На головну

II.3.1 Вибір, обгрунтування і конструювання системи газопостачання 3 сторінка

1. Витрати газу споживачами вже обчислені, дані таблиці 9. Тиск газу на виході з ГРС приймається за завданням, Додаток 1. Тиск перед кінцевими споживачами приймається рівним мінімально допустимому для даної щаблі тиску як абсолютне значення, Рк = 0,3 МПа.

Намічаємо напрямок руху газу по мережі і визначаємо склад, що резервує перемичку - це буде ділянка, що лежить на протилежному кінці кільця щодо ГРС.

2. Визначаємо, по можливості, рівновеликий діаметр кільця в залежності від розрахункового витрати, Qр, м3/ Ч, і середньоквадратичної втрати тиску газу, Аср, кПа2/ М:

 . (67)

 , (68)

де  - Розрахункова витрата газу по кільцю, м3/ Ч;

 - Коефіцієнт забезпеченості споживача газом при аварійній ситуації (таблиця 17);

 - Розрахункові витрати газу споживачами, м3/ Ч;

Pн и Pк - Абсолютні тиску газу на початку і в кінці газопроводу, кПа;

LK - Протяжність кільця, м (коефіцієнт 1,1 враховує місцеві опори);

Р0 - атмосферний тиск, Р0 = 101,325 кПа;

l - коефіцієнт гідравлічного тертя;

l - Розрахункова довжина газопроводу постійного діаметра, м;

r0 - Щільність газу при нормальних умовах, кг / м3;

d - Внутрішній діаметр газопроводу, визначається згідно з формулою (45) пункту II.4.1.настоящего посібники, см.

Таблиця 17 - Значення коефіцієнтів забезпеченості газом при
 аварійної ситуації для промислових підприємств

 споживачі  Коефіцієнт забезпеченості газом,
 1. ГРП  0,82-0,85
 2. Хлібозавод  0,6
 3. Котельня  0,7-0,75
 4. Прачечна  0,6
 5. Лазні  0,6
 6. ТЕЦ, РОК  0,5 *
 7. Лікарня  0,6
 8. Промислові підприємства  0,7-0,9
 9. М'ясокомбінат  0,7
 10. Автогосподарство  0,5

* - При наявності резервного палива.

Доцільно приймати постійний діаметр кільця. Якщо такий діаметр підібрати не вдасться, то ділянки газопроводів, розташовані діаметрально протилежно точці харчування, слід прокладати меншого діаметра, але не менше ніж 0,75 діаметра головного ділянки.

3. Розраховують аварійні режими при вимкненому головному ділянці праворуч, потім ліворуч від початкової точки кінця. Прагнення використовувати весь перепад тиску,  , В обох режимах вимагає коригування спочатку прийнятих діаметрів по кільцю.

Зміна діаметрів (збільшення протяжності більшого або меншого їх значення) в одному режимі вимагає внесення зміни в другому режимі і навпаки. В результаті цього розрахунку діаметри по кільцю приймаються остаточно.

4. Потім вважають нормальний режим при вже відомих діаметрах по кільцю і постачанні газом всіх споживачів на 100%. В результаті розрахунку нормального режиму визначають резерв тиску в точці зустрічі потоків, мінімально необхідний для нормального постачання газом всіх споживачів при найскладніших аварійних ситуаціях, а також тиску в кожній точці приєднання споживачів, що дозволяє розробляти проект газопостачання кожного з них.

5. Після закінчення розрахунку кінцевих тисків у всіх вузлових точках кільця перевіряється ув'язка втрат тиску в півкільцях (від точки розгалуження до точки сходу).

В результаті розрахунку кільця, виходячи з попереднього розподілу потоків, визначаємо невязку, ?,%, в кільці за формулою:

 . (69)

Невязка по тиску при розрахунку нормального режиму не повинна перевищувати 10%, якщо ця умова не дотримується, то вводимо кругової поправочний витрата (м3/ Ч).

