8015
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.А. Кочева Е.Н. Семикова М.М.Соколов
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомен-
дации по организации самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической работы и курсового проекта) по дисциплине «Газоснабжение» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (Заочная форма обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням).
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.А. Кочева Е.Н. Семикова М.М.Соколов
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомен-
дации по организации самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической работы и курсового проекта) по дисциплине «Газоснабжение» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (Заочная форма обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням).
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК 696.2 (075.8)
М.А. Кочева, Е.Н. Семикова, М.М. Соколов, Газоснабжение. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / М.А. Кочева, Е.Н. Семикова, М.М. Соколов,; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 48 с; ил. 1 электрон. опт.
диск (CD-RW)
В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Газоснабжение» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к практическим занятиям, а также в написании курсовой и расчетнографической работ.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным, практическим и лабораторным занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической работы и курсового проекта) по дисциплине «Газоснабжение» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (Заочная форма обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням).
.
©М.А. Кочева, Е.Н. Семикова, М.М. Соколов 2016
©ННГАСУ, 2016.
|
|
Оглавление |
|
1. |
Общие положения ..................................................................................................................... |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения ....................................................... |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины.................................................................................................... |
4 |
|
1.3 |
Порядок освоения материала.............................................................................................. |
6 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям................................................................. |
7 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях..................................................................... |
7 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций.................................................. |
7 |
|
2.3 |
Общие рекомендации по изучению материала лекций и их теоретический базис....... |
7 |
3. |
Методические указания по подготовке к практическим занятиям..................................... |
27 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям .................................. |
27 |
|
3.2 |
Работа на практических занятиях..................................................................................... |
27 |
4. |
Методические указания по подготовке к лабораторным занятиям.................................... |
38 |
|
5. |
Методические указания по организации самостоятельной работы ................................... |
40 |
|
|
5.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы...................................................... |
40 |
|
5.2 |
Темы для самостоятельного изучения............................................................................. |
41 |
|
5.3 |
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы...................................... |
41 |
6. |
Методические указания по выполнению расчетно-графической работы.............................. |
42 |
|
7. |
Методические указания по выполнению курсового проекта ................................................. |
44 |
|
Литература ................................................................................................................................... |
47 |
||
4
1. Общие положения
1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Целями освоения учебной дисциплины Б.1.48. Газоснабжение являются: изучение студентами систем газоснабжения, приобретение теоретических знаний и практических навыков по проектированию и размещению элементов систем газоснабжения в населенных пунктах.
В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:
−особенности разработки технической документации по проектированию систем газоснабжения.
−основные электронные ресурсы, на которых располагается необходимая информация по дисциплине «Газоснабжение».
−современные источники информации и базы данных по дисциплине "Газоснабжение".
−особенности построения систем газораспределения и газопотребления на планах, разрезах и на различных схемах.
−особенности контроля качества технологических процессов а также контроль технологической дисциплины и экологической безопасности в отношении систем газораспределения и газопотребления.
−нормативные документы: основные СП, ГОСТы по дисциплине «Газоснабжение».
Уметь:
−выполнять гидравлический расчет кольцевых и тупиковых газопроводов различных ступеней по давлению. Выполнять проектирование систем газоснабжения в соответствии с действующими нормативными документами.
−работать с различными программами по подбору оборудования на электронных ресурсах.
−работать с современными источниками информации.
−выполнять чертежи систем газоснабжения и газопотребления.
−вести документацию по менеджменту качества и типовыми методами контроля качества технологических процессов на производственных участках.
−выполнять инженерные решения в строгом соответствии с действующей нормативной базой.
Владеть:
−навыками для оформления проектной и рабочей техническими документациями.
−соответствующими навыками по работе с электронными ресурсами.
−навыками построения систем газоснабжения на представленных в виде исходных данных планах.
−навыками для ведения соответствующей документации в области систем газораспределения и газопотребления.
Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в области дисциплины «Газоснабжение».
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
5
1. Горючие газы. Добыча и транспортирование.
Введение.
Дисциплина «Газоснабжение». Горючие газы. Классификация.
Природные газы. Основные свойства.
Физико-технические характеристики, теплотехнические характеристики. Добыча природного газа.
Требования, предъявляемые к газовому топливу.
Дальнее газоснабжение, схема магистрального газопровода. Хранение газа.
Компрессорные станции. Городские системы газоснабжения. Классификация газопроводов. Системы и схемы газоснабжения.
Трубы, арматура, оборудование газопроводов. Прокладка газопроводов.
Защита газопроводов от коррозии. Определение часовых расходов газа городом.
2. Распределительные системы газоснабжения.
Категории потребителей.
Расчет потребления газа городом. Режим потребления газа. Шкафные регуляторы установок.
Регулирование неравномерного потребления газа. Влияние неравномерного потребления на режим работы. Определение расходов газа на участках.
