Защита газопроводов от коррозии.

1. Определяется поверхность всех защищаемых газопроводов:

Диаметры и длины газопроводов принимаются из спецификации на сети низкого и среднего давления.

2. Определяется плотность поверхности газопроводов на 1 га защищаемой территории:

3. Определяется плотность защитного тока:

– удельное сопротивление грунта;

4. Определяется сила защитного тока (с 30 % запаса):

5. Определяется количество катодных станций:

– ток одной станции; ;

6. Определяется радиус действия одной катодной станции:

Тип катодной станции подбирается в зависимости от силы защитного тока () и выходного напряжения. Выходное напряжение рассчитывается исходя из сопротивлений заземлителей анодных, соединительных кабелей и характеристик грунта. Для данных заземлителей напряжение составляет 20 В. Подбираемый тип станции должен иметь выходное напряжение с запасом 50% ().

Принимаем автоматическую катодную станцию типа ПАСК-М 0,6-48/24У1.

Номинальный ток 25 ;

Номинальное выпрямленное напряжение 48 ;

Мощность 0,6 .

 

Газоснабжение производственной котельной.

Общие данные.

Данный проект выполнен в соответствии с требованиями следующих нормативно-методических документов:

- СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы";

- СП 42-101-2011. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.

- СП 89.13330.2012. Котельные установки.

- СП 33.13330.2012 Расчет на прочность стальных трубопроводов.

Проект выполнен в соответствии с требованиями экологических, противопожарных и других норм, действующих на территории Российской Федерации.

Проектом предусматривается газоснабжение производственной котельной.

К установке приняты два водогрейных котла марки КСВаУ, мощностью 0,63 МВт-1 шт., мощностью 1,26 МВт-2 шт. Расход газа на котельную 148 /час.

Котлы оборудованы газовыми модулирующими горелками ГБак-0,85. Горелка работает на низком давлении.

Газоснабжение котельной предусматривается от существующего ввода газопровода среднего давления 0,293МПа Dy-125мм. В проектируемом ГРПШ котельной осуществляется снижение давления газа до 0,04МПа. Работа котельной предусматривается без обслуживающего персонала.

Отвод продуктов сгорания выполняется от каждого котла индивидуальным дымоходом ∅194Х294 мм (2шт), а затем в дымовую трубу H=16,0 м. Дымовые трубы в количестве 2 шт. устанавливаются в общую обойму.

Предусматривается изоляция дымовых труб - маты минераловатные прошивные марки 100, толщиной 100мм, покрывной слой - сталь тонколистовая оцинкованная по ГОСТ 14918-80.

 

Выбор котлов.

Согласно требуемой нагрузке к установке принимаем 2 водогрейных котла марки КСВаУ, мощностью 0,63МкВт – 1 шт., мощностью 1,26 МкВт – 2 шт.

К работе предлагаются к установке котел стальной водогрейный КСВаУ-0,63.Котел предназначен для отопления и горячего водоснабжения промышленных зданий и помещений. Отопительные котлы КСВаУ-0,63 представляют собой стальные водогрейные жаротрубные котлы. Первый ход котлов образован жаровой трубой. Второй ход образуют дымогарные трубы конвективной части котлов.

Котел КСВаУ-0,63 применяются в отопительных системах с абсолютным давлением воды не выше 0,6МПа и максимальной температурой нагрева воды 95⁰C.

Водогрейный стальной котел КСВаУ-0,63 является высококлассным котельным оборудованием, отвечающим самым строгим стандартам качества и прекрасно подходят для эксплуатации во всем спектре российских климатических условий.

Промышленные отопительные котлы мощностью 0,25-2,5МВт предназначены для теплоснабжения жилых, общественых, административных и промышленных зданий и сооружений с рабочим давлением воды в системе отопления не выше 0,6МПа.Все модели промышленных отопительных котлов комплектуются горелками и автоматикой. В зависимости от типа горелки они могут работать в трех- или двухступенчатом режиме регулирования теплопроизводительности. Главным достоинством котлов, укомплектованных горелками с трехступенчатым регулированием теплопроизводительности, является возможность их эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Комплект средств управления КСУБ позволяет полностью автоматизировать котельную, оснащенную нашими котлами и горелками, а также управлять работой нескольких котельных через единый диспетчерский пункт.