Відповідно до методу Якобі поправочний витрата, ?Qк, м3/ Ч, визначається за формулою:

 . (70)

поправочні витрати  , м3/ Ч, визначають за формулами

 , (71)

 . (72)

Потім віднімаємо кругової поправочний витрата з перевантаженої гілки і додаємо до витрат на протилежній гілки той же кругової поправочний витрата.

При відомому діаметрі і нових витратах визначаємо втрати тиску на кожній ділянці. Після чого визначаємо невязку заново за формулою (69).

Результати розрахунку зводяться в таблиці 18, 19.

Таблиця 18 - Результати гідравлічного розрахунку аварійних режимів мережі високого тиску

 Відмовив ділянку 1-2  Відмовив ділянку 1-19
 показники ділянки (Рн2 - Рк2) /L, Па2/ м Рн2 - Рк2, Па2  показники ділянки (Рн2 - Рк2) /L, Па2/ м Рн2 - Рк2, Па2
 №уч-ка dнxS, мм Lу, м Qу, м3/ ч  №уч-ка dнxS, мм Lу, м Qу, м3/ ч
                       
                       
                       
        ? Рн2 - Рк2=         ? Рн2 - Рк2=  

Таблиця 19 - потокорозподіл при нормальному гідравлічному режимі

 показники ділянки  попередній розподіл  Остаточний розподіл витрат
 №уч-ка dнxS, мм Lу, м Qу, м3/ ч (Рн2 - Рк2) /L, Па2/ м Рн2 - Рк2, Па2 (Рн2 - Рк2) /Qуч, Па2 Qу, м3/ ч (Рн2 - Рк2) /L, Па2/ м Рн2 - Рк2, Па2  1,1 (Рн2 - Рк2), Па2
                     
                     
                     
  ? Рн2 - Рк2=       ? Рн2 - Рк2=    
 ? |Рн2 - Рк2| =        ? |Рн2 - Рк2| =    

II.5 Підбір обладнання ГРП

II.5.1 Підбір регуляторів тиску

Для зниження тиску газу та підтримання його на заданому рівні в системах газопостачання повинні передбачатися газорегуляторні пункти (ГРП, ГРПБ, ШРП) або газорегуляторні установки (ГРУ) [22].

За тиском газу ГРП, ГРПБ підрозділяються на:

- З вхідним тиском до 0,6 ?Па;

- З вхідним тиском понад 0,6 МПа до 1,2 МПа.

За тиском газу ШРП підрозділяються на:

- З вхідним тиском газу до 0,3 МПа;

- З вхідним тиском газу понад 0,3 МПа до 0,6 МПа;

- З вхідним тиском газу понад 0,6 МПа до 1,2 МПа.

Розміщують ГРП, як правило, в спеціальних окремих будинках чи шафах на вогнетривких опорах. Окремо розташовані ГРП, ГРПБ та ШРП розміщують з урахуванням виключення їх пошкодження від наїзду транспорту, стихійних лих, урагану і ін. Рекомендується в межах охоронної зони ГРП, ГРПБ та ШРП встановлювати огорожі, наприклад з металевої сітки, висотою 1,6 м.

При розміщенні окремо стоячих, прибудованих і вбудованих ГРП забезпечують вільні під'їзні шляхи з твердим покриттям для транспорту, в тому числі аварійних і пожежних машин. Для окремо розташованих ГРП і ГРПБ, що розміщуються поблизу будівель, особливо підвищеної поверховості, враховують зону вітрового підпору при влаштуванні вентиляції. Вентиляція приміщень ГРУ повинна відповідати вимогам основного виробництва.

Розміщення ШРП з вхідним тиском газу понад 0,6 до 1,2 МПа на зовнішніх стінах будівлі не допускається.

ШРП з вхідним тиском газу до 0,6 МПа допускається встановлювати на зовнішніх стінах газифікованих виробничих будівель не нижче III ступеня вогнестійкості класу З, будівель котелень, громадських і побутових будівель виробничого призначення, а також на зовнішніх стінах діючих ГРП. Окремо розташовані ГРП - в садах, скверах, всередині житлових кварталів, на територіях виробничих і комунальних підприємств з тиском газу на вході до 0,6 МПа - встановлюють на відстані, не менше зазначених в [1].

