МГСт-16-(9)-1_Загидуллин А.Р._Пояснительная записка_2020. тюменский индустриальный университет многопрофильный колледж

• Название: тюменский индустриальный университет многопрофильный колледж
• Дата: 21.05.2023
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: МГСт-16-(9)-1_Загидуллин А.Р._Пояснительная записка_2020.docx
• Тип: Документы; #1148389
• страница: 1 из 7

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ
Политехническое отделение
08.02.01 Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения

«ВКР допущена к защите» Заместитель директора по учебно- производственной работе ___________ Т. Б. Балобанова «____»______________2020 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Газоснабжение д. Катангуй Вагайского района с расчетом и подбором оборудования для жилого дома

Выполнил: обучающийся очной формы обучения группы МГСт-16-(9)-1 Загидуллин Азат Русланович _________________

Руководитель: ________________ Пережогин Дмитрий Сергеевич
Консультант: ________________ Воробьева Анастасия Юрьевна
Нормоконтролер: ________________ Яшкова Ольга Николаевна


С ОДЕРЖАНИЕ

Гидравлический расчет газопровода низкого давления 14

Гидравлический расчет газопроводов среднего давления 17

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ 26

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ 27

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ 43

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА 43

Компрессор QuattroElementi 46

3.3 Технико – экономические показатели проекта 46

В ВЕДЕНИЕ

Газоснабжение ком­плекс ме­ро­прия­тий и со­ору­же­ний, обес­пе­чи­ваю­щий ор­га­ни­зо­ван­ную по­да­чу и рас­пре­де­ле­ние га­зо­во­го то­п­ли­ва для нужд пред­при­ятий и на­се­ле­ния. Для Г. ис­поль­зу­ют­ся: га­зы при­род­ные го­рю­чие, сжи­жен­ные и ис­кус­ст­вен­ные. Сжи­жен­ные га­зы (в осн. смесь про­па­на и бу­та­на) по­лу­ча­ют на га­зо­бен­зи­но­вых и неф­те­пе­ре­ра­ба­ты­ваю­щих за­во­дах из по­пут­ных га­зов неф­тя­ных и га­зо­кон­ден­сат­ных ме­сто­ро­ж­де­ний и га­зов неф­те­пе­ре­ра­бот­ки. Ис­кусств. га­зы по­лу­ча­ют при пе­ре­ра­бот­ке или жид­ко­го то­п­ли­ва, они так­же яв­ля­ют­ся по­боч­ны­ми про­дук­та­ми не­ко­то­рых про­из­водств. К ис­кусств. га­зам от­но­сят­ся кок­со­вый, слан­це­вый, ге­не­ра­тор­ный и до­мен­ный.

Наи­бо­лее со­вер­шен­ным и эко­но­мич­ным ви­дом то­п­ли­ва яв­ля­ет­ся при­род­ный газ. Его осн. по­тре­би­те­ли – пред­при­ятия разл. от­рас­лей пром-сти (ма­ши­но­строе­ние, чёр­ная и цвет­ная ме­тал­лур­гия, пром-сть строй­ма­те­риа­лов и др.). В ком­му­наль­ном хо­зяй­ст­ве газ ис­поль­зу­ет­ся в пли­тах, слу­жа­щих для при­го­тов­ле­ния пи­щи; для на­гре­ва­ния во­ды, рас­хо­дуе­мой для хо­зяй­ст­вен­но-бы­то­вых и са­ни­тар­но-ги­гие­нич. це­лей; для ото­пле­ния, вен­ти­ля­ции и кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния воз­ду­ха жи­лых и об­ществ. зда­ний.

Сис­те­ма Г. на­се­лён­но­го пунк­та (или пром. пред­при­ятия) вклю­ча­ет в се­бя ма­ги­ст­раль­ный га­зо­про­вод с ком­прес­сор­ны­ми стан­ция­ми, транс­пор­ти­рую­щий газ от мест его до­бы­чи или про­из­вод­ст­ва по­тре­би­те­лю, га­зо­рас­пре­де­ли­тель­ную стан­цию и га­зо­рас­пре­де­лит. сеть. Вбли­зи круп­ных го­ро­дов со­ору­жа­ют под­зем­ные га­зо­вые хра­ни­ли­ща, час­тич­но не­рав­но­мер­ность су­точ­но­го га­зо­по­треб­ле­ния по­кры­ва­ет­ся за счёт при­ме­не­ния газ­голь­де­ров

Га­зо­рас­пре­де­лительная сеть пред­став­ля­ет со­бой сис­те­му коль­це­вых, ту­пи­ко­вых или сме­шан­ных тру­бо­про­во­дов, из­го­тов­ляе­мых из ме­тал­ла (ста­ли) или по­ли­эти­ле­но­вых ма­те­риа­лов.

