Максимальный часовой расход газа для частного дома – Все о газоснабжении

Для чего необходимо определять максимальный часовой расход газа

Среди задач, которые нужно выполнить, чтобы газифицировать отапливаемое здание, этот расчет является одним из основных.

Его правильность контролирует в Москве АО «МОСГАЗ», в московской области АО «Мособлгаз». При составлении вычисляется величина тепловой нагрузки. Также нужно посчитать количество тепла, которое должна вырабатывать система отопления, и требуемый для этого почасовой объем газа, измеряемый в м3/час. Потребление должно соответствовать потоку в магистрали распределения.

При помощи такого расчета вычисляется максимальный часовой расход газа для частного дома во время максимума потребления. Это отображает пик потребления топлива объектом. И затем данные сравниваются с возможностями газопровода.

Определение размера максимального часового расхода газа в м3 является обязательным при подготовке:

Читайте также:  Индукционный нагрев и теплоснабжение в нефтяной и газовой промышленности

• документов на получение ТУ подключения;
• заявки на технологическое присоединение к магистрали.

Формы подаются как физическими, так и юридическими лицами при составлении документов, необходимых чтобы газифицировать частный дом. Образец заполнения заявок и шаблон можно найти на сайте.

Пример

В качестве примера рассмотрим расчет максимального часового расхода газа для помещения площадью 100 м2 с установкой 1 импортного котла и 1 плиты стандарт. Предположим, что помещение с обычным двойным остеклением и утеплением.

Nимпорт.кот = 100 * 1.2 / 10 = 12 кВт,

где 1,2 — коэффициент часового максимума расхода газа для Москвы и Подмосковья. Если вычисления производятся для другого региона, то используется соответствующий коэффициент;

Nплиты = 10 кВт.

МЧРГ = (12+10) / 8,6 = 2,6 м³/ч.

Данные вычисления будут верны при установке отопительного котла, газовой плиты и 1 — 2 кранов с горячей водой. При проектировании более двух кранов с горячей водой, сауны, бассейна, приточно-вытяжной вентиляции либо теплого пола, потребуется выполнить теплотехнический расчет газа (ТТР).

Рассчитанный показатель является примерным. Точный расчет производит газовая служба, причем при показателе менее 5 м3/ч, расчет производится бесплатно.

Как осуществляется расчет часового расхода газа

Чтобы спланировать максимальный почасовой ресурс, не нужно проводить регулярные замеры. Оценить расчетный максимум потребления можно при помощи калькулятора на нашем сайте. Но для получения ТУ и документов необходимо сделать заявку в лицензированной компании. Специалисты ООО «Проект-Сервис» выполнят все мероприятия для подключения к системе распределения с большой точностью и за минимальное время.

Для получения необходимых результатов оставьте заявку, образец (шаблон) которой можно скачать с нашего сайта. Вы можете распечатать бланк для предоставления его в письменном виде. Пример заполнения документа на получение ТУ также можно найти на нашем веб-ресурсе. Заполнив бланк, необходимо вместе с пакетом документов предоставить его в «Проект-Сервис». Или заполните форму онлайн-калькулятора, чтобы узнать приблизительное значение при планировании и выборе газового оборудования.

Наши сотрудники помогут вычислить величину максимального часового расхода газа. Компания гарантирует индивидуальный подход к каждому клиенту.

Расчетные часовые расходы

Расчетный часовой расход газа Qp4, м3/ч, при 0°С и давлении 101,3 кПа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды определяют как долю годового расхода по формуле:

Qр.ч = Kм Qгод (3.7)

где Км — коэффициент часового максимума расхода газа (коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому); Qxg — годовой расход газа, м3/год.

Таблица 3.7. Средние режимы потребления газа в квартирах по месяцам года

Читайте также:  Характеристики газовых котлов Данко и инструкция по эксплуатации

Месяц	Доля годового расхода, %	Месяц	Доля годового расхода, %	Месяц	Доля годового расхода, %
Январь	10,3	Май	8,6	Сентябрь	7,0
Февраль	9,6	Июнь	7,0	Октябрь	8,7
Март	10,0	Июль	5,0	Ноябрь	9,4
Апрель	9,3	Август	5,2	Декабрь	9,9

Коэффициент часового максимума расхода принимают дифференцированно для каждого района газоснабжения, сети которого представляют собой самостоятельную систему, гидравлически не связанную c системами других районов. Значения этого коэффициента для коммунально-бытовых потребителей приведены ниже (табл. 3.12). Таблица 3.8. Режимы потребления газа в квартирах по часам зимних суток, % от суточного расхода

Часы суток	Квартиры крупных городов	Квартиры небольших городов
в обычные дни	в предпразд­ничные дни	в обычные дни	в предпразд­ничные дни
0-1	1,5	4,0	0,6	3,0
1-2	0,5	2,0	0,2	1,5
2-3	0,2	1,0	0,1	0,1
3-4	0,2	0,8	0,1	0,1
4-5	0,2	0,8	0,1	0,1
5-6	0,5	1,4	0,5	0,8
6-7	3,0	3,5	4,5	3,0
7-8	4,4	4,5	5,5	3,7
8-9	5,5	5,0	6,25	5,0
9-10	6,0	5,0	6,4	6,2
10-11	6,0	5,5	6,25	6,5
11-12	5,5	5,0	5,5	6,0
12-13	5,5	5,0	5,5	6,0
13-14	5,4	5,25	5,5	6,0
14-15	5,6	5,5	5,25	6,0
15-16	5,5	5,75	5,25	6,0
16-17	5,5	6,0	5,4	6,5
17-18	6,0	6,5	6,0	7,0
18-19	6,6	6,0	6,75	6,5
19-20	7,0	5,5	7,7	6,0
20-21	6,5	4,75	7,25	5,0
21-22	5,8	5,25	5,9	4,0
22-23	4,3	4,0	2,75	3,0
23-24	2,9	2,5	0,75	2,0

Расчетный часовой расход газа на технологические и отопительные нужды промышленных, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий следует определять с учетом КПД газового оборудования. Значения коэффициента часового максимума расхода газа необходимо устанавливать при проектировании на основании данных о характере производства и режимах топливопотребления с разработкой совмещенного суточного графика для каждого предприятия в отдельности. Для промышленных предприятий, строительство и ввод в эксплуатацию которых предусмотрены в течение расчетного периода, Qp4 принимают по данным проектов, а при отсутствии проектов — на основании данных о планируемой мощности предприятий и укрупненных показателей расхода топлива аналогичными предприятиями.

Для отдельных жилых домов и общественных зданий Qp4, м3/ч, можно определить и по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия:

Qp.ч = Σk0qini (3.8)

где k0 — коэффициент одновременности для однотипных приборов или групп их (табл. 3.13); q — номинальный расход газа

прибором или группой приборов, м3/ч (принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам приборов); ni — число однотипных приборов или их групп.

Таблица 3.9. Приближенные режимы потребления газа детскими дошкольными, школьными и специальными учебными заведениями, учреждениями здравоохранения по месяцам года, % к годовому расходу

Месяц	Детские ясли	Детские сады	Школы	Специальные учебные заведения	Больницы	Поликлиники
Январь	9,6	8,9	8,4	8,0	9,3	8,6
Февраль	8,7	8,3	10,0	8,0	8,5	8,3
Март	8,9	9,0	8,8	10,4	8,9	9,0
Апрель	8,5	8,6	10,3	9,9	8,2	8,5
Май	7,2	7,0	9,0	8,2	8,1	7,1
Июнь	7,5	8,0	9,5	3,4	7,4	8,1
Июль	7,5	8,0	1,5	3,4	7,7	8,1
Август	7,9	8,2	1,5	3,4	7,7	8,4
Сентябрь	7,7	7,8	9,4	8,0	7,8	7,8
Октябрь	8,8	8,8	10,7	10,3	8,5	8,8
Ноябрь	8,3	8,3	10,0	9,6	8,6	8,3
Декабрь	9,4	9,1	10,9	10,4	9,3	9,0

Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, равен сумме транзитного и 0,5 путевого расхода газа на данном участке.

Таблица 3.10. Приближенные режимы потребления газа предприятиями бытового обслуживания и общественного питания по месяцам года,% к годовому расходу

Месяц	Гостиницы	Прачечные (домовые)	Столовые и рестораны	Мелкие бытовые предприятия
Январь	9,3	9,1	9,5	9,5
Февраль	8,5	8,6	8,6	8,6
Март	8,9	8,9	9,5	9,5
Апрель	8,2	8,5	8,6	8,6
Май	8,1	7,1	8,2	8,2
Июнь	7,4	8,1	7,7	7,7
Июль	7,7	7,6	6,8	6,8
Август	7,7	7,6	6,8	6,8
Сентябрь	7,8	8,0	7,7	7,7
Октябрь	8,5	8,9	8,5	8,5
Ноябрь	8,6	8,3	8,6	8,6
Декабрь	9,3	9,3	9,5	9,5

Коэффициенты одновременности для одной квартиры (см. табл. 3.13), оборудованной газовой плитой, а также плитой и емкостным водонагревателем, приняты равными 1 (одновременное использование всех газовых приборов). Коэффициенты одновременности для квартиры, в которой кроме газовой плиты установлен проточный водонагреватель, приняты меньшими 1, обеспечивающими максимальный расход газа только одним, наиболее мощным и кратковременно действующим прибором — проточным водонагревателем. При случайном совпадении работы проточного водонагревателя и одной или двух горелок газовой плиты тепловая мощносгь обоих приборов несколько ниже номинальной, что вполне допустимо, так как приведет лишь к незначительному увеличению времени на наполнение ванны и приготовление пищи.

Таблица 3.11. Режимы потребления газа по часам предприятиями бытового обслуживания и общественного питания, % от суточного расхода

Часы суток	Прачечные (домовые)	Столовые и рестораны	Гостиницы	Мелкие бытовые предприятия
0-1	—	—	4,0	0,2
1-2	—	—	4,8	0,1
2-3	—	—	1,1	0,1
3-4	—	—	0,9	0,1
4-5	—	—	0,9	0,1
5-6	—	—	0,8	0,5
6-7	5,4	—	1,5	1,4
7-8	5,4	6,6	4,4	4,9
8-9	7,0	6,9	7,6	6,3
9-10	5,4	9,4	7,5	7,7
10-11	4,7	10,4	4,0	9,0
11-12	7,0	11,0	2,3	9,5
12-13	5,4	10,0	2,5	10,1
13-14	7,0	7,8	3,6	8,3
14-15	7,0	7,6	3,6	6,0
15-16	5,4	5,8	3,0	5,7
16-17	7,0	4,0	3,7	4,6
17-18	5,4	4,0	4,6	4,6
18-19	5,4	5,1	4,6	5,6
19-20	4,7	5,2	4,1	6,3
20-21	5,4	4,4	5,5	4,9
21-22	7,0	0,6	7,6	2,3
22-23	5,4	0,5	8,7	1,2
23-24	—	0,7	8,7	0,5

Метод учета неравномерности потребления газа с помощью коэффициентов одновременности приемлем для внутри домовых, дворовых и внутриквартирных газовых сетей, при расчете и проектировании которых известны число квартир, подлежащих газоснабжению, и ассортимент устанавливаемых в них газовых приборов. Он пригоден и для определения расчетных расходов газа в учреждениях и учебных заведениях, оборудуемых газовыми приборами, отдельными газовыми горелками или установками. Значения к0 при этом должны определяться для каждого потребителя в зависимости от режимов газопотребления.

Таблица 3.12. Коэффициенты часового максимума расхода газа на хозяйственно-бытовые

Число жителей, снабжаемых газом, тыс. чел.	Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления), Kh max
1/1800
1/2000
1/2050
1/2100
10	1/2200
20	1/2300
30	1/2400
40	1/2500

Число жителей, снабжаемых газом, тыс. чел.	Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления), Kh max
50	1/2600
100	1/2800
300	1/3000
500	1/3300
750	1/3500
1000	1/3700
2000 и более	1/4700

Для расчета городских газопроводов, в особенности связанных в единую систему распределения газа, указанный метод неприемлем из-за многообразия газовых приборов и установок и различных режимов использования газа разными категориями потребителей. Кроме того, при расчете систем распределения газа установить число подлежащих газоснабжению квартир (в особенности для проектируемых районов и городов) и тем более газовых приборов не представляется возможным. Поэтому при проектировании систем распределения газа расчетные расходы определяются как доли годовых расходов газа.

Таблица 3.13. Значение коэффициента одновременности для жилых домов

Читайте также:  Обзор газовых котлов Bosch

Число квартир	Коэффициенты одновременности Кят в зависимости от установки в жилых домах газового оборудования
Плита 4-конфорочная	Плита 2-конфорочная	Плита 4-конфорочная проточный водонагреватель	Плита 2-конфорочная проточный водонагреватель
0,700	0,750
0,650	0,840	0,560	0,640
0,450	0,730	0,480	0,520
4	0,350	0,590	0,430	0,390
0,290	0,480	0,400	0,375
0,280	0,410	0,392	0,360
0,280	0,360	0,370	0,345
0,265	0,320	0,360	0,335
0,258	0,289	0,345	0,320
10	0,254	0,263	0,340	0,315
15	0,240	0,242	0,300	0,275
20	0,235	0,230	0,280	0,260
30	0,231	0,218	0,250	0,235
40	0,227	0,213	0,230	0,205
50	0,223	0,210	0,215	0,193
60	0,220	0,207	0,203	0,186
70	0,217	0,205	0,195	0,180
80	0,214	0,204	0,192	0,175
90	0,212	0,203	0,187	0,171
100	0,210	0,202	0,185	0,163
400	0,180	0,170	0,150	0,135

Примечания: 1. Для квартир, в которыхустанавливается несколько однотипных газовых приборов, коэффициент одновременности следует принимать как для такого же числа квартир с этими газовыми приборами. 2. Значение коэффициента одновременности для емкостных водонагревателей, отопительных котлов или отопительных печей рекомендуется принимать равным 0,85 независимо от количества квартир. Таблица 3.14. Значение коэффициентов часового максимума расхода газа по некоторым отраслям промышленности

Отрасль промышленности	Коэффициент часового максимума расхода газа, К’тах
в целом по предприятию	по котельным	по промышленным печам
Черная металлургия	1/6100	1/5200	1/7500
Судостроительная	1/3200	1/3100	1/3400
Химическая	1/5900	1/5600	1/7300
Строительных материалов	1/5900	1/5500	1/6200
Радиопромышленность	1/3600	1/3300	1/5500
Электротехническая	1/3800	1/3600	1/5500
Цветная металлургия	1/3800	1/3100	1/5400
Станкостроительная и инструментальная	1/2700	1/2900	1/2600
Машиностроение	1/2700	1/2600	1/3200
Текстильная	1/4500	1/4500	—
Целлюлозно-бумажная	1/6100	1/6100	—
Деревообрабатывающая	1/5400	1/5400	—
Пищевая	1/5700	1/5900	1/4500
Пивоваренная	1/5400	1/5200	1/6900
Фарфоро-фаянсовая	1/5200	1/3900	1/6500
Полиграфическая	1/4000	1/3900	1/4200
Мукомольно-крупяная	1/3500	1/3600	1/3200
Табачно-махорочная	1/3800	1/3500	—

Автономная газификация частного дома: расход газа и учитываемые приборы

Рассчитать максимальный расход при работах по автономной газификации можно с помощью онлайн-калькулятора. Он дает возможность посчитать объем газа (в м3), при совместной работе всего оборудования. Пример расчета можно увидеть на сайте.

