5905
.pdf61
Производительность горелки Q= 200кВт; Давление газа перед горелкой p=1800 кПа; Коэффициент избытка воздуха α=1,08;
Состав природного газа по объему:
=85,0%=4,9%=1,6%
=0,75%=0,55%
=0,6%= 1,3%
№ п/п |
Наименование |
Расход газа, /ч |
1 |
Котельная установка |
1500 |
2 |
Литейный цех №1 |
400 |
3 |
Цех металлопокрытий |
300 |
4 |
Цех кузнечный |
600 |
5 |
Цех литейный №2 |
400 |
|
Итого |
3200 |
|
|
|
|
62 |
|
|
|
|
|
|
1.Расчет инжекционной горелки среднего давления. |
|
|
||||||
1. Определение низшей теплоты сгорания топлива: |
|
|
|
кДж/м(1.1) |
|||||
н |
358 |
+636 |
|
|
|
+1465 |
; |
||
Р |
|
|
+913 |
+1198 |
|
|
|||
нР 358 85,0 631 4,9 913 1,6 1198 0,75 1465 0,55 |
|||||||||
2. Теоретически необходимое37798,9кДж/мколичество воздуха: |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
# |
0,024% 4 7 10 13 |
16 |
|||||||
|
|
|
|
|
;м(возд |
|
|
|
|
|
|
|
6 & 2 ' м(газа |
|
|
|
|
||
# 0,024%0 1,3 4 85,0 7 4,9 10 1,6 13 0,75 6 0 & 2 0' |
||||
|
|
м возд |
(1.2) |
|
9,78 |
|
|||
|
газа |
|
||
3. Плотность |
|
м |
|
|
|
природного газа: |
3,45 |
||
ρг 0,01%0,717 |
1,341 1,97 2,6 |
|||
1,25 1,977 ';мкг( |
|
|||
ρг 0,01%0,717 85,0 1,341 4,9 1,97 1,6 2,6 0,75 3,45 0,55 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
(1.3) |
|
|
|
1,25 1,3 1,977 0,6' 0,774 |
|
|
|
|||||||
4. Расход воздуха в горелке: |
|
|
м |
|
|
|
|||||||
#в # 0;мм(( |
|
|
|
#в 9,78 1,08 10,269 м |
|
(1.4) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
5. Расход природного газа горелки: |
|
|
м |
|
|
||||||||
1 |
|
;м( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
#г 1н |
3600 |
ч |
|
200 0,0021 3600 7,61 |
м |
(1.5) |
|||||||
|
|
|
|
#в |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.Плотность |
|
|
|
|
37798,9 |
|
|
|
|
ч |
|
||
|
5г67в5в |
газовоздушной смеси: |
|
|
|
|
|
|
|||||
3см |
|
8 |
|
; |
кг/м |
|
|
|
|
|
|
||
|
67в |
8 69см |
|
|
|
|
|
|
(1.6) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
3в 1,23 кг/м |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
:см 50 °С |
273 |
|
0,997кг/м |
|
||
|
|
3см 0,773 10,269 1,23 |
|
|
|
||||||||
7. Энергия |
потока |
|
|
1 10,269 |
273 50 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
газовоздушной смеси выходящий из устья горелки в |
||||||||
топку: |
@AB % 67в' |
3см |
; кгсм/ |
|
|
|
|
|
|
||||
=пот |
C |
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 10 E |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
=пот 10 %1 10,269' 0,997 52,23 кгсм/м |
|
|||||||||||||||
8. Площадь выходного |
отверстия насадки горелки: |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 9,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
F 7г% 67@вA' 8 698см; м |
|
|
|
|
|
|||||||
|
F 7,61%1 10,269' 273 50 |
0,0027м |
|
|
||||||||||||
9. Диаметр выходного |
|
|
3600 10 |
|
273 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
отверстия: |
4F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
; м |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
G H I |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
G H |
4 0,0027 |
0,058м |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
3,14 |
|
|
|
|
|
||||||
10. Скорость газовоздушной смеси на входе внасадок горелки: |
|
|
||||||||||||||
D 7г% 67KвL' |
8M ; м/с(1.10) |
F |
2 F ; м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
D |
|
|
N 323 O |
|
|
5,2 м/с |
|
|
|
||||||
|
7,61 %1 10,269' 323 |
|
|
|
||||||||||||
11. Диаметр входного |
|
|
3600 2 0,0027 |
|
273 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
отверстия: |
4F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
; м |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
G H I |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
4 2 0,0027 |
0,082 м |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
G H |
|
3,14 |
|
|
|
|
|
||||||
12. Суммарная потеря энергии в сужающемся насадке: |
|
|
|
|
||||||||||||
|
=п |
|
1,5%D |
& D ' %1 #в' |
3см; |
кгс м |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
2P |
|
|
|
м |
кгс м |
||||||
=п |
1,5%5,2 & 10' %1 10,269' |
0,997 19,81 |
||||||||||||||
|
|
горелки: |
|
|
|
|
м |
|
||||||||
13. Диаметр смесителя |
|
2 9,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
