Газоснабжение промышленного предприятия

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    666 Кб
  • Опубликовано:
    2015-05-29
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Газоснабжение промышленного предприятия

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионально образования

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

(ННГАСУ)

Факультет инженерно-экологических систем и сооружений

Кафедра теплогазоснабжения






Расчетно-графическая работа

по дисциплине "Технологические энергоносители предприятий"

на тему "Газоснабжение промышленного предприятия"


Выполнил:

Студент 4 курса, гр. ТЭ-02 Салина Н.А.

Проверил:

Доцент, К. Т.Н. Пузиков Н.Т.


Нижний Новгород

Содержание

Исходные данные

1. Расчет инжекционной горелки среднего давления

2. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия

3. Гидравлический расчёт газопровода

4. Газорегуляторные пункты ГРП. Их назначение и размещение

5. Подбор оборудования ГРП

5.1 Подбор регулятора давления газа

5.2 Подбор предохранительных клапанов

5.3 Подбор фильтров

5.4 Подбор дефлектора

6. Взрывобезопасность котельной установки, промышленных зданий и ГРП

Список литературы

Исходные данные


Производительность горелки ;

Давление газа перед горелкой p =20 кПа;

Коэффициент избытка воздуха ;

Состав природного газа по объему:

СН4 = 83,6 %

С2Н6 = 8,4 %

С3Н8 = 2,6 %

С4Н10 =0,6 %

С5Н12 = 0,2 %

СО2 = 4,4 %

N2 = 0,2 %

№ п/п

Наименование

Расход газа, м3

1

Котельная

800

2

Корпус ИВЦ и ЦЗА

300

3

Инженерный корпус

400

4

Корпус №1

800

5

Корпус №2

720

Итого

3020

газоснабжение котельная установка дефлектор

1. Расчет инжекционной горелки среднего давления


1.      Определение низшей теплоты сгорания топлива

 (1.1)


2.      Плотность природного газа

 (1.2)

3.      Теоретически необходимое количество воздуха

= 0,0476 (2C+ 3,5+ 5),  (1.3)

= 0,0476 (2 = 10,239

4.      Расход воздуха в горелке

 

5.      Расход природного газа горелкой

, (1.5)

 

6.      Плотность газовоздушной смеси

,  (1.6)

= = 1,044

7.      Энергия потока газовоздушной смеси выходящей из устья горелки в топку

 (1.7)

, q = 9,8


8.      Площадь выходного отверстия насадка горелки

 (1.8)


 


= , м (1.9)

=  =0,115 м =115 мм


 (1.10)



, м (1.11)


. Скорость газовоздушной смеси на входе в насадок горелки

 ,  (1.12)


. Суммарные потери энергии в сужающемся насадке

 (1.13)

 = 10,4


 (1.14)

 0,6

. Площадь сечения смесителя горелки

 (1.15),


,  (1.16)


. Потери энергии в диффузоре

 (1.17)


 =38


,  (1.18)

 = 200,5


,  (1.19)

= 281

 от  

 (1.20)

3111,42

. Cуммарные затраты энергии в газогорелочном устройстве

 =    (1.21)

 =


 (1.22)

, м (1.23)

 = 0,0057 м = 5,7 мм


, м (1.24)


. Длина диффузора при угле раскрытия

= 0,4028 м

. Площадь сечения для прохода воздуха во встречную насадку при скорости входа  = 1,5 м/с

 (1.26)



, м (1.27)

 = 0,261 м = 261 мм


, мм (1.28)

= 243мм

2. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия


Надземные и наземные газопроводы с обвалованием могут прокладываться в скальных, многолетнемерзлых грунтах, на заболоченных участках и при других сложных грунтовых условиях. Материал и габариты обвалования следует принимать исходя из теплотехнического расчета, а также обеспечения устойчивости газопровода и обвалования.

Стальные газопроводы должны быть защищены от коррозии.

Расстояние от газопровода до строительных конструкций, технологического оборудования и коммуникаций следует принимать из условия обеспечения возможности его монтажа и их эксплуатации, до кабелей электроснабжения.

Газопроводы в местах входа и выхода из земли, а также вводы газопроводов в здания следует заключать в футляр. Пространство между стеной и футляром следует заделывать на всю толщину пересекаемой конструкции. Концы футляра следует уплотнять эластичным материалом. Края футляров должны быть на одном уровне с поверхностями пересекаемых конструкций стен и не менее чем на 50 мм выше поверхности пола.

Вводы газопроводов в здания следует предусматривать непосредственно в помещение, где установлено газоиспользующее оборудование, или в смежное с ним помещение, соединенное открытым проемом.

Не допускаются вводы газопроводов в помещения подвальных и цокольных этажей зданий, кроме вводов газопроводов природного газа в одноквартирные и блокированные дома.

Отключающие устройства на надземных газопроводах, проложенных по стенам зданий и на опорах, следует размещать на расстоянии (в радиусе) от дверных и открывающихся оконных проемов не менее:

для газопроводов низкого давления - 0,5 м;

для газопроводов среднего давления - 1 м;

для газопроводов высокого давления II категории - 3 м;

для газопроводов высокого давления I категории - 5 м.

Газопроводы высокого давления следует прокладывать по глухим стенам и участкам стен или не менее чем на 0,5 м над оконными и дверными проемами верхних этажей производственных зданий и сблокированных с ними административных и бытовых зданий. Расстояние от газопровода до кровли здания должно быть не менее 0,2 м.

Газопроводы низкого и среднего давления могут прокладываться также вдоль переплетов или импостов не открывающихся окон и пересекать оконные проемы производственных зданий и котельных, заполненные стеклоблоками.

3. Гидравлический расчёт газопровода


Диаметры газопровода предварительно можно определить по формуле:

 (3.1)

где  расход газа, ;

 среднее давление (абсолютное) на расчетном участке, МПа;

 скорость газа,  при среднем давлении;  при высоком давлении.

№ участка

Расход газа, РmДиаметр



1

720

0,2

127x3,5

2

800

0,2

127x3,5

3

1520

0,2

159x3,5

4

800

0,2

127x3,5

5

2320

0,2

219x3,5

6

400

0,2

76x2

7

300

0,2

76x2

8

700

0,2

108x2,5

9

3020

0,2

219x3,5

10

3020

0,4

127x3,5

Отдельно стоящие ГРП и ШРП следует предусматривать с входным давлением газа до 1,2 МПа, а пристроенные ГРП и ШРП с входным давлением газа до 0,6 МПа.

Помещение регуляторов отдельно стоящих ГРП, пристроенных и встроенных, должны отвечать требованиям, установленным для помещений категории А.

Здания и пристройки для ГРП должны отвечать следующим требованиям:

быть одноэтажными,

строительные конструкции должны быть не ниже ІІ степени огнестойкости,

иметь легко сбрасываемое покрытие (нагрузка 120 ), или иметь несбрасываемое покрытие с расчетом, что площадь оконных и дверных проемов будет не менее 500  на 1  объема здания (технологическая часть),

стены, разделяющие помещение, следует предусматривать І степени огнестойкости и газонепроницаемыми. Стены из кирпича, отделяющие помещение КИП, отопительное оборудование (АОГВ), следует предусматривать с двух сторон,

отопление паровое низкого давления (менее 50 КПа), или водяное (с присоединением к внешней теплосети; температура теплоносителя до 130) или от местных водонагревателей,

температура воздуха в помещении ГРП должна быть не ниже предусмотренной в паспорте завода-изготовителя,

вентиляция естественная: приток осуществляется через жалюзийные решетки в стене или дверном проеме, вытяжка - через дефлекторы. Дефлекторы располагаются в перекрытии над помещением регуляторов, помещениями КИП и отопительного оборудования. Дефлекторы подбираются по скоростям наружного воздуха,

электроосвещение должно быть во взрывобезопасном исполнении и отвечать требованиям ПУЭ. Управление располагается снаружи здания

(класс В-1а)

пол в помещении регуляторов должен быть искронедающим (асфальт с заполнителями на мраморной, доломитовой или меловой крошки)

пристрой находится в зоне молниезащиты основного здания.

Контрольно-измерительные приборы в помещении В-Іа регуляторов должны быть с механическим приводом, а в отдельном помещении отделены от помещения регуляторов противопожарной стеной, - в обычном исполнении с механическим или электрическим приводом (регистрация параметров газа).

5. Подбор оборудования ГРП


В состав оборудования ГРП входят:

запорная арматура;

регуляторы давления;

предохранительно-запорные клапаны (ПЗК);

предохранительные сбросные клапаны (ПСК);

приборы замера расхода газа;

приборы КИП.

Газовое оборудование в газорегулирующих блоках ГРП располагать в следующей последовательности:

общий запорный орган с ручным управлением для полного отключения ГРП;

фильтр или группа фильтров с байпасами или без них;

расходомер (камерная диафрагма с дифманометрами, газовый счетчик). Газовый счетчик может быть установлен после регулятора давления на низкой стороне в зависимости от принятой схемы газоснабжения;

предохранительный запорный клапан (ПЗК);

регулятор давления газа;

предохранительный сбросной клапан (ПСК) после регулятора.

В ГРП следует предусматривать продувочные газопроводы:

на входном газопроводе - после первого отключающего устройства;

на байпасе (обводном газопроводе) - между двумя отключающими устройствами;

на участках газопровода - с оборудованием, отключаемым для производства профилактического осмотра и ремонта.

Продувочные и сбросные газопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах продувочных и сбросных газопроводов предусматривают устройства, исключающие попадание атмосферных осадков в эти газопроводы.

5.1 Подбор регулятора давления газа


Регуляторы давления газа (РД) предназначены для автоматического снижения давления газа и поддержания его заданного уровня независимо от изменения расхода газа (режима работы горелочных устройств).

По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия.

У регуляторов прямого действия перемещение регулирующего органа производится непосредственно от чувствительного элемента, воспринимающего измерительный импульс.

У регуляторов непрямого действия перемещение регулирующего органа осуществляется от постоянного источника энергии, включаемого специальным прибором, который воспринимает измерительный импульс и преобразует его в командный, подаваемый на привод исполнительного механизма.

Пропускная способность регулятора давления определяется по формуле:

 

V=1,57 ,  (5.1)

где  - давление перед регулятором, кгс/, ;

 - паспортная способность, .

Подбираю регулятор давления РДБК-100/50,


Регулятор давления должен удовлетворять:

  (5.2)

 

5.2 Подбор предохранительных клапанов


В ГРП устанавливают два предохранительных клапана: запорный и сбросной.

Запорный комплектуется с РДБК и подбирается по диаметру условного прохода регулятора (50мм). Принимаем к установке клапан запорный отсечной предохранительный ПКВ-50.

Максимальное давление отсечки газа в ПЗУ:

кПа

Характеристика:

ПКВ-50 срабатывает при повышении давления газа в пределах

Диапазон настройки:

среднего давления - 3¸600 кПа

низкого давления - 3¸300 кПа

Настройку сбросного клапана производят таким образом, чтобы он начинал сбрасывать газ в атмосферу при давлении в газопроводе превышающем заданное, но чтобы это давление сброса было ниже, чем давление, на которое настроен запорный клапан. Открывается клапан вручную оператором после ликвидации причины аварийной отсечки газа.

В качестве сбросного клапана устанавливаем клапан, пружинный, мембранный ПСК-50.

Давление открытия клапана и начала сброса:

 кПа

Характеристика:

Сбросной клапан ПСК-50 поступает с пружинами: среднего давления в пределах . Клапан устанавливается строго в вертикальном положении в помещении с плюсовой температурой.

5.3 Подбор фильтров


Для очистки газа от механических примесей и пыли применяют фильтры заводского изготовления, в паспортах которых должны указываться их пропускная способность при различных входных рабочих давлениях и потери давления в фильтрах.

Фильтрующие материалы должны обеспечивать требуемую очистку газа, не образовывать с ним химических соединений и не разрушаться от постоянного воздействия газа.

К установке принимаем фильтр ФГ-7-50 с максимальной пропускной способностью Q = 7000 м3

Для подбора фильтров пользуемся приложением 15 [5]

Потери давления в фильтрах с литым корпусом:

2.      Определение потерь давления для расходов газа следует производить по формуле:

 (5.3)

 абсолютное давление проходящего газа, Па (кгс/см2)

 высокое давление.



