ВВЕДЕНИЕ
      Выполнение курсового проекта имеет целью закрепить теоретический материал по

основным вопроса курса «Газоснабжение», приобрести навыки самостоятельной работы в

области проектирования систем газоснабжения и опыт работы со справочной и

специальной литературой.

      В задании на курсовой проект указываются: 1) климатический район га-

зифицируемого населенного пункта; 2) вид покрытая проездов и тротуаров;

3) размеры селитебной территории на одного человека;

4) наружный строительный объем жилых зданий на одного человека;

5) источник газоснабжения; 6) давление газа в точке подключения (после га-

зораспределительной станции (ГРС)); 7) расстояние от ГРС до городской газовой сети; 8)

расположение ГРС относительно района города; 9) процент охвата газоснабжением

хозяйственно-бытовых, коммунальных и сосредоточенных потребителей; 10) узел

(элемент) газовой сети, подлежащий детальной разработке.

К заданию на курсовой проект прилагаются: генплан проектируемого района с указанием

этажности каждого квартала; план расчетного квартала;

план газифицируемого здания (жилого дома) с указанием этажности.

     В содержание проекта входят:

      1. Расчетно-пояснительная записка (объем 25—40 с.): а) введение;

6) расчет характеристик газообразного топлива; в) расчет численности населения

проектируемого района по однохарактерным зонам застройки; г) расчет потребления газа

по зонам застройки; д) трассировка газопроводов и определение оптимального количества

газораспределительных пунктов (ГРП);

е) определение путевых и расчетных расходов газа по участкам кольцевой сети; ж)

гидравлический расчет газопроводов; з) выводы; и) библиографический список; к)

содержание.

      2. Графическая часть (объем 2-3 листа формата А1): а) генплан проектируемого

района города (М 1:5000) с нанесением газопроводов среднего и низкого давлений, ГРП и

горизонталей; б) расчетные схемы газопроводов среднего и низкого давлений с указанием

расходов, длин расчетных участков и диаметров; в) план расчетного квартала (М 1:1000) с

трассировкой газопроводов низкого давления; г) планы этажей газифицируемого здания

(М 1:100 или 1:200) с нанесением газовых сетей, приборов и вентиляционных блоков;

д) аксонометрическая схема внутридомового газопровода с указанием расходов, длин

расчетных участков и диаметров; е) продольный профиль участка газопровода,

пересекающего проезжую часть улицы; ж) рабочий чертеж одного из узлов газопровода

(элемента) газовой сети; з) спецификация на материалы и оборудование внутридомового

газопровода.

      В проекте необходимо разработать двухступенчатую систему распределения газа с

выполнением первой ступени газопроводами среднего (высокого) давления, а второй -

низкого        давления.       От        сети       среднего       (высокого)      дав-
ления запроектировать сосредоточенные потребители: ГРП, котельную, хлебозавод, баню,

прачечную. При этом котельная располагается с учетом «розы ветров» для проектируемого

района, а хлебозавод, баня и прачечная - произвольно. От сети низкого давления

проектируются хозяйственно-бытовые и коммунальные потребители, перечень которых

принимается по СНиП 2.04.08-87 . Сеть низкого давления должна быть запроектирована

кольцевой.
           1. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА
     Теплота сгорания (высшая или низшая) сухого газообразного топлива (газа)

определяется по формуле

           Qc =(Q1 X1+ Q2 X2 +...+ Qk xk)/100%,  (1.1)
где Qc - теплота сгорания сухого газа, кДж/м3;
     Q1, Q2,…, Qk – теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное

     топливо, кДж/м3 [3, табл. 8.1];

     x1, x2 , …, x3 - объемные доли компонентов, составляющих

     газообразное топливо, %.

     Высшею и низшею теплоту сгорания сложного газообразного топлива можно

определить по [3, с. 286].

     Плотность сухого газа определяют как сумму произведений плотностей компонентов,

составляющих газообразное топливо, на их объемные доли

             p=(p1 x1 + p2 x2 + … + pk xk)/100%,    (1.2)
    где p - плотность сухого газа, кг/м3;
    p1, p2, …, pk – плотности компонентов, кг/м3.

     Относительная плотность рcотн сухого газа по воздуху равна

               рcотн = pc/pв ,                        (1.3)

где pв = 1,293 - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3.

     Теоретически необходимое количество воздуха. Подсчет объема воздуха,

необходимого для сгорания газа производят на основе уравнения горения компонентов,

входящих в его состав. Для газообразного топлива, состоящего из предельных

углеводородов, уравнение реакции горения представляют в виде
где т,n - число атомов углерода и водорода в углеводородных соединениях;

        Q- тепловой эффект реакции горения (теплота сгорания).
     Используя уравнение (1.4), можно получить
                                                                                      (1.5)
где V° - теоретически необходимое количество воздуха (при α = 1), м3 возд./м3 газа;

    x1 = CH4;

   хj - j-й предельный углеводород; у = 2,3,..., k;

    k - количество компонентов (предельных углеводородов) в газообразном топливе.

     В общем случае теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1 м3

сухого газа равно
где CO, H2, H2S, CmHn, O2 - содержание отдельных компонентов газообразного топлива, %.

     Реакция горения и теплоты сгорания сухих газов при нормальных физических

условиях приведены в [3, табл. 8.1].

     Характеристики газа, определенные по приведенным формулам, сводят в таблицу 1.1.
                                                                           Таблица 1.1

Характеристики газообразного топлива при нормальных физических условиях (Т = 273,15,

К, Р = 101,325, кПа)
     Теплота              Плотность          Относительная         Объем воздуха

     сгорания              pс , кг/м3        плотность рcотн       V0, м3/м3

    Q2н ,кДж/м3
1                     2                      3                     4
                     2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

                          ПРОЕКТИРУЕМОГО РАЙОНА ГОРОДА
    Общая численность населения района подсчитывается, исходя из плотности жилого

фонда (этажности застройки), размеров селитебной территории (жилой площади) на одного

человека и площади каждого квартала.

    Плотность жилого фонда S, м2/га, (м2 общей площади на 1 га территории

микрорайона) принимается с учетом этажности зданий по [5, п п. 5.16, 5.18, 5.32, 5.36].
      Размеры селитебной территории f , м2/чел, устанавливают, исходя из средней

жилищной обеспеченности населения общей площадью (см. п. 5.7 СНиП П-60-75*).

Принимают: а) f = 13.5 м2/чел - на первую очередь

строительства; б) f = 18 м2/чел - на расчетный срок; в) f = 23 м2/чел -для расчета резервных

территорий за приделами расчетного срока.

     Площадь квартала Fкв, га, определяется расчетом по генплану. Рассчитывают

плотность населения а, чел/га, проживающего на одном гектаре площади микрорайонной

застройка, для рассматриваемой этажности по формуле

                                   ak=Sk/f,             (2.1)

где k = 1, 2,..., 12 - этажность зданий.

      Определяют численность населения по зонам застройки, на которые разбивают всю

газоснабжаемую территорию проектируемого района города. При этом считают газовую

нагрузку для каждой зоны равномерно распределенной, но отличающейся для отельных

зон значениями удельных часовых расходов, отнесенных к единице площади. В качестве

критерия для разделения по зонам должна быть принята степень использования газа в

жилых домах. Тогда можно считать, что каждая зона застройки включает кварталы

одинаковой этажности.

      Численность населения в квартале Nкв, чел, рассчитывают по формуле

                           Nкв = Fкв • акв                           (22)

     Тогда численность населения в зоне застройки Nзон, чел, будет равна

                                             n1

                                     N = ∑ N кв) ,

                                             (i

                                                                            (2.3)

                                             i =1
где i = 1, 2, ...,n1;

      п1 - количество кварталов одинаковой этажности в рассматриваемой

     зоне застройки. Результаты расчетов сводим в

     таблицу 2.1.
                                                                                    Таблица 2.1
         Результаты расчета численности населения зоны, включающей кварталы 5-

         этажной застройки
Номер квартала Площадь квартала,         Плотность населения а,   Число жителей в

по генплану    Fкв , га                  чел/га                   квартале Nкв, чел
7               2,4                      356                      854

8               1,82                                              684

12              2,1                                               747

Итого:            6,32                                             2285
     Проверка: 6,32 • 356 = 2285.

     Примечание: количество, номера, площади кварталов, а также пятиэтажная зона

застройки приняты условно.
Аналогичные таблицы необходимо составить для всех зон застройки. Определяют общую

численность населения N район и площадь F район проектируемого района города.

                       n2                         n2

             N район = ∑ N зон)

                           (j

                                         Fрайон = ∑ Fзон)

                                                      (j

                                                                   (2.4)

                       j =1                       j =1
где N зон) и Fзон) - численности населения и площади отдельных зон соответственно;

      (j       (j
   j= 1, 2, … n2;

   n2 — количество зон застройки в проектируемом районе. Средняя плотность населения

   т, чел/га, равна.

