Размещено на

1. Краткая характеристика объекта и участка строительства

вентиляция газ отопление автоматизация
Газоснабжение д. Дудинское Вологодского района, Вологодской области запроектировано на основании результатов инженерно-геологических изысканий, выполненных ООО "Проектно-изыскательный институт "Промтранспроект".
Диаметр проектируемого газопровода принят из условия использования газа на нужды пищеприготовления, отопления и горячего водоснабжения с учетом перспективы.
Согласно материалам инженерно-геологических изысканий, выполненных ООО «Проектно-изыскательским институтом «Промтранспроект» в мае 2012 года в зоне прокладки газопровода залегают следующие грунты:
- насыпные – смесь песка и супеси мощностью до 0,5 м.;
- почвенно-растительный слой с корнями растений;
- суглинок легкий тугопластичный мощностью до 3м, по степени морозной пучинистости – среднепучинистый;
- суглинок легкий мягкопластичный с прослойками песка и супеси мощностью до 2,8 м, по степени морозной пучинистости – сильнопучинистый.
На всем протяжении трассы газопровода дно траншеи выравнивается слоем среднезернистого песка толщиной 10 см, а после укладки газопровод засыпается песком на высоту не менее 20см.
Климатические категории:

1. 
   Климатический район строительства – II В [1];
   
2. 
   Глубина промерзания – 1,5м;
   
3. 
   Давление ветра (I район) – 23кг/м3;
   
4. 
   Вес снегового покрова (IV район) – 240кг/м2;
   
5. 
   Средняя температура наиболее холодной пятидневки – -32˚С.
   

Газопровод среднего давления выполнен от точек подключения довходавблочный газорегуляторного пункта ПГБ. Давление навыходе из ПГБ– 2 кПа. Газопровод низкого давления проложен в траншее. Дно траншей выровнено слоем крупнозернистого песка толщиной 10 см. На надземный газопровод нанесено лакокрасочное покрытие, состоящее из1 слоя грунтовки "Universum" Финиш А 10[4] 2 слоев метилметакрилатной эмали "Universum" Финиш А 12 желтого цвета [5].

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАРУЖНОГО ГАЗОПРОВОДА

В д. Дудинское Вологодского района Вологодской области используется газ Вуктылского месторождения. Для расчёта сети наружных газопроводов нужно знать: средние значение теплоты сгорания Qнс (МДж/м3), плотности рс (кг/м3) сухого природного газа, максимальные расчётные часовые расходы газа Vр.ч. (м3/ч).

2.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, поэтому в практических расчетах пользуются средними значениями теплоты сгорания Qнс (МДж/м3) и плотности рс (кг/м3) сухого природного газа, которые при нормальных условиях (температуре 0°С и давлении 101,325 кПа) определяют соответственно по формулам (1) и (2) [2]:

Qнс=(Q1с∙V1+Q2с∙V2+…+Qнс∙Vn) 0,01, (1)

где Q1с, Q2с, Qнс – теплота сгорания компонентов газового топлива, принимаемая [2, с.62] , МДж/м3;

V1,V2,Vn – содержание компонентов, % определяемое в зависимости от среднего состава природного газа по табл. 1.4 [3, с.7].

ρс= (ρс1∙V1+ρс2∙V2+…+ρсn∙Vn) 0,01, (2)

гдеρс1, ρс2, ρсn – плотность компонентов газового топлива, которая может приниматься по [6], кг/м3.

Физические характеристики, теплоту сгорания и процентное содержание компонентов газа Вуктыльского месторождения сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Физические характеристики газа

Наименование компонентов газа	Объёмные доли, %	Плотность при 0°С и 101,325 кПа, кг/м3	Теплота сгорания при 0°С и 101,325 кПа, МДж/м3
1	2	3	4
Метан CH4	74,8	0,7168	35,88
Этан C2H6	8,8	1,3566	64,36
Пропан C3H8	3,9	2,019	93,18
Изобутан C4H10	1,8	2,703	122,76
Пентан C5H12	6,4	3,221	156,63
N2 + редкие газы	4,3	--	--

Подставив численные значения в формулы (1) и (2) получаем средние значения теплоты сгорания Qнс (МДж/м3) и плотности рс (кг/м3) сухого природного газа:

2.2 Анализ основных параметров системы газоснабжения

Прокладка сетей в основном подземная. Система газоснабжения имеет тупиковую схему. Запорная арматура в газовой сети применяется с ручным приводом, в виде шаровых кранов подземного исполнения и надземногоклапана безопасности.

Газ является топливом для пищеприготовления, отопления и горячее водоснабжения.
Обеспеченность газооборудованием(газовые плиты ПГ4, 2-х контурныегазовые котлы) д.Дудинское Вологодского района Вологодской области сведена в таблицу 2.

Таблица 2. Обеспеченность газооборудованием. Дудинское Вологодского района Вологодской области

Номер дома	Количество квартир	Площадь дома	Газовые приборы
1	2	3	4
Существующие
1	1	50	ПГ4+котел
2	2	100	2ПГ4+2котла
1а	1	100	ПГ4+котел
1б	2	180	2ПГ4+2котла
2а	2	280	2ПГ4+2котла
2б	2	250	2ПГ4+2котла
3	2	100	2ПГ4+2котла
4	2	100	2ПГ4+2котла
5	1	50	ПГ4+котел
6	1	50	ПГ4+котел
6а	1	50	ПГ4+котел
7	1	100	ПГ4+котел
8	1	100	ПГ4+котел
9	1	50	ПГ4+котел
9а	1	150	ПГ4+котел
10	1	50	ПГ4+котел
11	1	50	ПГ4+котел
12	1	50	ПГ4+котел
12а	1	100	ПГ4+котел
12б	1	50	ПГ4+котел
12в	1	100	ПГ4+котел
13	5	250	5ПГ4+5котлов
14	2	150	2ПГ4+2котла
15	1	50	ПГ4+котел
16	1	50	ПГ4+котел
18	1	100	ПГ4+котел
18а	2	100	2ПГ4+2котла
19	1	110	ПГ4+котел
20	1	50	ПГ4+котел
21	1	50	ПГ4+котел
21а	1	50	ПГ4+котел
22	1	100	ПГ4+котел
23	1	100	ПГ4+котел
24	1	50	ПГ4+котел
25	4	200	4ПГ4+4котла
26	1	50	ПГ4+котел
27	1	50	ПГ4+котел
28	1	50	ПГ4+котел
29	1	50	ПГ4+котел
30	1	50	ПГ4+котел
31	1	100	ПГ4+котел
32	1	50	ПГ4+котел
33	1	50	ПГ4+котел
34	1	50	ПГ4+котел
35	4	220	4ПГ4+4котла
47	1	100	ПГ4+котел
48	1	50	ПГ4+котел
49	1	50	ПГ4+котел
39	3	150	3ПГ4+3котла
40	3	150	3ПГ4+3котла
41	3	150	3ПГ4+3котла
43	2	150	2ПГ4+2котла
44	2	150	2ПГ4+2котла
45	1	50	ПГ4+котел
46	1	150	ПГ4+котел
50	1	50	ПГ4+котел
51	1	50	ПГ4+котел
52	1	50	ПГ4+котел
53	1	50	ПГ4+котел
54	1	50	ПГ4+котел
55	1	50	ПГ4+котел
Перспектива
	11 домов	1650	11ПГ4+11котлов
Магазин

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ РАСХОДОВ ГАЗА КОММУНАЛЬНЫМИ И БЫТОВЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ

Годовые расходы газа используются для планирования количества газа, которое необходимо доставить проектируемому населённому пункту, а расчётные (максимальные часовые расходы газа) – для определения диаметров газопроводов.

