Содержание
Введение....................................................................................................................................... 3
Исходные данные.................................................................................................................. 5
Характеристика объекта................................................................................................
6
1. Определение расходов газа.......................................................................................
7
1.1 Определение годовых расходов газа.......................................................................................................................... 9
1.1.1. Потребление газа в квартирах
................................................................................................................................. 2
1.1.2. Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями
.................................................... 9
1.1.3 Потребление газа на отопление и вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение
........ 11
1.2 Определение часовых расходов газа....................................................................................................................... 13
1.2.1 Часовой расход газа на квартиры и коммунально-бытовые предприятия
.............................................. 13
1.2.2 Часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
............................................ 13
2. Режим потребления газа............................................................................................ 14
2.1. Режим потребления по месяцам года...................................................................................................................... 16
2.2 Режим потребления газа по дням недели............................................................................................................... 19
2.3 Режим потребления газа по часам суток................................................................................................................ 20
2.4 Режим потребления газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение................................. 21
3. Описание принятой схемы газоснабжения............................................... 22
4. Расчет газопровода среднего давления........................................................
24
Таблица 4.1. Гидравлический расчет газопровода.................................................................................................... 26
5.Расчет и подбор оборудования ГРП.....................................................................
30
5.1 Подбор регулятора давления......................................................................................................................................... 31
5.2 Подбор фильтра.................................................................................................................................................................... 32
6. Технология строительно-монтажных работ........................................... 35
7. НИРС........................................................................................................................................... 43
7.1. Введение................................................................................................................................................................................ 43
7.2.Принцип действия и особенности процессов контактного водонагревателя...................................... 43
7.3 Отличительные особенности контактных водонагревателей..................................................................... 46
7.5. Использование теплоты уходящих газов газотурбинных установок.................................................... 47
7.4. Культивационные сооружения для круглогодичного выращивания овощей.....................................
43
Заключение.............................................................................................................................. 49
Список используемой литературы....................................................................... 50
Введение
Широкий размах по газификации городов и населенных пунктов определил необходимость создания нового вида хозяйства – газового. Газовое хозяйство городов представляет собой сложную инженерную систему, в которую входят газовые сети, системы резервирование и установки для сжигания газа. В нашей стране создано мощное газовое хозяйство, которое оказывает непосредственное влияние на технический прогресс и развитие многих важнейших отраслей промышленности и сельского хозяйства.
Базой для широкого развития газовой промышленности являются значительные запасы природного газа, которые в результате успешно проводимых геологоразведочных работ непрерывно возрастают.
Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ.
Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции.
Основная задача газовых хозяйств – бесперебойное, надежное и экономичное газоснабжение потребителей Эксплуатация газопроводов и газового оборудования в городах и населенных пунктах осуществляется специализированными предприятиями газового хозяйства.
Применительно к газовому хозяйству можно выделить следующие основные направления научно-технического прогресса:
Внедрение средств комплексной автоматизации и механизации трудоемких процессов и передовой технологии обслуживания и ремонта газового оборудования;
Повышения безопасности эксплуатации систем газоснабжения;
Широкое применение неметаллических труб и новых материалов при строительстве систем газоснабжения;
Совершенствование стандартов и технических условий;
Важным звеном в общей системе газоснабжения страны являются подземные газопроводы, по которым газ поступает непосредственно к жилым домам, коммунально-бытовым и промышленным предприятиям. Подземные газопроводы вместе с расположенными на них сооружениями являются составной частью городского газового хозяйства. Поддержание их в исправном состоянии, обеспечение бесперебойной и безопасной подачи газа необходимого давления потребителям должны выполняться квалифицированным персоналом эксплутационных служб газового хозяйства.
При стремительном развитии межпоселковых газопроводов особое значение приобретает выбор рациональной схемы газораспределения в населенных пунктах. Этот выбор должен характеризоваться не только обеспечением надежной и безопасной подачи газа потребителю, но и минимальными затратами на строительство и эксплуатацию газовых сетей.
Внедрение полиэтиленовых газопроводов – одно из актуальных направлений повышения эффективности капитального строительства за счет снижения его материало- и трудоемкости.
Выбор материала при строительстве или реконструкции распределительных газовых сетей, как правило, зависит от оптимизации общей стоимости работ, при условии обеспечения работоспособности системы и выполнении всех намеченных проектом целей.
Полиэтиленовые трубы имеют больше преимуществ по сравнению со стальными трубами по многим параметрам:
- скорость укладки.
- выбор диаметра и толщины стенок,
- выбор систем соединения,
- требуемый уровень надежности. Во-первых, совершенно очевидно, что скорость проведения земляных работ и укладки труб значительно быстрее, что повышает экономичность и рентабельность проектов и использование полиэтиленовых труб и определяет выбор в их пользу.
Фактически из-за того, что скорость укладки полиэтиленовых труб по сравнению со стальными выше, намного сокращается время работ и, что не менее важно, чем скорость, применение полиэтиленовых труб существенно упрощает проведение сварочных операций.
Мировой опыт применения полиэтиленовых труб для газораспределительных систем доказывает, что они не менее надежны, чем стальные распределительные системы, при условии, что рабочий проект и само выполнение работ осуществляются в соответствии со стандартами и рабочие должным образом обучены и имеют соответствующую квалификацию.
Наряду с другими критериями, определяющими выбор в пользу полиэтиленовых труб, следует учитывать следующее:
- сопротивление растрескиванию.
- химическую устойчивость,
- иммунитет к токам самоиндукции.
Для полиэтиленовых трубопроводов проблемы трещин появляются только при случайном повреждении землеройной техникой (например, царапины от ковшей канавокопателя). Подобные случайности должны привести организаторов работ по укладке полиэтиленового трубопровода и подрядчиков к применению технологий укладки, предусматривающих такие возможности появления случайных трещин.
Исходные данные
1. Общая численность населения – 2916 чел.
2. Теплота сгорания газа, Q H
P
= 34190 кДж/м3
(на основании данных
ооо «Астраханьгазпром», паспорт прилагается)
3. Расчетная температура для проектирования t PO
= - 23 °С
4. Расчетная температура для проектирования вентиляции t PВ
= - 16 °С
5. Температура наружного воздуха средняя за отопительный период
t СO
= - 1.6 °С
6. Продолжительность отопительного периода 172 сут.
7. Расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий
t В
= 18 °С
8. Процент охвата квартир газоснабжением 95 %
9. Доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой и центральным горячим водоснабжением 25 %
10. Доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой и газовым водонагревателем 65 %
11. Доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой, при отсутствии центрального горячего водоснабжения 10 %
12. Степень охвата газом коммунально-бытовых объектов 80 %
13. Степень охвата местных отопительных установок газоснабжением 85 %
14. Протяженность газопровода среднего давления – 160 м
низкого давления - 16 060 м
Характеристика объекта
Предметом дипломного проекта является газоснабжение поселка Астраханской области.
На основании данных ВНИИГАЗ количество домовладений в поселке – 932. Жилые дома – одно и двухэтажные.
Для определения количества жителей ориентировочно примем, что в одноэтажных домах проживает по 3 человека, в двухэтажных по 5 человек.
Итого, численность населения составляет 2916 человек.
В поселке предусмотрено централизованное теплоснабжение, водоснабжение и канализация.
На территории поселка располагается коммунально-бытовые предприятия – столовые, магазины, учреждения здравоохранения, бани, и т.д., а также консервный цех, часовой расход которого составляет 2000 м3
/ч.
Поселок снабжается газом от Аксарайского месторождения. Характеристики газа взяты по данным ооо «Астраханьгазпром» на основании ГОСТ 5542-87 от 27.12.2000 г (паспорт прилагается в Приложении 1).
1. Определение расходов газа
Годовое потребление газа городом, районом или поселком является основой при составлении проекта газоснабжения. Расчет годового потребления производят по нормам на конец расчетного периода с учетом перспективы развития городских потребителей газа. Продолжительность расчетного периода устанавливается на основе плана перспективного развития города или поселка.
Все виды потребления газа можно сгруппировать следующим образом:
1. Бытовое потребление ( потребление газа в квартирах)
2. Потребление в коммунальных и общественных предприятиях
3. Потребление на отопление и вентиляцию зданий
4. Промышленное потребление
Расчет расхода газа на бытовые, коммунальные и общественные нужды представляет собой сложную задачу, так как количество газа, расходуемого этими потребителями, зависит от ряда факторов: газооборудования, благоустройства и населенности квартир, газооборудования городских учреждений и предприятий, степени обслуживания населения этими учреждениями и предприятиями, охвата потребителей централизованным горячим водоснабжением и от климатических условий. Большинство приведенных факторов не поддается точному учету, поэтому потребление газа рассчитывают по средним нормам, разработанным в результате многолетнего опыта.
Расход газа на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды промышленных предприятий принимают по соответствующим проектам.
Городские системы газоснабжения не имеют аккумулирующих емкостей, расположенных у потребителей, а емкость самих газовых сетей очень мала. Отсюда, чтобы система нормально функционировала, ежечасовая подача газа в городскую сеть должна строго соответствовать потреблению. Если потребление окажется меньше подачи, сети не примут лишний газ; если же оно будет больше подачи, тогда начнет падать давление в сетях и будет нарушено нормальное газоснабжение.
Основным следствием жестокой связи в городской системе распределения газа является то, что пропускная способность газовых сетей и элементов системы необходимо рассчитывать на пиковые, максимальные часовые расходы газа.
1.1 Определение годовых расходов газа
1.1.1. Потребление газа в квартирах
где, Y1
-степень охвата газоснабжением квартир;
Z1
- доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением;
Z2
- доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой и газовым водонагревателем;
Z3
- доля населения, проживающих в квартирах с газовой плитой при отсутствии централизованного горячего водоснабжения;
q1
- норма расхода теплоты при наличии газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения, опр-ся по [1], 2800 МДж/чел.год;
q2
- норма расхода теплоты при наличии газовой плиты и газового водонагревателя, опр-ся по [1], 8000 МДж/чел.год;
q3
- норма расхода теплоты при наличии газовой плиты и отсутствии централизованного горячего водоснабжения, опр-ся по [1], 4600 МДж/чел.год;
Q H
P
- низшая теплота сгорания кДж/м 3
1
.1.2. Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями
1. Годовой расход газа на прачечные
Норма расхода газа на стирку белья отнесена к 1 т сухого белья, годовая норма накопления сухого белья 100¸140 т на 1000 жителей [1].
