Газопостачання промислового підприємства

4-5877215263,1254,1258,626,8273×7

5-6306850254,1251,0252,626,4273×7

6-71066600251,0240245,526,3273×7

Відгалуження

2-12530,62721273,2240256,61,457×3

3-11910,266150264,2240252,13,857×3

4-10131,777510263,1240251,67,170×3

5-9131,085365254,1240247,16,057×3

6-8580,190250251,0240245,55,057×3

Для визначеного діаметру газопроводу виконуємо гідравлічний розрахунок.

Визначаємо еквівалентну довжину ділянки, за формулою:

 , м

де v=14,3∙10-6 м2/с – кінематична в’язкість, рівна;

V – витрата газу, м3 /год.,

dвн – діаметр ділянки газопроводу, см

n=0,01 – еквівалентна шорсткість.

На кожній ділянці газопроводу визначаємо місцеві опори і сумарний коефіцієнт втрат тиску на місцевих опорах.

Також визначаємо розрахункову довжину кожної ділянки за формулою:

 , м

Lе- еквівалентна довжина ділянки,

∑ξ-сумарний коефіцієнт втрат тиску,

lг- геометрична довжина ділянки.

За номограмою для розрахунку газорозподільних мереж середнього тиску визначаємо різницю квадратів тиску на ділянці при відомому діаметрі та витраті газу на ній.

Тиск в кінцевій точці ділянки визначаємо за формулою:

 , кПа

Нев’язка тисків по головній магістралі становить:

Оскільки в гідравлічному розрахунку діаметр магістральних газопроводів був зменшений то виконуємо перерахунок швидкостей на цих ділянках за формулою:

Нев’язка тисків по відгалуженнях становить 

Оскільки на ділянці 2-12 запроектований газопровід діаметром 57×3 – мінімальний можливий, то для зменшення тиску газу до необхідної величини проектуємо встановлення дроселюючої шайби.

Таблиця 3.Гідравлічний розрахунок міжцехових газопроводів середнього тиску.

№ ділlг, мd×S ммdвн.,смV м3/годМісцеві опориΣξLе, мlр, м∆Р2,кПаPп, кПаPк, кПа

123456789101112

Головна магістраль

1-2162219×620,77896поворот (2шт), відвід, вентиль4,512,2216,96435290278,7

2-387219×620,77875поворот (4шт), трійник на простий прохід5,412,2152,96888278,7266,0

3-411219×620,77725трійник на простий прохід112,223,2600266,0264,9

4-587219×620,77215поворот (4шт), трійник на простий прохід5,412,2152,93996264,9257,3

5-630219×620,76850поворот (4шт), трійник на простий прохід5,412,295,93603257,3250,2

6-7106219×620,76600поворот (5шт), трійник на простий прохід, вентиль8,512,2209,74804250,2240,4

Відгалуження

2-125357×35,121поворот (6шт), трійник на відгалуження, звуження, вентиль10,451,568,8500278,7277,8

3-119157×35,1150поворот (4шт), трійник на відгалуження, звуження, вентиль8,252,2109,22000266,0262,2

4-101370×36,4510поворот , трійник на відгалуження, звуження, вентиль4,952,826,91000264,9263,0

5-91357×35,1365поворот , трійник на відгалуження, звуження, вентиль2,352,719,31000257,3255,3

6-85857×35,1250поворот (6шт), трійник на відгалуження, звуження, вентиль10,452,2813000250,2244,1

 

 

 

Приймаємо одноступеневу систему внутрішньоцехових газопроводів низького тиску, так як усі споживачі в котельні використовують газ низького тиску.

На вводі на котельню від міжцехового газопроводу середнього тиску проектуємо ГРУ, де за допомогою редуктора відбувається пониження тиску. Газопровід на котельні прокладаємо на висоті 4,500 м (за відмітку 0,000 м приймаємо відмітку поверхні землі, відмітка підлоги в котельні 0,500 м), підвід газопроводів до пальників проектуємо на висоті 2,000 м. Встановлюємо необхідну арматуру: загальний вимикальний пристрій на вводі газопроводу в котельню, показуючий манометр на вводі газопроводу, вузол виміру витрати газу з фільтром перед ним, вимикальні пристрої на відгалуженнях до котельних агрегатів, продувні газопроводи.

Внутрішньоцехові газопроводи проектуємо за тупиковою схемою: прокладаємо відкрито по стінах, колонах та інших спорудах у місцях, зручних для обслуговування і які виключають можливість пошкодження цеховим транспортом, крановим обладнанням. Умови прокладання регламентовані вимогами ДБН В.2.5-20-2001

Складаємо аксонометричну схему в масштабі 1:100.

 

 

Витрата газу 1 котлом становить:

для котла ДЕ-16-14-ГМ 1248 м3/год

для котла КВ-ГМ-10 1368 м3/год

Теплова потужність котла КВ-ГМ-10 становить 11,63МВт

Для котла ДЕ-16-14-ГМ теплову потужність визначаємо за формулою:

 

де  =34 МДж/м3 – питома теплота згорання газу;

  - витрата газу котлом, м3/год.

 

Приймаємо для обох котлів 3 газові пальники Weishaupt типу G 50/2-A, потужністю 2700 кВт, тиск 18мбар=1,8кПа. Він обладнаний мікропроцесором для управління і контролю роботи пальника.

В конструкції пальника передбачається контроль герметичності магнітних клапанів. В склад пальника входить дисплей на який виводяться такі показники: тривалість роботи пальника, витрата палива, кількість запалень пальника та ін. 

Пальники обладнуються вбудованим вентилятором для подачі повітря. 

 

 

На плані котельні наносимо внутрішньоцеховий газопровід з необхідною запірною арматурою.

Ділимо газопровід на ділянки. Вибираємо магістраль і виконуємо її розрахунок.

Тиск перед пальниками приймаємо за технічною характеристикою пальників:

Рк=1800Па.

Згідно досвіду експлуатації втрати тиску у внутрішньому газопроводі приймаємо не більше 50% від тиску перед пальниками, тому початковий тиск приймаємо рівним

Рп=1800+0,5•1800=2700Па.

Визначаємо середні питомі втрати тиску в трубопроводі магістралі:

 

З врахуванням отриманих питомих втрат тиску визначаємо тиск газу на початку і вкінці  кожної ділянки, за формулою:

  

Визначаємо середній тиск (надлишковий) на ділянці за формулою:

  , кПа

Визначаємо необхідне значення діаметру газопроводу за формулою:

 , см

де   - абсолютний тиск на ділянці, який визначається за формулою:

 

  - швидкість руху газу. За умови безшумної роботи приймаємо  

  - температура газу в газопроводі. Приймаємо  

По розрахованому діаметру вибираємо діаметр за сортаментом.

Всі розрахунки виконуємо в табличній формі (таблиця 4).

 

Таблиця 4.Попереднє визначення діаметра ділянок внутрішньоцехових газопроводів.

№ ділян-киLг, мR, кПа/мV,м3/годPп, ПаPк, ПаP, Паd, смd×S, мм

123456789

1-29,021,9660027002502,92601,559,1530×7

2-36,058322502,92371,52437,255,6530×7

3-46,038642371,52240,12305,845,3426×9

4-56,024962240,12108,72174,436,4325×8

5-68,112482108,71931,32020,025,8219×6

6-71,58321931,31898,51914,921,0219×6

7-84,54161898,51800,01849,314,9140×4,5

 

Для визначеного діаметру газопроводу виконуємо гідравлічний розрахунок.

Газопроводи низького тиску потрібно перевіряти на режим роботи. Для цього визначаємо число Рейнольда за формулою:

 

Якщо  >2300 то режим руху газу турбулентний;

Якщо  <2300 то режим руху газу ламінарний.

При турбулентному русі газу еквівалентну довжину ділянки визначаємо за формулою:

 , м

де v=14,3∙10-6 м2/с – кінематична в’язкість, рівна;

V – витрата газу, м3 /год.,

dвн – діаметр ділянки газопроводу, см

n=0,01 – еквівалентна шорсткість.

При ламінарному русі газу еквівалентну довжину ділянки визначаємо за формулою:

 , мм

На кожній ділянці газопроводу визначаємо місцеві опори і сумарний коефіцієнт втрат тиску на місцевих опорах.

Визначаємо розрахункову довжину ділянок за формулою:

 ,м

За номограмою для гідравлічних розрахунків газопроводів низького тиску визначаємо питомі втрати тиску на кожній ділянці для прийнятого діаметра при відомій витраті газу.

Тиск в кінці першої ділянки визначаємо за формулою:

  =  -R• , кПа

Аналогічно визначаємо тиск на вкінці кожної ділянки.

Результати гідравлічного розрахунку заносимо в таблицю 5.

Нев’язка втрат тиску по головній магістралі становить:

що відповідає вимогам.

Тиск біля найближчого пальника становитиме 

Рк=2567-1,8•15,2-5•67,6-1,3•1,7=2199,4 Па

Нев’язка становить:

 

Оскільки діаметр обв’язувальних газопроводів для всіх котлів однаковий то надлишок тиску гаситься за допомогою регулюючої арматури.

Таблиця 4.Гідравлічний розрахунок внутрішньоцехових газопроводів.