Годовые и расчётные расходы газа потребителями определяются несколькими способами: на основании данных проектов газоснабжения, по номинальным расходам газа газовыми приборами или по тепловой производительности установок, по нормам годового расхода потребителями, по укрупнённым показателям.
Расход газа населенным пунктом зависит от числа жителей, степени благоустройства зданий, теплоты сгорания газа, от наличия коммунально-бытовых и промышленных потребителей газа, их числа и характера.
Различают несколько групп потребителей:
1) бытовое потребление газа (квартиры);
2) потребление газа в коммунальных и общественных предприятиях;
3) потребление газа на отопление и вентиляцию, и горячее водоснабжение зданий;
4) промышленное потребление.
При расчете расходов газа на бытовые и коммунальные нужды учитывается ряд факторов:
-газооборудование;
-благоустройство и населенность квартир;
-газооборудование городских учреждений и предприятий;
- степень обслуживания населения этими учреждениями;
- охват потребителей централизованно ГВС;
- климатические условия.
Для определения годовых расходов газа для жилых домов, предприятий бытового обслуживания населения, общественного питания, учреждений здравоохранения, хлебозаводов и кондитерских фабрик используют нормы расхода теплоты этими потребителями в соответствии с [5], приведенные в таблице 2.
3.1 Определение годового расхода теплоты при бытовом потреблении газа д. Дудинское
Охват населения газоснабжением в большинстве городов близок к 1, Однако при наличии старого фонда, который нельзя газифицировать, и при наличии высоких домов, в которых установлены электроплиты, степень охвата (укв) будет меньше 1.
Нормы расхода газа для различных групп потребителей приведены в таблице 1 Приложения А [6].
Годовое потребление газа на использование его в квартирах вычисляется по формуле [1]:

Qкв =укв·N(Z1·q1+Z2·q2 + Z3·q3),МДж/год, (3)

где N - расчетное количество жителей в населенном пункте;

Z1 – доля людей, проживающих в квартирах с централизованным ГВС;
Z2 - доля людей, проживающих в квартирах с ГВС от газовых водонагревателей;
Z3 - доля людей, проживающих в квартирах без ГВС;
q1 – норма расхода газа для людей, проживающих в квартирах с централизованным ГВС, МДж/(год·чел);
q2 - норма расхода газа для людей, проживающих в квартирах с ГВС от газовых водонагревателей, МДж/(год·чел);
q3 - норма расхода газа для людей, проживающих в квартирах без ГВС, МДж/(год·чел);
укв - степень охвата газоснабжением населения города.
В данном дипломном проекте все дома подлежат газификации с ГВС от газовых водонагревателей.
Qкв=1·336·1·10 000=3 360 000 МДж/год.


3.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания населения

Годовые расходы газа на нужды мелких коммунальных потребителей, предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и т.п., в размере 5% суммарного расхода на жилые дома, МДж/год определяются по формуле [1]:

Qмп= 0,05 ∙ Qкв, МДж/год, (4)

гдеQкв- общий годовой расход теплоты в жилых домах населённого пункта, МДж/год.

Qмп= 0,05 ∙3360 000=168 000 МДж/год.
При расчёте годового расхода газа на военную часть принимается в данном дипломном проекте безрасчетев размере 5% суммарного расхода на жилые дома, МДж/год определяются по формуле [1]:

Qмп= 0,05 ∙ Qкв, МДж/год, (5)

гдеQкв- общий годовой расход теплоты в жилых домах населённого пункта, МДж/год.

Qмп= 0,05 ∙3 360 000=168 000 МДж/год.


3.3 Потребление газа на отопление и вентиляцию зданий

Расчётный расход газа на отопление жилых и общественных зданий, коммунально-бытовых предприятий определяется по формуле [1]:

МДж/год (6)

где tвн , tр.о ,tр.в ,tср.о - соответственно температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, расчётная наружная температура для проектирования отопления, расчётная наружная температура для проектирования вентиляции, средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон, оС[8];

К, К1 — коэффициенты, учитывающие расходы теплоты на отопление и вентиляцию общественных зданий, принимаемые при отсутствии данных соответственно 0,25 и 0,4;
z - среднее число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток, принимаемое при отсутствии данных в размере 16 часов;
F - жилая площадь отапливаемых зданий, м2;
ηо - КПД отопительной системы, принимаемое для котельных работающих на газообразном топливе в пределах 0,8-0,85.
qо - укрупнённый показатель максимального часового расхода теплоты на отопления жилых зданий, принимаемый по [1] кДж/ч.
МДж/год.
Расчётный расход газа на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, коммунально-бытовых предприятий определяется по формуле [1]:
МДж/год, (7)

где qг.в - укрупнённый показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение жилых зданий, принимаемый по [1] кДж/ч на 1 чел.;

β – коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период. Принимается для расчетов: β =0,8 (β= 1 для курортов);
tх.л – температура водопроводной воды в летний период , t х.л = 15°С,
tх.з – температура водопроводной воды в зимний период, t х.з = 5°С;
ηо - КПД отопительной системы, принимаемое для котельных работающих на газообразном топливе в пределах 0,8-0,85.
МДж/год.


