Дипломная работа: Проектирование газораспределительных сетей низкого давления

На рекультивируемых землях засыпку газопровода производят с послойным уплотнением грунта и без устройства валика над газопроводом.

7. ВЫБОР ТИПА ПУНКТА РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА, РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ.

7.1 Выбор оборудования ГРП

В данном дипломном проекте выбран газорегуляторный пункт шкафного типа марки 13-2Н-У.

ГРПШ, газорегуляторные установки и пункты газорегуляторные блочные (в дальнейшем пункты) предназначены для редуцирования высокого или среднего давления на требуемое, автоматического поддержания заданного выходного давления независимо от изменения расхода и входного давления, автоматического отключения подачи газа при аварийных повышении или понижении выходного давления от допустимых заданных значений, очистки от механических примесей газа, поставляемого по ГОСТ 5542-2014

Таблица 6 - Параметры ГРПШ

В состав пункта входят:

- узел фильтра;

- основная линия редуцирования давления газа;

- резервная линия редуцирования давления газа.

1 - запорная арматура; 2 - фильтр; 3 - входной манометр; 4 -регулятор давления газа; 5 - предохранительный сбросной клапан; 6 - кран трехходовой; 7 - регулятор давления газа (на отопление); 8 - газогорелочное устройство; 9 - запорная арматура; 10, 11, 12 - запорная арматура; 13 - выходной манометр

Рисунок 2 - Схема пневматическая функциональная

Принцип работы. Газ по входному трубопроводу через входной кран (рисунок 2), фильтр поступает к регулятору давления газа, где происходит снижение давления газа до установленного значения и поддержание его на заданном уровне, и далее через выходной кран поступает к потребителю.

Контроль выходного давления производится выходным манометром.

При повышении выходного давления выше допустимого заданного значения открывается сбросной клапан, в том числе встроенный в регулятор, и происходит сброс газа в атмосферу.

При дальнейшем повышении или понижении контролируемого давления газа сверх допустимых пределов срабатывает предохранительно-запорный клапан, встроенный в регулятор, перекрывая вход газа в регулятор.

На входном газопроводе установлен манометр, предназначенный для замера входного давления и определения перепада давления на фильтрующей кассете. Максимально допустимое падение давления на кассете фильтра-- 10 кПа.

В случае ремонта оборудования газ поступает к потребителю через резервную линию редуцирования, где газ по входному трубопроводу через входной кран, фильтр поступает к регулятору давления газа. Здесь происходит снижение давления газа до установленного значения и поддержание его на заданном уровне, и далее через выходной кран газ поступает к потребителю.

Контроль выходного давления производится выходным манометром На основной и резервной линиях редуцирования после входного крана 1, после регулятора давления газа предусмотрены продувочные трубопроводы.

7.2 Расчет пропускной способности ГРП

Пропускная способность регулятора давления при Р_вх=0,3 МПа и Р_вых=0,003МПа рассчитывается по формуле

, м³/ч;3 (43)

где ?Р - перепад давлений, МПа;

с_о - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Р₂ - давления газа на выходе из регулятора, МПа.

Нормальная работа регулятора давления обеспечивается при условии, когда его максимальная пропускная способность составляет не более 80%, а минимальная не менее 10% от расчетной пропускной способности. 0,00065043

Коэффициент загрузки регулятора находится по формуле

, %((44)

где Q_{расч (max)} - максимальный расчетный расход, м³/ч.

Так как коэффициент загрузки находится в пределах 10…80%, то регулятор выбран правильно.

Пропускная способность предохранительно-сбросного клапана рассчитывается по формуле

Q_ПСК?0,0005xQ_рег, м³/ч, (45)

где Q_рег - пропускная способность регулятора давления, м³/ч.

Q_ПСК?0,0005x269,5?0,135 м³/ч.

Пропускная способность фильтра вычисляется по формуле

, м³/ч. (46) м³/ч.

Так как пропускная способность больше расчетного расхода и пропускной способности и регулятора, фильтр подобран правильно.

7.3 Общие требования к ГРПШ

Оборудование ГРПШ должно размещаться в шкафу, выполненном из негорючих материалов, а для ГРПШ с обогревом - с негорючим утеплителем.

ГРПШ размещают отдельно стоящими или на наружных стенах зданий, для газоснабжения которых они предназначены. На наружных стенах зданий размещение ГРПШ с газовым отоплением не допускается.

Допускается размещать ГРПШ ниже уровня поверхности земли, при этом такой ГРПШ следует считать отдельно стоящим.

Расстояния от отдельно стоящих ГРПШ до зданий и сооружений должны быть не менее указанных в таблице 5 и 6.2.2.

ГРПШ с входным давлением газа до 0,3 МПа включительно устанавливают:

· на наружных стенах жилых, общественных, в том числе административного назначения, административных и бытовых зданий независимо от степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности при расходе газа до 50 м³/ч;

· на наружных стенах жилых, общественных, в том числе административного назначения, административных и бытовых зданий не ниже степени огнестойкости III и не ниже класса конструктивной пожарной опасности С1 при расходе газа до 400 м³/ч.

ГРПШ с входным давлением газа до 0,6 МПа включительно устанавливают на наружных стенах производственных зданий, общественных и бытовых зданий производственного назначения с помещениями категорий В4, Г и Д и котельных.

ГРПШ с входным давлением газа свыше 0,6 МПа на наружных стенах зданий устанавливать не допускается.

При установке ГРПШ с входным давлением газа до 0,3 МПа включительно на наружных стенах зданий расстояние от стенки ГРПШ до окон, дверей и других проемов должно быть не менее 1 м, а при входном давлении газа свыше 0,3 до 0,6 МПа включительно - не менее 3 м. При размещении отдельно стоящего ГРПШ с входным давлением газа до 0,3 МПа включительно его следует размещать со смещением от проемов зданий на расстояние не менее 1 м.

Допускается размещение ГРПШ на покрытиях с негорючим утеплителем газифицируемых производственных зданий степеней огнестойкости I-II, класса конструктивной пожарной опасности С0 со стороны выхода на кровлю на расстоянии не менее 5 м от выхода.

7.4 Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок

Выбор оборудования ГРП и ГРУ начинается с определения типа регулятора давления газа. После выбора регулятора давления определяются типы предохранительно-запорных и предохранительно-сбросных клапанов. Далее подбирается фильтр для очистки газа, а затем запорная арматура и контрольно-измерительные приборы.

Выбор регулятора давления

Регулятор давления должен обеспечивать пропуск через ГРП необходимого кол-во газа и поддерживать постоянное давление его независимо от расхода.

Расчётное уравнение для определения пропускной способности регулятора давления выбираются в зависимости от характера истечения газа через регулирующий орган.

При докритическом истечении, когда скорость газа при проходе через клапан регулятора не превышает скорость звука, расчётное уравнение записывается в виде:

V_Р = 5260 х K _V х ??х ?(?P хP₁ / ?_О х T хZ), (47)

При сверх критическом давлении, когда скорость газа в клапане регулятора давления превышает скорость звука, расчётное уравнение имеет вид:

V_Р = 5260 х K _V х ?_?КР?х P₁ х ?(??P / P1) _КР/ ?_О х T х Z) (48)

В формулах:

K _V - коэффициент пропускной способности регулятора давления;

?- коэффициент, учитывающий неточность исходной модели для уравнений;

??????????????????????????????????= 1 - 0,46 х (?P / P₁), (49)

??????????????????????????????_?КР = 1 - 0,46 х (?P / P₁) _КР , (50)

?P - перепад давлений в линии регулирования, МПа

???????????????????????????????P = P₁ - P₂ - ?P _КР, (Мпа) (51)

где P₁ - абсолютное давление газа перед ГРП или ГРУ, МПа;

P₂ - абсолютное давление газа после ГРП или ГРУ, МПа;

P ₁ = 0,15 + 0,1 = 0,25 (МПа),

P ₂ = 0,005 + 0,1 = 0,105 (МПа),

?P - потери давления газа в линии регулирования, обычно равные 0,007 МПа;

??P / P₁) _КР = 0,5

?_КР = 1 - 0,46 х 0,5 = 0,77

?_О = 0,73 -плотность газа при нормальном давлении, кг/м³;

Т - абсолютная температура газа равная 283 К;

Z - коэффициент, учитывающий отклонение свойств газа от свойств идеального газа (при Р1 ??????МПа Z = 1).

Расчётный расход V_Р должен быть больше оптимального расхода газа через ГРП на 15…20%, то есть:

V_Р = (1,15 ч 1,2) х V _ОПТ (м³/ч.),

V_Р = 1,2 х 1883,52 = 2260,224 (м³/ч.),

Определить режим истечения газа через клапан регулятора можно по соотношению

Р₂ / Р₁ = 0,105 / 0,25 = 0,42

Если Р₂ / Р₁ ??????то течение газа будет докритическим и поэтому следует применять уравнение первое.

Так как Р₂ / Р₁ ??????то течение газа будет сверхкритическим и поэтому следует применять уравнение второе.

Из вышеуказанных уравнений для определения типа регулятора определяем его коэффициент пропускной способности K _V.

K _V = V _Р / [5260 х ?_?КР?х P₁ х ?????P / P1) _КР/ ?_О х T х Z)]

K _V = 2260,224 / [5260 х ?????х 0,25 х ??????/ ???? х 283 х 1)] = 45,37

Определив K _V по таблице 7.1 [2] выбираем тип регулятора с K _V ближайшим большим значением, чем получен по расчёту.

По расчёту получен K _V = 45,37 Ближайший К _V в таблице равен 50 и относится к регулятору РД-50. Следовательно, этот регулятор следует установить в ГРПШ.

Выбор предохранительно-запорного клапана

Промышленность выпускает два типа ПЗК: ПКН и ПКВ. Первый следует применять в случаях, когда после ГРП или ГРУ поддерживается низкое давление, второй - среднее. Габариты и тип клапана определяются типом регулятора давления. ПЗК обычно выбирают с таким же условным диаметром, как и регулятор.

Определен тип регулятора РД-50. Этот регулятор имеет условный диаметр 50 мм. Следовательно, ПЗК будет или ПКК-40.

Выбор предохранительно-сбросного клапана

Предохранительно-сбросной клапан подбирается по пропускной способности регулятора давления. Пропускная способность ПСК должна составлять не менее 10 % от пропускной способности регулятора давления или не менее пропускной способности наибольшего из клапанов. Выбираем ПСК-50Н/0,05.

Выбор фильтра

Задачей фильтра в ГРП или ГРУ является отчистка от механических примесей. При этом фильтр должен пропускать весь газовый поток, не превышая допустимую потерю давления на себе в размере 10000 Па.

Промышленность выпускает два вида газовых фильтров: кассетные с литым корпусом типа ФВ-100 и ФВ-200; кассетные со сварным корпусом типа ФГ7-50-6; ФГ9-50-12; ФГ15-100-6; ФГ19-10-12; ФГ36-200-6; ФГ46-200-12; ФГ80-300-6; ФГ100-300-12.

Первый тип фильтров предназначен для небольших до 3800 м³/ч расходов газа. Второй тип фильтров предназначен для пропуска больших расходов газа. Число после ФГ означает пропускную способность фильтра в тысячах кубических метров в час.

Для подбора фильтра необходимо определить перепад давления газа на нем при расчетном расходе газа через ГРП или ГРУ.

Для фильтров этот перепад давления определяют по формуле:

??????????????????Р = 0,1 х ?Р _ГР х ( V _Р / V _ГР)² х ?_?О / Р₁, (Па), (52)

где Р_ГР - паспортное значение перепада давления газа на фильтре, Па;

V _ГР - паспортное значение пропускной способности фильтра, м³/ч;

??_О - плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Р₁ - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

V_Р - расчетный расход газа через ГРП иди ГРУ, м³/ч.

Р _ГР = 10000 (Па), V _ГР = 7000 (м³/ч), ?_?О = 0,73 (кг/м³),

За исходный возьмем фильтр ФГ 7 - 50 - 6

?Р = 0,1 х 10000 х (2260,224 / 7000)² х 0,73 / 0,25 = 304,43 (Па),

Перепад для фильтра ГРПШ не превышает допустимого значения 10000 Па, следовательно выбран фильтр ФГ 7 - 50 - 6.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБА ЗАЩИТЫ ГАЗОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ, РАСЧЕТ ВЫБРАННОЙ СТАНЦИИ

8.1 Защита газопровода от коррозии