Газоснабжение города и котельной

t_Д – среднее значение рабочей температуры газа, ⁰С.

Принимаем СГ 150 – 400 – 1,0.

Потери давления в счетчике СГ определяются по формуле 

∆Рсч=∆Рвсч * ρ_о/ρ_в ,         (9.2)

где ∆Рвсч - перепад давления в  счетчике, Па, при измерении расхода  воздуха с ρ_в=1,29 кг/м3, принимается с учетом действительной загрузки счетчика;

∆Рсч=320*0,7683/1,29=190,6 Па=0,000191 МПа.

Принимаем к установке чугунный волосяной фильтр Dy 150. Потери давления в чистом фильтре ∆Рф, Па, определяем при расходе газа Vrp = 500 м3/ч и перепаде давления в фильтре Ргр = 1000 Па по формуле

∆Рф=∆Ргр×(Vр/Vгр)2 ×(ρ_о/ρ_гр)×(Ро/Рф) , Па,     (9.3)

Формула используется совместно с  графиком, на котором представлены потери давления в чистом фильтре Ргр (Па) в зависимости от пропускной способности при Ро =0,101 МПа (абс.) и ρ_гр = 1 кг/м³. Действительный перепад давления в фильтре Dу 150 для заданных исходных данных составит                    

∆Р_ф=1000×(1907,5/500)²×(0,7683 /1,0)×(0,101/0,5530)= 2042,3 Па =0,00204 МПа

Потери давления в  фильтре с чистой кассетой не должны превышать 40% от максимально допустимого  перепада давления в фильтре в  процессе эксплуатации – 10000 Па, т.е. ∆Рф должен быть не более 0,004 МПа.

Предохранительный клапан приводится в действие от импульса выходного давления газа. Величина этого давления  для сетей газопроводов низкого давления

Рвых.=3кПа.

Принимаем к установке  ПКН-50 с верхним пределом настройки  от 0,001 до 0,06 МПа, нижним - от 0,0003 до 0,003 МПа.

Потери давления в  предохранительном клапане:

.          (9.4)

Коэффициент местного сопротивления  ПКН z=5.

Скорость газа на входе  в ПКН определяется

W=Vp/(3600×0,785× D²)×( Ро/ Рпкн)×(Тпкн/То)     (9.5)

Потери давления в переходном патрубке незначительны, ими можно пренебречь, тогда давление газа на входе в ПКН

Рпкн =Рвх-∆Рф-∆Рсч=0,5530-0,00204-0,000191=0,5490 МПа.          (9.6)

W=1907.5 /(3600×0,785×0,05²)×(0,101/0,5490)×(278/273)=  50.7  м/с ;                      

Плотность газа

r=r₀×(Р_пкн×Т_о)/(Р_о×Т_пкн) = 0,7683×(0,5490 × 273)/(0,101×278)= 4,1 кг/м³                            (t газа=5°С); 

Потери давления в  предохранительном клапане

∆P_пкн=5×(50.7²/2)×4.1 = 26347 ( 0,0264 MПa).

Давление газа на выходе из ПКН, а следовательно, и во входном сечении регулятора давления газа

Р₁=Рпкн-∆Pпкн =0,5490-0,0264 =0,5226 МПа.

Давление газа в выходном сечении  регулятора давления

Р₂=Рвых=3000+101325=104325 Па= 0,1043 МПа.

Принимаем к установке  регулятор давления РДБК 1-100.

   (9.8)

Пропускная способность  регулятора давления

V=1595×f×a×P₁×j×Ö(1/r₀)=1595×13,5×0.6×0.5226×0.349×1.14=2688м³/ч.        (9,9)

Пределы устойчивой работы регулятора

V_У=(0,2…0,8)× 2688= 537.6… 2150.4 м³/ч.

Необходимая пропускная способность ПСК определяется по формуле

V_ПСК=0.0005*V_p=0.0005*2688 =1,34 м³/ч.

Принимается к установке  ПСК-50.

 

Необходимо произвести подбор и расчет оборудования для  ГРП 4 при известных расчетном расходе газа Vp= 2430.2 м³/ч, давлении газа на вводе в ГРП Рвх = 0,6544 МПа (известно из расчета газопроводов высокого давления), плотности газа ро = 0,7683 кг/м³.

Подбирая счетчик, находим  действительный объем газа при рабочих  условиях по формуле

,         (9.1)

где V п  - приведенный объем газа, м³;

Pн=0,1013 МПа – нормальное  давление ;

P – рабочее давление  перед счетчиком, МПа;

Pб – барометрическое  давление, МПа;

t_Д – среднее значение рабочей температуры газа, ⁰С.

Принимаем СГ 150 – 400 – 1,0.

Потери давления в счетчике СГ определяются по формуле

∆Рсч=∆Рвсч * ρ_о/ρ_в ,         (9.2)

где ∆Рвсч - перепад давления в  счетчике, Па, при измерении расхода  воздуха с ρ_в=1,29 кг/м3, принимается с учетом действительной загрузки счетчика;

∆Рсч=380*0,7683/1,29=226.3 Па=0,000226 МПа.

