1.7 Расчет топливного хозяйства

Подбор и расчет оборудования ГРП выполняем для котельной с расчетным расходом газа V_кк(V_р), м³/ч. Давление газа на вводе в ГРП котельной Р_вх(Р_ф) принимаем 0,4 МПа. Газ от ГРП поступает по газопроводам к горелкам котельных установок, принимаем давление газа перед горелками Р_г = 30000 Па.

Принимаем к установке чугунный волосяной фильтр D_у = 200 мм. Определяем потери давления Р_ф, Па, в чистом фильтре:

, (124)

где Р_гр – потери давления в чистом фильтре, Па, определяем в зависимости от пропускной способности при Р₀ = 0,101 МПа (абсолютное) и _гр = 1 кг/м³, Р_гр = 2300;

V_р – расчетный расход газа, м³/ч;

V_гр – расход газа по графику, м³/ч, V_гр = 1500;

₀ - плотность газа, кг/м³, ₀ = 0,758;

Р_ф – давление газа на входе в ГРП, МПа.

, (125)

где n – количество установленных котельных агрегатов, согласно расчету тепловой схемы.

Потери давления газа в фильтре с чистой кассетой не должны превышать 40% от максимально допустимого перепада давления в фильтре в процессе эксплуатации – 10000 Па, т.е. Р_ф должен быть не более 4000 Па.

Предохранительный клапан приводится в действие от импульса выходного давления газа. Величина этого давления слагается из давления газа перед горелкой Р_г и давления, необходимого для преодоления сопротивления системы газоснабжения от ГРП до наиболее отдаленной горелки Р_с. Газопроводы в котельной рассчитываем на давление Р_с, Па, составляющее 25…30% от принятого давления газа перед горелкой

Р_с= (0,25…0,3)Р_г. (126)

Р_с= 0,3∙30000 = 9000

Тогда давление Р_вых, МПа, на выходе из предохранительного клапана определяем как:

Р_вых = Р_г+Р_с, (127)

Р_вых = 0,03+0,009 = 0,039

Принимаем к установке ПКН с верхним пределом настройки от 0,001 до 0,06 МПа, нижним – от 0,0003 до 0,003 МПа.

Определяем потери давления Р_пкн, Па, в предохранительном клапане:

, (128)

где ω – скорость газа на входе в ПКН, м/с;

ρ – плотность газа при температуре 5⁰С, кг/м³;

ζ – коэффициент местного сопротивления ПКН, отнесенный к скорости газа ω, м/с, во входном сечении клапана, принимаем ζ = 5, по источнику [11].

Определяем скорость ω, м/с, на входе в пкн:

, (129)

Так как потери давления в переходном патрубке незначительны, ими можно пренебречь, тогда давление газа Р_пкн, МПа, на входе в ПКН:

Р_пкн= Р_ф – ΔР_ф, (130)

Р_пкн= 0,4–0,002093 = 0,398

, (131)

Определяем давление газа на выходе из ПКН Р₁, МПа,, а следовательно, и во входном сечении регулятора давления газа:

Р₁ = Р_ф-ΔР_ф-Р_пкн, (132)

Р₁ = 0,4-0,002093-0,008624= 0,3893

Определяем давление газа Р₂, МПа, в выходном сечении регулятора давления

Р₂ = Р_г+Р_с+Р_сч, (133)

Определяем потери давления в счетчике Рсч, Па,

. (134)

В формуле Р_в – перепад давления в счетчике, Па, при измерении расхода воздуха с ρ_в=1,293 кг/м³ принимается с учетом действительной загрузки на двух технологических линиях редуцирования природного газа с установкой вихревых счетчиков газа Метран-331 (диаметр условного прохода датчика 150 мм; минимальный расход газа 150 м³; номинальный расход газа 2500 м³; максимальный расход газа 5000 м³), по источнику [11], Р_в = 380 Па.

Р₂ = 0,03+0,009+0,000223= 0,039

На основании расчетов по расчетному расходу газа к установки в ГРП принимаем регулятор давления газа РДГПК – 100 со следующими характеристиками:

• номинальный диаметр 100 мм.;

• диаметр седла клапана (регулятора предохранительного клапана) – 50 мм.;

• диапазон входного давления – 0,05-1,2 МПа.;

• диапазон настройки выходного давления – 0,0016-0,016 МПа.;

• пределы настройки предохранительного клапана от установленного выходного давления (Р_вых), не более: а) нижний Р_пн ≤0,5 Р_вых

б) верхний предел Р _вп ≤1,25 Р_вых

- максимальная пропускная способность при максимальном входном давлении 1,2 МПа, не более 9000 м³/ч;

- неравномерность регулирования не более ±10 %;

- изменение выходного давления при нулевом расходе (зона пропорциональности) не более ±20 %;

- зона нечувствительности от верхнего предела настройки выходного давления не более ±2,5 %;

- постоянная времени – не более 60 с.;

- габаритные размеры: а) строительная длина – 350 мм.;

б) ширина – 495 мм.;

в) высота – 810 мм.;

- масса не более: а) алюминиевый корпус – 60 кг.;

б) чугунный корпус – 70 кг.

При выходном давлении до 0,003 МПа включительно предохранительно-запорный клапан регулятора должен быть настроен на верхний предел срабатывания 0,00375 МПа ± 5 %.