ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 76
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова)
Бойчук А.Е.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям
по дисциплине «Газораспределительные системы»
Рекомендовано учебнометодическим советом
ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» для использования в учебном процессе в качестве элемента УЭМКД
для бакалавров направлений подготовки15.03.02 «Технологические машины и оборудование»; 21.03.01 «Нефтегазовое дело»
Профили «Машины и оборудование систем трубопроводного транспорта и хранения углеводородов»; «Сооружение и ремонт объектов и систем трубопроводного транспорта»
Ижевск 2017
УДК 622.692(07)
Бойчук А.Е.
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Газораспределительные системы» [Текст] / Бойчук А.Е. – Ижевск: ИжГТУ им. М.Т. Калашникова, 2017. – 17с.
Рекомендовано к изданию кафедрой «Тепловые двигатели и установки» (протокол №___ от ___. ___.2017)
В указаниях приведены задачи и примеры их выполнения. Даны варианты заданий. Изложены требования к оформлению работы. Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой по дисциплине "Газораспределительные системы».
Рекомендовано студентам по направлениям подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»; 21.03.01 «Нефтегазовое дело». Профили «Машины и оборудование систем трубопроводного транспорта и хранения углеводородов»; «Сооружение и ремонт объектов и систем трубопроводного транспорта» по дисциплине «Газораспределительные системы».
Рецензент:
Зам. начальника Воткинского ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Чайковский» А.В. Старухин
Содержание
| | Введение | 4 |
| | Задача 1 | 6 |
| | Задача 2 | 7 |
| | Задача 3 | 7 |
| | Задача 4 | 9 |
| | Задача 5 | 10 |
| | Задача 6 | 13 |
| | Задача 7 | 14 |
| | Задача 8 | 16 |
| | Требования к оформлению работы | 17 |
| | Список использованных источников | 17 |
ВВЕДЕНИЕ
В нашей стране создан высокоэффективный топливно-энергетический комплекс. Российская Федерация — единственная крупная промышленно развитая страна, которая полностью обеспечивает себя топливом и энергией за счет собственных природных ресурсов и одновременно осуществляет экспорт топлива и электроэнергии. В настоящее время во многих звеньях общественного производства в качестве энергоносителя широко применяется природный газ, который стал значительным фактором технического прогресса — увеличения выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции, роста производительности общественного труда и снижения удельных расходов топлива. В 1991 г. с использованием природного газа производилось 95 % стали и чугуна, более 60 % цемента, более 95 % минеральных удобрений.
Создана мощная сырьевая база газодобывающей промышленности. Основным центром добычи газа стала Западная Сибирь, высокие рубежи добычи газа в определяющей степени обеспечиваются промыслами Тюменской области. Будет продолжено строительство газопроводов, увеличится их пропускная способность, широкое применение получат автоматизированные газоперекачивающие агрегаты. Значительно расширится область применения природного газа в промышленности, сельском хозяйстве и в быту.
Газовая промышленность является одной из наиболее динамичных, бурно развивающихся отраслей народного хозяйства. Так, добыча газа в 1976г. составила 289, в 1980 — 435, в 1985 —643, в 1990 г. — 854 млрд. м3.
При этом удельный вес газа в суммарном производстве топливно-энергетических ресурсов оставался примерно одинаковым — на уровне 38 %, а к началу нового тысячелетия увеличился до 45–50 %.
Одной из ведущих подотраслей газовой промышленности является газопроводный транспорт. Увеличение протяженности магистральных газопроводов, их разветвленность, обусловливающая охват газопотреблением большой территории России, значительное число взаимосвязанных объектов, включенных в газотранспортную систему, позволяет говорить о том, что в России успешно функционирует Единая Система Газоснабжения (ЕСГ).Были построены Центральная система магистральных газопроводов, Восточно-Украинская, Западная, Поволжская, Кавказская, Среднеазиатская, Уральская система магистральных газопроводов, Северные районы Тюменской области–Урал–Поволжье–Центр, международная система Оренбург–Западная граница СССР. В Оренбургской области и Западной Сибири создан крупный район добычи и переработки природного газа. Ведётся строительство газотранспортной магистрали с полуострова Ямал. Со строительством магистральных газопроводов «Сахалин – Хабаровск – Владивосток» и «Сила Сибири», создаётся газотранспортная система Восточной Сибири и Дальнего Востока.
В настоящее время сетевой и сжиженный газ в Российской Федерации получают около 1100 городов, 1800 рабочих поселков и около 100000 сельских населенных пунктов.
Общая протяженность действующих на территории России газопроводов — отводов высокого давления увеличилась против1975 г. в целом в 1,9 раза, а на селе — в 3,1 раза.
Коммунально-бытовые предприятия рассматриваются в нашей стране как первоочередные объекты газификации. Проделаны значительные работы по серийному выпуску высококачественных плит, автоматизированных водонагревателей, отопительных аппаратов, специальной аппаратуры для эффективного использования газа в сельском хозяйстве, оборудования для механизации и автоматизации технологических процессов на газораздаточных станциях. В последние годы проводится телемеханизация городских газовых хозяйств. В настоящее время газ стал основным видом топлива в быту, коммунальном хозяйстве и промышленности. К 1990 г. в России газифицировано около 30 млн. квартир, или 85 % жилого фонда. В большом количестве природный газ используется в теплоэнергетике, на долю которой приходится 55 % потребляемого в стране природного газа, в том числе на электростанциях — 26, в отопительных котельных — 15 и в промышленных котельных — 14 %
Настоящие методические указания призваны помочь в изучении газовых систем, правильно рассчитывать газораспределительные сети для их эффективной эксплуатации, рационально подбирать оборудование с учётом мер безопасности для потребителей, окружающих зданий и сооружений.
Рис. Техническое обслуживание газорегуляторного пункта
Задача 1.
Определить теплоту сгорания и плотность газообразного топлива, имеющего следующий состав (% по объему):
СН4=96,6%; С2Н6=0,8%; С3Н8=0,3%; С4Н10=0,8%; СО2=0,5%; N2=1% .
Решение.
Теплоту сгорания газа определяют, как сумму произведений величин теплоты.
сгорания горючих компонентов на объемные доли
Qсн=0,01∙ (96,6·35840+0,8·63730+0,3·93370+0,8·123770) = 36390 кДж/м.
Плотность газа определяют, как сумму произведений плотности компонентов на их объемные доли, т. е
ρс = 0,01 ∙ (96,6 · 0,717 + 0,8 · 1,357 + 0,3·2,019 + 0,8·2,703 + 0,5·1,977+ 1·1,251) = 0,756 кг/м3
Относительная плотность газа
sс= 0,756/1,293 = 0,585.
Основной характеристикой газа является сухой состав
, но так как используемый газ бывает влажным, может возникнуть необходимость в пересчете значений Qcн, рс и sc на рабочий состав (с учетом влажности газа). Это легко выполнить с помощью следующих формул для пересчета:
и т.д.H2Oρ= (d/0,804)k·100; ρр= (ρс+ d)k;
Здесь k определяют по формуле
k=0,804/(0,804+d).
В приведенных выше формулах d — влагосодержание газа, выраженное в кг на 1м3сухого газа при 0ºC и 101,3 кПа [1].
Задание
Выполнить решение задачи 1 в соответствии вариантом задания. Вариант задания выбирается по последней цифре зачётной книжки.
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| CH4 | 96 | 96,2 | 96,8 | 96,9 | 96,7 | 96,6 | 96,4 | 96,5 | 96,6 | 96,6 |
| C2H6 | 0,9 | 0,9 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| C3H8 | 0,5 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,4 | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,4 |
| C4H10 | 0,9 | 0,9 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| CO2 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,6 | 0,6 |
| N2 | 1,0 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,9 | 0,8 |
Задача 2.
Определить рабочий состав газа Qρн и рр, считая, что d=0,005 кг/м3. Сухой состав его приведен в предыдущем примере [1].
Решение.
Рассчитаем коэффициент k по формуле
k=0,804/ (0,804+0,005) = 0,994.
Рабочий состав газа будет следующий:
СН4 = 95,993%; С2Н6 = 0,795%; С3Н8=0,298%; C4H10=0,795%; СО2=0,497%; N2=0,994%; H2O=0,628%.
Плотность влажного газа
р= (0,756+0,005) 0,994=0,757 кг/м3.
Теплота сгорания рабочего состава газа
Qρн=36390·0,994=36170 кДж/м3 [1].
Задание
Выполнить решение задачи 2 в соответствии вариантом задания, используя данные задачи 1
Задача 3.
Определить годовое потребление газа городом (без промышленных предприятий) исходя из следующих данных. Площадь жилой застройки города 250 га, средняя плотность населения 380 чел./га. Для газоснабжения используют природный газ с теплотой сгорания Qсн=35840кДж/м3 и относительной плотностью по воздуху s=0,562.
Степень охвата городских потребителей газоснабжением принята следующая -100 % населения расходует газ на приготовление пищи в квартирах; 20 % квартир имеют централизованное горячее водоснабжение; 30 % квартир оборудовано горячим водоснабжением от газовых водонагревателей; газифицированы мелкие отопительные установки жилых и общественных зданий в объеме 20 % общей отопительно-вентиляционной нагрузки, газифицировано 60 % предприятий бытового обслуживания, предприятий общественного питания, учреждений здравоохранения, хлебопекарен икондитерских предприятий. Средняя норма жилой площади на 1 чел. 9 м2. Расчетная наружная температура для проектирования отопления tpo=—25°C [1].
Решение.
Годовое потребление газа городом рассчитаем отдельно для следующих видов потребления:
1) потребление в квартирах для приготовления пищи и горячей воды и мелкими потребителями, присоединяемыми к сетям низкого давления, и рассматриваемое как равномерно распределенная нагрузка. В данном примере к мелким потребителям отнесены предприятия общественного питания;
2) потребление крупными коммунальными потребителями: прачечными, банями; большими
больницами, хлебозаводами. Этих потребителей рассматривают как сосредоточенные нагрузки
и присоединяют к газопроводам среднего или высокого давления;
3) потребление газа на отопительно-вентиляционные нужды, расходуемого отопительными котельными.