Проектирование системы газоснабжения, расположенной в Пинском районе (расчётная температура наружного воздуха tн.o. = -21°C, преобладающее направление ветра – западное)

вертикальных и наклонных участках газопроводов высотой h, м учитываем гидростатическое давление Р_д, Па, возникающее за счет разности плотностей воздуха ρ_в и газа ρ_о кг/м³:

                                                                  

где  – плотность воздуха, кг/м³;

 – плотность газа, кг/м³;

Н – разность абсолютных отметок начала и конца рассчитываемого участка, м.

8)  Определяются потери давления на участках с учетом дополнительного давления:

R_ф×L_р+P_д, Па

9)  Находятся суммарные потери давления в газопроводе.

, Па

10)  Полученные суммарные потери давления сравнивают с расчетным перепадом давления. Если невязка превышает 10%, выполняют перерасчет.

Затем в такой же последовательности рассчитывается ближайший к вводу стояк на величину давления, равную потерям давления на участках до точки врезки ближайшего стояка.

Для него принимаем максимально возможные диаметры. Если потери давления в стояке оказалось значительно меньше величины располагаемого давления, то избыток давления гасится кранами у газовых приборов.

Гидравлический расчет сводим в таблицу 13.1.

Таблица 13.1

Гидравлический расчёт внутридомовой системы газоснабжения

Nуч	Vном, мᵌ/ч	kо	Vр, мᵌ/ч	L, м	Dу, мм	∑ᶓ	L'э, м	Lэ, м	Lр, м	R, Па/м	Rф, Па/м	RфхLр, Па	Pд, Па	RфхLр+ +Pд, Па	∑∆P, Па	Примечание
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Стояк 1       Ррасп = 510 Па
1	2,21	1	2,21	1,86	15	5,6	0,4195	2,35	4,21	10,328	11,16	46,98	5,44	52,42	152,42	2 отвода; кран пробковый; тр.на проход
2	3,22	0,7	2,254	5,7	20	9,9	0,6146	6,08	11,78	1,888	2,04	24,03	-14,83	9,2	161,62	3 отвода; 2 крана прбковых; тр. на проход; 2 перехода
3	6,44	0,56	3,606	3	20	1	0,51	0,51	3,51	5,81	6,28	22,04	-14,83	7,21	168,83	тр. на проход
4	9,66	0,48	4,637	3	20	1	0,5319	0,53	3,53	9,195	9,94	35,09	-14,83	20,26	189,09	тр. на проход
5	12,88	0,43	5,538	3	25	1,3	0,6808	0,89	3,89	3,95	4,27	16,61	-14,83	1,78	190,87	отвод; тр. на проход
6	16,1	0,4	6,44	13,3	25	4,8	0,6988	3,35	16,65	5,185	5,6	93,24	-4,45	88,79	279,66	6 отводов; кран пробковый; тр. на проход
7	32,2	0,34	10,948	0,6	25	1	0,7695	0,77	1,37	13,655	14,76	20,22	0	20,22	299,88	тр. на проход
8	48,3	0,3	14,49	7,9	25	4,4	0,7949	3,5	11,4	20,092	21,72	247,61	-15,33	232,28	532,16	3 отвода; кран пробковый; тр на отв.
Невязка ((510-532,16)/510)*100% = - 4,3 %
Стояк 3        Ррасп = 299,88 Па
9	2,21	1	2,21	1,86	15	5,6	0,4195	2,35	4,21	10,328	11,16	46,98	5,44	52,42	152,42	2 отвода; кран пробковый; тр.на проход
10	3,22	0,7	2,254	5,7	20	9,9	0,6146	6,08	11,78	1,888	2,04	24,03	-14,83	9,2	161,62	3 отвода; 2 крана прбковых; тр. на проход; 2 перехода
11	6,44	0,56	3,606	3	20	1	0,51	0,51	3,51	5,81	6,28	22,04	-14,83	7,21	168,83	тр. на проход
12	9,66	0,48	4,637	3	20	1	0,5319	0,53	3,53	9,195	9,94	35,09	-14,83	20,26	189,09	тр. на проход
13	12,88	0,43	5,538	3	20	1	0,5508	0,55	3,55	12,714	13,74	48,78	-14,83	33,95	223,04	тр. на проход
14	16,1	0,4	6,44	7,43	25	4,4	0,6988	3,07	10,5	5,185	5,6	58,8	-3,96	54,84	277,88	3 отвода; кран пробковый; тр на отв.
Невязка ((299,88-277,88)/299,88)*100% = 7,3 %

14. Расчет инжекционной горелки среднего давления

Рассчитаем инжекционную горелку среднего давления туннельного типа.

Расход газа котлом =85,7 /ч. Горелка предназначена для сжигания природного газа плотностью=0,789 / и Qн=37932,81 кДж/. Теоретическое количество воздуха необходимого для сжигания 1 газа =10,15 возд/ газа. Коэффициент избытка воздуха α=1,05. Расчет сводится к выбору необходимого типа горелки, проверке возможности ее работы при данных условиях и определению необходимого давления газа перед горелкой.

Принимаем к установке на котел три горелки. Тогда расход на одну горелку составит =/3=85,7/3=28,57 /ч, а тепловая нагрузка определяется по формуле:

 кВт                                                                                (14.1)

                                   

Выбираем для котла инжекционные горелки конструкции Стальпроекта (рис.9.14[1]). Технические характеристики данных горелок приведены в табл.9.17.[1]. Принимаем к установке инжекционную горелку типа В, с тепловой нагрузкой  Qг=530 кВт. Диаметры основных элементов горелки: dc=10мм, dг=97мм, dн=116мм. Расчетная схема горелки представлена на чертеже (Лист № 2)

В основу расчета инжекционных горелок положен закон сохранения энергии. Проверяется баланс энергии в горелке, в ней должно быть выдержано условие

Егор  Ев + Ег + Ед + Ен + Епот                                                 (14.2)

Определяем затраты энергии:

затраты энергии на  инжекцию воздуха:

                                                                                (14.3)

где Wг – скорость газовоздушной смеси в горловине, м/с;

                                                            (14.4)

 - температура газовоздушной смеси в горловине, принимается равной температуре воздуха в помещении,  ;

Действительное количество воздуха, необходимого для сжигания 1 газа:=  α=10,15·1,05=10,658 /, тогда:

 =13,44м/с

==1244,58 Дж/

затраты энергии на изменение скорости струи газа от Wс до Wг:

=                                                                               (14.5)

где Wс - скорость выхода газа из сопла м/с.

Определяем эту скорость из уравнение сохранения количества движения:

∙ = (+ α∙∙)                                                                 (14.6)

Отсюда

=                                                                  (14.7)

=м/с

Скорость выхода газа из сопла не должна превышать 300 м/с, в противном случае необходимо сделать пересчет, выбрав горелку большей тепловой мощности. В нашем случае скорость выхода газа из сопла не превышает 300 м/с.

=Дж/

Затраты энергии в диффузоре при изменении скорости газовоздушной смеси

                                                       (14.8)

где η –  КПД диффузора, зависящий от отношения  dг/dд

Wд – скорость смеси в  выходном сечении диффузора,

                                                               (14.9)

где fд- площадь выходного сечения диффузора, :

===0,0239

(dд =1,8dг=1,8∙97=174,6 мм)

        

 – плотность газовоздушной смеси в выходном сечении диффузора:

                                                             (14.10)

       

Тогда, подставив все полученные значения, имеем

==229,51 Дж/         затраты энергии в насадке горелки

                                                (14.11)

где  – скорость выхода газовоздушной смеси из насадка горелки определим по формуле

                                                             (14.12)

Cкорость выхода газовоздушной смеси из насадка горелки не должна быть меньше скорости распространения пламени для смеси данного газа при минимальном расходе газа горелкой (обычно 10 м/с и более).

Затраты энергии с выходной скоростью газовоздушной смеси из насадка горелки:

Е_пот=(W_н²/2)∙∙(1+αV_о)                                                                               (14.13)

где

                                                                (14.14)

где  – температура газовоздушной смеси на выходе из насадка