П о­след­ние бо­лее дол­го­веч­ны из-за от­сут­ст­вия кор­ро­зии и вы­со­ко­го ка­че­ст­ва со­еди­не­ния труб ме­ж­ду со­бой. По­ли­эти­ле­но­вые тру­бы ис­поль­зу­ют так­же при ре­кон­ст­рук­ции га­зо­рас­пре­де­лительных се­тей.



Рисунок 1 Схема газоснабжения населённого пункта:

1 – магистральный газопровод; 2 – газораспределительная станция; 3 – газопроводы среднего давления (Г2); 4 – дюкер; 5 – газопровод...Рис. И. В. Баланцевой

По ве­ли­чи­не дав­ле­ния, под ко­то­рым транс­пор­ти­ру­ет­ся газ по га­зо­рас­пре­де­лит. се­ти, раз­ли­ча­ют га­зо­про­во­ды вы­со­ко­го дав­ле­ния I ка­те­го­рии (дав­ле­ние га­за от 0,6 до 1,2 МПа); вы­со­ко­го дав­ле­ния II ка­те­го­рии (от 0,3 до 0,6 МПа); сред­не­го дав­ле­ния (от 0,005 до 0,3 МПа); низ­ко­го дав­ле­ния (до 0,005 МПа). Сис­те­мы Г. мо­гут быть од­но­сту­пен­ча­ты­ми (газ рас­пре­де­ля­ет­ся по се­ти и по­да­ёт­ся по­тре­би­те­лям под од­ним дав­ле­ни­ем), а так­же двух-, трёх- и мно­го­сту­пен­ча­ты­ми, объ­е­ди­няю­щи­ми га­зо­про­во­ды вы­со­ко­го, сред­не­го и низ­ко­го дав­ле­ний. Связь ме­ж­ду га­зо­про­во­да­ми разл. дав­ле­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся че­рез га­зо­ре­гу­ля­тор­ные пунк­ты. Га­зо­рас­пре­де­лит. се­ти обо­ру­ду­ют­ся так­же сред­ст­ва­ми элек­тро­хи­мич. за­щи­ты, га­зо­ре­гу­ля­тор­ны­ми ус­та­нов­ка­ми и ав­то­ма­ти­зир. сис­те­ма­ми

управ­ле­ния тех­но­ло­гич. про­цес­са­ми рас­пре­де­ле­ния га­за. Для сни­же­ния дав­ле­ния га­за, по­сту­паю­ще­го из се­ти к га­зо­по­треб­ляю­щим аг­ре­га­там, и для под­дер­жа­ния дав­ле­ния пе­ред по­тре­би­те­ля­ми на тре­буе­мом уров­не при­ме­ня­ют ре­гу­ля­то­ры дав­ле­ния.
Г а­зо­про­во­ды низ­ко­го дав­ле­ния ис­поль­зу­ют для снаб­же­ния га­зом жи­лых зда­ний, га­зо­про­во­ды сред­не­го и вы­со­ко­го дав­ле­ний – для по­да­чи га­за про­из­водств. пред­при­яти­ям, ком­му­наль­ным служ­бам и для пи­та­ния се­тей низ­ко­го дав­ле­ния.

Г. с ис­поль­зо­ва­ни­ем сжи­жен­ных га­зов при­ме­ня­ют для ме­ст­но­стей с ма­лой плот­но­стью на­се­ле­ния и на­хо­дя­щих­ся в зна­чит. уда­ле­нии от ма­ги­ст­раль­но­го га­зо­про­во­да. Транс­пор­ти­ров­ка сжи­жен­ных га­зов от га­зо­бен­зи­но­вых за­во­дов к по­тре­би­те­лям про­ис­хо­дит по тру­бо­про­во­дам, в ж.-д. и ав­то­мо­биль­ных цис­тер­нах, а так­же в бал­ло­нах.