5.4 Подбор дефлектора


Дефлекторами называются специальные насадки, устанавливаемые на концах труб или шахт, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах производственных зданий. Дефлекторы изготовляют различных конструкций и размеров. Наиболее распространены дефлекторы ЦАГИ круглой формы. Для подбора дефлектора типа ЦАГИ при установке его на крыше или шахте с незначительными сопротивлениями дефлектора до патрубка можно пользоваться номограммами. Для этого необходимо определить расход воздуха:

L=, м3

где

Vзд - объем ГРП, м3 (Vзд = 72м3);

n - кратность воздухообмена в помещении (n=3).

L== 72 м3

По номограмме определяем Dдеф = 200мм, принимаем в ГРП дефлектор Ду200

6. Взрывобезопасность котельной установки, промышленных зданий и ГРП


Помещения котельной установки и других промышленных зданий по пожароопасности производства относятся к категории Г, а ГРП - к категории А. В таких помещениях при аварии газового оборудования возможно создание взрывоопасных концентраций газовоздушной смеси.

С целью предотвращения разрушения здания при взрыве газовоздушной смеси, предусматривается легкосбрасываемые ограждающие конструкции. В качестве легкосбрасываемых конструкций, как правило, используется остекление окон и фонарей. При недостаточной площади остекления допускается использовать конструкции покрытий из алюминиевых и асбестоцементных листов и эффективного утеплителя. Площадь легкосбрасываемых покрытий определяют расчетом. При отсутствии расчетных данных площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0.03м2 на 1 м3 объем помещения категории Г и 0.05 м2 на 1м3 - для категории А. Оконное стекло относится к легкосбрасываемым конструкциям при толщине 3, 4 и 5 мм и площади не менее соответственно 0.5; 1; 1.5 м2.

Рулонный ковёр на участках легкосбрасываемых конструкций покрытия разрезают на карты площадью не более 180 м2 каждая.

Расчетная нагрузка от масс легкосбрасываемых конструкций покрытия должна составлять не более 70 кгс/м2.

Для уменьшения разрушительного действия взрыва газовоздушной смеси котлы оборудуют взрывными предохранительными клапанами. Взрывные клапаны выполняют из листов асбеста или алюминия с надрезами по диагонали. На больших котлах клапаны делают в виде открывающихся дверок. При взрыве асбестовые и алюминиевые клапаны разрываются, клапаны в виде дверок открываются.

Кроме этого предусматривается постоянный контроль загазованности помещения котельной, автоматическая сигнализация и отсечка газа быстродействующим электромагнитным клапаном при достижении концентрации газа в 10% от нижнего предела взрываемости.

Определение категории взрывоопасности

Избыточное давление взрыва:


где - масса природного газа, выпущенного в результате аварии в помещении;

-теплота сгорания; Дж/кг;

 - начальное давление, кПа (принимаем равным 101 кПа);

-коэффициент участия во взрыве (z=0,5);

-свободный объем помещения, м3;

-плотность воздуха до взрыва, кг/м3 (принимается равным 1,23);

Ср =1017 Дж/кг ∙°С;

Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения, Кн = 3

m = (V + V) ∙ρ, кг

V - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3

V - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3

V = q∙ τ, м3

 

где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим, кг/с

, м3

 - площадь сечения отверстия, через которое выходит газ, м2

 - давление газа в трубопроводе (абсолютное), Па

 - газовая постоянная природного газа

 - коэффициент истечения

Т = 20ºС + 273 = 293К

 16,4464 г/моль

, м3

V = ∙ 120 = 0,84336 м3

V = 0,01∙  ∙ Р2 (r12 ∙ L1 + r22 ∙ L2), м3

V = 0,01∙  ∙ 200 (7 ∙ 0,06352 + 9 ∙ 0,10952) = 0,85538м3

Vг = 0,85538+0,84336 = 1,698742м3

m = 1,698742∙ 0,77 = 1,25 кг

кПа > 5кПа => класс взрывоопасности помещения А.

Список литературы


1.      СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003

2.      СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. М.: ЗАО "Полимергаз", 2003

.        СП 42-102-96 Свод правил по применению стальных труб для строительства систем газоснабжения

.        СНиП 23-01-99 Строительная климатология.

.        Ю.П. Фалалеев. Системы газоснабжения. Н. Новгород, 1993, 99 c.

.        Ионин А.А. Газоснабжение. Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1989 - 439 с.

Похожие работы на - Газоснабжение промышленного предприятия

 

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