Определение годовых расходов газа на хозяйственно-бытовые нужды равномерно-распределенными потребителями

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра

Теплогазоснабжения и охраны воздушного бассейна

Курсовая работа

 «Газоснабжение микрорайона города»

Выполнил

Студент:

Группа 2-Т-IV

Проверил преподаватель:

2009г.

Содержание

1. Исходные данные для расчета. 3

2. Определение площади кварталов и числа жителей. 7

3. Определение годовых расходов газа на хозяйственно-бытовые нужды равномерно-распределенными потребителями. 8

3.1.     Потребление газа в квартирах: 8

3.2.     Потребление газа в предприятиях бытового обслуживания: 9

3.3.     Потребление газа на предприятиях общественного питания. 9

3.4.     Потребление газа в учреждениях здравоохранения: 9

3.5.     Потребление газа для хлебозаводов и пекарен: 10

4. Определение расхода газа на котельную. 10

5. Шкафной газорегуляторный пункт. 12

6. Гидравлический расчет сети. 15

7. Расчет дымохода и вентканала. 16

8. Расчет газовой конфорочной горелки. 19

9. Список использованной литературы. 21

10. Приложения

Исходные данные для расчета

Месторождение	Состав газа, % по объему
	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	CO2	H2S	N2 + редкие газы
Ключевское	78,5	6	6,5	4,8	3,6	0,2	-	0,4
сжиженный газ	-	4,5	87,5	7	1	-	-	-

1.  Определение низшей теплоты сгорания.

Q=r₁q₁+r₂q₂+…+r_nq_n МДж/м³, где

r₁ – r_n – процентное содержание каждого компонента в долях единицы

q₁ – q_n – теплота сгорания каждого компонента

Для природного газа:

Q=0,785∙35,88+0,06∙64,36+0,065∙93,187+0,048∙123,57+0,036∙156,63=49,17МДж/м³

Для сжиженного газа:

Q=0,045∙64,36+0,875∙93,18+0,07∙123,57+0,01∙156,63=94,65 МДж/м³

3. Определение плотности газа.

ρ=ρ₁r₁+ρ₂r₂+…+ρ_nr_n кг/м³, где

r₁ – r_n – процентное содержание каждого компонента в долях единицы

ρ₁ – ρ_n – плотность каждого компонента

Для природного газа:

ρ=0,785∙0,7168+0,06∙1,356+0,065∙2,0037+0,048∙2,7023+0,036∙3,457+0,002∙1,977+

+0,004∙1,251=1,037 кг/м³

Для сжиженного газа:

ρ=0,045∙1,356+0,875∙2,0382+0,07∙2,7023+0,01∙3,457=2,008 кг/м³

4. Определение относительной плотности газа по воздуху.

d= ρ/ρ_возд

Для природного газа:

d=1,037/1,293=0,8

Для сжиженного газа:

d=2,008/1,293=1,576

Так как относительная плотность природного газа меньше единицы, а сжиженного меньше, то, соответственно, природный газ легче воздуха, а сжиженный тяжелее.

5. Определение объема воздуха, необходимого для сгорания 1 м³ газа.

- Теоретический расход сухого воздуха:

V=(4,76/100)∙(0,54H2+0,5CO+2+3,5+5+6,5+3+4,5+ +6-O2) м³_возд/м³_газа

Для природного газа:

V=(476/100)∙(2∙78,5+3,5∙6+5∙6,5+6,5∙4,8)=11,5 м³_возд/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=(476/100)∙(3,5∙4,5+5∙87,5+6,5∙7)=23,74 м³_возд/м³_газа

- Теоретический расход влажного воздуха:

V= V+(0,00124∙dвл∙ V) м³_возд/м³_газа, где dвл – влажность (10 г/кг)

Для природного газа:

V=11,5+(0,00124∙10∙11,5)=11,64 м³_возд/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=23,74+(0,00124∙10∙23,74)=24,03 м³_возд/м³_газа

- Действительный расход воздуха:

V= Vα  м³_возд/м³_газа, где α=1,1 – коэффициент избытка воздуха

Для природного газа:

V=11,64∙1,1=12,80 м³_возд/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=24,03∙1,1=26,43 м³_возд/м³_газа

 

6. Определение объема продуктов сгорания.

