Газоснабжение населёного пункта

• Источником газоснабжения является газопровод - отвод от магистрального газопровода “Средняя Азия - Центр”
• Таблица 4. Состав и характеристика газа

Состав газа	Теплота сгорания,кДж/нм3	Плотность, кг/нм3
Компоненты	Доля в общем объеме, rj	аj	аj * rj	i	i * ri
1	2	3	4	5	6
Метан, СН4	0,938	35880	33512	0,7174	0,6701
Этан, С2Н6	0,036	64360	1352	1,3551	0,0285
Пропан, С3Н8	0,007	93180	745	2,010	0,0161
Н-Бутан, С4Н10	0,002	123570	494	2,6901	0,0108
Н-Пентан, С5Н12	0,004	156630	470	3,4536	0,0104
Двуокись углерода, СО2	0,006	-	-	1,9770	0,0060
Сероводород, H2S	-	23270	-	1,5361	-
Азот, N2	0,007	-	-	1,2503	0,0338
Итого	1,0	-	36573	-	0,7754

• МДж/м?
• 1.4 Годовые расходы газа на бытовые и коммунальные нужды населения
• Основой для разработки проекта является годовой объем потребления газа населенным пунктом.
• Все виды потребления газа в населенном пункте можно условно разделить на следующие группы:
• 1) расход газа населением в квартирах для приготовления пищи и горячей воды;
• 2) расход газа предприятиями коммунального хозяйства (бани, прачечные, больницы, хлебозаводы, котельные);
• 3) расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий от различных источников теплоснабжения (котельные, местные отопительные установки);
• 4) расход газа на горячее водоснабжение;
• 5) расход газа промышленными предприятиями.
• Определение норм удельных расходов газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды производится по среднегодовым нормам расхода тепла. Нормы расхода тепла не являются величиной постоянной. Для бытовых потребителей зависят от климатических условий, охвата населения общественным питанием, наличия или отсутствия центрального отопления, ассортимента и качества бытовых приборов, практики их эксплуатации. В предприятиях общественного питания на нормы расхода газа влияют количество приготавливаемых блюд, весовой объем отпускаемых блюд, их ассортимент, тип и качество нагревательных газовых приборов.
• Большая часть этих факторов не поддается теоретическому подсчету- учету, и определение годовой потребности в газе производится по усредненным нормам расхода теплоты, полученным из практики.
• Таблица 5. Нормативные расходы газа

Потребители газа	Показатель потребления газа	Норма расхода газа в год, МДж
1. Жилые здания
1.1. На приготовление пищи (плита + централизованное горячее водоснабжение)	на 1 чел. в год	2800
1.2. На приготовление пищи и горячей воды для хозяйственных нужд, включая стирку белья (при отсутствии газового водонагревателя и централизованного горячего водоснабжения)	на 1 чел. в год	4600
1.3. На приготовление пищи и горячей воды для хозяйственных и санитарно - бытовых нужд, включая стирку белья (плита + водонагреватель)	на 1 чел. в год	8000
2. Предприятия бытового обслуживания
2.1. Механизированные прачечные	1 т. сухого белья	18000
2.2. Бани	1 помывка	40
3. Предприятия общественного питания
3.1. Столовые, кафе и рестораны	1 завтрак, 1 обед, 1 ужин	8,4
4. Учреждения здравоохранения
4.1. Больницы и родильные дома: 4.1.1. На приготовление пищи 4.1.2. На приготовление горячей воды для хозяйственно - бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья)	на 1 койку в год на 1 койку в год	3200 9200
5. Хлебозаводы
5.1. На выпечку хлебобулочных изделий	на 1 т	5450