3.4 Определение годовых и расчётных расходов газа различными потребителями

Годовой расход газа в м3/ч для любого потребителя посёлка или района определяется по следующему выражению [1]:

м3/ч, (8)

где Qгод - годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды, МДж/год;

Qнp - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3.
Расчётный расход определяется по формуле, м3/ч[1]:

Vр=Km·Vгод ,м3/ч (9)

где Km - коэффициент часового максимума, принимаемый для различных видов потребителей, в соответствии с [4], по таблицам 2,3.
Значения коэффициента часового максимума расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды в зависимости от численности населения, снабжаемого газом приведены в таблице 2 [4].
Для бань, прачечных, предприятий общественного питания и предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий -в таблице 3.
Значения коэффициента часового максимума при расчете расхода газа нужды отопления, вентиляции и ГВС зависит от климатических данных объекта проектирования и определяется по формулам[1]:


(10)

где m- число часов включения газовых приборов в периоды максимального потребления газа.

Расчёт потребления газа на бытовые нужды приведены в таблице 3.

Таблица 3. Потребление газа на бытовые нужды

Расход газа на:	Годовой расход газа		Коэффициент часового максимума		Часовой расход газа, м3/ч
	МДж/год	м3/год
Бытовые нужды	3 360 000	69 465		1/605		114,8
Коммунальные и общественные нужды	336 000	6 947		1/2000		3,5
отопление и вентиляцию	18 465 030	381 746		1/2570		148,5
горячее водоснабжение	2 344 366	48 467		1/2570		18,9
Всего:						285,7

3.4 Определение расчетных часовых расходов газа

Расчетные часовые расходы газа для газоснабжения жилых домов д. Дудинское Вологодского района Вологодской области определены с учетом потребления газа на пищеприготовление, отопление и горячее водоснабжение подключаемых в данный момент с установкой в жилых домах газовых плит ПГ4, газовых отопительных аппаратов АКГВ 23,2-1 (двухконтурных).

Расчетные часовые расходы газа на пищеприготовление, отопление и горячее водоснабжение жилых домов определены согласно [6] по формуле (3):

Gр = (Gпр × n×k), м3/ч (11)

гдеGпр – расход газа прибором или группой приборов, мз / ч;

n – число однотипных приборов или групп приборов, шт;
k – коэффициент одновременности работы газовых приборов.
Расчет расходов на приборы (группы приборов) представлен в таблице 4.

Таблица 4. Расчетные расходы газа

N Уч-ка	ПГ-4 + котел			Нагрузка от адм. зданий	Vp, м3/ч
	Qн	n	Kо
1	2	3	4	5	8
Основное направление
1-2	4,0	96	0,186	33,6	105,2
2-3	4,0	75	0,186	33,6	89,4
3-4	4,0	68	0,193	33,6	86,1
4-5	4,0	61	0,200	31,8	80,6
5-6	4,0	32	0,210	20	46,88
6-7	4,0	14	0,450	20	45,8
7-9	4,0	8	0,560	20	37,92
8-9	4,0	4	0,600	20	29,6
9-10	4,0	2	0,660	20	25,81
10-11	4,0	1	0,7	20	22,8
Ответвление №1
2-12	4,0	21	0,275		23,1
12-13	4,0	16	0,295		18,88
13-14	4,0	10	0,340		13,6
14-16	4,0	5	0,400		8
16-17	4,0	3	0,480		5,76
Ответвление №2
3-20	4,0	7	0,370		10,98
20-22	4,0	3	0,480		5,76
Ответвление №3
5-25	4,0	23	0,270		24,84
25-26	4,0	15	0,300		18
Ответвление №4
6-28	4,0	13	0,320		16,64
28-29	4,0	3	0,480		5,76
Остальные ответвления
14-15	4,0	5	0,400		8
12-19	4,0	5	0,400		8
13-18	4,0	6	0,392		9,4
20-21	4,0	3	0,480		5,76
4-23	4,0	1	0,7	1,8	4,6
5-24	4,0	2	0,56		4,48
25-27	4,0	3	0,480		5,76

3.5 Гидравлический расчет газопровода низкого давления

Цель гидравлического расчета наружного газопровода низкого давления – определение диаметров газопроводов, подводящих газ потребителям. Диаметры должны быть такими, чтобы суммарные потери давления от точек врезок до самого удаленного дома не превысили располагаемый перепад давлений, принимаемый 200кПа.