- Объем диоксида углерода СО₂:

V=0,01∙(CO2+CO+H2S+∑mCmHn) м³/м³_газа

Для природного газа:

V=0,01∙(0,2+1∙78,5+2∙6+3∙6,5+4∙4,8+5∙3,6)= 1,47 м³/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=0,01∙(2∙4,5+3∙87,5+4∙7+5∙1 )=3,05 м³/м³_газа

- Объем водяных паров Н₂О:

V=0,01∙(H+ H2S+∑n/2CmHn)+0,00124(d+ V∙ dвл∙α) м³/м³_газа

Для природного газа:

V=0,01∙(2∙78,5+3∙6+4∙6,5+5∙4,8+6∙3,6)+0,00124∙(0,8+11,5∙10∙1,1)=2,63 м³/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=0,01∙(3∙4,5+4∙87,5+5∙7+6∙1)+0,00124∙(1,576+23,74∙10∙1,1)=4,38 м³/м³_газа

- Объем азота N₂:

V=0,79 Vα +0,01N₂  м³/м³_газа

Для природного газа:

V=0,79∙11,5∙1,1+0,01∙0,4=10 м³/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=0,79∙23,74∙1,1=20,63 м³/м³_газа

- Суммарный объем продуктов сгорания:

V= V+ V +V м³/м³_газа

Для природного газа:

V=1,47+2,63+10=14,7 м³/м³_газа

Для сжиженного газа:

V=3,05+4,38+20,63=28,06 м³/м³_газа

 

7. Определение давления при взрыве.

Pвз=p0∙(1+β∙tk)∙( V/(1+α∙ V)) МПа, где

p₀ – давление окружающей среды (0,1 МПа)

β – коэффициент объемного расширения (1/273)

t_к – калориметрическая температура горения (2000 ⁰С)

α – коэффициент избытка воздуха

Для природного газа:

Pвз=0,1∙(1+(1/273)∙2000)∙(14,7/(1+1,1∙11,64))=0,89 МПа

Для сжиженного газа:

Pвз=0,1∙(1+(1/273)∙2000)∙(28,06/(1+1,1∙24,03))=0,85 МПа

8. Определение пределов взрываемости.

L=∑ri/∑ri/li % по объему, где

r_i – процентное содержание каждого компонента

l_i – предел взрываемости (верхний или нижний) каждого компонента

Для природного газа:

L_н=100/(78,5/5+6/3+6,5/2+4,8/1,7+3,6/1,35+0,2/12,5)=3,78%

L_в=100/(78,5/15+6/12,5+6,5/9,5+4,8/8,5+3,6/8,0+0,2/74)=13,51%

Для сжиженного газа:

L_н=100/(4,5/3+87,5/2+7/1,7+1/1,35)=1,996%

L_в=100/(4,5/12,5+87,5/9,5+7/8,5+1/8,0)=9,51

Предел взрываемости природного газа с учетом балласта

Lb=L∙(1+b/1-b)∙100/(100+L∙b/1-b), где b – суммарное содержание СО₂ и N₂ в долях единицы.

L=3,78∙(1+0,006/(1-0,006))∙100/(100+3,78∙0,006/(1-0,006))=3,8%

L=13,51∙(1+0,006/(1-0,006))∙100/(100+13,51∙0,006/(1-0,006))=13,58%

9. Определение времени загазованности.

- Без вентиляции:

τ=Vзаг/Vут  ч, где:

Vзаг=VпомLн/100   - объем загазованности, Vпом=15 м, L_н – нижний предел взрываемости

Vутечки=0,3 м/ ч – объем утечки

Для природного газа:

Vзаг=15∙3,78/100=0,567 м³

τ=0,567/0,3=1,89 ч

Для сжиженного газа:

Vзаг=15∙1,996/100=0,299 м³

τ=0,299/0,3=0,998 ч

- С вентиляцией:

τ=Vзаг∙А/Vут  ч, где А=3 – кратность воздухообмена

Для природного газа:

τ=0,567∙3/0,3=5,67 ч

Для сжиженного газа:

τ=0,299∙3/0,3=2,994 ч

Определение площади кварталов и числа жителей.

