Газоснабжение района города

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    45,92 kb
  • Опубликовано:
    2011-06-24
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Газоснабжение района города

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра трубопроводного транспорта и гидравлики









КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Системы снабжения нефтепродуктами и газом»

на тему

«ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА»

Выполнил

Булавик Л.М.

студент гр. 04-ТНГ

Проверил: Андриевский А.П.




Новополоцк, 2008

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра трубопроводного транспорта и гидравлики








Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине «Системы снабжения нефтепродуктами и газом»

на тему

«ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА»

Выполнил

Булавик Л.М.

студент гр. 04-ТНГ

Проверил:

Андриевский А.П.



Новополоцк, 2008

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ЖИТЕЛЕЙ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ РАСХОДОВ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО СТАТЬЯМ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ГАЗА

. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЕЦ

. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УВЯЗКА КОЛЕЦ

.РАСЧЕТ ТУПИКОВЫХ УЧАСТКОВ   

. ПОДБОР И РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ГРП

. ЛИТЕРАТУРА

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


1. Состав газа

Средний состав и характеристика природного газа Степановского месторождения

Табл. 1.1.

Компоненты газа

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

Процентное содержание в смеси ri, %

97,3

2,0

0,5

0,1

0,1

Низшая теплота сгорания Qн,i, кДж/м3

33412

59874

86545

114863

144032


. План района города. Этажность зданий в квартале:

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-9-этажные здания;

квартал-9-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-9-этажные здания;

квартал-9-этажные здания;

квартал-9-этажные здания.

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-5-этажные здания;

квартал-9-этажные здания.

квартал-9-этажные здания;

квартал-9-этажные здания;

. Необходимо спроектировать систему газоснабжения данного района города.

 

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ


Низшая теплота сгорания смеси определяется как сумма произведений величин теплоты сгорания горючих компонентов на объемные доли по формуле

,                                          (2.1)

где:

n - число компонентов смеси;

Qн,i - низшая теплота сгорания i-го компонента смеси, кДж/м3;

ri - процентное содержание i-го компонента в смеси.

 КДж/ м3

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ЖИТЕЛЕЙ


Определим число жителей в проектируемом районе, зная, что количество жителей в каждом квартале вычисляется по формуле:

                                         (3.1)

где:

Ni - количество жителей в i-ом квартале, чел;

Fi - площадь i-го квартала, га;

ai - плотность населения для проектируемого i-го квартала, чел./га.

Для 5-этажных зданий плотность населения a=330 чел./га, для 9-этажных зданий - a=435 чел./га.

Результаты расчетов сведены в табл. 3.1.

Определение численности жителей

Таблица. 3.1.

№ квартала

Этажность зданий

Площадь квартала, га

Количество жителей, чел

1

5

1,2

490

2

5

1,5

490

3

5

1,5

490

4

9

1,5

650

5

5

2,5

1090

6

5

2,25

740

7

5

3,75

1240

8

9

4,125

1790

9

9

4,125

1790

10

9

4,125

1790

11

5

2,25

740

12

5

3,75

1240

13

5

2,25

740

14

5

3,75

1240

15

9

4,125

1790

16

9

4,125

1790

17

9

4,125

1790

Всего для района

51,25

19890


4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ РАСХОДОВ


Принимаем, что в данном районе централизованное горячее водоснабжение.

Расходы газа определим по следующим статьям:

Газовый расход на бытовые нужды населения согласно табл. 2, [1] в жилых зданиях определяется по формуле:

,                                               (4.1.)

где:

N-число жителей в районе, чел;

q=2800 МДж/чел год - удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 1 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на стирку белья в немеханизированных прачечных с осушительными шкафами (из расчета 100 кг сухого белья на 1 жителя в год):

,                                      (4.2.)

где:

N-количество белья на всех жителей района, чел;

q=12600 МДж/т год - удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,03 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на бани (из расчета 1 помывки 1 жителя в неделю или 52 помывки 1 жителя в год):

,                                      (4.3.)

где:

N - число помывок всех жителей района, чел;

q=40 МДж/год - удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,09 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на предприятия общепита (из расчета 360 обедов на 1 жителя в год и 360 ужинов (завтраков) на 1 жителя в год):

,                                               (4.4.)

где:

N - число жителей в районе, чел;

qобед = 4,2 МДж/обед год - удельная норма расхода газа на приготовление обедов;

qужин = 2,1 МДж/ужин год - удельная норма расхода газа на приготовление ужинов;

Кисп = 0,25 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на учреждения здравоохранения (из расчета 12 коек на 1000 жителей в год):

,                                               (4.5.)

где:

N - число жителей в районе, чел;

qпищи = 3200 МДж/койка год - удельная норма расхода газа на приготовление пищи;

qх.-б. = 9200 МДж/койка год - удельная норма расхода газа на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и процедур без стирки белья;

Кисп = 1 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий (из расчета 0,6 т на 1000 жителей в сутки):

,                                      (4.6.)

где:

N - число жителей в районе, чел;

q = 15600 МДж/т год - удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 1 - коэффициент использования по данной статье.

Газовый расход на школы, ВУЗы, техникумы (из расчета 19 учащихся на 100 жителей района):

,                                       (4.7.)

где:

N - число учащихся в районе, чел;

q = 50 МДж/чел год - удельная норма расхода газа по данной статье;

Кисп = 0,9 - коэффициент использования по данной статье.

Годовой расход газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера согласно п.3, [1] принимаем равным:

                                        (4.8.)

Расход газа по всем статьям газопотребления для всего района определяется по формуле:

                                                        (4.9.)

где:

m - число статей газопотребления.

Результаты расчетов сведены в таблицу. 4.1.

Таблица 4.1

Статья газопотребления

Коэффициент использования Кисп

Удельная норма расхода газа по данной  статье qi, МДж/чел.год

Годовой расход газа по данной статье Qiг, м3/год

Жилые здания

1

2800

1619001,68

Стирка белья в немеханизированных прачечных с осушительными шкафами

0,03

1260

21856,52

Бани

0,09

2080

108241,83

Предприятия общепита

0,25

2268

327847,84

Учреждения здравоохранения

1

148,8

86038,39

Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий

1

9,42

5446,78

Школы, ВУЗы, техникумы

0,9

50

26019,67

Предприятия торговли, бытового обслуживания непроизводственного характера



80950,084

Всего для района:

2275402,794

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ГАЗА ПО СТАТЬЯМ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ


Определяем часовые расходы газа по статьям газопотребления.

Часовой расход газа равен:

природный газ расход газоснабжение

,                                                       (5.1.)

где:

Qih - часовой расход газа по i-ой статье газопотребления, м3/час;

Qiг - годовой расход газа по i-ой статье газопотребления, м3/год;

Khmax - коэффициент часового максимума.

Определяем суммарное значение часового расхода для всего района по формуле:

                                                     (5.2.)

Результаты расчетов сведены в таблицу. 5.1.

Определение часовых газовых расходов

Таблица.5.1

Статья газопотребления

Годовой расход газа по данной статье Qiг, м3/год

Коэффициент часового максимума Khmax

Часовой расход газа по данной статье Qih, м3/час

Жилые здания

1619001,98

1/2300

578,21

Стирка белья в немеханизированных прачечных с осушительными шкафами

21856,52

1/2900

7,54

Бани

108241,83

1/2700

40,089

Предприятия общепита

327847,84

1/2000

163,92

Учреждения здравоохранения

86038,39

1/2500

34,32

Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий

5446,78

1/6000

0,91

Школы, ВУЗы, техникумы

26019,67

1/2300

11,31

Предприятия торговли, бытового обслуживания непроизводственного характера

80950,084

1/2800

28,91

Всего для района:

865,31


Определяем удельный часовой расход газа на 1 жителя:


Определяем удельный часовой расход газа на единицу пощади застройки:


где: F - площадь кварталов, га.

Определяем часовой расход газа для каждого квартала:

,                                                   (5.3.)

где: Nкв - число жителей в i-ом квартале, чел.

Результаты расчетов сведены в таблицу. 5.2.

Определение часовых газовых расходов в каждом квартале

Таблица. 5.2.

№ квартала

Количество жителей, чел.

Часовой расход газа в квартале Qhкв,i, м3/час

1

490

21,56

2

490

21,56

3

490

21,56

4

650

28,6

5

1090

47,96

6

740

32,56

7

1240

54,56

8

1790

78,76

9

1790

78,76

10

1790

11

740

32,56

12

1240

54,56

13

740

32,56

14

1240

54,56

15

1790

78,76

16

1790

78,76

17

1790

78,76

Всего для района:

875,16


Определение количества ГРП

Количество ГРП, необходимое для обслуживания данного района, равно:


где:

1500-2300 м3/час -оптимальная производительность ГРП.

Т.о. для обеспечения данного часового расхода газа в районе необходимо принять 1 ГРП.

 

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА


Удельный путевой расход газа для каждого квартала определяется по формуле:

,                                           (6.1.)

где:

Р - периметр газопровода вокруг квартала, м.

Результаты расчетов сведены в табл. 6.1.

Определение удельных путевых расходов

Таблица. 6.1.

№ контура

Газоснабжаемые зоны

Длина питающего контура, м

Уд. путевой расход, м3/час


Размер,га

Численность. насел,чел

расход газа qi,  м3/ч·м



1

10,5

3450

151,8

2375

0,064

2

12,0

3960

174,24

2150

0,081

А

4,0

1740

76,56

1350

0,0567

В

12,375

5370

238,28

1810

0,1305

С

12,375

5370

236,28

1815

0,130


7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ГАЗА


Составляем расчетную схему сети (см.прил.А). Задаем начальное направление потоков газа, обозначаем кольца римскими цифрами, полукольца - латинскими заглавными буквами, длинные участки делим на несколько меньших, производим нумерацию всех узлов.

Определяем направление движения газа. Потоки газа к потребителям должны двигаться (по возможности) кратчайшим путем, не возвращаясь назад. Точка встречи потоков газа должна располагаться диаметрально противоположно относительно точки питания (ГРП). Пометим стрелками тупиковые участки: 9-4, 5-10, 7-11, 8-12.

Основные направления движения газа:

1.                6-7-8-3-2-1.

2.       6-5-4-1.

Головные участки, примыкающие к точке питания, должны быть взаимозаменяемыми, т.е. их расходы принимаем приблизительно одинаковыми.

Вычисляем средний гидравлический уклон для основного направления:

                                         (7.1)

где:

- расчетная длина основного направления движения газа, м.

 - заданный перепад давления, Па.

=1000Па

При расчете сетей низкого давления допускается определять потери давления в местных сопротивлениях путем увеличения длинны участка на 5-10%. Т.е.

                               (7.2)

Определяем путевые, транзитные и расчетные расходы газа для всех участков:

Зная удельные путевые расходы газа для каждого квартала, определим путевые, транзитные и расчетные расходы газа на каждом из участков газовой сети.

Расчет начинаем с самого дальнего участка к точке питания сети. Главным условием для распределения транзитных расходов является примерно равная загрузка полуколец замкнутых контуров сети. Транзитный расход для какого-либо участка будет равен:

                     (7.3)

Здесь  - не множитель, а обозначение участка.

Результаты расчетов сведены в табл. 7.1.

Расчет расходов газа

Таблица.7.1

№ участ-ков

Длина участков li, м

Удельный путевой расход газа qi, м3/ч·м

Расход газа, м3/ч




путевой, Qп

Транзитный, Qт

расчетный,






Qр=Qт+0,55·Qп

1

2

3

4

5

6

1-2

450

0,064

28,8

-

15,84

2-3

475

0,071

38,475

28,8

49,96

3-8

600

0,081

48,6

67,275

94,005

12-8

725

0,130

94,25

-

51,84

8-7

365

0,081+0,13=0,2605

77,015

210,125

252,483

11-7

725

0,13+0,1305=0,2605

188,8625

-

103,874

2-6

600

0,064+0,081=0,145

87

-

47,85

7-6

110

0,081+0,1305=0,2115

23,265

476,0025

488,7982

1-4

725

0,064

46,4

-

25,52

9-4

575

0,0567

32,6025

-

17,93

4-5

200

0,064+0,0567=0,1207

24,14

79,0025

92,2795

10-5

575

0,0657+0,1305=0,1872

107,64

-

59,202

5-6

400

0,064+0,1305=0,1945

77,8

210,7825

253,5725

 

 

Всего

874,85

 



Замечание: проверяем правильность вычислений расходов газа. Сумма путевых расходов в табл.7.1 (874,85 м3/ч) должна соответствовать сумме транзитных и путевых расходов всех участков , которые выходят из ГРП. В нашем случае это участки:

-5, 6-2, 6-7: 87+499,23+288,5828=874,85;

Погрешность расчета составила 0,0354%, что является допустимым. Условие выполняется.

 

. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЕЦ


Заносим в табл.8.1 участки, их длины расчетные расходы газа. Для каждого участка по расчетным расходам газа  и значению гидравлического уклона для данного основного направления с помощью номограммы (стр.78 [2]) находим диаметр газопровода. Округляем его в большинстве случаев до большего стандартного значения, затем уточняем гидравлический уклон для выбранного уже диаметра. Перепад давления для данного участка вычисляем по формуле:

                                                    (8.1)

где:

I - уточненный гидравлический уклон газопровода на конкретном участке, Па/м;

 - расчетная длина рассматриваемого участка, м.

Вычисляем для каждого кольца сумму перепадов давлений с учетом и без учета знака. Перепад давления по ходу часовой стрелки со знаком «+», а против - со знаком «-». Соответствующий знак присваиваем и расходу газа.

Результаты расчета колец сводим в табл. 8.1.

Проверяем выполнение ІІ-го закона Кирхгофа в каждом кольце, для чего находим невязку:

                                   (8.2)

Для колец с невязкой Δк > 10%, что недопустимо, выполняем увязку.

9. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УВЯЗКА КОЛЕЦ


Суть гидравлической увязки колец в том, чтобы не меняя диаметров участков внести изменения в расходы газа на участках таким образом, чтобы добиться выполнения II-го закона Кирхгофа. Здесь применяется метод последовательных приближений.

