ционировала, ежечасовая подача газа в городскую сеть должна строго соответствовать потреблению. Если потребление окажется меньше подачи, сети не примут лишний газ; если же оно будет больше подачи, тогда начнет падать давление в сетях и будет нарушено нормальное газоснабжение. Отсюда следует, что пропускную способность газовых сетей и элементов необходимо рассчитывать на пиковые, максимально - часовые расходы газа. Максимально - часовые расходы для городских газопроводов всех давлений и назначений определяют по годовым расходам и коэффициентам неравномерности потребления:
Qчмакс-максимально - часовой расчетный расход газа м3/ч.
Qт - годовое потребление газа м3/ч.
Кч.тмакс - максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления в год
m - число часов использования максимума, m=8760/ Кч.тмакс
Если бы потребление газа в течении года было равномерным и арвным максимальному часовому расходу, тогда весь годовой расход потребили бы, в m часов. Величину, обратную m, называют коэффициентом часового максимума:
Кm=1/m
Qчмакс= Qг Кm
Коэффициент часового максимума принимается по СНиП 2.04.08 - 87 таб 4.
Определение расчетных расходов газа для внутридомовых газопроводов и квартальных газовых сетей.
При определении расчетных расходов газа нужно учитывать газовое оборудование квартиры, её населенность и число квартир, при соединении их к газопроводу.
Для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа Qр(м3/ч) следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия
Ко - коэффициент одновременности работы однотипных приборов или однотипных групп приборов: его берут для общего числа приборов, для жилых зданий это число квартир.
qном - номинальный расход прибором или группой приборов, м3/ч принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам приборов.
Ni - число однотипных приборов или групп приборов.
Можно поределить расчетных расход газа посредством максимальных коэффициентов часовой неравномерности по формуле:
Кчгмакс - максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления газа за год.
Ni - общее число квартир и типа i.
Qгодкв - годовое потребление газа жильцами квартир.
n - число типов квартир.
Лекция 6
6.1 Регулирование давления газа в городских сетях
Газовое топливо должно подаваться под определенным давлением в зависимости от условий его использования. Газосбытовая организация обязана обеспечить требуемое давление в газораспределительных сетях и на входе у потребителей.
Для автоматического поддержания заданного давления независимо от изменения расхода и входного давления газа предназначены регуляторы давления. При регулировании давления происходит снижение начального, более высокого давления, на конечное ( более низкое). Регулирование осуществляется изменение протекающего через регулирующий клапан количества газа. топливо газопровод сжиженный углеводородный
Автоматический регулятор давления состоит из регулирующего и реагирующего устройства.
Основной частью реагирующего устройства является чувствительный элемент (мембрана), а основной частью регулирующего - регулирующий орган (у регуляторов давления дроссельный орган).
По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия. У регуляторов прямого действия изменение выходного давления газа в контролируемой точке создает усилие, воздействующее на регулирующий орган и достаточное для его перемещения и осуществление регулирующего действия. У регуляторов непрямого действия изменение выходного давления газа в контролируемой точке приводит в действие лишь распределительный механизм для включения источника энергии, с помощью которой осуществляется регулирующее действие.
Регуляторы прямого действия просты по конструкции, надежны в работе и имеют широкое применение в системах газоснабжения.
Если давление газа регулируется после регулятора, то регулятор называется «после себя», если регулируется давление до регулятора, то регулятор называется «до себя». В системах газоснабжения применяют регуляторы «после себя».
Дроссельные органы регуляторов давления.
Основным элементом любого регулятора давления является регулирующий (дросселирующий) орган, который схематично можно представить как отверстие, перекрываемое в процессе регулирования золотником или заслонкой.
Дроссельными органами у регуляторов давления служат клапаны различных конструкций и реже дроссельные заслонки. Клапаны бывают односедельные и двухседельные
Отдельные клапаны наиболее распространены для газорегуляторных пунктов (ГРП), т.к они обеспечивают надежное отключение газа при отсутствии его отбора.
Двухседельные клапаны не обеспечивают герметичного закрытия прохода. В полностью закрытом клапане утечка газа составляет до 4% максимального расхода, поэтому такие клапаны устанавливают в тех местах газопровода в которых постоянно расходуется газ.
Приводы дроссельных органов.
У регуляторов давления газа используют пневматические мембранные приводы с противодействием прогибу мембраны пружиной или грузом. В качестве рабочего вещества применяют воздух или газ. Основным элементом привода служит эластичная мембрана. Мембрану изготавливают из кожи, резины, прорезиненной ткани или пластмассы. Материал мембраны должен быть газонепроницамым, газостойким, прочным, эластичным. Под действием избыточного давления воздуха или газа мембрана прогибается и перемещает связанный с ней шток или золотник.
Регуляторы давления.
В связи с тем, что регуляторы не имеют постоянного обслуживающего персонала, надежность их работы имеет первостепенное значение. Важно также, чтобы она не зависела от постороннего источника энергии ( электричества, сжатого воздуха, воды). Обычно для этих целей используется энергия транспортируемого газа.
Необходимо, чтобы регулятор обеспечивал заданное регулирование при малых (минимальных) расходах. Это требование особенно важно для регуляторов, применяемых для газоснабжения бытовых потребителей, у которых расход газа резко изменяется во времени. Для регулирования минимальных расходов рекомендуется использовать односедельные регуляторы.
На выбор регулятора давления оказывают влияние следующие факторы:
Максимальное и минимальное количество пропускаемого ими газа.
Давление газа на входе и допустимые колебания его на выходе.
Состав газа.
Место установки регулятора.
Предохранительные клапаны.
ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения его давления относительно заданных пределов. ПЗК устанавливают перед регулятором давления по ходу газа. Конструкция ПЗК исключает его самопроизвольное включение после срабатывания и последующее восстановление давления газа до заданных значений. Обслуживающий персонал включает ПЗК после устранения причин, вызывающих прекращение подачи газа.
ПЗК используют в качестве исполнительного механизма автоматики безопасности, прекращающего подачу газа к горелкам агрегата при отклонении любого из контролируемых параметров за заданные пределы.
Предохранительные сбросные устройства.
ПЗУ(ПЗК) предназначены для сброса в атмосферу некоторого количества газа при возможном кратковременном повышении его давления за регулятором давления.
Настраивают сбросное устройство на давление меньшее, чем давление срабатывания ПВК, благодаря чему предупреждается отключение подачи газа потребителю при отсутствии аварийной ситуации.
ПЗУ устанавливают на газопроводе за регулятором давления.
Лекция 7
7.1 Системы снабжения потребителей сжиженными углеводородными газами
Свойства индивидуальных углеводородов.
К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) переходят в жидкое состояние. При снижении давления эти углеводородные жидкости испаряются и переходят в паровую фазу. (Термин «пар» применяют при наличии жидкой фазы, например в баллонах, резервуарах, а термин «газ» - при отсутствии жидкой фазы, например в трубопроводах). Это позволяет привозить и хранить сжиженные углеводороды с удобствами, характерными для жидкостей и контролировать, регулировать и сжигать газообразные углеводороды с удобствами характерными для природных и других горючих газов.
Основные особенности газообразных углеводородов, входящих в состав сжиженных газов.
При небольшом давлении они легко переходят в жидкое состояние, поэтому их хранят, транспортируют, распределяют и используют под давление собственных паров. Давление этих паров является функцией температуры окружающей атмосферы.
В газообразном состоянии они значительно тяжелее воздуха; их относительная плотность по отношения к воздуху находится в пределах 1,5-2,1, что должно предопределять многие приемы эксплуатации систем газоснабжения с помощью сжиженных газов. СУГ почти в два раза легче воды.
Скрытая теплота парообразования весьма незначительна, (116 кВт/кг)поэтому расход тепла на испарение сжиженных газов составляет около 0,7% потенциально содержащегося в них тепловой энергии.
Переходы из одного агрегатного состояния в другое сопровождается выделение или поглощением тепла, называемого скрытой теплотой превращения. Теплота, поглощаемая 1 кг жидкой фазы в процессе превращения ее при постоянном давлении и температуре в насыщенный пар, называется теплотой парообразования.
Вязкость очень мала, что облегчает транспортировку газов по трубопроводам, но благоприятствует утечкам ( чему в свою очередь, способствует повышенное давление паров).
Низкие пределы воспламенения (взрываемости) в воздухе, разница между верхними и нижними пределами взрываемости незначительна, следовательно, незначительна ,следовательно, при сжигании газов допускается применение высокого отношения ( воздух - сжиженный газ).
(При сжигании в воздухе смеси пропан - бутан 0,5% его присутствие не ощущается).
При содержании 0,6-1,5% - присутствие газа в воздухе ощущается.
При этой концентрации газовой смеси и объеме воздуха 24-31м3 и наличие источника открытого огня с температурой 504?С - для пропана и 430-569?С для бутана возможен пожар т. к данные температуры являются температурами воспламенения. При тех же условиях и концентрации 1,5-9,5% возможен взрыв.
Диффузия газов в атмосфере осуществляется медленно, в особенности при отсутствии ветра смешение паров сжиженный газов и воздуха ускоряется.
Открытое пламя зажигает газовоздушную смесь в пределах верхней и нижней границы взрываемости
Они обладают невысокими температурами воспламенения относительно большинства горючих газов.
Газовоздушная смесь может быть доведена до концентрации ниже границы взрываемости при условия смешения этой смеси со значительными объемами азота, двуокиси углерода или водяного пара.
Значительные объемы воды, распыляемые в газовоздушную смесь, снижают возможность зажигания газовоздушной смеси.
Давление паров сжиженных газов значительно выше давления паров бензина. Поэтому сжиженные газы должны храниться только в закрытых резервуарах под давлением, обеспечивающими безопасность эксплуатации.
При хранении сжиженных газов в открытых резервуарах газы испаряются, образуя в воздухе взрывоопасную смесь даже при условии, что температура воздуха несколько ниже температуры кипения жидкости т.е даже при температуре значительно ниже нуля.
Ткип=-40,1?С- пропана
Ткип=0,5 ?С - бутана
На самом деле температура кипения пропана -20,25?С.
При ускоренном отборе паров сжиженных газов из резервуаров температура жидкости снижается, так же давление паров в резервуаре. Ускоренный отбор проб жидкости резервуаре не снижает давление.
Коэффициент объемного расширения сжиженных газов очень велик. При повышении наружной температуры жидкость значительно расширяется в резервуарах. Поэтому при заполнении резервуаров сжиженными газами сохраняют свободное пространство - около 15% вместимости резервуара.
Категорически запрещается полностью заполнять резервуары. Система регулировки степени заполнения резервуаров должна быть такой, чтобы можно контролировать степень заполнения или определять наливную массу сжиженных газов.
При контакте со сжиженными газами во время их откачки или закачки резервуары в результате ускоренной абсорбции тепла и жидкости при ее испарении в открытом пространстве возможно обмораживание рук