Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий. Учебное пособие
.pdf
Пример расчета №4
Абсолютное
Абсолютное
10-11 270 22600
273×
4,0 0,015
0,600
0,587
11-12 255 15000
159×
3,0 0,12
0 0,587
0,474
11-13 375 7600
159×
3,0 0,045
0,587
0,547
13-14
675 4200
108×
3,0 0,213
0,500
0,294
13-15 750 3400
127×
3,0 0,07
0 0,547
0,479
15-16 405 500 57×
3,0 0,08
0 0,479
0,386
15-17
1425
400 57×
3,0 0,15
0 0,479
0,282
Рассчитать распределительную сеть высокой ступени давления (рис. 2.3) двухступенчатой системы газоснабжения, питающей природным газом (ρг=0,75 кг/м3) жилой район (рис. 2.1).
Давление газа после ГРС, P10=0,5 МПа (изб.); от сети питаются: ГРП с расходом Q
ТЭЦ с расходом Q
банно-прачечный комбинат Q
=15000 м3/ч; промпредприятие QПП=4200 м3/ч; хлебозавод QХЗ=500 м3/ч;
ТЭЦ
=400 м3/ч. Результаты расчета заносятся в таблицу 2.9.
БПК
=2500 м3/ч;
ГРП
Решение
Задаемся давлениями газа перед регуляторными пунктами потребителей. Для устойчивой работы горелок среднего давления (ТЭЦ, П.П.), абсолютное давление на выходе из ГРП,
ТЭЦ и промпредприятия не должно быть ниже 0,15 МПа, а перед ГРП – 0,15/0,6 = 0,25 МПа. С
учетом потерь давления в арматуре принимается P12=P14=0,28 МПа. Для других потребителей
(БПК, ХЗ), питающих сети низкого давления, принимается P16=P17=0,25 МПа. Для выбранного
главного направления определяется средний гидравлический уклон
R
1715131110
14257503752101,1
24
/мМПа10959,0
22
25,06,0
Таблица 2.9
Результаты гидравлического расчёта распределительной сети высокого давления
№
участка
Длина
участка
lrk, м
Расчётный
расход
участка
Qrk, м3/ч
Стандартный
диаметр
участка
Dн×S, мм
Гидравлические
потери давле-
ния участка
ΔPrk, МПа
2
давление в
начале
участка
ΔPr, МПа
давление в
конце
участка
ΔPk, МПа
Вычисляются неизвестные давления в узлах сети по формуле (2.39)
42
P
11
P
13
P
15
42
42
МПа;576,027010959,01,16,0
МПа;54,037510959,01,1576,0
МПа.461,075010959,01,154,0
Определяются гидравлические потери давления участка по формуле (2.37)
222
1110
1311
1211
1413
1513
PP
16151715
P
P
P
P
P
Выбираются диаметры и определяются значения ΔP
;МПа0282,0576,06,0
222
;МПа0402,054,0576,0
222
;МПа253,028,0576,0
222
;МПа213,028,054,0
222
;МПа079,0461,054,0
222
.МПа15,025,0461,0
по номограммам приложения
rkф
2, записывая результаты в столбцы 4 и 5 (табл. 2.9). Вычисляются фактические давления в
узлах, соответствующие стандартным диаметрам, по формуле (2.41)
71
11
2
P
МПа;587,0015,06,0
12
2
2
13
2
14
2
15
2
16
2
17
P
P
P
P
P
P
МПа;474,012,0587,0
МПа;547,0045,0587,0
МПа;294,0213,0547,0
МПа;479,007,0547,0
МПа;386,008,0479,0
МПа.282,015,0479,0
Давление газа перед ГРП потребителей оказались не ниже заданных, следовательно,
диаметры труб подобраны верно. Результаты расчета записываем в столбцы 6 и 7 табл. 2.9.
Выбирается тип регуляторного пункта для сети низкого давления, по формуле (2.48)
имея ввиду, что абсолютное давление после ГРП,
P
вых
МПа.105,0103,0
Проверяется
возможность использования ГРП с технологической ниткой на базе регулятора РДБКӏ-50,
табл. 2.8. Давление P
PP
вхвых
вх
= P
Q
= 0,479 МПа (см. данные табл. 2.9). Отношение давлений
15
,22,0479,0/105,0/
следовательно, φ = 0,48 (рис. 2.6).
p
1
48,06,0479,06,91595
2439
м3/ч.
75,0
Номинальный расход газа через регулятор
.
/чм20322,1/3
Так как Q
ном
< Q
QQ
pном
, следовательно, данный регулятор не подходит. Проверим воз-
ГРП
можность использования ГРП с регулятором РДБКӏ-100 с диаметром клапанного отверстия
50 мм, табл. 2.8.
3
/чм348575,0/142,048,0479,06,191595
Так как Q
Q ;
p
ном>QГРП
Q .
ном
, следовательно, к установке принимается ГРП с технологической
3
/чм29042,1/3485
линией на базе регулятора РДБК1-10. На этом расчет сети среднего давления и этап расчета
распределительных уличных (внутриплощадочных) сетей заканчивается.
Контрольные вопросы
1. Из чего складываются гидравлические потери в газопроводе?
2. Приведите методику расчета незакольцованной распределительной се-
ти среднего (высокого) давления.
3. Опишите последовательность выбора диаметров трубопроводов сред-
него (высокого давления).
4. Чему должна равняться расчетная пропускная способность регулятор-
ного пункта?
72
6. Расчет внутридомовой (внутрицеховой) сети
Прокладку газопроводов внутри зданий и сооружений следует предусматривать преимущественно открытой. Прокладку стояков газопроводов в
жилых домах следует предусматривать в кухнях. Ввод от подземной дворовой
разводки осуществляется по наружной стене дома выше окон с обеспечением
нормативных требований. Ввод производится непосредственно в кухню с установкой противопожарного клапана. Расчетный расход газа на участке внутридомовой сети, м3/ч, определяется по формуле
m
q
rk
i
1
i
kQ
, (2.49)
0
Р
Q
Н
где k0 – коэффициент одновременности включения газовых приборов;
m – количество квартир, питаемых газом от данного участка, определяемое из
расчетной схемы сети;
qi – суммарная тепловая нагрузка горелок бытовых газовых приборов одной
квартиры, кДж/ч.
- при установке в квартирах только бытовых газовых плит
пл
qq
.
ii
- при установке в квартирах бытовых газовых плит и газового водонагре-
вателя
вн
пл
qqq
,
i
где q
пл
– тепловая нагрузка конфорочных горелок и горелки духового шкафа
i
бытовой газовой плиты, принимается по техническим данным, кДж/ч; q
ii
вн
–
i
тепловая нагрузка горелки проточного или емкостного водонагревателя, принимаемая по техническим данным на соответствующий аппарат, Дж/ч.
Расчетный расход газа на участке внутрицеховой сети, м3/ч, определяется
по формуле
m
q
i
i
, (2.50)
Р
Q
1
Н
Q
гн
где qi – суммарная тепловая нагрузка горелок газопотребляющего агрегата (горелки котельных установок, сушилки, печи), кДж/ч, принимается по паспортным данным оборудования;
m – количество газопотребляющих агрегатов, питаемых от данного участка сети.
При гидравлическом расчете внутренних газопроводов расчетную длину
участка l
следует определять по формуле
p.rk
lll
hkэrkrkp
..
, (2.51)
где lrk – действительная длина участка газопровода, м;
l
– эквивалентная длина участка, м, потери давления на которой равны поте-
э.rk
рям давления в местном сопротивлении со значением Σξ = 1;
Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка длины lrk.
73
В газопроводах низкого давления вследствие разности геометрических
p.rk
г.
rk
∑rk
отметок различных участков (внутридомовые газопроводы высотных зданий,
свыше 5-ти этажей) появляется дополнительное гидростатическое избыточное
давление ΔР
, Па, величина которого пропорциональна разности плотностей
Гrk
воздуха и газа
gHP
)(
, (2.52)
гвrkГrk
где Hrk – разность геометрических отметок по высоте начального и конечного
узлов (по ходу движения газа) участка газопровода.
При подъеме газопровода (Hrk>0), если газ легче воздуха (ρв < ρг) знак
ΔР
ΔР
противоположен по знаку гидравлическим потерям давления участка
Гrk
. При ρв > ρг, знаки ΔР
Гrk
и ΔРrk совпадают.
Гrk
Методика расчета внутридомовых газовых сетей сводится к следующему:
1. Производится разводка газопроводов на плане первого этажа дома и
строится расчетная схема внутридомовой сети, включающая план сети и аксонометрическую схему с расчетным стояком.
2. Вычисляются расчетные расходы участков. Вначале рассматривается
последний, по ходу движения газа участок, оканчивающийся бытовым газовым
прибором одной квартиры. Далее последовательно рассматриваются участки
стояка и внутридомовой разводки первого этажа в направлении, противоположном движению газа.
3. Задаются диаметром участка газопровода, рассматривая участки в той
же последовательности, что и при определении расчетных расходов.
4. Составляют по каждому участку перечень элементов, имеющих местные гидравлические потери, и определяются значения ξ этих элементов, занося
данные в таблицу 2.10.
Таблица 2.10
Таблица гидравлического расчета внутридомовой газовой сети
№
участка
1 2 3 4 5 6
Расчетная
длина
участка,
l
7 8 9 10 11 12
Расчетный
расход
участка, Q
Удельные
потери дав-
ления, Rrk
Условный
диаметр
участка, d
rk
Потери дав-
ления участ-
ка, ∆Prk
Действитель-
ная длина
yrk
участка, lrk
Гидростати-
ческий пере-
пад давления
участка, ∆P
лений участка
5. Вычисляются Σξ каждого участка сети, после они заносятся таблицу 2.10.
6. При известном расчетном расходе и диаметре участка определяется, с
помощью номограммы, значение l
участка и расчетная длина участка lrk.
э.rk
7. По номограмме при известном расчетном расходе и диаметре участка
находят удельные потери давления Rrk и по формуле
74
Эквивалент-
ная длина
участка, l
Суммарный
перепад дав-
∆P
э.rk
Сумма коэф.
местных со-
противлений
Перечень
местных со-
противлений и
их коэф., ζ
lRP.
(2.53)
rkprkrk
вычисляются потери давления участка.
8. Вычисляется ΔР
участка (при наличии разности геометрических от-
Гrk
меток его конечного и начального узлов).
9. Определяется суммарный перепад давления участка
ΔР
= ΔРrk + ΔР
Σrk
Гrk
.
10. Вычисляются суммарные потери давления сети по всем участкам расчетной схемы от ее начала до последнего прибора, включая потери давления
бытовых газовых приборов по формуле
(2.54)
с
rk
РРРPPP
тксчвнпл
где
P
=50 Па – потери давления в арматуре и трубах плиты;
пл
= 90 Па – потери давления в арматуре и трубах проточного водонагревателя;
Р
ВН
ΔРвн – потери давления в термозапорном клапане (50÷100 Па), Па;
ΔРсч – потери давления в счетчике (100 Па), Па.
Полученное значение
P
сравнивается с нормативным
с
н
P
. При этом,
с
если расчетная схема сети включает внутридомовую и дворовую сеть, беря свое
начало в точке ответвления от уличного распределительного газопровода, то
н
ΔР
= 600 Па; для внутридомовой сети ΔР
с
н
и ΔР
превышать ΔР
= 250 Па (одноэтажная застройка). Расчетное значение ΔРс не должно
с
н
более чем на 25 %.
с
н
= 600 Па (многоэтажная застройка)
с
В случае однотипности принятых к установке газовых приборов диаметры остальных участков внутридомовой сети можно принять в соответствии с
данными участков расчетной схемы. Однако если ответвления газопроводов от
других стояков существенно отличаются по длинам и расходам газа от расчетного стояка, необходимо рассчитывать каждый стояк.
Рассмотрим методику расчета внутрицеховых газовых сетей.
1. Производится разводка газопроводов на плане цеха и строится расчетная
схема внутрицеховой сети, включающая план сети и аксонометрическую схему
газопроводов с началом в узле на вводе в цех, после регуляторного пункта.
2. Вычисляются расчетные расходы участков по формуле (2.50) в такой
же последовательности, как и для внутридомовой сети, то есть от последнего
участка в направлении, противоположном движению газа.
3. Задаются диаметрами участков, из сортамента на трубы, рассматривая
участки в той же последовательности, что и при определении расчетных расходов.
4. Составляется по каждому участку перечень элементов с местными потерями давления и определяется значение ξ этих элементов.
5. Вычисляем Σξ каждого участка сети.
6. При известных расчетном расходе и диаметре участка с помощью номограммы определяется значение эквивалентной длины участка l
. При этом
э.rk
вначале определяется режим течения газа на участке по величине числа Rе, а
затем подбирается соответствующая формула для вычисления l
находится l
участков сети.
р.rk
. После этого
э.rk
7. Для внутрицеховой сети низкого давления по номограмме при известных расчетном расходе и диаметре участка находятся удельные потери давле-
75
ния участков Rrk. Если расчетный расход участка или Rrk выходит за пределы
соответствующих шкал номограммы, то для определения Rrk следует воспользоваться формулами (2.55), (2.56) или (2.57), в зависимости от режима течения
газа, определяемого величиной числа Rе, вычисляемого по формуле (2.58).
- для ламинарного режима давления газа (Re ≤ 2000)
P
R
rk
rk
; (2.55)
l
rkp
PP
kr
l
..
rkp
Q
175,16
rrk
4
d
rk
- для критического режима движения газа (2000 < Re < 4000)
333,2
P
R
rk
rk
l
.
rkp
Q
216,21
rrk
; (2.56)
333,5
d
rk
- для турбулентного режима движения газа (Re ≥ 4000)
25,0
P
R
rk
rk
; (2.57)
.
01,0
7,67
dl
rkrkp
Rе 2474
d
0275,0
rk
Q
rk
Q
rk
; (2.58)
d
rk
где Qrk – расчетный расход газа на участке, м3/ч; l
2
Q
rrk
5
d
rk
– расчетная длина участка
р.rk
газопровода, м; drk – внутренний диаметр участка газопровода, см; Рr и Рk – абсолютное давление соответственно в начальном и конечном (по ходу движения
газа) узлах участка, МПа.
Для внутрицеховой системы газоснабжения среднего (высокого) давления
значение Rrk может быть вычислено при известных Qrk и drk по формуле (2.59)
25,0
22
PP
R
rk
kr
.
01,0
5
1045,1
dl
rkrkp
0275,0
Q
d
rk
rk
2
Q
rrk
. (2.59)
5
d
rk
8. Для системы газоснабжения низкого давления вычисляются потери
давления участков по формуле (2.59). Для внутрицеховых систем (среднего)
высокого давления при уже определенном Rrk и известном давлении в конечном
узле (по ходу движения газа) узле участка Рk, МПа, вычисляется давление в
начальном узле участка Рr, МПа по формуле
2
lRPР
. (2.60)
rkprkkr
.
9. Определяется суммарный перепад давления участка
rk
.
РPР
rkГrk
.
10. Вычисляем суммарные потери давления сети по всем участкам расчётной схемы от её начала до последнего прибора, включая потери давления
бытовых газовых приборов по формуле
,
с
rk
РРРPРР
тксчвнпл
где ΔРпл = 50 Па – потери давления в арматуре и трубах плиты;
ΔРвн = 90 Па – потери давления в арматуре и трубах проточного водонагревателя;
ΔРвн – потери давления в термозапорном клапане (50÷100 Па), Па;
ΔРсч – потери давления в счетчике (100 Па), Па.
76
11. Полученное значение ΔРс сравнивается с нормативным значением
н
ΔР
. При этом если расчетная схема сети включает внутридомовую и дворовую
с
сеть, беря свое начало в точке ответвления от уличного распределительного газопровода, то ΔР
этажная застройка) и ΔР
н
= 600 МПа, для внутридомовой сети ΔР
с
н
= 250 Па(одноэтажная застройка). Расчетное значе-
с
ние ΔРс не должно превышать ΔР
н
более чем на 25 %.
с
н
= 600 Па (много-
с
Расчет для сетей любых давлений начинается с участков, оканчивающихся узлами перед газогорелочными устройствами, давление в которых
(перед горелками) регламентировано техническими на газовые горелки.
Далее последовательно рассматриваются участки в направлении против
движения газа, вплоть до определения давления в начальном узле сети на
вводе в цех. Если это давление ограничено заданными пределами, необходимо
добиваться получения расчетного давления в заданных пределах путем корректировки диаметров соответствующих участков, в соответствии с сортаментом
на трубы. Результаты расчета заносятся в таблицу, составленную с учетом
ΔР
, величин гидростатического перепада давления участка.