G 0,65 G ; м |
|
|
|
|
|
|
|
||||
G 0,65 0,082 0,053 м
(1.7)
(1.8)
(1.9)
(1.11)
(1.12)
(1.13)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. Площадь сечения горелки: F I 4G ; м |
|
|
|
|
|
(1.14) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
F 3,14 0,0533 0,0022 м |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
#г%1 #в' |
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
||||
15. Скорость газовоздушной смеси4в смесителе: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
D |
D |
|
|
F |
|
|
273 ; м/E |
|
|
|
|
(1.15) |
|||||||||
|
|
7,61 %1 10,269' |
|
|
323 |
12,7 м/E |
|
|
|||||||||||||||
16. Потери энергии в |
|
|
3600 0,0022 |
|
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
диффузоре: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Едиф |
D & D |
%1 #в' 3см %1 & T'; кгсм/м |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2P |
|
(1.16) |
||||||||||||||||
Едиф |
12,7 & 5,2 |
|
T 0,75 КПД & диффузора |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
%1 10,269' 0,997 %1 & 0,75' 19,16 кгсм/м |
|||||||||||||||||||
17.Затраты |
энергии на инжекцию воздуха: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2 9,8 |
|
|
|
Евозд |
D |
#в 3в |
; кгсм/м |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2P |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.17) |
|||||||
|
|
Евозд |
12,7 10,269 1,23 |
103,9 кгсм/м |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 9,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
18. Скорость выхода газа из сопла: |
|
|
|
|
|
|
3в |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
D |
D Y1 #в |
3гZ ; м/с |
|
|
|
(1.18) |
|||||||||||
|
|
D 12,7 Y1 10,269 |
|
|
1,23 Z 219,9 м/с |
|
|||||||||||||||||
19. Потеря энергии при изменении |
|
|
|
0,774D доD |
: |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорости от |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
=[ |
%D & D ' |
3[ |
; кгсм/м |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2P |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.19) |
||||
|
|
=[ %219,9 & 12,7' 0,774 1695,3 кгсм/м |
|
||||||||||||||||||||
20. Суммарная потеря энергии19,6: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Σ= =пот =диф =возд =[; кгсм/м (1.20) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
21. |
РасполагаемаяΣ= 52,23энергия19,81струи103,9газа на |
в1695,3ыходе из1871,24сопла: |
кгсм/м |
|||||||||
|
|
=расп |
D 3[ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2P |
|
; кгсм/м |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
=расп ] Σ= |
|
|
|
|
|
|||
|
=расп 219,9 0,774 |
|
1909,5 кгсм/м |
|||||||||
22. |
Площадь сечения сопла: |
|
#г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
F D 3600 ; м |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
7,61 |
9,6 10 |
^ |
м |
|
|
||||
23. |
Диаметр сопла: |
F 219,9 3600 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
4F |
; м |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
G H I |
|
|
|
|
|
||||
GH4 9,6 10^ 0,0034м
3,14
24. Длина горла горелки: |
_гор 3 G ; м |
|
|
_гор 3 0,0034 0,0102м |
|
(1.21)
(1.22)
(1.23)
(1.24)
25. |
Длина диффузора при угле раскрытия β=8: |
|
|
||
|
_диф 0,082 & 0,0533 |
|
|
_диф `^9CL^`aB( ; м (1.25) |
|
|
0,207м |
||||
26. |
|
2 & 0,07 |
|
|
|
Площадь сечения для проката воздуха во встречную насадку при |
|||||
скорости входа: |
Dв 1,5 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.26) |
|
|
|
# #в |
|
|
|
|
|
Fвн Dв 3600 ; м |
|
|
|
|
Fвн 7,68 10,269 0,014м |
|
|||
27. |
|
насадка: |
|
|
|
Диаметр встречного |
1,5 3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
66 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
4Fвн |
; м |
|
|
Gвн H I |
|||||||
Gвн H |
4 0,014 |
0,13м |
||||||
|
3,14 |
|||||||
28. Длина встречного насадка с углом раскрытия: |
||||||||
|
|
|
|
b 40 |
|
|
||
|
|
|
|
|
Gдв & G |
|||
|
_вн |
2 0,36 |
; м |
|||||
_вн 0,13 & 0,053 0,1069м 106,9 мм |
||||||||
29. Необходимое давление |
газа перед горелкой: |
|||||||
0,72 |
=расп |
|
|
|||||
c 0,8 |
Р |
|
c |
; мм. рт. ст. |
||||
1909,5 |
2983,5 мм. рт. ст. |
|||||||
Р |
0,8 |
|
|
|||||
(1.27)
(1.28)
(1.29)
2. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия.
Надземная и наземная прокладка допускается внутри жилых кварталов и дворов, а также на других отдельных участках трассы. На территории промышленных предприятий прокладка наружных газопроводов осуществляется, как правило, надземно.
Выбор трассы газопроводов производится с учетом коррозионной активности грунтов и наличия блуждающих токов, плотности застройки, экономической эффективности и т. д.
Вводы не должны проходить через фундаменты и под фундаментами зданий. Соединение стальных труб выполняется на сварке. Резьбовые и фланцевые соединения предусматриваются в местах установки запорной арматуры, горелок, контрольно-измерительных приборов, автоматики и др. Минимальные расстояния по горизонтали и вертикали между газопроводами и зданиями, промпроводками, сооружениями принимаются проектными организациями в соответствии с действующими нормативными документами. Допускается уменьшение этих расстояний в стесненных условиях. Решение об этом принимается проектной организацией с указанием дополнительных мероприятий по качеству применяемых труб, контролю сварных соединений и др. Глубина прокладки газопроводов
67
принимается не менее 0,8 м до верха газопровода или футляра, допускается уменьшение до 0,6 м в местах, где нет проезда транспорта.
Надземные газопроводы прокладываются на негорючих опорах или по стенам зданий.
Запрещается транзитная прокладка газопроводов: по стенам зданий детских учреждений, больниц, школ и зрелищных предприятий — газопроводов всех давлений; по стенам жилых домов — газопроводов среднего и высокого давления.
Не разрешается предусматривать разъемные соединения на газопроводах под оконными проемами и балконами жилых домов и общественных зданий непроизводственного характера.
Расстояния между опорами надземных газопроводов, возможность совместной прокладки газопроводов с электрокабелями и проводами, прокладки газопроводов по железнодорожным и автомобильным мостам устанавливаются проектной организацией в соответствии с действующими нормативными документами.
При пересечении с воздушными линиями электропередачи надземные газопроводы должны проходить ниже этих линий.
Для электрохимической защиты газопроводов от коррозии предусматривается установка изолирующих фланцевых соединений (ИФС): на входе и выходе газопровода из земли и ГРП; на вводе газопровода в здание; для секционирования газопроводов; для электрической изоляции отдельных участков газопровода. Размещение ИФС предусматривается на высоте не более 2,2 м.
Допускается при переходе подземного газопровода в надземный вместо ИФС применять электрическую изоляцию газопровода от опор изолирующими прокладками.
Прокладка в особых природных условиях. При строительстве подземных газопроводов в районах с пучинистыми и присадочными грунтами, в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях не допускается применять трубы из кипящей стали. В этих районах запорная арматура должна быть стальной. Допускается применение запорной арматуры из ковкого чугуна для газопроводов с условным диаметром до 80 мм включительно.
Толщина стенок труб принимается не менее 3 мм для труб диаметром до 80 мм, а для труб диаметром более 80 на 2...3 мм больше расчетной толщины. Дополнительные требования к газопроводам, определяются СНиП 2.04.08-87,
атакже специальными нормативными документами.
3.Гидравлический расчет газопровода
Расход газа по цехам завода приведены в таблице 1. Наименование потребителя Расход газа, ном, /ч
|
68 |
Котельная установка |
1500 |
Литейный цех №1 |
400 |
Цех металлопокрытий |
300 |
Цех кузнечный |
600 |
Цех литейный №2 |
400 |
Состав природного газа таблица 2. |
|
|
Состав газа |
|
Содержание, % |
|
|
85,0 |
(метан) |
|
|
|
|
4,9 |
(этан) |
|
|
|
|
1,6 |
(пропан) |
|
|
|
|
0,75 |
(бутан) |
|
|
|
|
0,55 |
(пентан) |
|
|
|
|
0,6 |
(углекислый газ) |
|
|
|
|
1,3 |
(азот) |
|
|
Техническая характеристика инжекционной горелки таблица 3. |
||
Характеристика |
Единицы измерения |
Значения |
Теплопроводность |
кВт |
200 |
Давление газа перед |
Па |
18 |
горелкой |
|
|
Коэффициент избытка |
α |
1,08 |
воздуха |
|
|
2. Расчет диаметров межцеховых газопроводов.
