Газоснабжение жилого района (стр. 9 из 10)
Длину участков Lд (м) определяем по аксонометрической схеме внутридомового газопровода. Затем задаемся диаметром рассчитываемого участка. Заносим выбранный диаметр в графу 4. Далее по приложению 10 методических указаний с учетом выбранного диаметра и расчетного расхода газа определяем эквивалентную длину трубопровода исходя из коэффициента местных потерь ξ=1м (Lу, м) и удельные потери давления (Руд, Па). В графу 13 записываем местные сопротивления для каждого участка и по приложению 10 определяем соответствующие им коэффициенты местных сопротивлений.
Полученную сумму коэффициентов местных сопротивлений заносим в графу 5. (Σξ).
Дополнительную условную длину для каждого участка вычисляем по следующей формуле:
.Расчетную длину каждого участка определяем по формуле:
.Суммарные потери давления на каждом участке вычисляем по формуле:
.На вертикальных участках определяем гидростатическое давление по формуле:
,где
=9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;Z – разность геометрических отметок конца и начала участка, считается по ходу газа, м;
– плотность газа 
, кг/м3.Если гидравлический напор действует в направлении движения газа, он прибавляется к последнему (когда газ легче воздуха и движется вверх) или когда газ тяжелее воздуха и движется вниз. Если гидростатический напор действует против движения газа, он вычитается из последнего.
Фактические потери давления на каждом участке определяем по формуле:
.Определив ∆Рф на участке, посчитаем потери давления на всех последовательно присоединенных участках (Σ∆Рф).
Суммарные потери давления на должны превышать расчетного перепада давления для домовой сети – 350 Па. При этом учитываем, что величина потерь должна составлять 50% от расчетного перепада давления.
В нашем случае суммарные потери давления составляют 299,17 Па, что не превышает расчетного перепада давления для домовой сети и удовлетворяет СНиП.
Из опыта проектирования будем задаваться диаметрами dy = 20 мм для стояков и подводок к газовым приборам.
Результаты расчетов сводим в таблицу 13.
Таблица 13
«Газодинамический расчет домовых газопроводов»
| №участка | Qр, м3/ч | Lд, м | dу х s, мм | Σξ | Lэ, м | Lдоп, м | Lр, м | ∆Руд, Па | ∆Руч, Па | Н, Па | ∆Рф, Па | Местные сопр-я и их коэффициенты |
| 1-2 | 1,2 | 3,9 | 20 | 3,3 | 0,46 | 1,52 | 5,42 | 0,70 | 3,79 | -14,20 | -10,41 | 1,0; 0,3; 2,0; |
| 2-3 | 1,56 | 3,0 | 20 | 1 | 0,62 | 0,62 | 3,62 | 0,94 | 3,40 | -17,75 | -14,35 | 1,0 |
| 3-4 | 1,62 | 3,0 | 20 | 1 | 0,62 | 0,62 | 3,62 | 0,94 | 3,40 | -17,75 | -14,35 | 1,0 |
| 4-5 | 1,68 | 3,0 | 20 | 1 | 0,62 | 0,62 | 3,62 | 0,94 | 3,40 | -17,75 | -14,35 | 1,0 |
| 5-6 | 1,74 | 3,0 | 20 | 1 | 0,66 | 0,66 | 3,66 | 1,11 | 4,06 | -17,75 | -13,69 | 11,0 |
| 6-7 | 2,016 | 3,0 | 20 | 1 | 0,64 | 0,64 | 3,64 | 1,42 | 5,17 | -17,75 | -12,58 | 1,0 |
| 7-8 | 2,268 | 3,0 | 20 | 1 | 0,62 | 0,62 | 3,62 | 1,78 | 6,44 | -17,75 | -11,31 | 1,0 |
| 8-9 | 1,2 | 3,3 | 20 | 3,3 | 0,46 | 1,52 | 4,82 | 0,70 | 3,37 | 17,75 | 21,12 | 1,0; 0,3; 2,0; |
| 8-10 | 2,592 | 18,25 | 20 | 5,6 | 0,59 | 3,30 | 21,55 | 2,63 | 56,68 | 17,75 | 57,86 | 1,0; 0,6; 4,0; |
| 10-15 | 4,608 | 17,6 | 25 | 5,9 | 0,65 | 3,84 | 21,44 | 2,82 | 60,46 | 0 | 60,46 | 1,0; 0,9; 4,0; |
| 11-12 | 2,592 | 6,05 | 20 | 5,6 | 0,59 | 3,30 | 9,35 | 2,63 | 24,59 | 0 | 24,59 | 1,0; 0,6; 4,0; |
| 12-13 | 4,608 | 12,2 | 25 | 5,9 | 0,65 | 3,84 | 16,04 | 2,82 | 45,23 | 0 | 45,23 | 1,0; 0,9; 4,0; |
| 13-14 | 6,624 | 4,6 | 25 | 5,6 | 0,70 | 3,92 | 8,52 | 5,27 | 44,90 | 0 | 44,90 | 1,0; 0,6; 4,0; |
| 14-15 | 8,832 | 6,1 | 25 | 5,6 | 0,74 | 4,14 | 10,24 | 9,53 | 97,59 | 0 | 97,59 | 1,0; 0,6; 4,0; |
| 15-16 | 13,248 | 10,8 | 32 | 3,6 | 1,02 | 3,67 | 14,47 | 4,62 | 66,85 | -28,39 | 38,46 | 1,0; 0,6; 2,0; |
| ∑=299,17 |
7. Выбор оборудования для сетевых ГРП
Оборудование для сетевых газорегуляторных пунктов состоит из следующих основных узлов и элементов: узла регулирования давления газа с предохранительно-запорным клапаном и обводным газопроводом (байпасом), предохранительного сбросного клапана, комплекта КиП, продувочных линий.