Главным потребителем топлива, который и определяет его максимальный расход в частном доме, остается газовый котел. Основанием для подсчета являются теплотехнические параметры, который позволяют планировать оптимальную конфигурацию отопления. Точно рассчитать размер потребления с учетом прочих параметров смогут сотрудники ООО «Проект-Сервис».

Калькулятор газа – это простой и удобный инструмент для расчетов параметров рабочей среды трубопровода. Калькулятор газа разработан специально для специалистов проектных учреждений, технологов, конструкторов. С помощью нашего калькулятора вы можете рассчитать любые параметры рабочей среды (объем жидкой фракции, объем газообразной фракции масса). Вы можете рассчитать физические параметры таких газов как кислород (O2) , азот (N2), аргон (Ar), гелий (), углекислота (CO2), водород (H2), метан (CH4), ацетилен (C2H2), пропан (C3H8).

1) Выберите газ

Температура кипенияX °C  Газ в кубических метрах Жидкость в литрах Масса в килограммах

Калькулятор газа

Калькулятор давления

Массовый расход объемного потока

Объемный расход потока

Конвертер физических и математических величин

Калькулятор коэффициента пропускной способности Cv

Классификация оборудования по уровню опасности

Переход на систему автономного газоснабжения часто является вынужденной мерой. Люди обустраивают коттедж, занимаются бизнесом, но при этом не могут подключиться к основной газовой магистрали из-за отдаленности, высоких трат на подключение. Однако растет число и тех, кто сознательно выбирает независимую газификацию. Возможность контроля над качеством и расходом газа, использование системы только по необходимости позволяет снижать затраты на отопление и горячую воду. Впрочем, чтобы добиться этого, нужно правильно подобрать оборудование, контролировать потребление топлива, убедиться, что кровля, стены помещения надежно утеплены.

Расчет потребления газа

Экономическую целесообразность отопительной системы можно определить, рассчитав, сколько топлива расходуется или будет расходоваться, если система автономного газоснабжения еще не внедрена и не используется. Для этого существует несколько методик:

• оценка фактического потребления;
• калькуляция на основе мощности котла;
• формула на основе отапливаемой площади;
• исходя из теплопотерь.

Расчет расхода на основе фактического потребления газа.

Проще всего определить затраты на газовое отопление, измеряя реальное потребление. С этой целью берут показания счетчика на первый и последний дни месяца. Годовой расход газа получают последовательным суммированием результатов ежемесячных срезов данных.

Простое умножение сведений, полученных за месяц, на 12 правильных результатов не даст. В летнем срезе будет пропущена нагрузка зимой. В зимнем не будет учтено уменьшение потребления летом.

Расчет газа на основе мощности котла.

С целью обогрева помещения чаще всего используется автономный газовый котел. Его основная техническая характеристика – максимальная мощность. Используют ее для определения расходов газа для обогрева зимой, горячего водоснабжения, ожидаемых потерь тепла. Считается, что расчетные условия не соответствуют реальным, поэтому в калькуляции учитывают лишь 50% мощности, указанной производителями.

Например, в коттедже установлен котел, работающий на природном газе. Проектная мощность составляет 30 кВт. Предполагается, что фактически он потребляет 15 кВт/ час. За удельную теплоту сгорания энергоресурса принято брать значение 9,3 кВт на м3. Опираясь на формулу расчета, 15 кВт/ час делим на 9,3, получаем объем потребления газа 1,6 м3 в час или 38,4 м3 в день. Месячный объем будет 1.152 м3, годовой – ориентировочно 13.824 м3.

На возможные теплопотери необходимо прибавить 10%. В таком случае месячные затраты составят 1.267 кВт, годовые – 15.206 кВт. Подобным образом рассчитывается расход, если отопительная система работает на сжиженном газе. Определяя вероятный объем потребления для такой конфигурации отопительной системы, нельзя забывать, что удельная теплота, образующаяся при сгорании топлива, составляет 12,5 кВт.

В соответствии с расчетом, для котла. Проектная мощность которого равна 30 кВт, потребуется 1,2 м3. Часовой расход газа рассчитывается по уже знакомой формуле: 15 кВт/ 12,5. Вероятно, в течение дня будет истрачено 28,8 м3, в течение месяца – 864 м3.

Влияние площади дома на расход топлива.

На этапе составления проекта системы отопления коттеджа, постройки, используемой в бизнес-целях, спрогнозировать потребление природного газа можно, исходя из площади. Полученный расход нельзя считать точным, т.к. в методике не учитывается мощность котельного оборудования и теплопотери.

Сегодня актуальны два подхода к определению расходов газа на отопление:

• исходя из норм СПиП. Для средней части России установлена норма 80 Вт/ м2 отапливаемого помещения. Способ позволяет быстро получить результат, однако, не учитывает особенности постройки;
• на основе средневзвешенных расходов, полученных, исходя из статистических данных. Основной параметр – качество теплоизоляции. Усредненный показатель для жилья с плохой термозащитой составляет от 4 до 5 м3/ м2. Если площадь составляет 100 м2, потребуется около 500 м3 топлива. Норма для помещения с хорошей термоизоляцией – от 2,5 до 3 м3. При той же площади потребность составит около 300 м3.

Расчет по теплопотерям.

При проектировании отопления на газе можно спрогнозировать его потребление, исходя из информации об ожидаемых теплопотерях в час. При этом в формуле учитывается 70% от этого значения:

• 10% – горячая вода;
• 10% – непредвиденные ситуации, связанные с потерей тепла;
• 50% — общие теплопотери.

Для определения месячного потребления полученный показатель умножаем сначала на 24 часа, и далее еще на 30 дней. Чтобы рассчитать годовой объем, результат умножаем на 12 месяцев.

Однако, таким образом, мы получаем исходные сведения о теплопотерях. Чтобы составить месячный прогноз расхода газа, нужны данные в кубических метрах. Получить их можно, зная теплоту сгорания. Пример:

• теплопотери составляют 30 кВт;

потребность в тепле в час составляет 21 кВт. Этот показатель складывается из предположения, что 15 кВт или 50% это общие теплопотери, 3 кВт – горячая вода, 3 кВт – потери, которые невозможно спрогнозировать;

• в день это 21 кВт * 24, получается 504 кВт;
• в месяц – 504 кВт * 30, в итоге имеем 15120 кВт

В дальнейшем, чтобы рассчитать затраты на приобретение энергоресурса, объем, измеренный в кубометрах, умножают сначала на теплоту сгорания, а затем на цену.

Получается, что на системе автономной газификации при вероятных теплопотерях 30 кВт расходы составят 21 кВт / 9,3 = 2,26 м3 газа. Дополнительно этот показатель умножают на 1,1 (КПД котла).

Основываясь на формуле, можно рассчитать объем газа:

• часовая потребность в доме – 2,49м3;
• дневная потребность – 59,76 м3;
• месячная – 792,80 м3.

При подобном подходе годовой показатель средний расход газа в доме будет значительно отличаться от фактического потребления и потребует корректировки. Для калькуляции рекомендуется учитывать затраты только на то число месяцев, когда помещение отапливается.

Цена топлива во всех районах страны – разная, изменения зависят от времени года. Поэтому для отопления необходимо производить индивидуальный расчет количества газа, опираясь на фактические цены.

Причины высоких расходов на отопительную систему.

Естественное желание человека – сэкономить в любой ситуации. Даже если отопление в помещении работает на газе, и затраты не слишком высоки, большинство ищет способ их сделать еще меньше. В том же случае, когда затраты оказываются чрезмерно высокими, разобраться с причинами этого явления, просто необходимо. Существует несколько причин, определяющих высокие расходы на газ:

• проект газификации частного дом был составлен неправильно. Ошибки в проектировании отопительной системы значительно увеличивают расходы на топливо;
• высокие теплопотери из-за плохой термоизоляции дома. По утверждению специалистов, недостаточное утепление крыши увеличивает теплопотери на 30%. Использование старых, некачественных оконных рам – на 35%. Дымоходы, камины, вентиляционные отверстия ведут к дополнительной тепловой потере на 25%. Плохо утепленные стены также увеличивают теплопотери на 25%. Проблемы с полом ведут к 15% росту потерь тепла. Особое внимание необходимо уделять местам стыков пола, стен, потолка;
• субъективные факторы.

Чтобы уменьшить расходы на газ и сэкономить, необходимо выяснить причину и попытаться ее устранить.

Ошибки в проектировании.

Чаще всего проблема высоких затрат связана с использованием котла, мощность которого значительно превышает существующие потребности. Среди других причин:

• использование слишком большого количества отопительных приборов;
• неправильно спроектированная система подачи и возврата горячей воды;
• отсутствие приборов, которые позволяют регулировать включение и выключение отопления. Это температурные датчики, термостаты на батареях. Как результат, в помещении держится слишком высокая температура;
• использование слишком маленького газгольдера, требующего заправки более 2 раз в год.

Утепление кровли.

При автономной газификации можно значительно уменьшить расход газа, если крыша частного дома будет достаточно утеплена. Теплый воздух поднимается наверх. Если потолок или кровля – проблемные, он будет смешиваться с холодным и быстро терять температуру. Дополнительная теплоизоляция кровли с использованием современных утеплительных материалов позволит уменьшить затраты на систему обогрева. При проведении ремонтных, строительных работ применяют керамзит, минеральную вату, пенополиуретан, опилки. Теплоизоляцию размещают с внутренней стороны ската крыши, между перекрытиями.

Утепление окон.

Значительные теплопотери и расходы на газовый котел связаны с оконными рамами. По статистике они могут достигать 35%. Рекомендуется замена старых деревянных окон на современные модели из ПВХ с качественными уплотнителями. Они служат надежной зашитой от холодного воздуха. В процессе установки не остается щелей, отверстий.

Утепление стен.

Чтобы теплый воздух не покидал помещение сквозь стены, их рекомендуется утеплять. Для термоизоляции используется минеральная вата, пенополистирол. Для лучшего сохранения тепла рекомендуется использовать конвекторы. С их помощью образуются завесы, препятствующие попаданию в помещение прохладного воздуха. Еще один способ утепления – размещение за радиаторами специального утеплителя.

Защита дверных проемов.

Поздней осенью, зимой особенно сильно ощущается, как дует холодный воздух в дверные щели. Избежать потерь тепла и проникновения в помещение холода можно, установив качественные двери с уплотнителями, обработав стыки строительной пеной, другими материалами.

Субъективные факторы.

Частая причина высоких затрат – постоянное использование отопительной системы, даже в тех ситуациях, когда реальной потребности в этом нет. Типичный пример – батареи в помещении работают на полную мощь, когда жильцы находятся в отъезде. Часто их оставляют включенными днем при том, что температура на улице уже достаточно высокая. Результаты подсчета топлива, реально необходимого для дома, в такой ситуации значительно превышают проектные показатели.

Способы уменьшения расходов газа на отопление.

Снизить затраты на топливо, необходимое для отопительной системы, позволяют и другие способы. Среди них:

• приобретение и использование специального зимнего топлива в осенне-зимний период, летнего – в теплое;
• отслеживание цен. Выигрывает тот, кто покупает топливо в те месяцы, когда цены снижены, заранее планировать приобретение;
• покупка количества, которое дает право на скидку.

Установка дорогостоящей системы независимого газоснабжения предполагает уменьшение трат на горячее водоснабжение, обогрев дома. Чтобы добиться такого эффекта, нужно правильно рассчитать расход газа, используя оптимальный для конкретной ситуации способ, заняться утеплением, не злоупотреблять обогревом.

Скачиваний: 354 Добавлен: 09.03.2016 Размер: 2.15 Mб Скачать ☆

115

ход Q газа (м3/c), равный v S , изменяется от сечения к сечению. Если S =S = const. , то объемный расход Q и скорость v газа увеличиваются от начала участка газопровода к его концу.

Коммерческим расходом Qк газа (м3/c), называется массо-

вый расход газа, выраженный в стандартных кубических метрах. Очевидна формула:

	&
Qк =	M	,	(110)
		ρст.
где ρст. − плотность	газа при	стандартных условиях
( pст. = ,1013 МПа, T = 293 К).
Распределение p(x)	давления по длине участка простого

газопровода ( S =S = const. ) при стационарном изотермическом

( T = T	= const.) режиме работы имеет вид:
							&	2	λ ZRT
	p2 (x )= p2 ( )−	16 M		x
или				π2d5
			16	&	2	λ ZRT
	p (x )	= p2 ( )−	M		x ,	(111)
					π2d5
где x −	координата вдоль оси газопровода, отсчитываемая от
начала участка;	p( )= pн. − давление газа в начале ( x = ) уча-

стка; λ − коэффициент гидравлического сопротивления, принимаемый постоянным; d = D −2δ− внутренний диаметр газопровода; D,δ− внешний диаметр и толщина стенки трубопровода,

соответственно. Кроме того, в формуле (111) коэффициент Z сжимаемости считается постоянным, вычисленным при среднем давлении на участке газопровода.

116

Среднее давление pср. на участке газопровода представляется выражением:

2

p2к.

pср. =

3

pн.

+

,

(112)

pн. +pк.

где pк. − давление

в

конце

участка газопровода, то есть при

x = L, где L − протяженность участка.

Давления pн. ,pк.

в начале и в конце участка газопровода свя-

заны соотношением:

16

&

2

λ ZRT L

pн.2 −pк.

2 =

M

. (113)

π2d5

Массовый расход M& газа на участке газопровода выражается через давления на его концах следующей формулой:

&	π pн.2	−pк.2	5
M = 4		ZRTλ L	d . (114)

Если вычисления производятся в системе единиц СИ, то для коммерческого расхода газа Qк. = M& ρст. существует представление:

Qк. = 0, 0384	pн.	2 −pк.	2	d5	(м3/с), (115)
ZTλ L ∆

где ∆ − плотность газа по воздуху ( Qк. = M& ρст. = M& RTст. pст. ; R = Rв. ∆; Rв. = 287,1 Дж/(кг К) – газовая постоянная воздуха;

(ρ	в.	)	ст.	≈1,204	кг/м3; T	= 293 К,	p	ст.	= ,1013 106	Па).
			ст.

117

Для расчета коэффициента λ гидравлического сопротивления можно использовать формулу

λ= 0, 067 2k 0,2 , (116)

d

вкоторой k − среднее значение абсолютной эквивалентной шероховатости. Во многих случаях k = ,03 ÷ ,05 мм.

Если течение природного газа в газопроводе неизотермическое, то распределение T(x) температуры по длине участка газопровода дается выражением

T (x )= Tгр.	+(Tн.	−Tгр. ) e−ax −D	pн. −pк.	(1−e−ax ), (117)
			a L

где Tгр. ,Tн. = T( )− температуры окружающего грунта и газа в начальном сечении участка, соответственно (К); a = απdM& Cp (м-1); α− коэффициент теплопередачи от газа в грунт ( α ≈1,5 ÷3, Вт/(м2 К)); Cp −теплоемкость газа при постоянном давлении ( Cp ≈ 2500 Дж/(кг К)); D − коэффициент Джоуля-

Томсона ( D ≈ ,3 ÷ ,5 К/МПа).

В пренебрежении эффектом Джоуля-Томсона (необратимым охлаждением природного газа), имеющим место только для реальных газов – справедлива формула В.Г. Шухова:

T(x)= T	+ (T	−T	) e−ax .	(118)
гр.	н.	гр.

Температура Tк. газа в конце участка газопровода с протяженностью L выражается формулой:

T	= T	+ (T	−T	) e−aL .	(119)
к.	гр.	н.	гр.

118

В этом случае распределение T(x) температуры газа по длине участка можно представить в виде

T (x )−T	T	−T	x
L
гр.	=	к.	гр.		, (120)
Tн. −Tгр.
Tн.	−Tгр.

не содержащем явно коэффициент теплопередачи.

Средняя на участке трубопровода температура Tср. газа представляется формулой

Tср.	= Tгр.	+	Tн. −Tк.		,	(121)
T	−T
			ln	н.	гр.
			Tк.	−Tгр.

где Tн. ,Tк. − температуры газа в начале и конце участка газопровода, соответственно.

ЗАДАЧИ

181. Перекачка газа по 100-км участку газопровода постоянного диаметра ведется в стационарном изотермическом режиме. Известны давления в начале и в конце участка, а также скорость в начале участка. Заполнить пустующие ячейки нижеследующей таблицы.

Координата, км	20	40	60	80	100
Давление, МПа	5,50					3,50
Скорость газа, м/c	5,00

Коэффициент сжимаемости газа принять постоянным.

Ответ. Давления: 5,16; 4,80;4,41;3,98 МПа. Скорости: 5,73;6,24;6,91;7,86 м/c.

119

182. При стационарной перекачке газа ( pкр. = 4,7 МПа, Tкр. =194 К) давление и температура в начале участка газо-

Ответ. В 1,375 раза.

183. Давление в начале участка газопровода составляет 7,5 МПа, а в конце участка – 4,0 МПа. Найти давление в середине этого участка.

Ответ. 6,0 МПа.

184. Давление в начале участка газопровода составляет 7,50 МПа, а в конце участка – 4,00 МПа. Найти давление в сечении, отстоящим на 13 протяженности участка от его

начала.

Ответ. 6,54 МПа.

185. Определить среднее давление на участке газопровода при стационарном изотермическом режиме перекачки, если давление в начале участка составляет 5,2 МПа, а в его конце – 3,5 МПа.

Ответ. 4,405 МПа.

186. Коммерческий расход газа (µ =17,1 кг/кмоль, pкр. = 4,7 МПа; Tкр. =194 К) составляет 25 млн. м3/сутки. Найти объемный расход Qв. газа на входе в центробежный

		Ответ. 430 м3/мин.
		187.	Коммерческий	расход газа	(µ =17,1 кг/кмоль,
p	кр.	= 4,7	МПа; T	=194	К) составляет 25 млн. м3/сутки.
		кр.
Найти отношение объемного расхода Qн. газа на выходе
нагнетателя к объемному расходу Qв.	на входе в нагнета-

120

тель, если известны давление и температура газа 3,7 МПа, +15 С до нагнетателя, и 5,2 МПа, +35 С после нагнетателя.

Ответ. 0,753.

188. Доказать, что увеличение давления в начале участка газопровода на величину ∆p (при неизменном давлении

в его конце) приводит к большему увеличению коммерческого расхода газа, чем уменьшение давления в конце участка на ту же величину ∆p (при неизменном давлении в его

начале).

189.Уменьшится или увеличится коммерческий расход газа на участке газопровода, если давления в начале и в

конце этого участка одновременно увеличить на одну и ту же величину ∆p ? Температуру, коэффициент сжимаемости

икоэффициент гидравлического сопротивления считать постоянными.

Ответ. Увеличится.

190.Коммерческий расход газа, перекачиваемого по

участку газопровода ( D =1020 ×10 мм, k = ,03 мм) равен 20 млн. м3/сутки. Какой расход газа установился бы на участке такой же протяженности в газопроводе большего диаметра ( D =1220 ×12 мм, k = ,03 мм) при тех же давлениях в начале и конце участка. Среднюю температуру и коэффициент сжимаемости газа в сравниваемых вариантах считать одинаковыми.

Ответ. 31,85 млн. м3/сутки.

191. Компрессорная станция обеспечивает перекачку газа по участку газопровода постоянного диаметра, развивая при этом степень сжатия 1,56. Считая, что давления перед компрессорной станцией и в конце рассматриваемого участка равны друг другу, определить, на сколько нужно увеличить степень сжатия газа, чтобы расход перекачки возрос на 10 %. Давление в конце участка, среднюю темпе-

121

ратуру и коэффициент сжимаемости газа в сравниваемых вариантах считать одинаковыми.

Ответ. 1,654 (то есть на 6 %).

192. Давление в начале 125-км участка газопровода ( D =1020 ×10 мм, k = ,03 мм) составляет 6,0 МПа, а в конце участка – 3,5 МПа. Определить коммерческий расход газа ( ∆ = ,6 ; pкр. = 4,8 МПа; Tкр. = 200 К), перекачиваемого

Ответ. 37,64 млн. м3/сутки.

193. Давление в начале 120-км участка газопровода ( D =1220 ×12 мм, k = ,03 мм) составляет 5,5 МПа, а в конце участка – 3,8 МПа. Определить коммерческий расход газа ( ∆ = ,59 ; pкр. = 4,7 МПа; Tкр. =194 К), перекачиваемо-

Ответ. 50,58 млн. м3/сутки.

194. Природный газ ( ∆ = ,59 ; pкр. = 4,7 МПа; Tкр. =194

К) перекачивают	по участку газопровода	( L =100 км,
D =1020 ×10	мм,	k = ,05 мм) в изотермическом режиме
( T = +10 С)	с коммерческим расходом 30	млн. м3/сутки.

Какое давление необходимо поддерживать в начале участка газопровода, чтобы давление в конце участка было не ниже

3,2 МПа?

Ответ. Не ниже 4,83 МПа.

195. Природный газ ( ∆ = ,62 ; pкр. = 4,75 МПа; Tкр. =194 К) необходимо транспортировать по участку га-

зопровода ( L =120 км, D =1020 ×10 мм, k = ,03 мм) с

коммерческим расходом 35 млн. м3/сутки в изотермическом режиме при средней температуре +12 С. Какое давление следует ожидать в конце участка газопровода, если давление в его начале составляет 5,5 МПа?

Ответ. 3,14 МПа.

	122
196.	Какой минимальный диаметр D	( δ =10 мм;
k = ,03	мм) должен иметь 125-км участок	газопровода,

чтобы по нему транспортировать природный газ ( ∆ = ,59 ; pкр. = 4,7 МПа; Tкр. =194 К) с коммерческим расходом 28

млн. м3/сутки, если известно, что давление в начале участка не может быть выше 6,0 МПа, а в конце – ниже 4,0 МПа? Среднюю температуру транспортировки газа принять рав-

Ответ. 1220 мм.
197. Природный газ ( Cp	= 2500 Дж/(кг К), ∆ = ,62 ),
транспортируют	по участку	газопровода ( L =140 км,
D =1220 ×10 мм,	α =1,75 Вт/(м2 К)) с коммерческим рас-

ходом 32 млн. м3/сутки. При этом температура газа в начале участка составляет +30 С, а температура грунта на глубине заложения оси газопровода – 0 С. Найти распределение температуры газа по длине участка. Заполнить пустующие ячейки нижеследующей таблицы:

Координата, км		20		40	60		80	100	120	140
	30
	Эффектом Джоуля-Томсона пренебречь.
	Ответ.
20	40		60		80		100		120		140
	24,8	20,5		16,9		14,0		11,6		9,5		7,9

198. Известен эффект снижения температуры транспортируемого газа за счет эффекта Джоуля-Томсона. Оценить величину этого эффекта (коэффициент D Джоуля-Томсона

равен 0,3 С/МПа), если известно, что природный газ ( Cp = 2500 Дж/(кг К), ∆ = ,62 ) транспортируют по участку

газопровода ( L =140 км, D =1220 ×10 мм) с коммерческим расходом 32 млн. м3/сутки, причем давление в началеучастка составляет 6,0 МПа, а в конце участка – 3,5 МПа. Извест-

123

но также, что температура газа в начале участка составляет +30 С, а температура грунта на глубине заложения оси газопровода – 0 С. Найти распределение температуры газа по длине участка ( α =1,75 Вт/(м2 К)). Заполнить пустующие ячейки следующей таблицы:

Координата, км			20	40	60		80		100		120		140
Температура газа без		30	24,9	20,6	17,1		14, 2	11,7		9,7		8,1
учета эффекта Джо-
Температура	газа	с		30
учетом эффекта Джо-
Поправка	к	формуле
Ответ.
Координата, км			20	40	60		80		100		120		140
Температура	газа	с		30	24,7	20,3	16,7		13,7		11,2		9,3		7,4
учетом эффекта Джоуля
Поправка	к	формуле		0,1	0,2	0,2		0,3		0,4		0,4		0,5
199. Природный газ ( Cp	= 2500	Дж/(кг К),	∆ = ,62 )
транспортируют	по	участку	газопровода	( L =140	км,
D =1220 ×10 мм,	α =1,75 Вт/(м2	К)) с коммерческим рас-

ходом 32 млн. м3/сутки. При этом температура газа в начале участка составляет +30 С, а температура грунта на глубине заложения оси газопровода – 0 С. Найти среднюю по участку температуру газа. Эффектом Джоуля-Томсона пренебречь.

Ответ. 16,56 С.

	124
200. Природный газ ( Cp = 2500 Дж/(кг К), ∆ = ,59 ) пе-
рекачивают	по участку газопровода ( D =1020×10 мм,
L =125 км)	с коммерческим расходом 25 млн. м3/сутки.

Температура газа в начале участка газопровода составляет 35 С, а в его конце 15 С. Каково среднее значение коэффициента α теплопередачи на этом участке, если температура окружающего грунта составляет 10 С?

Ответ. 2,06 Вт/(м2 К).

1.12. СТАЦИОНАРНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЛОЖНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Справочный материал

Сложным – называется газопровод, состоящий из нескольких последовательно или параллельно соединенных простых газопроводов.

Расчет сложного газопровода удобно осуществлять по упрощенным, инженерным, формулам, в которые входят масштабированные коэффициенты, позволяющие вводить аргументы в удобном для вычислений масштабе измерения. Так, например, формулу (115) предыдущего раздела, связывающую коммерче-

ский расход газа Qк. с давлениями pн. в начале и pк. в конце

участка газопровода, его протяженностью	L и внутренним диа-
метром d , удобно представить в виде:
Qк. = A K	pн.2 −pк.2	,	(122)
L

где A −константа, а K − так называемый коэффициент расхо-

да: