Газоснабжение района
Газоснабжение района
Введение
В настоящее время добыча природного газа в России составляет около 600 млрд. м3 в год. Всего эксплуатируется около 200 месторождений газа. 90% природного газа добывается в западной Сибири. Потенциальные запасы природного газа на территории России в оцениваются 240 трлн. м3.
В российской федерации газоснабжение городов и населенных пунктов является одним из приоритетов государственной политики при очевидных результатах. Законодательной базой газификации является Федеральный закон «О газоснабжении в РФ» принятый 31.03.99 г. №69 ФЗ.
Широкая газификация страны обусловлена следующими преимуществами газового топлива в сравнении с другими видами топлива:
- низкая себестоимость добычи;
- высокое качество и эффективное сжигание;
- наиболее экономически чистое топливо;
- газосжигающие установки легче поддаются автоматизации;
- повышается санитарно-гигиенический уровень установок и помещений;
- улучшаются социально-экономические условия жизни населения и т.д.
В Пензенской области также активно сооружаются системы газоснабжения населённых пунктов. Ежегодно вводятся в эксплуатацию 700-900 км газовых сетей за счёт разных источников финансирования.
Цель данного проекта - разработка системы газоснабжения района города согласно заданию.
1. Исходные данные
Район строительства: г. Саратов.
Город снабжается природным газом месторождения Медвежье.
Давление газа в городской распределительной сети высокого давления 0,3 МПа (изб.).
Охват газоснабжением:
· жилых зданий при наличии только бытовых плит: 20%;
· жилых зданий при наличии бытовых плит и ЦГВС: 20%;
· жилых зданий при наличии бытовых плит и проточных водонагревателей: 60%;
· объектов отопления и вентиляции: 100%.
Горелка типа ЭНД с характеристиками:
· Qт = 80 кВт;
· ?P = 2 кПа;
· ? = 0,6.
2. Определение характеристик газа
Согласно задания район города снабжается природным газом месторождения Медвежье. Состав газа приведён в таблице 1.
Таблица 1 - Состав природного газа месторождения
Компонент
|
Химическая формула
|
Количество
компонента,
% по объему
|
Плотность компонента, кг/м3
|
Низшая теплота сгорания, кДж/м3
|
Высшая теплота сгорания, кДж/м3
|
|
Метан
|
СН4
|
99
|
0,7168
|
35840
|
39860
|
|
Этан
|
С2Н6
|
0,1
|
1,3566
|
36730
|
70420
|
|
Пропан
|
С3Н8
|
0,005
|
2,019
|
93370
|
101740
|
|
Н-бутан
|
С4Н10
|
-
|
2,703
|
123770
|
133980
|
|
Пентан
|
С5Н12
|
-
|
3,221
|
146340
|
158480
|
|
Диоксид углерода
|
СО2
|
0,095
|
1,9768
|
|
|
|
Азот + редкие газы
|
N2+…
|
0,8
|
1,2505
|
|
|
|
|
Определение плотности газа
Плотность газа определяется по формуле
(1)
где ri - плотность компонента входящего в смесь, кг/н.м3;
Vi - доля i-того компонента в газе в% об.
Относительная плотность газа по воздуху определяется по формуле
(2)
Определение теплоты сгорания
Теплота сгорания газообразного топлива данного состава определяется по формуле
(3)
(4)
где Qнс - низшая теплота сгорания горючих компонентов, кДж/н. м3;
Qвс - высшая теплота сгорания горючих компонентов, кДж/н. м3;
Для полного сгорания органического топлива требуется определённое количество воздуха, определяемое по процентному содержанию горючих элементов в его составе. Это количество воздуха называется теоретическим и необходимым. Коэффициент избытка воздуха ? =1. Необходимое количество воздуха определяем по следующей формуле:
(5)
Определяем теоретический объём продуктов сгорания.
Теоретический объём продуктов сгорания будем складывать из объёма сухих газов и объёма водяных паров. В состав сухих газов входят:
- объём трёхатомных газов;
- объём азота.
Теоретический объём продуктов сгорания определяется по формуле
(6)
Теоретический объём продуктов сгорания трёхатомных газов
=0,01 (CO2+CO+ H2S+?mCmHn)= 0,961 н.м3/н.м3 (7)
Теоретический объём водяных паров:
н.м3/н.м3 (8)
Теоретический объём азота для газов:
=7,21 н.м3/н.м3 (9)
Полный теоретический объём продуктов сгорания
н.м3/н.м3
3. Определение численности населения района города
Определяется количество населения, проживающего в каждом квартале газифицируемого населенного пункта, в зависимости от плотности жилищного фонда:
N=F·a, (10)
где F-площадь квартала в красных линиях, га;
a - плотность населения, чел./га;
N - количество населения в квартале, чел.
В площадь кварталов включаются площади школ, детских яслей и садов, предприятия торговли, питания и бытового обслуживания населения, внутриквартальные и микрорайонные зеленые насаждения; не включаются площади улиц, проспектов, площадей, садов, парков и участков, которые не являются обычными для жилых массивов.