№ ділlг, мd×S ммdвн.,смV м3/годМісцеві опориΣξReLе, мlр, мRд, Па/мPп, ПаPк, Па

123456789101112

Головна магістраль

1-29,0530×751,66600поворот (2шт), вентиль4,2316533,0147,60,927002567

2-36,0530×751,65832трійник на прохід, звуження1,35279732,449,70,825672527

3-46,0426×940,83864трійник на прохід, звуження1,35234324,438,91,325272468

4-56,0325×830,92496трійник на прохід, звуження1,35199917,529,6224682408,8

5-68,1219×620,71248трійник на прохід, поворот (2шт), вентиль (2шт), звуження7,55149217,0136,51,32408,82231,4

6-71,5219×620,7832трійник на прохід, звуження1,3599510,215,21,82231,42204,0

7-84,5140×4,513,1416трійник на прохід, поворот (2шт), вентиль (2шт), звуження, трійник поворотний10,77865,967,652204,01866

 

 

До складу ГРП входить таке обладнання: регулятор тиску, фільтр, захисний запірний клапан, захисний скидний клапан, пристрій для обліку.

Регулятор тиску розраховуємо на таку розрахункову витрату газу:

Мінімальний тиск перед регулятором   приймаємо рівним мінімальному тиску в газопроводах високого тиску ІІ категорії.

 

Тиск після регулювального клапана приймаємо згідно з розрахунку міжцехових газопроводів

 

Визначаємо розрахунковий перепад тиску у регуляторі:

 

Співвідношення тисків на вході та виході з регулятора становить:

 

Попередньо за витратою, початковим та кінцевим тиском підбираємо регулятор тиску РДУК 2-200 [5, дод.7] з діаметром сідла клапана 105,0 мм для якого [5, дод.8]:

-площа сідла клапана f=68,5 см2

-коефіцієнт витрати α=0,49

-геометричні розміри:

-довжина 600,0 мм

-висота 711,0 мм

-ширина 650,0 мм

-маса 282,0 кг

Для вибраного регулятора тиску за [5, дод.9] визначаємо чисельне значення коефіцієнта φ=0,4502.

Визначаємо фактичну пропускну здатність вибраного регулятора тиску для прийнятих умов:

 

де   - густина газу

 

Отримана за розрахунком пропускна здатність регулятора має знаходитися в межах [1]:

  

Отже, регулятор тиску підібрано вірно.

 

Користуючись даними про технічну характеристику газових фільтрів приймаємо волосяний фільтр ФГ15-100-6 , що має діаметр патрубків для підключення до газопроводу 100 мм. При тиску 0,42 МПа продуктивність фільтра становить12600 м3/год [5, дод.10].

 

Приймаємо діаметр запобіжно-запірного клапана по вхідному та вихідному тиску та по діаметру регулятора тиску. Приймаємо клапан ПКВ-200:

нижня межа настроювання 0,0003-0,003 МПа

верхня межа настроювання 0,03-0,6 МПа

вхідний тиск не більше 1,2 МПа

 

Для обліку витрати газу підбираємо лічильники-витратоміри. Приймаємо лічильник типу ЛВГ-200 (проектуємо встановлення перед регулятором тиску):

-номінальна витрата 1000-1600 м3/год

-максимальна витрата 1600-2500 м3/год

-мінімальна витрата 130-250 м3/год

-діапазон робочого надлишкового тиску 0,1-10,0 МПа

-границі допустимої похибки вимірювань 

-   ±1,5%

-   ±1,0%

-кількість розрядів відлікового механізму 9 одиниць

-вихідний сигнал 0-5 мА; 4-20мА

-живлення

-напруга 220В

-частота 50Гц

-спожив. потужність 20ВА

-діаметр умовного проходу газопроводу 200 мм

-умови експлуатації 

1.температура

-лічильник ЛГ –60 ÷ +60ºС

-блок ПЧС –5 ÷ +50ºС

2.відносна вологість

-лічильник ЛГ 95%

-блок ПЧС 80%

-габаритні розміри 

-лічильник ЛГ 600×510×534

-блок ПЧС 160×80×350

-маса 75-175 кг

 

 

1.ДБН В.2.5-20-2001 “Газопостачання” Київ 2001.

2.П.М.Енін, Г.Г.Шишко, К.М.Предун “Газопостачання населених пунктів і об’єктів природним газом.

3.Д.В. Зеркалов “Справочник эксплуатации котельных установок”.

4.Ионин И.  Газоснабжение ,1989.

5.Методичні вказівки 056-188 до виконання курсового проекту "Газопостачання промислового підприємства" з дисципліни "Газопостачання промислових та комунальних підприємств" для студентів спеціальності 7.092108 "Теплогазопостачання та вентиляція" всіх форм навчання.