением. Из графика видно, что основная доля потребления газа приходится на отопление и вентиляцию. | ||||||||||||||||||||||||||||||||