книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов

водоснабжением, с газовыми водонагревателями, без горячего водоснабжения соответственно, кДж (прил. VII);

Ум — степень охвата жителей города газоснабжением, до­ ля единицы (д. ед.).

Годовой расход тепла предприятиями общественного пита­ ния (ПОП) (кДж/год)

где zn0n — степень охвата обслуживанием населения (доля от об­ щей численности), д. ед.;

Упоп — степень охвата столовых и ресторанов газоснабжением, Д. ед.;

<7поп — количество теплоты, затрачиваемое на приготовление

гдеубол — степень охвата газоснабжением больниц, д. ед.; Чбоп — удельная годовая норма потребления теплоты на 1 койку

в год, кДж (прил. VII).

Годовой расход тепла хлебокомбинатом (кДж/год)

(5.5)

где уы — степень охвата газоснабжением хлебозаводов и пекарен, Д. ед.;

Яш — осредненный расход теплоты на 1 т хлебобулочных издений в год, кДж (прил. VII).

Годовой расход тепла банями (кДж/год)

где z6 — степень пользования людей банями, д. ед.; у6 — степень охвата бань газоснабжением, д. ед.;

Яв — норма расхода теплоты на одну помывку на 1 человека, кДж (прил. VII).

71

Годовой расход тепла прачечными (кДж/год)

где zn — степень пользования людей прачечными, д. ед.;

уп — степень охвата прачечных газоснабжением, д. ед.;

q„ — удельный расход теплоты городскими прачечными на 1 т белья в год, кДж (прил. VII).

Годовой расход тепла для отопления и вентиляции в жилых микрорайонах при теплоснабжении от индивидуальных приборов

к0, К — коэффициенты, учитывающие долю тепла на отопление и вентиляцию общественных зданий (при отсутствии данных к0 = 0,25, Л, = 0,4);

z, — время работы вентиляционных установок в течение су­ ток (при отсутствии данных z, = 16), ч;

К— температура внутреннего воздуха, °С; *ср.от — средняя температура наружного воздуха за отопитель­

ный период, °С; <„— температура наружного воздуха для проектирования

отопления, °С; пот — продолжительность отопительного периода, сут.;

q0, — укрупненный показатель максимального расхода теп­ лоты для отопления жилых зданий, кДж/(ч-м2) (опреде­ ляется по прил. XII);

F — жилая площадь отапливаемых зданий (определяется из расчета 18 м2 на человека), м2;

г) — КПД отопительных котельных (0,8-0,85).

Годовой расход тепла для централизованного горячего во­ доснабжения (ГВС) от котельных определяется по формуле

72

Р— коэффициент, учитывающий изменение среднего рас­ хода воды на горячее водоснабжение в иеотопительный

период по отношению к отопительному (Р = 0,8 для жи­ лых микрорайонов, р = 1,2*1,5 для курортов, р = 1 для промышленных предприятий).

Максимальный расчетный часовой расход газа Урл (м3/ч) при температуре 0 °С и давлении газа 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) на хозяйственно-бытовые, коммунальные и производственные нужды определяется по формуле

где Упд — годовой расход газа, м3/год;

А! ' — коэффициент часового максимума.

Вприл. VIII приведены значения коэффициента часового макси­ мума для определения расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды

взависимости от численности населения (табл. VIIIЛ), для бань, пра­ чечных, предприятий общественного питания и предприятий по про­ изводству хлеба и кондитерских изделий (табл. VHI.2). Коэффициент часового максимума расхода газа принимается дифференцированно по каждой обособленной зоне газоснабжения.

Для предприятий различных отраслей промышленности и предприятий бытового обслуживания производственного харак­ тера, не указанных в табл. VIII.2, расчетный часовой расход газа следует определять по данным потребления топлива или по форму­ ле (5.10). Коэффициенты часового максимума по отраслям про­ мышленности приведены в прил. VIII (табл. VIII.3).

При определении расчетного часового расхода газа котельной коэффициенты часового максимума определяются по следующим зависимостям:

73

- коэффициент часового максимума для отопления и вентиляции

1 (^в U\ )

(5.11)

коэффициент часового максимума для горячего водоснабже-

ния

и_ 2,2

Кmax

8400

Нагрузка котельной определяется путем суммирования расхо­ дов газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Пример 5.1. Степень охвата населения города газоснабжением 90 %; доля людей, проживающих в квартирах с централизованным горячим водоснабжением, 50 %; доля людей, проживающих в квар­ тирах с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей, 45 %; доля людей, проживающих в квартирах без горячего водоснаб­ жения, 5 %. Низшая теплота сгорания природного осушенного газа 34000 кДж/м3

Определить расчетный часовой расход природного газа на хо­ зяйственно-бытовые нужды населенного пункта на 20000 жителей.