Первое приближение поправочных расходов для каждого кольца равно:

                                        (9.1)

Второе приближение поправочных расходов для каждого кольца равно:

,                                (9.2)

где:

ΔQ'с.к. - первое приближение поправочных расходов в смежных кольцах;

- величина, вычисляемая для участков, которые граничат со смежными кольцами.

Поправочные расходы равны:

                                        (9.3)

Определяем уточненный расход газа:

Для независимых участков:                    

Для участков, которые граничат с соседними кольцами:

                                   (9.5)

где:

ΔQс.к. - поправочный расход соседнего кольца.

Результаты расчетов сведены в табл. 8,1.

Результаты гидравлического расчета колец

Табл. 6.3.

№ кольца

№ участка

№ соседн. кольца

Длина участка, l, м

Расчетная длина  участка, lр, м

Первое приближение

Второе приближение






Расчетный расход,  Q, м3/ч

Диаметр Dн х δ, мм

Гидравлический уклон J, Па/м

Перепад давления ΔP,  Па

ΔP/Q, Па/(м3/ч)

Поправка расхода  кольца ΔQ, м3/ч

Уточненный расход, Qу, м3/ч

Уточненный гидравлический уклон Jу, Па/м

Уточненный перепад давления ΔPу, Па


1-4


725

797,5

-25,52

88,5×4

0,35

-279,15

10,94

-1,426

-26,946

0,4

-319

 

4-5


200

220

-92,28

133×4

0,39

-85,8

0,93


-93,705

0,39

-85,8

 I

5-6


400

440

-253,57

219×6

0,23

-101,2

0,4


-255

0,19

-83,6

 

6-2

II

600

660

47,85

108×4

0,34

224,4

4,69


63,267

0,52

343

 

2-1


450

495

15,84

70×3

0,36

178,2

11,25


14,414

0,31

153,45

 

 

 

 

 

 

 

 SDP=

-63,525

  14,6% SDP=8,25












 S|DP|=

868,725




 S|DP|=

985,05









 SDP/Q

=28,21



 1,6%


 

2-3


475

522,5

49,96

108×4

0,35

182,875

3,66

-15,797

33,117

0,14

73,15

 

3-8


600

660

94,005

133×4

0,4

264

2,81

0,25

165

 II -

8-7


365

401,5

252,483

219×6

0,2

80,3

0,32


235,64

0,15

60,225

 

7-6


110

121

488,798

273×7

0,22

26,62

0,054


471,96

0,22

26,62

 

6-2

I-

600

660

-47,85

108×4

0,34

-224,4

4,69


-66,119

0,55

-363

 

 

 

 

 

 

  

SDP=329,395  S|DP|=778,195

 84,66% SDP=27,995














 S|DP|=621,995 9%









 SDP/Q=11,53




10.РАСЧЕТ ТУПИКОВЫХ УЧАСТКОВ


Располагаемый перепад давления на конечных участках рассчитывается по формуле:

, (6.10.)

где а - количество участков, которые расположены за тупиком по ходу движения газа.

Отсюда располагаемый гидравлический уклон будет определяться по формуле:

 (6.11.)

Результаты расчетов сведены в таблицу. 6.4.

Результаты гидравлического расчета тупиков.

Таблица. 6.4.

№ участка

Длина участка l, м

Расчет-ная длина участка lр, м

Расчетный расход, Q, м3/ч

Располагаемые

Диаметр Dн х δ, мм

Уточненный гидравл. уклон Jу, Па/м

Уточненный перепад давления ΔPу, Па





Перепад давления ΔPрасп, Па

Гидравл. уклон Jрасп, Па/м




9-4

575

632,5

17,93

302.5

1,44

60×3,5

1,3

822,25

10-5

575

632,5

59,202

302.5

1,59

88,5 ×4

1,58

999,35

11-7

725

797,5

637

228.67

0,88

133×4

0,49

390,775

12-8

725

797,5

913,155

228.67

1,26

89×3

1,0

390,775


11. ПОДБОР И РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ГРП


Выбор типа размера осуществляется с помощью коэффициента пропускной способности ,он определяется по одной из двух формул в зависимости от перепада давления на регуляторе.

Рвх=1,2МПа

Рвых=0,4МПа

Твх=296К

Твх=250К

При температуре Твх=296К,


При температуре Твх=250К,



Принимаем РД-50-19 с коэффициентом пропускной способности =7,9

12. ЛИТЕРАТУРА

[1]. СНБ 4.03.01.-98. Газоснабжение .

[2]. Ионин А.А. Газоснабжение / М.: Стройиздат, 1989. - 439 с

Похожие работы на - Газоснабжение района города

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!