2 Расчетная часть

2.1 Расчёт основных характеристик газа

В жилые дома подается газовая смесь, в состав которой входят

CH₄=98 %

C₂H₆=0, 1%

C₃H₈=0, 1%

C₄H₁₀=0, 1%

CO₂=0, 6%

N₂=1, 1%

Находим низшую теплоту сгорания газа по формуле

Qн=0,01*(ƩQ_н*r_i)=0,01*(35840*98+63730*0,1+93370*0,1+123770*0,1)=

=35404,07кДж/м³ (1)

где Q_Н­ - низшая теплота сгорания горючего компонента газа кДж/м³

r_i – объемная доля компонентов, %

Находим плотность газа по формуле

=(ƩQ_н*r_i)х0,01=0,01*(98*0,717+0,1*1,357+0,1*2,019+0,1*2,703+0,6*1,977+1,1*1,250)==0,73кг/м³ (2)

где  - плотность компонента газа., кг/м³

2.2 Расчет расхода газа, выбор горелок.

Для расчёта мощности котельной и подбора оборудования находим теплопотери дома:

Q = а х q_о х (t_вн - t_н) х V_n, (3)

где а – коэффициент, учитывающий изменение q_о, в зависимости от наружной температуры (для средней полосы при t=-40^ос, а=0,9),

q_о – удельная отопительная характеристика здания, в зависимости от его этажности (для одноэтажных зданий принимается 2,522,94 кДж/м³ х час),

1,26…1,68 кдж

t_н – температура наружного воздуха (для наиболее холодной пятидневки принимается -35^ос),

t_вн – температура внутри помещений, ^оc

V_n – объем помещения по наружному периметру здания, м³

Q = 0,9*1,68*(18-(-35)) * (68*12*15) = 1009713,6 кДж/ч (4)

Так как 1кВт/ч = 3600 кДж/ч получаем что нам необходима котельная мощностью 1009713,6/3600=280,476 кВт, по полученным требованиям подбираем Модульную котельную газовую АРГУС ТМ-300.00.PR.3 (3 котла Protherm 120 SOR), мощность 315 кВт. Модульная котельная "АРГУС" - это транспортабельная отопительная установка, предназначенная для отопления и горячего водоснабжения жилищных, административных и производственных строений.

Определяем расход газа на приборы

Q_ном =q_номпг/Qн , м ³/ч (5)

где q_номп –мощность газовых горелок газовой плиты согласно технических характеристик, кДж/ч

q_номпг =3600(12+3,05+0+0,7+2,7) =37620 кДж/ч (6)

Q_номпг = 37620/35404,07 = 1,06 м ³/ч

Определим общий расход газа на квартиру:

Qобщ=1,06м ³/ч

2.3 Расчет наружного газопровода

Гидравлический расчёт 1-ого кольца, все данные сводим в таблицы 3 и 4.

Схема кольцевой газовой сети приведены на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема кольцевой сети.

Определяем расчётные длины участков кольцевой сети, учитываются только участки с непосредственным отбором газа, при этом для участков с односторонним отбором газа принимается только половина фактической длины.

L_р = 0,5 * l_Ф , м (7)

где l_Ф – фактическая длина участка, м

Для участка с двусторонним отбором газа L_р = L_Ф , м

Определяем сумму расчётных длин всех участков кольцевой сети

∑ L_р= 1390 м

Определяем удельные расходы газа

Q_УД= ∑ Q_{расч газопр.}/ ∑ L_р , м³/ч (8)

Определяем расчётный расход газа на микрорайон

Q_Р= К_о*n*q_общ+ Qкот, , м³/ч = 0,18*560*1,06+252=358,8 м³/ч (9)

где К₀- коэффициент одновременности

q- расход газа приборами, м³/ч

n- количество однотипных приборов или число квартир.

Определяем путевые расходы газа по формуле

Q_ПУТ= Q_УД.* L_р , м³/ч (10)

Определяем эквивалентные расходы газа по формуле

Q_ЭКВ= Q_ПУТ* 0,5 , м³/ч (11)

Для определения транзитных расходов газа необходимо выполнить условия бесперебойного газоснабжения потребителей в любой точке газовой сети. По кратчайшему направлению через участок 2 транспортируется транзитный расход газа в количестве

Q_ТРАНЗ = 0,18*480*1,06+216=307,58 м³/ч, (12)

Необходимый для участка 3; по кратчайшему направлению через участок 4 транспортируется транзитный расход газа в количестве

Q_ТРАНЗ = 0,18*400*1,06+180=256,32 м³/ч (13)

для питания участка 5.

Расчётные расходы газа определяют как сумму эквивалентных и транзитных расходов газа:

Q_Р = Q_ТРАНЗ + Q_ЭКВ , м³/ч (14)

Q_Р2 = 307,58 + 48,75 = 356,33 м³/ч

Таблица 3 для первого кольца

Nкв	Qрасч	Nучка	Lф	Lр	Qуд	Qпут	Qтр	Qэкв	Qрасчит
1120	717,70	1	60	30	1,56	0	0	0	717,70
480	307,58	2	125	62,5	1,56	97,5	307,58	48,75	356,33
400	256,32	3	200	100	1,56	156	0	78	78
400	256,32	4двуст	200	200	1,56	312	256,32	156	412,32
240	157,86	5	130	65	1,56	101,4	0	50,7	50,7

Расчёт для второго кольца производим аналогично

Таблица 4 для 2-ого кольца

Nкв	Qрасч	Nучка	Lф	Lр	Qуд	Qпут	Qтр	Qэкв	Qрасчит
1120	717,70	1	60	30	1,55	0	0	0	717,70
480	307,58	2	135	67,5	1,55	104,625	307,584	52,3125	359,90
400	256,32	3	200	100	1,55	155	0	77,5	77,50
400	256,32	4двуст	200	200	1,55	310	256,32	155	411,32
240	157,86	5	130	65	1,55	100,75	0	50,375	50,38

Определяем удельные потери давления по участкам 1 –ого кольца сети по формуле

∆Р_уд = ∆Р_доп/∑l_р­ , Па/м (15)

где ∆Р_доп – допустимые потери давления на участках Па.

где l_р­ – расчётная длина, м

Определяется l_р­ по формуле

L_Р­ = l_Ф*1,1 , м (16)

∆Р_уд = 1200/786,5 = 1,53 Па/м

Определяем диаметры труб участков газопровода.

Рассмотрим участок № 1

L_Р­ = 66 м

Q_Р1 = 717,7 м³/ч

∆Р_уд = 1,53 Па/м

∆Р_Т = 1,4 Па/м

d•S = 219 • 6 мм

∆Р _УЧ = ∆Р_Т * L_Р­ * _ГАЗА/_Н.У. = 92,4 Па/м (17)

Остальные участки и 2 кольцо рассчитываются аналогично. Данные сводим в таблицы.

Таблица 5 Гидравлический расчёт кольцевой сети

1 кольцо

№ участка	Lф	Lр	Qрасч	∆Руд	∆Рт	∆Руч	dnxS	Потери давления на полукольцах
1	60	66	717,70	1,53	1,4	92,4	219х6	-700,15
2	125	137,5	356,33	1,53	1,7	233,75	159х4
3	200	220	78,00	1,53	1,7	374	89х3
4	200	220	412,32	1,53	2,2	484	159х4	+655,6
5	130	143	50,70	1,53	1,2	171,6	89х3

2. кольцо

Таблица 6.

№ участка	Lф	Lр	Qрасч	∆Руд	∆Рт	∆Руч	dnxS	Потери давления на полукольцах
1	60	66	717,70	1,50	1,4	92,4	219х6	-718,85
2	135	148,5	359,90	1,53	1,7	252,45	159х4
3	200	220	77,50	1,53	1,7	374	89х3
4	200	220	411,32	1,53	2,2	484	159х4	+655,6
5	130	143	50,38	1,53	1,2	171,6	89х3

Определяем гидравлическую невязку на полукольцах по формуле

Н = (((+∆P)+(- ∆Р))/ (0,5*(+∆P)+(- ∆Р))) * 100 , % (18)

Для 1 го кольца

Н = ((700,15-655,6)/(0,5 * (700,15+655,6)) * 100 = 6,57 %

Для 2 -го кольца

Н = 9,2 %

Гидравлическая увязка на полукольцах не превышает 10 %, следовательно, диаметры труб подобраны по ГОСТ 10704-91 правильно.