Выпускается котел предназначенный для работы на жидком топливе. Он комплектуется горелкой типа L8Z/2 ф. "Weishaupt" (Германия):

· вид топлива - дизельное топливо EL с вязкостью до 6 мм2/с при 20° С;

· расход топлива, кг/ч - 228;

· диапазон регулирования теплопроизводительности - 0; 50; 100.

Котел может комплектоваться горелкой М1001 "Marathon" (ф. "Драйцлер", Германия, работающей на природном газе среднего давления и жидкотопливной горелкой типа L7Z ф. "Weishaupt" (Германия).

 

 

При работе с горелкой М1001 "Marathon" котел имеет следующие технические характеристики:

· присоединительное давление газа, кПа - 12;

· номинальный расход газа, м3/ч - 118,7;

· регулирование теплопроизводительности - плавное от 40 до 100% с режимом ожидания.

При работе с горелкой типа L7Z ф. "Weishaupt" котел имеет следующие технические характеристики:

· вид топлива - дизельное топливо EL с вязкостью до 6 мм2/с при 20° С;

· расход топлива - 95 кг/ч;

· диапазон регулирования теплопроизводительности - 0; 50; 100.

Таблица 12 - Технические характеристики котлов КСВаУ-0,63 Гн

Номинальная теплопроизводительность, МВт предельные отклонения, %	0,63 + 7
Комплектуется горелками	ГБ-0,85**
Вид топлива	Газ природный низкого давления ГОСТ 5542-87
*КПД, %, не менее
Номинальный расход: жидкого топлива, кг/час газа, м3/час	- 70
Присоединительное давление газа, кПа	3,0
Режим работы	Автоматический (с повторным пуском, без постоянного присутствия дежурного персонала)
Регулирование теплопроизводительности	Трехступенчатое
Диапазон регулирования теплопроизводительности по отношению к номинальной, %	0; 40; 100
Температура уходящих газов, ° С, не менее
Давление газов в топке, Па, не более
Параметры теплоносителя: - раб. давление воды, МПа, не более - max t° воды на выходе, ° С, не более - min температура воды на входе, ° С - расход воды через котел, т/ч - рабочее давление пара, МПа - max давление пара, МПа - температура пара, ° С, не менее	0,6 95 70 22 - - -

 

Гидравлическое сопротивление котла, кПа
Номинальное разрежение за котлом, Па, не более
Присоединительные размеры: - диаметр газопровода - входа-выхода воды, мм - сечение газохода, мм	G2'' Ду 80 194х294
Давление жидкого топлива перед горелкой, МПа, не менее	-
Масса, кг, не более
Габаритные размеры, мм, не более: с горелкой длина ширина высота без горелки длина ширина высота	3390 1100 1815 2430 1032 1815
*Удельный выброс оксида углерода, мг/м3, не более (норма)
*Удельный выброс оксидов азота, мг/м3, не более (норма)
*Уровень звука в контрольных точках, дБА
Параметры топочной камеры: размер сечения, мм длина, мм	620х560 1680
Водяной обьем, м3	0,5
Поверхность нагрева, м2	14,37
Коэффициент избытка воздуха за котлом	1,15^+0,2
Напряжение питания электродвигателей и системы автоматики, В	380/220 50Гц
Установленная мощность электродвигателей, кВт	1,5
Класс котла	II
Средний срок службы, лет

Расчет газопроводов.

На газопроводах котельной предусмотрены продувочные трубопроводы от наиболее удаленных от места ввода участков газопровода, а также от отвода к котлу. Продувочные газопроводы обеспечивают удаление воздуха и газовоздушной смеси из газопроводов перед пуском котла, а также вытесняют воздухом газ при ремонте или длительной остановке котельной. На продувочных газопроводах предусмотрены отключающее устройство, а также штуцер для отбора проб газа.

Продувочные газопроводы выводят из зданий на высоту не менее чем на 1 м выше крыши, в месте, где обеспечиваются безопасные условия для рассеивания газа. Для исключения попадания в продувочный газопровод атмосферных осадков на его конце монтируют защитный зонт.

Диаметры газопроводов определяют с помощью гидравлического расчета.

Целью гидравлического расчета является определение внутреннего диаметра труб для пропуска необходимого количества газа при допустимых потерях давления.

В нашем случае давление газа перед горелкой котла, исходя из устойчивой ее работы, составляет 1,8-4,5 кПа (номинальное давление газа перед горелко 3 кПа).

Гидравлически расчет газопровода начинается с определения длин расчетных участков и расходов газа на них.

Потери давления от местных сопротивлений не рассчитываются, а принимаются в размере 10% от потерь давления на трение. Вычисляется среднее значение удельных потерь давления на 1 м газопровода R_ср отдельно для каждого направления по формуле:

где - допустимые потери давления в газопроводе ();

-сумма длин участков расчетного давления;

По величине R_ср и расходу наза Q_р.ч по номограмме определяются значения диаметров газопровода d_y и фактические удельные потери давления R_ф для каждого участка каждого направления, затем рассчитываются потери давления на трение . В последней графе величину умножают на 1,1 чтобы добавить 10% потерь давления на местные сопротивления.

Потери давления параллельных направлений или участков должны быть увязаны с точностью + 10%.

Результаты гидравлического расчета представлены в таблице 13.

Таблица 13 – Гидравлический расчет газопровода

№ участка	, м	, м^3/ч	, мм	, Па/м	, Па	, Па
1-2	17,9			2,6	46,5	51,15
2-3	3,6				64,8	71,28
3-5	5,3				64,8	71,28
2-4	5,3				64,8	71,28

Давление на 1 горелке: 4000-(51,15+71,28+71,28)-60=3746,29 [Па]=3,75 [кПа]

Давление на 2 горелке: 4000-(51,15+71,28)-60=3817,59[Па] =3,82 [кПа]

3,75 ∈ (1,8-4,5кПа) 3,82∈ (1,8-4,5кПа)

Вывод: согласно гидравлическому расчету, давление на горелках лежит в пределах их устойчивой работы.

 

Расчёт продувочного газопровода.

1) Определяем объем продувки по формуле:

где – диаметры подающего газопровода, м;

– длина участка с диаметром , м.

2) Для полного замещения заданного объёма одной газовой среды на другую необходим 10-ти кратный объём, т. е.

3) Зададимся временем продувки 15 минут, тогда диаметр продувочного газопровода определим по формуле:

где – часовой расход газа (воздуха) через продувочный газопровод,

– скорость воздуха в трубе, м/с, принимаем 15 ;

принимаем к установке трубу с диаметром условного прохода 30 мм.

4) Уточняем время продувки:

следовательно,

Дымоудаление и вентиляция.

 

Отвод продуктов сгорания выполняется от каждого котла индивидуальным дымоходом с сечением (2шт), а затем в дымовую трубу H=16,0 м (1шт). Дымовая труба в количестве 1 шт. устанавливаются в общую обойму. Дымовые трубы обеспечивают полное удаление дымовых газов.

Исходные данные: Дымоход 1,2:

- котел водогрейный КСВаУ 0,63 МВт;

- индивидуальный газоход котла сечением 194х294;

- котел водогрейный КСВаУ 0,63 МВт;

- индивидуальный газоход котла сечением 194х294;

- температура уходящих газов (при т-ре котловой воды 80 ) - 165 ;

- температура уходящих газов (при частичной загрузке) - 125 .