Где, Z П
- доля населения, пользующихся услугами прачечных;
Y КБ
- степень охвата коммунально-бытовых предприятий газоснабжением;
q П
- норма расхода теплоты на стирку белья в механических прачечных, опр-ся по [1], 8800 МДж на 1 т сух. белья
N - численность населения, чел
2. Годовой расход газа на бани
При определении количества помывок в банях можно исходить из расчета 52 помывки в год одним человеком [1].
где, ZБ
- доля населения, пользующихся услугами бань с мытьем в ванных и без ванн;
qБ
- Норма расхода воды на бани – с ванной 40 МДж, без ванн – 50 МДж
q Б
= 90 МДж, [1]
3. Годовой расход на предприятия общественного питания
Охват обслуживанием населения принимают 0.25 – 0.3 от общей численности населения, считая при этом, что человек, регулярно пользующийся столовыми или ресторанами, потребляет в день примерно 1 обед и 1 ужин (завтрак)[1].
Где, ZC
- доля населения, пользующихся услугами столовых, ресторанов
qC
- норма суммарного расхода тепла на приготовление завтрака или обеда, 6.3 МДж,[1]
4. Расход газа на учреждения здравоохранения
При расходе газа в больницах следует учитывать, что их общая вместимость определяется из расчета 12 коек на 1000 жителей [1].
К – число коек в учреждения здравоохранения на 1000 жителей%
qзд
- норма суммарного расхода тепла на приготовление пищи и горячей воды на 1 койка/место, 12400 МДж/1 койка год, [1]
5.Расход газа для хлебозавода и пекарен
Расчет годового расхода газа для хлебозаводов и пекарен ведут в предположении, что объем суточной выпечки на 1000 жителей составляет 0.6-0.8 т.[1]
Х – ежедневная норма потребления в т. на 1000 жителей
q X
- осредненная норма расхода тепла на выпечку хлеба различных сортов, 5233 МДж/1 т изделия, [1]
Годовые расходы предприятиями и учреждениями бытового обслуживания населения (ателье, мастерские, парикмахерские и т.д.) принимают в размере до 10% суммарного расхода газа основными потребителями, [4]
1
.1.3 Потребление газа на отопление и вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение
Расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяют по удельным нормам теплопотребления, приведены в [2].
Годовой расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий жилых и общественных зданий вычисляют по формуле:
где tB
, tPO
, t PB
, t CO
— температуры соответственно внутреннего воздуха отапливаемых зданий, расчетная наружная для проектирования отопления, расчетная наружная для проектирования вентиляции, средняя наружного воздуха за отопительный сезон, °С,[3];
К1
, К2
— коэффициенты, учитывающие расходы тепла на отопление и вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных соответственно принимаются равными 0,25 и 0,4[2];
Z — среднее число часов работы системы вентиляции общественных зданий в .течение суток; при отсутствии данных принимается 16 ч;
п
о
—
продолжительность отопительного периода, сут [3];
f—
норма общей площади отапливаемых зданий на 1 человека, 18 м2
/чел.
h ОВ
- КПД отопительной системы: для котельных 0,8 — 0,85
qO
—
укрупненный показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий, кДж/ч на 1 м2
жилой площади принимают по [2];
qO
= 175 кДж/ч – для 1-2 этажных зданий
Y OB
– степень охвата местных отопительных установок газоснабжением
Годовой расход газа (кДж) на централизованное горячее водоснабжение от котельных определяют по формуле [4]
где t хз
, t хл
—температура водопроводной воды в отопительный и летний периоды, °С; при отсутствии данных соответственно принимают равными 5 и 15°С; b — коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период; при отсутствии данных принимают равным 0,8
Z1
-доля населения, пользующихся горячим водоснабжением;
h ГВ
– КПД котельной, равный 0,8— 0,85;
q
ГВ
—
укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение, кДж/ч на одного человека [2], 247 кДж/ч
Потребление газа консервным цехом составляет 2000 м3
/ч
1.
2 Определение часовых расходов газа
1
.2.1 Часовой расход газа на квартиры и коммунально-бытовые предприятия
Расчетные часовые расходы служат исходными данными для определения диаметров газопроводов, для выбора размеров и типов газовой арматуры, аппаратуры и оборудования.
Расчетный часовой расход на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды определяют как долю годового расхода по формуле [4]
Q РЧ
= kM
× QГОД
, м3
/ч (1.2.1)
kM
- коэффициент часового максимума, [1]
QГОД
- годовой расход газа
Q РЧ
= × 753.35 × 10 3
= 367 м3
/ч
1
.2.2 Часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
1.Максимальный тепловой поток газа на отопление
Q O
= q O
A(1 + K1
), м3
/ч (1.2.2)
uде, А общая площадь жилых зданий
А = 18 N YOB
(1.2.3)
A = 18×2916 × 0.4 = 41990.4м2
Q O
= 175 × 41990.4 (1 + 0.25) = 9185.4 кВт
2. Максимальный тепловой поток на вентиляцию
QB
= q O
× K1
× K2
× A (1.2.4)
QB
= 175 × 0.25× 0.4× 41990.4 = 747 кВт
3. Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение
QГВ
= 2.4 qГВ
×N × Z1
(1.2.5)
QГВ
= 2.4 ×247× 2916 × 0.85 = 1469.3 кВт
Часовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяется по формуле:
Через распределительную сеть среднего давления пос. Кировский проходит транзитный газ на пос Обуховский 100 м3
/ч и Станья 107 м 3
/ч
2. Режим потребления газа
Все городские потребители — бытовые, коммунальные общественные и промышленные — потребляют газ неравномерно. Потребление газа изменяется по месяцам года, дням недели и календарным дням, а также по часам суток.
В зависимости от периода, в течение которого потребление принимают постоянным, различают: 1) сезонную неравномерность, или неравномерность по месяцам года; 2) суточную неравномерность, или неравномерность по дням недели, месяца или года; 3) часовую неравномерность, или неравномерность по часам суток. Режим расхода газа городом зависит от режима отдельных категорий потребителей и их удельного веса в общем потреблении.
Неравномерность расходования газа отдельными категориями потребителей определяется рядом факторов: климатическими условиями, укладом жизни населения, режимом работы предприятий и учреждений, характеристикой газооборудования зданий и промышленных цехов. В большинстве случаев теоретический учет влияния отдельных факторов на неравномерность потребления оказывается невозможным. Наиболее достоверный путь — это накопление и систематизация опытных данных в течение длительного периода. Только при достаточном количестве экспериментального материала можно говорить о надежных сведениях по режимам потребления.
Неравномерность потребления оказывает большое влияние на экономические показатели систем газоснабжения. Наличие пиков и провалов в потреблении газа приводит к неполному использованию мощностей газовых промыслов и пропускной способности магистральных газопроводов, что повышает себестоимость газа, приводит к необходимости строительства подземных хранилищ и создания потребителей — регуляторов, что связано с дополнительными капитальными вложениями в газотранспортные системы и вторые топливные хозяйства потребителей. Режим потребления по месяцам года. Суммарные годовые графики потребления газа городами и экономическими районами являются основой для планирования добычи газа, а также для выбора и обоснования мероприятий, обеспечивающих регулирование неравномерности потребления газа. Решение проблемы неравномерности потребления позволяет обеспечить надежность газоснабжения и повысить экономическую эффективность газоснабжающих систем.
Знание годовых графиков газопотребления имеет большое значение и для эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позволяет правильно планировать спрос на газ по месяцам года, определять необходимую мощность городских потребителей — регуляторов, планировать проведение реконструкций и ремонтных работ на газовых сетях и их сооружениях. Используя провалы потребления газа для отключения отдельных участков газопроводов и газорегуляторных пунктов на ремонт, можно провести его без нарушения подачи газа потребителям.
Данные для расчета режима потребления – проценты от годового, месячного, дневного или суточного расхода берем из [5]. Годовые расходы берем из раздела 1.