Для Г. зда­ний и не­боль­ших ком­му­наль­ных пред­при­ятий воз­мож­но при­ме­не­ние га­зо­бал­лон­ных ус­та­но­вок. Г. мно­го­этаж­ных зда­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся от груп­по­вых га­зо­бал­лон­ных ус­та­но­вок и ус­та­но­вок, со­стоя­щих из под­зем­ных ре­зер­вуа­ров. В ма­ло­этаж­ных зда­ни­ях ус­та­нов­ки с од­ним бал­ло­ном раз­ме­ща­ют­ся в том же по­ме­ще­нии, что и га­зо­вый при­бор, а с дву­мя бал­ло­на­ми – в ме­тал­лич. шка­фу, ус­та­нав­ли­вае­мом сна­ру­жи у сте­ны зда­ния.

Важ­ней­шая за­да­ча для сис­тем Г. – соз­да­ние ус­ло­вий безо­пас­ной экс­плуа­та­ции. При утеч­ке га­за из не­ис­прав­ных эле­мен­тов об­ра­зу­ет­ся опас­ная га­зо­воз­душ­ная смесь, ко­то­рая при на­ли­чии от­кры­то­го ог­ня при­во­дит к взры­ву. По­это­му га­зо­вы­ми служ­ба­ми ве­дёт­ся кон­троль за со­стоя­ни­ем всех эле­мен­тов сис­тем Г. и вы­пол­не­ни­ем пра­вил тех­ни­ки безо­пас­но­сти.





ГЛАВА 1 АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНАЯ

1.1 распределительные сети района города

Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций (ГРС), контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок (ГРП и ГРУ).

Система газоснабжения должна обеспечивать надёжную, бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных её элементов или участков газопроводов для производства ремонтных или аварийных работ.

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газовые сети, которые берут своё начало от ГРС и служат для снабжения газом бытовых, коммунально-бытовых и промышленных потребителей.

Газопроводы в городах и населённых пунктах классифицируются по давлению, назначению и методу прокладки, а система распределения газа классифицируется по числу ступеней перепада давления и строению их схем.

Согласно правилам безопасности в газовом хозяйстве газопроводы на территории населённых пунктов, а также у промышленных, коммунальных и бытовых потребителей могут быть низкого (до 0,005 МПа), среднего (до 0,3 МПа) и высокого (до 0,6 или 1,2 МПа) давления.

По назначению газопроводы населённых пунктов условно подразделяют на:

- распределительные (уличные) газопроводы;

- ответвления и вводы к потребителям, по которым газ от распределительных газопроводов подаётся к одному или группе потребителей;

- внутриобъектовые газопроводы (дворовые или межцеховые);

- внутренние газопроводы (внутридомовые или внутрицеховые).

По числу ступеней давления, системы газоснабжения подразделяются на:

1. одноступенчатые;

2. двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого давления;

3. трехступенчатые (многоступенчатые), включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давления.

На выбор системы газоснабжения оказывает влияние ряд факторов, основные из них: характер источника газа, свойства газа, степень его очистки, наличие в нём влаги; размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; размеры нагрузок потребителей газа;насыщенность уличных проездов инженерными коммуникациями; климатические и геологические условия.

При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов, выбор лучшего варианта системы в каждом конкретном случае должен быть осуществлён технико-экономическим сопоставлением по основным показателям: надёжность, технологичность, экономичность.
1.2 Характеристики природного газа

Для газоснабжения городов широко применяют природные газы. Они представляют собой механическую смесь различных углеводородов метанового ряда, называемых предельными, балластных негорючих газов и примесей (влаги, смолы, пыли).

Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания. Это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы объёма газообразного (единицы массы твёрдого или жидкого) топлива при н ормальных физических условиях. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Если водяные пары, содержащиеся в топливе и образующиеся при сгорании водорода топлива, присутствуют в виде жидкости, то количество выделившейся теплоты характеризуется высшей теплотой сгорания Q_в , кДж/м³ . Если водяные пары присутствуют в виде пара, то теплота сгорания называется низшей Q_н , кДж/м³ .

Составление тепловых балансов топливоиспользующих установок и подсчет КПД производят с учетом содержания в продуктах сгорания не воды, а водяного пара, т.е. исходя из низшей теплоты сгорания.

Тепловой баланс установок, включающих контактные теплообменные аппараты в условиях, когда имеет место изменение влагосодержания продуктов сгорания, необходимо сводить по высшей теплоте сгорания топлива. В противном случае видимый КПД, подсчитанный по стандартной методике по отношению к Q_н может превышать 100% .
1.3Годовые расходы газа

Годовое потребление газа районом города является основой для составления проекта газоснабжения. Расчёт годового потребления ведётся в соответствии с нормами потребления и численностью населения по отдельным видам нагрузок. Все виды городского потребления газа можно сгруппировать следующим образом:

а) бытовое потребление (потребление газа в квартирах);

б) потребление в коммунальных и общественных предприятиях;

в) потребление на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий;

г) промышленное потребление.

