Газифікація с. Козіївка Харківської області природним газом одноступеневою системою, з розробкою газифікації житлового будинку та рекомендацій по забезпеченню водопостачання, водовідведення та опаленн (стр. 3 из 9)
2.4 Гідравлічний розрахунок газопроводів
2.4.1 Гідравлічний розрахунок газопроводів середнього тиску
Мета розрахунку – визначення діаметрів труб для проходження необхідної кількості газу при допустимих втратах тиску, або навпаки – знаходження втрат тиску при транспортуванні необхідної кількості газу по трубам існуючого діаметру.
Джерелом газопостачання мереж середнього тиску є магістральний газопровід.
Гідравлічний режим роботи газопроводів призначаю виходячи з умов максимального використання розрахункового перепаду тиску. Розрахунок розподільчих мереж виконують у наступній послідовності:
1) Накреслюю розрахункову схему газопроводів на яку наносять:
а) місце розташування зосереджених споживачів з вказівкою їх шифрів і навантажень (годинна витрата газу);
б) схему газопроводів середнього тиску з поділом на ділянки. Нумерацію вузлів виконую починаючи від джерела газопостачання до найбільш віддаленого споживача;
в) розрахункові витрати газу та геометричні довжини ділянок.
В розрахункових схемах витрати газу спочатку наносять на відгалуження до кожного окремого споживача. На магістральних ділянках мережі витрати
газу визначають у вигляді суми витрат для всіх відгалужень починаючи з самого віддаленого споживача.
Спочатку знаходжу шляхові витрати газу на ділянках мереж згідно формули
Vшл= Lпр*Vп, (2.18)
Vшл= 90*0,41= 36,9 м3/год
де Lпр-приведена довжина ділянки, м;
Vп–питома витрата газу, м3/год.
Приведену довжину ділянки визначаю за формулою
Lпр= Lг*Ке*Кз, (2.19)
Lпр =90*1*1=90
де Lг – геометрична довжина ділянки, м;
Ке-коефіцієнт етажності (приймаю рівним одиниці);
Кз-коефіцієнт забудови (для двосторонньої забудови Кз=1, для односторон ньої забудови Кз=0,5; для магістрального газопроводу Кз=0).
Питому витрату газу визначаю за формулою
Vп = Vгрп/ΣLпрі,(2.20)
Vп = 1488,04/3620 = 0,41
де Vгрп-навантаження на ГРП, м3/год;
ΣLпрі-приведена довжина і-тої ділянки газопроводу, м.
Розрахунки веду в формі таблиці (дивись таблицю 2.7)
Сума шляхових витрат дорівнює рівномірно розподіленому навантаженню
åVшл = Vр.р = 1488,04 м3/год
Таблиця 2.7-Шляхові витрати газу
| № ділянки | Геометрична довжина Lr, м | Коефіцієнт | Приведена довжина Lпр, м | Шляхова витрата Vшл, м3/год | ||||
| поч | кін | етажності Ке | забудови Кз | |||||
| 1 | 2 | 30 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 2 | 3 | 90 | 11 | 1 | 90 | 36,9 | ||
| 3 | 12 | 160 | 1 | 0,5 | 80 | 32,8 | ||
| 3 | 4 | 150 | 1 | 1 | 150 | 61,5 | ||
| 4 | 13 | 160 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 4 | 5 | 20 | 1 | 0,5 | 10 | 4,1 | ||
| 5 | 15 | 260 | 1 | 1 | 260 | 106,6 | ||
| 5 | 6 | 80 | 1 | 0,5 | 40 | 17 | ||
| 6 | 7 | 80 | 1 | 0,5 | 40 | 17 | ||
| 15 | 16 | 200 | 1 | 0,5 | 100 | 41 | ||
| 7 | 8 | 250 | 1 | 1 | 250 | 103 | ||
| 7 | 16 | 180 | 1 | 1 | 180 | 73,84 | ||
| 8 | 17 | 280 | 1 | 1 | 280 | 114,8 | ||
| 17 | 16 | 660 | 1 | 1 | 660 | 270,6 | ||
| 12 | 13 | 150 | 1 | 1 | 150 | 62 | ||
| 13 | 14 | 240 | 1 | 1 | 240 | 99 | ||
| 14 | 9 | 250 | 1 | 1 | 250 | 103 | ||
| 8 | 9 | 110 | 1 | 1 | 110 | 45,1 | ||
| 9 | 10 | 380 | 1 | 1 | 380 | 155,8 | ||
| 10 | 11 | 50 | 1 | 0 | 0 | 0 | ||
| 11 | 17 | 350 | 1 | 1 | 350 | 144 | ||
| ∑ | 3620 | 1488,04 | ||||||
Визначаю вузлові витрати газу по формулі
Vj = 0,5 ×åmVшлі, (2.14)
де Vшлі – шляхова витрата газу і-тою ділянкою, м3/год;
m – кількість ділянок, які збігаються в і-тому вузлі.
