Газоснабжение города. Определение количества котлов для квартальной котельной, уточнение расхода газа для нее. Выбор схемы газоснабжения города

здание в 5 этажей, то в квартирах устанавливаем газовые плиты и проточные водонагреватели. По нормам при установки 4х конфорочной плиты и проточного водонагревателя объем кухни должен быть более 15 м³. К установке приняты 4-х конфорочные плиты Gefest модели 3100. В качестве водонагревателя используем ВПГ 23-1. Ввод газопроводов производится в лестничную клетку. Стояки размещаются в кухнях.

Горизонтальная разводка газопроводов выполняется на высоте 2,1-2,2 м от пола. Подключение плиты выполняется на отметке 0,8 м от пола. Проточного водонагревателя 0,9 – 1,2 м. Запорные устройства устанавливаются на вводе в секцию, перед счетчиком и перед каждым газоиспользующим прибором.

Для гидравлического расчета составляем расчетную схему внутридомовой сети. На схеме проставляем номера участков, расходы газа на них, их длины и диаметры.  Расчет начинаем с самого удаленного или нагруженного от ввода стояка (Ст.2), а затем рассчитывается менее нагруженный к вводу стояк(Ст.1). Невязка потерь давления по стоякам не должно превышать 10%. Расчетный перепад давления от врезки внутридомовой сети в квартальный газопровод до наиболее удаленного прибора составляет Р=600 Па, за вычетом потерь давлений в газовых приборах. Для плиты эти потери 40-60 Па, для водонагревателя 80-100 Па.

Последовательность расчета:

1.Расчетные расходы газа V м³/ч на участках определяем по формуле:

 – коэффициент одновременности действия газовых приборов;

– номинальный расход газовых приборов;

 – число приборов (групп приборов).

По паспортным данным номинальная тепловая нагрузка плиты 4-хкомфорочной  Gefest модели 3100 составляет 10,6 кВт, для водонагревателя ВПГ 23-1 номинальная тепловая нагрузка составляет 23,26 кВт.

V_н =3,6·Q_н/Q_н.см.=3,6^.10600/38811,14=0,98 м³/ч.

V_н =3,6·Q_н/Q_н.см.=3,6^.23260/38811,14=2,16 м³/ч.

2. Задаемся диаметрами участков

3. По таблицам или номограммам находим удельные потери на трение и эквивалентные длины

4. Определяем суммарные значения  коэффициента местных сопротивлений для каждого участка:

Местное сопротивление	Значение ξ для Ø15,20
	15	20
расширение/сужение	0.35
тройник на проход	1
тройник на ответвление	1.5
отвод 900	0.3
пробковый кран	4	2

5. Определяем расчетные длины участков:

и потери давления на них:

6. Определяем избыточное дополнительное давление:

– плотность воздуха, 1.293 кг/м³;

Н – разность абсолютных отметок начала и конца расчетного участка, м;

Если >,то при движении газа вверх, Н принимаем со знаком «-», а при движении вниз – «+».                                                  

7. Определяем потери давления на участках с учетом избыточного дополнительного давления:

R_ф·l_р+ ΔР_д                                                                    (12.6)                                                   

8. Определяем суммарные потери давления в газопроводах:

 ∑( R_ф·l_р+ ΔР_д)                                                          (12.7)                                                   

9. Полученные суммарные потери давления сравниваем с расчетными перепадами давления       ( допустимая невязка- 10%).

10. Результаты расчета сводим в таблицу 11.1

Затем аналогичным способом рассчитываем ближайший стояк к вводу. Расчетный перепад давления для него принимается из расчета первого стояка.