Определение оптимального количества ГРП. Схемы отбора газа из сети.
Размещение ГРП.
Определение потерь давления в газопроводах. Расчетный перепад давления.
Гидравлический расчет газопроводов низкого давления. Анализ продуктов сгорания газа.
Топливо.
Гидравлический расчет газопроводов среднего (высокого) давления. ГРП. Оборудование ГРП.
Определение Qсн, теплопроизводительность, к.п.д. горелки. Расчет внутридомовых газопроводов.
3. Использование газа.
Реакция горения газов и их тепловой эффект. Расчеты горения газов.
Определение плотности газа. Определение теплоты сгорания. Определение объемов продуктов сгорания.
6
Температура горения газов. Температура воспламенения газов.
Определение температур воспламенения сложного газа. Определение пределов воспламенения газов.
Определение пределов воспламенения с учетом балластных примесей. Расчет турбулентных горелок.
Расчет инжекционных горелок.
Потребление газа промышленными предприятиями и объектами ЖКХ. Газоснабжение сельского хозяйства.
Определение влажности газа.
Определение количества конденсата при охлаждении газа. Эксплуатация систем газоснабжения.
Горение газов в ламинарном потоке. Горение газов в турбулентном потоке. Устойчивость горения.
Определение производительности регуляторного давления. Расчет горелок инфракрасного излучения.
Испытание газопроводов. Эксплуатация систем газоснабжения. Определение потерь давления в фильтре.
Испытание и прием в эксплуатацию ГРП.
4. Системы снабжения потребителей сжиженными углеводородными газами.
Сжиженные углеводородные газы.
Определение давления, количества и объема жидкости и паровой фазы в баллоне с сжиженным газом.
Расчет газопроводов СУГ для индивидуального жилого дома.
1.3 Порядок освоения материала
За время обучения, по мере освоения учебного материала, студенты также должны выполнить курсовую работу. По окончанию курса сдается экзамен. Студенты, не выполнившие курсовую работу, до экзамена не допускаются.
7
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция – это важнейшее звено дидактического цикла обучения, цель которой - формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в доходчивом изложении основных положений изучаемой дисциплины и ориентации на наиболее ее важные вопросы.
Большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей предоставляет личное общение на лекции преподавателя со студентами.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Он помогает внимательно слушать и лучше запоминать в процессе осмысленного записывания. Также конспект незаменим, как опорный материал при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.
2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций и их теоретический базис
2.3.1 Раздел 1: Горючие газы. Добыча и транспортирование.
Природные газы не содержат водорода, окиси углерода и кислорода, содержание азота и углекислого газа обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат в небольших количествах сероводород.
По способу добычи природные газы можно подразделить на три группы:
1. газы, добываемые из чисто газовых месторождений, которые в основном состоят из метана и являются тощими, или сухими. Тяжелых углеводородов (от пропана и выше) сухие газы содержат менее 50 г/м3. Основные составляющие: метан (CH4) (до 98 % от общего объема газа, зависит от газодобывающего месторождения), этан (с2н6), пропан (C3H8), бутан (C4H10), пентан (C5H12) и гексан (C6H14), а также другие изомеры, кроме углеводородов в составе природных газов могут присутствовать азот, диоксид углерода, сероводород и инертные газы.
2.газы, которые выделяются из скважин нефтяных месторождений совместно с нефтью, часто называют попутными, или нефтяными. Помимо метана они содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно свыше 150 г/м3) и являются жирными газами. жирные газы представляют собой смесь сухого газа, пропанбутановой фракции и газового бензина.
3.газы, которые добывают из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата, который выпадает при снижении давления (процесс обратной конденсации). пары конденсата представляют собой смесь паров тяжелых углеводородов, содержащих C5 и выше (бензина, лигроина, керосина). Cухие газы легче воздуха, а
8
жирные легче или тяжелее в зависимости от содержания тяжелых углеводородов. низшая теплота сгорания сухих газов, добываемых в России, составляет 31 000 кДж/м3. теплота сгорания попутных газов выше и изменяется от 38 000 до 63 000 кДж/м3. На газобензиновых заводах из попутных газов выделяют газовый бензин и пропан-бутановую фракцию, которую используют для газоснабжения городов в виде сжиженного газа.
По способу получения газы подразделяются на природные и искусственные.
Помимо газов, добытых из залежей земной коры, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а также в коммунально-бытовом секторе используют небольшое количество искусственных газов, полученных путем переработки твердых и жидких топлив.
Искусственные газы состоят из углеводородов непредельного ряда (CnH2n), таких как этилен (C2H4), пропилен (C3H6), бутилен (C4H8) и др.