2.1. Режим потребления по месяцам года
Расход газа по месяцам года определяем по формуле:
где, с – месячный коэффициент, в долях от годового расхода, %
2.1.1 Расход газа на коммунально-бытовые нужды
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3
|
Всего по селу |
| Январь |
10,3 |
53075,9 |
515300 |
| Февраль |
9,6 |
49468,8 |
|
| Март |
10 |
51530 |
|
| Апрель |
9,3 |
47922,9 |
|
| Май |
8,6 |
44315,8 |
|
| Июнь |
7 |
36071 |
|
| Июль |
5 |
25765 |
|
| Август |
5,2 |
26795,6 |
|
| Сентябрь |
7 |
36071 |
|
| Октябрь |
8,7 |
44831,1 |
|
| Ноябрь |
9,4 |
48438,2 |
|
| Декабрь |
9,9 |
51014,7 |
Коэффициент месячной неравномерности К = 10.3 * 12/ 100=1.25
2.1.2 Расход газа на прачечные
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3/мес |
Всего по селу |
| Январь |
9,1 |
546 |
6000 |
| Февраль |
8,6 |
516 |
|
| Март |
8,9 |
534 |
|
| Апрель |
8,5 |
510 |
|
| Май |
7,1 |
426 |
|
| Июнь |
8,1 |
486 |
|
| Июль |
7,6 |
456 |
|
| Август |
7,6 |
456 |
|
| Сентябрь |
8 |
480 |
|
| Октябрь |
8,9 |
534 |
|
| Ноябрь |
8,3 |
498 |
|
| Декабрь |
9,3 |
558 |
2.1.3 Расход газа на бани
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3/мес |
Всего по селу |
| Январь |
9,5 |
6066,7 |
63860 |
| Февраль |
8,6 |
5491,96 |
|
| Март |
9,5 |
6066,7 |
|
| Апрель |
8,6 |
5491,96 |
|
| Май |
8,2 |
5236,52 |
|
| Июнь |
7,7 |
4917,22 |
|
| Июль |
6,8 |
4342,48 |
|
| Август |
6,8 |
4342,48 |
|
| Сентябрь |
7,7 |
4917,22 |
|
| Октябрь |
8,5 |
5428,1 |
|
| Ноябрь |
8,6 |
5491,96 |
|
| Декабрь |
9,5 |
6066,7 |
2.1.4 Расход газа на общественное питание
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3/мес |
Всего по селу |
| Январь |
9,5 |
4409,9 |
46420 |
| Февраль |
8,6 |
3992,12 |
|
| Март |
9,5 |
4409,9 |
|
| Апрель |
8,6 |
3992,12 |
|
| Май |
8,2 |
3806,44 |
|
| Июнь |
7,7 |
3574,34 |
|
| Июль |
6,8 |
3156,56 |
|
| Август |
6,8 |
3156,56 |
|
| Сентябрь |
7,7 |
3574,34 |
|
| Октябрь |
8,5 |
3945,7 |
|
| Ноябрь |
8,6 |
3992,12 |
|
| Декабрь |
9,5 |
4409,9 |
2.1.5 Расход газа на учреждения здравоохраненияя
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3/мес |
Всего по селу |
| Январь |
9,3 |
943,95 |
10150 |
| Февраль |
8,5 |
862,75 |
|
| Март |
8,9 |
903,35 |
|
| Апрель |
8,2 |
832,3 |
|
| Май |
8,1 |
822,15 |
|
| Июнь |
7,4 |
751,1 |
|
| Июль |
7,7 |
781,55 |
|
| Август |
7,7 |
781,55 |
|
| Сентябрь |
7,8 |
791,7 |
|
| Октябрь |
8,5 |
862,75 |
|
| Ноябрь |
8,6 |
872,9 |
|
| Декабрь |
9,3 |
943,95 |
2.1.6. Расход газа на хлебозаводы и пекарни
| Месяц |
% от годового расхода |
Расход газа, м3/мес |
Всего по селу |
| Январь |
9,5 |
8548,1 |
89980 |
| Февраль |
8,6 |
7738,28 |
|
| Март |
9,5 |
8548,1 |
|
| Апрель |
8,6 |
7738,28 |
|
| Май |
8,2 |
7378,36 |
|
| Июнь |
7,7 |
6928,46 |
|
| Июль |
6,8 |
6118,64 |
|
| Август |
6,8 |
6118,64 |
|
| Сентябрь |
7,7 |
6928,46 |
|
| Октябрь |
8,5 |
7648,3 |
|
| Ноябрь |
8,6 |
7738,28 |
|
| Декабрь |
9,5 |
8548,1 |
Результаты расчета сведем в график. Для наглядности расходы на разные нужды укажем на одном графике.
2.2 Режим потребления газа по дням недели
Расход газа по дням недели определяем по формуле:
где, с – часовой коэффициент, в долях от расхода в месяц, %
Наибольшая суточная неравномерность присуща бытовым потребителям, использующим газ для приготовления пищи и горячей воды.. Практика показывает, что в дневные и вечерние часы расход газа наибольший, а в ночные часы снижается до минимума.
Расход газа на коммунально-бытовые нужды в % от годового расхода берем из [5].
Расход газа за неделю определяем из расчета, что в году 52 недели и коэффициента неравномерности 1.2.
Q = 753350 × 1.2 / 52 = 17385 м3
/нед
| День недели |
% |
Расход |
Всего по селу |
| Понедельник |
13,6 |
2364,36 |
17385 |
| Вторник |
13,7 |
2381,745 |
|
| Среда |
13,8 |
2399,13 |
|
| Четверг |
14 |
2433,9 |
|
| Пятница |
14,8 |
2572,98 |
|
| Суббота |
17 |
2955,45 |
|
| Воскресенье |
13,1 |
2277,435 |
Коэффициент дневной неравномерности к = 17 × 7 /100 = 1.19
Результат расчета представим в виде диаграммы.
2.3 Режим потребления газа по часам суток
Расход газа по часам суток определяем по формуле:
где, с – часовой коэффициент, в долях от дневного расхода, %
Наибольшая суточная неравномерность присуща бытовым потребителям, использующим газ для приготовления пищи и горячей воды.. Практика показывает, что в дневные и вечерние часы расход газа наибольший, а в ночные часы снижается до минимума.
Расход газа на коммунально-бытовые нужды в % от расхода в сутки берем из [5].
Расход газа за сутки определяем из расчета, что в году 365 дней и коэффициента неравномерности 1.25.
Q = 753350 × 1.25 / 365 = 2580 м3
/сут
| Часы |
Процент |
Расход |
Всего |
| 1-2 |
4 |
103,2 |
2580 |
| 2-3 |
2 |
51,6 |
|
| 3-4 |
1 |
25,8 |
|
| 4-5 |
0,8 |
20,64 |
|
| 5-6 |
0,8 |
20,64 |
|
| 6-7 |
1,1 |
28,38 |
|
| 7-8 |
3,5 |
90,3 |
|
| 8-9 |
4,5 |
116,1 |
|
| 9-10 |
5 |
129 |
|
| 10-11 |
5 |
129 |
|
| 11-12 |
5,5 |
141,9 |
|
| 12-13 |
5 |
129 |
|
| 13-14 |
5 |
129 |
|
| 14-15 |
5,3 |
136,74 |
|
| 15-16 |
5,5 |
141,9 |
|
| 16-17 |
5,7 |
147,06 |
|
| 17-18 |
6 |
154,8 |
|
| 18-19 |
6,5 |
167,7 |
|
| 19-20 |
6 |
154,8 |
|
| 20-21 |
5,5 |
141,9 |
|
| 21-22 |
4,75 |
122,55 |
|
| 22-23 |
4,25 |
109,65 |
|
| 23-24 |
4 |
103,2 |
|
| 24-1 |
3,3 |
85,14 |
2.4 Режим потребления газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
В отопительный период входят месяцы – январь, февраль, март, 10 дней апреля, 15 дней октября, ноябрь, декабрь. В течении года нагрузка на горячее водоснабжение остается практически постоянной.
Данные по отопительному периоду берем из [3].
Расход газа находим по формуле [4]:
q -доля расхода газа от общего расхода газа
Qгод
– годовой расход газа на отопление и вентиляцию м3
/год.
На основании рассчитанных данных составим график зависимости расхода газа на отопление от длительности стояния наружных температур
Обозначим
| Месяц |
Число дней, n |
Ср. расч. температура |
(tв-tср.мес)n |
А, % |
Расход газа |
| Январь |
31 |
-6,80 |
768,80 |
23,24 |
553485,797 |
| Февраль |
28 |
-5,80 |
666,40 |
20,15 |
479764,484 |
| Март |
31 |
0,10 |
554,90 |
16,78 |
399491,765 |
| Апрель |
10 |
9,60 |
84,00 |
2,54 |
60474,5148 |
| Октябрь |
11 |
9,80 |
90,20 |
2,73 |
64938,1099 |
| Ноябрь |
30 |
2,10 |
477,00 |
14,42 |
343408,852 |
| Декабрь |
31 |
-3,50 |
666,50 |
20,15 |
479836,477 |
| å |
172 |
3307,80 |
100,00 |
2381400 |
3. Описание принятой схемы газоснабжения
Схема газоснабжения поселка двухступенчатая. Первая ступень – распределительные газопроводы среднего давления Р = 0.3 МПа после головного ГРП, проектируемого и строящегося в составе межпоселковых газопроводов. Вторая ступень – газопроводы низкого давления Р = 0.003 МПа после домовых регуляторных пунктов (ГРП).
Распределительные газопроводы среднего давления проектируются от головного ГРП до домовых ГРП, устанавливаемых на один, два и более жилых домов и общественные здания и подключенным к ним (при условии установки местных ГРП) промышленным предприятиям. Способ прокладки подземный.
Материал труб при подземной прокладке в нормальных грунтовых условиях – полиэтилен ПЭ 80 ГАЗ SDR 11 по ГОСТ Р50838-95.
Узлы арматуры проектируются с надземным расположением на бетонных площадках с металлическим сетчатым ограждением и подземными в бетонных колодцах .
Диаметры газопроводов принимаются в соответствии с гидравлическим расчетом. Расчет уличных газопроводов выполнялся с учетом принятого располагаемого перепада давлений, равного 0.05 МПа до самого удаленного ГРПШ.
Установка отключающих устройств на газопроводах принята с учетом отключения отдельных участков и обеспечения надежного газоснабжения.
Для снижения давления газа до низкого предусматривается монтаж домовых ГРП, в качестве которых приняты шкафные регуляторные пункты с начальным давлением 0.3 МПа. Шкафные ГРП устанавливаются на металлических опорах на территориях домовладений. Выход на ГРПШ предусматривается стальными трубами с устройством неразъемных соединений полиэтилен-сталь. Стальные элементы соответствуют ГОСТ 10704-91.
В нижних точках газопровода предусматривается установка конденсатосборников, соответствующие серии 5.905-7 ч.1.
Над полиэтиленовым газопроводом (на высоте 0.25 м от него) должна быть проложена сигнальная лента шириной 200 мм с несмываемой надписью «ГАЗ».
Трасса газопровода на углах поворота и через 200 м на прямолинейных участках должна быть обозначена установкой опознавательных знаков в соответствии с СП 3.05.07-88*.
Общая протяженность газопровода 16220 м.
4. Расчет газопровода
среднего давления
При проектировании трубопроводов для транспорта газа выбор диаметров труб осуществляется на основании их гидравлического расчета, имеющего целью определить диаметр труб для пуска необходимого количества газа при допустимых для конкретных условий потерях давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по трубам заданного диаметра.
Сопротивления движению газа в трубопроводах слагаются из линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений. Сопротивления трения имеют место на всей протяженности трубопроводов. Местные сопротивления создаются только в пунктах изменения скоростей и направления движения газа. В настоящее время гидравлический расчет газопроводов осуществляют по номограммам [6].
где Р АБС.Н
, Р АБС.К
— абсолютное давление газа в начале и в конце газопровода, ата;
L — длина рассчитываемого участка газопровода, км.
Местные гидравлические сопротивления в газопроводах и вызываемые ими потери давления возникают в результате изменения значений и направления скоростей движения газа, а также в местах разделения и слияния потоков. Источниками местных сопротивлений являются переходы с одного размера газопровода на другой, колена, отводы, тройники, крестовины, компенсаторы, а также запорная, регулирующая и предохранительная арматура, сборники конденсата, гидравлические затворы и другие устройства, приводящие к сжатию, расширению и изгибу потоков газа, Падение давления в местных сопротивлениях, перечисленных выше, допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопровода на 5—10%.