Таблица11.1 Расчет внутридомовой системы газоснабжения

№ уч.	Vном	k0	Vр	L	Dу	∑ξ	Lэт	Lэ	Lпр=L+Lэ	Rт	R=Rт∙ρ/ρт	RLпр	Р=±9.81· ·h(ρа-ρ)	RLпр+Pд	∑RLпр	Примечания
	м3/ч		м3/ч	м	мм		м	м	м	Па/м	Па/м	Па	Па	Па	Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Стояк №1		Располагаемое давление ∆Р=				550	Па
1	2,16	1,000	2,16	1,5	15	5,60	0,43	2,408	3,9	8,4	9,38	36,65	4,69	41,34	141,34
2	3,14	0,700	2,20	4,0	15	7,40	0,42	3,108	7,1	10,3	11,50	81,74	-9,38	72,36	213,70
3	6,28	0,560	3,52	2,8	15	2,00	0,39	0,78	3,6	25,0	27,91	99,92	-13,13	86,79	300,49
4	9,42	0,450	4,24	2,8	15	2,30	0,40	0,92	3,7	36,7	40,97	152,42	-13,13	139,29	439,78
5	12,56	0,350	4,40	2,8	20	2,30	0,56	1,288	4,1	4,2	4,69	19,17	-13,13	6,04	445,82
6	15,70	0,290	4,55	14,3	20	5,40	0,57	3,078	17,4	4,5	5,02	87,31	-3,99	83,32	529,14
7	31,40	0,254	7,98	3,3	20	4,40	0,69	3,036	6,3	3,2	3,57	22,64	-4,69	17,95	547,09
													невязка=		1%
Стояк №2		Располагаемое давление ∆Р=				559,27	Па
8	2,16	1,000	2,16	1,5	15	5,6	0,43	2,408	3,9	8,4	9,38	36,65	4,69	41,34	141,34
9	3,14	0,700	2,20	4,0	15	7,4	0,42	3,108	7,1	10,3	11,50	81,74	-9,38	72,36	213,70
10	6,28	0,560	3,52	2,8	15	2,0	0,39	0,78	3,6	25,0	27,91	99,92	-14,07	85,85	299,55
11	9,42	0,450	4,24	2,8	15	2,3	0,40	0,92	3,7	36,7	40,97	152,42	-14,07	138,35	437,90
12	12,56	0,350	4,40	2,8	20	2,0	0,41	0,82	3,6	4,2	4,69	16,97	-14,07	2,91	440,81
13	15,70	0,290	4,55	3,0	20	4,4	0,42	1,848	4,8	4,5	5,02	24,36	-5,16	19,20	460,01
													невязка=		13%

12.Расчет газовой горелки для котла квартальной котельной

Необходимо рассчитать подовую горелку низкого давления без принудительной подачи воздуха для водогрейного секционного котла типа «Факел» с поверхностью нагрева 45 м². Котёл работает на природном газе с Q_н=38811,14 кДж/м³, ρ=0,815 кг/м³. Максимальный расход газа котлом V_K=135,7 м³/ч. Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания газа, V₀=10,3  м³возд/м³газа.

Расчет горелки сводится к определению размеров коллектора и огневой части, диаметра выходных отверстий, их количества и расположения на коллекторе, а также необходимого давления газа перед горелкой.

Для котлов с поверхностью нагрева  F_K > 50 м² или при расходе газа V_K > 35 м³/ч рекомендуются к установке двухколлекторные горелки с расположением каждого коллектора в своей щели.

Расчет выполняется в определенной последовательности:

I. Определяется расход газа на один коллектор

V_КОЛ=Vк/2=135,7/2=67,85  м³/ч.

2. Диаметр коллектора горелки находится с учетом скорости газового потока в нем. При низком давлении W_кол= 5...15 м/с (для среднего давления W_к принимается до 25 м/с). Из уравнения расхода

Принимаем W_кол=7 м/с, определяем

Для коллектора может быть использована цельнотянутая труба с наружным диаметром d_Нхd_CТ =76х3,5мм.

3. Уточняется действительная скорость движения газа в коллекторе. С внутренним диаметром 69 мм.

4. Задается длина коллектора горелки. Она должна быть на 100..600 мм меньше длины колосниковой решетки топки. Для заданного котла "Факел" с поверхностью   нагрева 45 м², длина топки составляет 3980 мм,

l_KOЛ=l_T-(100…600)=3980-600=3380мм.

5. Определяется величина теплового напряжения котла на 1 м длины щели