Вузлові витрати газу:
V2 = 0,5 (V1-2 + V2-3) = 0,5 (0+36,9)=18,45 м3/год;
V3 = 0,5 (V2-3 + V3-4 + V3-12) = 0,5 (36,9+61,5+32,8)=65,6 м3/год;
V4 = 0,5 (V3-4 + V4-5+V4-13) = 0,5 (61,5+4,1+0)=32,8 м3/год;
V5 = 0,5 (V4-5 + V5-15+ V5-6) = 0,5 (4,1+106,6+17)=63,85 м3/год;
V6 = 0,5 (V5-6 + V6-7) = 0,5 (17+17)=17 м3/год;
V7 = 0,5 (V6-7 + V7-16 + V7-8) = 0,5 (17+73,84+103)=96,92 м3/год;
V8 = 0,5 (V7-8+ V8-17 +V8-9) = 0,5 (103+114,8+45,1)=131,45 м3/год;
V9 = 0,5 (V8-9 + V14-9 +V9-10) = 0,5 (45,1+103+155,8)=151,95 м3/год;
V10 = 0,5 (V9-10 + V10-11) = 0,5 (155,8+0)=77,9 м3/год;
V11 = 0,5 (V10-11 + V11-17) =0,5 (0+144)=72 м3/год;
V12 = 0,5 (V3-12 V12-13) =0,5 (32,8+62)=47,4 м3/год;
V13 = 0,5 (V12-13 + V4-13 V13-14) = 0,5 (62+0+99)=80,5 м3/год;
V14 = 0,5 (V13-14 + V14-9) =0,5 (99+103)=101 м3/год;
V15 = 0,5 (V5-15 + V15-16) =0,5 (106,6+41)=73,8 м3/год;
V16 = 0,5 (V15-16 +V7-16 +V17-16) =0,5 (41+73,84+270,6)=192,72 м3/год;
V17 = 0,5 (V8-17 +V11-17 +V17-16) =0,5 (114,8+144+270,6)=264,7 м3/год.
Сума вузлових витрат дорівнює рівномірно розподіленому навантаженню:
åVj = Vр.р = 1488,04 м3/год.
Знаходжу розрахункові витрати газу:
вузол 16: V15-16 + V7-16 + V17-16 = V16 = 192,7 м3/год
V15-16 = 50 м3/год V7-16 = 50 м3/год V17-16 = 92,72 м3/год
вузол 15: V5-15 = V15-16 + V15 = 50+73,8=123,8 м3/год
V5-15 = 123,8 м3/год
вузол 17: V8-17 + V11-17 = V17-16 + V17 = 92,72+264,7=357,42 м3/год
V8-17 = 150 м3/год V11-17 =207,42 м3/год
вузол 11: V10-11 = V11-17 + V11-22 + V11 = 207,42+176,5+72=455,92 м3/год
V10-11 = 455,92 м3/год
вузол 10: V9-10 = V10-11 + V10-21 + V10 = 455,92+141,2+77,9=675,02 м3/год
V9-10 = 675,02 м3/год
вузол 9: V8-9 + V14-9 = V9-10 +V9 = 675,02+151,95=826,97 м3/год
V8-9 = 326,97 м3/год V14-9 = 500 м3/год
вузол 8: V7-8 =V8-17 + V8-9 + V8 = 150+326,97+131,45=608,42 м3/год
V7-8 =608,42 м3/год
вузол 14: V13-14 = V14-9 + V4-19+V14 = 500+141,2+101=742,2 м3/год
V13-14 = 742,2 м3/год
вузол 13: V12-13 +V4-13 = V13-14 + V13 = 742,2+80,5=822,7 м3/год
V12-13 =322,7 м3/год V4-13 =500 м3/год
вузол 12: V3-12 = V12-13 + V12 = 322,7+47,4=370,1 м3/год
V3-12 = 370,1 м3/год
вузол 7: V6-7 = V7-8 + V7-16 + V7 =608,42+50+96,92=755,34 м3/год
V6-7 = 755,34 м3/год
вузол 6: V5-6 = V6-7 + V6-20 + V6 = 755,34+844+17=1616,34 м3/год
V5-6 = 1616,34 м3/год
вузол 5: V4-5 = V5-6+ V5-15 + V5 = 1616,34+123,8+63,85=1803,99 м3/год
V4-5 = 1803,99 м3/год
вузол 4: V3-4 = V4-5 +V4-13 + V4 = 1803,99+500+32,8=2336,79 м3/год
V3-4 = 2336,79 м3/год
вузол 3: V2-3 = V3-12 + V3-4 + V3 = 370,1+2336,79+65,6=2772,49 м3/год
V2-3 = 2772,49 м3/год
вузол 2: V1-2 = V2-3 + V2-18 + V2 = 2772,49+176,5+18,45=2967,44 м3/год
V1-2 = 2967,44 м3/год
2. Визначаю питому різницю квадратів тиску для головної магістралі, А, (кПа)2/м, по формулі
А =
, (2.15)де Рn – абсолютний тиск газу на виході з ГРС;
Рк – абсолютний тиск газу на вході у найбільш віддаленого споживача, кПа;
Li – довжина і-ої ділянки головної магістралі, м.
А =
= 88 кПа2/м3. Орієнтуючись на різницю квадратів тиску по номограмі в залежності від витрати газу на ділянці та її довжини підбираю діаметр газопроводу, уточнюю дійсне значення величини
Р2.Значення тиску в кінці ділянки визначаю по формулі
Рк =
, (2.16)де Рn – початковий тиск газу, кПа;
Р2 – різниця квадратів тиску, (кПа)2.Рк =
= 398 кПаОтриманий тиск є початковим для наступної, за напрямком руху газу, ділянки.
Нев’язка тисків у найбільш віддаленого споживача не повинна перевищувати 10%.
При ув’язуванні відгалужень у вузлових точках попередньо визначаю тиск газу, а потім знаходжу питому різницю квадратів тиску для даного відгалуження.
4. Нев’язка тисків у вузлових точках повинна бути не більше 10%.
Початковий тиск прийняла 400 кПа.
