7. Определение количества котлов для кк и уточнение расхода газа для неё.

Нагрузку квартальной котельной определяем аналогичным путем. Расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий квартала соответственно равны:

= 61∙(875∙ 15) ∙ (1+0,25) ∙10^-3 = 1000,78 кВт;

= 0,25∙0,6∙61∙(875∙15) ∙10^-3 = 120,09 кВт;

=73∙875∙10^-3= 63,875 кВт.

Расход газа на квартальную котельную равен

Уточняем расход газа для квартальной котельной. Для этого определим число устанавливаемых котлов в котельной. К установке приняты котлы «МГ-2Т» с поверхностью нагрева F_k=72 м², теплосъемом q_к=14000 Вт/м² (прил.4).

Расход газа одним котлом V_k, м³/ч, составляет

– площадь поверхности нагрева, м²;

– теплосъем с 1 м² поверхности нагрева котла, Вт/м²;

– к.п.д. котельной установки. В данном курсовом проекте принимаем =0,8;

–низшая теплота сгорания газа, кДж/м³

Количество котлов в котельной:

Принимаем к установке 2 котла. Уточненный расход газа на квартальную котельную составит:

V_kk= n∙V_к=2∙117 = 234 м³/ч

На эту нагрузку подбирают и рассчитывают оборудование ГРУ котельной.

Если на территории газифицированного объекта предусматривается собственная котельная для покрытия затрат тепла этого объекта, то из общего расхода газа следует вычесть расход газа объектовой котельной. В данном случае из нагрузки районной котельной РК 1 следует вычесть расход квартальной котельной и также следует вычесть расход больницы .

Полученные расходы газа являются нагрузкой ГРУ районной котельной 1 и районной котельной 2 .

8. Выбор схемы газоснабжения города

Для выбора схемы газоснабжения используют данные, полученные ранее:

• Количество жителей в городе – 40708 человек;

• Расход газа равномерно распределенными потребителями – 2717,5 м³/ч;

• Расход газа сосредоточенными потребителями – 7322,1 м³/ч;

• Суммарный расход газа – 10039,6 м³/ч.

Принимаем двухступенчатая систему газоснабжения с давлением в 1 ступени 0,3МПа, во второй – 3,0кПа. Трасса кольца выбирается так, чтобы уменьшить общую длину сети среднего давления. Газопроводы среднего давления прокладываются по улицам и от них делаются ответвления к сетевым ГРП и сосредоточенным потребителям. На кольце предусматриваются секционные задвижки так, чтобы любой поврежденный участок можно было отключить с двух сторон и любого потребителя можно было питать с любой стороны кольца. Принимаем одну газораспределительную станцию ГРС. Эту ГРС размещаем с подветренной стороны. Место размещения ГРС со стороны подхода магистрального газопровода на окраине города на расстоянии не менее 50 метров от линии ближайшей застройки.

9. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления для трех режимов эксплуатации сети.

Необходимо рассчитать кольцевую систему газоснабжения среднего давления. Расчетные расходы газа, нумерацию участков и их длины приводим на расчетных схемах.

1)давление газа после ГРС Р_н=0,4МПа, давление перед конечным потребителем Р_к=0,2÷0,25;

2)составляется расчетная схема сети. На ней показываются газопроводы среднего давления, ГРС, ГРП и потребители среднего давления;

3)нумеруются все узлы кольца и проставляются длины участков сети.

Конечное давление ПК принимают таким, чтобы при максимальной нагрузке сети обеспечивалось минимальное допустимое давление газа перед регуляторами ГРП и ГРУ. Это давление Р_к складывается из максимального давления газа перед горелками агрегатов Р_г, потерь давления в объектовой сети при максимальной нагрузке ΔР_с и перепада давления в ГРП–0,05МПа.

Р_к=Р_г+ ΔР_с+0,05, МПа.

Для незакольцованных сетей распределение потоков газа однозначно определяется схемой системы, а диаметры газопроводов рассчитываются при полном использовании максимального перепада давления.

При расчете кольцевых сетей необходимо оставлять резерв давления для увеличения пропускной способности системы газоснабжения при аварийных режимах. Наиболее неблагоприятная аварийная ситуация возникает при отключении головных участков сетей.

При кратковременной аварийной ситуации допускается снижение качества системы, которое оценивают коэффициент обеспеченности K_об зависящим от категории потребителя. K_об приведено в таблице.

Наименование потребителя	V, м3/ч	Коб	Принятый Коб	V∙Коб
Квартальная котельная	275.48	0,7÷0,75	0.7	192.8
ГРП-1	956.343	0,8÷0,85	0.85	812.9
ГРП-2	402.002	0,8÷0,85	0.85	341.7
ГРП-3	1198.28	0,8÷0,85	0.85	1018.5
Банно-прачечный комбинат	821.431	0,6÷0,7	0.6	492.9
РК-1	2988.38	0,7÷0,75	0.75	2241.3
РК-2	2478.38	0,7÷0,75	0.75	1858.8
Промышленно предприятие	5450	0,7÷0,9	0.8	4360.0
Хлебозавод	281.4	0.7	0.7	197.0
Больница	752.5	0.85	0.85	639.6
ИТОГО:	15604.2	-	-	12155.5
				7171.74

Расчет кольцевой сети среднего давления производим при трех режимах работы:

1. аварийный режим I, при котором считаем, что поврежден и выключен 1–11 участок и газ движется по часовой стрелке;

2. аварийный режим II, при котором считаем, что поврежден и выключен участок 1–2 и газ движется против часовой стрелки;

3. нормальный режим, в котором часть потребителей питаются по одной половине кольца, другая– по другой, а участок 5–6 является перемычкой.

Порядок расчета аварийного режима I:

1. составляем расчетную схему кольца;

2. определяем и строим расчетные расходы газа на схеме по участкам сети. Расчет начинаем с конца кольца.

Расчетные расходы определяем по сумме произведений расходов на соответствующие коэффициенты обеспеченности.

V_рi = ∑ К_обi·V_i,

гдеК_обi – коэффициент обеспеченности i-того потребителя газа при аварийном режиме;

V_i– расход газа i–тым потребителем.

Предварительный выбор диаметров кольцевой сети производим по расчетному (эквивалентному по создаваемой потере давления) расходу газа [3]

=0,59·∑К_обi·V_i (12)

и среднеквадратичному перепаду давления А_ср, (МПа)²/км, для рассматриваемого направления газового потока.

(13)

Р_н, Р_к–соответственно начальное и конечное давление,МПа;

– длина кольца, км.

В аварийном режимеI газ к потребителям поступает по направлению ГРС-1-2-3-...-9-10-11-РК-2. Отключен участок 1-11. Общая протяженность газопроводов этого направления ∑ =5,26км, а расчетный эквивалентный расход равен:

=0,59∙12155,5=7171,74 м³/ч.

Давление газа перед наиболее удаленным от ГРС потребителем в аварийных режимах принимают равным Р_к = (0,2÷0,25) МПа [3]. Примем Р_к= 0,25 МПа. Потери давления в местных сопротивлениях учитываем путем увеличения фактической длины расчетных участков газопроводов на 10%.

Линии расхода =7171,74м³/ч и среднеквадратичного перепада давления А_ср=0,0168(МПа)²/км пересекаются в точке , лежащей между диаметрами газопроводов 720х8 мм, прил.5 [9].

Такие диаметры участков газопроводов кольцевой сети назначаем, выполняя гидравлический расчет; при этом больший принимаем на участках кольца, ближайших к ГРС, а меньший– на участках, расположенных диаметрально противоположно точке питания сети газом (ГРС).

Расчет сводится в таблицу 4, в соответствующие графы которой записываем номера участков, длины и расходы газа. По номограмме для принятого диаметра и известного расхода находим действительные значения среднеквадратичного перепада давления на 1 км газопровода (графа 6), затем рассчитываем перепад давления для расчетной длины участка (графа 8), давление газа в начале участка Р_н=0,4 МПа, давление газа в конце участка определяется по формуле:

Полученное давление на первом участке является начальным для последующего участка и т.д.

Если плотность газа ρ_о, кг/м³ , отличается от плотности стандартного газа ρ_ост=0,73_, кг/м³ , то в величину А вводится поправка на плотность газа

Расчет в аварийном режиме I следует считать правильным, если использован располагаемый перепад давления и величина давления в конце участка будет равна принятой Р_к=0,25 МПа. Допустимая невязка ±10%.

Аналогичным образом выполняется расчет газопроводов для аварийного режима II с направлением газового потока ГРС-1-12-11-...-3-2-ПП (отключен участок 1-2).

В нормальном режиме определение расходов газа на участках начинается с конечного участка каждого полукольца из условия обеспечения необходимым (полным) количеством газа. Диаметры газопроводов принимаем наибольшие из двух вариантов выполненных расчетов для аварийных режимов.

Для полных расходов газа и принятых диаметров определяем потери давления на участках по полукольцам и величины давления газа в точках врезки ответвлений. Ответвления рассчитываются по известному расходу и А≤0,1МПа;принимается минимальный для этого расхода диаметр.

Таблица 9.1 Гидравлический расчёт кольцевой сети среднего давления для трёх режимов эксплуатации сети

№ уч.	Длина участка, км		Расчетный расход газа на участке Vp, м3/ч	Диаметр газопровода Dнхδ, мм			Среднеквадратичное падение давления А, МПа2/км	Фактическое среднеквадратичное падение давления Аф, МПа2/км	Среднеквадратичные потери давления на уч. АфхLp, МПа2	Давление газа, МПа
	по плану L	расчетная Lp=1,1L								в начале участка Рн	в конце участка Рк
1	2	3	4	5			6	7	8	9	10
Аварийный режим 1
ГРС-1	0,300	0,330	10861,7	219	х	6	0,05000	0,05123	0,01691	0,4000	0,3783
1--2	0,490	0,539	10861,7	219	х	6	0,05000	0,05123	0,02761	0,3783	0,3398
2--3	0,890	0,979	6941,7	219	х	6	0,02400	0,02459	0,02408	0,3398	0,3023
3--4	0,610	0,671	6026,9	219	х	6	0,01700	0,01742	0,01169	0,3023	0,2823
4--5	0,220	0,242	5632,7	219	х	6	0,01300	0,01332	0,00322	0,2823	0,2766
5--6	0,370	0,407	4780,7	219	х	6	0,00950	0,00973	0,00396	0,2766	0,2693
6--7	0,850	0,935	4370,2	ПЭ 225	х	12,8	0,00121	0,00124	0,00116	0,2693	0,2672
7--8	0,350	0,385	4214,4	ПЭ 225	х	12,8	0,00112	0,00115	0,00044	0,2672	0,2663
8--9	0,110	0,121	3894,1	ПЭ 225	х	12,8	0,00099	0,00101	0,00012	0,2663	0,2661
9--10	0,700	0,770	3737,2	ПЭ 225	х	12,8	0,00092	0,00094	0,00073	0,2661	0,2647
10--11	0,270	0,297	1667,7	ПЭ 160	х	9,1	0,00107	0,00110	0,00033	0,2647	0,2641
11--РК2	0,100	0,110	1667,7	ПЭ 160	х	9,1	0,00107	0,00110	0,00012	0,2641	0,2639
				Невязка			5,552777	%
Аварийный режим 2
ГРС-1	0,300	0,330	10861,7	273	х	7	0,01900	0,01947	0,00642	0,4000	0,3919
1--11	0,370	0,407	10861,7	273	х	7	0,01900	0,01947	0,00792	0,3919	0,3816
