Газоснабжение сельской местности природным газом

метки: Газоснабжение, Газопровод, Деревня, Давление, Труба, Расход, Полиэтиленовый, Потребление

В настоящее время идет пересмотр систем газоснабжения сельской местности в технологическом и экономическом планах. Появление новых технологий в производстве труб, запорной арматуры, газорегуляторных пунктов, новых приемов и методов в монтаже газопроводов привели к тому, что, строительство стало намного экономичнее, безопаснее и главное сократились сроки сдачи объектов в эксплуатацию.

В современном строительстве систем газораспределения по сравнению с предыдущими десятилетиями появились такие новшества как трубопроводы из полимерных материалов, новые системы газораспределения и понижения давления газа ШГРП и ШРП, современная запорная арматура, обеспечивающая быстрое и эффективное отсечение потока.

Новые возможности возвели строительство газопроводов на новый уровень, вместе с нововведениями появились новые проблемы и вопросы, на некоторые из них автор хочет указать в своей работе:

1. Проблема выбора системы газоснабжения в сельской местности.

2. Вытекающая из него проблема выбора систем установки газораспределительных пунктов.

• Проблема использования труб из полиэтилена. Их плюсы и минусы. Экономичность и эффективность.

1. Выбор схемы газоснабжения

Газ от мест добычи По стальным изолированным трубопроводам — магистральным газопроводам, составляющим в настоящее время единую транспортную магистраль природного газа, — поступает на ГРС городов, крупных населенных пунктов. По трубам большого диаметра (1200, 1420 мм) он перемещается за счет избыточного давления около 7,5 МПа (75 кгс/см2), создаваемого головными (расположенными непосредственно у места добычи газа) и промежуточными (размещаемыми на трассе газопровода через 150-200 км) компрессорными станциями (КС).

Магистральные газопроводы и компрессорные станции управляются предприятиями газового концерна «Газпром» . ГРС с непосредственным постоянным обслуживанием, а также автоматические газораспределительные станции (АГРС) с периодическим обслуживанием, как правило, также находятся в ведении объединений «Газпром» и обычно располагаются вблизи городов и крупных населенных пунктов.

На ГРС и АГРС давление транспортируемого газа снижается до 0,3-1,2 МПа (3-12 кгс/см2) в соответствии с проектами схем газоснабжения. В настоящее время рассматриваются предложения газовиков-эксплуатационников о подъеме давления газа в распределительных сетях до 25 \п,с/см2

Проект газоснабжения в селе Дулепово

... населенного пункта. Для села Дулепово целесообразно применить одноступенчатую систему газоснабжения, обеспечивающую подачу газа потребителям по газопроводам низкого давления. Системы газоснабжения населенных пунктов могут ... или искусственных препятствий для прокладки газопроводов. Цель выпускной квалификационной работы — разработка системы газоснабжения села Дулепово Вологодского района, а ...

— Сельские сети газоснабжения могут начинаться от ближайших городских газовых систем. Если расстояние от городских систем превышает 10 км, считается целесообразным проектировать и строить ответвления — отводы от магистральных газопроводов с устройством ГРС и АГРС для газоснабжения отдельного населенного пункта или группы поселков в радиусе 15-25 км. Причем для газоснабжения отдельных населенных пунктов экономически целесообразнее строительство АГРС.

Различают следующие схемы газовых сетей: кольцевые, тупиковые и смешанные. Кольцевые схемы (рис. 2.1) включают несколько ГРС (АГРС).

Принципиальных различий между ГРС и АГРС нет. Для снижения давления газа на них имеются редуцирующие (понижающие давление) и предохранительные устройства. АГРС представляют собой ГРС, размещенные не в зданиях, а в отапливаемых автоматическими газовыми горелками либо электрическими обогревателями металлических шкафах.

ГРС и АГРС по принципу действия аналогичны газорегуляторным пунктам ГРП, с помощью которых осуществляется снижение и автоматическое регулирование давления газа после ГРС (АГРС) одноступенчато или в несколько ступеней (рис. 2.2).

Необходимость снижения давления газа обусловлена требованиями обеспечения безопасности при пользовании газовыми приорами и использования газового топлива в быту и промышленном производстве.

Схема 1.1 Кольцевая схема газоснабжения группы поселков с двухступенчатым снижением давления газа.

• магистральный газопровод, 2 — газопровод среднего давления, 3 газопровод низкого давления

Схема 1.2 Тупиковая схема газоснабжения двух поселков с трехступенчатым снижением давления газа.

• магистральный газопровод;
• 2 — отвод от магистрального газопровода;
• 3 — газопровод высокого давления;
• 4 — ГРП с двумя регуляторами на различное давление;
• 5 — газопровод среднего давления;
• 6 — поселковый, одноступенчатый ГРП;
• 7 — жилые дома;
• 8 — газопровод низкого давления;

— В рассматриваемом поселке автор принимает двухступенчатую систему снижения давления газа с уличными ГРП (каждое ГРП рассчитано на 14-16 домов) это объясняется во первых небольшим количеством потребителей, в связи с чем прокладку высокого давления считают невыгодной. Кроме того газопровод высокого давления представляет собой дополнительную высокую опасность. Именно поэтому решено также принять уличную, а не индивидуальную систему установки ШГРП, безопаснее проложить по улице низкое давление.

