Проект системы газораспределения и газопотребления микрорайона М в г. Проект системы газораспределения и газопотребления микрорайона М. Курсовая работа по дисциплине Проектирование систем газораспределения и газопотребления

• Название: Курсовая работа по дисциплине Проектирование систем газораспределения и газопотребления
• Анкор: Проект системы газораспределения и газопотребления микрорайона М в г. Сочи
• Дата: 26.03.2022
• Размер: 0.86 Mb.
• Имя файла: Проект системы газораспределения и газопотребления микрорайона М.docx
• Тип: Курсовая; #418030
• страница: 6 из 6

Гидравлический расчет газопроводов

Согласно нормативные потери давления в газовой сети не должны превышать величины ΔР_н=1200 Па. С учетом падения давления в местных сопротивлениях при расчете наружных газопроводов допускается учитывать увеличение расчетной длины участка газопровода на 10% согласно, поэтому указанная величина подлежит корректировке. Тогда расчетный перепад давления на газовую сеть определяют по формуле:

(6.1)

где ΔР_р – включает в себя потери на трение от узла питания (ГРП) до любого конечного узла.

Вышеизложенное позволяет распределить ΔР_р среди участников сети по методу средних гидравлических уклонов. Гидравлический уклон – это потеря давления на один метр длины трубы.

Определяют средний гидравлический уклон R, Па/м, по полукольцам по формуле:

(6.2)

где ∑L – длина полуколец газопровода от ГРП до точки встречи потоков газа, м.

Выбираем любое направление движения газа и определяем средний гидравлический уклон для каждого направления от ГРП до точки встречи потоков газа.

Для участков, не вошедших в главное направление, средний гидравлический уклон определяется по формуле:

(6.3)

где R_{извест.}* L_{извест.} – общие потери давления по участкам, которые вошли в главное направление и ранее были посчитаны по формуле (6.2);

∑L_неиз. – сумма длин участков, не вошедших в главное направление.

Если R будет иметь знак «-», то необходимо поменять направление течения газа на расчетном участке.

Далее определяют потери давления, Па, на расчетном участке газовой сети по формуле:

(6.4)

Для проверки расчетов вычисляется сумма ∑Р_р по всем направлениям от узлов питания до конечных узлов (точки сходов потоков газа).

Потери не должны превышать величины:

(6.5)

Такую проверку делают по каждому направлению.

Для облегчения расчетов разработаны номограммы. По ним с достаточной для практических целей точностью определяют:

1. 
   по заданному расходу и потерям давления – необходимый диаметр газопровода;
   
2. 
   по заданным диаметру и потерям – пропускную способность газопровода;
   
3. 
   по заданным диаметру и расходу – потери давления;
   
4. 
   по известным местным сопротивлениям – эквивалентные длины.
   

Для определения фактического гидравлического уклона R_ф., Па/м, и диаметров газопроводов необходимо воспользоваться номограммой для определения диаметров газопроводов низкого давления.

Далее определяют фактическое значение потерь давления по расчетным участкам по формуле:

(6.6)

По окончании расчетов необходимо выполнить гидравлическую увязку колец по формуле:

(6.7)
6.1. Гидравлический расчет кольцевой газовой сети низкого давления

Выбираем любое направление движения газа (от узла до точки схода потоков газа) по полукольцам и вычисляем средний гидравлический уклон.

Выбираем I кольцо. Для него гидравлические уклоны по формулам (6.2) и (6.3) равны:



Выбираем II кольцо. Для него гидравлические уклоны по формулам (6.2) и (6.3) равны:



Определим потери давления по каждому участку по формуле (6.4):



Производим проверку расчетов по формуле (6.5).

Выбираем первое направление в кольце I:



Выбираем второе направление в кольце I:



Выбираем первое направление в кольце II:



Выбираем второе направление в кольце II:



Таблица 6.1

Гидравлический расчет кольцевой сети низкого давления

№ участка	Длина расчетного участка Lp, м	Расчетный расход газа Qp, м3/ч	Гидравлический уклон R, Па/м	Диаметр участка (dH*S), мм	Перепад давления Рр, Па	Фактический гидравлический уклон Rф, Па/м	Фактический перепад давления участка Рф, Па	Рез-т гидравлической увязки колец
								Исправленный диаметр (dH*S), мм	Исправленный перепад давления Рр, Па	№ кольца	% окончательной увязки кольца, δРк
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
ГРП1-1	25	6712,45	2,2	530х7	55	1,0	25			I, II	3,7;0,7
1-4	165	3057,65	2,2	426х9	363	0,6	99	325х8	396	I, II	3,7;0,7
4-5	300	330	2,2	159х4	660	2,0	600			I	3,7
1-6	135	2884,55	1,4	426х9	189	0,7	94,5	325х8	337,5	I, II	3,7;0,7
5-3	300	990	1,4	273х7	420	1,0	300			I	3,7
2-3	300	330	1,4	219х6	420	0,35	105			I	3,7
4-2	390	1511,3	1,7	325х8	663	0,9	351	273х7	858	II	0,7
2-7	400	508	0,94	219х6	376	0,8	320			II	0,7
7-6	490	622,3	0,94	273х7	460,6	0,4	196	219х6	588	II	0,7

