10635

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кочев А.Г., Кочева М.А., Семикова Е.Н., Соколов М.М.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТГВ.

ГАЗОСНАБЖЕНИЕ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по выполнению курсового проекта и самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Особенности расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ» по направлению подготовки

08.04.01 Строительство профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий

Нижний Новгород ННГАСУ

2016 г

2

УДК 726.5

Кочев А.Г. / Особенности расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ. Газоснабжение. [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.Г. Кочев, М.А. Кочева, Е.Н. Семикова, М.М. Соколов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016.

–96 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).

Внастоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Особенности расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения основного и дополнительного материала дисциплины для достижения целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия

—помощь в подготовке к лекциям и практическим занятиям, включая выполнение курсового проекта и освоение требуемого объёма знаний самостоятельной работы студентов.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дис-

циплине «Особенности расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий.

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 08.04.01 Строительство, профиль Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий, утверждённым решением научно-технического совета (НТС) ННГАСУ от 9.06.2015г. (протокол № 2).

©А.Г. Кочев, М.А. Кочева, Е.Н. Семикова М.М. Соколов, 2016

©ННГАСУ, 2016

3

Содержание

2.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ………..46

3.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ……….…..86

4.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И

4

ВВЕДЕНИЕ

Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и установок, в результате чего удаётся значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции.

Совокупность методов, при помощи которых обеспечиваются в помещении заданные параметры, называется процессом создания искусственного климата.

Все работы, связанные с проектированием (включая изыскания), строительством, монтажом, наладкой, эксплуатацией и утилизацией (сносом) зданий и сооружений любого назначения (в том числе входящих в их состав сетей ин- женерно-технического обеспечения и систем инженерно-технического обеспечения) регулируются Федеральным законом РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Газоснабжение. Система предназначена для организованной подачи и распределения газового топлива для нужд промышленности и бытового потребления.

Все системы газоснабжения можно условно разделить на наружные и внутренние.

Наружные системы – комплекс конструкций и сооружений, предназначенных для производства, транспортировки, распределения и утилизации отходов (выбросов) после потребления теплоты и газового топлива.

Внутренние системы это системы, предназначенные главным образом

для потребления ресурсов (теплоты и газообразного топлива), а также для сбора стоков и вывода их в наружные сети. К ним относятся внутренний газопровод.

5

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Устройство сетей газораспределения и газопотребления, а также свя-

занные с ними процессы проектирования (включая инженерные изыскания), строительства, реконструкции, монтажа, эксплуатации (включая техническое обслуживание, текущий ремонт), капитального ремонта, консервации и ликвидации регламентируется Постановлением правительства РФ от 29.10.2010 г. №870 «Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления» и Федеральным законом РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы»[36] и «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» (ПБ).

Газ – углеводородное топливо, находящееся в газообразном состоянии при температуре 15 ° С и давлении 0,1 МПа.

При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Газ природный горючий состоит из метана (СН4) – на 40-99,97%, этана (C2H6), пропана (C3H8), бутана (C4H10), также содержит примеси углеводородов высшего порядка – пентана, гексана и др.; в природном газе содержатся также водород, сероводород, углекислый газ, азот и инертные газы.

1.1 Газораспределительные системы

Организация промысла и транспортировки газа Газораспределительная система – имущественный производственный

комплекс, состоящий из технологически, организационно и экономически взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспортировки и подачи газа непосредственно его потребителям.

Газораспределительная система должна обеспечивать подачу потребителям газа требуемых параметров и в необходимом объеме.

Разработку газового месторождения осуществляет газовый промысел,

6

который представляет собой сложное, размещенное на большой территории хозяйство. На среднем по масштабу газовом промысле имеются десятки скважин, которые расположены на территории, исчисляемой сотнями км2, см. рис. 1.1. Разработка газовой залежи происходит в основном 15-20 лет. За это время извлекается 80-90% запасов газа.

Рис. 1.1 Схема группового размещения скважин на газовом промысле

Полный комплекс подготовки газа после его добычи осуществляется на головных сооружениях магистрального газопровода. Основные способы обработки природного газа и конденсата на газовых промыслах: низкотемпературная сепарация газа, абсорбция, адсорбция, а также их сочетания. Для транспортирования обработанного газа с газового промысла на головных сооружениях вводится в эксплуатацию головная дожимная компрессорная станция.

Компрессорная станция (КС) (см. рис. 1.2) повышает давление газа, отбираемого из залежей, до значения, при котором работает магистральный газопровод.

По виду выполняемой работы выделяют КС дожимные (головные), линейные КС магистральных газопроводов, а также КС подземных хранилищ газа,

7

нагнетательные КС обратной закачки газа в пласт.

Рис. 1.2 Компрессорная станция

Дожимные (головные) КС предназначены для повышения давления добываемого газа до расчетного давления газопровода 5,45-7,45 МПа. Развитие их осуществляется поэтапным вводом 2-3 последовательно работающих компрессорных цехов по мере снижения давления добываемого газа. Общая степень повышения давления до 10 раз, мощность цеха 90-96 МВт, производительность

– до 90 млн. м3/сут.

Линейные КС устанавливаются через каждые 90-150 км магистрального газопровода для компенсации потерь давления газа на предшествующем участке. Они состоят из ряда параллельно работающих компрессорных цехов соответственно числу рабочих ниток газопровода. Степень повышения давления в компрессорном цехе 1,3-1,7, выходное давление до 7,45-8,3 МПа, мощность 80-90 МВт, производительность – до 96 млн. м3/сут.

Газ из магистральных газопроводов поступает в сети газораспределения населенных пунктов через газораспределительные станции (ГРС). См. рис. 1.3.

8

Рис. 1.3 Газораспределительные станции

На ГРС давление природного газа снижают до величины, необходимой для потребителя и поддерживают его постоянным. На ГРС газ проходит дополнительную очистку и осушку, а также одорируется. Одоризация природного газа осуществляется введением в него одоранта в целях придания ему характерного запаха для обнаружения утечек. В качестве одоранта чаще всего используется

этилмеркаптан (C2H5SH).

Схема транспортирования природного газа от скважины до горо- да-потребителя представлена на рис. 1.4.

Газ из скважины 1 по газопроводам 2 поступает на газосборный пункт3.

Здесь замеряется количество газа, поступающего от каждой скважины, и производится грубая очистка его от механических примесей и паров воды. Далее по шлейфу 4 газ через обратный клапан поступает в газосборный промысловый коллектор 5, который в зависимости от расположения скважин на промысле может быть линейным, кольцевым или лучевым. На головных сооружениях 6 газ тщательно осушается и очищается от механических, вредных и балластных примесей. Здесь же в него вводят одорант для придания запаха. После такой подготовки газ направляется в магистральный газопровод 7. Для преодоления сил трения и местных сопротивлений в трубопроводе и поддержания в нем давления газа на заданном уровне на трассе газопровода через каждые 90-150 км сооружаются линейные КС 8.

К магистральному газопроводу могут быть подключены ответвления от

9

головных сооружений других близко расположенных промыслов. Передача газа из магистрального газопровода в городские сети газораспределения 10 осуществляется через ГРС 9. Особо ответственными участками магистрального газопровода являются узлы переходов через железные дороги, реки, овраги и другие препятствия.

Рис. 1.4 Схема транспортирования природного газа от скважины до города-потребителя

На схеме показан один из таких узлов – двухниточный переход 11 через реку. Для выравнивания неравномерности потребления газа вблизи больших городов желательно иметь запас газа в хранилищах. Вся трасса обеспечивается телефонной, а иногда радиорелейной связью.

Классификация газопроводов

1. По рабочему давлению транспортируемого газа (см. табл. 1.1) газопроводы подразделяют на:

−газопроводы высокого давления категории I-а;

−газопроводы высокого давления категории I;

−газопроводы высокого давления категории II;

−среднего давления категории III;

−низкого давления категории IV.

10

Таблица 1.1 Классификация газопроводов по давлению

2.По месту расположения (прокладки) различают наружные и внут-

ренние газопроводы.

Наружный газопровод – подземный, наземный и (или) надземный газопровод, проложенный вне зданий до наружной конструкции здания.

Внутренний газопровод – газопровод, проложенный внутри здания от вводного газопровода до места установки газоиспользующего оборудования.

3.По назначению газопроводы разделяют на магистральные (рис. 1.5),

распределительные, ответвления (рис. 2.6), внутриобъектовые (внут-

риквартальные или дворовые, межцеховые), внутридомовые, внутрицеховые.

4. По материалу трубопроводов различают стальные, полиэтиленовые, полимерные и медные газопроводы.

Газопроводы из полиэтиленовых труб следует применять для подземной