Оборудование располагают в такой последовательности: отключающее устройство, фильтр для очистки газа от механических примесей и пыли; предохранительный запорный клапан для отключения подачи газа потребителям (при недопустимом повышении или понижении давления после регулятора); регулятор для снижения давления газа и поддержания давления после себя; отключающее устройство.
Для очистки газа на ГРП устанавливаются волосяные или сетчатые фильтры.
Исходными данными для подбора оборудования ГРП являются: расход газа и пределы его изменения; давление газа на входе и выходе; плотность, влажность газа: степень необходимости учета газа.
Выбор регулятора давления
Подберем регулятор давления для ГРП-1 пропускной способностью Q = 922 м3/ч (при нормальных условиях) и избыточном давлении газа на входе Р1 = 525 кПа. На выходе низкое давление равно 3 кПа. Плотность газа ρ = 0,69 кг/м3.
При выборе регулятора давления учитываем, что режим его работы зависит от перепада давления в дроссельном органе. При малых перепадах происходит докритическое истечение газа: при значительном перепаде
наступает критическое истечение, то есть когда скорость газа равна скорости звука в газовой среде. Это критическое отношение давлений определяется зависимостью:
,где
- абсолютное давление газа до регулятора, кПа; 
- абсолютное давление газа после регулятора, кПа; 
– показатель адиабаты (для природных газов), k = 1,3; 
– критическое отношение давлений для природного газа.Регулятор работает в докритическом режиме, когда Р2 / Р1 ≥ 0,5 (или Р2 / Р1 ≤ 2);
при Р2 / Р1 < 0,5 (или Р2 / Р1 > 2) регулятор работает в критическом режиме.
В нашем случае Р2 / Р1 = (3 + 100) / (525 + 100) = 0,16 < 0,5.
Пропускная способность регуляторов давления РДУК (м3/ч) вычисляется по формуле, м3/ч:
.где
– площадь седла клапана (с учетом площади сечения штока), см2;с – коэффициент расхода;
– коэффициент, зависящий от отношения Р2 / Р1 ; - абсолютное давление газа на входе, кПа.Полученная пропускная способность регулятора является максимальной, а номинальная составляет 80%, то есть:
м3/ч.Значит, выбранный регулятор соответствует поставленным требованиям.
Подбор газовых фильтров
Подбор газовых фильтров сводится к определению расчетных потерь давления в них, которые складываются из потерь в корпусе и на кассете фильтра. Во избежание разрушения кассет эти потери не должны превышать 10 кПа, а для обеспечения нормальной работы фильтра, с учетом засорения, следует принимать потери не более 4-6 кПа.
Для сетчатых фильтров потери давления обычно не вычисляют, а принимают по фильтру соответствующего диаметра.
Проверим возможность применения волосяного сварного фильтра диаметром 100мм. Для этого по номограмме определяем потери давления в корпусе и на кассете для расхода Q = 922 м3/ч:
∆Ркор = 1,2 кПа,
∆Ркас = 0,35 кПа.
Суммарные потери давления в фильтре составляют:
кПа,что составляет 22,6% от предельно допустимых потерь, равных 10 кПа. Значит, фильтр Ду100 пригоден для применения в нашем случае.