Начальное давление – давление после головного ГРП, при переходе с высокого давления на среднее.
Конечное давление принимают таким, что бы при максимальной нагрузке сети было минимально допустимое давление газа перед регулятором ГРП.
В системах газоснабжения используют правило постоянного перепада давления на единицу длины газопровода
.
Первоначально определяем потери давления, возникающие на основном участке, т.е. определяем среднее значение А СР
Р АБС.Н
= 3 + 1 = 4 ата
Р АБС.К
= 2.5 + 1 = 3.5 ата
L = 3481 м – длина наиболее удаленного и нагруженного участка.
=
По расчетному расходу на участке и среднему значению потерь давления определяем диаметр и толщину стенки газопровода на данном участке и уточняем значение потерь при данном диаметре газопровода по номограмме 14 [6].
Расчетным считается участок на котором расход постоянен.
Расчетная длина участка газопровода с учетом местных сопротивлений
L P
= 1.1L [4.3]
Результаты расчета заносим в таблицу 4.1.
Таблица
4.1. Гидравлический расчет газопровода
| №
уч-ка |
Длина, м |
Расход, м3 /ч |
Расчетная длина, м |
Диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Удельные потери, Па/м |
Потери, м |
Давление в начале уч., ата |
Давление в конце уч., ата |
| 1-2 |
170,00 |
3774,50 |
187 |
180 |
16,4 |
1,15 |
215,05 |
4,00 |
3,97 |
| 2-3 |
10,00 |
3680,50 |
11 |
180 |
16,4 |
1,13 |
12,43 |
3,97 |
3,97 |
| 3-4 |
149,00 |
3495,50 |
164 |
180 |
16,4 |
1,10 |
180,29 |
3,97 |
3,95 |
| 4-5 |
180,00 |
2966,00 |
198 |
180 |
16,4 |
0,85 |
168,30 |
3,95 |
3,93 |
| 5-6 |
255,00 |
966,00 |
281 |
125 |
11,4 |
0,90 |
252,45 |
3,93 |
3,90 |
| 6-7 |
105,00 |
845,00 |
116 |
110 |
10,0 |
1,10 |
127,05 |
3,90 |
3,88 |
| 7-8 |
121,00 |
795,00 |
133 |
110 |
10,0 |
1,05 |
139,76 |
3,88 |
3,86 |
| 8-9 |
270,00 |
766,00 |
297 |
110 |
10,0 |
0,85 |
252,45 |
3,86 |
3,83 |
| 9-10 |
100,00 |
687,00 |
110 |
110 |
10,0 |
0,83 |
91,30 |
3,83 |
3,82 |
| 10-11 |
50,00 |
677,00 |
55 |
110 |
10,0 |
0,80 |
44,00 |
3,82 |
3,81 |
| 11-12 |
380,00 |
270,00 |
418 |
75 |
6,9 |
0,85 |
355,30 |
3,81 |
3,76 |
| 12-13 |
750,00 |
215,00 |
825 |
63 |
5,8 |
1,10 |
907,50 |
3,76 |
3,64 |
| 13-14 |
280,00 |
167,00 |
308 |
63 |
5,8 |
1,05 |
323,40 |
3,64 |
3,60 |
| 14-15 |
550,00 |
134,00 |
605 |
63 |
5,8 |
0,90 |
544,50 |
3,60 |
3,52 |
| 15-16 |
110,00 |
107,00 |
121 |
50 |
4,5 |
1,00 |
121,00 |
3,52 |
3,50 |
| 11-17 |
119,00 |
407,00 |
131 |
63 |
5,8 |
le="text-align:center;">1,2
|
157,08 |
3,81 |
3,79 |
| 17-18 |
149,00 |
274,00 |
164 |
63 |
5,8 |
1,1 |
180,29 |
3,79 |
3,77 |
| 18-19 |
63,00 |
158,00 |
69 |
63 |
5,8 |
0,95 |
65,84 |
3,77 |
3,76 |
| 19-20 |
129,00 |
94,00 |
142 |
50 |
4,5 |
1,15 |
163,19 |
3,76 |
3,73 |
| 20-21 |
160,00 |
67,00 |
176 |
50 |
4,5 |
1,00 |
176,00 |
3,73 |
3,71 |
| 21-22 |
450,00 |
45,00 |
495 |
50 |
4,5 |
0,90 |
445,50 |
3,71 |
3,65 |
| 17-23 |
377,00 |
133,00 |
415 |
63 |
5,8 |
0,90 |
373,23 |
3,81 |
3,76 |
| 23-24 |
200,00 |
54,00 |
220 |
50 |
4,5 |
0,95 |
209,00 |
3,76 |
3,73 |
| 24-25 |
250,00 |
42,00 |
275 |
50 |
4,5 |
0,90 |
247,50 |
3,73 |
3,70 |
| 23-26 |
320,00 |
60,00 |
352 |
50 |
4,5 |
0,96 |
337,92 |
3,76 |
3,71 |
| 26-27 |
160,00 |
42,00 |
176 |
50 |
4,5 |
0,90 |
158,40 |
3,71 |
3,69 |
| 18-28 |
113,00 |
15,00 |
124 |
40 |
3,7 |
0,95 |
118,09 |
3,81 |
3,79 |
| 19-29 |
300,00 |
24,00 |
330 |
40 |
3,7 |
1,10 |
363,00 |
3,80 |
3,75 |
| 20-30 |
90,00 |
24,00 |
99 |
40 |
3,7 |
1,10 |
108,90 |
3,78 |
3,77 |
| 9-31 |
372,00 |
55,00 |
409 |
50 |
4,5 |
0,93 |
380,56 |
3,83 |
3,78 |
| 31-32 |
200,00 |
30,00 |
220 |
40 |
3,7 |
1,15 |
253,00 |
3,78 |
3,75 |
| 8-33 |
283,00 |
26,00 |
311 |
25 |
3,0 |
1,12 |
348,66 |
3,86 |
3,81 |
| 7-34 |
340,00 |
50,00 |
374 |
50 |
4,5 |
0,90 |
336,60 |
3,88 |
3,84 |
| 34-35 |
309,00 |
34,00 |
340 |
40 |
3,7 |
1,18 |
401,08 |
3,84 |
3,78 |
| 6-36 |
51,00 |
52,00 |
56 |
50 |
4,5 |
0,92 |
51,61 |
3,90 |
3,89 |
| 36-37 |
60,00 |
30,00 |
66 |
40 |
3,7 |
1,15 |
75,90 |
3,89 |
3,88 |
| 36-38 |
56,00 |
10,50 |
62 |
40 |
3,7 |
0,90 |
55,44 |
3,88 |
3,88 |
| 5-39 |
56,00 |
2000,00 |
62 |
120 |
12,8 |
1,50 |
92,40 |
3,93 |
3,92 |
| 4-40 |
60,00 |
529,50 |
66 |
90 |
8,2 |
0,90 |
59,40 |
3,95 |
3,94 |
| 40-41 |
700,00 |
306,00 |
770 |
75 |
6,9 |
0,95 |
731,50 |
3,94 |
3,85 |
| 41-42 |
700,00 |
250,00 |
770 |
63 |
5,8 |
1,10 |
847,00 |
3,85 |
3,74 |
| 42-43 |
500,00 |
190,00 |
550 |
63 |
5,8 |
0,97 |
533,50 |
3,74 |
3,66 |
| 43-44 |
700,00 |
153,00 |
770 |
63 |
5,8 |
0,75 |
577,50 |
3,66 |
3,59 |
| 44-45 |
700,00 |
116,00 |
770 |
63 |
5,8 |
0,70 |
539,00 |
3,59 |
3,51 |
| 45-46 |
100,00 |
100,00 |
110 |
50 |
4,5 |
0,80 |
88,00 |
3,51 |
3,50 |
| 40-47 |
180,00 |
223,50 |
198 |
63 |
5,8 |
1,20 |
237,60 |
3,94 |
3,91 |
| 47-48 |
190,00 |
215,00 |
209 |
63 |
5,8 |
1,10 |
229,90 |
3,91 |
3,88 |
| 48-49 |
412,00 |
39,00 |
453 |
50 |
4,5 |
0,80 |
362,56 |
3,88 |
3,83 |
| 48-50 |
134,00 |
160,00 |
147 |
63 |
5,8 |
0,85 |
125,29 |
3,88 |
3,86 |
| 50-51 |
196,00 |
140,00 |
216 |
63 |
5,8 |
0,80 |
172,48 |
3,86 |
3,84 |
| 50-52 |
155,00 |
20,00 |
171 |
50 |
4,5 |
0,70 |
119,35 |
3,86 |
3,84 |
| 2-53 |
438,00 |
94,00 |
482 |
50 |
4,5 |
0,90 |
433,62 |
3,97 |
3,92 |
| 53-54 |
485,00 |
56,50 |
534 |
50 |
4,5 |
0,70 |
373,45 |
3,92 |
3,87 |
| 3-55 |
528,00 |
185,00 |
581 |
63 |
5,8 |
1,20 |
696,96 |
3,97 |
3,88 |
| 55-56 |
396,00 |
92,50 |
436 |
50 |
4,5 |
0,90 |
392,04 |
3,88 |
3,83 |
| 55-57 |
662,00 |
92,50 |
728 |
50 |
4,5 |
0,90 |
655,38 |
3,88 |
3,79 |
| 57-58 |
897,00 |
30,00 |
987 |
50 |
4,5 |
0,70 |
690,69 |
3,79 |
3,70 |
5.Расчет и подбор оборудования ГРП
Газовое топливо должно подаваться потребителям под определенным давлением в зависимости от условий его использования (в частности от принятого давления перед приборами, агрегатами и т.д.)
Газо-бытовая организация обязана обеспечивать требуемое давление в газораспределительных сетях и на входе у потребителей. Газорегуляторные пункты (ГРП) предназначены для снижения газа, поступающего к потребителю, до необходимого, и автоматического поддержания его постоянным независимо от расхода газа и колебания его давления до ГРП. Кроме того, на ГРП осуществляют очистку газа от механических примесей, контроль за входным и выходным давлением и температурой газа, учет расхода (в случае отсутствия специального пункта измерения расхода), предохранения от возможного повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода сверх допустимых пределов.
