Газопостачання житлового будинку

   Тиск  газу у найбільш віддаленого від  ГРС споживача становить 422 кПа. Запас  тиску складає:

   ε₁ = (422 – 420) ∕ 422 ∙ 100% = 0,5%

   В результаті гідравлічного розрахунку півкільця 1-11-12-...-21-10 тиск газу у точці 10 дорівнює 454 кПа, а нев’язка тисків в цій точці становить:

   ε₂ = (454 – 420) ∕ 420 ∙ 100% = 7% < 10% 
 

   4.2. Гідравлічний розрахунок  газопроводів низького  тиску.

   Живлення газопроводів низького тиску відбувається від сітьових ГРП. Згідно вимог сумарна втрата тиску від ГРП до найбільш віддаленого газового приладу не повинна перевищувати 1800 Па, в т.ч. у вуличних і внутрішньо-квартальних газопроводах – 1200 Па, а у дворових і внутрішніх – 600 Па. Манометричний тиск у газопроводі після ГРП приймається 3000 Па. Суттєвою відмінністю методики гідравлічного розрахунку газопроводів низького тиску є те, що їх мережі відображаються схемами з рівномірно розподіленим навантаженням по довжині трубопроводу, а не зосередженим у вузлах (як в трубопроводах високого тиску). Це пояснюється значною кількістю споживачів газу низького тиску, точки підключення яких до мереж у даному наразі  не відомі.

   Розрахунок  ведеться у такій послідовності:

1. Креслять розрахункову схему, нумерують вузлові точки і визначають шляхові витрати газу на ділянках мережі, яка обслуговується ГРП:

V_ш = l_пр· V_pp ∕ Σl_пр ,

        де V_pp – розподілене по мережі навантаження дрібних споживачів газу     низького тиску (житлові будинки, дрібні підприємства побутового  обслуговування, заклади громадського харчування тощо);

        l_пр – приведена довжина і-тої ділянки, м. Це умовна величина, за допомогою якої дещо корегується прийнята раніше умова рівномірного розподілу навантаження (щільність газоспоживання) вздовж довжини ділянок.

L_пр = l_г·K_п·K_з ,

       де l_г – геометрична довжина і-тої ділянки;

       К_п – коефіцієнт поверховості, який враховує наявність будинків з різною кількістю поверхів вздовж траси газопроводу. Оскільки в даному проекті населений пункт розбитий на райони однакової поверховості, то К_п = 1.

       К_з – коефіцієнт забудови, який враховує густину житлової забудови вздовж траси газопроводу (при двосторонній забудові К_з = 1; при односторонній К_з = 0,5; на ділянці підключення ГРП до вуличної мережі, а також для транзитних ділянок К_з = 0)

2. Визначають вузлові витрати газу за формулою:

V_p = 0,5V_ш + V_тр

3. Намічають напрямок руху газу в мережі. При цьому намагаються, щоб у кожний вузол мережі газ надходив найкоротшим шляхом від джерела.

4.    Визначають  розрахункові годинні витрати  газу на ділянках, використовуючи  перший закон Кірхгофа – ΣV_i = 0, який стосовно газових мереж можна сформулювати таким чином: кількість газу, яка відбирається у вузлі, з урахуванням вузлової витрати V_в , повинна забезпечуватись рівною кількістю газу, що надходить в даний вузол. Мінімальне значення розрахункової витрати газу на ділянці повинно бути не менше половини шляхової витрати:

V_p ≥ 0,5V_ш , м³/год.

        Для забезпечення економічності  системи необхідно виділити головні магістралі, тобто такі гідравлічні ланцюги, по яким буде транспортуватися більша частина транзитної витрати газу. Визначення розрахункових витрат газу починається з найбільш віддалених від ГРП вузлів, записуючи для кожного з них перший закон Кірхгофа.

5.     Визначають питому втрату тиску  на тертя для вибраної головної  магістралі:

R_k = ∆P_p.k. ∕ Σl_пр , Па/м,

        де Σl_пр – сума розрахункових довжин ділянок, що входять до складу магістралі;

        ∆P_p.k. – розрахунковий перепад тиску на ділянках газопроводу, які входять до складу гідравлічного ланцюга. Якщо це головна магістраль, то ∆P_p.k. = 1200 Па. Для інших ланцюгів ця величина обчислюється за результатами попередніх розрахунків.

∆P_p.k. = Р_п.д. – Р_к.д.

6.     Згідно з розрахунковою витратою газу на ділянці і величиною ∆P_p.k. за номограмою знаходимо діаметр ділянки газопроводу головної магістралі  (d_min= 50 мм), уточнюємо для прийнятого значення діаметру труби питому втрату тиску на тертя R_і.д. і визначаємо дійсну втрату тиску на ділянці ∆P_і.д.