Таблица 2 - Численность населения района города
Номер квартала
|
Площадь застройки, Га
|
Плотность нас, чел./га
|
Численность населения, чел.
|
|
1
|
16,4
|
110
|
1804
|
|
2
|
17,2
|
110
|
1892
|
|
3
|
15,6
|
110
|
1716
|
|
4
|
14,2
|
90
|
1278
|
|
5
|
8,3
|
90
|
747
|
|
6
|
22,4
|
110
|
2464
|
|
7
|
35,1
|
110
|
3861
|
|
8
|
16,9
|
90
|
1521
|
|
9
|
18,8
|
90
|
1692
|
|
10
|
18,5
|
90
|
1665
|
|
11
|
19,4
|
90
|
1746
|
|
|
Общее количество жителей в районе проектирования N=20386 жителей.
4. Определение годовых расчётных расходов газа
В данном подразделе определяются годовые и расчетные расходы газа на все виды потребления.
Годовые расходы газа используются для планирования количества газа, которое необходимо доставить проектируемому населенному пункту, а расчетные - для определения диаметров газопроводов.
Для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения расход газа определяется по строительному объему отапливаемых и вентилируемых зданий (по укрупненным показателям).
Расходы газа сосредоточенным потребителям (более 50 м3/ч на ввод) необходимо определить отдельно для каждого потребителя. При равномерном распределении потребителей с расчетными расходами менее 50 м3/ч на ввод (жилые и общественные здания) расход газа определяется по жилым кварталам в целом.
Способ определения расхода газа по годовым нормам применяется для равномерно распределенных потребителей, когда количество устанавливаемых приборов неизвестно.
Годовое потребление газа подсчитывается для определенных объектов, а затем суммируется по группам. Условно принято выделять такие группы:
Расход газа населением в квартирах жилых домов для приготовления пищи и горячей воды.
Расход газа предприятиями коммунального хозяйства и общественными зданиями (бани, больницы, прачечные, хлебозаводы).
Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.
Расход газа промышленностью.
(11)
где yi - степень охвата газоснабжения;
ni - количество единиц использующих газ у i-того потребителя.
Qi - норма расходы теплоты на одну условную единицу, Мдж/ год.
Количество условных единиц по категориям потребителей определяется по нормам проектирования.
Определение годового расхода газа на отопление и вентиляцию
Годовой расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий определяется по формуле
(12)
где k - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий (принимаем k = 0,25);
z - число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (принимаем z = 16);
k1 - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (принимаем k1 = 0,6);
q0 - укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление общественных зданий на единицу м3 общей площади, [5] Вт.
A - общая площадь подлежащая отоплению с использованием газа, м2: вычисляется по формуле
(13)
где y4 - охват объектов отоплением и вентиляцией.
n0 - продолжительность отопительного периода [4];
?0 - КПД теплоснабжающей системы, принимаем равным 0,85;
ti - внутренняя температура отапливаемых помещений, принимаем равной 18 °C;
tср.от - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, принимаем по [4], °C;
tр.от - расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, принимаем по [4], °C.
Определение годового расхода газа на ГВС
Годовой расход газа на ГВС определяется по укрупнённым показателям по формуле
(14)
где m - число жителей, пользующихся горячей водой от централизованного ГВС, вычисляем по формуле
(15)
где y2 - жилых зданий при наличии бытовых плит и ЦГВС;
tСS - температура холодной воды в летнее время, принимаем равной 18 °C;
tСW - температура холодной воды в зимнее время, принимаем равной 5 °C;
? - коэффициент снижения среднечасового расхода воды в летнее время, принимаем равным 0,8;
qh - укрупнённый показатель расхода теплоты, принимаем равным 378 Вт на человека.
Определение суммарного годового и удельного расхода газа.
Суммарный годовой расход газа определяется по формуле
(16)
Удельный годовой расход газа определяется по формуле
(17)
Определение часовых расходов газа
Часовой расход газа на жилые дома, хозяйственно-бытовые, коммунальные и производственные нужды определяется по формуле
(18)
где khmax - коэффициент часового максимума, принимаем согласно [6].
Часовой расход газа на отопление и вентиляцию определяется по формуле
(19)
Часовой расход газа на ГВС жилых и общественных зданий вычисляется по формуле
(20)
Расчёт часовых расходов газа сведён в таблицу 5.
Таблица 5 - Расчётные расходы газа потребителями района города
Потребители
|
Годовой расход м3/год
|
Коэффициент часового максимума, Khmax
|
Расчётный расход, м3/час
|
|
Жилые дома
|
3913931,1
|
1,00/2300
|
1761,4
|
|
Учебные заведения
|
|
|
|
|
Мелкие предприятия
|
|
|
|
|
Больница
|
|
|
|
|
Бани
|
842171,647
|
1,00/2700
|
311,92
|
|
Прачечная
|
242113,875
|
1,00/2900
|
83,49
|
|
Столовая и ресторан
|
338406,662
|
1,00/2000
|
169,20
|
|
Хлебозавод
|
571844,591
|
1,00/6000
|
95,31
|
|
Котельная
|
10848966,017
|
-/-
|
4694,67
|
|
|
Сумма 5354,59 м3/ч
Удельный часовой расход газа определяется по формуле
(21)
5. Система и схема газоснабжения
Наличие в районе города потребителей двух параметров определяет необходимость выбора двухступенчатой системы газоснабжения, она экономична, надёжна, проста в эксплуатации и наиболее распространена в городах с населением до 100 тысяч жителей.
В качестве первой ступени применяются газопроводы высокого давления второй категории, в качестве второй ступени - газопроводы низкого давления.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
|