2. ГРП проблема выбора и установки

В данной главе хочется осветить проблему подбора ГРП. Газораспределительный пункт служит для понижения давления (в данном случае ГРП понижает давление со среднего на низкое давление).

Ранее для понижения давления и распределения устанавливали поселковые ГРП, с нормой 1500-2000 м3/ч. Однако если произвести не большие расчеты мы увидим что потери давления составят внушительные показатели, особенно в сельской местности, где в отличие от города между потребителями и ГРП расстояния намного больше чем в городе. Отсюда вытекает увеличение диаметров труб а значит и увеличение стоимости газопровода. Для расхода в 200 м3/ч на каждую улицу вполне подойдет уличная ШГРП системы ГРПШ-400 с регулятором давления РДНК-400.

Газорегуляторные пункты шкафные ГРПШ-400 с одной линией и байпасом применяются для снижения (редуцирования) высокого или среднего давления газа до заданного и поддержания его на одном уровне. ГРПШ-400 применяются в системах газоснабжения жилых, промышленных и сельскохозяйственных объектов. При аварийных повышениях выходного давления ГРПШ-400 автоматически прекращает подачу газа.

Параметры:	ГРПШ-400
Регулятор давления	РДНК-400
Входное давление МПа	0,6
Выходное давление МПа	2,5
Давление срабатывания предохранительного сбросного клапана, кПа	1,9-5,5
Пропускная способность, м³/ч, в зависимости от входного давления, не менее:	240

Стоимость такого оборудования вместе с установкой составляет 250000 тыс. рублей. Надежность ее достаточно высока, хотя недостаточна по сравнению с зарубежными аналогами.

В последние годы наблюдается тенденция на установку ГРПШ индивидуально на каждого потребителя. В основном применяют следующие установки: ГРПШ — 10МС

Газорегуляторный пункт шкафной ГРПШ-10 (10МС) — это металлический шкаф, с закрепленной в нем запорно-регулирующей аппаратурой. Газорегуляторые пункты коммунально-бытового назначения используются для редуцирования среднего и высокого давления природного газа на низкое и автоматического поддержания его с заданной точностью независимо от изменений входного давления и расхода, автоматического отключения подачи газа при аварийном повышении или понижении выходного давления сверх допустимых заданных значений. ГРПШ-10 (10МС) применяется для газоснабжения отдельно стоящих объектов.

Наименование параметра Тип изделия

ГРПШ-10

Регулируемая среда природный газ по ГОСТ 5542-78

Температура окружающей среды, — оС от Ц40 до +60

Максимальное входное давление — МПа 0,6

Выходное давление, кПа — 1,5Е2,0

Неравномерность регулирования, %, не более ±10

Дление срабатывания ПЗК, кПа при повышении выходного давления 2,5±0,25

при понижении выходного давления 0,6±0,1

Давление срабатывания сбросного клапана, кПа 2,1±0,1

Пропускная способность, м3/ч при Рвх= 0,05 МПа при Рвх= 0,1 МПа при Рвх= 0,6 МПа 4 8 15 12 16 60

Присоединительные размеры входного и выходного патрубков, мм Ду=20

Соединение вход G 3/4 — В

При строительстве газопроводов организация осуществляющая строительство старается естественно повысить стоимость подведения газопровода и установки газоиспользующего оборудования. Стоимость такой установки представленной выше составляет 8000 рублей, однако вместе с установкой и подключением эта цена возрастает до 25000-30000 тысяч рублей.

У шкафных этой системы существует ряд недостатков таких как:

• Некачественное выполнение регулятора и ПЗК которое очень часто выходит из строя до истечения срока гарантии.
• Ненадежность приводит к проблемам при настройке и «зарядке» ПЗК шкафа, часто приходится менять блоки ПЗК.
• Т.к газ не всегда подается сухим, зимой часто установка замерзает и выходит из строя, кроме того мелкие частицы находящиеся в газовой смеси забиваются под мембраны и регулятор вместе с ПЗК не работают в заданном диапазоне.
• Шкаф данной конструкции очень чувствителен к внешним воздействиям, часто несильный толчок и удар приводит к его срабатыванию и остановки подачи газа.

Все сказанное выше указывает на главный факторы: шкафные в основном приходится заменять задолго до срока в 15 лет указанного в паспорте, ненадежность вызывает серьезные трудности в обслуживании ШГРП эксплуатирующими организациями и как следствие серьезные задержки по времени при подаче газа потребителю.

Плюс цена — на схеме газоснабжение указано, что количество шкафных установок равно 18 штукам, без точных расчетов примерная цена ШГРП вместе с установкой будет равна 150000*18 = 2700000 рублей. Если же сравнивать ее с установкой индивидуальных шкафных установок тогда при количестве домов равном 448 при цене установки в 30000 рублей равна 13440000 что в 5 раз больше при использовании куличных шкафных установок.

Кроме того стоит учесть что при индивидуальном оснащении не удается осуществить закольцовку газовых сетей низкого давления, а опыт использования квартальных ГРП г.Санкт-Петербурга доказал что закольцовка сетей низкого давления необходима если мы не хотим отключения потребителей от сети газораспределения.

Вывод:

Учтя все вышеназванные факторы автор считает что установка квартальных и уличных ШГРП намного выгоднее перед индивидуальным оснащением домов и малых предприятий пунктами распределения газа, так как экономятся средства жителей и бюджета, повышается эффективность систем газоснабжения а также значительно снижают количество трудозатрат для эксплуатирующих организаций.

3. Выбор материала труб

настоящее время при строительстве газопроводов появляется все больше новинок и нововведений, полиэтиленовые трубы относятся к уже сравнительно давно появившемуся новшеству, однако их эффективность говорит сама за себя. Этот вид труб предоставляет совершенно новые возможности при строительстве трубопроводов. Темпы продаж полиэтиленовых труб с каждым годом только увеличиваются. Так как в последние годы проводится широкая замена различных систем трубопроводов, то трубы стали более востребованными, чем ранее. На фоне этого именно полиэтиленовые трубы стали наиболее востребованными. Их применяют не только при замене устаревших систем водопроводов и канализации, но также и для прокладки под землей. Дело в том, что трубы из полиэтилена в значительной степени способны облегчить монтаж и перемонтаж систем газопроводов, а в случае их прокладки под землей позволяют использовать бестраншейные технологии.

Трубопроводы из полиэтилена обладают рядом неоспоримых преимуществ. Во-первых, пластиковые трубы дешевле стальных, которые к тому же намного сложнее монтировать и устанавливать. Во-вторых, пластиковые трубы значительно более долговечны и гарантируют срок службы не менее пятидесяти лет. К тому же полиэтиленовые трубы не требуют катодной защиты, в связи с чем отпадает необходимость в обслуживании таких труб. Трубы из полиэтилена не подвергаются воздействию коррозии, а также многих химических веществ. В результате чего можно сказать, что их можно использовать даже в агрессивных средах. Но это еще далеко не все преимущества, которые можно обнаружить в ходе эксплуатации. Что немаловажно, полиэтиленовые трубы обладают малым весом, в результате чего облегчаются монтажные работы, а это в конечном итоге сокращает время монтажа трубопроводных систем. По весу полиэтиленовые трубы также значительно легче других.

Из всего вышесказанного следует что полиэтиленовые трубы обладают рядом

• долговечность. Гарантийный срок эксплуатации 50 лет;
• герметичность и коррозийная стойкость;
• увеличение пропускной способности;
• экономия при прокладке трубопроводов;
• эластичность материала;
• высокая надежность при механических перегрузках вследствие таких свойств полиэтилена (ПЭ), как вязкость и упругость одновременно;
• хорошие теплоизоляционные свойства;
• полиэтиленовые трубы в 2-4 раза легче стальных, что существенно облегчает их транспортировку и монтаж;
• стыковая сварка полиэтиленовых труб полностью автоматизирована, дешева, проста и не требует дополнительных расходных материалов.

Трубы ПЭ диаметром до 32 мм включительно поставляются в бухтах, диаметрами от 40 до 110 мм в бухтах и отрезках длиной от 6 до 13 м, трубы диаметром более 160 мм поставляются в отрезках длиной от 10,25м до 12м, 13 м. Возможно изготовление полиэтиленовых труб под заказ в соответствии с нужными требованиями.

Долговечность

Срок эксплуатации стальных подземных трубопроводов составляет не более 25 лет. Гарантированный срок эксплуатации полиэтиленовых труб составляет не менее 50 лет, а расчетный срок — до 300 лет.

Герметичность и коррозийная стойкость полиэтиленовых труб

В отличие от стали, физические и химические свойства полиэтилена гарантируют прекрасную герметичность и высокую стабильность под воздействием агрессивных веществ, находящихся в почве и в транспортируемой среде, в течение всего срока эксплуатации. Более того, для полиэтиленовых труб не нужна специальная защита (анодная или катодная), что создает дополнительную экономию средств на строительстве и эксплуатации трубопровода.

Увеличение пропускной способности

Внутренний диаметр металлических труб со временем уменьшается вследствие коррозийного зарастания. Полиэтиленовые трубопроводы характеризуется низким показателем микробиального зарастания. А также увеличение пропускной способности полиэтиленовых трубопроводов (трубы ПЭ) нарастает со временем по

Диаметр полиэтиленовых труб увеличивается равномерно по всей длине в процессе эксплуатации без потери работоспособности за счет характерного для полиэтилена явления ползучести. Это увеличение составляет около 1,5% за первые 10 лет и около 3% за весь срок службы трубопровода.

Внутренняя поверхность полиэтиленовой трубы со временем становится более гладкой вследствие набухания граничного слоя полимера и возникновения специфического поверхностного эффекта эластичности, который улучшает условия обтекания стенки трубы и снижает сопротивление движению.

Экономия при прокладке трубопроводов

Для прокладки подземных трубопроводов из стальных труб требуется изоляция поверхности полимерными пленками, либо битумной мастикой. Стоимость полиэтиленовых труб значительно ниже изолированной стальной. Экономичность применения полиэтиленовых труб увеличивается с уменьшением диаметра (ниже 200мм) и толщины стенок.

Для сварки полиэтиленовых труб не требуется тяжелая техника. Сваривать полиэтиленовые трубы может бригада из 1-2 человек. Значительно ниже потребление электроэнергии (либо топлива) по сравнению со сваркой стальных труб. А применение так называемых «длинномерных труб» (на катушках или в бухтах) снижает количество сварных соединений в 50-100 раз. Все это значительно ускоряет строительство полиэтиленового трубопровода и снижает стоимость монтажа.

Кроме этого, трубы из полиэтилена легче стальных в 2-4 раза и поэтому небольшие перемещения при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов. Одно транспортное средство перевозит в 2-4 раза больше ПЭ труб, чем стальных.

Эластичность материала

Гибкость полиэтиленовых труб упрощает строительство и уменьшает количество отводов. Полиэтиленовые трубы обладают повышенной стойкостью к гидравлическим ударам при нормальном уплотнении грунта. Увеличение длины на 10% не изменяет выносливости трубы.

Безопасность

Полиэтиленовые трубы токсикологически и бактериологически безопасны. Их внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей, что подтверждается санитарно-гигиеническими сертификатами.

Сравнительная таблица стального газопровода d 89*3,5 и полиэтиленового газопровода d 90*11 протяженностью 1000 м.

	Сталь	Полиэтилен
Общая масса в тоннах	10.26	2,065
Масса 1 п.м.	7,38 кг	2,12
Количество метров трубы в 1 тонне	135,5 метров	471,5 метров
Стоимость 1 тонны труб в рублях	24500	68776
Общая стоимость в рублях	251370	142022
Стоимость изоляции труб в рублях	23100	________
Пропускная способность		Выше на 20-30 %
Транспортировка	Погрузка, разгрузка автокраном	Погрузка, разгрузка автокраном, вручную
Длина трубы	В основном 8м, 10м, 12м	В бухтах до 350 метров или в мерных отрезках по 12 метров.
Срок хранения		При соблюдении светозащитных условий — неограничен
Время сварки	Зависит от квалификации сварщика, но не менее 40 минут	15-20 минут
Материалы сварки	Электроды Кислород Пропан	Для сварки встык — дополнительных материалов не требуется Для сварки муфтами используются муфты с закладными нагревательными элементами
Земляные работы	Экскаватор ковшевый Бульдозер Самосвал для подвозки песка	Экскаватор ковшевый Бульдозер Самосвал для подвозки песка
Изоляционные работы	Битумоварка Автокран или трубоукладчик	_____________
Трубоукладочные работы	Автокран или трубоукладчик на базе гусеничного трактора	Укладка производится вручную
Количество рабочих занятых на строительстве	Электрогазосварщик 1ч Слесарь 2ч Изолировщик 1ч Водитель слесарь 1ч Водитель-автотягача с полуприцепом 1ч Автокрановщик или механизатор 1ч Дефектоскопист 2ч	Сварщик ПЭТ 1ч Слесарь 1ч Водитель-слесарь 1ч Водитель автотягача с полуприцепом 1ч
Длительность стоймонтажа без учета земляных работ	77,5 дня или 3,7 рабочих месяца	21 день или 1 рабочий месяц

4. Выбор запорной арматуры

При строительстве газопроводов, в настоящее время, в качестве запорной арматуры в основном используются шаровые краны взамен ранее применявшихся задвижек. В кране шаровом запирающий или регулирующий элемент имеет форму тела вращения или его части: поворачивается вокруг своей оси, перпендикулярно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.

Кран шаровый с ручным управлением

Кран шаровый с выдвижным шпинделем

Сетевая Задвижка

Это объясняется целым рядом преимуществ кранов перед задвижками:

Минимальные вес и габаритные размеры. Вес и габаритный размер по высоте шарового крана значительно меньше, чем задвижки, что существенно облегчает их монтаж и обслуживание и, как следствие, позволяет снизить эксплуатационные затраты.

Оптимальное соотношение «цена-качество». Несмотря на то, что цена задвижки немного ниже цены шарового крана, затраты на монтаж и обслуживание задвижки значительно выше аналогичных затрат по шаровому крану, что в сочетании с высокой стоимостью ремонта задвижки позволяет сделать вывод о большей экономической эффективности использования шарового крана.

Быстродействие. Шаровой кран открывается или закрывается поворотом рукоятки на 90°, а для открытия или закрытия задвижки требуется выполнить несколько полных оборотов маховика.

Ремонтопригодность. Разборная конструкция шаровых кранов позволяет в случае необходимого ремонта заменять изношенные детали шаровых кранов, не заменяя целиком все краны. Применение шаровых кранов позволяет уменьшить простои оборудования и возможный ущерб от этого.

Высокая надежность шарового крана. Сёдла имеют пружинный поджим к поверхности шаровой пробки для обеспечения сохранения герметичности при износе сёдел и перепадах температуры в процессе эксплуатации.

Высокий температурный максимум. Конструктивные особенности шаровых кранов позволяют использовать их для сред с максимальной температурой до 200°С, тогда как вентиль с резиновым уплотнением может использоваться для сред с максимальной температурой только до 70°С, а конусный кран — только до 80°С.

Энергосбережение. При использовании краны шаровые отсутствуют потери давления в трубопроводе (коэффициент гидравлического сопротивления близок к единице), что позволяет сэкономить электроэнергию в приводах насосных и компрессорных агрегатов.

Эксплуатация шаровых кранов выявила их следующие недостатки перед задвижками:

Невозможность ремонта на месте. Сетевая задвижка, как и шаровый кран, проста по конструкции, но при этом ее можно отремонтировать в колодце, без производства земляных работ по откопке крана, к тому же кран все равно придется демонтировать, на месте его не починить.

Чувствительность к загрязнению. Хотя сейчас газ в трубопроводах намного чище, чем был ранее, в нем все равно присутствуют механические примеси — при попадании под поворотное тело крана они могут вывести его из строя — задвижке при правильном и постоянном техническом обслуживании такие загрязнения не

Не смотря на минусы, плюсов у шаровых кранов намного больше, тем более при использовании их в газовом хозяйстве, при аварии закрыть такой кран намного проще и быстрее, его герметичность выше а значит и утечка газа будет локализована более надежно.

5. Исходные данные для проектирования

1. Район застройки: Санкт-Петербург

2. Месторождение газа: Пунгинское

• давление в точке А: 0,12 МПа
• число секций в здании: 4
• число этажей: 3
• Номенклатура газовых приборов: ПГ-4 и ВПГ-20

Настоящим курсовым проектом предусматривается разработка:

Внутреннего газопровода 6-секционного здания.

Поскольку здание не превышает 5 этажей, то в нем допускается, помимо плиты, установка водонагревателя. Для установки этих приборов необходимо соблюдение следующих требований: высота кухни не менее 2,2 м, естественная вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-кратного воздухообмена в час, приток — в объеме вытяжки и дополнительного количества воздуха на горение газа. Водонагреватель устанавливать в ванных комнатах не допускается. Рекомендуется устанавливать газовые плиты у стены из несгораемых материалов на расстоянии не менее 6 см от стены. Изоляция стен предусматривается от пола и должна выступать за габариты плиты на 10 см с каждой стороны и не менее 80 см сверху.

Для учета расхода газа в кухнях квартир предусматривается установка бытовых газовых счетчиков. Установка счетчиков предусматривается исходя из условий удобства их монтажа, обслуживания и ремонта. Высоту установки счетчика принимают, как правило, 1,6 м от уровня пола.

В целях пожарной безопасности газопровод должен быть оборудован термочувствительным запорным устройством, автоматически перекрывающим газопровод при достижении температуры воздуха в помещении при пожаре 100°С.

Ввод газопроводов осуществляется в помещения кухонь. В местах прохода газопровода через строительные конструкции предусматривается прокладка газопровода в футляре с тщательным уплотнением между футляром и стеной на всю толщину пересекаемой конструкции. Концы футляра выполняются на одном уровне с поверхностями пересекаемых конструкций стен и выводятся не менее чем на 50 мм выше поверхности пола.

Внутренние газопроводы выполняются из стальных труб.

Отключающие устройства предусматриваются перед газовыми счетчиками и перед каждым газовым прибором.

Отключающие устройства на стояке должны размещаться вне квартир в месте, доступном для обслуживания.

Наружного газопровода низкого давления.

Наружные газопроводы низкого давления прокладываются от ГРП, расположенного в центре квартала до ввода в каждый дом. Трубы полиэтиленовые.

Наружного газопровода среднего давления.

Наружные газопроводы среднего давления прокладываются от точки врезки квартального газопровода в магистральный до ГРП, где с помощью регулятора понижается давление газа до величины, обоснованной расчетом.

Оборудования ГРП.