∆P_і.д. = R_і.д.·l_p.i., Па.

       При виборі діаметрів мережі  необхідно дотримуватись поступового  зменшення їх перерізів від  джерела до розрахункової точки.  Після гідравлічного розрахунку  головної магістралі переходять  до розрахунку інших ділянок мережі.

7.    Результати гідравлічного розрахунку зводимо до таблиці 9.

       Сумарна втрата тиску на головній  магістралі не повинна перевищувати 1200 Па. Нев’язка втрат тисків  в точках зустрічі потоків  не повинна бути більше 10%.

8.    При ув’язці відгалужень знаходять наявний перепад тиску для вузлової точки, від якої бере початок відгалуження, як суму втрат тиску газу від найбільш віддаленого вузла до даної вузлової точки, а потім – питому втрату тиску на тертя для цього відгалуження. 

   В нашому проекті розглянуто частину мережі, яка обслуговується ГРП-3 в районі 1. Навантаження на один мережний ГРП в цьому районі згідно виконаних раніше розрахунків становить V_грп = 1192 м³/год. Для прийнятого числа ГРП в районі (N = 3) .

   У відповідності  із завданням необхідно розрахувати газопроводи низького тиску для ГРП-3 .  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблиця 10

Шляхові витрати газу

 

   В результаті розрахунку сума шляхових витрат газу по всіх ділянках мережі складає ΣV_ш =7630 м³/год, тобто дорівнює навантаженню на ГРП.

   Після цього знаходимо вузлові витрати (їх сума також повинна дорівнювати  навантаженню на ГРП), а потім і  розрахункові. Подальший гідравлічний розрахунок мережі низького тиску зводимо  в таблицю 11. 

   Таблиця 11

   Гідравлічний  розрахунок газопроводів низького тиску

 

   За  даними таблиці визначаємо дійсні нев’язки тиску газу в точках зустрічі потоків  та середнє значення тиску в цих  точках.

   Ε₁ = (1813 – 1781) ∕ 1813 ∙ 100% = 1,7%;                 Р_1сер. = 1797 Па;

   Ε₁₄ = (1877 – 1835) ∕ 1877∙ 100% = 2%;                    Р_{14 сер.} = 1856 Па;

Ε₅= (1925 – 1969) ∕ 1969 ∙ 100% = 2%;                     Р_5ер. = 1947 Па.

Е₁₁₌ ( 2333– 1902) ∕ 2333 ∙ 100% = 10%;                   Р_{11 сер.} = 2117 Па

Е₁₅₌ ( 1900 – 1893) ∕ 1900 ∙ 100% = 0,36%;               Р_15сер. =1896 Па

Е₁₅₌ ( 1900 – 2066) ∕ 2066 ∙ 100% = 8%;                    Р_15сер. = 1983 Па

Е₄₌ ( 1978 – 1878) ∕ 1978 ∙ 100% = 5%;                     Р_{4 сер.} = 1928Па

Е₁₃₌ ( 1902 – 1878) ∕ 1902 ∙ 100% = 1,4%;                 Р_{13 сер.} = 1890 Па

Е₁₉₌ ( 1900 – 1875) ∕ 1900 ∙ 100% = 1%;                    Р_19сер. = 1887 Па    

Е₂₂₌ ( 1882– 1873) ∕ 1882 ∙ 100% = 0,5%;                  Р_22сер. = 1877 Па                 

   Наносимо  одержані результати на розрахункову схему. Для вузлових точок на схемі  проставляємо середні значення. 

   5. Газопостачання житлового будинку.

   Основними елементами систем газопостачання житлових і громадських будинків є відгалуження від вуличних газопроводів низького або середнього тиску (дворові газопроводи), вводи в будинки, внутрішні газопроводи  і газове обладнання (прилади). 

   5.1. Принципи розрахунку  внутрішніх та  дворових газопроводів.

   Розрахунок  газопроводів виконують методом  питомих втрат тиску на тертя. Перепад тиску в дворовій і  внутрішній мережі приймається рівним 600 Па з урахуванням опору газового приладу (ПГ- 4) – 100 Па і газового лічильника –     200 Па.

   Відмінною особливістю гідравлічного розрахунку внутрішньо-будинкових газопроводів є  те, що при визначенні втрат тиску  у вертикальних ділянках (стояках) необхідно  враховувати гідростатичний тиск в  газопроводі:

   ΔΡ_г = h·g·(ρ_п – ρ_к), Па,

   де  h – різниця геометричних відміток в кінці і на початку газопроводу, м;

        ρ_п , ρ_к – густина навколишнього повітря і природного газу відповідно, кг/м³;