Расчет характеристик газообразного топлива

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ _________________________________________________________________4

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА __________________5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО РАЙОНА ГОРОДА___________________________________________________________6

РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА ____________________________________________7

3.1 Определение годовых расходов газа _________________________________________8

3.2 Определение расчетных часовых расходов газа ________________________________12

3.3 Определение удельных часовых расходов газа по зонам застройки________________14

ТРАССИРОВКА ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ _______________________________________15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА НА УЧАСТКАХ КОЛЬЦЕВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ_____________________________________________17

5.1 Определение сосредоточенных и удельных путевых расходов газа по контурам

сети________17

5.2 Определение путевых расходов газа на участках кольцевой сети _________________18

5.3 Определение расчетных часовых расходов газа на участках кольцевой сети________19

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ ___________________________21

6.1 Основные понятия и расчетные уравнения ____________________________________21

6.2 Определение расчетного перепада давления для газовых сетей низкого давления __23

6.3 Расчет уличных распределительных кольцевых сетей___________________________24

6.4 Расчет внутриквартального газопровода ______________________________________26

6.5 Расчет внутридомового газопровода _________________________________________28

ПРИЛОЖЕНИЕ _____________________________________________________________31

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК _________________________________________39

ВВЕДЕНИЕ

Выполнение курсового проекта имеет целью закрепить теоретический материал по

основным вопроса курса «Газоснабжение», приобрести навыки самостоятельной работы в

области проектирования систем газоснабжения и опыт работы со справочной и

специальной литературой.

В задании на курсовой проект указываются:

1) климатический район газифицируемого населенного пункта;

2) вид покрытая проездов и тротуаров;

3) размеры селитебной территории на одного человека;

4) наружный строительный объем жилых зданий на одного человека;

5) источник газоснабжения;

6) давление газа в точке подключения (после газораспределительной станции (ГРС));

7) расстояние от ГРС до городской газовой сети;

8)расположение ГРС относительно района города;

9) процент охвата газоснабжением

хозяйственно-бытовых, коммунальных и сосредоточенных потребителей;

10) узел (элемент) газовой сети, подлежащий детальной разработке.

К заданию на курсовой проект прилагаются: генплан проектируемого района с указанием

этажности каждого квартала; план расчетного квартала; план газифицируемого здания (жилого дома) с указанием этажности.

В содержание проекта входят:

1. Расчетно-пояснительная записка (объем 25—40 с.):

а) введение;

6) расчет характеристик газообразного топлива;

в) расчет численности населения

проектируемого района по однохарактерным зонам застройки;

г) расчет потребления газа

по зонам застройки;

д) трассировка газопроводов и определение оптимального количества

газораспределительных пунктов (ГРП);

е) определение путевых и расчетных расходов газа по участкам кольцевой сети;

ж) гидравлический расчет газопроводов;

з) выводы;

и) библиографический список;

к) содержание.

2. Графическая часть (объем 2-3 листа формата А1): а) генплан проектируемого района города (М 1:5000) с нанесением газопроводов среднего и низкого давлений, ГРП и

горизонталей; б) расчетные схемы газопроводов среднего и низкого давлений с указанием

расходов, длин расчетных участков и диаметров; в) план расчетного квартала (М 1:1000) с

трассировкой газопроводов низкого давления; г) планы этажей газифицируемого здания

(М 1:100 или 1:200) с нанесением газовых сетей, приборов и вентиляционных блоков;

д) аксонометрическая схема внутридомового газопровода с указанием расходов, длин

расчетных участков и диаметров; е) продольный профиль участка газопровода,

пересекающего проезжую часть улицы; ж) рабочий чертеж одного из узлов газопровода

(элемента) газовой сети; з) спецификация на материалы и оборудование внутридомового

газопровода.

В проекте необходимо разработать двухступенчатую систему распределения газа с

выполнением первой ступени газопроводами среднего (высокого) давления, а второй -

низкого давления. От сети среднего (высокого) давления запроектировать сосредоточенные потребители: ГРП, котельную, хлебозавод, баню, прачечную. При этом котельная располагается с учетом «розы ветров» для проектируемого района, а хлебозавод, баня и прачечная - произвольно. От сети низкого давления проектируются хозяйственно-бытовые и коммунальные потребители, перечень которых

принимается по СНиП 2.04.08-87 . Сеть низкого давления должна быть запроектирована

кольцевой.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Теплота сгорания (высшая или низшая) сухого газообразного топлива (газа) определяется по формуле:

Qc =(Q1 X1+ Q2 X2 +...+ Qk xk)/100%

(1.1)

где Qc - теплота сгорания сухого газа, кДж/м³;

Q1, Q2,…, Qk – теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное

топливо, кДж/ м³ [3, табл. 8.1];

x1, x2 , …, x3 - объемные доли компонентов, составляющих

газообразное топливо, %.

Высшую и низшую теплоту сгорания сложного газообразного топлива можно

определить по [3, с. 286].

Плотность сухого газа определяют как сумму произведений плотностей компонентов,

составляющих газообразное топливо, на их объемные доли

p=(p1 x1 + p2 x2 + … + pk xk)/100%

(1.2)

где p - плотность сухого газа, кг/м³;

p1, p2, …, pk – плотности компонентов, кг/м³.

Относительная плотность р^сотн сухого газа по воздуху равна:

рсотн= рс/pв

(1.3)

где pв = 1,293- плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³.

Теоретически необходимое количество воздуха. Подсчет объема воздуха,

необходимого для сгорания газа производят на основе уравнения горения компонентов,

входящих в его состав. Для газообразного топлива, состоящего из предельных

углеводородов, уравнение реакции горения представляют в виде:

где m,n - число атомов углерода и водорода в углеводородных соединениях;

Q- тепловой эффект реакции горения (теплота сгорания).

Используя уравнение (1.4), можно получить:

где V° - теоретически необходимое количество воздуха (при α = 1), м³ возд./ м³ газа;

x1 = CH4;

хj - j-й предельный углеводород; у = 2,3,..., k;

k - количество компонентов (предельных углеводородов) в газообразном топливе.

В общем случае теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1м³

сухого газа равно:

где CO, H2, H2S, CmHn, O2 - содержание отдельных компонентов газообразного топлива, %.

Реакция горения и теплоты сгорания сухих газов при нормальных физических

условиях приведены в [3, табл. 8.1].

Характеристики газа, определенные по приведенным формулам, сводят в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Характеристики газообразного топлива при нормальных физических условиях (Т = 273,15,К, Р = 101,325,кПа)