L_1-2=56м

L_2-3=32м

L_3-4=100м

L_4-5=60м

L_5-6=84м

L_6-7=36м

L_7-8=24м

L_8-9=30м

L_9-1=50м

L_2-10=74м

L_10-11=70м

L_11-12=70м

L_12-13=44м

L_13-14=114м

L_14-15=108м

L_15-16=72м

L_16-7=106м

L_8-17=66м

L_17-18=130м

L_18-12=58м

∑L=1384м
1)Определить удельный расход газа.

В_уд=В_общ/∑L=2137/1384=1,54 (1.3.1)
2)Определяем путевые расходы газа.
В_пут=В_уд*L_уч-ка м³/ч (1.3.2)

В_пут1-2=86,24 м³/ч

В_пут2-3=49,28 м³/ч

В_пут3-4=154 м³/ч

В_пут4-5=92,4 м³/ч

В_пут5-6=129,36 м³/ч

В_пут6-7=150,92 м³/ч

В_пут7-8=36,96 м³/ч

В_пут8-9=46,2 м³/ч

В_пут9-1=77 м³/ч

В_пут2-10=113,96 м³/ч

В_пут10-11=107,8 м³/ч

В_пут11-12=107,8 м³/ч

В_пут12-13=67,76 м³/ч

В_пут13-14=175,56 м³/ч

В_пут14-15=166,32 м³/ч

В_пут15-16=110,88 м³/ч

В_пут16-7=163,24 м³/ч

В_пут8-17=101,64 м³/ч

В_пут17-18=200,2 м³/ч

В_пут18-12=89,32 м³/ч

∑В_пут=2226,84 м³/ч
3)Определяем узловые расходы газа
В_узл1=В_пут1-2+В_пут9-1/2 м³/ч (1.3.3)

В_узл1=81,68 м³/ч

В_узл2=124,74 м³/ч

В_узл3=101,64 м³/ч

В_узл4=123,2 м³/ч

В_узл5=110,88 м³/ч

В_узл6=140,14 м³/ч

В_узл7=175,56 м³/ч

В_узл8=92,4 м³/ч

В_узл9=61,6 м³/ч

В_узл10=110,88 м³/ч

В_узл11=107,8 м³/ч

В_узл12=132,44 м³/ч

В_узл13=121,66 м³/ч

В_узл14=170,94 м³/ч

В_узл15=138,6 м³/ч

В_узл16=137,06 м³/ч

В_узл17=150,92 м³/ч

В_узл18=144,76 м³/ч

∑В_узл=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.
В_узл5=В_р4-5+В_р5-6 (1.3.4)

В_р5-6=В_пут5-6/2=129,36/2=64,68 м³/ч (1.3.5)

В_р4-5=В_узл5-В_р5-6=110,88-64,68=46,2 м³/ч (1.3.6)

В_р6-7=204,82 м³/ч

В_р3-4=169,4 м³/ч

В_р2-3=271,04 м³/ч

В_р13-14=87,78 м³/ч

В_р14-15=170,94 м³/ч

В_р15-16=309,54 м³/ч

В_р7-16=446,6 м³/ч

В_р12-13=209,44 м³/ч

В_р11-12=53,9 м³/ч

В_р10-11=53,9 м³/ч

В_р2-10=164,78 м³/ч

В_р12-18=395,78 м³/ч

В_р17-18=540,54 м³/ч

В_р8-17=691,46 м³/ч

В_р8-7=826,98 м³/ч

В_р9-8=1610,84 м³/ч

В_р2-1=560,56 м³/ч

В_р1-9=1672,44 м³/ч

В_узл1= В_грп-В_р1-9-В_р1-2 (1.3.7)

В_грп= В_узл1+В_р1-9+В_р1-2=81,62+1672,44+560,56=2234,58 м³/ч (1.3.8)
Н_доп=1200Па

∆Н_{ф ср}=Н_доп/∑L_р (1.3.9)
2. Газоснабжение квартала.
2.1 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.