Методика расчета состоит в принятии допустимых потерь давления в газопроводах по выражению (12):
(12)

Где: ΔPр–допустимые потери давления, кПа;

1,1 – коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях;
li – длина i-ого участка, м.
По допустимым потерям и расходу газа определяем диаметры газопровода и действительные потери давления на участке. Суммарные потери давления по участкам сравниваем с располагаемым перепадом давления :

• 
  если лежит в пределах 0 – 0,1, то расчет считается верным;
  
• 
  при уменьшаем диаметр газопровода;
  
• 
  при увеличиваем диаметр газопровода.
  

После расчета основного газопровода выполняем расчет ответвлений по той же методике. Однако, располагаемый перепад давления определяем по формуле (5):


(13)

где – потери давления при движении газа от ГРП до данного ответвления, мПа.

Гидравлический расчет газопровода представлен в таблице 5.

Таблица 5 Гидравлический расчет газопровода д. Дудинское Вологодского района Вологодской области

№ участка	Vр, м3/ч	lуч, м	(ΔP/l)доп, кПа/м	dн×S, мм	ΔP/l, кПа/м	ΔPуч, кПа	Сумма
1	2	3	4	5	6	7	8
д. Дудинское (основное направление)
1-2	105,2	114	0,200	160х14,6	0,2	20,72	20,72
2-3	89,4	160		140х12,7	0,14	24,16	44,88
3-4	86,1	84		140х12,7	0,11	10,16	55,04
4-5	80,6	115		140х12,7	0,08	10,12	65,16
5-6	46,88	121		75х6,8	0,25	33,28	98,44
6-7	45,8	119		75х6,8	0,2	26,18	124,62
7-8	37,92	68		75х6,8	0,19	14,21	138,83
8-9	29,6	60		63х5,8	0, 4	26,40	165,23
9-10	25,81	35		63х5,8	0,3	11,55	176,78
10-11	22,8	32		63х5,8	0,2	7,04	183,82
Ответвление №1
2-12	23,1	53	1,520	63х5,8	0,45	26,24	26,24
12-13	18,88	14		50х4,6	0,2	3,08	29,32
13-14	13,6	40		40х3,7	0,8	35,2	64,52
14-16	8	84		40х3,7	0,3	27,72	92,24
16-17	5,76	25		40х3,7	0,2	5,5	97,74
Ответвление №2
3-20	10,98	67	1,02	50х4,6	0,2	14,74	14,74
20-22	5,76	72		40х3,7	0,2	15,84	30,58
Ответвление №3
5-25	24,84	92	0,51	63х5,8	0,85	86,02	86,02
25-26	18	150		63х5,8	0,25	41,25	127,45
Ответвление №4
6-28	16,64	163	0,44	50х4,6	0,3	53,79	53,79
28-29	5,76	47		40х3,7	0,2	10,34	64,13
Остальные ответвления
14-15	8	66		32х3,0	0,01	0,73	0,73
12-19	8	85		32х3,0	0,01	0,94	0,94
13-18	9,4	69		32х3,0	0,01	0,76	0,76
20-21	5,76	43		32х3,0	0,01	0,47	0,47
4-23	4,6	25		32х3,0	0,01	0,28	0,28
5-24	4,48	47		32х3,0	0,01	0,52	0,52
25-27	5,76	116		32х3,0	0,01	1,28	1,28

Делаем проверку гидравлического расчета:

Расчет считается верным, т.к. разница между необходимым давлением 200 Па и суммой потерь на участках меньше 10%.

Подбор газового оборудования для проектируемого административно-торгового здания