11--10	0,270	0,297	9194,0	273	х	7	0,01300	0,01332	0,00396	0,3816	0,3764
10--9	0,700	0,770	7124,5	219	х	6	0,02300	0,02357	0,01815	0,3764	0,3515
9--8	0,110	0,121	6967,6	219	х	6	0,02100	0,02152	0,00260	0,3515	0,3478
8--7	0,350	0,385	6647,3	219	х	6	0,01850	0,01896	0,00730	0,3478	0,3371
7--6	0,850	0,935	6491,5	219	х	6	0,01750	0,01793	0,01677	0,3371	0,3113
6--5	0,370	0,407	6081,0	219	х	6	0,01800	0,01844	0,00751	0,3113	0,2990
5--4	0,220	0,242	5229,0	219	х	6	0,01200	0,01230	0,00298	0,2990	0,2939
4--3	0,610	0,671	4834,8	219	х	6	0,01000	0,01025	0,00688	0,2939	0,2820
3--2	0,890	0,979	3920,0	ПЭ 225	х	12,8	0,01040	0,01066	0,01043	0,2820	0,2629
2--ПП	0,100	0,110	3920,0	ПЭ 225	х	12,8	0,01040	0,01066	0,00117	0,2629	0,2606
				Невязка			4,24474	%
Нормальный режим
Полукольцо ГРС-1-2-3-4
ГРС-1	0,300	0,330	13932,9	273	х	7	0,02800	0,02869	0,00947	0,4000	0,3880
1--2	0,490	0,539	6440,0	273	х	7	0,00600	0,00615	0,00331	0,3880	0,3837
2--3	0,890	0,979	1540,0	ПЭ225	х	12,8	0,00200	0,00205	0,00201	0,3837	0,3811
3--4	0,610	0,671	463,8	219	х	6	0,00012	0,00012	0,00008	0,3811	0,3810
4--Б	0,100	0,110	463,8	219	х	6	0,00012	0,00012	0,00001	0,3810	0,3809
Полукольцо ГРС-1-11-10-9-8-7-6-5
ГРС-1	0,300	0,330	13932,9	273	х	7	0,02800	0,02869	0,00947	0,4000	0,3880
1--11	0,370	0,407	7492,9	273	х	7	0,00750	0,00768	0,00313	0,3880	0,3839
11--10	0,270	0,297	5269,3	273	х	7	0,00350	0,00359	0,00107	0,3839	0,3825
10--9	0,700	0,770	2510,0	ПЭ 225	х	12,8	0,00250	0,00256	0,00197	0,3825	0,3800
9--8	0,110	0,121	2285,8	ПЭ 225	х	12,8	0,00200	0,00205	0,00025	0,3800	0,3796
8--7	0,350	0,385	1909,0	ПЭ 225	х	12,8	0,00150	0,00154	0,00059	0,3796	0,3788
7--6	0,850	0,935	1686,5	ПЭ 225	х	12,8	0,00110	0,00113	0,00105	0,3788	0,3775
6--5	0,370	0,407	1002,3	219	х	6	0,00055	0,00056	0,00023	0,3775	0,3772
5--ГРП1	0,100	0,110	1002,3	219	х	6	0,00055	0,00056	0,00006	0,3772	0,3771
Расчет ответвлений
2--ПП	0,100	0,110	4900,0	ПЭ 225	х	12,8	0,00700	0,00717	0,00079	0,3837	0,3827
3--ГРП3	0,100	0,110	1076,2	ПЭ160	х	5,2	0,00210	0,00215	0,00024	0,3811	0,3808
4--Б	0,100	0,110	463,8	ПЭ140	х	8	0,00070	0,00072	0,00008	0,3810	0,3809
5--ГРП1	0,100	0,110	1002,3	ПЭ160	х	5,2	0,00200	0,00205	0,00023	0,3772	0,3769
6--БПК	0,100	0,110	684,2	ПЭ140	х	8	0,00190	0,00195	0,00021	0,3775	0,3772
7--КК	0,100	0,110	222,5	ПЭ75	х	4,3	0,00550	0,00564	0,00062	0,3788	0,3780
8--ГРП2	0,100	0,110	376,8	ПЭ125	х	7,1	0,00100	0,00102	0,00011	0,3796	0,3795
9--ХЗ	0,100	0,110	224,2	ПЭ75	х	4,3	0,00600	0,00615	0,00068	0,3800	0,3791
10--РК1	0,100	0,110	2759,3	ПЭ180	х	10,3	0,00800	0,00820	0,00090	0,3825	0,3814
11--РК2	0,100	0,110	2223,6	ПЭ180	х	10,3	0,00550	0,00564	0,00062	0,3839	0,3831