Розрахунок витрати газу комунально-побутовими споживачами

Вихідні дані

Населений пункт поблизу м. Вінниці територіально поділений річкою на два адміністративних райони.

Район 1 забудований 1 – поверховими індивідуальними будинками. В районі є всі підприємства комунально-побутового обслуговування населення, дитячі та шкільні заклади, а також заклади охорони здоров’я. Теплопостачання громадських будинків здійснюється від центральної опалювальної котельні, а житлового фонду – від індивідуальних малометражних опалювальних котлів. Центральне гаряче водопостачання передбачається тільки для громадських споруд.

Район 2 представлений 9 – поверховими будинками. В районі також є всі підприємства комунально-побутового обслуговування населення та інші заклади. Теплопостачання житлових і громадських будинків – централізоване – від районної опалювальної котельні.

В населеному пункті є п’ять великих промислових підприємств:

1. ПП-1 – цегельний завод з потужністю агрегатів Q₁ = 5,0 МВт.

2. ПП-2 – меблева фабрика, Q₂ = 0,4 МВт.

3. ПП-3 – машинобудівний завод, Q₃ = 2,8 МВт.

4. ПП-4 – тютюнова фабрика, Q₄ = 3,9 МВт.

5. ПП-5 – молокозавод, Q₅ = 1,6 МВт.

Джерелом газопостачання міста є газорозподільна станція, яка знаходиться на західній околиці населеного пункту.

Для розрахунку внутрішнього газопроводу існує план 7-поверхового житлового будинку з h_пов = 2,8 м (в світлі). В кухнях квартир встановлені газові плити ПГ- 4 з тепловою потужністю Q = 10,5 кВт. Вводи газопроводів передбачені окремо в кожну кухню першого поверху з відмикаючими пристроями, передбаченими ззовні будинку. Матеріал газопроводів – сталь.

Кліматичні дані для населеного пункту поблизу м. Вінниці становлять:

1. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем опалення t_po= - 19ºC.

2. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем вентиляції t_pв= - 9ºC.

3. Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період t_co=-0,2ºC.

4. Тривалість опалювального періоду n_o= 191 діб.

 

 

Розрахунки газоспоживання

Розрахунок витрати газу комунально-побутовими споживачами

Розрахунок чисельності населення

В даному проекті кількість жителів не задана, отже її можна визначити за показниками містобудівельних норм в залежності від характеристик житла і площі забудови за формулою:

N = F_ж /f · 10³, люд.,

де F_ж – загальна площа житлових будинків в районі, тис. м²

F_ж = F_з · В · 10 ^–3, тис. м²

F_з – площа забудови в районі, га;

В – щільність житлового фонду, м²/га;

f – норма забезпеченості загальною площею,м²/люд.

Результати розрахунків зводимо до таблиці 1.

Таблиця 1

Чисельність жителів

Район	Площа житлової забудови,Fз ,га	Густина житлового фонду, В, м^2/га	Норма забезпеченості загальною площею, f, м^2/люд	Загальна площа житл. будинків, Fж, тис. м^2	Кількість жителів, N, люд.
	271,2
	503,7
Всього	774,9	-	-

 

 

Розрахунок річної витрати газу.

Річна витрата газу на комунально-побутові потреби населення визначається за формулою:

V_p^к-п = N · S · χ · q_н /Q_p^н · 10 ^–6, млн. м³/рік,

де N – чисельність населення, люд;

S – розрахункова кількість комунальних послуг населенню, які забезпечуються газопостачанням;

χ – ступінь забезпечення газопостачанням комунально-побутових потреб (в учбовому проекті χ =1);

q_н – норма витрати теплоти на даний вид комунальних послуг, МДж;

Q_p^н – нижча теплота згорання природного газу, МДж/м³.

Розрахунок річної витрати газу виконано виходячи з таких припущень:

В районі 1 природний газ витрачається населенням на приготування їжі та гарячої води на газових плитах – q₁ = 4600 МДж/чол.рік., в районі 2 – тільки на приготування їжі – q₂ = 2800 МДж/чол.рік.

В обох районах розташовані механізовані і немеханізовані пральні, лазні, їдальні, хлібозаводи і лікарні, а також невеликі комунально-побутові підприємства.

Витрати газу на потреби підприємств побутового обслуговування приймаємо в розмірі 5% сумарної витрати в житлових будинках.

Результати розрахунків зводимо до таблиці 2.

Таблиця 2

Річні витрати газу на комунально-побутові потреби населення

Споживачі та послуги	Розрахункова одиниця	Норма витрати теплоти q, МДж/рік	Кількість розрахункових одиниць на 1 люд. S	Ступінь забезпечення, χ	Загальна кількість розрахункових одиниць в районі	Річна витрата газу, V, млн.м^3/рік
Район 1	Район 2	Район 1	Район 2	Всього по місту
1. Житлові будинки	1 жит. 1 жит.				-	-	7,15 -	- 13,85	7,15 13,85
2. Механізов. пральні	1т білизн		0,15	0,33			0,68	2,15	2,83
3. Немеханіз. пральні	1т білизн		0,15	0,07			0,21	0,65	0,86
4. Лазні	1 пом			0,3			0,43	1,36	1,79
5. Хлібзаводи	1т вир		0,29				2,46	7,82	10,28
6. Лікарні	1 ліжк		0,012				0,06	0,19	0,25
7. Їдальні	1 обід	8,4		0,45			0,53	1,68	2,21
8. Підпр. поб. обслуговуван.							0,36	0,69	1,05
ВСЬОГО							11,88	28,39	40,27
В.т.ч. нeвеликі комунально-побутові підприємства	8,25	16,87	25,12

Примітка: до невеликих комунально-побутових підприємств віднесені: житлові будинки, немеханізовані пральні, їдальні та підпр.поб.обслуговуван.

 

Розрахунок годинної витрати газу.

Годинну витрата газу визначають як частку річної за формулою:

V_г^ж-п = V_p^ж-п · k^h_max · 10⁶, м³/год,

де V_г^ж-п – річна витрата газу споживачем, млн.м³/рік;

k^h_max – коефіцієнт годинного максимуму, 1/год.

Годинну витрату газу визначають окремо для “невеликих” споживачів (так зване рівномірно розподілене навантаження на мережі низького тиску) і для “великих” підприємств (зосереджених споживачів газу на мережах низького або середнього (високого) тиску).

Результати розрахунків зводимо до таблиці 3. Сумарна витрата газу населеним пунктом складає V = 3997 + 8476 = 12473 м³/год.

 

 

Таблиця 3

Розрахункові витрати газу

Назва споживача	Район 1	Район 2
Річна витрата, млн.м^3/рік	Кільк. спож.	Годинна витрата, м^3/год	Річна витрата, млн.м^3/рік	Кільк. спож.	Годинна витрата, м^3/год
загальна	питома	загальна	питома
1. Дрібні споживачі	8,25			0,064	16,87			0,037
2. Механізовані пральні	0,68				2,15			370,5
3. Лазні	0,43				1,36
4. Ххлібозаводи	2,46				7,82
5. Лікарні*	0,06				0,19
ВСЬОГО

 

Розрахунок витрати газу на потреби теплопостачання.

Витрата газу на потреби теплопостачання залежить головним чином від кліматичних умов місця будівництва, кількості та теплових характеристик опалювальних будинків, добових норм споживання гарячої води тощо.

Витрату газу на опалення і вентиляцію житлових та громадських будинків визначають за формулою:

V^ов = 3,6 [1 + К·(1 + К₁)] · q_o· F_ж· 10 ^–3∕ (Q_р^н · η), м³/год,

де К – коефіцієнт, що враховує витрату газу на опалення громадських будинків (при відсутності даних приймається К = 0,25);

К₁ – те ж на вентиляцію (К₁ = 0,4);

q_o – укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення 1 м² загальної площі;

η – ККД систем теплопостачання (для централізованих систем η = 0,8, для місцевих систем η = 0,9).

Витрату газу на гаряче водопостачання знаходимо за формулою:

V^гв = 3,6 · К₂ · N · q_гв· 10 ^-3∕ (Q_н^р ∙ η), м³/год,

де К₂ – коефіцієнт, що враховує добову нерівномірність розбору гарячої води, К₂ = 2,4;

q_гв – укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання, Вт/люд.

Джерелом теплопостачання житлового і громадського фонду в районі 1 є індивідуальні тепло генератори, а в районі 2 – районна опалювальна котельня.

В районі 1 природний газ використовується на потреби опалення житлових та громадських будинків, вентиляції та гарячого водопостачання громадських будинків, а в районі 2 – на потреби опалення, вентиляції та гарячого водопостачання житлових та громадських будинків.

Результати розрахунків годинних витрат газу на потреби теплопостачання обох районів зведені в таблицю 4.

 

Таблиця 4

Розрахункові витрати газу на потреби теплопостачання

Райони	Кільк. жителів, тис. люд	Загальна площа житла, Fз, тис.м^2	Витрата газу, м^3/год
На О+В	На ГВП	Загальна	В тому числі за джерелами теплопостачання
ТЕС	РОК	Індивід.
	49,722					-
	158,286							-
Всього	208,008

 

 

Гідравлічний розрахунок зовнішніх газопроводів.

Газопостачання житлового будинку.

Основними елементами систем газопостачання житлових і громадських будинків є відгалуження від вуличних газопроводів низького або середнього тиску (дворові газопроводи), вводи в будинки, внутрішні газопроводи і газове обладнання (прилади).

Розрахунок внутрішніх та дворових газопроводів.

Визначення витрат газу.

Номінальна витрата газу 4-пальниковою газовою плитою ПГ- 4 становить:

V = 3,6·Q_ном ∕ Q_р^н = 3,6∙10,5 ∕ 34 = 1,11 м³/год.

Для ділянок газопроводу, які постачають газ для N квартир визначається з урахуванням коефіцієнту одночасності K_sim.

 

Розрахунок димових каналів.

Вихідні дані.

Необхідно запроектувати димохід для відведення продуктів спалювання від проточного газового водонагрівача ВПГ-18. Температура продуктів спалювання після тягоперервника t_п.c.=110 °С. Найбільш несприятливі умови для відведення продуктів спалювання - теплий період року при температурі повітря t_п=20 °С і значенні коефіцієнту надлишку повітря α=2,8. При роботі в цьому режимі передбачається пониження тиску газу перед пальником до мінімально допустимої величини за умови стабільної роботи. Для атмосферних пальників допускається знижувати перед ними тиск в два рази, порівняно з розрахунковим значенням. Тоді, тут Р_min = 0,5·1400=700 Па.

Теоретично необхідна кількість повітря для спалювання 1 м³ природного газу Q_p=34 МДж/м³ становить згідно проведених раніше розрахунків L_o=9,2 м³/м³.

Димовідвідний тракт складається з приєднувальної металевої труби діаметром d=130 мм і каналу, який проходить спочатку у внутрішній цегляній стіні, а потім - на горищі. Металева приєднувальна труба має довжину горизонтальної ділянки l₁= 2,7 м, вертикальної l₂=0,3 м і три повороти під КУТОМ 90º. Висота димоходу У внутрішній стіні до горища становить l₃=5 м, на горищі l₄=4 м. Товщина стінки каналу дорівнює 0,5 цеглини.

 

Димових газів.

Поперечні перерізи димових каналів визначають, виходячи з прийнятої швидкості продуктів спалювання ω = l,5...2,0 м/с при номінальній витраті газу або максимальному об'ємі продуктів спалювання, тобто V_п.с = 73,9 м³/год.

F_д = V_п.с./(3600·ω) = 79,3/(3600·1,5) = 0,0137 м².

Канал у цегельній стіні розміром 140х140 мм має площу поперечного перерізу F = 0,0196 м², що більше необхідного значення.

Тоді для прийнятої конструкції каналу в цегельній стіні швидкість димових газів дорівнює:

а) при номінальному тиску газу: (V_п.с = 73,9 м³/год)

ω_ном = 73,9/(3600·0,0196) = 1,05 м/с,

б) при зниженому тиску газу (V_п.с = 50,8 м³/год)

ω_зн = 0,72 м/с.

Швидкість продуктів згоряння в приєднувальній трубі при зниженому тиску газу:

ω₁ = 50.8/(3600·0,785·0,132) = 1,06 м/с

 

Визначення величини тяги.

Тягу визначаємо як суму тяги в кожній вертикальній дільниці димоходу

ΔΡ_TΣ = ΣΔΡ_T.i..

Величина тяги, що утворюється вертикальними ділянками димоходу складає:

· для дільниці від газового приладу до входу в стіну

ΔΡ_T = 0,0345·0,3(1/(273+20) – 1/(273+99,85))·101300 = 0,77 Па

· для внутрішнього димоходу

ΔΡ_T = 0,0345·4(1/(273+20) – 1/(273+79,3))·101300 = 8,03 Па

· для зовнішнього димоходу

ΔΡ_T = 0,0345·5(1/(273+20) – 1/(273+61,1))·101300 = 7,34 Па

Загальна тяга в димоході:

ΔΡ_ΤΣ = 0,77+8,03+7,34=16,14 Па.

 

Визначення втрат тиску.

а) Втрати тиску на тертя

Втрати тиску на тертя знаходять по формулі, згідно додатку 12 коефіцієнт гідравлічного тертя для оксидних металевих труб λ = 0,04. Густина продуктів спалювання прийнята рівною ρ_п.с. =1,3 кг/м³.

Втрати тиску складуть:

· в димовідвідній трубі

ΔP₁ = (0,04·3/0,13)·(1,06²/2)·1,3·(273 + 99,85)/273 = 0,92 Па

· у внутрішньому каналі

ΔP = (0,04·4/0,14)·(0,72²/2)·1,3·(273 + 79,3)/273 = 0,5 Па

· у зовнішньому каналі

ΔP = (0,04·5/0,14)·(0,72²/2)·1,3·(273 + 61,1)/273 = 0,59 Па.

Загальні втрати тиску на гідравлічне тертя становлять

ΣΔΡ_ΤΡ = ΔР₁ + ΔР₂ + ΔР₃ = 0,92 + 0,5 + 0,59 = 2,01 Па.

 

б) Втрати тиску в місцевих опорах

Втрати тиску в місцевих опорах знаходять по формулі. Значення коефіцієнтів місцевих опорів приймають по даним додатку 12.

Для приєднувальної металевої труби місцевими опорами є:

1) вхід в приєднувальну трубу - ξ₁ = 0,5;

2) три повороти під кутом 90º - ξ₂ = 3·0,9 = 2,7;

3) вхід в цегляний канал з поворотом під кутом 90º - ξ₃ = 1,2.

Сума складає Σξ = 0,5 + 2,7 + 1,2 = 4,4.

Для цегляної труби місцевим опором є вихід з димоходу - ξ₄ = 1,5.

Втрата тиску в приєднувальній трубі:

ΔР₄ = 4,4·(1,06²/2)·1,3·(273 + 99,85)/273 = 4,39 Па.

Те ж, в цегляному каналі (внутрішньому і зовнішньому):

ΔР₅ = 1,5·(0,72²/2)·1,3·(273 + 71,5)/273 = 0,64 Па.

Загальні втрати тиску в місцевих опорах складуть:

ΣΔΡ_м = ΔР₄ + ΔР₅ = 4,39 + 0,64 = 5,03 Па.

Сумарні втрати тиску в димовому каналі

ΣΔΡ_заг = ΣΔΡ_ΤΡ + ΣΔΡ_М = 2,01 + 5,03 = 7,04 Па.

Література

1. СНиП 2.01.01 – 82. Строительная климатология и геофизика. – М.,1983.

2. СНиП 2.04.08 – 87. Газоснабжение. – М.,1988.

3. Ткаченко В.А., Скляренко О.М., Предун К.М. “Проектування газопостачання населених пунктів, житлових і громадських будинків”.

Вихідні дані

Населений пункт поблизу м. Вінниці територіально поділений річкою на два адміністративних райони.

Район 1 забудований 1 – поверховими індивідуальними будинками. В районі є всі підприємства комунально-побутового обслуговування населення, дитячі та шкільні заклади, а також заклади охорони здоров’я. Теплопостачання громадських будинків здійснюється від центральної опалювальної котельні, а житлового фонду – від індивідуальних малометражних опалювальних котлів. Центральне гаряче водопостачання передбачається тільки для громадських споруд.

Район 2 представлений 9 – поверховими будинками. В районі також є всі підприємства комунально-побутового обслуговування населення та інші заклади. Теплопостачання житлових і громадських будинків – централізоване – від районної опалювальної котельні.

В населеному пункті є п’ять великих промислових підприємств:

1. ПП-1 – цегельний завод з потужністю агрегатів Q₁ = 5,0 МВт.

2. ПП-2 – меблева фабрика, Q₂ = 0,4 МВт.

3. ПП-3 – машинобудівний завод, Q₃ = 2,8 МВт.

4. ПП-4 – тютюнова фабрика, Q₄ = 3,9 МВт.

5. ПП-5 – молокозавод, Q₅ = 1,6 МВт.

Джерелом газопостачання міста є газорозподільна станція, яка знаходиться на західній околиці населеного пункту.

Для розрахунку внутрішнього газопроводу існує план 7-поверхового житлового будинку з h_пов = 2,8 м (в світлі). В кухнях квартир встановлені газові плити ПГ- 4 з тепловою потужністю Q = 10,5 кВт. Вводи газопроводів передбачені окремо в кожну кухню першого поверху з відмикаючими пристроями, передбаченими ззовні будинку. Матеріал газопроводів – сталь.

Кліматичні дані для населеного пункту поблизу м. Вінниці становлять:

1. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем опалення t_po= - 19ºC.

2. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування систем вентиляції t_pв= - 9ºC.

3. Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період t_co=-0,2ºC.

4. Тривалість опалювального періоду n_o= 191 діб.

 

 

Розрахунки газоспоживання

Розрахунок витрати газу комунально-побутовими споживачами