ГРУ розміщують у вільних для доступу обслуговуючого персоналу місцях з природним або штучним освітленням. Основний прохід між виступаючими огорожами і ГРУ повинен бути не менше 1 м.

На промислових підприємствах при наявності в них власних газових служб допускається подача газу однакового тиску від ГРУ, розташованого в одній будівлі, до інших окремо розташованих будинків.

При розміщенні ГРУ на площадках, розташованих вище рівня підлоги більше 1,5 м, на майданчик забезпечують доступ з двох боків по окремих східцях.

Устаткування, що розміщується в приміщеннях ГРП, має бути доступне для ремонту і обслуговування, ширина основних проходів між обладнанням і іншими предметами повинна бути не менше 0,8 м, а між паралельними рядами обладнання - не менше 0,4 м.

У приміщеннях категорії А підлоги повинні бути безіскровим конструкції вікон і дверей повинні виключати іскроутворення.

Стіни, що розділяють приміщення ГРП, необхідно передбачати протипожежного типу, газонепроникним, вони повинні спиратися на фундамент. Шви сполучення стін і фундаментів усіх приміщень ГРП перев'язуються.

Допоміжні приміщення обладнуються самостійною виходом назовні з будівлі, не пов'язаним з технологічним приміщенням.

Двері ГРП і ГРПБ передбачають протипожежними, які відкриваються назовні.

Пристрій димових і вентиляційних каналів в які поділяють стінах, а також в стінах будівель, до яких прилаштовуються ГРП (в межах примикання ГРП), не допускається. Приміщення, в яких розташовані вузли редукування з регуляторами тиску, окремо розташовані, прибудовані і вбудовані ГРП і ГРПБ повинні відповідати вимогам СНиП 2.09.03 і СНиП 21-01 для приміщень категорії А.

При винесенні з ГРП частини обладнання назовні воно повинно знаходитися в огорожі ГРП висотою не менше 2 м.

Необхідність опалення приміщень ???, ГРПБ та вид теплоносія визначаються відповідно до вимог СНиП 2.04.05 з урахуванням кліматичного виконання і категорій застосовуються виробів і обладнання згідно з ГОСТ 15150.

При влаштуванні місцевого опалення ГРП і ГРПБ від газових водонагрівачів вузол редукування на опалювальну установку розміщується в основному технологічному приміщенні. При розміщенні в ГРП суміжних з регуляторним залом приміщень, де розміщуються опалювальні прилади, прилади КВП і ін., Отвори для проходу комунікацій із залу в суміжні приміщення при прокладці в них труб повинні мати ущільнення, яке виключає можливість проникнення газоповітряної суміші з технологічного приміщення.

Розміщувати ГРП в підвальних і напівпідвальних приміщеннях, а також в колодязях заборонено, так як в цих умовах важко організувати хорошу вентиляцію, необхідну навіть при незначних витоках газу.

До складу обладнання ГРП, ГРУ, ГРПБ та ШРП входять:

- Запірна арматура;

- Регулятори тиску;

- Запобіжно-запірні клапани (далі - ЗЗК);

- Запобіжні скидні клапани (далі - ЗСК);

- Прилади виміру витрати газу;

- Прилади КВП.

Запірна арматура вибирається відповідно до вимог розділу 7 «запірна арматура» [1].

