Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова
Факультет нефти и газа
Кафедра машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности и систем трубопроводного транспорта
Направление: Эксплуатация газового оборудования
Курсовой проект
на тему:
Расчет и проектирование газовых сетей в г. Ташкенте
Выполнил: Каримджанов А.
Студент 41-20 группы
Проверила: Асадова Р.Д.
Ташкент-2024
Содержание
Введение
1. Расчет газоснабжения жилого квартала
1.1. Определение годового расхода теплоты и часового расхода газа каждого квартала города при потреблении газа в квартирах
1.2. Построение графиков бытового газопотребления
2. Гидравлический расчет диаметров кольцевого газопровода
2.1. Выбор схемы распределительного газопровода низкого давления
2.2. Определение оптимального числа ГРП
2.3. Расчет кольцевой сети низкого давления газа
3. Определение расхода газа на коммунально-бытовые нужды
4. Проектирование и гидравлический расчет системы газоснабжения высокого давления
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Целями выполнения курсового проекта по дисциплине «Газоснабжение» являются: расчет газопотребления жилого квартала; выбор схемы газоснабжения; гидравлические расчеты - внутри квартальной кольцевой газовой сети низкого давления, тупиковых газопроводов высокого давления, внутренних и наружных тупиковых газопроводов низкого давления; подбор оборудования газорегуляторных пунктов, а также усвоение теоретического материала и приобретение навыков проектирования газовых сетей и газоиспользующего оборудования.
На сегодняшний день существует несколько алгоритмов гидравлического расчета и подбора оборудования систем газоснабжения. В данном пособии был выбран наиболее оптимальный вариант расчета систем газоснабжения. Цель выбранного варианта - научить студентов основам проектирования систем газоснабжения. Основная задача гидравлического расчета - выбор оптимальных диаметров трубопроводов.
Расчеты ведутся при условии максимальных нагрузок с учетом работы всех газопотребляющих приборов. Проектирование систем газоснабжения городов представляет отрасль проектного дела, примыкающую, с одной стороны, к проектированию источников газоснабжения (газовые и нефтяные промыслы, газовые заводы, предприятия, вырабатывающие горючий газ в виде попутного продукта), а с другой - к проектированию городских систем теплоснабжения, водоснабжения и канализации. Для проектирования системы газоснабжения города необходимы данные о годовом потреблении газа различными потребителями. Расчет годового потребления проводят согласно нормативной документации.
При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов и производят их технико-экономическое сравнение. Для строительства применяют на выгоднейший вариант. Двух-, трех- и многоступенчатые системы газоснабжения с газорегуляторными пунктами, располагаемыми в отапливаемых отдельно стоящих зданиях, с газопроводами нескольких ступеней давлений являются наиболее разработанными, распространенными, классическими городскими системами. Для средних и небольших городов обычно принимают двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давлений. В первом случае высокое давление заменяют средним только частично: в центральной, наиболее плотно застроенной и населенной части города. Высокое давление применяют только для крупных городов и в областных системах.
Системы газоснабжения любых объектов должны обеспечивать надежность и бесперебойность подачи газа. Основы повышения надежности закладываются на этапе проектирования системы газоснабжения, а дальнейшее повышение надежности достигается при строительстве и приемке в эксплуатацию подземных газопроводов и сооружений на них.
Снабжение природным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью: улучшение бытовых условий населения; замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, на коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания и т.п.; улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.
Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.
Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.
На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй. На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий. Прокладку газопроводов выполняют в соответствии с требованиями СНиП.
Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах
На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений. характеристики источников теплоснабжения населения и промышленных предприятий; данные по выпуску продукции промышленными предприятиями и нормы затрат теплоты на единицу этой продукции; численность населения города или плотность населения на один гектар; перечень всех потребителей газа на период газификации и перспективы развития города или посёлка на ближайшие 25 лет; перечень и тип газоиспользующего оборудования на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях; этажность застройки жилых районов.
1. Расчет газоснабжения жилого квартала
В данном разделе представлен алгоритм расчета годового расхода теплоты и часового расход газа только на газопотребляющее оборудование жилых домов, без учета расход газа на коммунально-бытовые предприятия.
Алгоритм расчета годового расхода теплоты, по которому определяется годовой и часовой расход газа в жилом секторе квартала крупного города, основан на использовании нормативной документации, которая на сегодняшний день является рекомендуемой к применению при проектировании систем газоснабжения.
В исходных данных, выдаваемых преподавателем, помимо схемы квартала представлены все необходимые данные для расчетов, а именно:
- низшая рабочая теплота сгорания газа;
- плотность населения;
- коэффициент полезного действия теплогенерирующих агрегатов;
- мощность теплогенерирующих агрегатов;
- начальные и конечные давления (высокое - II категории и низкое - IV категории);
- расстояние от магистрального газопровода высокого давления до красной линии застройки квартала;
- количество населения в процентном соотношении от общего числа жителей квартала, которые пользуются услугами предприятий коммунально-бытового назначения;
- расход газа на газопотребляющее оборудование промышленных предприятий.
