Газові мережі та устаткування. Практична робота №3,№4

Інструкційна карта

до виконання  Практичної роботи №3

«Гідравлічний розрахунок тупикової мережі середнього тиску газу»

1.       На початку  розрахунку виписуємо вихідні дані з першої практичної роботи- годинні витрати газу споживачами, які живляться від середнього тиску, а саме: котельня, лазня, пральня, хлібозавод, ГРП заводу, та з другої практичної роботи – витрату газу ГРП мікрорайону ( транзитну витрату газу ділянки, яка виходить з ГРП).

2.       Згідно варіанту виписуємо розташування ГРС відносно мікрорайону, відстань від ГРС в км, та вихідний тиск з ГРС (з вихідних даних пр.р.№1).

3.       Щоб запобігти попаданню викидів від окремих споживачів середнього тиску на житлову забудову, вибираємо місце розташування споживачів на території мікрорайону.До цього визначене місце лише двох споживачів: ГРП заводу- на території заводу та ГРП мікрорайону всередині мікрорайону.(З пр.р.№2).

Щоб збудувати діаграму пануючих вітрів по заданому місту , так звану «розу» вітрів – користуємося додатком №7.

Виписуємо значення повторюваності вітрів за середній місяць зими – січень , і за середній місяць літа- липень. Значення подані в мм. Так і будуємо, позначивши зиму синім кольором  , а літо червоним, по 8 напрямках світу:

Ø  Північ Пн

Ø  Північний схід ПнСх

Ø  Схід Сх

Ø  Південний схід ПдСх

Ø  Південь Пд

Ø  Південний захід ПдЗх

Ø  Захід Зх

Ø  Північний захід ПнЗх

4.       По збудованій «розі» вітрів визначаємо упосереднений напрямок вітру на територію мікрорайону, користуючись слідуючим правилом: куди видовжена діаграма – звідти вітер. Напрямок вітру показуємо стрілочкою.

5.       На зображення мікрорайону у масштабі М 1:10000 (в 1см- 100м)наносимо об’єкти по списку на початку практичної роботи №3. Лазню і пральню об’єднуємо в один комбінат. Котельню бажано розмістити поближче до центру мікрорайону. Також слід враховувати мінімальну відстань від ГРС до об’єктів середнього тиску газу.

6.       Розташувавши об’єкти в масштабі М 1:5000 (в 1 см – 50м), викреслюємо тупикову схему  мережі. Позначаємо точки, розмістивши першу біля ГРС. Точки показують біля місця приєднання споживачів, можливі точки також в місцях відгалужень. Кожна ділянка мережі (відстань від точки до точки) повинна мати флажок інформації про неї:

На першій – геометрична довжина в метрах.

На другій – розрахункова витрата газу, в м³/год

На третій – зовнішній діаметр труби з товщиною стінки, в мм.

7.       Розрахункові витрати газу починаємо підраховувати з самої найвіддаленішої ділянки, поступово наближуючись до ГРС. Перед собою потрібно мати готову схему мережі. Згідно показаного прикладу, ділянка 3-5 подала газ до хлібозаводу. Ділянка 3-4 подала газ по ГРП мікрорайону, ділянка 2-3 подала газ до ділянки 3-4, ділянки3-5, котельні та лазньопрального комбінату. Ділянка 2-6 подала газ до ГРП заводу, а ділянка 1-2 подала газ до ділянки 3-6 та 2-3.

8.       Щоб мати можливість підібрати діаметр трубитреба знайти ще одне значення – це А_сер, квадратична різниця квадратів тисків. Знаходять її один раз –якщо по схемі проведено тільки основний шлях і кілька разів – якщо є основний шлях і відгалуження. Згідно формули:

А_сер  ; мПа²/км

В чисельнику – різниця квадратів початкового і кінцевого тиску.

Початкове значення тиску – це вихідний тиск з ГРС згідно вихідних даних, в МПа. Кінцевим значенням попередньо задаються, бо дійсне буде визначено в самій таблиці розрахунку. Знаючи найменше значення, при якому ще можливе нормальне функціонування обладнання ГРП чи ШРП, приймають його у формулу – це 0,16 МПа.

Але номограма середнього тиску використовує абсолютні одиниці тиску (кгс/см²), тому для її використання нам буде потрібно перевести надлишкові значення тиску в абсолютні, додавши атмосферний тиск.

р_надл + р_атм = р_абс

Для входу в номограму число збільшують на 10², а при зворотньому ході – відповідно зменшують, щоб записати значення в таблицю.

∑l_геом – це сума усіх довжин основного шляху, або при відгалуженні – довжина відгалуження, в км.

9.     Таблиця гідравлічного розрахунку тупикової мережі підземних газопроводів середнього тиску газу складається з 11^ти колонок.

