2.2.3 Расчет газопровода среднего давления

Переводим избыточное давление в абсолютное

Р = Р изб + Р атм = 130 кПа + 100 кПа = 230 кПа где

Р изб - давление избыточное

Р атм - давление атмосферное

Измеряем фактическую длину газопровода среднего давления от точки врезки до котельной в масштабе , в км.

Lф = 13,5 = 0,0135 км

Определяем расчетную длину

Lр = 0,0135 • 1,1 = 0,0148 км

Определяем конечное давление перед входом в ГРУ

Рк = Рн ² - Ат • Lр где

Рн ² - давление абсолютное

Ат - берется по номограмме среднего давления для расхода газа всеми котлами

Lр - расчетная длина

Рк = 230 ²- 35000 • 0,0148 = 228,87 кПа

Q кот = 282,27 м ³/ч

dн •s = 57 • 3,0

Ат = 35000 кПа ²/км

Давление перед фильтром равно 228,87 кПа

2.2.4 Подбор оборудования гру

Для снижения давления газа до заданного уровня и поддержание данного режима в период работы на входе в котельную устанавливают ГРУ. В состав оборудования ГРУ входит: фильтр, ПЗК, регулятор давления, ПСК, узел учёта расхода газа, отключающие устройства, контрольно измерительные приборы.

2.2.4.1 Подбор газового фильтра

Рк = 228,87 кПа

Q кот = 282,27 м ³/ч

ρг = 0,80 кг/м ³

1. Он используется для очистки газа от механических примесей , потери давления в фильтре определяем по формуле:

∆ Рф = ∆ Ргр/10 • ( Q/ Q гр ) ² • ρг/Р где

∆ Ргр - графические потери давления , Па

Q - расход газа на участке , м ³/ч

Q гр - графический расход газа , м ³/ч

ρг - плотность газа

Р - давление перед фильтром

∆ Рф = 1500/10 • ( 282,27/200 ) ²• 0,80/0,22887 = 827,15 Па

2. По графику для Q - 282,27 м ³/ч , с условным проходом = 80 мм , находим ∆ Ргр = 1500 Па , и Q гр = 200 м ³/ч

Р = 827,15 Па < 10000 расчет заканчивается

Подбираем ФВ - 80

2.2.4.2 Подбор предохранительно запорного клапана ( ПЗК )

Он используется для отключения подачи газа к регулятору давления при нарушении заданных параметров перед регулятором давления.

1. Давление перед ПЗК определяется по формуле

Р пер ПЗК = Рк - ∆Рф где

Рк - давление перед фильтром

∆Рф - потери давления в фильтре

Р пер ПЗК = 228,87 - 0,827 = 228,04 кПа = 0,22804 мПа

2. Определяем рабочую плотность газа по формуле

ρ = ρн • Р пер ПЗК • Тн /Рн •Т • к где

ρн - плотность газа в н. д. - 0.73 кг/м ³

Р пер ПЗК - давление перед предохранительно запорным клапаном

Тн - температура в градусах Кельвина - 273 ⁰К

Рн - нормальное атмосферное давление - 0,101

Т -температура в ГРП - Тн + 5 ^оС = 273 + 5 = 278 ^оК

к - коэффициент принимаем равным единице

ρ = 0,73 • 0,22804 • 273/0,101 • 278 • 1 = 1,6 кг/м ³

3. Определяем скорость течения газа по формуле

W = Q • Рн •Т/2826 • d ²• Р пер ПЗК • Тн где

Q - расход газа на котельную установку

Рн - нормальное атмосферное давление - 0,101

Т -температура в ГРП - Тн + 5 ^оС = 273 + 5 = 278 ^оК

d ² - диаметр условного прохода 100 мм = 0,10 мм

W = 282,27 • 0,101 • 278/2826 • 0,10 ² • 0,22 • 273 = 6,8 м/сек

4. Определяем потери давления в предохранительно запорном клапане по формуле

∆ Р ПЗК = 4,9 • ξ • W ² • ρ| g где

ξ - коэффициент сопротивления клапана - 6 м/ч

W - скорость течения в ПЗК

g - ускорение свободного падения - 9,8 м/с ²

ρ - рабочая плотность газа

∆ Р ПЗК = 4,9 • 6 • 6,8 ² • 1,6/9,8 = 223,48 Па

Вывод: исходя из этих данных подбираем клапан ПКН – 100

2.2.4.3 Подбор регулятора давления

Регулятор предназначен для автоматического поддержания давления на заданном уровне.

1. Давление перед регулятором определяется по формуле

Р пер рег = Р пер ПЗК - ∆Р ПЗК где

Р пер ПЗК - давление перед предохранительно запорным клапаном

∆Р ПЗК - потери давления в предохранительно запорном клапане

Р пер рег = 228,04 - 0,22348 = 227,81 кПа = 0,22781 мПа - Р1

Р2 = 101,3 кПа давление для потребителей

Р2/ Р1 = 101,3/227,81 = 0,44 < 0,9

2. Определяем расход газа в регуляторе давления по формуле:

Qр = 1595 • f • k • φ • Р1 • 1/ρн где

1595 - постоянная величина

f - площадь седла клапана регулятора давления берется из методички

k - коэффициент расхода газа из той же таблицы

φ - коэффициент зависящий от отношения Р₂ к Р₁ из графика

Qр = 1595 • 78,5 • 0,103 • 0,47 • 0,2278 • 1/0,73 = 1623,13 м ³/ч

3. Находим пределы регулирования давления регулятора.

Q min = Qр • 0,1 = 1623,13 • 0,1 = 162,31

Q max = Qр • 0,8 = 1623,13 • 0,8 = 1297,50

Смотрим входит ли наш расход газа в пределы регулирования давления

282,27 - входит в пределы регулирования регулятора

Выбираем регулятор РДБК - 100

2.2.4.4 Подбор предохранительно сбросного клапана

После регулятора давления устанавливают ПСК который настраивается на давление меньше чем давление срабатывания ПЗК.

1. Определяем пропускную способность клапана с учетом сброса газа в атмосферу в помещении 15 % от общего расхода газа по формуле:

q = 0,15 • Q • ρг где

Q - расход газа на котельную установку

ρг - плотность газа

q = 0,15 • 282,27 • 0,80 = 33,87 кг/ч

2. Определяем сечение клапана по формуле:

F = ( q • 100 | 220 • P2 ) • ( Т/М ) где

q - пропускная способность газа клапаном

Т - температура в Кельвинах - 273 ^о К

М молекулярная масса метана М ( СН4 ) = 12 + 1 • 4 = 16

F = ( 33,87 • 100 / 220 • 101,3 ) • ( 273/16 ) = 0,62 м ²

3. Находим диаметр седла клапана по формуле:

d = 1,13 • F = 1,13 • 0,62 = 0,89 мм = 8,9 см

Вывод: подбираем ПСК - 50 исходя из среднего давления от 0,1 до 0,01 мПа

2.2.4.5 Подбор счетчика

Этот прибор предназначен для измерения массы и объема вещества.

Исходя из Q = 282,27 м ³/ч входящего между

минимальным значением - 250

максимальным значением - 300

Выбираем счетчик РГ 250 - 1