Газорегуляторные пункты ГРП в зависимости от давления от давления газа на их вводе подразделяют на ГРП среднего давления (с выше 0,005 до 0,3 МПа) и высокого давления (с выше 0,3 до 1,2 МПа). В соответствии со СНиП 2.04.08 -87 ГРП в зависимости от назначения и технической целесообразности могут размещаться в отдельно стоящих зданиях; в пристройках к зданию ; встроенными в одноэтажные производственные здания или котельные; в шкафах наружных стенах газифицируемых зданий или на отдельно стоящих опорах из не горючих материалов и т.д.. Запрещается размещать ГРП в подвальных и цокольных помещений зданий любого назначения, а так же встроенными и пристроенными к жилым и общественным зданиям.
Для обеспечения нормальной работы регулирующего оборудования и контрольно-измерительных приборов в зимнее время внутри помещения ГРП необходимо поддерживать положительную температуру ( не менее 5 °С ).
Применяется ГРП с одной линией регулирования. Регулирующая линия состоит из фильтра, предохранительно-запорного клапана, регулятора давления, предохранительного сбросного клапана, контрольно-измерительных приборов и запорной арматуры.
Шкафные ГРП применяются при газоснабжении применяются при газоснабжении коммунально-бытовых потребителей, отдельных котельных и промышленных предприятий.
5.1 Подбор регулятора давления
Подбираем оборудование и контрольно-измерительные приборы для головного газорегуляторного пункта при переходе с высокого давления на среднее. Пропускная способность пункта Q = 3774.5м/ч, ( при нормальных условиях ) и избыточным давлением газа на входе 600 кПа. Давление на выходе - 300 кПа. Газ природный. Потеря в газопроводе, пробковых кранах, предохранительно-запорном клапане и в фильтре предварительно оценим в 7 кПа [1].
В этом случае перепад давления на клапане будет равен :
DР =600 - 7 -300 = 2930 кПа,
тогда
При критическом перепаде давлений выполняется неравенство
Для природного газа к = 1.3
Условие (5.1.1) выполняется, следовательно, критический перепад давлений и расчет пропускной способности регулятора ведется по формуле [4]
Где DР – перепад давлений на регуляторе, МПа
Р1
–абсолютное давление до регулятора, МПа
rО
– плотность газа, м 3
/кг;
Т1
- температура газа, К;
При расчете пропускной способности регулятора по формуле [5.1.4], считая величину КV
постоянной, неточность исходной модели должна быть компенсирована коэффициентом e.
Определяем коэффициент пропускной способности регулятора КV
.
Подбираем регулятор типа РДУК - 2 В-100/50 по [4] (регулятор давления прямого действия) КV
=38
Пересчитываем пропускную способность регулятора.
Определяем запас его пропускной способности
т. е. пропускная способность регулятора больше необходимой расчетной величины на 24% , что удовлетворяет условиям [1].
5.2 Подбор фильтра
Установим сетчатый фильтр, разработанный
«Мосгорпроектом»ФГ-100
Р 1
=0.6 МПа
DР = 5 кПа
r 0
= 0.73 кг/м3
Пропускная способность 15000 м3
/ч
Произведем перерасчет потерь давления в фильтре при заданной пропускной способности.
uде DPT
, Q T
, r T
, P2
T
- перепад давления, расход, плотность газа и конечное давление предусмотренные для данного фильтра
Определяем скорость давления газа в линии регулирования:
Р0
– атмосферное давление, кПа
Q0
- пропускная способность на участке
F – площадь сечения на участке, м2
Р – давление на участке
1.
До регулятора давления (D=100мм)
2. После регулятора давления (D=100мм)
3. В газопроводе после регулятора давления (D=180мм)
Полученные скорости допустимы.
Определяем потери давления от местных сопротивлений в кранах, и в клапанах ПЗК линия регулирования.
Принимаем следующие значения коэффициента местных сопротивлений
| До регулятора |
После регулятора |
|
| Кран |
2 |
2 |
| Клапан ПЗК |
5 |
- |
| Переход на диаметр 180 мм |
- |
0.55 |
| Итого |
7 |
2.55 |
Гидравлические потери составляют [4]:
а) до регулятора:
б) после регулятора
Суммарные потери в линии регулирования будут равны :
DР2
= 1.74+3+0.354 = 5.1 кПа
Эта величина меньше предварительно принятой величины ( 7 кПа), что приводит к увеличению запаса пропускной способности регулятора на 3%.
Предохранительные запорные клапаны предназначены для автоматического отключения подачи газа перед регулятором при повышении или понижении контролируемого давления за регулятором. Клапан настраивают таким образом, что бы при рабочем давлении £ 0.7 МПа рабочий и контрольный клапаны открывались при давлении 0.72 МПа. Применяем клапан ПКВ-200, при диаметре условного прохода 100 мм. Малогабаритные предохранительные клапаны высокого контролируемого давления являются полуавтоматическими запорными устройствами, предназначенными для герметического перекрытия подачи газа при выходе контролируемого давления за нижний или верхний предел. Открывать клапан можно вручную, самопроизвольное открытие его исключено.
Предохранительные сбросные клапаны применяются для защиты от возможного повышения давления газа в газопроводах. При увеличении давления выше допустимого происходит автоматический подъем затвора над седлом и сброс газа, поэтому давление газа понижается до установленного. (ПСК-100)
Технология строительно-монтажных работ
Успешное выполнение монтажных работ при строительстве наружных сетей в значительной мере определяется качеством проведения подготовительных работ. Хорошая подготовка к монтажу значительно сокращает его продолжительность, в результате повышается производительность труда и качество строительства. К подготовительным работам относятся следующие – изучение и обработка проектной документации, составление проекта производства работ, составление перечня монтажного оборудования и заявок на необходимые материалы. Вспомогательные работы включают в себя доставку на объект материалов и оборудования и подачу их к месту монтажа.
При подземной прокладке газопроводов среднего давления соблюдается следующая последовательность производства работ:
· Разметка на местности.
· Разработка грунта в траншее экскаватором или вручную.
· Устройство основания.
· Укладка труб вдоль траншеи.
· Сварка труб в звенья.
· Укладка труб в траншею
· Сварка звеньев и отдельных труб.
· Установка фасонных частей.
· Очистка и продувка трубопровода.
· Установка заглушек и манометра.
· Подсоединение компрессора.
· Наполнение системы воздухом до заданного давления.
· Осмотр и выявление дефектов.
· Устранение дефектов.
· Вторичное испытание и сдача.
· Отсоединение компрессора и спуск воздуха.
· Снятие заглушек, отсоединение манометра.
· Засыпка траншеи бульдозером.
До начала земляных работ производят подготовку участка. Если строительство ведется в черте городской застройки, то подготовка сводится к пересадке мешающих строительству зеленых насаждений и другой расчистке участка. Одновременно сооружаются временные дороги.
К производству земляных работ необходимо приступать только при наличии утвержденного проекта прокладки газопровода, согласованного со всеми управлениями. Разбивку траншей для подземных коммуникаций производят путем выноса осей коммуникаций на местность и закрепления их колышками, забиваемыми на всех углах излома оси коммуникации в горизонтальной плоскости. К разработке траншей рекомендуется приступать после обеспечения намеченного к строительству участка газопровода трубами и другими необходимыми материалами. Для выполнения земельных работ чаще всего применяются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.
Чтобы выдержать заданные откосы, грунт разрабатывают отдельными захватами послойно, на полную глубину. При любых грунтах и любом способе рытья траншеи дно ее перед укладкой газопроводов должно быть спланировано для обеспечения опоры газопровода на основание на всем его протяжении. Укладка газопровода на каких-либо прокладных не должно допускаться. В случае переуглубления дна траншеи на отдельных участках, необходимо до укладки газопровода сделать песчаную подсыпку. Засыпка переуглублений и приямков для сварки стыков труб, должна производиться песком или песчаным грунтом.
Траншею подготавливают к укладке газопровода непосредственно перед его спуском. Подготовка траншеи заключается в очистке и планировке дна, а также проверке проектных отметок. Соответствие основания проекту проверяют с участием технадзора и заказчика; по результатам проверки составляется акт.
Перед укладкой в траншеи трубы, секции и плети осматривают и очищают изнутри от посторонних предметов, грязи, льда и др. После осмотра и очистки концы труб для предохранения от засорения закрывают инвентарными заглушками. Оставлять в траншее трубы, секции или плети с открытыми концами категорически запрещается.
Рытье траншей во всех возможных случаях производят без установки креплений, с устройством откосов, так как крепления требуют больших затрат материалов и труда, а производство монтажных работ при установленных креплениях значительно усложняется.
Выемки с креплениями делают в тех случаях, когда глубина их велика и когда размеры строительной площадки не позволяют делать широкие по верху траншеи. Типы креплений бывают различными в зависимости от вида и глубины выемки, а также от характера грунта и его влажности.
Инвентарные крепления особенно необходимые при рытье траншеи канавокопателями, когда установка их возможна только сверху. Кроме того, при разработке грунта траншейными экскаваторами обычные способы крепления стенок вручную становятся неприемлемыми, так как не обеспечивают закрепления стенок вслед за ходом экскаватора. Неинвентарные крепления устраивают при невозможности использования инвентарных и состоят из крепленных досок, стоек и распорок.
Простейшим видом инвентарных креплений являются деревянные щиты, опускают с обеих сторон траншеи. Сверху щиты закрепляют металлическими раздвижными распорками, а внизу углубляют заостренными концами стоек в грунт. Затем устанавливают промежуточные распорки.
Крепления из щитов и досок устанавливают по мере разработки выемки. Разбирают крепления траншей по мере их засыпки.
Работы с полиэтиленовыми трубами, а также их транспортировка должны проводиться при температурах не ниже —20 °С. Во избежание повреждений труб и нанесения царапин и задиров погрузку и выгрузку следует проводить специально защищенными захватными устройствами (полотенцами, обрезиненными клещевыми захватами). Пластмассовые трубы, их узлы и детали должны хранить в закрытых от солнца и атмосферных осадков помещениях, на стеллажах или в штабелях высотой 1,5—2,5 м и быть покрыты пологом. Основание под штабель должно быть выровнено и покрыто слоем мягкого грунта или щитами из теса или досок, чтобы предохранить нижний ряд труб от контакта с острыми камнями и предметами. Детали и трубы из полимеров не следует располагать вблизи нагревательных приборов и легковоспламеняющихся и взрывоопасных горючих веществ. Трубовозы должны иметь специальные подкладки, предохраняющие трубы от нанесения повреждений.
При приемке пластмассовых труб, поставляемых на объект строительства, проверяют соответствие их сертификата данным стандарта или техническим условиям.
Для проведения контрольных испытаний от каждой партии выбирают 2 % труб. Из каждой трубы изготовляют не менее чем пять образцов и испытывают их на растяжение в соответствии с ГОСТ 11262 — 76.
До начала монтажно-сварочных работ трубы подвергают внешнему осмотру и отбраковке. Не допускается использовать для строительства газопроводов трубы с видимыми на их поверхности частицами сажевых включений, трубы, имеющие диаметр, отличающийся более чем на 5 % от номинального, и трубы, имеющие трещины, надрезы и царапины. Если надрезы и царапины носят локальный характер, необходимо вырезать поврежденные ими участки.
На трассу трубы вывозят непосредственно перед монтажом газопровода. Число раскладываемых вдоль траншеи труб для сварки в плети определяют, как правило, сменной выработкой.
Для монтажа газопровода разрешается использовать трубы, прошедшие входной контроль качества.
Полиэтиленовые трубы должны храниться в условиях, обеспечивающих их сохранность от механических повреждений, воздействия прямых солнечных лучей и не ближе одного метра от нагревательных приборов.
Соединение полиэтиленовых труб между собой выполняется сваркой нагретым инструментом встык. Максимальная величина смещения труб не должна превышать десяти процентов от номинальной толщины стенок свариваемых труб.
Сварку полиэтиленовых труб следует производить при температуре окружающего воздуха от минус 15 до + 40 ° С.
Сварка труб при более низких температурах должна производиться в специальных помещениях (вагончиках,палагках и т.п.).
Соединения полиэтиленовых труб со стальными должны предусматриваться неразъёмными (при давлении транспортируемого газа до 0,3 МПа) или разъёмными на втулках под фланец по ТУ 6-19-359 или ТУ 6-19-213 ( при давлении до 0,6 МПа ). 10. Радиус поворота полиэтиленовых газопроводов должен быть не менее двадцати пяти диаметров трубы для всех типоразмеров.
К строительству газопровода можно приступать при полном обеспечении трубами.
Полиэтиленовые трубы и сваренные из них плети могут храниться не более 15 суток.
Встык можно сваривать элементы равной толщины и детали из одного материала. Не допускается, например, сварка труб из полиэтилена высокой и низкой плотности. Показатель относительного удлинения должен быть не менее 600 %. Кромки труб необходимо подготавливать не ранее чем за 8 ч до сварки, т.е. в ту же смену, когда проводится сварка. Это условие необходимо соблюдать во избежание повторного их загрязнения и нарушения размеров. Торцы перед сваркой подвергают механической обработке для их выравнивания и удаления поверхностного слоя. Разностенность и смещение кромок не должны превышать 10 % толщины стенок, а максимально допустимое смещение должно быть не более 1.2 мм. Трубы размечают мелом или цветными карандашами. Подготовку (торцовку) кромок под сварку выполняют специальными фрезами. Торцы труб под сварку должны иметь чистоту обработки не ниже пятого класса. Для ручной резки труб используют ножовки, а для механической — дисковые пилы Концы труб с внутренней и наружной сторон на расстоянии не менее 50 мм от торца очищают и. обезжиривают ацетоном. При центровке собираемых под сварку труб для соблюдения строгой соосности применяют специальные раздвижные опоры.
Сваренные плети опускают в траншею, изгибают через 30 мин после сварки последнего стыка. При сварке полиэтилена необходимо соблюдать требования безопасности, так как возможно выделение летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих органические кислоты, карбональные соединения, в том числе формальдегид, оксид углерода, ацетальдегид.
При загорании полиэтилена его тушение допускается всеми известными средствами. При поднесении открытого огня полиэтилен загорается без взрыва и горит коптящим пламенем с образованием расплава и выделением указанных газообразных продуктов.
Необходимое качество сварных соединений должно обеспечиваться системой контрольных мер, предпринимаемых при подготовке труб к сварке, в процессе сварки и после ее окончания. До сварки необходимо проконтролировать качество свариваемых труб (эллипсность, диаметр, толщину стенки, механические свойства), их сборку, исправность и настройку сварочного оборудования, а также квалификацию операторов-сварщиков и соответствие технологическому режиму, предусмотренному документацией. Качество сварных соединений контролируют внешним осмотром, а также выборочно разрушающими методами.
При этом способе трубы сваривают с применением специальных соединительных муфт. В муфты при их отливке закладывают спираль из проволоки с повышенным сопротивлением, концы которой выводят наружу. Технология сварки заключается в том, что концы труб плотно вставляют в муфту и к клеммам ее подводят ток от передвижного трансформатора.
После сварки трубопроводов идет процесс сборки труб. Производят установку отключающих и запорных устройств, конденсатосборников. На подземных газопроводах арматуру монтируют в специальных колодцах. Колодцы сооружают из сборного железобетона или красного кирпича. Колодцы имеют люки, которые открывают при осмотре колодца и производстве ремонтных работ.
При пересечении газопровода с подземными коммуникациями газопровод следует укладывать в футляре. Минимальные расстояния по горизонтали от подземных газопроводов до зданий и сооружений следует принимать в соответствии с требованиями [1].
Укладку труб в траншеи производят трубоукладчиками. Трубоукладчики подходят на возможно близкое расстояние к лежащему на бровке газопроводу и размещаются вдоль него на расстоянии 20—25 м друг от друга. При помощи мягких захватов или полотенец, охватывающих газопровод, трубоукладчики поднимают его при наименьшей высоте стрелы (1 м) на высоту 1—1,2 м. Затем трубоукладчик / укладывает свой участок газопровода в траншею, а трубоукладчик // держит на высоте свой участок газопровода и одновременно удерживает от перемещения газопровод, находящийся на лежках. После этого трубоукладчик / переходит на другое место и поднимает новый участок газопровода, а трубоукладчик // укладывает свой участок трубопровода в траншею и т. д.
Звенья (секции) газопровода длиной до 40 м укладывают в траншеи с помощью не менее двух трубоукладчиков или автокранов. Отдельные трубы газопровода длиной до 12 м опускают в траншеи одним трубоукладчиком или автокраном. При невозможности использования кранов и трубоукладчиков звенья газопроводов небольших диаметров укладывают в траншеи путем установки над траншеей и укладываемым звеном монтажных треног.
Газопроводы, арматуру, оборудование опускают в траншеи плавно, без рывков и ударов о стенки и дно и без резких перегибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Газопровод после укладки в траншею должен опираться на всем своем протяжении на плотное естественное или искусственное основание. После укладки необходимо проверить состояние изоляции, фактическое расстояние между газопроводом и пересекаемыми или смежными сооружениями и коммуникациями, а также правильность расположения газопровода. Правильность укладки проверяют до засыпки нивелировкой всех узловых точек газопровода, а также мест его пересечения с подземными сооружениями.
Сборку стыков труб на дне траншеи и подготовку их под сварку можно выполнять при помощи тали, подвешенной к перекладине через траншею, треноги или. автокрана. После сборки стык прихватывают, а затем сваривают, Фасонные части узлов, арматуры и прочих устройств непосредственно в траншее вваривают с обеспечением их соосности с основным газопроводом и без перекосов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Монтаж на газопроводе фасонных частей и узлов допускается с устройством временных прокладок для центровки, прихватки и сварки. Применение для центровки приемов и приспособлений, вызывающих натяжение арматуры и сварных стыков, не допускается.
В зимнее время газопровод следует укладывать на непромерзшее основание немедленно после отрывки и проверки дна траншеи.
В газовом колодце устанавливают собранный и испытанный в заводских условиях узел, состоящий из задвижки, компенсатора, патрубков, футляров, и приваривают его к уложенному газопроводу. Длины патрубков зависят от размеров колодца, задвижки и компенсатора. Эти длины определяют с учетом того, что концы патрубков должны выходить за пределы колодца не менее чем на 0,5 м.
Наружные поверхности колодцев покрывают битумной изоляцией, внутренние — затирают цементным раствором. Горловину для люков устанавливают на плиты перекрытий колодцев на цементном растворе марки. 50.
Установленные сборные железобетонные колодцы засыпают со всех сторон равномерно с одинаковым уплотнением.
Кирпичные колодцы применяют только в тех случаях, когда по местным условиям экономически нецелесообразно изготавливать сборные железобетонные
колодцы, а также при подключении к действующим газопроводам без снижения в них давления газа.
Люки колодцев на проезжей части дороги должны быть уложены заподлицо с уровнем дорожного покрытия, в незамощенных проездах их устанавливают выше уровня проезда на 5 см.
Траншеи в местах установки защитных коверов, заделанных в бетонное основание, засыпают песком или мелким грунтом с поливкой водой и послойным уплотнением. Если ковер установлен на проезжей части улицы, то его крышка должна открываться против направления движения транспорта. Расстояние между крышкой ковера и трубкой конденсатосборника должно быть не менее 100 мм.
В газорегуляторных пунктах оборудование монтируют из отдельных узлов, изготовленных и испытанных в заводских условиях. Узлы ГРП, доставляемые на строительную площадку, должны иметь акт заводского испытания. При монтаже газопроводов в ГРП следует применять, как правило, крутозагнутые отводы.
Заделка сварных швов, фланцевых и резьбовых соединений в стены или фундаменты не допускается. При проходе газопровода через стену или фундамент расстояние от сварного шва до футляра должно быть не менее 100 мм.
Под технологическим оборудованием ГРП (предохранительным клапаном, регулятором давления, фильтром) и по обе стороны измерительных диафрагм устанавливают металлические, бетонные опоры или кронштейны. Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые в ГРП, должны иметь клеймо, подтверждающее их пригодность и соответствие требованиям правил.
Оборудование, арматуру и КИП в ГРП устанавливают в соответствии с проектом и инструкциями заводов-изготовителей.
Опускание труб в траншею, во избежание повреждений изоляции, должно производиться с помощью широких, мягких полотенец. Для этой же цели опускание рекомендуется вести летом при минимальной суточной температуре, а зимой при максимально высокой температуре. Все вновь сооруженные перед вводом в эксплуатацию должны подвергаться испытаниям на прочность и плотность. К моменту испытания на прочность, газопровод должен быть засыпан на 20-25 см мелким грунтом. При этом стыки газопроводов делаются открытыми, неизолированными, с приямками, обеспечивающими возможность проверки и последующей изоляции стыков. Испытание на плотность подземных газопроводов производится после засыпки газопроводов на полную глубину до проектных отметок. Продолжительность испытания на плотность для всех подземных газопроводов не менее 24 ч.
Испытание на прочность и плотность смонтированных газопроводов и ГРП следует производить после установки отключающей арматуры на оборудовании и контрольно-измерительных приборов.
Внешний осмотр газопроводов производится участками или в целом перед засыпкой, и проверяется соответствие смонтированного газопровода и сооружений проекту и рабочим чертежам, правильность монтажа аппаратуры и т.д.
Длительность выдерживания газопровода под давлением, при испытании на прочность, должна быть не менее 1 часа при давлении 0.45 МПа, после чего давление снижается до нормы, установленной для испытания на плотность, и производится осмотр газопровода и арматуры. Видимое падение давления по манометру не допускается. Обнаруженные дефекты должны устраняться до испытания на плотность.
После испытаний, с целью проверки правильности укладки трубопровода, проверки качества изоляции и испытания ее на электрическую прочность производится сдача газопровода подзасыпку.
Засыпка траншеи производится в 2 приёма:
1.Сначала подбивка пазух (с обеих сторон) и посыпка трубопровода
2, Засыпка натрубного пространства в траншее.
Подбивка должна производиться слоями 15-20 см с тщательным трамбованием грунта, так как разрабатываемый грунт разрыхляется за счет увеличения пористости. Для равномерной нагрузки на трубы рекомендуется засыпать траншеи одновременно на возможно большом участке. К полной засыпке траншеи бульдозером. Засыпка должна производиться горизонтальными слоями ( 15-20 см при уплотнении пневматическими трамбовками и 60-80 см при уплотнении тяжелыми плитами ). При малых объемах работ и в стесненных условиях для уплотнения грунтов используют пневматические и электрические трамбовки.
При строительстве же газопроводов в полевых условиях уплотнение грунта при засыпке траншеи не делают, но оставляют грунтовый валик над траншеей на естественную осадку грунта со временем.
Над полиэтиленовым газопроводом (на высоте 0.25 м от него) должна быть проложена сигнальная лента шириной 200 мм с несмываемой надписью «ГАЗ».
Опознавательные знаки устанавливаются на прямых участках газопровода на расстоянии не более 500 м друг от друга , а также на углах поворота, в местах ответвлений, расположения неразъёмных соединений " полиэтилен-сталь и .
Испытание на плотность производят давлением 0.3 МПа после засыпки газопровода и выравнивания температуры воздуха в газопроводе с температурой грунта, окружающего газопровод. Продолжительность выравнивания температур зависит от разности температур грунта и газопровода и составляет 6-12 ч. Длительность испытания не менее 24 ч. Газопровод считается выдержавшим испытание на плотность, если фактическое падение давления за время испытания не превысило допустимой величины, определяемой по соответствующим формулам. Если потеря давления будет больше допустимой, то газопровод не принимается в эксплуатацию до устранения дефектов.
На прочность и плотность испытывают также газопроводы и арматуру, установленные в ГРП. Испытание может проводиться в целом или по частям (до и после регулятора давления газа). Если испытание производят в целом, то нормы испытательных давлений принимают по давлению газа до регулятора.
Для подземных газопроводов из полиэтиленовых труб компенсирующих устройств не требуется.
Газопровод в траншее для компенсации температурных удлинений должен укладываться змейкой в горизонтальной плоскости, ширина траншеи должна быть не менее Дн трубы + 300 мм. Присыпку плети производить летом в самое холодное время суток (рано утром), зимой - в самое тёплое время суток.
7. НИРС
7.1. Введение
Системы теплоснабжения в нашей стране развивались длительное время централизовано, на основе строительства теплоэлектроцентралей, районных и квартальных котельных.
Централизованное теплоснабжение неприемлемо для отопления индивидуальных домов в сельской местности по ряду причин, в том числе из-за значительной удаленности потребителя от ТЭЦ.
В таких случаях применяют газовые водонагреватели.
Газовое топливо – наилучшее для водонагревателей контактного принципа действия. Отличительная особенность газовых контактных водонагревателей – предельно высокий КПД 90 – 95 % по высшей теплоте сгорания. Кроме того, по конструкции они проще водогрейных котлов, взрывобезопасны и на их изготовление требуется меньше металла.
Известны зарубежные и отечественные разработки, обеспечивающие более глубокое охлаждение продуктов сгорания, чем в поверхностях нагрева котлов, и позволяющие использовать теплоту конденсации водяных паров для нагрева воды. Процесс глубокого охлаждения газов осуществляется при их непосредственном контакте с нагреваемой водой, например в контактной насадке, обладающей весьма развитой поверхностью контактирования.
Одновременно при глубоком охлаждении продуктов сгорания проявляется еще один положительный эффект: уменьшается содержание водяных паров в уходящих газах, и выбросы становятся менее видимыми.
Можно согласиться, что возможности и преимущества водонагревателей еще до конца не выявлены, и предлагаются новые области их использования.
Одним из перспективных направлений является использование теплоты продуктов сгорания природного газа в камерах сгорания для отопления тепличных хозяйств. КС магистральных газопроводов является крупным источником вторичных тепловых энергоресурсов.
В настоящее время фактическая утилизация вторичных энергоресурсов ни КС обычно не превышает 10 %. Утилизированная теплота применяется в основном для собственных нужд станций. Имеется определенный опыт использования физической теплоты отходящих газов газотурбинных установок.
7.2. Культивационные сооружения для круглогодичного выращивания овощей
К культивационным сооружениям, эксплуатирующимся в течении всего года относятся теплицы. Это сооружения, имеющие боковое ограждение и светопрозрачную кровлю; обслуживается людьми, находящимися внутри помещения.
Создание оптимальных климатических условий в сооружении позволяет получить в 10-20 раз урожай больше, чем в поле. Микроклимат теплицы – это совокупность физических параметров воздушной и корнеобитаемой среды теплицы. Тепловой режим – важнейший фактор микроклимата.
Для обеспечения оптимальной интенсивности фотосинтеза требуется суточная и сезонная динамика температуры воздуха. Днем температура должна быть выше, чем ночью, в солнечную погоду – выше, чем в пасмурную, в период плодоношения – выше, чем до плодоношения. Температуры почвы на глубине 0.3-0.4 м должна быть равномерна и соответствовать заданной. Требуемая температура воздуха теплицы должна быть обеспечена по всему рабочему объема сооружения. Высота рабочего объема по мере роста растений изменяется от 0.3 м от поверхности грунта до 2.5 м.
Температура воздуха для различных овощей в период их культивации различна и приведена в [15].
Теплицы имеют легкие наружные ограждения, выполненные из стекла толщиной 4-5 мм или пленки толщиной 0.1-0.2 мм.
Температурный режим теплицы определяется соотношением теплопотерь и теплопоступлений сооружений и зависит от принятого культоборота и наружных климатических условий.
К системам отопления теплиц предъявляются следующие требования:
1. Технологические – обеспечение требуемых температур воздуха в рабочем объеме, листьев растений, корнеобитаемого слоя почвы, обеспечение снеготаяния на кровле и стока талой воды;
2. Вспомогательные – предотвращение перегрева в весенне-летний период, сохранение требуемого светового режима и фотосинтеза растений;
3. Требования к управляемости системой – подача в сооружение необходимого количества теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации;
4. Конструктивные – не мешать технологическому процессу, не занимать полезную площадь;
5. Эксплутационно - экономические – надежность в эксплуатации, экономичность по расходу металла.
При устройстве систем водяного обогрева для экономичного обеспечения заданных температурных условий при любом режиме работы теплицы ее следует оборудовать независимыми системами:
1. Шатрового – для обеспечения и поддержания температурного режима в верхней зоне;
2. Цокольного – для локализации холодных потоков в пристенной зоне;
3. Контурного – почвенного обогрева – для предотвращения промерзания почвы в при стенной зоне;
4. Основного – почвенного обогрева – для создания требуемого температурного режима в корнеобитаемомо слое;
5. Надпочвенного обогрева – для обеспечения равномерности температур в надпочвенной зоне.
В системах отопления шатрового, цокольного и надпочвенного обогрева температура теплоносителя 95 – 70 °С; основного подпочвенного 45-30 °С; контурного подпочвенного обогрева 130-70 °С.
Нагревательные приборы всех систем – стальные гладкие трубы. Для основной подпочвенной системы – полиэтиленовые трубы
7.3.Принцип действия и особенности процессов контактного водонагревателя
Принцип действия контактного водонагревателя заключается в следующем. Продукты сгорания газа под давлением выбрасываются из отверстий в горизонтальной трубе, погруженной примерно на 100 мм под уровень воды. После частичного охлаждения в барботажной зоне поступают в верхнюю зону, где завершается их охлаждение при контакте со струями воды. Нагретая вода из сборника насосом подается в вынесенный водо-водяной теплообменник, в котором она нагревает воду системы отопления, и после охлаждения в нем возвращается в водонагреватель через ороситель. Максимальная температура воды в сборнике составляет 85 °С, а после водо-водяного теплообменника температура воды обычно составляет 35-40 °С.
Вода в контактной камере может нагреваться до определенного предела ( температуры мокрого термометра ), после которого прекращается повышение ее температуры и происходит только испарение влаги.
Предельная температура нагрева воды в контактной камере зависит :
- От начальной температуры продуктов сгорания;
- Разности между влагосодержанием насыщенного водяного пара под пленкой воды и влагосодеожанием продуктов сгорания, входящих в контактную камеру;
Жидкости, нагреваемые контактным способом должны быть: негорючими; химически инертными; нетоксичными; не оказывать вредного воздействия на конструкционный материал теплообменника; недефицитными; недорогими.
Одним из способов является применение вращающегося потока воды в трубах. В них за счет интенсификации процесса теплообмена мощность котла увеличивается в 3 раза. Конструкция котла значительно упрощается, так как он не имеет коллекторов, требующих сверления большого количества отверстий.
Исследования качества воды производились Санкт-Петербургским институтом гигиены труда и профзаболеваний и было установлено, что, физико-химический состав нагретой воды практически не меняется. Вода удовлетворяет санитарно-гигиеническим нуждам и может применяться для хозяйственно-бытовых нужд.
Контактные водонагреватели просты в обслуживании, обеспечивают полное сжигание газа при коэффициентах избытка воздуха, приближающихся к единице. Через 10 – 15 мин после включения горелок вода в них нагревается до 100 °С и может быть использована для горячего водоснабжения и, отопления зданий и технологических целей.
Недостатком контактного нагрева является соприкосновение воды с продуктами сгорания природного газа. Но проведенные исследования показали, что вода удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям и может быть использована для хозяйственно бытовых нужд.
7.4.
Отличительные особенности контактных водонагревателей
Контактные водонагреватели по сравнению с существующими водогрейными котлами имеют ряд отличительных особенностей:
1.Используется скрытая теплота конденсации водяных паров, содержащаяся в продуктах сгорания. При работе контактных водонагревателей отходящие газы охлаждаются ниже точки росы. Такое глубокое охлаждение дает возможность использовать почти всю скрытую теплоту конденсации водяных паров, которая раньше считалась неизбежной потерей. В результате этого эксплутационный КПД контактных водонагревателей, установленных в системах горячего водоснабжения, достигает 95 – 96 %, считая по высшей теплоте сгорания топлива.
2. Контактные водонагреватели не подлежат регистрации в местных органах Гостехнадзора. Это объясняется тем, что внутри существующих контактов и контактно-поверхностных водонагревателей не создается избыточное давление, превышающее атмосферное, в силу чего вода в них не может нагреваться выше 100 °С.
3. В контактных водогрейных аппаратах возможен нагрев жестких и даже артезианских вод без предварительного смягчения. В контактных и контактно-поверхностных водонагревателях наблюдается испарение воды в топках. Количество испарившейся воды по отношению ко всей ее массе составляет мене 0.5 %. Практика эксплуатации показывает, что безнакипной режим работы контактно-поверхностных аппаратов может осуществляться при температуре нагреваемой воды 97-99 °С и карбонатной жесткости 2 – 2.5 мг-экв/л.
4. Контактно-поверхностные водонагреватели могут самоочищаться от накипи. Этот процесс имеет место, если радиационная поверхность топки, покрытая солями временной жидкости, будет непрерывно омываться водой, содержащей большое количество агрессивной углекислоты. При этом накипь, отложившаяся на поверхности топки, будет постепенно растворяться в воде. Способ самоочистки проверен на практике, прост и не требует никаких первоначальных затрат.
5. Газовые контактные аппараты взрывобезопасны в эксплуатации. При взрыве внутри топки и газоходов возникает давление 0.54 – 0.85 МПа. Сжигание газа в контактных водонагревателях происходит при высоком тепловом напряжении топочного объема, равном 4 – 10 ГДж/ (м 3
ч). Топка контактного водонагревателя является небольшой по объему и снабжена достаточным по площади взрывопредохранительным клапаном. Контактные камеры насадочного типа имеют минимальный объем и в них не может накапливаться взрывоопасная смесь. В верхней зоне контактной камеры установлен второй взрывопредохранительный клапан. Взрывная волна возникает в топке и распространяется мгновенно. Для устранения вредных последствий взрывной волны стенки топки контактного аппаратавыполняют с наибольшим запасом прочности.
7
.5. Использование теплоты уходящих газов газотурбинных установок
Использование теплоты продуктов сгорания природного газа на КС для отопления тепличных хозяйств – одно из перспективных направлений. КС магистральных газопроводов является крупным источником вторичных тепловых энергоресурсов. В настоящее время фактическая утилизация вторичных энергоресурсов на КС обычно не превышает 10 % и применяется в основном для собственных нужд станций. Имеется определенный опыт использования физической теплоты отходящих газов газотурбинных установок для теплоснабжения теплиц на базе КС. В этих установках в основном применены блочные теплицы, выполненные по разработкам ГипроНИИсельпрома.
Для решения этой проблемы предлагается схема комплексного использования теплоты продуктов сгорания с контактным экономайзером и с поверхностным конденсационным теплообменником.
В блочных теплицах необходимо использование нескольких отопительных систем с различным температурным теплоносителем. Теплоснабжение теплиц предусматривается от трубчатых теплоутилизаторов через тепловой узел, в котором теплоноситель вода с температурой от 130 до 150 °С используется для всех систем отопления. Для кровельного, подлоткового, бокового и торцевого обогревов применяют воду с температурой 130 °С. В системах надпочвенного и контурного обогревов используют обратную воду кровельного обогрева с температурой 70 °С. Для системы подпочвенного обогрева теплиц принята вода с температурой 40 °С, получаемая смешением холодной воды в тепловом узле. Таким образом, примерно половина тепловой мощности теплиц обеспечивается теплоносителями умеренной температуры от 40 до 70 °С. Определенное количество теплоты в теплицах расходуется на подогрев поливочной воды, нагрев которой также производится в тепловом узле в теплообменниках за счет основного теплоносителя.
Для более полного использования теплоты продуктов сгорания природного газа на КС рекомендуется комплексная ступенчатая установка с глубоким охлаждением продуктов сгорания, при применении которой может быть достигнута максимальная эффективность использования газа. В предлагаемой схеме горячая вода для систем подпочвенного и надпочвенного обогрева может быть получена в контактном экономайзере, минуя промежуточный теплообменник. В КЭ используется теплота сгорания газотурбинной установки, а при достаточном охлаждении и скрытая теплота конденсации водяного пара. Воду для полива тепличных растений также целесообразно нагревать в КЭ. Температура нагрева воды соответствует требуемой в системах подпочвенного и надпочвенного обогрева, а для полива воду нужной температуры можно получить путем смешения ее с холодной водой. В процессе нагрева воды в КЭ, происходит насыщение ее углекислым газом, содержащимся в продуктах сгорания.
Без последующей очистки воды от углекислоты (декарбонизации) транспортировка ее по стальным трубопроводам нежелательна, так как последние будут подвергаться коррозии. Как правило, системы подпочвенного обогрева и полива растений выполняются из полиэтиленовых труб, и декарбонизация воды в этом случае не требуется. При поливе водой, насыщенной углекислым газом, появляется дополнительный источник подкормки растений, что способствует повышению урожайности тепличных культур. Исследованиями установлено, что растворенная в воде углекислота хорошо усваивается корневой системой. Принципиальная схема комплексного ступенчатого использования продуктов сгорания газотурбинной установки для нужд тепличного хозяйства показана на рис.4.
Природный газ сжимается в камере сгорания газотурбинной установки. Продукты сгорания, направленные в утилизационный трубчатый водонагреватель, где охлаждается до 180 °С и нагревают воду до температуры 130-150 °С. Нагретая вода используется в системах кровельного, подлоткового, бокового и торцевого обогрева теплиц. Продукты сгорания из водонагревателя поступают в контактный экономайзер, где осуществляют нагрев воды до 50 °С, после чего их температура снижается до 40°С и через выхлопную трубу удаляются в атмосферу. Вода из контактного экономайзера насосом подается в систему надпочвенного, а затем подпочвенного обогрева и через узел водоподготовки – на полив растений. Неиспользованная вода возвращается обратно.
Заключение
При разработке дипломной работы был взят за основу реально
существующий объект – поселок Астраханской области.
Во время проектирования были использованы данные ВНИИГАЗ по количеству домовладений на территории поселка, ооо «Астраханьгазпром» по составу природного газа и его характеристик из Аксарайского месторождения – плотность, низшая теплота сгорания.
Были рассчитаны и подобраны: годовые расходы газа на хозяйственно-бытовые нужды, отопление, вентиляцию и централизованное горячее водоснабжение; произведен гидравлический расчет сети и определены диаметры газопровода и допустимые потери; подобрано и рассчитано оборудование головного ГРП при переходе с высокого давления на среднее.
В завершении проектирования был построен профиль участка газопровода.
При проектировании газопровода были использованы полиэтиленовые трубы и расчет производился на основании нормативных данных для полиэтиленовых газопроводов.
В разделе НИРС был предложен способ использования теплоты продуктов сгорания природного газа в камерах сгорания для отопления тепличных хозяйств. КС магистральных газопроводов является крупным источником вторичных тепловых энергоресурсов.
Список используемой литературы
1. СНиП 2.04.08-87 Газоснабжение, М:Стройиздат, 1987
2. СНиП 2.04.87 Тепловые сети, М:Стройиздат, 1987
3. СНиП II.02-73 Строительная климатология и геофизика, М:Стройиздат, 1973
4. Ионин А.А. Газоснабжение. М: Стройиздат, 1981 – 400с
5. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л: «Недра» ,1990 –762 с.
6. Справочник по пластмассовым трубам. под. ред. В.С. Кима. Л: Химия, 1985 – 248 с
7. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. Основы газового хозяйчтва. М:В.Школа, 2000 – 462 с.
8. Кязимов К.Г. Эксплуатация и ремонт подземныхх газопроводов. М:Стройиздат, 1987 – 337 с.
9. Яковлев Е.И. Газовые сети и газохранилища. М: «Недра», 1991 –400с.
10. Алексеев М.И. Городские инженерные сети и коллекторы. Л:Стройиздат, 1990 – 384 с.
11. Берсенев И.С., Бекетов П.Н., Вигдорчик Д.Я. Слесарь-газовик, Л:Недра, 1977 – 392 с
12. Газовое оборудование, приборы и арматура: Справочное пособие. Л: Недра, 1985 – 527 с.
13. Черемушкин П.А., Шальнов А.П. Технология и организация строительства. М: В.Школа, 1970 – 576 с.
14. Федоров В.Б., Либман Б.И. Поверхностно- контактный газовый водонагреватель, Жилищно-коммунальное хозяйство, 1999 –2, 21-24с.
15. Использование теплоты продуктов сгорания природного газа на КС, Газовая промышленность, 1998 – 3
16. Внутренние санитарно-технические устройства. Отопление. Справочник проектировщика. М:Стройиздат, 1990