Материал: Разработка проекта газоснабжения поселка городского типа от шкафного регуляторного пункта (ШРП) в Калининградской области природным газом

Итак, по каждому расчетному направлению (от места врезки в уличную сеть до каждой наиболее удаленной точки) сумма потерь давления на участках не превышает максимально допустимого значения (1200 Па), следовательно, гидравлический расчет тупикового газопровода квартала выполнен верно.

2.2.2 Гидравлический расчет внутридомового газопровода

По аксонометрической схеме внутридомового газопровода с учетом масштаба

(М1:100) определяем фактические длины участков сети l_ф, м:

l_ф1-2 = 4,8м;

l_ф2-3 = 8,1 м.

По номограмме по расчетному расходу и средним потерям давления определяем диаметры труб для каждого участка. Средние потери давления составляют, Па/м:

ΔН_ср = ΔН_доп / ∑l_ф(2.6)

где:

ΔН_доп - величина допустимых потерь давления на расчетном направлении,

ΔН_доп = 350 Па;

∑l_ф - сумма фактических длин участков направления, м.

ΔН_ср = 350 / 12,9 = 27,1 Па/м.

Зная диаметр каждого участка и расчетный расход газа на нем, по номограмме определяем эквивалентные длины на каждом из участков l_э, м. Вычисляем расчетные длины участков направления с учетом действия как линейных, так и местных потерь давления, м:

l_р = l_ф + l_э*∑ζ (2.7)

где:

l_ф - фактическая длина участка, м;

l_э - эквивалентная длина участка, м;

∑ζ - сумма местных сопротивлений на участке (см. таблица 2.2)

l_р1-2 = 4,8+ 0,5* 0,9 = 4,55 м.

l_р2-3 = 8,1 + 0,5*1,8 = 9 м.

Гидравлический расчет внутридомового газопровода проводим в следующей последовательности.

 На аксонометрической схеме газопровода выявляем расчетное направление (от места соединения газового ввода с внутриквартальным газопроводом до наиболее удаленного стояка), после чего разбиваем его на расчетные участки, начиная с места подключения к газопроводу наиболее удаленного газового прибора и заканчивая точкой врезки во внутриквартальный газопровод. Зная расход газа группой приборов q_i), по формуле 2.1 вычисляем расход газа на каждом участке расчетного направления, м³/ч:

В_р = q_i * k_о * n(2.8)

В_р1-2 = 1 *4,7 * 1 = 4,7 м³/ч;

В_р2-3 = 4,7*0,7*1 = 3,29 м³/ч.

Находим произведение потерь давления на участке и расчетной длины участка:

ΔН_ф*l_р.(2.9)

Суммарные потери давления на расчетном направлении составляют, Па:

∑Н = ∑(ΔН_ф*l_р) + ∆Н_п. + ∆Н_сч. + Н_г.н(2.10)

где:

∑(ΔН_ф*l_р) - сумма потерь давления на участках направления, Па; определяем по таблице 2.2;

Н_г.н. = Z * (ρ_г. -ρ_в.) * 10(2.10)

где:- высота вертикальных участков на расчетном направлении, м, определяется по аксонометрической схеме, Z = 5,4 м.

ρ_г. - плотность газа, кг/м³;

ρ_в. - плотность воздуха, для учебных расчетов ρ_в. = 1,29 кг/м³;

Н_г.н. = 5,4 * (0,73 - 1,29) * 10 = -30,24 Па;

∑Н = 14,19 + 100+ 50 + (-30,24) = 133,95 Па

Подбор оптимальных диаметров труб представлен в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Гидравлический расчет внутридомового газопровода дома

2.3 Продольный профиль трассы газопровода

Профиль подземного газопровода строим от места врезки в уличную сеть ПК0 до ввода в жилой дом. Согласно СНиП 41-01-2002 внутриквартальный газопровод должен быть проложен с уклоном не менее: 1) 2‰ в сторону уличной магистрали, для сухого газа; 2) 3 ‰ для влажного газа.

Если в соответствии с профилем местности невозможно проложить весь газопровод с уклоном в сторону уличной магистрали, то в точке (ПК… +) выполнен излом газопровода в сторону уличной сети с уклоном 2 ‰. Вся остальная сеть проложена параллельно рельефу местности с расчетным уклоном (с установкой в низких точках конденсатосборников).

Глубина заложения газопровода определяется в зависимости от вида газа, d газопровода, глубины промерзания грунта, геологической структуры грунта и типа дорожного покрытия.

Согласно СНиП 42-01-2002 п. 5.2.1. прокладку газопроводов следует осуществлять на глубину не менее 0,8 м до верха газопровода.

п. 5.6.4 Глубина прокладки газопроводов в грунтах неодинаковой степени пучинистости, а также в насыпных должна быть приниматься до верха трубы - не менее 0,9 нормативной глубины промерзания, но не менее 1 м.

При равномерной пучинистости грунтов глубина прокладки газопровода до верха трубы должна быть:

не менее 0,8 нормативной глубины промерзания (0,8Н_пр), но не менее 1,0 м для сильно и чрезмерно пучинистых грунтов.

Так как газопровод транспортируем осушенный газ и размещен:

в сильно пучинистых грунтах.

Н_о=1+Н_пр+d(2.14)

но не менее 1,0 м до верха трубы.

Где:

Н_пр - глубина промерзания грунта для данного района проектирования, м.

d -максимальный диаметр сети, м.

При проектировании профиля трассы газопровода следует стремиться к тому, чтобы глубина заложения газопровода была близка к оптимальной.

Н₀ = 1+0,090+0,2=1,29 м.

В соответствии с профилем местности разбиваем всю трассу на участки, имеющие свои уклоны дна траншей. В ключевых точках этих участков задаемся оптимальной глубиной заложения газопровода.

Определяем отметку дна траншеи в этих точках.

Z_дн.тр.^н= Z_з.ф..^н_. - H_о(2.15)

Z_дн.тр.^к= Z_з.ф..^к. - H_о

Где:_дн.тр.^н, Z_дн.тр.^к, - отметки дна траншеи в начале и конце участка, м._з.ф. ^н_., Z_з.ф. ^к, - отметки поверхности земли в начале и конце участка, м.

Z_дн.тр.^ПК0= Z_з.ф.^ПК0 - H_о

Z_дн.тр.^ПК0+N= Z_з.ф. ^ПК0+N - H₀

Z_дн.тр.^ПК0 ₌ 77,38-1,29=76,09 м;

Z_дн.тр.^ПК0+76,54= 77,05-1,29=75,76 м.

Определяем уклоны дна траншеи по участкам:

i = (Z_дн.тр.^н - Z_дн.тр.^к)/l_уч * 1000(2.16)

Где:

l_уч- длина расчетного участка, м.

i=(76,09-75,76)/76,54*1000 = 4,3‰.

Глубина заложения газопровода в промежуточных точках определяется следующим образом:

а) Определяем отметки дна траншеи в промежуточных точках:

Z_дн.тр.^(н+1) = Z_дн.тр.к± ((i*l₁) / 1000)_.(2.17)

Z_дн.тр.^(н+2) = Z_дн.тр.к± ((i*l₂) / 1000)

Где:

l₁,l₂ - расстояние от начала участка до расчетной точки, м

Z_дн.тр.^{(ПК0+76,54)}= 76,09 +(7,6*2,4)/1000 = 76,01м;

Z_дн.тр.^{(ПК1+36,95)}= 75,62+(3,7*2,2)/1000 = 75,6м.

б) Определяем глубину заложения:

Н_(н+1) = Z_з.^(н+1)- Z_дн.тр.^(н+1)(2.18)

Н^{(ПК0+76,54)}= 77,05-75,76= 1,29м;

Н^(ПК1) = 76,91-75,62 = 1,29м.

Определеяем отметку верха трубы:

Z_{в тр.} = Z_дн.тр. + ø + h_пост(2.19)

Z_дн.тр.^ПК0= 76,09+0,090= 76,18 м;

Z_дн.тр.^(ПК0+22,5)= 75,76+0,090=75,85м;

Подробный расчет в приложении Б.

Аналогично рассчитываются все промежуточные точки на каждом участке. При этом глубина заложения во всех промежуточных точках не должна быть менее Н_о.

2.4 Подбор оборудования ШРП

Техническая характеристика шкафного регуляторного пункта

Для подачи газа к потребителю в квартале города установлен шкафной регуляторный пункт (ШРП) ИТГАЗ-B/249-1-Б, который служит для снижения давления газа со среднего на низкое. Пропускная способность для данного ШРП составляет250 м³/ч, при входном давлении 0,6 МПа. Степень загрузки регулятора составит: 250/95,79=67%. Так как степень загрузки более 10%, но менее 80%,то регулятор будет работать устойчиво.

Технические характеристики:

Регулируемая среда: природный газ по ГОСТ 5542-87;

Температура окружающей среды: -40 ͦ С +80 ͦ С;

Регулятор давления газа-изготовитель: B/249-Tartarini;

Диапазон входных давлений, МПа: 0,01-0,6;

Выходное давление, кПа: 1,3-8,0;

Неравномерность регулирования, %: ±5;

Присоединительные размеры Ду, мм:

входного патрубка: 40;

выходного патрубка: 50;

Соединение:

входного патрубка: сварное;

выходного патрубка: сварное;

Масска, кг: 100.

2.5 Подсчет объёмов строительно-монтажных работ

Для определения строительно-монтажных работ необходимо выполнить монтажную схему сварных стыков.Это исполнительный чертеж работы сварщика.

В данном проекте принимаем, что с завода изготовителя поставляются полиэтиленовые тубы. Полиэтиленовые трубы поставляются Ø до 90 м в бухтах. Также в качестве фитинговприменяют: муфты, тройники, переходы, седловые отводы.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать раскладку стыков (поворотных и неповоротных) на плане трассы газопроводов.

Минимальная ширина траншеи выбирается в зависимости от диаметра труб, способа укладки и ширина режущей кромки ковша экскаватора.

Так как укладка ведется секциями длиной до 40 метров, а наиболее часто используемый диаметр, менее 400 мм, то ширина траншеи составит:

а =0,3+Ø(2.42)

а = 0,3+0,09= 0,39м.

Минимальная ширина траншеи согласно формуле 2.39 составляет 0,48 м.

Выбираем экскаватор для рытья траншеи одноковшовый с обратной

лопатой с шириной ковша не менее 0,48 м. (А.П.Шальнов - Справочник строителя «Строительство городских систем газоснабжения», стр.106, таблица Ш-1, стр112, таблица Ш-4)

Характеристика экскаватора:

1) Емкость ковша - 0,25 м³;

2)      Ширина ковша - 0,65 м;

)        Наибольшая глубина копания - 3 м;

)        Наибольшая высота выгрузки - 2 м;

)        Наибольший радиус копания - 5 м;

)        Тип - Э2515.

Производительность экскаватора в смену составляет (м³/см):

а) в отвал

П_{э от}= (Т_см*100) /Н_вр.тр.(2.43)

б) в транспорт

П_э.тр.=(Т_см*100) /Н_вр.тр(2.44)

Где:

Т_см - сменное время в часах, при пятидневной рабочей неделе Т_см = 8,2 ч.

Н_вртр - норма времени, определяется по ЕНиР § 2-1-2 - а) 4,2; б) 5,3

П_{э от} = (8,2*100) /4,2 = 195,238 м³/см;

П_{э тр} = (8,2*100) /5,3 = 154,72 м³/см.

Принимаем ширину траншеи по ширине режущей кромки ковша экскаватора с учетом выравнивания стенок траншеи (0,15 - для суглинка):

а = а_к+0,1(2.45)

а = 0,65+0,1 = 0,75 м.

Глубина траншеи определяется по профилю газопровода.

2.5.1 Подготовительные работы

2.5.1.1 Объем работ при вскрытии дорожных покрытий

На участках, где трасса газопроводов пересекает замощенные дорожные покрытия. До начала земляных работ необходимо эти покрытия вскрыть и разобрать.

Ширина вскрываемой полосы дорожного покрытия:

В = а+0,5(2.46)

а) для асфальтового покрытия 0,5

а - ширина траншеи в метрах.

В = 0,75+0,5=1,25 м

Площадь вскрываемого дорожного покрытия, м²:

F_вскр=в*l(2.47)

l- общая длина вскрываемых участков трассы, в метрах.

F_вскр=1,25*7,2 = 9,08 м².

2.5.1.2 Объем работ при вскрытии и подвеске пересекаемых подземных коммуникаций

До прихода экскаватора на трассу в период подготовительных работ вручную разрабатываются участки траншей в местах пересечений с другимиподземными сооружениями. Длина такого участка 2 м - для пересечения степлотрассой и 1м - для пересечения с другими коммуникациями.

Объем работ на одном пересечении, м³:

V_n=α*H_ср*l(2.48)

Где:

α - ширина траншеи в м;

H_ср- средняя глубина траншеи в м;

l - длина участка в м.

Объем работ при вскрытии пересечений с водопроводом, канализацией, кабелем:

ΣV_n, _{в, к, к} = α*Н_ср*l_n*N_в,к,к(2.49)

Где:

N_в,к,к -общее количество пересечений в водопроводом, канализацией, кабелем;

l = 1 м.

ΣV_n, _{в, к, к} =0,75*1,32*1*17= 16,83 м³.

Вскрытие подземных коммуникаций заключается в деревянный короб и подвешивается к балке, перекинутой через траншею. Подвеске подлежат те коммуникации, которые залегают выше газопровода (кабель, иногда теплотрасса, канализация). Количество мест пересечений определяется по генплану и профилям газопровода.

2.5.2 Земляные работы

Рытье траншей для газопроводов следует производить экскаватором. Вручную допускается рыть траншеи там, где невозможна работа экскаватора (вблизи домов или других сооружений, в местах пересечений с подземными коммуникациями).

По генплану определяем места работы вручную, подсчитывается общая длина этих участков.

Условно принимаем, что на каждом вводе участки l = 0,5м открываются вручную. Ввиду небольшого объема работ, выполняемых вручную, глубину траншей берем как среднюю (среднее арифметическое из глубин траншей навсех участках, разрабатываемых вручную).

2.5.2.1 Объем работ при рытье траншеи вручную

V_вр= α*Н_ср*l(2.50)

Где: l- общая длина участков, разрабатываемых вручную, в м.

l=0,5*n_в(2.51)

Где: