Газоснабжение рабочего поселка на 15,5 тыс. жителей

1  2  3  4

---

СОДЕРЖАНИЕ

 

АННОТАЦИЯ

THE ANNOTATION

РЕФЕРАТ

THE ABSTRACT

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Технологическая часть

1.1. Краткие сведения о газифицируемом населенном пункте

1.2. Основные технические решения

1.2.1. Система газораспределения

1.3. Определение расходов природного газа

1.3.1. Максимально-часовые расходы газа

1.3.2. Расходы газа промышленных предприятий

1.3.3. Расходы газа на сети низкого давления и сеть среднего давления

1.4. Выбор системы газоснабжения и трассировка газораспределительных сетей

1.4.1. Гидравлический расчет газопроводов

1.4.2. Общие положения

1.4.3. Описание сетей низкого давления. Гидравлический расчет

1.4.4. Описание сети среднего давления. Гидравлический расчет

1.5. Прокладка наружных газопроводов

1.5.1. Подземные газопроводы

1.5.2. Надземные и наземные газопроводы

1.5.3. Переход газопроводом под дорогами

1.6. Размещение отключающих устройств на газопроводах

1.7. Технико-экономические обоснования системы газоснабжения

1.7.1. Расчет оптимального количества ГРПШ

1.7.2. Подбор регуляторов давления ГРПШ

ГЛАВА 2. ГОЛОВНОЙ ПРГ

2.1. Оборудование ПРГ

2.2. Автоматика безопасности головного ПРГ

ГЛАВА 3. ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ

ГЛАВА 4. Технология заготовительных и монтажных работ

4.1. Задание

4.2. Составление технологической карты на вид работ

4.2.1. Разработка монтажного проекта

4.2.2. Подготовка объекта к монтажу

4.2.3. Основные указания о методах производства работ

4.2.4 Подсчет объемов работ

4.2.5 Калькуляция трудовых затрат

4.2.6. Потребность в основных строительных материалах, деталях и оборудовании

4.3 Календарное планирование строительно-монтажных работ

4.3.1. Определение нормативной продолжительности производства монтажа

4.3.2. Расчет физических объемов работ

4.3.3. Составление календарного плана строительно-монтажных работ

4.3.4. Технико-экономические показатели

4.4. Расчет потребности в электроэнергии

4.5. Расчет потребности воды

4.6. Расчет потребности в сжатом воздухе для продувки и опрессовки трубопроводов

4.7. Расчет потребности во временных зданиях

4.8. Временное теплоснабжение

4.9. Охрана труда

ГЛАВА 5. Охрана воздушного бассейна

ГЛАВА 6. Экономика системы газоснабжения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной источник энергии в быту и промышленности, на данный момент времени является природный газ, причем как в газообразном, так и жидком состоянии. Данный энергоноситель является наиболее распространенным, имеет большие запасы в большинстве стран, имеет небольшие расходы на транспортировку, по сравнению с другими источниками. Большие запасы данного энергоносителя в нашей стране позволяют обеспечить потребности собственного населения, а также большинства других стран Азии и Европы. Россия является лидером по поставкам газа на международные рынки. Однако не смотря на большие запасы, вопросы газификации стоят остро и по сей день, так как наличие больших территорий, а также интенсивные темпы строительства не позволяет обеспечить стопроцентный охват всех потребителей. В качестве примера можно привести Кировскую область, в которой на начало 2014 года газификация составляла 32%.

Газообразное топливо является не только относительно дешевым, но и экологически чистым и относительно безопасным

В настоящее время основным источником энергии является газовое топливо (природный газ или сжиженные углеводороды). Данный источник является актуальным не только для нашего государства, но и для большинства других стран.

Качественно выполненный проект дает возможность наиболее рационально, а также эффективно обеспечить газификацию населенного пункта, а также сократить капиталовложения, обеспечить бесперебойную подачу газа потребителю и безопасную работу газопроводов, газораспределительного оборудования. Приведенная квалификационная работа позволяет углубленно изучить знания, полученные после курса «Газоснабжение» и закрепить пройденный материал.

 

Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1.1 Краткие сведения о газифицируемом населенном пункте

 

В данной квалификационной работе запроектировано газоснабжение рабочего поселка на 15,5 тыс. человек. Данный населенный пункт расположен в Самарской области, на юго-востоке в 50 км от Саратова.

На северной и южной части данного рабочего поселка находится в основном промышленные предприятия и общественные здания для обслуживания населения. В центральной части поселка находятся одноэтажные коттеджи и пятиэтажные дома.

Для обеспечения теплом и горячим водоснабжением общественных зданий, таких как предприятия общественного питания, банно-прачечный комбинат, хлебный комбинат, больница предусмотрены котельные, которые, как и предприятия являются потребителями газового топлива.

Так же для покрытия потребности в тепле и горячем водоснабжении зданий свыше двух этажей предусмотрены две котельные.

В качестве распределителей газа рассматриваются газораспределительные пункты шкафного типа в количестве 12 штук и промышленные предприятия, расположенные на севере населенного пункта.

Газификация населенного пункта позволит решить проблемы с экологическим состоянием, снизить выбросы от используемого на данный момент топлива: дрова, пилеты, угольное, дизельное, мазутное и другие виды топлив.

Населенный пункт находится в равнинной местности, с глинистыми грунтами. Количество жителей, на которое предусматривается расчет составляет 15,5 тыс. человек. Нормативная площадь на человека согласно градостроительному плану составляет 23 м².

Процент охвата горячим водоснабжением приведён в Приложении А.1.

Процент охвата населения централизованным теплоснабжением приведён в Приложении А.2.

Климатическая характеристика района расположения объекта умеренно-континентальная, сезонность – четко выраженная. Все основные климатические характеристики сведены в Приложение А.3 [8].

 

1.2 Основные технические решения

 

В приведенной выпускной квалификационной работе источником газоснабжения населенного пункта является головной газорегуляторный пункт или ГГРП. На данной ГГРП происходит редуцирование газа с высокого давления на среднее, то есть с давления Р=0,6 МПа до давления Р=0,3 МПа, отсюда газ через распределительные газопроводы подается к потребителям. Для подачи газа к жилым домам давление необходимо понизить до низкого или P=0,005 МПа, в случае, когда невозможно обеспечить давления в рамках нормативного и оно равно Р=0,1 МПа, необходимо у каждого дома установить регулятор давления, индивидуальный домовой.

Так как природный газ поступает на ГГРП из магистрального газопровода высокого давления, он соответствует нормативным требованиям. Характеристики газа, а также его состав приводятся, а приложении А.4.

Плотность газа составляет ρ_о= 0,9402 кг/м³, при температуре t=0 ⁰C и давлении P=0,101325 MПa, то есть при нормальных условиях. Низшая удельная теплота сгорания приведенного газового топлива по таблице 1.4 составит Q^н_р= 38789 кДж/м³.

Учитывая развитие современных технологий, а также хорошие рекомендации со стороны эксплуатации, ремонта и монтажа были выбраны полиэтиленовые трубы ПЭ 100 SDR 11, 17,6 по [12]. Данные трубы обязательно должны иметь сертификат качества от завода-изготовителя, а также коэффициент запаса прочности не менее 2,5.

Оптимальным вариантом глубины прокладки согласно нормативным требованиям составит 0,8 м до верха трубы.

 

1.2.1 Система газораспределения

 

Исходя из расположения ГГРП начинается разработка схемы, учитывая расположение потребителей и особенность планировки населенного пункта. Решение выбора двухступенчатой схемы, как наиболее рациональной было принято исходя из площади территории составляющей более 50 гектар.

Количество населения составляет 15,5 тысяч человек, таким образом предусматривается установка ГРПШ. До ГРПШ газ подается по сетям среднего давления, после ГРПШ по газопроводам низкого давления. Согласно нормативной документации [7] давление газа в сетях низкого давления не должно превышать 0,1 МПа, но в данном случае потребуется установка индивидуального домового регулятора, поэтому целесообразно выстраивать схему так, чтобы давление у потребителя составляло не более Р=0,005 МПа. На данное давление и будет производится расчет сетей.

На первой ступени схемы газопроводы среднего давления, давление в которых не превышает 0,3 МПа, так как объекты газоснабжения рассредоточены, системы выбрана смешанной. К данным газопроводам подключаются ГРПШ, промышленные потребители, котельные.

На второй ступени газопроводы низкого давления, давление в которых не превышает 0,005 МПа. Данная схема является тупиковой, к ней предусмотрено подключение жилья.

 

1.3 Определение расходов природного газа

 

Определение годового расхода топлива является важным и главным показателем при выборе основной схемы газификации объекта, а также целесообразности его газификации.

Прежде чем приступать к расчету годового расхода топлива, необходимо произвести сбор данных о перспективах расширения населенного пункта, чтобы учесть перспективных потребителей. Для учета перспектив застройки применяется такое понятие как конец расчетного периода. Расчет годового расхода природного газа производится согласно нормативным требованиям [1,6].

Потребителей газа в данном населенном пункте условно можно разделить на 4 группы:

1. расход газа жителями в квартирах и частных домах с целью приготовления пищи и горячей воды;
2. расход газа предприятиями коммунально-бытового хозяйства (больница, отопительные котельные, хлебопекарня, предприятие общественного питания);
3. расход газа для жилых и общественных зданий на отопление и вентиляцию от разных источников теплоснабжения (отопительные котельные);
4. расход газа на нужды промышленных потребителей.

Число жителей и уровень благоустроенности населения определяют годовой расход газа на бытовые и коммунальные нужды населения.

Численность газоснабжаемого населения приводится в Приложении А.5.

Удельные нормативные расходы тепла, относящиеся к различным измерителям, приводятся в [6]. Осуществляется их пересчёт на 1 м³ природного газа по формуле:

где — удельный расход газа, м³/год, на единицу измерения;

— удельный расход тепла, МДж/год, на у.е. измерения;

— низшая теплота сгорания газа, МДж/м³, принимается согласно Приложения А.4.

Расчёт приводится в Приложении А.6

Годовые расходы природного газа на бытовые и коммунальные нужды населенного пункта определяются по данным Приложений А.5 и А.6 и Приложения А.1.

Для учета расхода газа на предприятия для бытового обслуживания населения, которые не обозначены в приложении А.6 необходимо взять 5% от годового расхода на индивидуально-бытовые нужды населения. Данные по расчету сводятся в Приложение А.7.

Для учета расхода газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий и помещений, воспользуемся следующей формулой:

где Q_OB — годовой расход газа для отопления и вентиляции, м³/год;

К, K₁ — коэффициенты, учитывающие расходы тепла для отопления и вентиляции общественных зданий и помещений, принимаются соответственно 0,25 и 0,4;

t_BH — расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых и/или вентилируемых зданий, в данной работе принята равной 18 °С;

t_p.o — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, в данной работе принята равной минус 30 °С согласно Приложения А.3;

t_p.в — расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, в данной работе принята равной минус 18 °С согласно Приложения А.3;

t_сp.o — средняя температура наружного воздуха за отопительный период, в данной работе принята равной минус 5,2 °С согласно Приложения А.3;

Z — среднее число часов работы системы вентиляции общественных зданий и помещений в течение 1 суток, в данной работе принято равным 16 часам;

— продолжительность отопительного периода в сутках, в данной работе принята равной 203 дням согласно Приложения А.3;

F_ж — жилая площадь отапливаемых зданий и помещений, в данной работе принята равной 23,0 м²/чел согласно пункту 1.1;

F_ж = 23 x 15500= 356500 м²;

— к.п.д. системы отопления, принята равной для котельных 0,85; для местных отопительных установок – 0,75;

— низшая теплота сгорания топлива (газа), в данной работе принимается по таблице 1.4 и равна 38789 кДж/м²;

q_o – удельный показатель максимальной тепловой нагрузки на отопление, Вт/м², по [3] в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления. В данной работе принимается равной q_o = 49,5 Вт/м².

Отапливаемая площадь общественных зданий и помещений принимается в размере 25% от площади жилых зданий и помещений:

365500 м² х 0,25 = 89125 м².

Вентилируемая площадь общественных зданий и помещений рассчитывается как 45% от отапливаемой площади общественных зданий и помещений:

89125 м² х 0,45 = 40106 м².

Чтобы определить годовой расход природного газа для отопления и вентиляции жилых и общественных зданий и помещений, необходимо определить источник теплоснабжения потребителей, так как они имеют различные КПД, результаты сведены в Приложение А.8.

При расчете годового расхода газа для нужд отопления и вентиляции жилых и общественных зданий формула (1.2) разбивается на четыре части: отопление жилых зданий от котельной, жилых зданий от местных котлов, отопление общественных зданий и вентиляция общественных зданий.

Расход газа для отопления жилых зданий и помещений от котельной находится по формуле:

где — жилая площадь здания или помещения, отапливаемая от котельной, м²;

— к.п.д. системы отопления жилых зданий или помещений от котельной;

Расход газа для отопления жилых зданий и помещений от местных отопительных установок (отопительных котлов) определяется по формуле:

где F — жилая площадь здания и помещения, отапливаемая котлами, м²;

— к.п.д. системы местного отопления жилых зданий и помещений;

Расход газа для отопления общественных зданий и помещений определяется по формуле:

где К — коэффициент, учитывающий расход тепла для отопления общественных зданий и помещений, в работе принят равным 0,25, при этом в формуле (1.5) 0,25 х F_ж — площадь отапливаемых общественных зданий и помещений;

Расход газа для вентиляции общественных зданий и помещений находится по формуле:

где К·K₁ — коэффициенты, учитывающие расход тепла для вентиляции общественных зданий и помещений, при этом 0,25 х 0,45 х F_ж — это вентилируемая площадь общественных зданий и помещений;

— к. п. д. системы вентиляции общественных зданий и помещений;

Общий расход газа для отопления и вентиляции жилых и общественных зданий и помещений составит

Q = 2998+1745+1134+681 = 6558 тыс.м³/год.

Годовой расход газа для нужд централизованного горячего водоснабжения от котельной вычисляется по формуле

где q_{г. в} — удельная величина тепловой энергии, Вт/м², зависит от норм потребления горячей воды и нормы общей площади, в данной работе принимается равной 15,3 Вт/м²;

N — число жителей, использующих горячее водоснабжение от централизованного источника теплоснабжения, в данной работе равно 4800 человек (согласно Приложению А.5);

n_о — число дней отопительного периода в сутках, в данной работе принимается равным 203суткам (согласно Приложению А.3);

и — температура водопроводной воды в летний и зимний периоды соответственно, °С, при отсутствии данных принимается равной +15 и +5°С соответственно;

— коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период, при отсутствии данных принимается равным 0,8;

— к.п.д. котельной, в данной работе принят равным 0,85 (принимается согласно Приложению А.6).

Q  — низшая теплота сгорания газа, в данной работе принимается согласно таблице 1.4 и равна 38789 кДж/м³;

350 — число суток работы горячего водоснабжения в год.

Из общего расхода газа для горячего водоснабжения выделяется расход газа за отопительный сезон ( ,тыс. м³/год) и летний период ( , тыс. м³/год).

Результаты всех расчетов расхода природного газа по всем типам потребителей приведены в Приложении А.9, по сосредоточенным коммунально-бытовым потребителям – в Приложении А.10.

 

1.3.1 Максимально-часовые расходы газа

 

Определить часовой расход газа на бытовые и коммунальные нужды ( ) как долю годового расхода природного газа ( ) можно по формуле:

где  — коэффициент часового максимума (коэффициент перехода от годового расхода природного газа к максимальному часовому расходу природного газа). Значения  для бытовых и мелких коммунальных нужд приводятся в Приложение А.11.

Значение коэффициента часового максимума для предприятий коммунально-бытового хозяйства принимается согласно Приложения А.3 [5]. Расчет максимальных часовых расходов природного газа по данным потребителям приводится в Приложении А.12.

Максимальные часовые расходы газа для отопления и вентиляции жилых и общественных зданий и помещений определяются по формуле:

где Q – расход теплоты потребителями, кДж/ч;

— низшая теплота сгорания газа, в данной работе принимается равной 38789 кДж/м³;

— к.п.д. системы отопления и/или вентиляции, принимается согласно таблице 1.6.

Максимальный расчетный часовой расход природного газа для отопления жилых зданий и помещений от котельной равно

Максимальный расчетный часовой расход природного газа для отопления жилых зданий и помещений от местных отопительных установок равен

Максимальный расчетный часовой расход природного газа для отопления общественных зданий и помещений от котельной равен

Максимальный расчетный часовой расход природного газа для вентиляции общественных зданий и помещений равен

Результаты расчетов сводятся в Приложение А.13.

Максимальный расчетный часовой расход природного газа на горячее водоснабжение вычисляется по формуле:

где  — максимальный расчетный часовой расход природного газа для горячего водоснабжения, м³/ч

2 – коэффициент неравномерности;

— среднесуточный расход природного газа для горячего водоснабжения, рассчитывается делением годового расхода природного газа за отопительный сезон ( ) на количество дней отопительного периода, т.е. вычисляется по формуле

 

1.3.2 Расходы газа промышленных предприятий

 

Для промышленных предприятий расчет часовых расходов природного газа производится при помощи коэффициента часового максимума, который принимается в зависимости от режима работы и назначения предприятия, приведены в Приложении А.10.

В данной квалификационной работе располагаются восемь промышленных предприятий.

 

1.3.3 Расходы газа на сети низкого и сеть среднего давления

 

Результаты расчетов максимальных расчетных часовых расходов природного газа по районному центру приводятся в Приложении А.14.

 

1.4 Выбор системы газоснабжения и трассировка газораспределительных сетей

 

Выбор трассировки газораспределительной сети определяется исходя из расположения ГГРП и подключения сети среднего давления, а также характера застройки и планировке населенного пункта, расположения котельных и промышленных предприятий.

Для данного населенного пункта наиболее рациональной, экономичной и безопасной определенно является двухступенчатая. Первой ступенью являются газопроводы со средним давлением, то есть до 0,3 МПа включительно, для них предусмотрена кольцевая схема. Вторую ступень представляют газопроводы низкого давления, то есть до 0,005 МПа включительно, для них предусматривается тупиковая схема. Снижение давления (редуцирование) природного газа происходит в ГРПШ, а также в местных редукционных установках (котельных, промышленных предприятий).

Таким образом подключение ГРПШ, котельных, коммунально-бытовых потребителей осуществляется к первой ступени. Ко второй ступени подключаются жилые дома.

 

1.4.1 Гидравлический расчет газопроводов

 

Результатом гидравлического расчета газопроводов является определение оптимальных диаметров газопроводов, определение потерь давления в нормальном режиме работы, для обеспечения природным газом потребителей во часы пикового потребления, при максимальных допустимых перепадах давления.

---

1  2  3  4