Площадь кварталов определяется по формуле:

, га

Количество населения, проживающего в каждом квартале газифицируемого населенного пункта, определяется:

, где

S – площадь квартала, га;

а - плотность населения в зависимости от климатических районов, чел/га

Таблица №10.1

1.  Определение годовых расходов газа на хозяйственно-бытовые нужды равномерно-распределенными потребителями.

1.1.  Потребление газа в квартирах:

 

q_k – норма расхода газа на 1 человека в год, МДж/год

z_1,2.,3 – доля людей, проживающих в квартирах, соответственно имеющих централизованное горячее водоснабжение, с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей и без горячего водоснабжения.

Таблица №11.1

1.2.  Потребление газа в предприятиях бытового обслуживания:

Прачечные (30% населения пользуются)

Бани (30% населения пользуются):

1.3.  Потребление газа на предприятиях общественного питания (25% населения пользуются):

1.4.  Потребление газа в учреждениях здравоохранения:

1.5.  Потребление газа для хлебозаводов и пекарен:

2.  Определение расхода газа на котельную.

1.  Расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий.

Принимаем отопление района одной котельной.

где:       t_вн. = 22⁰С – внутренняя температура зданий;

t_ср.о = 2 ⁰С – средняя температура за отопительный период

t_{р.о .}= -23⁰С – наружная расчетная температура для отопления (СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» табл.1*)

t_р.в. = -19⁰С – наружная температура (расчетная) для вентиляции

(СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» табл.1*)

К = 0,25; К₁ = 0,4 – коэффициенты, учитывающие расходы теплоты

z = 16ч – среднее число часов работы вентиляции в течении суток

n₀ = 149 сут – продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»)

F – жилая площадь отапливаемых зданий.

КПД отопительной системы для котельной.

q = 572 кДж/(ч·м²) – таблица №5.2 стр.48 [4]

q – укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых домов (для t_р.о. = -23⁰С)

2.  Расход газа на ГВС.

Расход газа на централизованное горячее водоснабжение от котельной определяется по нормам расхода горячей воды на 1 жителя в сутки:

Расход газа на котельную:            

Результаты сводим в таблицу

Таблица №11.2

№	Q МДж/(чел*год)	Vгод, м3/год	km, год/ч	Vp, м3/ч
1.Общественное питание	5970510	121426	0,00033	40,1
2.Здравоохранение	404352	8223,6	0,00056	4,6
3.Прачечная	3487536	70928,0	0,00034	24,1
4.Баня	6570720	133633	0,00037	49,4
5.Хлебопекарня	14078941,7	286331,9	0,00017	48,7
6.Котельная	309231394,7	6289025,722	-	1758,7
7.Жилые дома	43173000	878035	0,00056	492
	Σ	24464051	Σ	2417,2

Шкафной газорегуляторный пункт.

Для снижения давления газа с Р₁ = 0,10МПа до Р₂ = 2,5 кПа, устанавливается шкафной газорегуляторный пункт с газовым обогревом – ГРПШ-32/6б, ГРПШ-32/10б, а так же ГРПШ-10 в коттеджном поселке. Стандартное исполнение ШРП состоит из запорной арматуры, манометра на входе, комбинированного регулятора давления.

Для участков 1,5,6,12,8,9,10,11,12,13,17,21 устанавливаем ГРПШ-32/6б

Подбираем регулятор с расходом на 20% больше требуемого на участке

Тогда максимальный расход составит:

V = V₅·1,2 = 20·1,2 = 24 м³/час

Минимальный расход:

V = V₁·1,2 = 8·1,2 = 9,6 м³/час

Пропускная способность ГРПШ-32/6б по паспортным данным при Р_вх = 0,1 МПа составляет 25 м³/ч.

Процент загрузки регулятора PДHK-32:

К_max = 24/25 × 100 = 96  %

К_min = 9,6/25 × 100 = 42 %

Для остальных участков, кроме коттеджного квартала устанавливаем ГРПШ