Годовой расход тепла для хозяйственно-бытовых нужд опреде­ ляется по формуле (5.2):

Qx/б = Ух/б • N* • (<h • 2i + Яг ■гг + Яг 2з) = 0,9 х

х20000(4100 0,5 + 10000 • 0,45 + 6000 • 0,05) Ю3 = 123,3-109 ~ ~ -

Годовой расход газа определяется по формуле (5.1):

3626471 " 1,год-

Максимальный расчетный часовой расход газа \/р.ч на хозяйст­ венно-бытовые нужды определяется по формуле (5.9), значение ко­ эффициента часового максимума берется в прил. VIII (табл. VIII.1):

Произведем расчет с использованием укрупненных показателей потребления газа при теплоте сгорания газа 34000 кДж/м3:

74

-при наличии централизованного горячего водоснабжения 120 м3/год на 1 чел.;

-при горячем водоснабжении от газовых водонагревателей — 300 м3/год на 1 чел.;

-при отсутствии всяких видов горячего водоснабжения — 180 м3/год на 1 чел.

Тогда годовой расход газа

Угоя = 20000 • (0.5 -120 + 0,45 • 300 + 0,05 -180) = 4080000 м3/год.

Максимальный расчетный часовой расход газа определяется по формуле (5.10), значение коэффициента часового максимума берет­ ся в прил. VIII (табл. VIII.1):

VP4 = —!— 4080000 = 1774 м3/ч. 2300

Можно сделать вывод, что расчет годового потребления газа по удельным нормам является более точным, поскольку учитывает теп­ лоту сгорания используемого газа.

Для отдельных жилых домов и общественных зданий, где из­ вестен тип газоиспользующего оборудования, расчетный часовой расход газа определяется по сумме номинальных расходов газа га­ зовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле

где Кр ч — расчетный часовой расход газа, м3/ч;

Ksim— коэффициент одновременности однотипных приборов,

q„„ — номинальный расход газа прибором или группой прибо­ ров (например, плитой и газовым водонагревателем), м3/ч;

Ni — число однотипных приборов или групп приборов; т — число типов приборов или групп приборов.

75

Пример 5.2. В доме 80 квартир. В каждой квартире установле­ ны: водонагреватель газовый АГВ-80 (теплопроизводительность Qatb = 25200 кДж/ч); плита газовая четырехконфорочная (Qnr = 23400 кДж/ч). Удельная теплота сгорания природного осушен­ ного газа Qf =37000 кДж/м3

Определить расчетный часовой расход газа пятиэтажным жи­ лым домом.

Номинальный расход газа водонагревателем АГВ-80 (с учетом коэффициента полезного действия т|)

5.2. Методика определения потерь давления на участках

При движении газа по трубопроводам имеют место потери дав­ ления (по длине и на местные сопротивления). Давление газа умень­ шается при движении по участку трубопровода.

Гидравлические потери давления (Па2) на участке трубопрово­ да определяются по формуле

76

d — внутренний диаметр газопроводов, м;

К0 — расход газа на участке при нормальных условиях (н. у., Р0 = 101,325 кПа, <0 = 0 °С), м3/с;

р0 — плотность газа при н. у., кг/м3; / — длина участка, м;

Р0 — атмосферное давление, Р0 - 101325 Па;

Т, Т0 — температура газа соответственно при расчетных и нор­ мальных условиях, К.

Уравнение (5.13) в полной мере справедливо для идеального га­ за. Свойства реальных газов отличаются от законов, которые ис­ пользовались для вывода уравнения (5.13). При этом отклонение тем больше, чем больше давление и ниже температура газа. Коэф­ фициент z, учитывающий сжимаемость газа, называется коэффици­ ентом сжимаемости. Этот коэффициент учитывается при давлении более 1,2 МПа. Тогда расчет потерь давления по участкам на маги­

Г*р — критическая температура, К; Р,ф — критическое давление, Па.

