ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
полимеров и азотных удобрений. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.
Качественный состав природного газа включает компоненты двух групп:
1) органические;
2) неорганические.
К органическим составляющим относятся:
1) метан –CH4(80 %– 90 % в зависимости от месторождения газа);
2) этан –C2H6(0,5 %– 4 %);
3) пропан –C3H8 (0,2 % – 1,5 %);
4) бутан –C4H10(0,1 % - 1 %);
5) пентан –C5H12 (0 % – 1 %);
6) более тяжелые углеводороды с количеством атомов углерода больше пяти.
Неорганические компоненты включают в себя следующие соединения:
1) водород (в небольших количествах) –H2 (до 1 %);
2) углекислый газ – CO2 (0,6 % – 2,0 %);
3) гелий – He (0,01 % – 0,5 %);
4) азот –N2 (0,3 % – 3,0 %);
4) сероводород –N2S (до 2 %) может не быть.
Теплота сгорания топлива – количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единиц вещества. Измеряется в джоулях или калориях.
Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. Измеряется в Дж/кг или ккал/кг.
Теплотворная способность газа, чисто газовых месторождений, от 31000 кДж/м3 до 38000 кДж/м3, а попутных газов нефтяных месторождений от 38000 кДж/м3 до 52000 кДж/м3.
2.1 Расчет состава природного газа
Расчет теплоты сгорания газа определяется по формуле
где
– теплота сгорания газа, МДж/м
3.
МДж/м3.
Определяем плотность газового топлива по формуле
где
– плотность газового топлива, кг/м3.
=0,76 кг/м3.
Определяем относительную плотность газа по воздуху по формуле
где
– относительная плотность газа, кг/м3;
– плотность газа, кг/м3;
– плотность воздуха, в зависимости от влажности, равная 1,27-1,31, кг/м3.
кг/м3.
Определяем количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа по формуле:
где
– количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1м3 газа, кг/м3.
(
кг/м3.
Определяем количество избыточного воздуха необходимого для сжигания 1
газа по формуле:
где
– количество избыточного воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа, кг/м3;
– количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа, кг/м3.
кг/м3.
Сводим результаты расчетов в таблицу 1.
Таблица 1 – Характеристики газового топлива
3.Выбор системы газоснабжения.
Для газоснабжения городов и населенных пунктов применяются двухступенчатые системы газоснабжения. Городские системы газоснабжения присоединяются к магистральным газопроводам через ГРС (газорегуляторные станции). Связь между газопроводами различных давлений осуществляется через ПРГ (газорегуляторные пункты). Выбор схемы газоснабжения (количество ступеней давления) производится исходя из следующих соображений: чем больше давление газа в газопроводе, тем меньше его диаметр и стоимость, но зато усложняется прокладка сети: необходимо выдерживать большие расстояния до здания и сооружения, в силу чего не по всем улицам можно проложить сеть высокого давления. С увеличением количества ступеней давления в системе добавляются новые газопроводы и ПРГ, но уменьшаются диаметры последующих ступеней давления. Давление газа во внутренних газопроводах и перед газоиспользующими установками должно соответствовать давлению, необходимому для устойчивой работы горелок этих установок, указанному в технических паспортах заводов-изготовителей.
При проектировании городских сетей должны выдерживаться следующие принципы: кольцевание основных магистралей, кольцевание транзитных внутригородских линий и питание их из нескольких точек. Для повышения надежности желательно иметь два или несколько колец. Распределительные сети должны быть многократно кольцевыми с питанием их из нескольких газорегуляторных пунктов и возможностью питания каждого участка с двух сторон. Только для небольших поселков можно применять тупиковые сети и питание из одной точки. Ответвления на кварталы, к отдельным группам зданий и дворовые сети прокладываются тупиковыми. Выбор оптимального решения при проектировании систем газоснабжения надежнее всего производить на основе технико-экономического сравнения вариантов. Для поселков и небольших городов с населением до 30–50 тыс. жителей могут использоваться одноступенчатые системы газоснабжения. Газ от ГРС поступает в сеть среднего или низкого давления и распределяется по территории города. Для города с населением 50–250 тыс. чел. рекомендуются двухступенчатые системы газоснабжения, в которых газ от ГРС по сети среднего или высокого давления подается к ПРГ и крупным потребителям, а от ГРП по сети низкого давления распределяется по территории города. Давление в первой ступени при снабжении природным газом составляет обычно 0,3 МПа, но возможно и давление 0,6 МПа. Трехступенчатую систему в городах можно
применять при повышенных требованиях к надежности, при большой территории и неудобной планировке города, а также при наличии промышленных предприятий, требующих газ высокого давления. 4 Для городов с населением более 250 тыс. чел. рекомендуются трехступенчатые системы газоснабжения. Вокруг города прокладывается магистральный газопровод высокого давления, служащий для подачи газа в отдельные районы города и к крупным (1,2 МПа или 0,6 МПа) промышленным предприятиям. Газ из сетей первой ступени (0,3 МПа), давления через ГРП высокого давления подается в сеть второй ступени (служащую для подачи газа к городским ГРП, мелким, средним промышленным и некоторым коммунальным предприятиям). Из ГРП газ по сети низкого давления распределяется по всей территории застройки. Капитальные вложения в газовые сети можно значительно снизить, если проектировать их на более высокое давление. Основным резервом снижения стоимости городских газовых сетей является перевод наружных сетей с низкого давления (СНД) на среднее (ССД). Для сельских населённых пунктов, как правило, принимаются одноступенчатые тупиковые системы.
4. Расчетная схема газовой сети.
Трассы газопроводов проектируют из условия минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких давлений стараются прокладывать по окраинным районам города, где небольшая плотность населения и меньшее число подземных сооружений. Сети низкого давления состоят из уличных распределительных газопроводов, абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые распределяют газ между отдельными приборами внутри здания. Плотность распределительных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания была 50 - 100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к распределительным газопроводам.
Расчетная схема газопровода.
1) Находим топографическую съемку местности в интернете. Алгоритм поиска: набираем «топосъемка (указываем свой населенный пункт и район Республики Башкортостан)». Открывается карта местности. На карте появляется окно «Спутник». Нажимаем на него открывается план местности. Увеличиваем его. Выбираем улицу. В верхнем углу окна появляется знак «печать». Печатаем. На напечатанной топосъемке, в нижнем правом углу, появляется масштаб (прямая линия, а перед ней стоит число, например, 2000м. Замеряем линейкой черту, в данном случае она равна 2см; делим 2000 на 2 и получаем масштаб – 1см-1000м.
Качественный состав природного газа включает компоненты двух групп:
1) органические;
2) неорганические.
К органическим составляющим относятся:
1) метан –CH4(80 %– 90 % в зависимости от месторождения газа);
2) этан –C2H6(0,5 %– 4 %);
3) пропан –C3H8 (0,2 % – 1,5 %);
4) бутан –C4H10(0,1 % - 1 %);
5) пентан –C5H12 (0 % – 1 %);
6) более тяжелые углеводороды с количеством атомов углерода больше пяти.
Неорганические компоненты включают в себя следующие соединения:
1) водород (в небольших количествах) –H2 (до 1 %);
2) углекислый газ – CO2 (0,6 % – 2,0 %);
3) гелий – He (0,01 % – 0,5 %);
4) азот –N2 (0,3 % – 3,0 %);
4) сероводород –N2S (до 2 %) может не быть.
Теплота сгорания топлива – количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единиц вещества. Измеряется в джоулях или калориях.
Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. Измеряется в Дж/кг или ккал/кг.
Теплотворная способность газа, чисто газовых месторождений, от 31000 кДж/м3 до 38000 кДж/м3, а попутных газов нефтяных месторождений от 38000 кДж/м3 до 52000 кДж/м3.
2.1 Расчет состава природного газа
Расчет теплоты сгорания газа определяется по формуле
  , | ( (1) |
где
– теплота сгорания газа, МДж/м
3.
МДж/м3.Определяем плотность газового топлива по формуле
  , | ((2) |
где
– плотность газового топлива, кг/м3. =0,76 кг/м3.
Определяем относительную плотность газа по воздуху по формуле
 , | ((3) |
где
– относительная плотность газа, кг/м3; – плотность газа, кг/м3; – плотность воздуха, в зависимости от влажности, равная 1,27-1,31, кг/м3. кг/м3.Определяем количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа по формуле:
 ( | ((4) |
где
– количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1м3 газа, кг/м3. ( кг/м3.Определяем количество избыточного воздуха необходимого для сжигания 1
газа по формуле:  , | ((5) |
где
– количество избыточного воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа, кг/м3; – количество теоретического воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газа, кг/м3. кг/м3.Сводим результаты расчетов в таблицу 1.
Таблица 1 – Характеристики газового топлива
| Теплота сгорания  ,МДж/м3 | Плотность газа  ,кг/м3 | Относительная плотность ,кг/м3 | Объем теоретического воздуха , кг/м3 | Объем избыточного воздуха ,кг/м3 |
| 35,29 | 0,76 | 0,58 | 9,37 | 9,74 |
3.Выбор системы газоснабжения.
Для газоснабжения городов и населенных пунктов применяются двухступенчатые системы газоснабжения. Городские системы газоснабжения присоединяются к магистральным газопроводам через ГРС (газорегуляторные станции). Связь между газопроводами различных давлений осуществляется через ПРГ (газорегуляторные пункты). Выбор схемы газоснабжения (количество ступеней давления) производится исходя из следующих соображений: чем больше давление газа в газопроводе, тем меньше его диаметр и стоимость, но зато усложняется прокладка сети: необходимо выдерживать большие расстояния до здания и сооружения, в силу чего не по всем улицам можно проложить сеть высокого давления. С увеличением количества ступеней давления в системе добавляются новые газопроводы и ПРГ, но уменьшаются диаметры последующих ступеней давления. Давление газа во внутренних газопроводах и перед газоиспользующими установками должно соответствовать давлению, необходимому для устойчивой работы горелок этих установок, указанному в технических паспортах заводов-изготовителей.
При проектировании городских сетей должны выдерживаться следующие принципы: кольцевание основных магистралей, кольцевание транзитных внутригородских линий и питание их из нескольких точек. Для повышения надежности желательно иметь два или несколько колец. Распределительные сети должны быть многократно кольцевыми с питанием их из нескольких газорегуляторных пунктов и возможностью питания каждого участка с двух сторон. Только для небольших поселков можно применять тупиковые сети и питание из одной точки. Ответвления на кварталы, к отдельным группам зданий и дворовые сети прокладываются тупиковыми. Выбор оптимального решения при проектировании систем газоснабжения надежнее всего производить на основе технико-экономического сравнения вариантов. Для поселков и небольших городов с населением до 30–50 тыс. жителей могут использоваться одноступенчатые системы газоснабжения. Газ от ГРС поступает в сеть среднего или низкого давления и распределяется по территории города. Для города с населением 50–250 тыс. чел. рекомендуются двухступенчатые системы газоснабжения, в которых газ от ГРС по сети среднего или высокого давления подается к ПРГ и крупным потребителям, а от ГРП по сети низкого давления распределяется по территории города. Давление в первой ступени при снабжении природным газом составляет обычно 0,3 МПа, но возможно и давление 0,6 МПа. Трехступенчатую систему в городах можно
применять при повышенных требованиях к надежности, при большой территории и неудобной планировке города, а также при наличии промышленных предприятий, требующих газ высокого давления. 4 Для городов с населением более 250 тыс. чел. рекомендуются трехступенчатые системы газоснабжения. Вокруг города прокладывается магистральный газопровод высокого давления, служащий для подачи газа в отдельные районы города и к крупным (1,2 МПа или 0,6 МПа) промышленным предприятиям. Газ из сетей первой ступени (0,3 МПа), давления через ГРП высокого давления подается в сеть второй ступени (служащую для подачи газа к городским ГРП, мелким, средним промышленным и некоторым коммунальным предприятиям). Из ГРП газ по сети низкого давления распределяется по всей территории застройки. Капитальные вложения в газовые сети можно значительно снизить, если проектировать их на более высокое давление. Основным резервом снижения стоимости городских газовых сетей является перевод наружных сетей с низкого давления (СНД) на среднее (ССД). Для сельских населённых пунктов, как правило, принимаются одноступенчатые тупиковые системы.
4. Расчетная схема газовой сети.
Трассы газопроводов проектируют из условия минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких давлений стараются прокладывать по окраинным районам города, где небольшая плотность населения и меньшее число подземных сооружений. Сети низкого давления состоят из уличных распределительных газопроводов, абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые распределяют газ между отдельными приборами внутри здания. Плотность распределительных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания была 50 - 100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к распределительным газопроводам.
Расчетная схема газопровода.
1) Находим топографическую съемку местности в интернете. Алгоритм поиска: набираем «топосъемка (указываем свой населенный пункт и район Республики Башкортостан)». Открывается карта местности. На карте появляется окно «Спутник». Нажимаем на него открывается план местности. Увеличиваем его. Выбираем улицу. В верхнем углу окна появляется знак «печать». Печатаем. На напечатанной топосъемке, в нижнем правом углу, появляется масштаб (прямая линия, а перед ней стоит число, например, 2000м. Замеряем линейкой черту, в данном случае она равна 2см; делим 2000 на 2 и получаем масштаб – 1см-1000м.