Предполагается подбор комбинированного регулятора давления

Состав газа приведен в таблице 1:

Состав газа, об, %					Плотность абс. ρ, кг/ м3	Теплота сгорания, кДж/м3
СН4	С2Н6	С3Н8	СO2	N2		низшая
86.1	2	0,6	8,5	2	0,72	35360

Определение низшей теплоты сгорания горючего газа

Низшая теплота сгорания газообразного топлива заданного состава определяетсядля природных и сжиженных углеводородных газов по формуле:

Qн =35,88´CH4+ 64,36´С2Н6 + 93,18´С3Н8 + 123,6´С4Н10 + 156,6´С5Н12 МДж/м3,

где СН4 и т. д. — объемные проценты газов, входящих в смесь.

Qн= 33,66 МДж/м3

Определение плотности смеси

Плотность газа данного элементарного состава определяется по формуле:

где — плотность компонента, входящего, в смесь, кг/м3

ri- объемная доля компонента, входящего в смесь.

Плотность компонента находится по справочным данным или по формуле .

где — молекулярный вес компонента, подсчитываемый по химической формуле компонента или принимаемый по справочным данным.

Ρсм = 0,865 кг/м3

Определение расходов газа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды жилых зданий следует выполнять по укрупненным нормам расхода теплоты, полученным из практики с учетом коэффициентов одновременности. Коэффициенты одновременности установлены в зависимости от количества квартир и номенклатуры установленных приборов.

При расчете расходов необходимо пользоваться предварительно вычерченной схемой газоснабжения здания и квартала с нанесенными обозначениями границ участков.

Определение номинальных расходов газа приборами производится по тепловым нагрузкам приборов и низшей теплоте сгорания:

где qi -номинальный расход газа, м3/час;

• Н- тепловая нагрузка прибора, кВт/час;н -низшая теплота сгорания газа, кДж/м3

Тепловая нагрузка газового прибора принимается в зависимости от типа и назначения.

Номинальный расход частного дома с одним водонагревателем и одной плитой равен:

qi = 6,64 м3/ч

Номинальный расход в многоквартирном доме:

qi = 630 м3/ч

Расчетный расход газа определяется по отдельным участкам с учетом коэффициента одновременности работы приборов k0.

Под коэффициентом одновременности k0 понимается отношение действительного расхода газа группой приборов в часы максимального газопотребления к суммарному номинальному расходу газа этими приборами.

Коэффициент одновременности показывает, какую долю от суммарного номинального расхода газа всеми приборами должно составить расчетное количество газа.

Расчетные расходы газа в м3/час (при 0°С и давлении 760 мм рт. ст.) определяются по формуле

где Vp- расчетный расход газа, м3/час;

• коэффициент одновременности для однотипных приборов или группы приборов;
• qi — номинальный расход газа прибором или группой приборов, м3/час;
• ni — количество однотипных приборов или групп приборов;
• m -количество типов приборов или групп приборов.

К установке принимаются следующие типы приборов:

4-конфорочная плита с духовым шкафом, тепловой мощностью 11,35 кВт

водонагреватель проточный ВПГ-20-1-3-П, мощностью 20,93 кВт

Суммарный номинальный расход газа на 1 квартиру

Q = (Hплиты + Hвпг) / Qн = (11,35 + 0) / 35,36 *3,6 = 1.2 м3/ч

Предварительно принято:

• Жилые дома — оснащены газовыми плитами; отопление и ГВС — централизованное.

Предприятием общественного питания человек пользуется дважды в день, на завтрак и ужин.

Число жителей поселка: из расчета 9 м2/чел:

Количество жителей в квартале — 4000 чел.

Потребление жилыми домами:

Qж.зд. = yж.зд * N * q * z,

где:

q — норма расхода газа, на одного человека — 10000 МДж/год/чел

Qж.зд. = 1 * 4115 * 10000 * 1 = 845202 м3/год

Потребление предприятиями коммунального хозяйства типа ателье, парикмахерские, мастерские и пр.

Принимается 5% от годового расхода на жилые дома:

Qжкх = 845202 * 0,05 = 42260 м3/ч

Потребление предприятиями общественного питания

Qжкх = 360 * zобщ.п. * yобщ.п. * N * qобщ.п.,

где:

• zобщ.п. — охват жителей, которые пользуются предприятиями общественного питания, принимается 25%, zобщ.п. = 0,25;

• qобщ.п.- норма расхода газа, в сумме на ужин и завтра — 6,3 МДж/год/(ужин+завтра);

Qжкх = 360 * 0,25 * 1 * 4115 * 6,3 = 5000 м3/ч

Потребление учреждением здравоохранения

Qзд = 12/1000 * уз * N * qз,

Где qз — норма расхода газа для приготовления пищи, горячей воды, лечебных процедур — 9200 МДж/год/койка

Qзд = 12/1000 * 1 * 4115 * 12400 = 14500 м3/ч

Предварительно принято:

• Газоснабжением охвачено 100% потребителей (yi=1);
• Прачечные принимаются механизированные, с сушкой и глажкой, норма на 1 тыс.жит — 100 т белья;
• Бани — с ванной, 52 помывки в год на человека;
• Выпечка хлеба/батонов , норма потребления — 1 т.

Потребление на прачечную

Qпр = 100/1000 * zп. * yп. * N * qп ,

zп. — доля жителей, которые пользуются прачечной, zп. = 0,5;

• yп.- охват газоснабжением прачечных = 1;
• qп.- норма расхода газа, = 18800 МДж (сушильный шкаф и глажка);

Qпр = 100/1000 * 0,5 * 1 * 3840 * 18800 = 9400 м3/ч

Расход на баню

Qб = zб. * yб. * N * 52* qб ,

где:

• zб. — доля жителей, которые пользуются баней, zб. = 0,5;

• yб.- охват газоснабжением бань = 1;
• помывки в год

Qб = 0,5. * 1 * 3840 * 52* 50 = 8200 м3/ч

Потребление хлебопекарнями

Qх.п. = 0,6/1000 * 365* yх.п. * N * qх.п.ср

qх.п.ср — норма расхода газа для приготовления батонов и булок = 5450 МДж/год

Qх.п. = 0,6/1000 * 365* 1 * 3840 * 5450 = 259000 м3/ч

Определение расхода газа на котельную

Расчет расхода газа на отопление и вентиляцию

,

где:

• k — коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление = 0,25;
• tвн — температура внутреннего воздуха;
• tср.о. — средняя температура за отопительный сезон;
• tр.о. — расчетная температура наружного воздуха для отопления;
• tр.в. — расчетная температура внутреннего воздуха для вентиляции;
• z — среднее число часов работы вентиляции в течении суток (z=16ч);
• k1 — коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий = 0,4;

no — продолжительность отопительного периода

F — жилая площадь отапливаемых зданий (12м2 на 1 чел);

q — укрупненный показатель расхода тепла на м2 в зависимости от наружных температур, для -26°С = 230 кДж/ч м2

η — КПД системы отопления = 0,85

Qот.вент. = [24 * (1 + 0,25) * (20 — (-1,8)) / (20 — (-26)) + 16 * 0,4 * 0,25 * (20 — (-1,8)) / (20 — (-26))] * [(230*12*4115*220) / 0,85] = 166162233 МДж/год

Vов = Qот.вент. / Qн = 41079941 / 35,36 = 4945304 м3/год

Часовой расход газа:

V р.ов = Vов / (24 * no) = 1161763 / (24*220) = 936 м3/ч

Определение часового расхода газа

С учетом низшей теплоты сгорания газа 35360 кДж/м3 = 35,36 МДж/м3 и числа часов использования максимума следует определять часовые расходы газа:

Таблица 3

Наименование потребителей	Потребление газа, м3/ч	Коэффициент использования максимума	Расчетный расход газа, м3/ч
Жилые дома	845202	1/2100	96
Ателье, парикмахерские, мастерские и пр.	42000	1/2100	5
Предприятия обществ. питания	5000	1/1800	1.2
Учреждения здравоохранения	1/2000	2
Итого	906702		104
Прачечные	9400	1/2300	1,2
Бани	8200	1/1600	1,2
Хлебопекарни	259000	1/6000	29,5
Котельная	4945304		564
Итого	5221904		596

Таблица 4. Гидравлический расчет внутридомового газопровода многоквартирного дома

N уч	V, м3/ч	Dу, мм	lд, м	Σζ	lэкв, м	lрасч, м	h/l	Hуч
пг-1	1,2	20	1,5	1,8	0,42	1,65	0,82	1,35
1-2	1,56	20	2,5	1	0,45	2,75	1,25	3,34
2-3	1,62	20	2,5	1	0,46	2,75	1,5	4,12
3-4	2,01	25	3	1	0,57	3,3	0,62	2,04
4-5	2,78	25	3	1	0,62	3,3	1,25	4,12
5-6	3,57	25	3	1	0,65	3,3	1,75	5,77
6-7	7,32	25	3	1	0,69	3,3	2,5	8,25
7-8	5,14	25	3	1	0,72	3,3	3,32	10,9
8-9	5,9	25	3	1	0,74	3,3	3,8	12,5
9-10	5,8	25	3	1	0,77	3,3	4,5	14,05
10-11	6,7	25	4	1,5	0,77	4,4	5,25	17,32

Σ Н стояка = Σ Н + Ннагр + Нсчетч — Нгид = 96,17 + 100 + 90 — (1,29-0,72)*9,81*13,6= 96,17 + 100 + 90 + 33,4 = 320 Па

Таблица 4. Гидравлический расчет внутридомового газопровода одноэтажного дома

N учV, м3/чDу, ммlд, мΣζlэкв, мlрасч, мh/lHуч
ВН-1	2,2	20	4,5	1,7	0,49	4,95	2,5	12,4
1-2	2,0	20	2	1,2	0,57	2,2	2,0	4,4
2-3	2,0	25	7	0,9	0,57	7,7	0,62	4,7

Σ Н стояка = Σ Н + Ннагр + Нсчетч — Нгид = +0,5 -(-1,2)*9,81*(1,29-0,72)

Потери давления внутри дома не должны превышать 600 Па. Расчет выполнен верно.

Расчет квартальной сети производится исходя из того, что давление газа на вводе в каждый дом не должно превышать 3кПа, а допустимые потери давления в квартальных газопроводах — 1,2кПа. Минимально допустимое давление на вводе определяется необходимостью поддержания давления перед последним прибором не менее 2 кПа, для обеспечения стабильного горения, и с учетом потерь давления во внутридомовых сетях эта цифра составит 2,6 кПа.

Методика гидравлического расчета внутриквартальных сетей аналогична методике расчета внутридомовых газопроводов. При расчете сумму местных сопротивлений следует определять как процентную надбавку к потерям по длине 10%.

Таблица 5. Гидравлический расчет газовой сети низкого давления квартала до ГРП

Наименование расчетного участка и местных сопротивлений

Расчетный расход газа, м3/час

Принятый диаметр газопровода, мм

Действительная длина участка, м

Сумма коэффициентов местного сопротивления

Эквивалентная длина

Расчетная длина участка

Потери давления, Па

Vp dу lд lэlрна 1 пог. мНа расчетн.

длину
1-2	2,0	75	75	0,03	0,033	82,5	0,12	9,9
3-2	4,0	75	65,5	0,05	0,055	72,05	0,25	18
4-3	8,0	75	56	0,1	0,11	61,6	0,9	55,44
4-5	16,0	75	46,5	0,3	0,33	51	1,9	96,09
5-6	32,0	75	37	1,1	1,21	40,7	2,2	89,54
6-7	64,0	75	27,5	2,7	2,97	30,2	3,5	105,7
7-8	128,0	75	18	3,1	3,42	19,8	10	198
8-ГРП	256,0	110	8,5	3,2	3,53	8,5	6,25	53

ГРП предназначен для снижения давления газа, поступающего к потребителю, и автоматического поддержания его постоянным независимо от расхода газа и колебания его давления, очистки от механических примесей, контроля за входным и выходным давлением и температурой газа, учета его расхода, предохранение от возможного повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода сверх допустимых пределов. К установке предполагается шкафной ГРП, в состав которого входит регулятор давления, фильтр, предохранительное запорное устройство, предохранительное сбросное устройство, кип, импульсный и сбросной трубопроводы, запорные устройства, байпас.

Регулятор давления следует подбирать на расход на 20% больше требуемого.

Подбираем регулятор давления типа РД-50М:

Ду 50 мм

седло Ø 20 мм

Р1=0,12+0,1 = 0,22 МПа

Р2=1200+1800 = 3000 Па

Р2= 0,0030+0,1=0,103 МПа

P2/ Р1= (0,1033 / 0,3) = 0,35 МПа

V= (Vт * p1 ) / p1T = 717 * 0.3 / 0.1 = 2151 м3/ч

(Vmin / V ) * 100 > 10

/ 2151 * 100 = 79%

Таким образом, этот регулятор подходит для рассматриваемых условий применения.

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

Для рассматриваемых параметров подходит предохранительный клапан ПКН-0.

Предохранающий клапан низкого контролируемого давления ПКН-50: предел настройки давления 0,001-0,06 МПа

Максимальное давление, на которое будет настроен клапан:

РПКНmax = p2 * 1,25

p2 — давление на выходе из ГРП. Поскольку минимальное давление на входе 3 кПа, а потери давления в квартальных сетях 0,8 кПа, то давление на выходе должно быть не менее 3,8 кПа

РПКНmax = 3,8 * 1,25 = 4,75 кПа

Опираясь на технические характеристики газовых фильтров, выбирается фильтр ФГ-50.

Фильтр кассетный сварной ФГ-50:

входное давление не более 0,6 МПа

допустимая пропускная способность 2500 м3/час при давлении 0,1МПа.

масса 67 кг

Пересчет пропускной способности фильтра:

т=0,1 МПа

м3/ч

газоснабжение сельский труба

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/gazosnabjenie-derevni/

1. Ионин А.А. Газоснабжение. — М.: Стройиздат, 1989

2. Стаскевич Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа. — Л.: Недра, 1990

• СНиП 42-101-2004 Газораспределительные системы.
• Методические указания по курсовому проекту «Газоснабжение жилого дома».

Составила проф. Комина Г.П. СПбГАСУ, 2008

• Методическое пособие по проектированию «Газоснабжение района города природным газом». Составила проф. Комина Г.П. СПбГАСУ, 2004
• Чучакин Л.А.

Сельская газовая служба. — СПб.:Недра, 1993

• Вопросы газоснабжения городов. — Л.-М.:Гостоптехиздат, 1953