В як регулюючі пристрої можуть застосовуватися:

- Регулятори тиску газу з односідельним клапаном;

- Редуктори двосідельні;

- Поворотні заслінки з електронним регулятором та виконавчим механізмом. Для припинення подачі газу до споживачів при неприпустимому підвищенні або зниженні тиску газу за регулюючим пристроєм застосовуються ПЗК різних конструкцій (важільні, пружинні, з соляноідним приводом і ін.), Що відповідають наведеним нижче вимогам:

- ПЗК розраховують на вхідний робочий тиск, МПа, по ряду: 0,05; 0,3; 0,6; 1,2; 1,6 з діапазоном спрацьовування при підвищенні тиску, МПа, від 0,002 до 0,75, а також з діапазоном спрацьовування при зниженні тиску, МПа, від 0,0003 до 0,03;

- Конструкція ПЗК повинна виключати самовільне відкриття запірного органу без втручання обслуговуючого персоналу;

- Герметичність запірного органу ПЗК повинна відповідати класу «А» по ??ГОСТ 9544;

- Точність спрацьовування повинна складати, як правило, ± 5% заданих величин контрольованого тиску для ПЗК, що встановлюються в ГРП, і ± 10% для ПЗК в ШРП та ГРУ.

Для скидання газу за регулятором в разі короткочасного підвищення тиску газу сверхустановленной повинні застосовуватися запобіжні скидні клапани (ПСК), які можуть бути мембранними та пружинними.

Пружинні ПСК повинні бути обладнані пристроєм для їх примусового відкриття. ШРП пропускною спроможністю до 100 м3/ Ч, оснащені регулятором з двоступінчастим регулюванням, допускається не оснащувати ПСК.

ПСК повинні забезпечувати відкриття при підвищенні встановленого максимального робочого тиску не більше ніж на 15%.

ПСК повинні бути розраховані на вхідний робочий тиск, МПа, по ряду: від 0,001 до 1,6 з діапазоном спрацьовування, МПа, від 0,001 до 1,6.

Трубопроводи, що відводять газ від ПСК в ШРП, що встановлюються на опорах, слід виводити на висоту не менше 4 м від рівня землі, а при розміщенні ШРП на стіні будинку - на 1 м вище карнизу або парапету будинку.

Для ШРП пропускною спроможністю до 400 м3/ Ч допускається передбачати вивід скидного газопроводу від ПСК за задню стінку шафи.

При наявності телефонного зв'язку установку телефонного апарату передбачають поза приміщенням регуляторів або зовні будівлі в спеціальному ящику.

Допускається установка телефонного апарату у вибухозахищеному виконанні безпосередньо в приміщенні регуляторів.

Для очищення газу від механічних домішок і пилу застосовують фільтри заводського виготовлення, в паспортах яких повинні вказуватися їх пропускна здатність при різних вхідних робочих тисках і втрати тиску в фільтрах.

Матеріали повинні забезпечувати необхідну очистку газу, не утворювати з ним хімічних сполук і не руйнуватися від постійного впливу газу.

Пропускну здатність ГРП, ГРПБ, ШРП та ГРУ (регулятора тиску) слід проводити зі збільшенням на 15-20% максимального розрахункового витрати газу споживачами з урахуванням необхідного перепаду тиску.

Газове обладнання в газорегулюючих блоках ГРП, ГРПБ та ГРУ розташовують в такій послідовності:

- Загальний запірний орган з ручним керуванням для повного відключення ГРП і ГРУ;

- Фільтр або група фільтрів з байпасами або без них;

- Витратомір (камерна діафрагма з дифманометрами, газовий лічильник).

Газовий лічильник може бути встановлений після регулятора тиску на низькій стороні в залежності від прийнятої схеми газопостачання;

- Запобіжний запірний клапан (ПЗК);

- Регулятор тиску газу;

- Запобіжний скидний клапан (ПСК) після регулятора.

При влаштуванні байпаса газорегуляторного блоку ГРП, ГРПБ, ШРП та ГРУ передбачається установка послідовно двох вимикаючих пристроїв з установкою манометра між ними.

Діаметр байпаса повинен бути не менше діаметра сідла клапана регулятора тиску газу.

В ШРП замість байпасу рекомендується пристрій другої нитки редукування.

При відсутності в ШРП расходомера установка реєструючих приладів для вимірювання вхідного і вихідного тиску і температури газу не обов'язкова.