В газораспределительных сетях с давлением до 1,2 МПа коэф­ фициент сжимаемости не учитывается. При подземной прокладке допускается температуру газа принимать равной 0 °С и гидравличе­ ский расчет распределительных газопроводов производить по фор­

Уравнение гидравлического расчета газопроводов среднего и высокого давления

Для гидравлического расчета газопроводов среднего и высоко­ го давления уравнение (5.15) преобразуем с учетом режима тече­ ния. Режим течения газа характеризуется критерием Рейнольдса,

77

который определяется по формуле (единицы измерения соответст­ вуют принятым в нормативной литературе [3])

(Р0 = 101,326 кПа, /0 = 0 °С), м3/ч.

Если критерий Рейнольдса Re > 4000, то режим течения газа будет турбулентным.

При турбулентном режиме течения различают: область гид­ равлически гладких труб, переходную область и область шерохо­ ватых труб.

В области гидравлически гладких труб значение коэффициента гидравлического сопротивления является функцией критерия Рей­ нольдса и не зависит от шероховатости внутренней поверхности трубы:

W( R e ) .

Впереходной области турбулентного режима течения значение коэффициента гидравлического сопротивления зависит от критерия Рейнольдса и отношения шероховатости внутренней поверхности трубы к внутреннему диаметру:

Х= /

где п — абсолютная шероховатость труб (средняя высота неровно­ стей над условно чистой поверхностью); для полиэтилено­ вых труб и = 0,007 мм = 0,0007 см;

d — внутренний диаметр участка, см.

В области шероховатых труб турбулентного режима течения значение коэффициента гидравлического сопротивления является функцией отношения шероховатости внутренней поверхности тру­ бы к ее внутреннему диаметру:

78

Наиболее полно все зоны турбулентного режима описывает формула Альтшуля

(5.17)

В формулу (5.17) подставляется значение критерия Рейнольдса (5.16) с учетом единиц измерения, принятых в нормативной литера­ туре [3]. Тогда значение коэффициента гидравлического сопротив­ ления определяется по формуле

где V0 — расход газа на участке при н. у., м3/ч; п — абсолютная шероховатость труб, см; d — внутренний диаметр участка, см;

v — коэффициент кинематической вязкости, м2/с.

В формулу (5.15) подставляется значение коэффициента гид­ равлического сопротивления (5.18) и единицы измерения, приня­ тые в нормативной литературе [3], и потери давления (МПа2) в газо­ проводах высокого и среднего давления в газораспределительных сетях при турбулентном режиме определяются по формуле

где Р„, Рк — давление газа в начале и в конце участка, МПа. Номограммы для расчета потерь давления на трение на участ­

ках стальных и полиэтиленовых газопроводов высокого и среднего давления приведены в нормативной литературе [3].

В прил. X приводятся таблицы гидравлического расчета поли­ этиленовых газопроводов высокого и среднего давления на основе формулы (5.19).

Уравнение гидравлического расчета газопроводов низкого давления

При гидравлическом расчете газопроводов низкого давления плотность газа на участке считается постоянной, допускается темпе­ ратуру газа принимать равной О °С. С достаточной для инженерных

79

расчетов точностью допускается среднее арифметическое давление на участке принять равным абсолютному атмосферному давлению Р0. Тогда потери давления (Па) при гидравлическом расчете газопро­ водов низкого давления определяются по формуле

(5.20)

где Р„, Рк — давление газа в начале и в конце участка, Па; А, — коэффициент трения (гидравлического сопротивле­

ния), зависит от режима течения;

d — внутренний диаметр газопроводов, м;

V0 — расход газа на участке при н. у. (Р0 = 101,326 кПа, /0 = 0 °С), м3/с;

Ро — плотность газа при н. у., кг/м3;

I— длина участка, м.

Сучетом единиц измерения, принятых в нормативной литера­ туре [3], потери давления при гидравлическом расчете газопрово­ дов низкого давления определяются по формуле

(5.21)

где V0 — расход газа на участке при н. у., м3/ч; d — внутренний диаметр участка, см.

Поскольку коэффициент гидравлического сопротивления зави­ сит от режима течения газа, для гидравлического расчета газопро­ водов низкого давления уравнение (5.21) преобразуется с учетом трех режимов течения: ламинарного, переходного, турбулентного.

Ламинарный режим течения (Re < 2000). Коэффициент гид­ равлического сопротивления при ламинарном режиме течения газа на участке вычисляется по формуле

(5.22)

Re

Потери давления в газопроводах низкого давления при лами­ нарном режиме течения с учетом коэффициента гидравлического сопротивления (5.22) и единиц измерения, принятых в нормативной литературе [3], определяются по формуле

80