1.2 Расчет характеристик газообразного топлива

Высшая или низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива опре­деляется по формуле:

Q^c= (Q₁∙x₁+ Q₂∙x₂+ Q₃∙x₃+…+ Q_к∙x_к)/100, (1.1)

где Q^c - теплота сгорания сухого газообразного топлива, кДж/м³;

Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_k - теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное топливо, кДж/м³;

x₁,x₂,x_3,..._,x_k - объемные доли компонентов, со­ставляющих газообразное топливо, % Q_н=(35880×97,64+64360×0,1+93180×0,01)/100=35106,91 кДж/м³

Q_в=(39820×97,64+70310×0,1+101210×0,01)/100=38960,68кДж/м³

Плотность сухого газа определяют как сумму произведений плотностей компонентов, составляющих газообразное топливо, на их объемные доли:

p^с = ( p₁x₁ + p₂x₂ + p₃x₃ +…+ p_kx_k )/100 (1.2)

где p^с - плотность сухого газа, кг/м³;

p₁, p₂, p₃,…, p_к - плотности компонентов, кг/м³ .

x₁,x₂,x_3,..._,x_k - объемные доли компонентов, со­ставляющих газообразное топливо, %

p_с=(0,7168×97,64+1,3566×0,1+2,0190×0,01) /100 =0,7015 кг/м³;

Относительная плотность сухого газа по воздуху р^с_отн , кг/м³, равна:

р^с_отн = p^с/ p_в (1.3)

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

р^с_отн =0,7/1,293=0,54

Расчет объема воздуха, необходимого для сгорания газа производят на ос­нове уравнения горения компонентов, входящих в его состав. Для газообразно­го топлива, состоящего из углеводородов, уравнение реакции горения пред­ставляют в виде:

C_mH_n + ( m + n/4 )O₂ = mCO₂ + H₂O + Q (1.4)

где т_, п - число атомов углерода и водорода в углеводородных соединениях;

Q - тепловой эффект реакции горения (теплота сгорания).

В общем случае теоретическое количество воздуха, необходимое для сго­рания 1 м³ сухого газа при нормальных физических условиях, равно

V⁰ = 0,0476[ 0,5CO + 0,5H₂ + 1,5H₂S + Σ(m + )C_mH_n – O₂] , (1.5)

где V° - теоретически необходимое количество воздуха, (м³ возд.)/(м³ газа);

СО, Н₂, H₂S, C_mH_n, О₂ - содержание отдельных компонентов газообразного топ­лива, %

V⁰=0,0476+2×97,64+3×0,1+6×0,01=195,6

Характеристики газа, определенные по приведенным выше 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 сгорания, кДж/м3		Плотность газа рс, кг/м3	Относительная плотность, pотн.	Теоретически необходи­мый объем воздуха V°,m3/м3
высшая	низшая
1	2	3	4	5
38960,7	35106,9	0,7	0,54	195,6

1.3 Определение численности населения проектируемого района города

В проектируемой деревне прокладывается трубопровод по тупиковой схеме.

В данном случае количество человек, проживающих в населённом пункте, вычисляется исходя из количества жилых домов и количества квартир в них.

Таблица1.2 - Экспликация зданий

1	2	3	4	5
2	12	5,4	300	1620
	13	5,4		1620
	14	5,4		1620
	15	7,68		2304
	16	6,82		2016
	20	5,4		1620
	21	5,4		1620
	22	5,4		1620
	23	5,4		1620
	24	4,8		1440
	25	7,28		2184
	30	2,42		726
	31	4,84		1452
	32	7,04		2112
	33	5,46		1638
	34	5,04		1512
	35	8,8		2640
	36	8,8		2640
	38	5,6		1680
	39	5,6		1680
	40	6,16		1848
Итого по 2-ой зоне				38832
Всего				63057

1.4 Расчет потребления газа

Городские потребители расходуют газ неравномерно. Для выявления осо­бенностей неравномерности расхода газа городских потребителей 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 предприятия;

д) по­требление газа электростанциями для выработки электроэнергии, горячей воды и пара.

Расход газа определяют отдельно на каждого потребителя.

1.5 Выбор схемы газоснабжения

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.

Системы газоснабжения города или посёлка включают в свой состав:

- источник газоснабжения;

- газовую распределительную сеть;

- внутреннее газовое оборудование.

Распределительная сеть является основным элементом газоснабжения. В зависимости от давления распределительные газопроводы делятся на:

- сеть низкого давления ( не более 5 кПа)

- сеть среднего давления(до 300 кПа)

- сеть высокого давления(от 300 до 600 кПа)

-сеть высокого давления (от 600 до 1200 кПа).

Газопроводы среднего давления служат для питания распределительных газопроводов, а так же для подачи газа промышленным, крупным коммунальным предприятиям и районным отопительным кательным. В газовой сети может быть одно давление во всех газопроводах или в различных газопроводах разное давление. В зависимости от этого различают:

- одноступенчатые;

- двухступенчатые;

- трёхступенчатые;

- многоступенчатые.

Для поселков и небольших городов с населением до 50 000 жителей выбирают одноступенчатые системы газоснабжения, в которых газ от ГРП поступает в сеть низкого давления и распределяется по территории города.

Если застройка разряженная, с малоэтажными зданиями, то от ГРС идет сеть среднего

давления с установкой квартирных или домовых регуляторов. Применение 3-х

ступенчатой системы нецелесообразно, так как нет крупных потребителей.

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 начертанию плана различают 2 основные схемы:

А) кольцевая;

Б) тупиковая.

Основное преимущество кольцевой схемы – высокая надежность газоснабжения, не нарушаемая даже при выключении отдельных участков сети. Недостатком её является большая протяжённость труб по сравнению с тупиковой, а , следовательно и большие затраты на строительство.

Тупиковая схема - это разветвляющийся в разные стороны деревни основной газопровод. Тупиковая схема всегда имеет меньшую длину линий и стоит дешевле. Но т.к требование высокой надежности является основным при газоснабжении, тупиковые сети находят ограниченное применение.

Выбор типа распределительной сети для каждого объекта решается от конкретных условий данного объекта:

-размера объекта и характера застройки;

-наличия потребителей требующих газ повышенного давления;

-расположения источников газоснабжения, вида и давления газа, поступающего к объекту.

Выбранная схема должна удовлетворять следующим требованиям:

-подачи к потребителям расчетных количеств газа под заданным давлением наикратчайшим путём;

- надёжность в работе;

- небольшие затраты на сооружение сети и её эксплуатацию.

На выбор системы газоснабжения оказывает влияние ряд факторов, основные из них:

а) характер источника газа, свойства газа, степень его очистки, наличие в нём влаги;

б) размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения;

в) размеры нагрузок потребителей газа;

г) насыщенность уличных проездов инженерными коммуникациями;

д) 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.

В данном случае одноступенчатые газопроводы среднего давления проложены по тупиковой схеме. Источником запитки распределительной сети является ГРПБ.