Газопроводи ГРП, ГРПБ, ШРП, ГРУ слід фарбувати в колір згідно ГОСТ 14202.

В ГРП, ГРПБ та ГРУ передбачають продувальні газопроводи:

- На вхідному газопроводі - після першого пристрою, що вимикає;

- На байпасе (обвідному газопроводі) - між двома пристроями, що вимикають;

- На ділянках газопроводу - з устаткуванням, що вимикається для виконання профілактичного огляду та ремонту.

Умовний діаметр таких газопроводів повинен бути не менше 20 мм.

Умовний діаметр скидного газопроводу, який відводить газ від ПСК, повинен дорівнювати умовному діаметру вихідного патрубка клапана, але не менше 20 мм.

Продувні і викидні газопроводи повинні мати мінімальну кількість поворотів. На кінцях продувних та скидних газопроводів слід передбачати пристрої, що виключають потрапляння атмосферних опадів в ці газопроводи.

Правильний вибір типу регулятора тиску газу і розміру її виконавчого пристрою має велике значення для роботи автоматичної газорегулюючої системи.

Перш ніж приступити до вибору регулятора тиску газу, слід встановити:

1) з якою точністю необхідно підтримувати тиск газу в контрольованій точці;

2) тип об'єкта регулювання;

3) максимальний і мінімальний відбір газу, м3/ Ч;

4) максимальне і мінімальне вхідний тиск, МПа;

5) максимальне і мінімальне вихідний тиск, МПа;

6) необхідність повної герметичності закриття клапана регулятора тиску газу;

7) максимально допустиме відхилення регульованого тиску і час перехідного процесу регулювання;

8) вимоги до безшумності в роботі при високому тиску і великих витрат.

З використовуваних в практиці регуляторів тиску найбільш точно підтримують заданий вихідний тиск регулятори непрямої дії з ізодромного законом регулювання, найменш точно - регулятори тиску прямої дії зі статичним законом регулювання.

Основною вимогою при підборі регулятора тиску є забезпечення стійкості його роботи на всіх можливих режимах.

Регулятори тиску вибираються по розрахунковому (максимальному часовому) витраті газу при необхідному перепаді тиску. Пропускна здатність таких регуляторів визначається за паспортними даними заводів-виготовлювачів, отриманим експериментальним шляхом. Її величину рекомендується приймати на 15-20% більше максимального значення розрахункового витрати газу [4]. Технічні характеристики регуляторів тиску наведені в Додатку 7. Якщо умови роботи регулятора відрізняються від паспортних даних, роблять перерахунок продуктивності на робочі умови.

Вибір регулятора тиску проводиться за значенням коефіцієнта пропускної здатності, КV [1].

Розрахункова залежність набуде вигляду:

 , (73)

де  - Витрата газу через регулятор тиску (витрата газу через ГРП), м3/ Ч;

? - коефіцієнт, що враховує зміну щільності газу при русі через дросельний орган; значення коефіцієнта залежить від показника адіабати k (Для природного газу k = 1,3), значення відносини ?Р/Р1 і знаходиться за графіком [8];

Z - Коефіцієнт стисливості газу (дорівнює 1);

T - Температура при нормальних умовах, К;

DР - Перепад тисків на регуляторі (з урахуванням втрат у вузлі редукування), МПа;

Р1 - Абсолютний тиск до регулятора, МПа;

?0 - Щільність газу при нормальних умовах, кг / м3.

За формулою (73) виконують розрахунки регуляторів тиску, приймаючи значення КV по Додатку 7 в залежності від типу регулятора і коефіцієнта ?, що визначається або розрахунком, або за графіком [8].

При докритичному перепаді тиску пропускну здатність визначають за формулою (73).

Якщо перепад тиску менше або дорівнює критичного, тобто:  , То в формулу (73) підставляють критичний перепад тисків, так як надзвукова швидкість при дроселюванні неможлива, отже, витрата газу через регулятор при критичному перепаді тиску визначається за формулою:

 . (74)

Для природного газу k = 1,3 і критичне ставлення тисків:

 . (75)

Регулятор тиску слід підбирати на розрахункову пропускну здатність, Qр, м3/ Ч, визначається за формулою:

 , (76)

де QMAX - Максимальна пропускна здатність ГРП.

Розрахунковий перепад тиску, ?P, МПа, визначається за формулою:

 , (77)

де  - Мінімальний тиск газу перед регуляторної станцією, МПа;

P2 - регульоване тиск газу після регулятора, МПа;

?PПОТ - Сумарні втрати тиску газу після ГРП, виключаючи втрати в регуляторі тиску, задаються значенням 2-7 кПа, МПа.

Якщо відомі пропускна здатність регулятора при роботі на газі певного складу і при відомих початковому і кінцевому тиску (табличні дані), то можна визначити його продуктивність, Q, м3/ Ч, при використанні іншого газу і роботі на іншому режимі.

Формули перерахунку мають вигляд:

- При докритичному режимі:

> , (78)

 . (79)

- При критичному режимі:

 ? 0,50, (80)

 . (81)

У формулах (79-81) індекси Т відносяться до табличних значень обраного типу регулятора тиску газу.

Стійкої робота регулятора буде при його завантаженні в межах 10-80% від максимальної, тобто  або  . Якщо ця умова не виконана, то береться регулятор іншого типорозміру, і розрахунок повторюється. Найбільш економічним, з точки зору найменшої металоємності, буде регулятор, максимальна пропускна здатність якого, V, Перевищує розрахункову витрату газу, Vр, На величину, близьку до .

II.5.2 Підбір фільтрів

Для очищення газу на газорегуляторних пунктах встановлюють волосяні та сітчасті фільтри. При умовних діаметрах більше 50 мм застосовують волосяні фільтри, а при діаметрах 50 мм і менше - сітчасті.

Волосяні фільтри випускають двох модифікацій з максимальним тиском до 0,6 МПа і до 1 МПа. Перепад тиску на касеті фільтра не повинен перевищувати 10 кПа. Якщо він буде більше, то необхідне очищення фільтра.

В умовах експлуатації перепад тиску на фільтрі зазвичай не перевищує 3000 ... 5000 Па.

По таблиці 20 підбирається типорозмір волосяного фільтра, яку встановлюють перед регулятором тиску, і визначаються основні табличні значення його параметрів: пропускна здатність, Vт 3/ Ч), перепад тиску, ?Рфт (КПа), тиск, Р1т (МПа) при щільності природного газу ?0 = 0,73 кг / м 3 при нормальних умовах (То = 273 К, Ро = 101,3 кПа).

Визначається фактичний перепад тиску в фільтрі,? Рф, КПа, за формулою:

 . (82)

Перепад тиску перед регулятором, Р1Т, КПа, визначають за формулою:

Р1Т = Р1 абсТ - ?РфТ. (83)

Р1Т = 600 + 100 - 5 = 695 кПа.

Таблиця 20 - Характеристика волосяних фільтрів

 Тип фільтра  ФВ-50  ФВ-100  ФВ-200
Vт (м3/ Ч)

Примітка: Р1Т = 600 кПа (хат.),? РфТ = 5 кПа, То = 273 К, ?о = 0,73 кг / м3.

Визначаються щільності газу, ?1, ?2, Кг / м3, При тисках Р1 и Р2 при температурах Т1 и Т2 до і після регулятора тиску за формулою:

. (84)

Визначається швидкість руху газу в лінії редукування до і після редуктора, ?1,2, М / с, по формулі:



II.3.1 Вибір, обгрунтування і конструювання системи газопостачання 2 сторінка | II.3.1 Вибір, обгрунтування і конструювання системи газопостачання 4 сторінка

Попова, Н. В. | ББК 38.763.03 я7 | II.3.1 Вибір, обгрунтування і конструювання системи газопостачання 1 сторінка | Вихідні дані для проектування (наукового дослідження) | Вибір вихідних даних |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати