Информационные модели городских систем газоснабжения

N=,

Где m-число кварталов;

P_j-плотность населения j-ого жилого квартала, чел/га;

F_KBj-площадь j-го жилого квартала, га;

  N==311*96.96=30154 чел. 

Коэффициент часового максимума  расхода газа (без отопления) =1/2403, при данной численности населения.

=33475 кДж/м³

ρ=0,6 кг/м³

2.1 Коммунально-бытовые потребления.

Расчетный расход газа, м³/ч, (при 0⁰С и 101.3 Кпа) на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды по отдельным категориям потребителей.

, (1)

Для сельской местности (2),

где q_i-норма потребления газа одной расчетной единицей (1р.е.);[6, прил. А]

n_i – количество расчетных единиц на одну тысячу жителей, р.е./тыс.хит.[1, c.46-47];

k_o – коэффициент одновременности[6,табл.5];

x_г – коэффициент охвата газоснабжением (по заданию);

f – число, р.е., (квартир или домов) для сел;

Km = - коэффициент часового максимума, год/ч. [6,табл.2];

q_i^* - суммарная тепловая нагрузка горелок 1 р.е., кДж/ч. [6,табл.3].

 

Потребление газа мелкими  коммунально-бытовыми потребителями (ателье, мастерскими, парикмахерскими, магазинами и др.) 

2.1.1. Население.

При наличие в квартире газовой плиты и централизованного  горячего водоснабжения при газоснабжении  природным газом на одного человека в год нормы расхода теплоты  составляет 4100 МДж. [6,прил.А]

 

Q_ГП+ЦГВ=

 

При наличие в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного  горячего водоснабжения) при газоснабжении  природным газом на одного человека в год нормы расхода теплоты  составляет 10000 МДж. [6,прил.А]

 

Q_ГП+К=

 

При наличие в квартире газовой плиты и отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газового водонагревателя при газоснабжении природным газом на одного человека в год нормы расхода теплоты составляет 6000 МДж. [6,прил.А].

Q_ГП=

 

 

 

2.1.2. Предприятия бытового обслуживания населения.

Потребление газа на стирку белья в механизированных прачечных, включая сушку и глажение на одного человека в год, нормы расхода  теплоты составляет 18800 МДж. [6,прил.А].

 

Q_СТБ=

На 1 человека потребляется 100 кг/год сухого белья.

Потребление газа на мытьё  без ванн на одну помывку, нормы расхода  теплоты составляет 40 МДж. [6,прил.А].

Q_Б=

2.1.3. Предприятия общественного питания.

Потребление газа на столовые, рестораны, кафе: на приготовление обедов (вне зависимости от пропускной способности  предприятия)- на один обед, нормы расхода теплоты составляет 4,2 МДж, на приготовление завтраков или ужинов, нормы расхода теплоты составляет 2,1 МДж  [6, прил.А].

Q_СТ=

2.1.4. Учреждения здравоохранения.

Больницы, родильные дома: на приготовление пищи на одну койку  в год, нормы расхода теплоты 3200 МДж, на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и  лечебных процедур (без стирки белья) на одну койку в год составляет 9200 МДж [6, прил.А].

Q_ЗДР=

  2.1.5. Хлебопекарни.

Расчет годового расхода  для хлебозаводов и пекарен [6, прил.А].

Q_хлеба=

2.2. Потребление на отопление,  вентиляцию и горячее водоснабжение.

Потребление газа на отопление  и вентиляцию от котельных жилых и общественных зданий , м³/ч, вычисляется по формуле:

 

Потребление газа на отопление  от местных отопительных систем жилых  и общественных зданий , м³/ч, вычисляется по формуле:

 

где t_в- расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ⁰С, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 20⁰С;

t_ср.о.- средняя температура наружного воздуха за отопительной период ⁰С;

t_р.о.- расчетная температура наружного воздуха, ⁰С, для проектирования отопления, принимая как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в соответствии с параметрами [2, табл. 1].

n₀ – продолжительность отопительного периода  в сутках по числу дней со средней суточной температурой наружного воздуха 8⁰С и ниже;

q- укрепленный показатель максимального часового расхода тепла на отопление 1 м² жилой площади зданий. кДж/(ч∙м²) [1, табл. 5.2];

-общая жилая площадь  отапливаемых от котельных зданий, м²;

- общая жилая площадь  отапливаемая от местных систем  зданий, м².

Социальная норма площади  на 1 человека – 12 м².

КПД= 85%

Число часов использования  максимума для отопительных котельных, ч./год:

m_k=24∙n₀∙=24∙253∙=2914 ч/год.

=12∙30154∙0,9=325663 м²

=30154∙12∙(1-0,6)=144739 м²

 

=8345

Потребление газа на централизованное горячее водоснабжение от котельных, , м³/ч,

 

где q_гв- укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение, кДж (ч/чел.)[1, табл. 5.3.];

, -температура водопроводной воды в отопительной и летней периоды, ⁰С(=5⁰С, =15⁰С );

β - коэффициент, учитывающей снижение расхода горячей воды в летний период, β=0,8);

К_ЦГВ- коэффициент ЦГВ;

 

Q_кот.= +=8345+2217=10562

2.3. Промышленное потребление.

Расчетный часовой расход газа промышленных предприятием, включающий  потребление  на технологические нужды, отопление, вентиляцию цехов и подразделений промплощадки,  м³/ч:

 число часов  использования  max

Для предприятий работающих в 3 смены с непрерывным процессом:

 

  3см.: m= 6000÷7000 ч/год

  2см.: m= 4500÷5000 ч/год

       1см.: m= 3000÷4000 ч/год

 

1 смена: (50-100)∙10⁹ ккал/год

2 смена: (100-150)∙10⁹   ккал/год

3 смена: (150-200)∙10⁹  ккал/год

 

Q_ПП1=

 

Q_ПП2=

 

Q_ПП3=

2.4. Расчет расход газа  на распределительную сеть.

Определяем расчетный  расход газа, м³/ч, на распределительную сеть низкого давления, от которой питаются все бытовые, мелкие коммунальные и чесать промышленных потребителей.

,

Где К_персп- коэффициент, учитывающей перспективное развитие населенного пункта (при отсутствий данных принимается равным 1,3);\

r-число бытовых и коммунальных  потребителей, питающихся от сети  низкого давления;

- мелкие промышленные  потребители, питаемые от сети низкого давления, м³/ч.

Q_РНД=1,3∙(1.1( Q_ГП+ЦГВ+ Q_ГП+К+ Q_ГП)++Q_здрав.+ Q_СТ+ )

Q_РНД=1,3∙(1,1(107+1314+178)+885+53+3237)=7715

     Р_ист= Р₈= Р₁₉=330 даПа

     Р_стока= Р₁= Р₆= Р₁₆=Р₂₃=210 даПА

Определяем расчетный  расход газа , м³/ч, на распределительную сеть среднего (высокого) давления,

Q_БПК= Q₁₁=551

Qхз= Q₈=

Q_К= Q₅=

Q_ПП1= Q₄=

Q_ПП2= Q₇=

Q_ПП3= Q₁₀=

 

 

 

 

 

 

Глава 4. Формирование нелинейных моделей систем газоснабжения.

4.1. Сеть низкого давления.

4.1.1. Система независимых цепей.

 

1) P₁₄-P₂₁=S_14-17Q_14-17^1,75 + S_17-18Q_17-18^1,75 + S_18-21Q_18-21^1,75.

2) P₁₄-P₁=S_14-13Q_14-13^1,75 + S_13-11Q_13-11^1,75 + S_11-12Q_11-12^1,75 + S_12-6∙Q_12-6^1,75 –

- S_2-6 Q_2-6^1,75 + S_2-1 Q_2-1^1,75

3) P₇-P₅=S_7-4 Q_7-4^1,75 + S_4-5∙Q_4-5^1,75

4) P₇-P₁=S_7-3 Q_7-3^1,75 + S_3-2Q_3-2^1,75 + S_2-1 Q_2-1^1,75

5) P_7-21=S_7-3 Q_7-3^1,75 + S_2-6 Q_2-6^1,75 – S_12-6 Q_12-6^1,75 - S_20-12 Q_20-12^1,75 + S_20-21 Q_20-21^1,75

4.1.2 Система независимых контуров

 

1) S_6-1 Q_6-1^1,75 - S_2-1 Q_2-1^1,75 + S_2-6 Q_2-6^1,75=0

2) S_12-6 Q_12-6^1,75 – S_2-6 Q_2-6^1,75 - S_3-2 Q_3-2^1,75 - S_7-3 Q_7-3^1,75 + S_7-8 Q_7-8^1,75 + S_8-9 Q_8-9^1,75 - S_10-9 Q_10-9^1,75 + S_10-11 Q_10-11^1,75 + S_11-12 Q_11-12^1,75=0

3) S_7-3Q_7-3^1,75 - S_4-3Q_4-3^1,75 - S_7-4 Q_7-4^1,75=0

4) S_4-5 Q_4-5^1,75 – S_8-5 Q_8-5^1,75 - S_7-8Q_7-8^1,75 + S_7-4 Q_7-4^1,75=0

5) S_9-15 Q_9-15^1,75 – S_14-15 Q_14-15^1,75 + S_14-10 Q_14-10^1,75 + S_10-9 Q_10-9^1,75=0

6) S_15-16 Q_15-16^1,75 - S_17-16 Q_17-16^1,75 - S_14-17 Q_14-17^1,75 + S_14-15 Q_14-15^1,75=0

7) S_14-17 Q_14-17^1,75 + S_17-18Q_17-18^1,75 – S_14-18 Q_14-18^1,75=0

8) S_14-18 Q_14-18^1,75 + S_18-21 Q_18-21^1,75 - S_20-21 Q_20-21^1,75 - S_19-20 Q_19-20^1,75 –

- S_13-19 Q_13-19^1,75 - S_14-13 Q_14-13^1,75=0

9) S_14-13 Q_14-13^1,75 + S_13-11 Q_13-11^1,75 - S_10-11 Q_10-11^1,75 - S_14-10 Q_14-10^1,75 =0

10) S_13-19 Q_13-19^1,75 + S_19-20 Q_19-20^1,75 + S_20-12 Q_20-12^1,75 - S_11-12 Q_11-12^1,75 -

- S_13-11 Q_13-11^1,75=0

4.1.3 Система узловых балансовых уравнений

№2 Q_3-2- Q_2-1- Q_2-6- Q₂=0

№3   Q_4-3+ Q_7-3- Q_3-2- Q₃=0

№4 Q_7-4- Q_4-3- Q_4-5- Q₄=0

№6 Q_2-6- Q_6-1+ Q_12-6- Q₆=0

№8 Q_7-8- Q_8-5- Q_8-9- Q₈=0

№9 Q_10-9+ Q_8-9- Q_9-15- Q₉=0

№10  Q_14-10- Q_10-9- Q_10-11- Q₁₀=0

№11 Q_13-11+ Q_10-11- Q_11-12- Q₁₁=0

№12 Q_11-12+ Q_20-12- Q_12-6- Q₁₂=0

№13 Q_14-13- Q_13-11- Q_13-19- Q₁₃=0

№15 Q_9-15+ Q_14-15- Q_15-16- Q₁₅=0

№17 Q_14-17- Q_17-18- Q_17-16- Q₁₇=0

№18 Q_14-18+ Q_17-18- Q_18-21- Q₁₈=0

№19 Q_13-19- Q_19-20- Q₁₉=0

№20 Q_19-20-Q_20-12- Q_20-21- Q₂₀=0

4.1.4 Фиктивный узловой отбор

 

Q₂ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 397,85 м³/ч

Q₃ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 351,55 м³/ч

Q₄ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 379,3 м³/ч

Q₆ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 351,6 м³/ч

Q₈ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 302,25 м³/ч

Q ₉= 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 286,8 м³/ч

Q₁₀ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 471,85 м³/ч

Q₁₁ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 339,3 м³/ч

Q₁₂ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 191,25 м³/ч

Q₁₃ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 274,5 м³/ч

Q₁₅ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 422,5 м³/ч

Q₁₇ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 471,85м³/ч

Q₁₈ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 360,85 м³/ч

Q₁₉ = 0,5(|Q|+|Q|) = 181,95 м³/ч

Q₂₀ = 0,5(|Q|+|Q|+|Q|) = 262,15 м³/ч

 

Результаты гидравлического  расчета по сети низкого давления приведена в табл.4.1-4.5

 

4.2 Сеть высокого давления

4.2.1 Узловые балансовые уравнения

 

№2 Q_1-2 – Q_2-3 - Q_2-6 - Q₂= 0

№3 Q_2-3 – Q_3-4- Q_3-13 - Q₃= 0

№4 Q_3-4 – Q_пп1 = 0

№5 Q_13-5 – Q_к = 0

№6 Q_2-6 – Q_6-7- Q_6-12 - Q₆ = 0

№7 Q_6-7 – Q_ПП2 = 0

№8 Q_12-8 – Q_ХЗ= 0

№9 Q_15-9 – Q_9-11 – Q_9-10 – Q₉ = 0

№10 Q_9-10 – Q_ГРП= 0

№11 Q_9-11 – Q_ГРП= 0

№12 Q_6-12 – Q_12-8 – Q_12-15 – Q₁₂= 0

№13 Q_3-13 – Q_13-14– Q_13-5 – Q₁₃= 0

№14 Q_13-14 – Q_ГРП= 0

№15 Q_12-15 – Q_15-16 –Q_15-9 – Q₁₅= 0

№16 Q_15-16 – Q_ППЗ= 0

 

Результаты гидравлического  расчета по сети среднего(высокого) давления приведена в табл.4.6-4.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЬЯКОВ ГП-5                                            ТАБЛИЦА 1                      

                                                                           

                   РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА                      

                                                                           

                           (по участкам)                                   

=========================================================================

    N     ну      ку     L        Qп    &P      Qp      Dн       S    M    

=========================================================================

     1      2      1   310.0 148.3  101.876     64.2   76.0 *3.00   1.706

     2      7      1   230.0 110.0    3.342     48.4  127.0 *3.50   2.499

     3      8      2   220.0 105.3   18.124    569.5  219.0 *5.00   5.916

     4      8      7   310.0 148.3  116.658    109.3   89.0 *3.00   2.010

     5      2      3   370.0 177.0   43.846    289.9  159.0 *4.00   5.765

     6      8     16   330.0 157.9   13.814   2429.9  426.0 *7.00  24.326

     7     17      7   550.0 263.1   33.331    199.9  159.0 *4.00   8.570

     8     16     17   530.0 253.6   69.513    306.3  159.0 *4.00   8.259

     9     16      9   520.0 248.8   12.512   1793.5  426.0 *7.00  38.331

    10      9      3   250.0 119.6   35.644    173.1  127.0 *3.50   2.716

    11      3      4   320.0 153.1   26.579    238.1  159.0 *4.00   4.986

    12      9     10   670.0 320.5   33.367   1276.0  325.0 *6.00  32.230

    13     10      4   450.0 215.3   28.856    206.5  159.0 *4.00   7.012