Расчет распределения газопроводов среднего давления производится в следующем порядке:
Составляется расчетная схема газопровода в сети, на которой определяют расчетные участки, их фактическую длину в километрах и расчетные
расходы газа на каждом участке сети. Все сводится в таблицу 4. |
|
|||
участка |
_ф, км |
V,м /ч |
ном |
|
Наименование |
Длина участка, |
Расход газа |
|
, /ч |
1-2 |
0,095 |
3200 |
3584 |
|
3-4 |
0,020 |
3200 |
3584 |
|
4-5 |
0,020 |
1700 |
2352 |
|
5-6 |
0,01 |
900 |
1008 |
|
6-7 |
0,045 |
1300 |
1456 |
|
|
|
69 |
|
|
7-8 |
0,010 |
300 |
|
336 |
6-11 |
0,012 |
600 |
|
672 |
7-12 |
0,0025 |
400 |
|
448 |
4-9 |
0,0575 |
1500 |
1686 |
|
5-10 |
0,0265 |
400 |
|
449 |
8-13 |
0,012 |
300 |
|
336 |
Если плотность данного газа не соответствует плотности указанной в |
||||
номограмме, расчётные расходы определятся по формуле: |
|
|||
#ном %33ном[ |
' #, м /ч%2.1' |
|
|
|
|
3ном 0,73 кг/м |
|
||
Цель гидравлического3[ & плотностьрасчетагаза,– определитьвыбраннаядиаметрдля расчетагазопроводакг/м |
и потери |
|||
давления. |
|
|
|
|
Для учета местного сопротивления газопровода расчетную длину |
||||
газопровода на каждом участке_:k 1,1 _ф,, км |
|
%3.1' |
||
|
|
|
|
|
|
Расчет длины участков. Табл.5 |
|
||
Наименование участка |
Длина участка, lф, км |
Расчетная длина на |
||
каждом участке, lр, км |
||||
1-2 |
0,095 |
0,1045 |
||
|
|
|||
3-4 |
0,020 |
0,022 |
||
|
|
|||
4-5 |
0,020 |
0,022 |
||
|
|
|||
5-6 |
0,010 |
0,011 |
||
|
|
|||
6-7 |
0,045 |
0,0505 |
||
|
|
|||
7-8 |
0,010 |
0,011 |
||
|
|
|||
6-11 |
0,012 |
0,0132 |
||
|
|
|||
7-12 |
0,0025 |
0,00275 |
||
|
|
|||
4-9 |
0,0575 |
0,06325 |
||
|
|
|||
5-10 |
0,0265 |
0,02915 |
||
|
|
|||
8-13 |
0,012 |
0,0132 |
||
|
|
|||
Необходимое давление газа в газопроводе у потребителей приведены в таблице 6.
70 |
|
Наименование потребителя |
Давление газа, МПа |
|
|
Производственная площадка |
0,1 |
Окрасочный цех |
0,1 |
Цех металлопокрытий |
0,1 |
Термический цех |
0,1 |
Котельная установка |
0,1 |
После ГРП давление газа 1,75 атм+1 атм, а перед цехами 0,12 МПа.
По расходам газа на участке внутренних газопроводов и Аср используем
номограмму, определяя диаметр газопроводов и фактическое А для каждого |
||||||
участка сети. Результаты расчетов сводятся в таблицу 7. |
||||||
Диаметры и значения А газопровода для участков сети |
||||||
Аср |
|
н |
_р |
к |
, |
/ |
|
l & l |
|
МПа км |
|||
Диаметр газопровода и значение А для участка сети. Табл 7.
Наименование участка |
Диаметр газопровода, |
Фактическое значение |
|
мм |
А |
1-2 |
127×3,0 |
8 |
|
||
3-4 |
127×3,0 |
8 |
|
||
4-5 |
108×2,5 |
9 |
|
||
5-6 |
89×2,5 |
8,5 |
|
||
6-7 |
89×2,5 |
4,7 |
|
||
7-8 |
89×2,5 |
4,7 |
|
||
4-9 |
89×2,5 |
2,2 |
|
||
5-10 |
89×2,5 |
8 |
|
||
6-11 |
89×2,5 |
8,5 |
|
||
7-12 |
57×2 |
3,5 |
|
||
8-13 |
89×2,5 |
8,5 |
Конечное давление газа на участке сети определяется по формуле:
Рк mРн & А_рo ,
Конечное давление газа в газопроводах на участке сети. Табл. 8