Расчет характеристик газообразного топлива

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВО Оренбургский государственный аграрный университет

Инженерный факультет

Кафедра «Электротехнологии и электрооборудование»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

Методические рекомендации по выполнению

расчетно-графической работы

Оренбург – 2016

УДК 662.6

ББК 38.7я7

П-79

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией Инженерного факуль­тета ФГБОУ ВО «Оренбургский госу­дарственный аграрный университет» (председатель комиссии – профессор Асманкин Е.М.)

Проектирование систем энергообеспечения: методические рекомендации по выполнению расчетно-графической работы / И.А. Рахимжанова, М.Б. Фомин - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2016 - 38 с.

Методические рекомендации содержат краткие теоретические сведения по выполнению расчетно-графической работы. Предназначены для студентов направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия», профиль подготовки «Электрооборудование и электротехнологии».

© Оренбургский государственный аграрный

университет, 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение ………………………………………………………………………...
2. Расчет характеристик газообразного топлива ……………………………….
3. Определение численности населения проектируемого района города ……
4. Трассировка газовых сетей ……………………………………………………
5. Определение расчетных расходов газа на участках кольцевых газо-проводов …………………………………………………………………………..  
6. Гидравлический расчет газопроводов ………………………………………..
7. Приложения 1-15 ………………………………………………………………
8. Библиографический список …………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для студентов, выполняющих расчетно-графическую работу «Газоснабжение населенного пункта». Выполнение расчетно-графической работы имеет цель: закрепить теоретический материал по основным вопросам раздела «Газоснабжение», приобрести навыки самостоятельной работы в области про­ектирования систем газоснабжения и опыт работы со справочной и специаль­ной литературой.

В расчетно-графической работе необходимо разработать двухступенчатую систему распределе­ния газа с выполнением первой ступени газопроводами среднего (высокого) давления, а второй - низкого давления. От сети среднего (высокого) давления запроектировать снабжение газом сосредоточенных потребителей: газорегуляторных пунктов (ГРП), котельной, хлебозавода, бани, прачечной. От сети низ­кого давления проектируется газоснабжение хозяйственно-бытовых и комму­нальных потребителей. Поселковая распределительная сеть низкого давления должна быть запроектирована кольцевой.

В задании на расчетно-графическую работу указываются:

1) газифицируемый населенный пункт;

2) номер генплана района строительства;

3) вид покрытия проездов и тротуаров;

4) плотность населения в районе строительства;

5) наружный строительный объем жилых зданий на одного человека;

6) газовое месторождение и состав газа;

7) давление газа в точке подключения городской газовой сети к газораспределительной станции (ГРС);

8) расстояние от ГРС до городской газовой сети;

9) расположение ГРС относительно района города;

10) процент охвата газоснабжением хозяйственно-бытовых, коммунальных и сосредоточенных потребителей.

К заданию на расчетно-графическую работу прилагаются: генплан проектируемого рай­она; план расчетного квартала; план газифицируемого здания (жилого дома) с указанием этажности.

Вариант задания выдается преподавателем и состоит из двух частей, на­пример, вариант № 12/07. Пример оформления задания на расчетно-графическую работу приведен в прил. 1, а варианты заданий - в прил. 2-4.

В содержание проекта входят:

1.Расчетно-пояснительная записка (объем 15-20 с), которая должна включать в себя следующие разделы: а) введение; б) расчет характеристик га­зообразного топлива; в) расчет численности населения проектируемого района; г) расчет потребления газа по зонам застройки; д) трассировка газопроводов и определение оптимального количества ГРП; е) определение путевых и расчет­ных расходов газа по участкам кольцевой сети; ж) гидравлический расчет газо­проводов; з) выводы; и) библиографический список.

2. Графическая часть должна включать: а) генплан проектируемого района населенного пункта; б) расчетные схемы га­зопроводов среднего и низкого давлений с указанием расходов, длин расчетных участков и диаметров;

В приложениях к методическим указаниям приводятся также справочные данные, номограммы и таблицы, необходимые для расчетов и проектирования.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Высшая и низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива определяется по формуле

Расчет характеристик газообразного топлива - №1 - открытая онлайн библиотека ,

где Расчет характеристик газообразного топлива - №2 - открытая онлайн библиотека - теплота сгорания сухого газообразного топлива, кДж/м3; Q1, Q2, Q3, …, Qk – теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное топливо, кДж/м3; х1, х2, …, хk - объемные доли компонентов, составляющих газообразное топливо, %.