Объем дымовых газов от котлов по сечениям:

– расход газа на котел,

– объем продуктов сгорания, (табл. XII [30])

– теоретический объем воздуха, необходимого на горение . XII [30])

– коэффициент избытка воздуха, ;

– температура уходящих газов 165 ;

– номинальная теплопроизводительность котла, ;

– КПД котельной установки 92%;

Скорости дымовых газов:

– площадь сечения,

– дымовой патрубок котла;

;

– дымовой патрубок котла;

.

Сопротивление дымовых газов:

Расчет сопротивлений ведется по плотности сухого воздуха при давлении 760мм.рт.ст и 0

– сопротивление топки котла, преодолевается горелкой;

Потери давления на местные сопротивления:

Поправочный коэффициент на потери давления на трение

Поправочный коэффициент на местные сопротивления

 

Местные сопротивления:

Дымоход 1:

Участок 1:

диффузор - 0,05

отвод 90 - 0,17

– 0,22 0,62=0,136

Участок 2:

тройник проходной – 1,2

выход из трубы – 1,0

– 2,2 0,62=1,364

 

Таблица 14 – Аэродинамический расчет системы дымоудаления

№ уч-ка	Кол-во продуктов сгорания	Длина	Скорость	дымохода	Потери давления, R	RL			Z	RL+Z,кг/
	Дымовая труба №1
		2,5	7,03		0,103	0,258	3,03	0,1364	0,413	0,671
		10,5	5,36		0,075	0,788	1,76	1,364	2,4	3,188
										3,859
	Дымовая труба №2
		2,5	7,03		0,103	0,258	3,03	0,1364	0,413	0,671
		10,5	5,36		0,075	0,788	1,76	1,364	2,4	3,188
										3,859

Самотяга дымовой трубы:

Для котлов КСВаУ 0,63 МВт:

При

=

= ;

– коэффициент, изолированная металлическая труба.

= ;

Сопротивление тракта дымовых труб 3,859 мм.в.ст меньше самотяги 6,72 мм.в.ст.;

 

 

Расчетная высота дымовой трубы определяется по формуле:

– 750 барометрическое давление, мм.рт.ст;

– температура наружного воздуха,

– 165 средняя температура дымовых газов в трубе,

– газовое сопротивление котельной установки, кГ/ .

Конструктивно принята труба высотой 16,0 м.

При использовании любого котлового оборудования, происходит сжигание топлива, будь то газ, твердые или жидкие виды топлива, а, как известно, при горении поглощается кислород. Благодаря этому процессу, котел всасывает большое количество воздуха.

Для нормальной работы отопительной установки, работающей на сжигании газа или жидкого топлива, требуется постоянный приток свежего воздуха в определенном объеме и утилизация продуктов горения, то есть должна присутствовать вытяжная и приточная вентиляция котельной.

Приток естественный. Воздух забирается снаружи.

Воздух на приток необходим в 3-х кратном размере.

1) Подбираем приточные решетки.

– объем котельного зала,

– теоретический объем воздуха, необходимого на горение,

3 – кратность воздухообмена,

2) Определяем требуемую площадь сечения:

– объем приточного воздуха,

– рекомендуемая скорость движения воздуха в жалюзийной решетке, принимаем

3) Принимаем решетку СТД 5289 с площадью живого сечения и находим количество решеток:

К установке принимаем 7 решеток типа СТД 5289 с площадью живого сечения

Также принимаем к установке клапан воздушный утепленный КВУ 600 с площадью живого сечения

Вытяжка естественная. Объем вытяжного воздуха равен объему приточного воздуха.

Принимаем к установке 3 дефлектора. Площадь одного дефлектора:

К установке принимаем 3 дефлектора типа ЦАГИ , .

Также принимаем к установке клапан воздушный утепленный КВУ 600 с площадью живого сечения

Освещение.

Требуемая площадь оконных проемов для естественного освещения соответствует условию 300 см² на 1 м³ объема помещения.

Требуемая площадь оконных проемов:

м².

Фактическая площадь оконных проемов:

м².

Искусственное освещение – электрическое согласно ПУЭ, достаточное для производства работ и обслуживания. Выполнено во взрывобезопасном исполнении. Напряжение электрической сети ~230В в системе с глухозаземленной нейтралью трансформатора. Все металлические нетоковедущие части электрооборудования

подлежат заземлению.

Окна выполняют роль легко сбрасываемых строительных конструкций.

 

Подбор оборудования ГРПШ.

ШГРП представляет собой металлический шкаф с теплоизоляцией. В шкафу размещено технологическое оборудование. Для удобства обслуживания в шкафу имеются дверцы, обеспечивающие доступ к технологическому оборудованию. Для обогрева ШГРП шкафного в холодное время года предназначены обогреватели, газ к которым подводится по газопроводу.

Технологическое газовое оборудование принятого ШГРП состоит из двух линий редуцирования: основной и резервной. Газ через кран (задвижку) поступает к фильтру, где происходит очистка от механических примесей, и поступает к клапану предохранительному запорному, предназначенному для автоматического отключения подачи газа в случае повышения или понижения давления после регулятора сверх установленного. Через клапан газ поступает к регулятору давления, предназначенному для снижения давления газа и поддержания его в заданных пределах. От регулятора давления через кран (задвижку) газ поступает к потребителю. Манометры служат для контроля давления в основной и резервной линиях. Краны (задвижки) предназначены для перекрытия основной (резервной) лини редуцирования.

При подборе ШГРП базовыми являются рабочие параметры, обеспечиваемые регулятором давления газа (входное и выходное давление, пропускная способность). Поэтому при подборе необходимо руководствоваться основными принципами выбора регуляторов давления, изложенными в пункте подбора оборудования ГРП.

Давление газа на входе в ГРПШ принимается из расчета сети среднего давления, а расчетный расход газа равен 148 м³/ч.

Принимаем к установке ГРПШ-400 GRPSH-400 со следующими характеристиками:

Регулируемая среда	Природный газ по ГОСТ 5542-87
Регулятор давления газа	РДНК-400
Максимальное входное давление, МПа	0,6
Диапазон настройки выходного давления, кПа	2,0 — 5,0
Пропускная способность, м³/ч, при входном давлении, Мпа:	РДНК-400
При Рвх: 0,05 МПа
При Рвх: 0,1 МПа
При Рвх: 0,2 МПа
При Рвх: 0,3 МПа
При Рвх: 0,4 МПа
При Рвх: 0,5 МПа
При Рвх: 0,6 МПа
Неравноммерность регулирования, %	±10
Диапазон настройки срабатывания, кПа:
При повышении входного давления, кПа:	1,2 — 1,8
При понижении входного давления, кПа:	0,2 — 0,5
Клапан предохранительный сбросной	КПС-Н
Давление начала срабатывания сбросного клапана, кПа	2,0 — 6,5
Температура окружающего воздуха, °С	-40...+60
Система обогрева	ГАЗОВОЕ «ДА» / «НЕТ»
Расход для системы обогрева, м³/ч	0,05±15%
Присоединительные размеры: входного патрубка, мм выходного патрубка, мм импульса, мм	Ду 50 Ду 50 Ду 15
Соединение: входного патрубка, выходного патрубка, импульса	Сварное, по ГОСТ 16037-80
Межремонтный интервал (ТР, ТО)
Средний срок службы, лет
Назначенный срок службы, лет
Масса, кг

 

Выполняем пересчет пропускной способности регулятора давления и выполнение условия его устойчивой работы.

 

Регулятор давления

Давление газа перед регулятором давления (ориентировочно принимаем волосяной фильтр):

Давление газа после регулятора давления:

Принимаем к установке регулятор давления РДНК-400

.

Соотношение входного и выходного давления:

Соотношение табличных значений давлений:

Производим пеесчет пропускной способности регулятора давления по формуле:

Проверяем, входит ли расчетный расход в пределы устойчивой работы регулятора по формуле:

Как видно, данный регулятор давления марки РДНК-400 отвечает требованиям устойчивой работы, поэтому ГРПШ принят верно.