Таблица 6.1.1

№ расчетного участка	(dH x S)стандарт., мм		Rф, Па/м
	левый	правый	левый	правый
ГРП1-1	530х7	426х9	1,0	3,0
1-4	426х9	325х8	0,6	2,4
4-5	159х4	140х4,5	2,0	3,5
1-6	426х9	325х8	0,7	2,5
5-3	273х7	219х6	1,0	2,6
2-3	219х6	159х4	0,35	2,0
4-2	325х8	273х7	0,9	2,2
2-7	219х6	159х4	0,8	4,0
7-6	273х7	219х6	0,4	1,2

Для заполнения колонки 12 таблицы 6.1 необходимо выполнить гидравлическую увязку сети, которая заключается в проверке 2 закона Кирхгофа. Для этого используем формулу (6.7).

Определим ΔР_ф^к путем вычитания из первого направления второе направление I кольца.



Условия невязки не выполнено, значит, необходима корректировка диаметров газопроводов.

На расчетном участке 1-4 меняем размер диаметра на другой ближайший стандартный. Тогда имеем:



Процент невязки не превышает 10%, значит, расчет выполнен верно и не требует дальнейшей корректировки.

Определим ΔР_ф^к путем вычитания из первого направления второе направление II кольца.



Условия невязки не выполнено, значит, необходима корректировка диаметров газопроводов.

На расчетных участках 1-2, 2-7, 4-6 меняем размеры диаметров на другие ближайшие стандартные. Тогда имеем:



Процент невязки не превышает 10%, значит, расчет выполнен верно и не требует дальнейшей корректировки.
6.2. Гидравлический расчет тупиковой газовой сети низкого давления

Рассчитывают сосредоточенный часовой расход Qi, м³/ч:



По известному сосредоточенному расходу определяется удельный путевой расход q_i, м³/ч*м:



Путевой расход газа на каждом участке, м³/ч:



Результат расчета заносят в табл. 6.2.1.
Таблица 6.2.1

Путевые расходы участков распределительной сети

Показатель участка	Нумерация участков
	ГРП-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7
Lrk, м	25	100	150	100	100	120	100
qуч, м3/ч*м	4,65	4,65	4,65	4,65	4,65	4,65	4,65
QучП, м3/ч	116,25	465	697,5	465	465	558	465
Показатель участка	Нумерация участков
	2-8	8-9	1-10	10-11	11-12
Lrk, м	70	150	220	100	120
qуч, м3/ч*м	4,65	4,65	4,65	4,65	4,65
QучП, м3/ч	325,5	697,5	1023	465	558

Сначала определяют расчетные расходы участков, не имеющих транзитного газа.



Далее выбираем промежуточные узлы с одним неизвестным расчетным расходом газа на участке. Определяем расчетный расход газа на участках, имеющих транзитный газ.















Вычислив расчетный расход газа на таких участках, необходимо провести проверку решения поставленной задачи:



Определим величину гидравлического уклона по формулам (6.2) и (6.3):





Определим потери давления по каждому участку по формуле (6.4):



Определяем давления в конечных точках расчетных участков:



Таблица 6.2

Гидравлический расчет тупиковой сети низкого давления

№ уч.	l, м	Qп, м3/ч	Qтр, м3/ч	Qp, м3/ч	R, Па/м	Rф, Па/м	ΔР, Па	ΔРф, Па	Рфк, Па	(dH*S), (ст),мм
ГРП1-1	25	116,25	6765,75	6707,63	5,2	3	130	75	6683,53	426х9
1-2	100	465	3115,5	2883	2,88	2,8	288	280	6403,53	325х8
2-3	150	697,5	465	813,75	2,88	1,5	432	225	6178,53	219х6
3-4	100	465	0	232,5	2,88	2,2	288	220	5958,53	133х4
4-5	100	465	1023	1255,5	2,25	1,8	225	180	5998,53	273х7
5-6	120	558	465	744	2,25	1,5	337,5	180	5818,53	219х6
6-7	100	465	0	232,5	2,25	2,2	225	220	5598,53	133х4
1-8	70	325,5	3208,5	3371,25	2,32	1,8	162,4	126	6277,53	426х9
8-9	150	697,5	1023	1371,75	2,32	1,8	348	270	6007,53	273х7
1-10	220	1023	0	511,5	2,32	0,8	510,4	176	5831,53	219х6
10-11	100	465	1023	1255,5	2,7	1,8	270	180	5827,53	273х7
11-12	120	558	465	744	2,7	1,7	324	204	5623,53	219х6

6.3. Гидравлический расчет тупиковой сети высокого (среднего) давления

Расчет производят после составления схемы, которая вычерчивается в масштабе генерального плана района с указанием ответвлений к потребителям. Задачей является определение диаметров расчетных участков газопровода и ответвлений. Перед началом расчета должны быть известны давления газа (из задания) перед населенным пунктом, а также перед сосредоточенными потребителями, длины всех расчетных участков, включая ответвления к потребителям и расчетные расходы газа.

Выбирают главное расчётное направление движения газа, которым является точка от узла питания до самого удалённого и нагруженного участка газопровода.

По выбранному направлению определяют средний гидравлический уклон, МПа²/м:

(6.8)

где Р_н – абсолютное давление газа в начале расчетного участка, МПа;

Р_к – абсолютное давление газа в конце расчестного участка, МПа.

Последовательно рассматривают каждый участок выбранного направления и высчитывают давление в промежуточных точках по формуле:

(6.9)

Определяют потери давления по расчетным участкам, МПа²:

(6.10)

После определения давлений при вычисленных расходах участков выбирают диаметры трубопроводов с помощью номограммы для определения удельных потерь газопроводов среднего (высокого) давлений рассматриваемого участка.

Выписываем фактическое значение потерь давления участка:

(6.11)

Пересчитываем значение Р_к.ф при неизменной (вычисленной из предыдущего участка) величине Р_н по формуле:

(6.12)

Подробный расчет производят для всех узлов газовой сети (исключая узел питания), в том числе и для конечных узлов перед потребителями.

Если давление газа окажется за пределами допустимого, необходимо изменить величину ближайшего стандартного диаметра газопровода.

Длины участков газопроводов, м:



Расчетные расходы газа для каждого сосредоточенного потребителя равны, м³/ч:

Q_БПК =546,7 м³/ч, Q_ПЕК =309,15 м³/ч, Q_ПП1 =1264,9 м³/ч, Q_ПП2 =1727,8 м³/ч,

Q_СТ =240,5 м³/ч, Q_ТЭЦ = 5478,5 м³/ч, Q_ГРП1 = 6707,63 м³/ч, Q_ГРП2 =6712,45 м³/ч.

Величины абсолютного давления перед населенным пунктом и сосредоточенными потребителями составляют, МПа:

Р_БПК =0,2 МПа, Р_ПЕК =0,2 МПа, Р_ПП1 =0,4 МПа, Р_ПП2 =0,4 МПа, Р_СТ =0,4 МПа, Р_ТЭЦ = 0,5 МПа, Р_ГРС = 0,9 МПа, Р_ГРП1 = 0,3 МПа, Р_ГРП2 = 0,315 МПа.

Далее определяем расчетный расход газа на участках, м³/ч:



Далее выбираем главное направление от узла питания, которое является самым длинным и нагруженным. По этому направлению рассчитываем средний гидравлический уклон по формуле (6.8):



Последовательно рассматриваем каждый участок выбранного направления и высчитываем давление в промежуточных точках по формуле (6.9):



Определяем потери давления по участкам по формуле (6.10):



Определим стандартный наружный диаметр трубопроводов по номограмме:







Вычисляем фактическое давление в узлах с учетом выбранных стандартных наружных диаметров по формуле (6.12):



Исходя из расчетов, видим, что давление газа перед потребителями оказалось не ниже заданного, следовательно, диаметр трубопроводов на участках газовой сети подобран верно.

Результаты расчета заносим в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Гидравлический расчет тупиковой сети среднего (высокого) давления

№ участка	Длина участка Lrk, м	Расчетный расход газа Qp, м3/ч	Стандартный диаметр участка (dH*S), мм	Гидравлические потери давления участка ΔРуч, МПа2	Абсолютное давление в начале участка Рн, МПа	Абсолютное давление в начале участка Рк, МПа
1	2	3	4	5	6	7
ГРП-0	50	31711,46	530х7	0,0875	0,9	0,85
0-1	190	24457,13	530х7	0,0675	0,8	0,75
1-9	15	5478,5	325х8	0,4725	0,85	0,5
1-2	75	19457,13	426х9	0,0336	0,85	0,83
2-10	45	6707,63	426х9	0,599	0,83	0,3
2-3	705	17271,5	325х8	0,3045	0,83	0,62
3-11	25	1264,9	273х7	0,2244	0,62	0,4
3-4	85	11023,1	325х8	0,0363	0,62	0,59
4-12	25	1727,8	273х7	0,1881	0,59	0,4
4-5	100	9295,3	325х8	0,0463	0,59	0,55
5-13	25	188,5	219х6	0,1425	0,55	0,4
5-6	50	7568,3	325х8	0,0216	0,55	0,53
6-14	175	6712,45	325х8	0,182	0,53	0,315
0-7	200	7254,33	325х8	0,121	0,53	0,4
7-15	75	546,3	159х4,5	0,12	0,4	0,2
8-16	25		325х8	0,12	0,4	0,2

7. Устройство вводов газопровода в здание

Ввод, прокладываемый снаружи здания, на газопроводах, подающих осушенный газ, проходит через стену выше фундамента. На газопроводах, подающих влажный или сжиженный газ, могут образовываться конденсат и ледяные пробки, поэтому диаметр ввода может быть в 1,5—2 раза больше расчетного, а трубопровод покрывают теплоизоляцией.



Рис. 2. Вводы газопроводов в здание
В доступном для обслуживания ввода месте устанавливают кран или задвижку для отключения внутренней сети от ввода. Запорная арматура монтируется на высоте не более 1,5 м от уровня земли. Ввод прокладывают с уклоном не менее 0,003 в сторону дворовой сети и присоединяют к ней сваркой. Стык должен располагаться на расстоянии не менее 2 м от стены здания.

Соединение стальных труб наружных газопроводов осуществляют только на сварке. Применение резьбовых соединений наружных газопроводов разрешается в местах установки кранов, пробок на надземных вводах газопроводов низкого давления.

В местах прохода газопровода через наружную стену здания предусматривается тщательное уплотнение пространства между футляром и стеной на всю толщину пересекаемой конструкции. Футляры изготовляют из стальных труб с таким расчетом, чтобы зазор между наружной стенкой газопровода и внутренней стенкой футляра был не менее 5 мм для газопроводов диаметром до 32 мм и не менее 10 мм для газопроводов большего диаметра. Зазор заделывают просмоленной паклей или резиновыми втулками. Конец футляра должен выступать над полом или лестничной площадкой на 3 см, при пересечении стен и перегородок длина футляра не должна превышать толщину стены. Пространство между футляром и строительной конструкцией заделывают цементом.

В пределах футляра трубопровод должен быть окрашен и не иметь стыковых соединений.

Для защиты от механических повреждений ввод прокладывают в бороздах и закрывают крышками или шкафами из стали.

При прокладке вводных трубопроводов по наружной стене здания со стороны дворовых фасадов расстояние между трубой и стеной принимают не менее радиуса трубы, но не более 100 мм.

Водосточные трубы должны огибать газопроводы.

Запрещается прокладывать по наружным стенам трубопроводы сжиженного газа.

Заключение

В курсовом проекте была произведена газификация района города Сочи. Определены расходы газа для следующих объектов: котельная, 2 промышленных предприятия, ТЭЦ, пекарня, 2 ГРП, больница, столовая и т.д. Произведен гидравлический расчет газопроводов различных ступеней давления и подобраны диаметры участков таким образом, чтобы давление у потребителей не упало ниже заданного. Так же было рассмотрено устройства ввода газопровода в здание.

Список использованной литературы

1. 
   Проектирование систем газораспределения и газопотребления: Методические указания по курсовому проектированию / Санкт-Петербургский горный университет. Сост. А.К. Николаев, С.А. Лавренко, Л.Н Духневич, А.В. Шалыгин. СПб, 2018. 64 с. СНиП 42–01–2002. Газораспределительные системы / Госстрой России, 2002. – 31 с.
   
2. 
   А.И. Колосов, Г.Н. Мартыненко, С.В. Чуйкин. Расчет газовых сетей населенных пунктов. Учебно-методическое пособие.
   
3. 
   Скафтымов, Н.А. Основы газоснабжения /Н.А. Скафтымов. – Л.: Недра, 1975. – 343 с.
   
4. 
   Гордюхин, А.И. Газовые сети и установки. Устройство и проектирование /А.И. Гордюхин. – М.: Стройиздат, 1983. – 136 с.
   
5. 
   Брюханов, О.Н., Плужников, А.И. Основы эксплуатации оборудования и систем газоснабжения /О.Н. Брюханов, А.И. Плужников. – М.: НИЦ ИНФРА – М., 2016. – 256 с.