Методичка газоснабжение

объема здания на 1°С, см. табл. 3.3.1; a - поправочный коэффициент для отопительной характеристики здания, см. табл. 3.3.2. ; tв - внутренняя температура воздуха в помещении, °С; tн - расчетная температура наружного воздуха, °С; Vот – объем жилых и общественных зданий, который необходимо отапливать, приходящийся на одного жителя, м3, рекомендуется принимать в пределах 50…60 м; Vвент – объем общественного здания, который необходимо вентилировать, приходящийся на одного жителя, м3, рекомендуется

принимать в пределах 10…15					м3; η - КПД отопительной установки (для крупных котельных
η =0,8…0,9).
																Таблица 3.3.1
				Теплотехнические характеристики здания [18]
								Объем	Удельные тепловые
				Здание				здания		характеристики
								тыс.		qo				qв
								м3	Вт/(м3·°С)			Вт/(м3·°С)
								до 3		0,49			-
								< 5		0,44			-
			Жилые, гостиницы,					< 10		0,4			-
								< 15		0,36			-
			общежития, залы
								< 20		0,33			-
				ожидания
								< 25		0,32			-
								< 30		0,31			-
								> 30		0,3			-
								< 5		0,5			1,02
			Административные					< 10		0,44			0,09
								< 15		0,4			0,08
								> 15		0,37			-
																Таблица 3.3.2
					Поправочный коэффициент a [18]
	tн, °С	-10		-15		-20	-25		-30		-40			-45		-50
	α	1,45		1,29		1,17	1,08		1		0,9			0,85		0,82

Расход газа на горячее водоснабжение общественных зданий, м3/ч:

V гвс	=	3,6 N qгвс	,	(3.4)
час		Qнр 1000 η
где qгвс - среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение общественных
зданий (см.табл.3.3).
Суммарное потребление газа на отопление, вентиляцию и ГВС:
Vобщ =V от +V вент +V гвс				(3.5)
	.

11

Таблица 3.4

Укрупненные показатели среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение общественных зданий[19]

Средние за отопительный период			qгвс , Вт/чел
нормы расхода воды на ГВС при			С центральным
tг=55	0	С, л/(чел·сутки)	водоснабжением,
			Вт
		85	73
		90	73
		105	73
		115	73

3.4. Расход газа в столовых, ресторанах и кафе, м3/год:

	V гвс =	βст αст N 360 (q0	+q( у)з )	,	(3.6)
		Qнр
	год
где	αст – степень охвата населения обслуживанием предприятиями общественного
питания,	принимается в пределах 25…30% ; βст		– охват газоснабжением столовых,

принимается в пределах 25…30%; q0 – норма расхода газа на приготовление одного обеда (вне зависимости от пропускной способности предприятия), МДж, (см. [1], прил. А); q( у) з –

норма расхода газа на приготовление одного ужина или завтрака, МДж, ( см. [1], прил. А). 3.5. Потребление газа в учреждениях здравоохранения, м3/год:

V бол = 0,012 βбол N (qn αn +qгвс αгвс)					(3.7)
год	Q	р		,
	н
гдеβбол – степень охвата учреждений			газоснабжением,		принимается, что бол

составляет 100%;αn – степень потребления газа на приготовление пищи, принимается по заданию; αгвс – степень потребления газа на нагрев воды, принимается по заданию; qn – норма расхода теплоты на приготовление пищи, МДж, (см. [1], прил. А); qгвс – норма

расхода теплоты на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья), МДж, (см. [1], прил. А).

3.6. Потребление газа в банях, м3/год, определяют из расчета 52 помывки на 1 чел. в

год:

V бань = 52 βб N αб (qв αв		+qбв αбв)		(3.8)
год	Qр		,
	н
где αб – часть населения, пользующаяся банями, принимается 10%; βб				– степень
охвата бань газоснабжением, принимается 100%; αв		– часть населения, которая пользуется

банями с ваннами (20%); αбв – часть населения, которая пользуется банями без ванн (80%).; qв – норма расхода газа на помывку 1 человека в бане с ванной, МДж, (см. [1], прил. А); qбв –

норма расхода теплоты на помывку одного человека в бане без ванны, МДж, (см. [1], прил.

А).

3.7. Потребление газа в прачечных, м3/год:

12

прач	=	∑Gгор (αмпр qмпр +αмпр.с.г qмпр.с.г )	(3.9)
Vгод		Qнр	,

где qмпр , qмпр.с.г - норма расхода газа на стирку белья в механизированных прачечных и стирку белья в механизированных прачечных, включая сушку и глажение, соответственно (см. [1], прил. А) αмпр , αмпр.с.г - доля населения, которая стирает белье в механизированных прачечных (принимаем 50%) и механизированных прачечных с сушкой и глажением (принимаем 50%) соответственно; ∑Gгор – количество грязного белья города, т/год.

Количество грязного белья города, т/год, складывается из количества грязного белья всех потребителей и определяется выражением:

	∑Gгор = Gнасел +Gстол +Gполикл +Gбольн +Gгост +Gд/ с +G ясли +Gбань,							(3.9.1)
гдеGнасел,	т/год,	–	грязное	белье	от	населения	Gнасел = αнасgнасN	,	(3.9.2)
							1000
где αнас - доля населения, пользующегося прачечными (принимаем 50%),
gнас	- удельное количество стираемого белья населения (см. прил. Б, табл.Б.1);
Gстол, т/год		-	грязное	белье	от	столовых	Gстол = αстgстNzn	,	(3.9.3)
							1000

где αст - доля охват обслуживания населения (принимается 25-30%), z - число рабочих дней

в году (360 д/год),

n - число обедов, завтраков, ужинов на одного человека (принимаем 2),

gст - удельное количество стираемого белья столовых (см. прил. Б, табл.Б.1);

Gполикл,

т/год

-

грязное

белье

от

поликлиник:

Gполикл =

gполNzn

,

(3.9.4)

где z - число рабочих дней в году (310 день/год),

1000

n - число посещений (см. прил. Б, табл.Б.1),

gпол - удельное количество стираемого белья поликлиник (см. прил. Б, табл.Б.1);

Gбольн, т/год

-

грязное

белье

от

больниц:

G больн = gбол Nn ,

(3.9.5)

где n - число коек (см.

прил. Б,

табл.Б.1), gбол

-

удельное количество стираемого белья

больниц (см. прил. Б, табл.Б.1);

Gгост, т/год

-

грязное

белье

от

гостиниц:

G гост = g гост Nn ,

(3.9.6)

где n - число мест (см. прил. Б,

табл.Б.1),

gгост

-

удельное количество стираемого белья

гостиниц (см. прил. Б, табл.Б.1);

Gд/ с ,

т/год

-

грязное

белье

от

детских

садов:

Gд/ с = ngд/ сβN ,

(3.9.7)

где β - охват обслуживанием, n -

число детей от 4

до 7 лет (см. прил. Б, табл.Б.1),

gд/ с -

удельное количество стираемого белья детских садов (см. прил. Б, табл.Б.1) ;

Gясли, т/год - грязное белье от детских яслей: G ясли

= ng я βN , (3.9.8)

где β - охват обслуживанием,

g ясли

-

удельное количество стираемого белья яслей

(см. прил. Б, табл.Б.1) ;

13

Gбань, т/год - грязное белье от бань:	Gбань =	gб Nαбm	, (3.9.9)
	1000

где αб - доля населения, пользующегося банями, m – число помывок в год (см. прил. Б,

табл.Б.1, gбань - удельное количество стираемого белья бань (см. прил. Б, табл.Б.1). 3.8. Потребление газа на хлебозаводах и пекарнях, м3/год:

Vгодхлеб =	α z N (q1α1 + q2α2 + q3α3 )	(3.10)
	1000 Qнр

где α - норма суточной выпечки хлеба на 1000 жителей, т, принимается 0,6…0,8; z -

число рабочих дней в году (365 дней/год); q1 , q2 , q3 - норма расхода газа на выпечку хлеба формового, сдобы, кондитерских изделий соответственно (см. [1], прил. А); α1 ,α2 ,α3 - доля

производства хлеба формового, сдобы, кондитерских изделий соответственно (принимаем

60%, 20%, 20%).

3.9. Часовой расход газаVчасi , м3/ч, определяется как доля годового расхода:

Vчасi = kт Vгодi ,

(3.11)

где km – коэффициент часового максимума (см. прил.Б., табл. Б.2 и Б.3)

Расчетный часовой расход газа определяется по зависимости (3.11) для сосредоточенных потребителей (столовые, больницы, бани, прачечные, хлебозаводы и пекарни).

Для дальнейшей работы удобно свести результаты расчетов годовых и часовых расходов в таблицу 3.4.

Таблица 3.5

Расчет годовых и часовых расходов газа

Хоз-быт,	Столовые,		Хлебозаводы	и
ком.нужды		Больницы Бани Прачечные
населения	рестораны и кафе		пекарни

V i
год ,
м3/год
Vчасi	,
м3/ч
	3.10. Расход газа на мелкие и крупные котельные.
	Расход газа на мелкие котельные, м3/ч:
	Vмк	=αмкVобщ ,	(3.12)
	где αмк - степень использования газа мелкими котельными (определяется заданием на
проектирование).
	Расход газа на крупные котельные:
	Vкк	=αккVобщ ,	(3.13)

14

гдеαкк - степень использования газа крупными котельными (определяется заданием на проектирование).

3.11. Часовой расход газа мелкими коммунальными потребителями.

Сюда относятся парикмахерские, ателье, аптеки, театры, учреждения и т.п. Расход газа на мелкие коммунальные предприятия составляет 5% от потребления газа на хозяйственно-бытовые нужды:

	Vмкп = 0,05 Vчасх−б .	(3.14)
3.12. Определение расхода газа на сети низкого и среднего давления:
Расход газа на сеть низкого давления, м3/ч:
Vс.н.д =Vчасх−б + ∑Vкомчас.б +Vмкпчас +Vмкчас ,		(3.15)
где β – степень использования газа предприятиями и учреждениями коммунально-
бытового обслуживания населения (по заданию); ∑Vком.б. - расход на коммунально-бытовые
предприятия (больницы, бани, прачечные и т.д.).
Расход газа на сеть среднего давления, м3/ч:
Vс.с.д	=Vс.н.д +Vккчас + ∑Vпрчас ,	(3.16)
где Vс.н.д - расход газа на	сеть низкого давления, м3 /ч; ∑Vпрчас -	расход газа

промышленными предприятиями (по заданию).

Пример 3.1.

Определить расход газа на коммунально-бытовые нужды; определить расход газа для сосредоточенных потребителей, расход газа на сеть низкого и среднего давления в жилом районе города Пермь с населением 87125 человек. Используется газ с Qнр = 37333 кДж/м3.

Решение:

1. Годовой расход газа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды равномерно

распределенными потребителями (3.2). Принимаем		β = 1, т.е. все квартиры
газифицированы,	тогда	:
Vгодхоз−быт = 1 87125 (0,5 4100 + 0,4 10000 + 0,1 6000 )		=15520526 ,39 м3/год
	37,333

2.1 Для расчета расхода газа на отопление жилых и общественных зданий необходимо определить величину удельной отопительной характеристики здания. Предположим, что жилой район города в основном застроен 9-ти этажными жилыми домами, со средним количеством жильцов равным 145 человек на 1 дом. Тогда разделив количество жителей района на количество жителей в одном доме получим, что в районе должно находится порядка 600 жилых домов. Умножая норму отапливаемой площади (60 м3) на количество людей (87125 чел.) получаем, что на город должно приходится 5227 тыс. м3 отапливаемой площади. Принимая средний объем здания 10 тыс. м3 получаем, что на жилой район приходится 523 здания (жилых и общественных). Получившееся число ниже числа жилых домов, следовательно средний объем здания несколько ниже 10 тыс. м3. Следуя данной логике можно получить значение удельной отопительной характеристики интерполируя данные приведенные в таблице 3.3.1.

15

Расход газа на отопление жилых и общественных зданий (3.3.1)

V от = 3,6 1,1 87125 60 0,95 0,42 (18 +35) = 13795 м3/ч.
час			37,333 1000 0,85
2.2 Расход газа на вентиляцию общественных зданий (3.3.2):
V от	=	3,6 1,1 87125 15 0,09 (18 +35)				= 777,9 м3/ч.
час			37,333 1000 0,85
2.3 Расход газа на горячее водоснабжение (3.4):
		V гвс =		3,6 87125 73	= 721,5 м3/ч.
		час		37,333 1000 0,85

2.4 Суммарное потребление газа на отопление, вентиляцию и ГВС (3.5):

Vобщ =13795+777,9 +721,5 =15294,4 м3/ч. 3.Годовой расход газа столовыми, ресторанами и кафе (3.6):

	Vгодгвс		= 0,3 0,25 87125 360 (4,2 + 2,1) =	396966,8 м3/год.
			37,333
4.	Годовой расход газа учреждениями здравоохранения (3.7):
	Vгодбол	=	0,012 1 87125 (3200 0,4 +9200 0,6)		= 190432 м3/год.
			37,333
5.	Годовой расход газа банями (3.8):
	Vгодбань	= 52 1 87125 0,1 (50 0,2 + 40 0,8)		= 509685,8 м3/год.
			37,333

6. Для определения годового расхода газа прачечными определим количество грязного белья поступающего за год от потребителей (3.9.2-3.9.9)

6.1.1 Грязное белье от населения Gнасел = 0,5 75 87125 =3267 т/год;

1000

6.1.2 Грязное белье от столовых Gстол = 0,3 0,01 87125 360 2 =188,2 т/год;

1000

6.1.3 Грязное белье от поликлиник: Gполикл = 0,125 87125 310 0,025 =84,4 т/год;

1000

6.1.4 Грязное белье от больниц: G больн = 0,48 87125 0,013 = 543,7 т/год; 6.1.5 Грязное белье от гостиниц: G гост = 0,3 87125 0,006 = 156,8 т/год; 6.1.6 Грязное белье от детских садов: Gд/ с = 0,1 0,36 0,85 87125 = 2666 т/год;

6.1.7 Грязное белье от детских яслей: G ясли = 0,09 0,48 0,85 87125 = 3199,2 т/год;

6.1.8 Грязное белье от бань: Gбань = 0,075 87125 0,1 52 =34 т/год.

1000

6.2 Общее количество грязного белья поступающего в прачечные от потребителей

(3.9.1):

∑Gгор =3267 +188,2 +84,4 +543,7 +156,8 +2666 +3199,2 +34 =10139,3 т/год. 6.3 Годовой расход газа прачечными (3.9):

Vгодпрач =	10139,3 (8800 0,5 +18800 0,5)	= 1196308 м3/год.
	37,333

16

7. Потребление газа на хлебозаводах и пекарнях (3.10):

Vгодхлеб =	0,6 365 87125 (2500 0,6 +5450 0,2 +7750 0,2)	=2115896 м3/год
	1000 37,333

8. Часовой расход газа потребителями определяется по формуле (3.11) и сводится в таблицу. Значение коэффициента часового максимума принимается согласно табл. Б.2 и табл. Б.3 приложения Б. Значение коэффициента часового максимума для предприятий не указанных в табл. Б.3 определяется согласно п.3.18 [1]. Приближенно принимаем коэффициент часового максимума для предприятий здравоохранения равным 1/2200.

		Хоз-быт,	Столовые,				Хлебозаводы и
		ком.нужды	рестораны	Больницы	Бани	Прачечные
							пекарни
		населения	и кафе
	Vгодi	15520526,4	396966,8	190432	509685,8	1196308	2115896
	м3/год
	Vчасi	5647	198	87	188	412	353
	м3/ч

9. Расход газа на мелкие котельные (3.12):

Vмк = 0,3 15294,4 =4588 м3/час

10. Расход газа на крупные котельные (3.13):

Vмк = 0,7 15294,4 = 10706 м3/час

3.11. Расход газа мелкими коммунальными потребителями (3.14):

Vмкп = 0,05 5647 =282 м3/час

3.12. Определение расхода газа на сети низкого и среднего давления: Расход газа на сеть низкого давления, м3/ч:

Vс.н.д = 5647 +198 + 87 +188 + 412 + 353 + 282 + 4588 =11755 м3/час

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Гидравлический расчет газовых сетей состоит в определении диаметров газопроводов, которые зависят от расчетных расходов газа и допустимых потерь давления. Располагаемый перепад давления в распределительных газопроводах низкого давления – 1200 Па.

При расчете кольцевых систем необходимо выполнить два условия:

1.Потери по полукольцам должны быть равны.

2.Сумма потерь давления от ГРП (или другого источника питания) до концевой точки или точки схода не должна превышать располагаемый перепад давления.

Для определения расчетных часовых расходов на участках сети с равномерно распределенным расходом необходимо определить удельный, путевой и транзитный расходы газа, [2].

Для определения путевых расходов:

17

а) всю газифицируемую территорию разбивают на площади с одинаковым удельным потреблением газа, которые получают газ от определенных контуров или участков сети.

б) вычисляют количества газа, которое потребляют на этих площадях.

в) рассчитывают удельный путевой расход путем деления потребляемого газа на этих площадях на периметр сети, от которой подается газ.

Удельный путевой расход qуд.пут , м3/ч, вычисляют по формуле:

q		=	∑Vс.н.д.
	уд.пут		∑lпр.	(4.1)
где ∑lпр. – приведенная длина		сети (суммарная		приведенная длина участков),

использующей газ:

при двухсторонней раздаче lпр. = lдейств; при односторонней раздаче lпр. =0,5 lдейств; при отсутствии раздачи lпр. = 0;

∑Vс.н.д. - общий расчетный часовой расход газа на сеть низкого давления.

г) определяют путевой расход участка, умножая удельный расход на его длину. Путевой расход газа Vпут , м3/ч, определяется как

Vпут = q уд.пут. lпр. ,

(4.2)

Расчетный расход:

Расчетным расходом на участке, имеющем переменную нагрузку, называется такой постоянный расход, который эквивалентен по создаваемой потере давления совместному действию путевого и транзитного расходов.

Vр = Vтр. + 0,55 Vпут. ,			(4.3)
ветки: Для определения диаметров труб найдем удельные потери Rуд.ср, Па/м, по длине всей
1200		,	(4.4)
R уд.ср. =
	1,1 ∑lдейств.

Затем, с помощью номограммы рис.В.1, таблиц В.1 и В.2 (приложение В), подбираем диаметры и находим Rуд для каждого участка.

Начальные потери давления на участке, Па:

Pуч = 1,1 R уд. lдейств . ,		(4.5)
1,1 – коэффициент, учитывающий потери давления на местные сопротивления.
Дополнительное гидростатическое давление газа, Па:
Pгидр.	= h (ρВ − ρГ )g ,	(4.6)
где h - разность отметок, м;	ρВ - плотность воздуха, кг/м3;	ρГ - плотность газа,

кг/м3; g- скорость свободного падения, м/c.

При движении природного газа вниз по склону значение гидростатического давления прибавляется , вниз – отнимается.

Потери давления на участке, Па:

18

P = 0 .

P = Руч + Ргидр

(4.7)

В любом замкнутом контуре сумма потерь напора на участках в направлении движении газа по часовой стрелки должна равняться сумме потерь напора на участках с направлением движения газа против часовой стрелки, т.е. ∑

Невязка суммарных потерь давления в каждом кольце на участках с положительными знаками не должна превышать 10% и определяется по формуле:

δ =	∑Рпо −∑Рпр	100%	(4.8)
	0,5(∑Рпо +∑Рпр )
где∑Рпо −∑Рпр - алгебраическая сумма		потерь давления	положительных и

отрицательных участков каждого кольца (по часовой стрелке и против часовой стрелки); ∑Рпо +∑Рпр - абсолютная сумма потерь давления всех расчетных участков увязываемого

кольца.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Гидравлический расчет газопровода низкого давления

№

lд,

lпр

Расходы, м3/ч

h,

Ргидр,

Rуд

Руч,

№к

м

х.п.

,м

м

Па

Dн х S,

Па/

Па

Руч

Рк

δ ,%

уч

Vпут

Vтр

Vр

мм

м

Пример 4.1.

Выполнить гидравлический расчет участка сети низкого давления (рис. 4.1) с расчетным расходом Vc.н.д = 900 м3/ч. Используется природный газ с ρг = 0,748 кг/м3.

19

Рис. 4.1 Расчетная схема сети низкого давления

1. Определим величину приведенной длины квартальной сети низкого давления. Участки 1, 2, 4, 5 имеют двухстороннюю раздачу, участки 3, 6, 7 -одностороннюю раздачу, участки без раздачи отсутствуют, следовательно:

∑lпр = 220 + 230 + 227 + 227 + 0,5 (260 + 260 + 230) =1279 м.

Тогда удельный путевой расход определится (4.1):

q уд.пут. = 1279900 = 0,704 м3/ч

2. Определяем путевые расходы газа для каждого участка сети (4.2): Vпут1 = 0,704·220 = 154,9 м3/ч,

Vпут3 = 0,704·0,5· 260 = 91,5 м3/ч,

После определения путевых расходов необходимо нанести их на расчетную схему. Сумма всех путевых расходов газа должна быть равна Vc.н.д..

3.Распределяем потоки газа по сети низкого давления применяя правила приведенные

вп. 2; направление движение газа обозначаем стрелками.

4.Определяем транзитный расход (т.е. расход который должен проходить по заданному участку, но не расходоваться на нем). Он складывается из транзитных и путевых расходов следующих по ходу движения газа участков. Для первого участка транзитный расход равен нулю.

Наносим транзитные расходы на расчетную схему (рис 4.2). Если сложить транзитные и путевые расходы всех участков примыкающих к ГРП, то их сумма должна быть равна

Vc.н.д..

20