                        m = Nрайон/Fрайон                  (2.5)
                              3. РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА
     Городские потребители расходуют газ неравномерно. Для выявления особенностей

неравномерности расхода газа городские потребители условно подразделяют на

следующие основные категории: а) бытовые (приготовление пищи и нагревание воды в

квартирах жилых домов); б) коммунально-бытовые (бани, прачечные, хлебозаводы,

общественные, лечебные, детские и прочие учреждения); в) отопление, вентиляция и

централизованное горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных

зданий; г) промышленное потребление для технологических и энергетических нужд пред-

приятия; д) потребление газа электростанциями для выработки электроэнергии, горячей

воды и пара.

     Расход газа определяют отдельно на каждого потребителя.
                       3.1. Определение годовых расходов газа
     Нормы годового расхода тепла на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды

приведены в табл. 2 СНиП 2.04.08-87 . Годовой расход газа на бытовые нужды определяют

по численности населения города (района) и нормам газопотребления на одного человека.

Годовой расход газа на коммунально-бытовые нужды определяют в зависимости от

пропускной способности предприятия и норм расхода газа.

     При определении расчетного числа единиц практикой установлено [1J:

     1. Число расчетных единиц на приготовление пищи и горячей воды в домашних

условиях принимают равным количеству жителей, проживающих в рассматриваемом

квартале или зоне застройки.

     2. Количество белья, подлежащего стирке, определяют по удельному выходу на

одного человека в год (100 кг) и общей численности населения. При этом следует считать,

что 50% годового количества белья стирается в домашних условиях, и 50% — в

прачечных.
      3. При определении количества помывок можно исходить из расчета, что каждый

человек моется один раз в неделю (52 помывки в год). При этом 20 - 50% общей

численности населения моется в банях, а остальные - в ваннах квартир.

      4. Количество расчетных единиц на общественное питание необходимо определять

из условия, что столовые и рестораны посещают 25 - 30% всего населения. При этом

считается, что каждый человек потребляет в день один обед и один ужин (завтрак).

      5. Число расчетных единиц (коек) в больницах следует принимать равным 12 на 1000

человек, а число расчетных единиц (посещений) в поликлиниках - 26 на 1000 жителей.

      6. Расчет расхода газа для хлебозаводов и пекарен следует производить из условия,

что объем суточной выпечки на 1000 жителей составляет 0,6 - 0,8 тонн.

      7. Потребление газа предприятиями бытового обслуживания (ателье, мастерские,

парикмахерские, магазины и др.) необходимо принимать в размере до 10% суммарного

расхода газа на хозяйственные и коммунально-бытовые нужды.

      Руководствуясь табл. 2 СНиП 2.04.08-87 и используя перечисленные выше данные,

рассчитывают годовой расход газа на хозяйственные и коммунально-бытовые нужды по

формуле:

                            Q=q N/QcN,                (3.1)

                                  3

    где Q - годовой расход газа, м /год;

    q - норма расхода тепла на одну расчетную единицу, МДж/год (принимается по табл. 2

   СНиП 2.04.08-87*);

    N - количество расчетных единиц;

    QcN -низшая теплота сгорания сухого газа, МДж/м3.

     Результаты расчета годового расхода газа на хозяйственные и коммунально-бытовые

нужды удобно оформить в виде таблиц 3.1 и 3.2.

     Годовые расходы газа на технологические в энергетические нужды промышленных,

коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий определяет по удельным

нормам расхода топлива, объему выпускаемой продукции и величине фактического

топливопотребления. Расход газа определяют отдельно для каждого предприятия.

     При переводе промышленных потребителей на газовое топливо исходят из

фактических расходов применяющегося ранее топлива и вводят поправку на изменение

КПД оборудования и приборов.

     В этом случае расход газового топлива равен

                  Qгаз = Gпр Qпрн ηпр / (Qcпр ηгаз),                    (3.2)

                         3

где Qгаз - расход газа, м /ч;

    Gпр - расход топлива, применяемого потребителем до перевода на газ, кДж/ч;

    Qпрн - низшая теплота сгорания топлива, применяемого потребителем до перевода на

    газ, кДж/кг;