Годовой расход тепла на отопление n - продолжительность отопительного периода, суток

tвн - усреднённая расчетная температура внутри отапливаемых помещений, °C

t ср.о - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности, °C

tр.о - расчетная температура наружного воздуха для отопления, °C Qocp - среднечасовой расход тепла за отопительный период на отопление Qocp = Q0·(tвн - tср.о)/(tвн - tр.о), Гкал/ч

Годовой расход тепла на отопление

Q0год = 24·Qocp·n, Гкалл/год

Расчёт расхода газа на бытовые, коммунальные и общественные нужды представляется собой сложную задачу, т.к. количество газа, расходуемого этими потребителями, зависит от множества факторов: газооборудования, благоустройства и населённости квартир; газооборудования учреждений и предприятий; степени обслуживания населения этими учреждениями; охвата потребителей централизованным горячим водоснабжением. Большинство приведённых факторов не поддаётся точному учёту, поэтому потребление газа рассчитывают по средним нормам. В них учитывается, что население частично питается в буфетах, столовых и ресторанах, а также пользуется услугами коммунально-бытовых предприятий. В квартирах газ расходуют на приготовление пищи, горячей воды и стирку белья.

Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяют по удельным нормам теплопотребления.

Расход газа на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды промышленных предприятий принимают по соответствующим проектам.

1.4Режим потребления газа

Всем категориям потребителей газа характерны неравномерность его потребления. В зависимости от периода, в течении которого потребление принимают постоянным, различают: сезонную неравномерность, или неравномерность по месяцам года; суточную неравномерность, или неравномерность по дням недели, месяца или года; часовую неравномерность, или неравномерность по часам суток или часам года. Знание режимов потребления во все указанные периоды даёт возможность выявить с наибольшей достоверностью расчётные нагрузки на распределительные сети.

Р ежим расхода газа городом зависит от режима отдельных категорий потребителей и их удельного веса в общем потреблении. Теоретический учёт факторов, влияющих на равномерность потребления, оказывается в большинстве случаев невозможным и поэтому методика определения расходов в различные периоды времени базируется на опытных данных.

Неравномерность потребления оказывает большое влияние на экономические показатели систем газоснабжения. Наличие пиков и провалов в потреблении газа приводит к неполному использованию мощностей газовых промыслов и пропускной способности магистральных газопроводов, что повышает себестоимость газа; приводит к необходимости строительства подземных газохранилищ и создания потребителей-регуляторов, которым сбрасывают излишки в летний период, что связано с дополнительными капитальными вложениями в газотранспортные системы и во вторые топливные хозяйства потребителей.

Городские системы газоснабжения не имеют аккумулирующих ёмкостей, расположенных у потребителей, а ёмкость самих газовых сетей очень мала. Для каждой ступени давления она составляет 3 – 4 % максимально-часовой их пропускной способности, следствием этого является жёсткая связь, существующая между подачей газа в город и расходом его потребителями. Отсюда, чтобы система нормально функционировала, ежечасная подача газа в городскую сеть должна строго соответствовать потреблению. Если потребление окажется меньше подачи, сети не примут лишний газ; а если оно будет больше подачи, тогда начнёт падать давление газа в сетях и будет нарушено нормальное газоснабжение.

Основным следствием жёсткой связи в городской системе распределения газа является то, что пропускную способность газовых сетей и элементов системы необходимо рассчитывать на пиковые, максимально часовые расходы газа. Поскольку система газоснабжения имеет высокую стоимость и большую металлоёмкость, максимально-часовые (расчётные) расходы газа должны быть тщательно обоснованы.

1.5Выбор системы газоснабжения

Наличие многочисленных точек потребления газа, характеризующихся широким диапазоном тепловых нагрузок и режимом потребления, вызывает необходимость уделять большое внимание правильному и обоснованному выбору системы и конфигурации газовых сетей.



Рисунок 2

При разработке систем газоснабжения важным является вопрос рационального подключения сосредоточенных потребителей к сетям высокого или низкого давления. С одной стороны, подключение большого числа потребителей к сетям высокой ступени приводит к их разветвлённости и необходимости сооружения ГРП у каждого потребителя, с другой стороны,

подключение сосредоточенных потребителей к газопроводам низкого давления требует для сохранения заданных параметров давления в газопроводах значительно увеличивать их диаметры. Обычно мелких потребителей подключают к сетям низкого давления, а крупных - к сетям высокого или среднего давления. Но чёткую границу между крупными и мелкими потребителями провести невозможно. Если взять одного и того же потребителя, то для газопроводов низкого давления и большого диаметра он будет мелким, а для газопроводов малого диаметра - крупным.

