Для обеспечения гидравлической устойчивости работы кольцевой системы газораспределения и газопотребления (рис.3) в расчете принята максимально допустимая невязка колец 5%. Из расчетной табл. 11, видно что максимальная невязка составляет 3,7% (кольцо IV). В остальных трех кольцах невязка не превышает 1,5%, что является хорошим достижением в инженерных расчетах.
10 Расчет регулятора давления газорегуляторного пункта
10.1 Теоретичсекие основы расчета регуляторов давления
Управление гидравлическим режимом работы системы газораспределе-ния и газопотребления осуществляют с помощью регуляторов давления, которые автоматически поддерживают постоянное давление в точке отбора импульса независимо от интенсивности потребления газа. При регулировании давления происходит снижение начального, более высокого давления, на конечное (более низкое).
Конструкция регулятора давления включает в себя регулирующий и реагирующий органы, которые обеспечивают устойчивую производитель-ность газа, а при прекращении потребления газа перекрывается поток через основной клапан. Основной частью регулирующего устройства является чувствительный элемент (мембрана), а основной частью регулирующего устройства – регулирующий орган (у регулятора давления дроссельный орган). Чувствительный элемент и регулирующий орган соединяются между собой исполнительной связью.
Активная сила привода – это усилие, которое воспринимает мембрана от давления газа Р2, передаваемое по импульсом (по трубке). Далее усилие мембраны передается на шток клапана. Эту силу принято называть перестановочной N пер, она определяется по следующей формуле (25):
N пер = Р 2 *F акт, (25)
где: F акт – активная поверхность мембраны, м 2 .
Активную силу уравновешивает пружина N пр. На клапан также действует масса подвижных частей N п.ч и односторонняя нагрузка N кл, которую, пренебрегая поперечным сечением штока, определяют по формуле (26):
N кл = f с *(P 1 – P 2) , (26)
где: f с – площадь седла клапана, м 2 ;
Р 1 и Р 2 – давления газа до и после клапана, МПа.
Баланс сил действующих на клапан регулятора давления имеет следующий вид:
N пер. – N пруж – N п.ч + N кл. = 0 , (27)
От величины регулируемого давления зависит перестановочная сила. Если величина Р 2 станет больше или меньше величины, на которую настроен регулятор давления, тогда баланс сил нарушится и регулятор придет в действие. Произойдет процесс регулирования давления, т.е. регулирование пропускной способности регулятора давления.
Пропускная способность регулятора давления зависит от площади клапанных отверстий (седла), разности давлений до и после клапанов и физических свойств газа. В практических расчетах разность давлений до и после клапана обычно принимают как разность давления до регулятора и после него. В общем случае количество газа, проходящего через клапанные отверстия, определяются по формуле (28):
V =α*F*ω, (28)
где: V – пропускная способность клапана, м 3 /сек;
α – коэффициент, учитывающий потерю энергии и сужение струи в
клапанных отверстиях;
F – площадь клапанных отверстий, м 2 ;
ω – скорость прохода газа через клапанные отверстия, м/сек.
В зависимости от величины отношения давления газа после регулятора к давлению до регулятора скорость (ω) имеет различные выражения. Для отношений давлений, близких к единице (при перепаде давления в преде5лах до 10 кПа), газ рассматривают, как несжимающуюся жидкость. В этом случае для определения пропускной способности регулятора пользуются следующей формулой [Учебное пособие Чеботарев и др. ]:
V г = 0.0125*(1/√ξ)*d 2 *√∆P/ρ г (29)
где: V г – производительность регулятора давления, м 3 /час;
ξ – коэффициент гидравлического сопротивления регулятора давления;
d – диаметр проходного сечения седла клапана, мм;
∆P – перепад давлений до и после регулятора, кг/м 2 ;
ρ г – плотность газа (удельный вес), кг/м 3 , при давлении Р 1 и Т 1 .
(Т 1 =273,16+ t г).
10.2 Методика расчета регулятора давления газа
Регуляторы давления независимо от принципа действия должны обеспечивать высокую устойчивость регулирования, под которой понимается такая работа регулятора, при которой конечное давление совершает затухание или гармоничное незатухание колебаний с постоянной амплитудой малой величины. Если колебания конечного давления протекает с возрастанием амплитуды, то процесс регулирования давления является неустойчивым.