Мінімальний діаметр газопроводів мережі середнього тиску становить Дз
S = 57 3 мм.Результати розрахунків зводжу в таблицю 2.8 (дивись таблицю 2.8)
Таблиця 2.8-Гідравлічний розрахунок газопроводів середнього тиску
| Ділянка | V,м3/год | Lгм, м | Lроз, М | А,(кПа)²/м | А*L, (кПа)² | Dз×S,мм | DР²,(кПа)² | Рп,кПа | Рк,кПа | |
| Поч | Кін. | |||||||||
| Головна магістраль 1–2–3–4–5 | ||||||||||
| 1 | 2 | 2967,44 | 30 | 33 | 88 | 2904 | 133х4 | 1600 | 400 | 398 |
| 2 | 3 | 2772,49 | 90 | 99 | 88 | 8712 | 133х4 | 4000 | 398 | 393 |
| 3 | 4 | 2336,79 | 150 | 165 | 88 | 14520 | 133х4 | 7000 | 393 | 384 |
| 4 | 5 | 1803,99 | 20 | 22 | 88 | 1936 | 114х4 | 1800 | 384 | 382 |
| 5 | 6 | 1616,34 | 80 | 88 | 88 | 7744 | 108х4 | 8000 | 382 | 371 |
| 6 | 7 | 755,34 | 80 | 88 | 88 | 7744 | 76х3 | 10000 | 371 | 357 |
| 7 | 8 | 608,42 | 250 | 275 | 88 | 24200 | 76х3 | 20000 | 357 | 328 |
| 8 | 9 | 326,97 | 110 | 121 | 88 | 10648 | 57×3 | 14000 | 328 | 306 |
| 9 | 10 | 675,02 | 380 | 418 | 88 | 36784 | 57×3 | 40000 | 306 | 232 |
| 10 | 11 | 455,92 | 50 | 55 | 88 | 4840 | 57×3 | 8000 | 232 | 214 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (4002-2002)/1364 = 88 (кПа)² | ||||||||||
| Магістраль 3–12–13–14–9 | ||||||||||
| 3 | 12 | 370,1 | 160 | 176 | 130 | 22880 | 57×3 | 16000 | 393 | 372 |
| 12 | 13 | 322,7 | 150 | 165 | 130 | 21450 | 57×3 | 14000 | 372 | 353 |
| 13 | 14 | 742,2 | 240 | 264 | 130 | 34320 | 57×3 | 70000 | 353 | 234 |
| 14 | 9 | 500 | 250 | 275 | 130 | 35750 | 57×3 | 10000 | 234 | 211 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (3932-2002)/880 = 130 (кПа)² | ||||||||||
| Магістраль 5–15–16 | ||||||||||
| 5 | 15 | 123,8 | 260 | 286 | 218 | 62348 | 57×3 | 3000 | 382 | 378 |
| 15 | 16 | 50 | 200 | 220 | 218 | 47960 | 57×3 | 1600 | 378 | 376 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (3822-2002)/486 =218 (кПа)² | ||||||||||
| Магістраль 8–17–16 | ||||||||||
| 8 | 17 | 150 | 280 | 308 | 65 | 20020 | 57×3 | 5000 | 328 | 320 |
| 17 | 16 | 92,72 | 660 | 726 | 65 | 47190 | 57×3 | 4500 | 320 | 313 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (3282-2002)/1034 =65 (кПа)² | ||||||||||
| Відгалудження | ||||||||||
| 2 | 18 | 176,5 | 220 | 242 | 489 | 118338 | 57×3 | 9000 | 398 | 387 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (3982-2002)/242 =489 (кПа)² | ||||||||||
| 6 | 20 | 844 | 30 | 33 | 2959 | 97647 | 57×3 | 16000 | 371 | 349 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (3712-2002)/33 =2959 (кПа)² | ||||||||||
| 11 | 17 | 207,42 | 350 | 385 | 15 | 5775 | 57×3 | 6000 | 214 | 200 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (2142-2002)/385 =15 (кПа)² | ||||||||||
| 10 | 21 | 141,2 | 30 | 33 | 419 | 13827 | 57×3 | 350 | 232 | 231 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (2322-2002)/33 =419 (кПа)² | ||||||||||
| 11 | 22 | 176,5 | 200 | 220 | 26 | 5720 | 57×3 | 44500 | 214 | 203 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (2142-2002)/220 =26 (кПа)² | ||||||||||
| 14 | 19 | 141,2 | 340 | 374 | 39 | 14586 | 57×3 | 5000 | 234 | 223 |
| А = (Рп2-Pк2)/ΣLр = (2342-2002)/374 =39 (кПа)² | ||||||||||
2.5 Газопостачання житлового будинку