Б ольшое значение имеет также месторасположение потребителя относительно газопроводов низкой, средней или высокой ступени давления.

При выборе оптимального варианта подключения сосредоточенного потребителя к близко расположенному газопроводу низкого давления или к более удалённому газопроводу высокого давления рекомендуется исходить из сравнения затрат в обоих случаях.

В ряде случаев при выборе наилучшего варианта подключения должны быть приняты во внимание следующие факторы: технологичность, надёжность, удобство и экономичность эксплуатации. Из общей длины городских газовых сетей обычно 70 – 80% составляют газопроводы низкого давления и 20 – 30 % – среднего и высокого.

Вторым важным вопросом является выбор конфигурации газовой сети. Сети могут быть запроектированы кольцевыми, разветвлёнными и смешанными. Обычно проектные организации руководствуются принципом надёжности и отдают предпочтение кольцевым сетям низкого давления . Из тех же соображений в каждом кольце транзитные нагрузки стремятся распределить по обоим полукольцам. Но при этом кольцо имеет максимальную металлоёмкость, т.е. экономичнее через одно полукольцо обеспечить газом только подключённых к нему потребителей, а через другое полукольцо подать газ в количестве, обеспечивающим и подключённых к нему потребителей, и потребителей, находящихся за кольцом. Выделением в кольцах участков для транзитных расходов можно получить наиболее экономичную сеть с главным направлением транзитных потоков газа, а также по закольцованным транзитным магистралям за счёт питающих их ГРП можно осуществить перераспределение основных потоков газа, например, при аварии или ремонте. В тоже время ответвления от основных колец, несущих небольшие нагрузки и для ограниченного числа потребителей, сеть можно не кольцевать.

с нижает надёжность всей системы. Ответвления от главных направлений, наоборот, целесообразнее строить по телескопической структуре.

Такой подход к выбору конфигурации сети касался газопроводов низкого давления, необходимость густой разводки их по всей территории вызвана значительным рассредоточением бытовых и коммунальных объектов. Но в отличие от сетей низкого давления, сети среднего и высокого давлений питают

сосредоточенных потребителей газа, и территориальное размещение их во многом определяет конфигурацию сетей. В силу этого, закольцовка их может быть в ряде случаев неэкономична, а надёжность газоснабжения при тупиковой разводке достигается повышенными требованиями к прокладке и эксплуатации сетей среднего и высокого давления.

Надёжность и экономичность систем газоснабжения зависит также от числа ГРС , питающих высокую ступень распределения газа. С увеличением числа ГРС уменьшается радиус действия каждого из них, т.е. уменьшаются металлоёмкость и капиталовложения в сеть высокой ступени давления. Одновременно, большое число ГРС повышает надёжность системы за счёт питания её с нескольких направлений. Для городов с численностью населения от 100 до 200 тыс. человек рекомендуется предусматривать одну газораспределительную станцию.

давлений. Поэтому выбор количества ГРП должен производиться на основе технико-экономического расчёта, исходя из принципа минимума капиталовложений и эксплуатационных расходов в данную сеть. В курсовом проекте используем укрупнённые расчётные показатели.
1.6 Гидравлический расчет газопровода

Согласно [3, п. 3.21] гидравлические режимы работы распределительных газопроводов низкого, среднего и высокого давления должны приниматься из

у словий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

В общем случае движение газа в газопроводах является нестационарным, что приводит к переменному во времени режиму давления в газопроводе и изменению количества газа, находящегося в нём, поэтому расчетные внутренние диаметры газопроводов необходимо определять гидравлическим расчетом из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

В основу расчёта должен быть положен расчётный перепад давления ΔР_доп , т.е. тот допустимый напор газа на выходе из ГРП, который может быть израсходован на преодоление линейных и местных сопротивлений трубопровода на участке от ГРП до любой конечной точки распределительного газопровода. Так в газопроводах низкого давления расчетные суммарные потери давления газа (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа [3, п. 3.25]. На сети высокого и среднего давления расчётный перепад принимается в зависимости от выходного и требуемого давления в начале и в конце рассчитываемой магистрали.