Г
.rk
Контрольные вопросы
1. Каким образом рекомендуется предусматривать прокладку газопрово-
дов внутри зданий и сооружений?
2. Чему равняется расчетный расход газа на участке внутридомовой сети?
3. Как следует определять расчетную длину участка при гидравлическом
расчете внутренних газопроводов?
4. Приведите методику расчета внутридомовых газовых сетей.
5. Приведите методику расчета внутрицеховых газовых сетей.
6. От какого параметра зависит режим течения газа и как его определить?
7. С чего начинают гидравлический расчет внутридомовых газовых сетей?
8. Какие величины заносятся в бланк гидравлического расчета внутридо-
мовых газовых сетей?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее учебное пособие предназначено для изучения вопросов проектирования систем теплогазоснабжения населенных мест и предприятий. Изложенные материалы позволяют определять расчетные тепловые нагрузки потребителей, расходы воды в тепловых сетях, расчетные расходы газа на распределительную сеть, проводить гидравлические расчеты тепловых и газовых сетей, а
также подбор необходимых строительных элементов, арматуры и оборудования.
Пособие может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании, а также выполнении реальных проектов систем теплогазоснабжения
жилых, общественных и промышленных потребителей.
77
Приложение 1
-
po
tрв
tср.о
no
-20
С
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
18
18 18 0 0 0 0 18 0 18 0 18
Продолжительность стояния температур наружного воздуха
Город
tн,С tв,С
Температура
наружного воз-
Продолжи-
тельность отопи
духа, С
t
Сводная таблица расчетных тепловых потоков
Виды расхода
отопление
вентиляция
горячее водоснабжение
Итого:
Расчетные температуры воды в тепловой сети
18
18
н
tt18
po
18
8.0
t
н
t
po
5,64
Число часов за отопительный период со
среднесуточной температурой наружного
сут.
-30 -25
воздуха, ч
-15 -10 -5 0 5 8 всего
Род потребления, МВт
Жилые здания Общественные здания Всего
18
18
8.0
t
н
t
po
5,67
18
н
,С
10
tt18
po
80
18
н
20
tt18
po
Приложение 2
Приложение 3
,С
55
18
н
cм
tt18
po
,
t
ро
-30 18
-25 18
-20 18
-15 18
-10 18
-5 18
0 18
5 18
10 18
15 18
78
Приложение 4
10
20
1с
гв
Расчет повышенного и скорректированного температурных графиков сетевой воды
Значение расчетных величин при характерных
Наименование Размерность
температурах наружного воздуха, tн, С
tн = tро -30 -25
-
-15 -10 -5 0 +8
20
Q
G
1п
2п
2с
0
0
С
С
С
С
–
–
С
С
Приложение 5
Расчетные расходы теплоносителя по участкам тепловой сети
Расход теплоносителя, т/ч
Номер участка
G
о
G
в
G
гв.ср
летний период
G
G
л
Расчетная магистраль
ТЭЦ – УТН
УТ1 – УТ2
УТ2 – УТ3
УТ3 – УТ4
и т.д.
Итого
Ответвление от расчетной магистрали
УТ8 – УТ10
и т.д.
79
Приложение 6
н
P
Бланк гидравлического расчета водяной тепловой сети
Номер
участка
ТЭЦ – УТ1
УТ1 – УТ2
УТ2 – УТ3
УТ3 – УТ4
и т.д.
УТ8 – УТ10
и т.д.
Расход воды Длина участка Труба, мм Скорость воды Потери давления
G l lэ l
т/ч м м м мм мм м/с Па/м Па Па
Расчетная магистраль
Ответвление от расчетной магистрали
пр dу
d
S
W Rl
H
Расстояние между неподвижными опорами водяных тепловых сетей
Условный диаметр трубы, dy, мм
50 60 –
70 70 –
80 80 –
100 80 70
125 90 70
150 100 80
175 100 80
200 120 80
250 120 100
300 120 100
350 140 120
400 160 140
450 160 140
500 180 140
600 200 160
700 200 160
800 200 160
900 200 160
1000 200 160
Примечание: Расстояние между н.о. на участке самокомпенсации принимать не более
60% от указанных в таблице для П-образных компенсаторов.
П-образные сальниковые
Компенсаторы
Приложение 7
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]