Плотность сухого газа определяют как сумму произведений плотностей компонентов, составляющих газообразное топливо, на их объемные доли:

Расчет характеристик газообразного топлива - №3 - открытая онлайн библиотека ,

где Расчет характеристик газообразного топлива - №4 - открытая онлайн библиотека - плотность сухого газа, кг/м3; Расчет характеристик газообразного топлива - №5 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №6 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №7 - открытая онлайн библиотека , …, Расчет характеристик газообразного топлива - №8 - открытая онлайн библиотека – плотности компонентов, кг/м3.

Относительная плотность сухого газа по воздуху Расчет характеристик газообразного топлива - №9 - открытая онлайн библиотека , кг/м3, равна

Расчет характеристик газообразного топлива - №10 - открытая онлайн библиотека ,

где Расчет характеристик газообразного топлива - №11 - открытая онлайн библиотека =1,293 – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м3 сухого газа при нормальных физических условиях, равно:

Расчет характеристик газообразного топлива - №12 - открытая онлайн библиотека

где Расчет характеристик газообразного топлива - №13 - открытая онлайн библиотека - теоретически необходимое количество воздуха, (м3 возд.)/(м3 газа); Расчет характеристик газообразного топлива - №14 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №15 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №16 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №17 - открытая онлайн библиотека , Расчет характеристик газообразного топлива - №18 - открытая онлайн библиотека - содержание отдельных компонентов газообразного топлива, %.

Реакции горения, теплоты сгорания и плотности сухих газов при нормаль­ных физических условиях приведены в [1]или прил. 5,6.

Характеристики газа, определенные по приведенным выше формулам, сводят в табл. 1.

Таблица 1

Характеристики газообразного топлива при нормальных физических условиях (Т=273,15 К, Р=101,325 Па)

Теплота сгорания, кДж/м3 Плотность газа, Расчет характеристик газообразного топлива - №19 - открытая онлайн библиотека , кг/м3 Относительная плотность, Расчет характеристик газообразного топлива - №20 - открытая онлайн библиотека Теоретически необходимый объем воздуха, Расчет характеристик газообразного топлива - №21 - открытая онлайн библиотека , м3/ м3
Высшая Расчет характеристик газообразного топлива - №22 - открытая онлайн библиотека Низшая Расчет характеристик газообразного топлива - №23 - открытая онлайн библиотека
         

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОЕКТИ-РУЕМОГО НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Общая численность населения района подсчитывается, исходя из плотности населения в данном районе и площади каждого квартала.

Плотность населения Расчет характеристик газообразного топлива - №24 - открытая онлайн библиотека , чел./га, принимаем по заданию, а площадь квартала Расчет характеристик газообразного топлива - №25 - открытая онлайн библиотека , га, определяем расчетом по генплану.

Численность населения в квартале Расчет характеристик газообразного топлива - №26 - открытая онлайн библиотека , чел., рассчитываем по формуле:

Расчет характеристик газообразного топлива - №27 - открытая онлайн библиотека .

Определяем численность населения по зонам застройки, на которые разбиваем газоснабжаемую территорию проектируемого населенного пункта. При этом считаем газовую нагрузку для каждой зоны равномерно распределенной, но отличающейся для отдельных зон значениями удельных часовых расходов, отнесенных к единице площади. В качестве критерия для разделения по зонам принимаем степень использования газа в жилых домах. Тогда можно считать, что населенный пункт условно разделяется на две зоны: первая – кварталы с домами, в которых проектируются газовые плиты и централизованное горячее водоснабжение от котельной; вторая – кварталы с домами, в которых проектируются газовые плиты и местное горячее водоснабжение от газовых проточных водонагревателей.

Суммируя численность населения каждого квартала, определяют число жителей по зонам застройки Nзон, чел. и общую численность населения в районе Nр, чел. Результаты расчетов сводят в табл. 2.

Таблица 2