• Примечание:
• 1. Нагрузка прачечной определена из условия обработки 150 кг сухого белья на 1 человека в год (150 т на 1000 жителей) и 25% от числа жителей, пользующихся услугами прачечных, то есть 150 * 0,25 = 37,5 т в год на 1000 газоснабжаемых жителей.
• 2. Нагрузка бань определена из условия 52 помывок в год на 1 человека и 25% от числа жителей, пользующихся банями (52 * 1000 * 0,25 = 13000 помывок на 1000 газоснабжаемых жителей в год).
• 3. Нагрузка больничных заведений определена по нормативу 10 коек на 1000 жителей.
• 4. Нагрузка хлебозаводов определена из условия нормы выпечки хлебобулочных изделий 0,75 т на 1000 жителей в сутки (0,75 * 365 = 274 т в год).
• 5. Нагрузка столовых, ресторанов и кафе определена из условия посещения последних 25% населения (0,25 х 1000 х 365 = 91250 жителей в год).
• 1.4.1 Определение годовых и часовых расходов газа на бытовые и коммунальные нужды населения
• При проектировании систем газоснабжения населенного пункта необходимо определить расчетные часовые расходы газа на всех участках системы газоснабжения.
• Общее потребление на бытовые и коммунальные нужды населения условно разделяют на два вида.
• К первому виду относят расход газа на хозяйственно - бытовые и мелкие коммунальные нужды населения, ко второму - предприятия коммунального хозяйства с расчетным часовым расходом газа, превышающим 150 нм3/ч.
• Для газоснабжения первого вида потребителей применяют, в основном, сети низкого давления (менее 5кПа). В последнее время для этой цели разработана прогрессивная схема газоснабжения среднего давления с использованием домовых регуляторов давления.
• Для второго вида потребителей используются сети среднего или высокого давления.
• Определение расходов газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды представляет сложную задачу, так как зависит от многих факторов, влияющих на потребление газа (от типа устанавливаемых в квартире газовых приборов, степени благоустройства и населенности квартир, степени охвата потребителей централизованным теплоснабжением, характера объекта, степени развития коммунально-бытового обслуживания населения, уклада жизни населения).
• Расчетные часовые расходы газа можно определить несколькими способами: по годовым нормам расхода газа потребителями; номинальным расходам газа газовыми приборами; тепловой производительности газоиспользующих установок и укрупненным показателям.
• Расход газа на отопление и вентиляцию зданий в микрорайоне определяется по жилой площади, имеющейся в микрорайоне.
• Определение расходов газа по номинальным расходам газовых приборов производится в том случае, когда известно их количество и тип. При отсутствии таких данных расход газа определяется по годовым нормам в соответствии с [2].
• В течение всего года газ потребляется неравномерно. Различают сезонную, суточную и часовую неравномерность.
• Сезонная неравномерность потребления газа на отопление вызывается повышенным газопотреблением в зимние месяцы, которое изменяется соответственно температуре наружного воздуха.
• Неравномерность потребления газа по дням недели вызвана повышением расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды населения в предвыходные и предпраздничные дни, а также зависит от режима работы промышленных предприятий.
• Неравномерность потребления газа по часам суток возникает от понижения расхода газа в ночное время на хозяйственно-бытовые нужды населения, а также зависит от режима работы промышленных предприятий. Поэтому для обеспечения бесперебойности снабжения потребителей система газоснабжения рассчитывается на максимальный часовой расход газа.
• За максимальный часовой расход газа принимается средний расход газа за час максимального потребления.
• При расчете систем распределения газа очень часто представляется возможным установить число подлежащих газоснабжению квартир и, тем более, газовых приборов (в особенности для вновь проектируемых районов и городов). Поэтому при проектировании систем распределения газа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды рекомендуется определять как долю годового расхода по формуле:
• (2)
• где - максимальный расчетный часовой расход газа при температуре 0° и давлении газа 0,1 МПа, м?/ч
• - коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа), принимается по табл. 6.
• - годовой расход газа, м3/год
• Таблица 6. Значение коэффициента часового максимума для населения

Число жителей, снабжаемых газом, тыс. чел	Значения Кmax
1	1/1800
2	1/2000
3	1/2050
5	1/2100
10	1/2200
20	1/2300
30	1/2400
40	1/2500
50	1/2600
100	1/2800

• Годовые расходы газа для жилых домов, предприятий бытового обслуживания населения, общественного питания, предприятий по производству хлеба, а также учреждений здравоохранения определяются по нормам теплоты, приведенным в табл. 5. Кроме перечисленных в табл. 5 потребителей, в любом населенном пункте имеется еще ряд мелких предприятий, учесть которые затруднительно. В связи с этим при расчете годовых расходов газа расход газа на эти предприятия следует принимать в размере до 5% от суммарного расхода теплоты на жилые дома.
• Значение коэффициента часового максимума для предприятий коммунального хозяйства принимается по табл. 7.
• Таблица 7. Коэффициент часового максимума для коммунальных предприятий

Предприятия	Коэффициент часового максимума расхода газа
Прачечные	1/2900
Бани	1/2700
Больницы	1/2500-1/3500
Общественного питания	1/2000
Хлебозаводы	1/6000

