2015-04-17
7770
Потребление газа характеризуется большой неравномерностью по месяцам года, дням, неделям и часам суток.
Режим работы системы газоснабжения зданий зависит от многих факторов: в жилых зданиях – от числа и типа установленных газовых приборов, степени благоустройства зданий, климатических условий, времени года, количества людей, проживающих в зданиях; в коммунально-бытовых, общественных и производственных зданиях, помимо перечисленных факторов – от характера работы технологического оборудования и технологических процессов, режима работы цехов и предприятия в целом.
Системы газоснабжения рассчитывают на подачу максимального расчетного часового расхода газа, который определяется по годовой потребности в газе.
Максимальный часовой расход газа на хозяйственные и производственные нужды при нормальных условиях (давлении 0,1 Мпа при 0°С) определяют по формуле
где 
– годовой расход газа, м3/год; 
− коэффициент перехода от годового расхода газа к максимальному часовому (коэффициент часового максимума расхода газа).
|
|
|
Для жилых и общественных зданий расчетный часовой расход газа определяют с учетом общего числа газовых однотипных приборов n, числа их типов или однотипных групп m, номинального расхода газ одним газовым прибором – по паспорту или технической характеристике 
, м3/ч, и коэффициенту одновременного действия приборов 
, по формуле
Для расчета газопроводов выполняют гидравлический расчет из условий бесперебойной подачи газа в часы максимального газопотребления.
Расчет трубопроводов газовой сети сводится к подбору диаметров труб по расчетным расходам и потерям давления газа.
Предварительное определение диаметров отдельных расчетных участков газопроводов выполняется по формуле
где 
− часовой расход газа, м3, при нормальных начальных условиях давления и температуры газа (0,1 Мпа и 0°С); 
− абсолютное давление газа на расчетном участке газопровода, МПа; 
– скорость движения газа, м/с.
Далее определяют падение давления газа по длине газопровода и в местных сопротивлениях: на поворотах, в соединениях, в фасонных частях, арматуре и пр. С учетом дополнительного гидростатического напора газа это падение давления сравнивают с допустимым. Если падение давления превышает допустимую величину, то делают перерасчет диаметров на отдельных расчетных участках в сторону их увеличения.
Падение давления газа по длине газопровода низкого давления определяют в зависимости от режима движения газа, который характеризуется числом Рейнольдса:
Для ламинарного режима движения газа при Re ≤ 2000 падение давления газа на трение по длине:
|
|
|
для турбулентного режима при Re > 4000
где 
– падение давления, Па; 
– расход газа, м3/ч, при нормальных условиях (давление 0,1 МПа и температуре 0°С); d – внутренний диаметр газопровода, см; – коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с, при нормальных начальных условиях состояния газа; 
– плотность газа, кг/м3, тоже при нормальных начальных условиях состояниях газа; 
– эквивалентная абсолютная шероховатость труб: для стальных труб = 0,01, полиэтиленовых = 0,005; 
– расчетная длина участка газопровода одного диаметра, см.
Для внутренних и наружных газопроводов расчетную длину определяют с учетом приведенной длины, зависящей от эквивалента длины трубы, учитывающей местные сопротивления:
где – расчетная длина газопровода, м; 
– действительная длина газопровода, м; 
− приведенная длина газопровода, м, равная:
– эквивалентная длина, на которой падение давления газа на трение равно падению давления в местных сопротивлениях при 
= 1; ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке газопровода длиной .
Эквивалентную длину определяют по формулам:
для ламинарного режима движения газа
для турбулентного режима движения газа
0,25
Для жилых домов в газопроводах низкого давления местные потери давления газа определяют как часть от потерь по длине, т.е. линейных потерь, %:
от ввода до стояка………………………………………………………… 25
на стояках……………………………………………………………………20
на внутриквартирной разводке в зависимости от длины, %:
до 2 м………………450 до 7 м…………………120
» 4 м………………300» 12 м…………………50
Допустимую величину потерь давления принимают:
во внутренних и дворовых газопроводах……………60 даПа (60 мм)
в уличных и внутриквартальных газопроводах…….120 даПа (120 мм)
Таким образом, общая допустимая потеря давления в распределительных сетях низкого давления (от ГРП до самого отдаленного потребителя газа) составляет 180 даПа.
При гидравлическом расчете газопроводной сети здания необходимо учитывать естественный гидростатический напор газа, возникающий в связи с тем, что плотность газа меньше плотности воздуха, и как результат газ поднимается вверх по газопроводу.
Гидростатический напор, Па, определяют по формуле
где 
– высота подъема газа, т.е. разность геодезических отметок начального и
конечного участка газопровода, м;
и – плотность воздуха и газа, кг/м3, при нормальных начальных условиях
состояния газа (давлении 0,1 МПа и температуре 0°С).
В результате гидравлического расчета следует проверить условие обеспечения подачи газа потребителям, т.е. чтобы давление газа на вводе 
было не меньше требуемого давления 
с учетом гидростатического напора 
:
Величина требуемого давления равна:
где 
– необходимое давление газа у диктующего газового прибора, Па или даПа; 
− гидростатический напор, Па;
∑ 
– сумма потерь давления по длине и в местных сопротивлениях в сети от ввода до диктующего газового прибора, Па.
Если неравенство не выполняется, то следует увеличить диаметры труб, с тем чтобы уменьшить общие потери давления.
Для нормальной работы бытовых газовых приборов всегда указывается номинальное давление газа 2 (200 мм) или 1,3 кПа (130 мм), поэтому после ГРП в газовой сети устанавливают давление газа соответственно 3 (300 мм) или 2 кПа (200 мм).
Таким образом, при расчете газовых сетей в зданиях необходимо учитывать следующие условия:
1. На вводе создается располагаемое давление газа 
, равное действующему (фактическому) давлению 
плюс дополнительное естественное давление газа (гидростатический напор), т.е.
2. Располагаемое давление всегда должно быть не меньше требуемого:
3. Требуемое давление складывается из потерь по длине и в местных сопротивлениях и номинального давления у газовых приборов без естественного гидростатического напора.
|
|
|
4. Расчет газовой сети следует выполнять правильно, чтобы сумма допустимых потерь давления в газовых сетях не была бы меньше фактических потерь:
Допустимая величина потерь давления в газовых сетях приведена
в табл. 25.1.
Таблица 25.1
| арактеристика газовых сетей | Допустимая потеря давления | ||
| Природный газ теплотой сгорания 33,36 мДж/м3, давление перед приборами 2 кПа (200 мм) | Природный газ, давление перед приборами 1,3 кПа (130 мм) | Искусственный и смешанный газ теплотой сгорания 13,9-20,1 мДж/м3, давление перед приборами 1,3 кПа (130 мм) | |
| Одноэтажная застройка: дворовая сеть внутри зданий Многоэтажная застройка: дворовая сеть внутри зданий |