Годовой расход газа для каждой категории потребителей следует определять на конец расчетного периода с учетом перспективы развития объектов - потребителей газа.
Продолжительность расчетного периода устанавливается на основании плана перспективного развития объектов - потребителей газа, расчеты производятся на основе укрупненных показателей.
1.1 Определение годового расхода теплоты и часового расхода газа каждого квартала города при потреблении газа в квартирах
На основании использования ряда исходных данных производим расчет расхода газа газопотребляющего оборудования в жилых домах.
В первую очередь определяем количество человек (чел.), проживающих в каждом квартале, по следующей формуле:
где Fкв - площадь в га, полученная в результате замеров по плану застройки;
m - плотность населения, чел./га;
n - этажность застройки каждого квартала, принимается по генплану.
Годовой расход теплоты в квартале, МДж/год:
где qn - нормы расхода теплоты в МДж (тыс. ккал) на 1 человека в год (табл. 1.1).
В связи с тем, что нельзя точно вычислить количество работающих газовых приборов в различное время года или суток, то на основании нормативной документации расчет расхода теплоты, прямо пропорционально зависящий от норм расхода теплоты на 1 человека в год, производится по максимальным нагрузкам (расходу газа) потребителями.
При расчетах тепловых нагрузок необходимо учитывать суммарное число жителей квартала и тип газопотребляющего оборудования (задается преподавателем), устанавливаемого в каждом микрорайоне (три возможных типа, см. исходные данные и табл. 1.1)
Таблица 1.1
Нормы расхода теплоты, МДж (тыс. ккал), на 1 человека в год
Годовой расход газа каждого квартала, м3 /год, определяется по формуле
где - низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/м3 (см. 2-й лист задания, выданного преподавателем).
После определения годового расхода газа в каждом квартале определяется часовой расход газа, м3 /ч:
где km - коэффициент часового максимума; принимается по суммарной численности населения района, и его расчет производится методом интерполяции.
Значения коэффициента часового максимума расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды приведены в табл. 1.2.
Расчеты по определению расхода газа на бытовые нужды сводятся в табл. 1.3.
Таблица 1.2
Значения коэффициента часового максимума расхода газа
Таблица 1.3
Расчет газопотребления
1.2 Построение графиков бытового газопотребления
Все районные потребители отличаются неравномерностью газопотребления по месяцам, дням недели, часам суток.
Графики бытового газопотребления более наглядно отражают количество расходуемого газа в различное время года, дни недели и часы суток, что очень удобно при проектировании систем газораспределения, планировке добычи топлива, а также при установке оборудования, обслуживающего ГРС, ГРП (ГРУ, ШРП) и др.
Расчет начинаем с определения расхода газа каждого месяца, выбираем месяц, в течение которого расход газа является максимальным, затем производим расчет каждого дня недели этого месяца, выбираем день с максимальным расходом газа и по этому дню рассчитываем часовую нагрузку.
Результаты расчетов сводятся в таблицы и на основании произведенных расчетов строятся графики бытового потребления газа.
В первую очередь необходимо определить расход газа для каждого месяца, м3 /мес., который производится по формуле
где qn - доля данного месяца в обще годовом потреблении газа, %.
Результаты расчета сводятся в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Распределение потребления газа по месяцам
Пример графика распределения потребления газа по месяцам см. на рис. 1.1.
Рис. 1.1 Распределение потребления газа по месяцам
Максимальный расход газа приходится на январь, следовательно, в дальнейшем он используется как расчетный.
Определяем расход газа бытовыми потребителями в январскую неделю, м3 /нед.:
Затем производим расчет расхода газа на каждый день январской недели, м3 /мес.:
где qn - доля данного дня в недельном потреблении газа, %.
Результаты расчета сводятся в табл. 1.5.
Таблица 1.5
Распределение потребления газа по дням недели
Пример графика распределения потребления газа по дням январской недели см. на рис. 1.2.
Рис. 1.2 Распределение потребления газа по дням январской недели
Далее производим расчет часового расхода газа по самому нагруженному дню недели, который приходится на субботу. Расчет выполняем следующим образом:
где qn - доля часа в дневном потреблении газа, %.
Результаты расчета сводятся в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Распределение потребления газа по часам суток
Пример графика распределения потребления газа по часам суток субботы см. на рис. 1.3.
Рис. 1.3 Распределение потребления газа по часам суток субботы
Максимальные нагрузки на графиках необходимо выделить.
газоснабжение город жилой квартира расход газ
2. Гидравлический расчет диаметров кольцевого газопровода
В системах газоснабжения городов и населенных пунктов чаще всего используют смешанную систему газоснабжения (кольцевая и тупиковая), так как она является наиболее оптимальным решением с точки зрения надежности и экономичности системы.
В третьем разделе представлен гидравлический расчет кольцевого газопровода низкого давления каждого квартала.