• Годовой расход газа Vгод, м3/год, определяется по формуле:
• , (3)
• где Qi- годовая норма расхода теплоты на бытовое и коммунально-бытовое потребление, кДж/год (табл. 5);
• - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3; m- количество расчетных единиц потребления газа.
• 1.4.2 Определение часовых расходов газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение микрорайона
• Часовые расходы теплоты на жилые районы городов и населенных пунктов определяются по укрупненным показателям [7].
• Максимальный часовой расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий Qо, кДж/ч, при tн.р.о. определяется из выражения:
• , (4)
• где -расходы теплоты на отопление жилых и общественных зданий соответственно.
• Для жилых зданий расход теплоты на отопление, кДж/ч, определяется по формуле:
• , (5)
• где - укрупненный показатель максимально-часового расхода тепла,
• кДж/м3ч;
• F- площадь отапливаемых или вентилируемых зданий, м2.
• Расход теплоты на отопление общественных зданий рассчитывается по формуле:
• (6)
• де К1- коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимается равным 0,25.
• Максимальный часовой расход газа на отопление жилых и общественных зданий в микрорайоне, м3/ч, определяется по формуле:
• , (7)
• где - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3;
• - КПД котельных агрегатов, принимается равным 0,8?0,85.
• Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, кДж/, определяется по формуле:
• (8)
• где К2- коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию,
• при отсутствии данных принимается равным 0,6.
• Максимальный часовой расход газа, м3/ч, на вентиляцию
• (9)
• Максимальный часовой расход теплоты, кДж/ч, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий микрорайона определяется:
• (% охвата), (10)
• где qг.в.- укрупненный показатель максимального теплового потока на
• горячее водоснабжение, Вт/чел., зависит от норм потребления горячей воды.
• Максимальный часовой расход газа, м3/ч, на горячее водоснабжение микрорайона определяется по формуле:
• . (11)
• Значение при определении расходов газа на вентиляцию и горячее водоснабжение принимается равным 0,8?0,85, так как источником теплоты является котельная.
• Результаты часовых расходов газа на все виды потребления представлены в табл. 8.
• Таблица 8

Расходы газа, м3 /ч
Бытовое потребление Vбыт.	Комму-нально-бытовое потребление Vком.быт	Центральное отопление Vо	Вентиляция Vв	Централизованное горячее водоснабжение Vг.в.	Теплоснабжение промышленного предприятия	Централизованное теплоснабжение (гр.3+4+ 5+6)	Суммарный по микрорайону
1	2	3	4	5	6	7	8
156,6	267,4	995,8	119,5	360,4	393	1475,7	2292,7

• 1.5 Гидравлический расчет газопроводов
• 1.5.1 Гидравлический расчет кольцевой сети газопроводов среднего давления
• Газовые сети высокого (среднего) давления являются верхним уровнем системы газоснабжения НП. Для больших и средних НП их проектируют кольцевыми (резервированными), и только для малых НП они могут выполняться в виде разветвленных сетей.
• Расчетный перепад давления для сетей высокого (среднего) давления следует определять исходя из условия создания при допустимых перепадах давления наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивую работу ГРП и ГРУ. Поэтому начальное давление следует принимать максимальным по [2] для данного вида газопровода, а конечное давление таким, чтобы при максимальной нагрузке сети обеспечивалось минимально допустимое давление газа перед регуляторами ГРП и ГРУ. В большинстве случаев перед ГРП достаточно иметь избыточное давление примерно 0,15-0,2 МПа.
• При расчете кольцевых сетей необходимо оставлять резерв давления для увеличения пропускной способности системы газоснабжения при аварийных гидравлических режимах. Принятый резерв должен проверяться расчетом при возникновении наиболее неблагоприятных аварийных ситуаций, которые происходят при выключении головных участков сети.
• Ввиду кратковременности аварийных ситуаций допускается некоторое снижение качества системы, оцениваемое коэффициентом обеспеченности Коб, который зависит от категории потребителей.
• При аварийной ситуации диспетчерской службой принимаются меры по сокращению потребления газа. Такое сокращение можно осуществить уменьшением подачи тепла на отопление зданий и горячее водоснабжение, прекращением работы второстепенных цехов промпотребителей или переводом их на резервное топливо. Однако во всех случаях режим давлений в газовой сети должен обеспечивать нормальную работу газогорелочных устройств неотключенных агрегатов.
• Для коммунально-бытовых потребителей Коб может быть принят в размере 0,8-0,85, для отопительных котельных 0,7-0,75, а для промпотребителей, имеющих резервное топливо, Коб =0. При отсутствии резервного топлива сокращение подачи газа зависит от сокращения подачи тепла на отопление. Для технологических нужд сокращать подачу газа не следует. Таким образом, Коб может быть определен для всех сосредоточенных потребителей и на его основе могут рассчитываться аварийные гидравлические режимы.
• Для однокольцевого газопровода аварийных режимов, подлежащих расчету, два: при выключении головных участков сети слева и справа от точки питания. Так как при этом однокольцевой газопровод превращается в тупиковый, диаметр кольца можно определить из расчета аварийного режима при лимитированном газоснабжении.
• Основными исходными данными для гидравлического расчета газопроводов среднего давления являются: схема сети, расчетные расходы газа всех потребителей и перепад давления в сети, то есть разница давлений на выходе газа из ГРС и в самой удаленной от нее точке потребления по схеме.
• Используя расчетный расход газа и удельную потерю давления на участке, определяют диаметры участков и уточняют потери давления на них.
• Гидравлический расчет газопроводов среднего давления во всей области турбулентного режима движения газа проводят по формуле
• (12)
• где Рн, Рк - абсолютное давление газа в начале и конце газопровода, МПа;
• L - длина рассчитываемого участка, км;
• Кэ - эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, см;
• d - внутренний диаметр газопровода;
• v - коэффициент кинематической вязкости, м2/с;
• ? - плотность газа, кг/м3, при температуре 0 °С и давлении 101,3 кПа;
• Q - расход газа, нм3/ч.
• Расчет с использованием приведенной формулы требует значительного времени и довольно затруднителен. Поэтому для расчета газопроводов среднего и высокого давлений используют номограммы, составленные для наиболее распространенных в газовой технике труб.
• Потери давления в местных сопротивлениях рекомендуется учитывать путем увеличения действительной длины газопроводов на 10%, т.е. приведенная длина расчетного участка больше действительной в 1,1 раза.
• Расчет однокольцевой сети газопроводов выполняется в следующей последовательности:
• 1. Составляется расчетная схема газопроводной сети: нумеруются участки, проставляются их расчетные длины, выписываются расчетные расходы газа каждым сосредоточенным потребителем.
• 2. Производится предварительный расчет диаметра кольца по приближенным зависимостям
• Qр=0,59??Коб?Qi (13)
• , (14)
• где Qp - расчетный расход газа, нм3/ч;
• Qi - расчетные расходы газа потребителями, нм3/ч;
• Kоб.i - коэффициенты обеспеченности газом потребителей;
• Рн; Рк - абсолютные давления газа в начале и конце сети, кПа;
• lк - протяженность расчетного кольца, м;
• 1,1 - коэффициент, учитывающий местные сопротивления;
• 0,59 - приближенное значение коэффициента ? в формуле определения расчетного расхода, когда газопровод несет путевую нагрузку.
• При этом целесообразно принимать диаметр кольца постоянным. Если это не удается, то участки газопроводов, расположенные диаметрально противоположно точке питания, следует принимать меньшего диаметра, но не менее 0,75 диаметра головного участка.
• 3. Выполняется два варианта гидравлического расчета аварийных режимов при выключенных головных участках слева и справа от точки питания. При этом кольцевая сеть становится тупиковой, при которой потоки газа движутся от головного ГРП до крайних точек. Определяются суммированием расчетные расходы газа каждого участка сети, начиная эту операцию от конца тупика по направлению к головному ГРП. Диаметры участков корректируются так, чтобы давление газа у последнего потребителя не понижалось ниже минимально допустимого значения. Для всех ответвлений рассчитываются диаметры газопроводов на полное использование перепада давления при лимитированном отборе газа.
• 4. Рассчитывается распределение потоков газа при нормальном режиме работы сети и определяются давления газа во всех узловых точках.
• 5. Проверяются диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям при расчетном гидравлическом режиме. В случае необходимости диаметры отводов увеличиваются до необходимых размеров.
• В связи с тем, что указанные номограммы составлены для расчета стальных газопроводов, полученные значения диаметров, вследствие более низкого коэффициента шероховатости полиэтиленовых труб, следует уменьшать на 5-10%.
• Гидравлический расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец при максимальном использовании допустимой потери давления газа. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.
• При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с - для; газопроводов среднего давления, 26 м/с - для газопроводов высокого давления.
• В проекте нагрузки распределены следующим образом:
• На ШРП №1 - 101,8 м?/ч;
• На ШРП №2 - 22 м?/ч;
• На ШРП №3 - 101,8 м?/ч;
• На ШРП №4 - 18,2 м?/ч;
• На ШРП №5 - 161 м?/ч;
• На ШРП №6 - 18,2 м?/ч;
• Котельная №1 - 727,9 м?/ч;
• Котельная №2 - 727,9 м?/ч;
• Промышленное предприятие - 392 м?/ч;
• Расчетный расход газа потребителями ?Vр=2292,7 м?/ч;
• Таблица 9. Расчетные длины участков

№ уч.	Длины участков кольца	Длины участков ответвлений
	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10	10-1	2-11	3-12	4-13	5-14	6-15	7-16	8-17	9-18	10-19
l,м	224	257	142	124	258	218	97	180	18	92	11	113	95	113	11	67	23	70	23

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7