·          Колонка 1. Дільниці мережі. Якщо є тільки основний шлях –просто виписуємо довжини дільниць,починаючи з 1^ї точки. Якщо ж є ще й відгалуження (одне або кілька), то пишемо надписи «Основний шлях» і ведемо в стовпчик перелік дільниць, а нижче надпис «Відгалуження»  і знову перелік дільниць.

·          Колонка 2. Розрахункова витрата газу виписується з попереднього підрахунку або з флажків  схеми тупикової мережі.

·          Колонка 3. Довжина геометрична – виписується з флажків, переводимо значення з метрів у кілометри.

·          Колонка 4. Довжина розрахункова – для всіх підземних газопроводів її визначають по формулі: l_р = l_геом× 1,1.

·          Колонка 5. Питома середня різниця квадратів тисків, А_с. Виписуємо вже знайдене значення з попереднього підрахунку. Воно буде однакове для дільниць основного шляху, а для відгалуження – інше.

·          Колонка 6 та 7. Діаметр газопроводу. Шукаємо його по номограмах ( додаток №8). Витрати газу та різниця квадратів тисків служать вихідними даними для підбору.

Крок 1. На перетині двох значень знаходимо точку.

Крок 2. Рухаємося відносно шкали А_с по вертикалі до ближчої лінії діаметру.

Крок 3. Від точки перетину з лінією діаметру рухаємось вліво до шкали А_с і знаходимо дійсну квадратичну різницю тисків А_д.

Крок 4

Вибрані значення записуємо в таблицю. Треба звернути увагу, що номограми є дві, для Q_р< 1000, та Q_р >1000 м³/год

·          Колонка 8. Початковий тиск на дільниці. Для  дільниці 1-2 це значення вже відоме. Воно приймало участь при визначенні нами значення А_с.

Для інших дільниць початковим тиском буде  кінцевий тиск попередньої для неї дільниці. Наприклад, р_кінц1-2 = р_поч2-3, р_кінц2-3= р_поч3-4 і так далі.

·          Колонка 9. Початковий тиск в квадраті. Просто підносимо початковий тиск до квадрату і записуємо значення.

·          Колонка10. Кінцевий тиск в квадраті знаходимо по формулі:

                               р_к= р_п  – А_д×l_p;
Ці значення беремо з таблиці  по дільниці.

р_п – колонка 9.

А_д – колонка 7

l_p – колонка 4

·          Колонка 11. Тиск в кінці дільниці. Саме за цей тиск згадувалося, що він буде знайдений дійсним, коли ми визначали А_с. Тоді ми задавалися можливим мінімільним. Тому 0,26 МПа і буде за перевірку правильності нашого розрахунку. Якщо в колонці 11 вийшло значення менше 0,26МПа (в абсолютних величинах), то це буде означати, що обладнання на цій ділянці працювати не зможе,і треба буде шукати більше значення діаметру (колонка 6) та перераховувати значення по ділянці  ( від колонки 6 до колонки 11)

Підрахунок закінчено.

Інструкційна карта

пояснення до виконання

Практичної роботи №4«Підбір обладнання ГРП»

1.       В цій роботі треба підібрати комплект обладнання ГРП .

Згідно ДБН В.2.5-20-2001»Газопостачання», ГРП повинні мати 3 ступені захисту споживача від підвищення тиску газу (регулятор, 33К та 3СК ) та 2 ступені захисту від зниження тиску газу (регулятор і 33К).

В  ГРП передбачено встановлення фільтру , 33К , регулятора тиску газу, 3СК, запірної арматури, та КВП(контрольно-вимірювальних приладів).

Для вихідних даних при виборі обладнання служать підрахунки з попередніх практичних робіт.

·          Розрахунковий тиск газу вхідний беремо з гідравлічного розрахунку тупикової мережі.

Дивимося на схему тупикової мережі. Згідно готового прикладу, ГРП мікрорайону підключено в точці 4, значить нас цікавить кінцевий тиск ділянки 3-4. Дивимось по таблиці – це значення становить

Рк_3-4= 0,292 Мпа. Але так як у нас розрахунок середнього тиску вівся в абсолютних значеннях, то треба перейти до надлишкових значень через атмосферний тиск:

Рвх_ГРП=0,292-- 0,1 мПа = 0,192 мПа

·          Тиск газу вихідний беремо 0,003 мПа , так як цей об`єкт ГРП подає газ побутовим споживачам.

·          Розрахункова витрата газу низького тиску по прикладу

 Q_грп= 2106,51 м³/год – це значення будемо брати таке ж саме, як і в практичну №3.

2.       Підбір регулятора тиску виконуємо по пропускній здатності,яка збільшена на 20% від максимальної розрахункової витрати газу.

Q­­_проп.=

Використовуємо табличний метод підбору (по табличних паспортних даних згідно таблиці додатку №9).