В зависимости от величины отношения после регулятора к давлению ло регулятора, скорость газа при выходе из дроссельного органа имеет различные значения, При малых перепадах давления в регуляторах газ рассматривают как не сжимаемый, т.е. можно пренебречь сжимаемостью газа.
Например: Если ∆Р/Р 1 ≤ 0.08, то ошибка не превышает 2.50%
При ∆Р/Р 1 > 0.08, следует учитывать сжимаемость газа.
где ∆Р – перепад давления в регуляторе на дроссельном органе (клапане);
Р 1 – давление перед клапаном регулятора, ата.
При условии ∆Р/Р 1 ≤ 0.08, пропускную способность (производитель-ность) регулятора давления определяют по следующей формуле:
V г = 0.00125*(1/√ξ)*d 2 *(√ ∆P/ρ г) (30)
где √ - символ корень квадратный; ξ – коэффициент гидравлического сопротивления клана регулятора давления, принимается в пределах 1.6 – 2. ρ г – плотность газа, кг/м 3 .
При отношении давлений ∆Р/Р 1 > 0.08, то в формулу (30) вводится коэффициент расширения, учитывающий расширение газа при снижении давления.
ε = 1 – (0.46*(∆Р/Р 1)) (31)
V г = 0.00125*ε*(1/√ξ)*d 2 *(√∆P/ρ г) (32)
При критическом или большем давлений, т.е. когда не соблюдается равенство.
Р 2 /Р 1 ≤ (Р 2 /Р 1) кр (33)
В этом случае пропускная способность регулятора давления определяется
По следующей формуле:
V г =20.3*(1/√ξ)*ε*d 2 *P 1 *(√ ((∆P/P 1) кр)/Т*ρ г (34)
Отношение давлений Р 2 /Р 1 , при котором расход газа становится максимальным и при дальнейшем понижении давления Р 2 почти не изменяется, называется критическим отношением давлений. Следовательно, при отношении давлений газа Р 2 /Р 1 , равном критическому, как показывает опыт, скорость достигает своего максимума – скорости звука в данной среде и остается постоянной при дальнейшем уменьшении отношений Р 2 /Р 1 .
Критическое отношение давлений определяется по уравнению.
(Р 2 /Р 1) кр = 0.91*(2/К+1) κ/κ-1 , (35)
где К = С р /С v – показатель адиабаты (отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме)
Например, для двухатомных газов, имеющих κ = 1,4 критическое отно-шение давлений будет равно:
(Р 2 /Р 1) кр =0.91*(2/1.4+1) 1,4/1,4-1 = 0.482
Это значит, что для двухатомных газов, имеющих к=1,4, критическая скорость будет при отношении давлений газа Р 2 /Р 1 =0.482 и что дальнейшее уменьшение отношения Р 2 /Р 1 не приведет к увеличению скорости.
Р е ш е н и е. Определим критическое отношение давлений для исходного газа.
(Р 2 /Р 1 ) кр =0.91*(2/1.4+1) 1,4/(1,4-1) = 0.482
Фактическое отношение давлений для первого случая. Расчет выполнен в единицах измерения – ата. Р 1 = 1 + 1 = 6 ата; Р 2 = 0.03 + 1 = 1.03 ата.
Р 2 /Р 1 = 1.03/2 = 0.515 > 0.482
Следовательно, в данном случае применима формула (34).
Таким образом, для первого случая будем иметь значение φ = 0,486 (приложение 5), а плотность газа (удельный вес) при давлении Р 1 и температуре Т 1 , будет равен:
ρ 1 = ρ * (Р 1 Т 1 /Р 2 Т 1 ) = 0.73 * = 1.42 кг/м 3
ε = 1 – (0.46*(0.97/2)) =0.777
Пропускная способность для принятого регулятора давления
V г = 20.3*(1/√2.6)*0.777*(50)*2*(√(0.97/2)/(273.16+20)= 1990 м 3 /час
Принятый в расчете регулятор давления с диаметром клапана 50 мм обеспечивает при Р1=1 кг/см2 (0.10 МПа) и Р2 = 0.03 кг/см2 (0.003 МПа) производительность 1990 м3/час. Запас по производительности составляет:
δ =100*(1990 – 1968)/1968= 1.12%
Запас производительности регулятора давления отнесенный к расчетному расходу газа поселка составляет:
δ =100*(1990 – 1640)/1640 =22%, что находится в пределах допустимых значений.
11 Гидравлический расчет газоснабжения жилых домов
Газоснабжению подлежат два одноэтажных жилых дома расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. План и аксонометрическая схема газовой сети представлены на рис. . При этом, в жилых домах установлены газовые приборы (ПГ-4; ВПГ-29 и АОГВ-23). Все расчеты выполняются в табличной форме (табл.) в определенной последовательности:
а) на аксонометрической схеме наносят (фиксируют) номера участков;
б) определяют расчетные расходы газа по участкам;
в) принимают диаметры газопроводов по участкам;
г) определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений (для каждого участка значения коэффициентов ζ выбирают по табл. , приложение);
Рис. а) План газоснабжения жилых домов; б) Аксонометрическая схема
газовой сети. 1 – 2; 2 – 3 и т.д. участки газопроводов.
д) по графикам (рис.) находят удельные потери на трение и эквивалентные длины ζ = 1;
е) определяют расчетные длины участков и потери давления на них;
ж) рассчитывают дополнительное избыточное давление газа в трубе по формуле:
∆Р = g*H*(γ в – γ г)
где: ∆Р–дополнительное избыточное давление газа в трубе, Па; Н – разность геометрических отметок конца и начала участка, считая по ходу потока газа, м.
з) определяют потери давления на участках с учетом дополнительного гидростатического давления газа;
и) определяют суммарные потери в газопроводах с учетом потерь в трубе и арматуре прибора (например ВПГ-29) до газовых горелок. Примерные значения потерь давления в трубах и арматуре газовых приборов составляют: в газовых плитах 40 – 50 Па; в газовых водонагревателях 80 – 100 Па.
к) полученные суммарные потери сравнивают с расчетным перепадом давления газа. Если возникает необходимость, то проводят перерасчет, путем изменения диаметров газопроводов на участках. Невязка не должна превышать 5 %.
Р е ш е н и е. участок 1 -2 – 3 – 4 в частном одноэтажном жилом доме в котором установлены газовые приборы: ПГ-4; ВПГ-29; АОГВ-23.
Таблица 12
Номер участка | Наименование приборов (газовых) | Количество квартир | Коэффициент одновременности | Расход газа м 3 /час |
АОГВ – 23 ВПГ-29; АОГВ-23 ПГ-4; ВПГ-29; АОГВ-23 ПГ-4; ВПГ-29; АОГВ-23 АОГВ-23 ВПГ-29; АОГВ-23 ПГ-4; ВПГ-29; АОГВ-23 |
Определяем расчетные расходы газа по участкам системы газоснабжения двух одноэтажных жилых домов (рис.):
V г = K о * V п * n , м 3 /час
где: К о – коэффициент одновременности действия газовых приборов (аппаратов) установленных в квартире, принимается по приложению. V п –расход газа одним или несколькими приборами, м 3 /час; n – количество установленных приборов.
Расход природного газа 4 – х горелочной газовой плиты. Тепловая мощность четырех горелок (приложение) составляет:
N п = 0,70 + 1,90 + 1,90 + 2,80 = 7,30 кВт/ч
Коэффициент полезного действия газовой плиты составляет: η = 56%.
V п = (N n *860*4.19)/ η * Q н , м 3 /час
V п = (7 . 30 * 860 * 4 . 19)/0 . 56 * 35730= 1,30 м 3 /час
Расход природного газа водонагревателем ВПГ-29:
V в =(N в *860*4.19)/ Q н = (29*860*4.19)/35730 = 2.93 м 3 /час
Расход природного газа отопительным аппаратом АОГВ – 23:
V а = (N а *860*4.19)/ Q н = (23*860*4.19)/35730 = 2.30 м 3 /час
Расход природного газа по участкам системы газоснабжения двух жилых домов:
Участок 1 – 2: V 1-2 = V 6-7 = К о ∙ V а ∙ n = 1∙2,30∙1 = 2,30 м 3 /час
Участок 2 – 3: V 2-3 = V 7-8 = K о ∙(V а + V в )∙ n = 1∙(2,30 + 2,93)∙1 =5,23 м 3 /час
Участок 3 – 4: V 3-4 = V 8-4 = K о ∙(V в + V а )∙ n =0,80∙(2,93 + 2,30)∙1 = 4,18 м 3 /час
V 3-4 = K о ∙ V ∙ n = 1∙1,30∙1 = 1,30 м 3 /час
∑V 3-4 = 4,18 + 1,30 = 5,48 м 3 /час
Участок 4 – 5: V 4-5 = K о ∙(V в + V ∙)∙ n = 0,46∙(2,93 + 2,30)∙2 = 4,80 м 3 /час
V 4-5 = K о ∙ V ∙ n = 1∙1,30∙1 = 1,30 м 3 /час
∑V 4-5 = 4,80 + 1,30 = 6,10 м 3 /час
Гидравлический расчет газораспределительной системы газоснабжения двух одноэтажных жилых домов (рис.). Расчет выполняется в табличной форме (табл.). По заданному перепаду давления газа ∆Р от узла 5 до узла 1, равному 350 Па. Определяют средние удельные потери давления на всех участках.
