Курсовая работа (т): Газоснабжение района города

Газоснабжение района города

Министерство энергетики Республики Беларусь

ГПО «Белтопгаз»

ГИПК «Газ-Институт»

Кафедра «Газоснабжение и местные виды топлива»

Курсовая работа

по дисциплине: «Объекты газораспределительной системы и газовое оборудование»

тема: «Газоснабжение района города»

Выполнил:

Ярмак В.И.

Минск, 2015

Оглавление

Введение

. Характеристика города и потребителей газа

. Определение свойств газа

. Определение количества ГРП

.1 Расчет количества жителей в кварталах и тепловых нагрузок по кварталам

. Определение расходов газа потребителями кварталов города

.1 Определение расчетных расходов газа сетевыми ГРП

.2 Определение расчетных расходов газа сосредоточенными потребителями

. Определение расхода газа котельными

. Гидравлический расчет газопроводов среднего (высокого) давления

. Гидравлический расчет квартальной сети

. Расчёт внутридомовых газопроводов

. Подбор оборудования ГРП

Список литературы

Введение

Современные городские распределительные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций (ГРС), газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ), системы связи и телеуправления, средства защиты газопроводов от коррозии. Для управления эксплуатацией этой системой имеется специальная служба с соответствующими средствами, обеспечивающими возможность бесперебойного газоснабжения.

Проекты газоснабжения областей, городов, поселков разрабатывают на основе схем перспективных потоков газа, схем развития и размещения отраслей народного хозяйства и проектов районных планировок, генеральных планов городов с учетом их развития на перспективу. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных элементов или участков газопровода для производства ремонтных и аварийных работ.

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируются по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

- газопроводы низкого давления с давлением газа до 5 кПа;

- газопроводы среднего давления с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа;

- газопроводы высокого давления II-ой категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа;

- газопроводы высокого давления I-ой категории с давлением газа от 0,6 до 1,2 МПа.

Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания.

Газопроводы среднего и высокого(II категории) давления служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через ГРП.

Городские газопроводы высокого (I категории) давления являются основными артериями, питающими крупный город, их выполняют в виде кольца, полукольца или в виде лучей.

В данной курсовой работе необходимо выполнить выбор и расчет района города, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения, а также подбор оборудования ГРП согласно исходным данным.

1. Характеристика города и потребителей газа

В городе Барановичи, для района которого проектируется система газоснабжения,  [2], преобладающее направление ветра - юго-западное. газ квартал город давление

Так как город средних размеров и в нем имеются потребители, которые требуют различных давлений, то принимаем двухступенчатую схему газоснабжения с газопроводом среднего (5кПа-0,3МПа) и низкого (до 5кПа) давления. В данном случае газопровод среднего давления проектируется кольцевым, т.к. он является основной артерией питающей газом район города. К сети среднего давления присоединяются крупные потребители газа: промышленное предприятие, больница, хлебозавод, районные котельные, банно-прачечный комбинат, квартальная котельная, ГРП. Газопровод прокладывается по окраинам района города, в районах с малой плотностью населения и меньшим количеством подземных коммуникации.

Сети низкого давления состоят из тупиковых газопроводов и отдельных ответвлений.

Связь между газопроводами среднего и низкого давления осуществляется через ГРП, где давление снижается до необходимой величины и поддерживается постоянным автоматически.

Газораспределительная станция находится на западе города на расстоянии  от границы застройки.

В районе города принята  и -этажная застройка. Кварталы имеют низкую градостроительную ценность. В домах установлены газовые плиты.

В городе одна районная котельная, хлебозавод, больница, промышленное предприятие и банно-прачечный комбинат.

2. Определение свойств газа

Почти все характеристики газообразного топлива могут быть определены, если известен состав, по свойствам простых газов, компонентов смеси.

Плотность газообразного топлива в н.у. определяется по выражению [6]:

, (2.1)

где  - объёмное процентное содержание -го компонента смеси, ;

- плотность -го компонента газовой смеси при н.у., .

Плотность любого компонента принимают по справочным данным или определяют по формуле [6]:

, (2.2)

где - молекулярная масса -го компонента смеси, ;

 - объем одного кмоль -го компонента смеси, .

Определим плотность газообразного топлива в н.у.:

Низшая теплота сгорания смеси горючих газов определяется по выражению [6]:

, (2.3)

где  - низшая объемная теплота сгорания -го компонента, . Принимается по

справочным данным.

Пределы воспламенения для газовых смесей, не содержащих балластных примесей, определяются по правилу аддитивности по формуле Ле Штелье [6]:

, (%) (2.4)

где  - предел воспламенения (нижний и верхний) смеси горючих газов в газовоздушной среде, об.;

 - нижний или верхний предел воспламенения i-го компонента в газовоздушной смеси, об..

При наличии в газе балластных примесей пределы воспламенения могут быть определены по формуле [6]:

, (%) (2.5)

где  - предел воспламенения (нижний и верхний) смеси горючих газов с балластными примесями, об.;

 - нижний или верхний предел воспламенения горючей части смеси, об.;

Б - содержание балластных примесей (и ) в газообразном топливе, доли единицы.

Состав горючей части газа без балластных примесей находится по формуле: 

,

,

,

,

,

,

.

Количество воздуха теоретически необходимого для полного сгорания  природного газа находится по выражению [6]:

, , (2.6)

где - объемное процентное содержание углеводородов, входящих в состав газовой смеси, ;

- соответственно число атомов углерода и водорода в каждом углеводороде,

- объёмное процентное содержание сероводорода в газовом топливе,%.

С учетом влажности воздуха [6]:

, , (2.7)

где - влагосодержание воздуха,.

 .

Действительное количество воздуха подаваемого в топку для сжигания газа определяется по формуле [6]:

, , (2.8)

где  - коэффициент избытка воздуха, зависящий от типа горелки. Принимаем .

 .

При сжигании природного газа в продуктах сгорания образуется углекислый газ, вода, азот, кислород.

Содержание углекислого газа в продуктах сгорания зависит от количества углерода в углеводородах и содержания его в самом газе и определяется по формуле [6]:

,, (2.9)

 ,

где - объемное процентное содержание углекислого газа в газообразном топливе, .

Содержание водяных паров, образующихся при сжигании газа, зависит от количества водорода в компонентах топлива и от влажности воздуха и газа и определяется по формуле [6]:

, , (2.10)

где - объемное процентное содержание сероводорода в топливе, ;

- влагосодержание газа (принимаем газ осушенным ).

Количество азота в продуктах сгорания зависит от содержания его в газовом топливе и в воздухе и определяется по выражению [6]:

 , (2.11)

где - объемное процентное содержание азота в газообразном топливе, .

Содержание кислорода в продуктах сгорания зависит от коэффициента избытка воздуха, при котором ведется процесс, находим по формуле [6]:

 , (2.12)

При наличии в газообразном топливе  в продуктах сгорания образуется сернистый ангидрид:

, (2.13)

Полный объем продуктов сгорания  газообразного топлива составит:

3. Определение количества ГРП

Количество ГРП для газоснабжения бытовых и мелких коммунальных потребителей может быть определено по формуле [6]:

, (3.1)

где - газифицируемая площадь, включая площадь проездов, ;

- оптимальный радиус действия ГРП, , .

Каждый ГРП размещают в центре зоны его действия и для каждой зоны определяют расчетные расходы газа (нагрузки ГРП).

Газифицируемая площадь города принимается по внешнему обмеру за вычетом площади кварталов, занятых сосредоточенными потребителями и зелеными насаждениями:

.