4.13.5. Расчет систем водоснабжения.
В зависимости от напора водонапорные сети предприятий различают:
низконапорные сети (величина напора менее 30 м);
средненапорные сети (величина напора 40 — 100 м);
высоконапорные сети (величина напора более 100 м).
Для создания средних и высоких напоров используют насосные станции второго, третьего и выше подъемов. Подача воды осуществляется по магистральным и кольцевым схемам. Магистральные схема применяются для подачи воды от НС последнего подъема в районы потребления воды (цех, промышленный район).
Для подачи воды непосредственно потребителю используют трубы небольшого диаметра. Расчет диаметров трубопроводов у потребителей не производится, проводится расчет только магистральных линий. Правильный выбор диаметра трубопроводов необходим для:
обеспечения пропускной способности;
создания необходимого располагаемого напора у потребителей.
Эти задачи решаются с помощью гидравлического расчета. Исходя из начальных условий, возможны три варианта проведения расчетов:
— при заданных расходах длинных участков и потерях напора определить необходимый диаметр трубопровода;
при заданных длинах, диаметров трубопроводов и потерях в сети определить суммарный расход воды;
при заданных длинах, диаметрах и расходах определить потери напора по участкам.
Наиболее часто встречающейся задачей является определение диаметра трубопровода на участке. В общем случае он определяется по формуле:
,
где Q— количество воды потребляемой предприятием,
V— скорость течения воды.
Зависимость между QиVвыражается формулой:
,
где F— площадь поперечного сечения.
Обычно скорость течения воды задается, при этом исходя из экономических соображений при расчетах применяется экономическая скорость, которая определяется из следующих условий:
если d<300 мм, тоV= 0,8 — 0,9 м/с
если
d
мм, тоV= 0,8 — 0,9 м/с
если d> 1000 мм, тоV= 0,8 — 0,9 м/с
Вторым параметром, имеющим важное значение для расчета трубопроводов, являются гидравлические потери:
линейные (по длине труб);
местные.
Для протяженных и разветвленных ветвей местные потери имеют небольшие значения и при расчетах принимаются 5 — 10 % от линейных.
Для расчета внутренних коммуникаций и сетей малой протяженности потери рассчитываются по формуле:
Для квадратичной области течения используют первую и вторую водопроводную формулу:
1)
2)
Для упрощенных расчетов разработаны таблицы и монограммы.
Водопроводы и водопроводные сети выполняются из металлических и не металлических материалов:
при Pот 10 до 16 атм — чугунные трубы;
при Pдо 10 атм — стальные трубы.
В местных сетях небольшого давления и протяженности используют асбестно–цементные, железобетонные и пластмассовые трубы.
Тема 5.
5. Газоснабжение промышленных предприятий
5.1. Назначение газоснабжения
Газ применяется как основное топливо на ТЭЦ и в котельных. В последнее время разработаны схемы и оборудование для непосредственного применения газа в промышленных отопительных системах и водоподогревателях. Кроме того, во многих случаях газ применяется в качестве топлива при ведении технологических процессов, а иногда газ является исходным технологическим сырьем.
Источниками газоснабжения промышленных предприятий могут быть месторождения природного газа и газовые заводы, на которых при термической переработке твердых топлив, главным образом каменного угля, получают искусственные газы. Кроме того, таз может быть побочным продуктом при технологических процессах.
Наиболее выгодно применять для газоснабжения природный газ. Преимущество его перед другими видами топлива заключается в дешевизне, большой теплотворной способности, высокой транспортабельности (передача по трубам на большое расстояние), отсутствии большого количества сернистых газов, выбрасываемых в воздушный бассейн города, легкой автоматизации процесса сгорания. Замена газом других видов топлива, кроме того, способствует уменьшению территорий на промышленных предприятиях, занятых под склады угля, мазутохранилища и шлаковые отходы, способствуют освобождению транспорта от перевозки топлива. Транспортирование газа от места его получения до потребителей осуществляется в основном по трубопроводам. До города от места его добычи (изготовления) газ передается по магистральным газопроводам. Начальным пунктом является головная компрессорная станнмя, а конечным пунктом магистральных сетей - газораспределительная станция (ГРС), расположенная на вводе в город (промышленный район).
По трассе магистральных газопроводов кроме головной компрессорной стагации устанавливаются промежуточные компрессорные станции для повышения давления газа. Расстояние между ними 130—150 км. После компрессорной станции давление газа повышается до 50—55 ат.
После ГРС газ поступает в сеть высокого давления, которая выполнена в виде кольца (полукольца или лучей). Отсюда газ подается через ГРП (газорегуляторные пункты) в сети среднего и низкого давления. Промышленные предприятия получают газ от городских распределительных сетей среднего и высокого давления через ответвления. На вводе устанавливают главное отключающее устройство, которое размещается вне территории предприятия. Газ к цехам поступает по межцеховым газопроводам, которые могут быть подземными или надземными. Из условий удобства обслуживания отдается предпочтение надземным прокладкам.
Снижение давления газа после сетей высокого или среднего давления осуществляется или в центральном (одном на предприятии) ГРП или на вводе в каждый цех устанавливается ГРУ (газораспределительная установка). На вводе газопровода в город давление газа обычно составляет 10—12 ат.
Расход газа потребителями никогда не бывает равномерным и колеблется по часам суток, дням недели и по времени года. Особенную неравномерность газопотребления вызывает отопительная (сезонная) нагрузка. Суточное потребление газа летом в два раза меньше, чем зимой. В отдельные зимние дни с низкими температурами наружного воздуха потребление газа превышает среднесуточное потребление в течение месяца на 30—40%. Неравномерное потребление газа в летний период приводит к неполному использованию мощностей дальних газопроводов, а в зимний— к необходимости сокращать, а в отдельные дни полностью прекращать подачу газа некоторым потребителям.
Для хранения избытков газа, образующихся вследствие неравномерного потребления, устанавливаются специальные емкости, называемые газгольдерами; предусматриваются специальные «буферные» потребители, потребляющие большое количество газа в летние месяцы (как правило, электрические станции, потребляющие в качестве топлива газ с возможностью его замены мазутом), и создаются крупные подземные хранилища газа.