Рис. 1. Опорная схема газотранспортной системы: ск — скважины; сеп — сепара-
торы; |
пг |
— |
промысловые газопроводы; пгрс |
— промысловая газораспределительная |
||||
станция; |
мг |
— |
магистральный газопровод; |
пкс |
— |
промежуточная компрессорная |
||
станция; |
лза |
— |
линейная запорная |
арматура; |
грс |
— |
газораспределительная станция; |
|
пх — |
подземное хранилище газа; пп — |
промежуточный потребитель |
||||||
Предпосылки к применению полиэтиленовых газопроводов
Обусловлены следующими преимуществами:
1.полиэтилен не подвержен электрохимической коррозии;
2.легкость по сравнению со стальными газопроводами, что обуславливает серьёзное сокращение затрат при использовании тяжёлой техники для укладки труб;
3.по сравнению со стальными газопроводами увеличенный срок службы (до 50 лет);
4.со временем пропускная способность полиэтиленовых газопроводов увеличивается;
5.более простые сварочные работы, чем у стальных;
6.d стального газопровода эквивалентен меньшему на один калибр d полиэтилена, что обуславливает возможность реконструкции ветхих стальных газопроводов методом протаскивания и использование стального газопровода в качестве футляра.
Наиболее оптимальным техническим решением является использование полиэтиленовых труб на протяжении проектируемой трассы от места врезки или от ГРС, в том числе с
9
давлением 1,2МПа до ввода в газифицируемое здание или ГРП, где переход на стальные трубы является неизбежным.
Исходя из давления газа, условий эксплуатации газопровода и других факторов, в проектах следует использовать трубы ПЭ80 и ПЭ100 со стандартными размерными отноше-
ниями SDR 17,6; SDR 17; SDR 13,6; SDR 11; SDR 9.
Таблица 1.
Рекомендованные полиэтиленовые трубы в зависимости от категории давления.
Классификация |
Рабочее дав- |
Диаметр тру- |
Трубы ПЭ80 |
|
Трубы |
газопроводов по |
ление в газо- |
|
ПЭ100 |
||
бопровода |
(PEMD)* |
|
|||
давлению |
проводе, МПа |
|
(PEHD)** |
||
|
|
|
|||
Низкое |
До 0,005 |
20 – 32 |
SDR11 |
|
SDR11 |
Низкое |
До 0,005 |
40 – 400 |
SDR17,6; |
|
SDR17,6; |
SDR17 |
|
SDR17 |
|||
|
|
|
|
||
Среднее |
0,005 – 0,3 |
20 – 32 |
SDR11 |
|
SDR11 |
Среднее |
0,005 – 0,3 |
40 – 400 |
SDR17,6; |
|
SDR17,6; |
SDR17 |
|
SDR17 |
|||
|
|
|
|
||
Высокое |
0,3 – 0,6 |
20 – 32 |
SDR11 |
|
SDR11 |
2-й категории |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Высокое |
0,3 – 0,6 |
40 – 400 |
SDR11 |
|
SDR13,6; |
2-й категории |
|
SDR11 |
|||
|
|
|
|
||
Высокое |
0,6 – 1 |
20 – 400 |
– |
|
SDR11; SDR9 |
1-й категории |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Высокое |
0,6 – 1,2 |
20 – 400 |
– |
|
SDR9 |
1-й категории |
|
||||
|
|
|
|
|
*PEMD (ПЭ80) – трубы, изготовленные из полиэтилена средней плотности **PEHD (ПЭ100) – трубы, изготовленные из полиэтилена высокой плотности
На полиэтиленовых газопроводах следует исключать или, во всяком случае, сильно ограничивать использование металлических элементов и конструкций. Для этого следует широко применять шаровые краны, седловые отводы кранового типа (позволяющие при необходимости прерывать подачу газа), неметаллические защитные футляры, конденсатосборники, контрольные трубки и т.д.
Не допускается прокладка газопроводов из полиэтиленовых труб при температуре стенки газопровода в условиях эксплуатации ниже -15°C. Обеспечение требуемой температуры эксплуатации для районов центральной и северной части РФ может быть достигнуто за счёт исключения надземной прокладки на головных участках трассы, расположение места перехода на сталь ниже уровня земли, в том числе на горизонтальных участках газопровода, устройство тепловой изоляции труб в местах надземных выходов.
Прокладку распределительных газопроводов по улицам рекомендуется предусматривать на разделительных полосах, избегая по возможности прокладки газопроводов под усовершенствованными дорожными покрытиями.
Глубину заложения труб на участках их прохождения под дорожными покрытиями назначают, исходя из поверочного расчёта, учитывая нагрузку на трубу от дорожной одежды и автомобильного транспорта.
Соединение полиэтиленовых труб со стальными осуществляется, как правило, с помощью неразъёмных соединений полиэтилен-сталь, которые изготавливаются в заводских условиях по технической документации в установленном порядке, имеют паспорт или сертификат, свидетельство об их качестве.