Принимаем к установке чугунный волосяной фильтр Dy 150. Потери давления в чистом фильтре ∆Рф, Па, определяем при расходе газа Vrp = 500 м3/ч и перепаде давления в фильтре Ргр = 1000 Па по формуле

∆Рф=∆Ргр×(Vр/Vгр)2 ×(ρ_о/ρ_гр)×(Ро/Рф) , Па,     (9.3)

Формула используется совместно с  графиком, на котором представлены потери давления в чистом фильтре Ргр (Па) в зависимости от пропускной способности при Ро =0,101 МПа (абс.) и ρ_гр = 1 кг/м³. Действительный перепад давления в фильтре Dу 150 для заданных исходных данных составит                    

∆Р_ф=1000×(2430.2/500)²×(0,7683 /1,0)×(0,101/0,6544)= 2809.5 Па =0,00281 МПа

Потери давления в  фильтре с чистой кассетой не должны превышать 40% от максимально допустимого  перепада давления в фильтре в  процессе эксплуатации – 10000 Па, т.е. ∆Рф должен быть не более 0,004 МПа.

Предохранительный клапан приводится в действие от импульса выходного давления газа. Величина этого давления  для сетей газопроводов низкого давления

Рвых.=3кПа.

Принимаем к установке ПКН-50 с  верхним пределом настройки от 0,001 до 0,06 МПа, нижним - от 0,0003 до 0,003 МПа.

Потери давления в предохранительном  клапане:

.          (9.4)

Коэффициент местного сопротивления  ПКН z=5.

Скорость газа на входе в ПКН  определяется

W=Vp/(3600×0,785× D²)×( Ро/ Рпкн)×(Тпкн/То)     (9.5)

Потери давления в переходном патрубке незначительны, ими можно пренебречь, тогда давление газа на входе в ПКН

Рпкн =Рвх-∆Рф-∆Рсч=0,6544-0,00281-0,000226=0,6514 МПа.          (9.6)

W=2430.2/(3600×0,785×0,05²)×(0,101/0,6544)×(278/273)=  54.1  м/с ;                      

Плотность газа

r=r₀×(Р_пкн×Т_о)/(Р_о×Т_пкн) = 0,7683×(0,6544 × 273)/(0,101×278)= 4,8 кг/м³                            (t газа=5°С); 

Потери давления в  предохранительном клапане

∆P_пкн=5×(54.1²/2)×4.8 = 35121 ( 0,0351 MПa).

Давление газа на выходе из ПКН, а следовательно, и во входном  сечении регулятора давления газа

Р₁=Рпкн-∆Pпкн =0,6514-0,0351 =0,6163 МПа.

Давление газа в выходном сечении  регулятора давления

Р₂=Рвых=3000+101325=104325 Па= 0,1043 МПа.

Принимаем к установке регулятор  давления РДБК 1П-100.

   (9.8)

Пропускная способность  регулятора давления

V=1595×f×a×P₁×j×Ö(1/r₀)=1595×32,3×0.5×0.6163×0.321×1.14=5809м³/ч.        (9,9)

Пределы устойчивой работы регулятора

V_У=(0,2…0,8)× 5809= 1161,8… 4647,5 м³/ч.

Необходимая пропускная способность ПСК определяется по формуле

V_ПСК=0.0005*V_p=0.0005*5809 =2,9 м³/ч.

Принимается к установке ПСК-50.

 

Необходимо произвести подбор и расчет оборудования для  ГРП 5 при известных расчетном расходе газа Vp= 2216,5 м³/ч, давлении газа на вводе в ГРП Рвх = 0,6508 МПа (известно из расчета газопроводов высокого давления), плотности газа ро = 0,7683 кг/м³.

Подбирая счетчик, находим действительный объем газа при рабочих условиях по формуле

,         (9.1)

где V п  - приведенный объем газа, м³;

Pн=0,1013 МПа – нормальное давление ;

P – рабочее давление перед  счетчиком, МПа;

Pб – барометрическое давление, МПа;

t_Д – среднее значение рабочей температуры газа, ⁰С.

Принимаем СГ 150 – 400 – 1,0.

Потери давления в  счетчике СГ определяются по формуле 

∆Рсч=∆Рвсч * ρ_о/ρ_в ,         (9.2)

где ∆Рвсч - перепад давления в счетчике, Па, при измерении  расхода воздуха с ρ_в=1,29 кг/м3, принимается с учетом действительной загрузки счетчика;

∆Рсч=330*0,7683/1,29=196,5 Па=0,000196 МПа.

Принимаем к установке  чугунный волосяной фильтр Dy 150. Потери давления в чистом фильтре ∆Рф, Па, определяем при расходе газа Vrp = 500 м3/ч и перепаде давления в фильтре Ргр = 1000 Па по формуле

∆Рф=∆Ргр×(Vр/Vгр)2 ×(ρ_о/ρ_гр)×(Ро/Рф) , Па,     (9.3)

Формула используется совместно  с графиком, на котором представлены потери давления в чистом фильтре Ргр (Па) в зависимости от пропускной способности при Ро =0,101 МПа (абс.) и ρ_гр = 1 кг/м³. Действительный перепад давления в фильтре Dу 150 для заданных исходных данных составит                    

∆Р_ф=1000×(2216,5/500)²×(0,7683 /1,0)×(0,101/0,6508)= 2343,1 Па =0,00243 МПа

Потери давления в  фильтре с чистой кассетой не должны превышать 40% от максимально допустимого перепада давления в фильтре в процессе эксплуатации – 10000 Па, т.е. ∆Рф должен быть не более 0,004 МПа.

Предохранительный клапан приводится в действие от импульса выходного давления газа. Величина этого давления  для сетей газопроводов низкого давления

Рвых.=3кПа.

Принимаем к установке  ПКН-50 с верхним пределом настройки  от 0,001 до 0,06 МПа, нижним - от 0,0003 до 0,003 МПа.

Потери давления в  предохранительном клапане:

.          (9.4)

Коэффициент местного сопротивления ПКН z=5.

Скорость газа на входе  в ПКН определяется

W=Vp/(3600×0,785× D²)×( Ро/ Рпкн)×(Тпкн/То)     (9.5)

Потери давления в  переходном патрубке незначительны, ими  можно пренебречь, тогда давление газа на входе в ПКН

Рпкн =Рвх-∆Рф-∆Рсч=0,6508-0,00243-0,000196=0,6482 МПа.          (9.6)

W=2216,5/(3600×0,785×0,05²)×(0,101/0,6482)×(278/273)=  49,8  м/с ;                      

Плотность газа

r=r₀×(Р_пкн×Т_о)/(Р_о×Т_пкн) = 0,7683×(0,6482 × 273)/(0,101×278)= 4,8 кг/м³                            (t газа=5°С); 

Потери давления в  предохранительном клапане

∆P_пкн=5×(49,8²/2)×4.8 = 29760 ( 0,0297 MПa).

Давление газа на выходе из ПКН, а следовательно, и во входном  сечении регулятора давления газа

Р₁=Рпкн-∆Pпкн =0,6482-0,0297 =0,6185 МПа.

Давление газа в выходном сечении регулятора давления

Р₂=Рвых=3000+101325=104325 Па= 0,1043 МПа.

Принимаем к установке  регулятор давления РДБК 1-100.

   (9.8)

V=1595×f×a×P₁×j×Ö(1/r₀)=1595×13,5×0.6×0.6185×0.319×1.14=2905,9 м³/ч.        (9,9)

Пределы устойчивой работы регулятора

V_У=(0,2…0,8)×2905,9= 581,2… 2324,7 м³/ч.

Пропускная способность  регулятора давления

Необходимая пропускная способность ПСК определяется по формуле

Принимается к установке  ПСК-50.

V_ПСК=0.0005*V_p=0.0005*2905,9 =1,45 м³/ч.

 

 

10. Газоснабжение квартальной котельной

 

Квартальная котельная  обслуживает квартал № 25. В квартале с 5-ти этажной застройкой проживает 4130 человек.

Расход газа котельной  определяется по выявленным расходам теплоты на отопление жилых и общественных зданий Q_O, вентиляцию общественных зданий Q_В и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Q_ГВ. Расчёт расхода газа квартальной котельной приведен в пункте 5 дипломного проекта.

Расходы теплоты следующие:

Q_o= 7 378,2 кВт; 

Q_b= 885,4 кВт;

Q_гв''= 300,4 кВт.

Паровой котёл представляет собой трубчатую поверхность нагрева, присоединённую к барабану. Внутри труб циркулирует вода. Снаружи трубы омываются горячими продуктами сгорания, поступающими из камерной топки. Стены топки закрыты экранными поверхностями из кипятильных труб, внутри которых движется пароводяная смесь. Экраны защищают стены топки от  действия высоких температур, позволяют поддерживать внутри топки требуемую температуру и являются интенсивной парообразующей поверхностью, воспринимающей теплоту излучением. Пароводяная смесь, образующаяся в кипятильном пучке и экранах, поступает в барабан, где разделяется на пар и воду. Пар затем идёт в пароперегреватель или к потребителю, а вода возвращается в испарительный трубный пучок.

За пароперегревателем по пути движения продуктов сгорания стоит водяной экономайзер,  в котором подогревают деаэрированную  питательную воду. За экономайзером размещают воздухоподогреватель, а за воздухоподогревателем целесообразно установить контактный экономайзер, где продукты сгорания окончательно охлаждаются, а водяные пары в них конденсируются, отдавая скрытую теплоту конденсации на нагрев поступающей воды. Далее по ходу продуктов сгорания устанавливают дымосос, который отсасывает газы из котлоагрегата и выбрасывает их через дымовую трубу в атмосферу.