L_1-2=20 (м)

L_2-3=20 (м)

L_3-4=45 (м)

L_4-5=20 (м)

L_5-6=20 (м)

L_6-7=40 (м)

L_7-8=20 (м)

L_8-9=20 (м)

L_9-10=50 (м)

L_10-11=20 (м)

L_11-12=20 (м)

L_12-13=12,5 (м)

L_13-14=17,5 (м)

L_15-16=20 (м)

L_16-17=20 (м)

L_17-18=45 (м)

L_18-19=20 (м)

L_19-20=20 (м)

L_20-13=27,5 (м)

 (2.2.1)

Q_приб=Q_гк+Q_пг4 (2.2.2)

37635 кДж/м³

Q_гк=83740 кДж/м³

Q_пг4=40195 кДж/м³

Q_приб=123935 кДж/м³

q_i=123935/37635=3,29 м³/ч
В_р=q_i*К₀*h м³/ч (2.2.3)

В_р1-2=14,8(м³/ч)

В_р2-3=24,7(м³/ч)

В_р3-4=34,1(м³/ч)

В_р4-5=40,1(м³/ч)

В_р5-6=48,1(м³/ч)

В_р6-7=55,4(м³/ч)

В_р7-8=63,9(м³/ч)

В_р8-9=73(м³/ч)

В_р9-10=82,2(м³/ч)

В_р10-11=91,3(м³/ч)

В_р11-12=100,4(м³/ч)

В_р12-13=109,6(м³/ч)

В_р13-14=133,2(м³/ч)

В_р15-16=14,8(м³/ч)

В_р16-17=24,7(м³/ч)

В_р17-18=34,1(м³/ч)

В_р18-19=40,1(м³/ч)

В_р19-20=48,1(м³/ч)

В_р20-13=55,4(м³/ч)

 (2.2.4)

∆Н_доп=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

Z_д.тр.н=Z_зн – Н₀ (2.4.2)

Z_д.тр.к=Z_зк – Н₀   (2.4.3)

Где Z_зн, Z_зк отметка земли в начале и в конце расчётного участка.

            Определяем уклоны дна траншеи по участкам

 (2.4.4)

            Глубина заложения газопровода в промежуточных точках определяется следующим образом:

а) Определяем отметки дна траншеи в промежуточных точках:

 (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.

Газоснабжению 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.
3.2Гидравлический расчёт внутри домового газопровода.

            Определяем прибором или группой приборов:

(3.2.1)

q_i для ГК равно 2,23 а для ПГ4+ГК равно 3,29     

Определяем расход газа на участке:

В_р=n*k₀*q_i  (3.2.2)

В_р1-2=2,23(м³/ч)

В_р2-3=2,30(м³/ч)

В_р3-4=3,68(м³/ч)

В_р4-5=4,74(м³/ч)

В_р5-6=5,66(м³/ч)

В_р6-7=6,58(м³/ч)

В_р7-8=11,19(м³/ч)

В_р8-9=14,81(м³/ч)

            Определяем расчётную длину:

 (3.2.3)

L_1-2=2,67 (м)

L_2-3=4,4 (м)

L_3-4=3,84 (м)

L_4-5=3,85 (м)

L_5-6=2,46 (м)

L_6-7= 9,36(м)

L_7-8=3,9 (м)

L_8-9=17,42 (м)

 (3.2.4)

Н_доп=350Па

ΣL_ф=37,6м

ΔН_ср=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*(t_вн-t_н)*V (4.2.1)

где:

а – коэффициент учитывающий изменение t_н

q₀ – удельная отопительная характеристика

t_н – температура наружного воздуха взятая для нужд отопления.

t_вн = +18⁰C

V – строительный объём зданий

V=81562,5 м³

t_н 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.

 (4.2.2)

где:

q_к – теплосъем с одного м² поверхности нагрева котла = 12 000 (ккал/м²ч)

F=139,96 м²

            Определяем необходимое количество котлов.

 (4.2.3)

f_к – 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.

 (4.2.4)

=8982 ккал/м³

 м³

            Определяем расход газа котельной.

В_кот=В_к*N (4.2.5)

В_кот=217,8 м³/ч

т.к каждый котёл оборудован двумя горелками то расход газа одной горелкой составит

В_гор=В_к/2=36,3 м³/ч (4.2.6)

            Определяем требуемую тепловую мощность горелки:

 (4.2.7)

Q_гор=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.

 (4.2.8)

где:

Р_ном – номинальное давление газа = 3000 мм. вд. ст.

 - это теплота сгорания и плотность газа на которые даны характеристики горелки

 = 8500 ккал/м³

 = 0,71 кг/м³

 - теплота сгорания и плотность месторождения.

 = 8982 ккал/м³

 = 0,78 кг/м³

Р_раб=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.

 (4.3.1)

А = 0,5 ата²/км

= 0,1 км

= 3 ата

= 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:

 (4.4.1.1)
где:

В_ф – пропускная способность фильтра = 240 м³/ч

 - плотность газа = 0,78081

Р₁ – давление газа в ГРУ =2,99 ата

=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:

 (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

 = 933,1 м³/ч

            Определяем степень загрузки регулятора давления:

 (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:

 (4.4.5.1)

- плотность воздуха 1,29

- потери напора по воздуху = 27

= 163,26 Па
4.5Расчёт вентиляции котельной.

Котельная, оснащённая естественной приточно-вытяжной вентиляцией должна иметь трёх кратный воздухообмен.

1. Расчёт вытяжной вентиляции.

Определяем количество вытяжного воздуха

L_вых=3*V_раб = 762 м³ (4.5.1)

где:

V_раб – это рабочий объём = 254 м³

V_раб=V_внутр – V_обор (4.5.2)

где:

V_внутр – внутренний объём помещения по внутренним замерам = 293 м³

V_обор – объём оборудования находящегося в помещении = 39 м³

Определяем площадь вытяжных отверстий.

 = 0,12 м² (4.5.3)

w – скорость движения воздуха в вытяжных шахтах = 1,8

            Количество дефлекторов для вытяжки воздуха определяем по формуле:

 = 4 дефлектора (4.5.4)

где:

 - площадь одного дефлектора = 0,0314 м²

2. Расчёт приточной вентиляции.

Определяем необходимое количество приточного воздуха.

L_прит=L_гор-1,2*V_раб (4.5.5)

где:

L_гор – количество воздуха необходимое для горения

(4.5.6)
где:

 - коэффициент избытка воздуха = 1,4

В_кот – расход газа котельной = 217,8

= 3094,83 м³

Определяем площадь жалюзийных решёток.

 = 0,19 м² (4.5.7)

где:

w – скорость воздуха в приточных отверстиях 4 м/с

            Определяем необходимое количество жалюзийных решёток.

 = 3 решётки (4.5.8)

где:

 - 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.

1.      Подбор клапанов для топки котла определяем площадь взрывных клапанов для токи:

F_кл=500*V_т = 2600 см² (4.6.1)

где:

V_т – объём топки, если нет точных размеров топки, то её объём можно взять 40% от объёма котла.

            Количество клапанов определяем по формуле:

 = 2 клапана (4.6.2)

 - площадь одного клапана = 1600 см²

 - общая площадь всех клапанов

1. Подбор клапанов для борова

Определяем общую площадь клапанов:

F_кл=500*V_бор = 2915 см² (4.6.3)

где:

V_бор – объем борова

V_бор=F_бор*l_бор = 5,83 м³ (4.6.4)

где:

F_бор – площадь борова

l_бор – длина борова = 8,21 м

 = 0,71 м² (4.6.5)

 - объём дымовых газов

w – скорость движения уходящих газов = 1,8 м/с

 = 4569,44 м³ (4.6.6)

В_кот – расход газа котельной = 217,8 м³/ч

 - объём дымовых газов получаемый при сжигании 1 м³ газа и равен 10,53

 - коэффициент избытка воздуха = 1,3

V₀ – теоретически необходимый для процесса горения объём газа

 = 10,15 м³ (4.6.7)

                Необходимое количество клапанов определяем по формуле:

 = 2 клапана (4.6.8)

 - площадь одного клапана

 - общая площадь всех клапанов
4.7Расчёт высоты трубы котельной.

            Высоту трубы котельной определяют по формуле:

 =  28,02 м (4.7.2)

где:

t_н – температура наружного воздуха = –21⁰С

t_дг – температура дымовых газов = 200⁰С

Р_бар – барометрическое давление = 745 мм. рт. ст.

Н_к.у – сопротивление газового тракта котельной установки оно определяется по следующей фор­муле:

Н_к.у=Δh_топки + Δh_котла + Δh_шибера + Δh_борова + Δh_{дым.трубы} = 18 кгс/см² (4.7.2)