По таблиці, по вхідному тиску Р_вх=0,192 мПа та вихідному тиску Р_вих=0,003 мПа , знаходимо паспортну табличну  пропускну здатність регулятора РДУК 2 з сідлом ᴓ 50мм ( бо саме на цей діаметр сідла складено таблицю).

При р_вх=0,15мПа, V табл. =1790 м³/год

                                  При р_вх=0,20 мПа ,V табл. = 2140 м³/год

Так як Р_вх = 0,192 мПа, то треба застосовувати метод інтерполяції між двома значеннями табличних даних.

0,15-1790

0,20-2140

0,05 -350                V_табл.= 1790+4×70+2×7=2084 м³/год

0,01-  70

0,001- 7

V_табл.= 2084 м³/год , але це значно менше чим 2633 м³/год (Q_проп.)

Значить регулятор не задовільняє по пропускній здатності.

Під таблицею додатку №9 є формула перерахунку на інші діаметри сідел.

Якщо нам не підійшло сідло ᴓ 50мм, візьмемо більше, ᴓ70 мм.

Нова пропускна здатність V= V_табл× К, де К = 2 при ᴓ сідла 70мм.

V= 2084 × 2 = 4168 м³/год

Тепер перевіряємо режим завантаження регулятора . Він має бути  завантажений більше 10%, але менше 80% від своєї пропускної здатності, для нормальної стійкої роботи.

Спочатку ведемо перевірку відносно верхньої межі:

, що менше 80%.

Вибраний регулятор тиску перевіряємо на стійкість роботи при мінімальній розрахунковій  витраті газу(тільки тим споживачам, які працюють у вихідні і святкові дні). Так як школи, громадські будівлі та  їдальні  до таких не відносяться, ми не будемо їх враховувати:

-Q_шк-Q_гр.буд.-Q_їд=2106,51-2,1-49,61-125,83=1928,97 м³/год

Значення споживачів взято зі зведеної таблиці готового прикладу, (колонки №3) практичної роботи №1.

 , що більше 10%.

Отже, стійкість роботи регулятора забезпечена, прийнятний регулятор тиску газу  РДУК 2-100/70 (при діаметрі сідла ᴓ70мм нитка газопроводу буде 100мм).

3.       Підбір запобіжно-запірного клапана 33К виконано, виходячи з параметрів газу, що проходить через регулятор тиску :

Ø  Максисального тиску газу на вході в регулятор;

Ø  Вихідного тиску газу із регулятора, який контролюється;

Ø  Діаметра вхідного патрубка регулятора.

             Згідно з тим, що регулятор і 33К влаштовані на одній нитці газопроводу, а регулятор прийнято з умовним діаметром d_y=100мм, приймаємо і 33К типу ПКН-100.

Межі налагодження 33К в мережному ГРП:

      -верхня межа спрацювання не повинна перевищувати 15% максимального робочого тиску.

0,003 мПа=300даПа

300даПа+300×0,15=345даПа.

       -нижня межа мінімального робочого тиску:

70даПа+180даПа=250даПа

(Згідно нормативної літератури).

4.Підбір запобіжно-скидного клапану 3СК.

 Пропускна здатність 3СК визначається за формулою:

                     Q≥0.0005×Q_d;  де:

Q-кількість газу, що підлягає скиданню клапаном 3СК протягом години, м³/год.

Q_d-розрахункова пропускна здатність регулятора тиску газу, м³/год-це

Q≥0.0005×2106.51;

Q≥1.05 м³/год;

Так як 3СК не влаштовано на основній нитці обладнання, а на відгалуженні, приймаємо ПСК-50 пружинного типу,виходячи з комплектації Могилів-Подільського заводу газового обладнання.

Верхня межа спрацювання повинна забезпечити скидання газу при перевищенні максимального робочого тиску на 25%.

300даПа+300×0,25=375даПа.

Перед 3СК передбачено відмикаючий пристрій , який має бути опломбовано і завжди знаходитись у відкритому положенні.

5.Підбір фільтра виконуємо по пропускній здатності, яка визначається, виходячи з максимально-допустимого перепаду тиску на його касеті, визначеного заводом-виготівником.

По додатку 10, згідно таблиці, приймаємо фільтр.

Так як умовний діаметр регулятора dy=100, то і фільтр повинен бути dy=100, тому що вони влаштовані на одній нитці газопроводу.

Фільтр волосяний ФВ-100 пропускає лише 1090 м³/год , однак це нам не підійде, бо

1090  м³/год значно менше витрати газу мережним ГРП -2106 м³/год.

Фільтр газовий ФГ-100 може пропустити 10000  м³/год, що більше

2106 м³/год. Тому приймаємо саме цей фільтр до встановлення. Перепад на касеті фільтру ФГ-100 не більше 200 даПа (з приміток таблиці).

Підбір обладнання закінчено.