h ср = ∆ P / ∑ L p = 350/101.75 = 3.44 Па/ пог.м
где: ∑ L p – расчетная длина участков газопровода с учетом надбавки на местные сопротивления, м.
Гидростатическое давление на вертикальных участках составляет:
Н 4-5 = Z ∙(γ в - γ г )∙ g = 1, 50∙(1,293 – 0,73)∙9,81 = 8,28 Па
Гидростатическое давление газа на горизонтальных участках Н = 0.
Анализ таблицы показывает, что суммарные потери давления на всех последовательно присоединенных участках составляют:
∑(h ∙ L p + H ) = 192,76 Па
Таблица 13
участка | Расч. объем газа, м 3 /ч. | Длина участ ка, м | Надба вка на местн. сопр. | Расче тная длина L p , м | Ср.уд. поте ри, h ср | Усло вный диам. участ. | Уд.по тери, h , | Сопр. участ h ∙ L p | Гидр. давл. Н г | Сумма потерь давлен hL p +H |
0 по по газоснабжения . 5. Работы по Чеботарев Михаил Александрович; ... Естр саморегулируемых организаций основанных на членстве лиц осуществляющих подготовку проектной документации объектов капитального строительстваДокументОбъединение градостроительного планирования и проектирования» по контролю в области... Работы по подготовке проектов внутренних систем газоснабжения . 5. Работы по подготовке... ФГУ Управление «Ростовмелиоводхоз» Чеботарев Михаил Александрович; ... Institutul de cercetări ştiinţifice în constricţii incercom fond de literatură tehnică chişinău – 2010ДокументИ.Ф.Мацюк Курсовое и дипломное проектирование по специальности строительные машины и... инженеров-строителей 1977 Г.П.Чеботарев |
1.6 Расчет регуляторов давления для ШРП
В настоящее время ГРП сооружаются, как правило, по типовым проектам или применяются шкафные (блочные) ГРП полной заводской готовности.
Поэтому проектирование сетевых ГРП сводится к подбору необходимого регулятора давления и привязке соответствующего ему типового проекта или выбору соответствующего шкафного ГРП.
Пропускная способность регулятора давления определяется по одной из приведенных ниже формул:
Для докритической области истечения газа
Q o =5260×K v ×ε× (17)
Для критического режима истечения газа, т.е. при соблюдении неравенства
где Q o – пропускная способность регулятора давления, м³/ч;
К v – коэффициент пропускной способности регулятора;
ε – коэффициент, учитывающий изменение плотности газа при движении через дроссельный орган регулятора;
Р 1 ÷Р 2 – абсолютное давление газа до и после регулятора, МПа;
ρ о – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;
Т 1 – температура газа перед регулятором, °К;
Z 1 – коэффициент, учитывающий сжимаемость газа, при Р 1 до 1,2 МПа принимается равным 1.
Расчет производят в следующей последовательности.
Определяется режим движения газа, исходя из величины начального и конечного давления газа на регуляторе.
Определяется коэффициент расхода регулятора, по формулам (17) и (18).
Подбираем регулятор давления, обладающий близким по значению коэффициентом расхода К v .
Определяется пропускная способность подобранного регулятора при исходных значениях начального и конечного давления газа перед ним. Определяется загрузка регулятора или запас пропускной способности по сравнению с производительностью ШРП. Согласно СНиП 42-01-2002 этот запас должен составлять не менее 15% - 20%.
Исходные данные для расчета:
Расчетная производительность ШРП №1, №3 в размере 101,8 м³/ч, ШРП №2 – 22 м³/ч, ШРП №4, №6 – 18,2 м³/ч, ШРП №5 – 161 м³/ч;
Давление газа перед ШРП, 0,3 МПа;
Давление газа после ШРП, 3 кПа.
Для ШРП №1, №3.
Р 1 =0,3+0,101=0,401 МПа; Р 2 =0,003+0,101=0,104
Р 2 ÷Р 1 =0,104÷0,401=0,26, т.е. Р 2 ÷Р 1 <0,5;
Следовательно, далее расчет ведем по формуле (18). Учитывая, что на регуляторе срабатывается большой перепад давления, потерями давления в ШРП до регулятора можно пренебречь. Далее определяем коэффициент расхода регулятора по (18)
По полученному значению К v =1,4 подбираем регулятор с ближайшим большим значением этого коэффициента, РД-50, у которого К v =22.
Q o =5260×22×0,7×0,401×
=1300 м³/ч
Определяем загрузку регулятора
%<80-85%
Таким образом, принятый к установке регулятор давления газа РД-50 имеет достаточный резерв производительности.
Как уже отмечалось выше, в настоящее время выпускаются шкафные ГРП полной заводской готовности. Их паспортные характеристики приведены в . Поэтому дальнейший подбор регуляторов давления произведем по пропускной способности, приведенной в таблице 3.22 в , согласно .
Для ШРП №2 принимаем к установке регулятор давления типа РД-32М с пропускной способностью 110 м³/ч, резерв производительности которого вполне приемлем для наших условий.
Аналогично, для ШРП №4, №6 выбираем РД-32М.
Для ШРП №5 принимаем к установке регулятор РД-50М.
2 Газоснабжение котельной
2.1 Требования к зданиям и помещениям газифицированных котельных
Здания и помещения котельных с котлами, работающими на газовом топливе, не являются взрывоопасными. Независимо от этажа размещения котельный зал, помещения дымососов и деаэраторов должны соответствовать категории Г по пожароопасности и не ниже второй степени по огнестойкости. При определенных климатических условиях допускается установка котлов в котельных полуоткрытого и открытого типа.
Не допускается пристройка котельных, независимо от используемого в них топлива, к жилым зданиям и зданиям детских яслей-садов, общеобразовательных школ, больниц и поликлиник, санаториев, учреждений отдыха, а также устройство котельных, встроенных в здания указанного назначения.
Не допускается размещать встроенные котельные под помещениями общественного назначения (фойе и зрительные залы, торговые помещения, классы и аудитории учебных заведений, залы столовых и ресторанов, душевые и т.п.) и под складами горючих материалов.
На каждом этаже котельного помещения должно быть не менее двух выходов, расположенных в противоположных сторонах помещения. Допускается устройство одного выхода, если площадь этажа меньше 200 м² и имеется выход на наружную пожарную лестницу, а в одноэтажных котельных – при длине помещения по фронту котлов не более 12 м. Выходные двери из котельного помещения должны открываться наружу. Выходом считается как непосредственный выход наружу, так и выход через лестничную клетку или тамбур.
Устройство чердачных перекрытий над котлами не допускается. Уровень пола котельной не должен быть ниже уровня территории, прилегающей к зданию котельной, и должен иметь легко отмываемое покрытие. Стены внутри котельной должны быть гладкими, окрашены в светлые тона или облицованы светлым кафелем или стеклянными плитками.
Расстояние от выступающих частей газовых горелок или арматуры в котельной до стены или других частей здания и оборудования должно быть не менее 1 метра, а для котлов, расположенных друг против друга, проход между горелками – не менее 2 метров. Если перед фронтом котла установлен вентилятор, насос или тепловой щит, ширина свободного прохода должна быть не менее 1,5 м.
При боковом обслуживании котлов ширина бокового прохода должна быть не менее 1,5 м для котлов производительностью до 4 т/ч и не менее 2 м для котлов производительностью 4 т/ч и более. При отсутствии бокового обслуживания ширина бокового прохода, а также расстояние между котлами и задней стеной котельной должно быть не менее 1 м. Ширина прохода между выступающими из обмуровки частями котлов (каркасы трубы и т.п.), а также между частями котла и частями здания (колонны, лестницы), рабочими площадками и т.п. должна быть не менее 7 м.
Газорегуляторные установки (ГРУ) размещают в котельной вблизи от ввода газопровода в котельном зале или в смежном помещении, соединенном с ним открытым проемом. Оборудование и приборы ГРУ должны быть защищены от механических повреждений и от воздействия сотрясения и вибраций, а место размещения ГРУ освещено. Оборудование ГРУ, к которому возможен доступ лиц, не связанных с эксплуатацией газового хозяйства, должно иметь ограждение из несгораемых материалов. Расстояние между оборудованием или ограждением и другими сооружениями должно быть не менее 0,8 м. Ограждение ГРУ не должно препятствовать проведению ремонтных работ.
2.2 Технологическая часть
2.2.1 Тепломеханическая часть
Проектом предусматривается теплоснабжение для нужд отопления и вентиляции промышленного предприятия от местной котельной.
Теплопроизводительность котельной 3МВт
Теплоноситель горячая вода 95-70°С.
Рабочий проект выполнен в соответствии с действующими нормами и правилами, и предусматривает мероприятия, обеспечивающие взрывопожаробезопасность при эксплуатации объекта.
В котельной устанавливается 3 котла водогрейных марки КСВа.
В комплект поставки котла входит:
1. Горелка газовая ГБ-1,2.
2. Комплект средств управления КСУМ, входящий в систему автоматики горелки. Номинальная производительность котельной 3×1,0=3,0 МВт.
Теплоноситель для систем теплоснабжения – вода с параметрами 95-70°С.
Подпитка сети производится водой, прошедшей ПМУ (противонакипное магнитное устройство).
Магнитный водоподготовник обеспечивает безнакипное состояние поверхностей нагрева при условиях, исключающих кипячение воды в котлах и трубопроводах.
Удаление дымовых газов осуществляется за счет естественной тяги через металлические газоходы Ø 400 мм и дымовую трубу Ø 600 мм Н=31 м.
Калькулятор коэффициента пропускной способности - это двухсторонний online инструмент, который поможет рассчитать коэффициент пропускной способности Cv исходя из заданных параметров, либо рассчитать значение пропускной способности, зная коэффициент Cv. Коэффициент пропускной способности Cv был введен в расчеты для облегчения работы проектировщиков гидравлических и пневматических систем. С его помощью можно без труда определить расход рабочей среды, проходящей через элемент трубопроводной арматуры.
Ниже приведены формулы, на которые мы опирались при составлении данного калькулятора.
Расчетные формулы
1. Применительно к газовой среде
1.1. Расчёт расхода
Дано:
Если P2+1>0.5*(P1+1) тогда [норм. литр/мин]
Если P2+1<0.5*(P1+1) тогда 
[норм. литр/мин]
Дано:
- давление на входе P1 [бар]
- давление на выходе P2 [бар]
- расход Q [норм. литр/мин]
- относительная плотность газа Sг (относительно воздуха)
Если P2+1>0.5*(P1+1) тогда 
Если P2+1<0.5*(P1+1) тогда 
2. Применительно к жидкой среде
2.1. Расчёт расхода
Дано:
- давление на входе P1 [бар]
- давление на выходе P2 [бар]
- коэффициентом пропускной способности Cv 
[литр/мин]
1.2. Расчёт требуемого минимального коэффициента Cv
Дано:
- давление на входе P1 [бар]
- давление на выходе P2 [бар]
- расход Q [литр/мин]
- относительная плотность жидкости Sж (относительно воды) 
Будьте внимательны с переводом единиц измерения. Это можно сделать в
1.4 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОГО ПУНКТА.
Газорегуляторный пункт (ГРП) предназначен для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне независимо от изменения расхода, давления газа. Одновременно производится очистка газа от механических примесей и учёт расхода газа.
Подбор оборудования выполняем для ГРП № 3.
Газорегуляторный пункт (ГРП) выполнен одноэтажным, I степени огнестойкости с совмещённой кровлей. Вход, выход газа через наружную часть здания в футляре и газопроводе установлены изолирующее фланцевое соединение по серии 5.905-6. Предусмотрено естественное и искусственное освещение. В здание ГРП естественная приточно-вытяжная постоянно действующая вентиляция, обеспечивающая не менее трёхкратный воздухообмен за 1 час.
Основным оборудованием газорегуляторного пункта является:
· Фильтр.
· Регулятор давления.
Предохранительно-запорный клапан (ПЗК).
Предохранительный сбросной клапан (ПСК)
· Запорная арматура.
· Контрольно-измерительные приборы (КИП).
· Приборы учёта расхода газа.
В дипломном проекте вместо обводного газопровода (байпаса) предусмотрена вторая линия редуцирования, что существенно повышает надежность работы ГРП. Установка предохранительного запорного клапана предусмотрена перед регулятором давления, а предохранительного сбросного клапана за регулятором давления, на выходном газопроводе из ГРП. В газорегуляторном пункте предусмотрены продувочные и сбросные трубопроводы, они выведены наружу на расстоянии 1 ¸ 1,5 м. от карниза крыши здания.
Газорегуляторный пункт ГРП № 3 принят на базе типового проекта с регулятором давления типа РДБК1-100, с учётом расхода газа камерной диафрагмой типа ДКС-50.
Подбор оборудования газорегуляторного пункта производится по расчётной нагрузке и расчётному давлению газа на выходе и входе в газорегуляторный пункт. В газорегуляторном пункте производится снижение давления газа до 300 мм. вод. ст (изб).
Исходными данными для расчёта являются:
- производительность ГРП; Q = 2172 м 3 /час
- давление газа на входе в ГРП; Р ВХ = 0,501 МПа (абс)
- давление газа на выходе из ГРП; Р ВЫХ = 0,303 МПа (абс)
- диаметр трубы на входе в ГРП; Д У = 57 мм
- диаметр трубы на выходе из ГРП; Д У =273 мм
- барометрическое давление Р Б = 0,10132 МПа
Для подбора регулятора давления предварительно рассчитываем необходимый диаметр:
Q – расход газа через регулятор, м 3 /час
t – температура газа, t = 5°С
V – скорость газа, V = 25 м/с
Р М – давление на входе в регулятор, равное 0,578 МПа (абс.)
= 7,5 см = 75 мм
Принимаем регулятор давления типа РДБК1-100/50.
Необходимо проверить регулятор на пропускную способность, т.е. его расчётная часовая максимальная пропускная способность Q MAX должна составлять не более 80%, а расчётная минимальная пропускная способность Q MIN не менее 10% от действительной пропускной способности Q Д при заданных входном давлении. Иными словами должно быть выполнено условие:
(Q МАХ /Q Д) ´ 100 %£ 80%
(Q MIN /Q Д) ´100% ³10%
где: Q MIN - минимальный отбор газа потребителями, м 3 /ч, принимаем равным 30 % Q МАХ,
т.е. Q MIN = 630 м 3 /час
Так как Р ВЫХ / Р ВХ < 0,9, то искомую пропускную способность регулятора при Р 1 = 0,501 МПа (абс.) определяем по формуле:
Qд
= 
, где
f 1 = 78,5 см 2 - площадь сечения условного прохода входного фланца регулятора .
Р ВХ = 0,501 МПа (абс.)
j = 0,47 - коэффициент, зависящий от отношения Р ВЫХ /Р ВХ = 0,103/0,578 = 0,16 по , по графику рис. 9 определяем j.
k 3 = 0,103 - коэффициент расхода для РДБК 100/50 определяем по табл. 4 .
Qд
= 
= 3676 м 3 /час
Проверяем процент загрузки регулятора:
=
59,08 % < 80%
=
14,8 % > 10%
Так как условия выполняются, то регулятор выбран правильно.
Расчёт оборудования ГРП.
таблица1.4.1
|
Определяемая величина |
Расчётная формула |
Результат |
|
|
1. Абсолютная температура потока среды, Т |
Т = Т н + t = 273,15 + 5 |
||
|
2. Плотность газовой смеси при t = +5 0 С, r н |
|||
|
3. Диаметр условного прохода фильтра, d у |
принимаем равным условному проходу газопровода |
||
|
4. Пропускная способность фильтра, Q |
|
||
|
5. Потери давления от установки фильтра, DР Ф |
|||
|
6. Избыточное давление газа после фильтра, Р Ф |
Р Ф = Р ВХ - DР Ф / 10 6 = 0,49 - 7000 / 10 6 |
||
|
Диафрагма |
|||
|
7. Абсолютное давление газа перед диафрагмой, Р А |
Р А = Р Ф + Р Б = |
Тип ДКС-50 |
|
|
8. Потери давления от установки диафрагмы, DР Д |
|||
|
9. Абсолютное давление газа после диафрагмы, Р пд |
Р ПД = Р А - DР Д = 0,5034 - 0,018 |
||
|
Предохранительный запорный клапан ПЗК |
|||
|
10.Диаметр условного прохода ПЗК, d у |
Принимаем равным диаметру условного прохода фильтра |
||
|
11. Расход газа проходящего через клапан, Q |
|||
|
12. Избыточное давление газа перед клапаном, Р И " |
Р И " = Р ПД – Р Б = 0,4854 - 0,1034 |
||
|
13. Потери давления от установки клапана, DР КЛ |
|||
|
14. Избыточное давление после клапана, Р ПК |
Р ПК = Р И ¢ - Р ПК /10 6 = 0,4854- 65000 / 10 6 |
||
|
Регулятор давления |
|||
|
15. Регулятор давления |
принимаем регулятор типа |
РДБК1-100/50 |
|
|
16. Избыточное давление перед регулятором, Р ПК " |
Р ПК " = Р ПК |
||
|
17. Пропускная способность по расчёту, Q ПР |
Q ПР = 1595* 78,5 * 0,103 * 0,47 * |
||
|
18. Коэффициент пропускной способности, К П |
|
||
|
19. Исходная пропускная способность регулятора, Q 1 |
Q 1 = Q ПР ´ К П = |
||
|
20. При Q МАХ процент загрузки регулятора |
|
||
|
|
||
|
Предохранительно - сбросной клапан |
|||
|
22. Предохранительно - сбросной клапан |
принимаем тип: |
ПСК- 50Н/0,05 подъёмный |
|
|
23. Коэффициент сжимаемости, К 1 |
Принимаем |
||
|
24. Длина газопровода: до клапана после клапана |
|||
|
25. Сумма коэффициентов местных сопротивлений: до клапана после клапана |
|||
|
26. Диаметры патрубков |
Д У = Д У рис.22 |
||
|
27. Диаметр седла клапана |
|||
|
28. Необходимая пропускная способность ПСК при 0 0 С и 0,1034 МПа, Q К " |
Q К " = 0,005*Q мах = |
||
|
29. Необходимая пропускная способность в рабочих условиях, Q К |
|
||
|
30. Коэффициент расхода, а |
принимаем |
||
|
31. Диаметры газопроводов: до клапана после клапана |
по чертежу |
||
|
32. Диаметры общих газопроводов: до клапана после клапана |
|||
|
33. Эквивалентные длины: до клапана после клапана |
[ 6 ] ном. № 6 |
||
|
34. Приведённые длины: до клапана |
L П = L ВП + åx П *L ДП = 3,5 + 3,38*1,5 |
||
|
после клапана |
L С = L дс +åx С *L ДС = |
||
|
35. Потери давления газа в газопроводе до клапана на 1 м длины |
D Р¢ п = 0,1*10 |
||
|
36. Абсолютное давление газа в газопроводе до клапана + 15%, Р¢ ВХ |
Р¢ ВХ =1,15*(Р ВЫХ – L П *DР¢/10 0)+Р Б =1,15*(0,003-8,57*1/10 0)+0,103 |
||
|
37. Потери давления газа в газопроводе после клапана, |
DР С = 10 -6 *L С *DР С " DР С "= DР П " DР С = 10 -6 *35,2*1 |
||
|
38. Абсолютное давление газа после клапана, Р 1 " |
Р 1 " = Р ВХ " - DР С = 0,1068 -0,0000352 |
||
|
39. Избыточное давление газа после клапана, Р 0 " |
Р 0 " = Р 1 " - Р Б = 0,10236 - 0,099 |
||
|
40. Условия соответствия принятых диаметров до и после клапана |
DР С < Р 0 " 0,0000352 < 0,00336 |
Условие выполнено |
|
|
41. Критическое отношение давлений, В КР43. Коэффициент b при b > b КР 1790 |
|||
|
47. Количество клапанов, |
F С < F СК 399,86<1790 мм 2 |
1 кл. ПСК-50Н/0,05 |
