Расчёт инжекционной газовой горелки среднего давления

Подбор оборудования ГРП

 

Для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне в системах газоснабжения должны предусматриваться газорегуляторные пункты ГРП.

По давлению газа ГРП подразделяются на:

– с входным давлением до 0,6 МПа;

– с входным давлением св. 0,6 МПа до 1,2 МПа.

Отдельно стоящие ГРП размещать с учетом исключения их повреждения от наезда транспорта, стихийных бедствий, урагана и др. В пределах охранной зоны ГРП устанавливаем ограждения из металлической сетки, высотой 1,6 м.

При размещении ГРП необходимо обеспечить свободные подъездные пути с твердым покрытием для транспорта, в том числе аварийных и пожарных машин.

Оборудование, размещаемое в помещениях ГРП, должно быть доступно для ремонта и обслуживания, ширина основных проходов между оборудованием и другими предметами должна быть не менее 0,8 м, а между параллельными рядами оборудования – не менее 0,4 м.

В помещениях категории А полы должны быть безыскровыми, конструкции окон и дверей должны исключать образование искр.

Стены необходимо предусматривать противопожарными I типа, газонепроницаемыми, они должны опираться на фундамент.

Двери ГРП предусматривать противопожарными и открывающимися наружу.

В состав оборудования ГРП входят:

– запорная арматура;

– регуляторы давления;

– предохранительно-запорные клапаны (ПЗК);

– предохранительные сбросные клапаны (ПСК);

– приборы замера расхода газа;

– приборы КИП.

Газовое оборудование в газорегулирующих блоках ГРП располагать в следующей последовательности:

– общий запорный орган с ручным управлением для полного отключения ГРП;

– фильтр или группа фильтров с байпасами или без них;

– расходомер (камерная диафрагма с дифманометрами, газовый счетчик). Газовый счетчик может быть установлен после регулятора давления на низкой стороне в зависимости от принятой схемы газоснабжения;

– предохранительный запорный клапан (ПЗК);

– регулятор давления газа;

– предохранительный сбросной клапан (ПСК) после регулятора.

В ГРП следует предусматривать продувочные газопроводы:

– на входном газопроводе – после первого отключающего устройства;

– на байпасе (обводном газопроводе) – между двумя отключающими устройствами;

– на участках газопровода – с оборудованием, отключаемым для производства профилактического осмотра и ремонта.

Продувочные и сбросные газопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах продувочных и сбросных газопроводов предусматривают устройства, исключающие попадание атмосферных осадков в эти газопроводы.

 

Подбор регулятора давления

 

Регулятор давления автоматически снижает давление газа и поддерживает его «после себя» постоянным на заданном уровне независимо от расхода и колебаний давления на выходе.

Принимаем РДБК1-Ду 100/50 (прил. 8 [5])

1. Диаметр условного прохода входного фланца ;

2. Площадь седла клапана равна:

 

 

3. Коэффициент расхода (по паспорту) ;

4. Отношение

5. Поправочный множитель принимаем равным 1;

6. Искомая пропускная способность регулятора:

 

ч

Пределы устойчивости работы регулятора:

 

 

Для создания нормальных условий работы, регулятор должен быть загружен при требуемой пропускной способности не более чем на 80%, а при минимальном расходе не менее чем на 10%, т.е. должно выполняться условие:

 

 

Проверим, выполняется ли это условие:

, условие выполняется, значит, подобранный регулятор обеспечивает устойчивую работу.

 

Подбор фильтров

 

Для очистки газа от механических примесей и пыли применяют фильтры заводского изготовления, в паспортах которых должны указываться их пропускная способность при различных входных рабочих давлениях и потери давления в фильтрах.

Фильтрующие материалы должны обеспечивать требуемую очистку газа, не образовывать с ним химических соединений и не разрушаться от постоянного воздействия газа.

При выборе фильтров величина потерь давления в них во избежание разрыва кассет и сеток не должна превышать максимально допустимых значений: 5000Па для сетчатых фильтров и 10000 Па для волосяных.

К установке принимаем волосяной фильтр ФВ-150.

Потери давления в фильтрах в зависимости от количества газа, проходящего через них, принимают по графику, прил. 15 [5]

 

 

где: ΔР_гр – падение давления принимаемое по графику, мм в.ст.; ΔР_гр = 300 мм в.ст

Q – суммарный расход газа на пром. предприятие; Q = 6450 м³/ч;

Q_гр – расход газа принимаемый по графику, м³/ч; Q_гр = 3000 м³/ч

 – удельный вес газа, кг/м³;

Р – абсолютное давление газа проходящего перед фильтром, ата. Р = 5 ата.

ПЗК должен обеспечивать 25% от рабочего давления, а ПСК-15%.

3800*1,25=4750 мм вод. ст.

3800*1,15=4370 мм вод. ст.

Фильтры, устанавливаемые в ГРП должны иметь устройства для определения перепада давления в нем, характеризующего степень засоренности фильтрующей кассеты при максимальном расходе газа.

 

Список литературы

 

1. Ионин А.А. Газоснабжение. Учеб. для вузов. – е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1989 – 439 с.

2. СНиП 42–01–2002 Газораспределительные системы. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.

3. СП 42–101–2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. М.: ЗАО «Полимергаз», 2003.

4. СНиП 23–01–99 Строительная климатология.

5. Фалалеев Ю.П. Системы газоснабжения. Н. Новгород, 1993 – 99 с.

6. СП 42–102–96 Свод правил по применению стальных труб для строительства систем газоснабжения.

Расчёт инжекционной газовой горелки среднего давления

 

– Низшая теплота сгорания природного газа:

 

 

– Удельный вес природного газа:

 

 

– Теоретически необходимое количество воздуха для полного сжигания  природного газа:

 

 

– Горелка среднего давления должна инжектировать всё необходимое для горения количество воздуха, равное:

 

 

– Скорость воздуха газовоздушной смеси из насадка горелки должна быть меньше скорости распространения пламени для смеси данного газа при минимальном расходе газа горелкой.

Скорость воздуха газовоздушной смеси –

Температура газовоздушной смеси на выходе из устья горелки , .

– Удельный вес газовоздушной смеси:

 

 

- удельный вес воздуха

– Энергия потока газовоздушной смеси, выходящей из устья горелки в топку, составит:

 

 

– Площадь выходного отверстия насадка горелки:

 

 

;

Тогда

– Диаметр выходного сечения:

 

Принимаем

– Площадь входного сечения насадка горелки:

 

 

– Скорость газовоздушной смеси:

 

 

– Диаметр равен:

 

;

 

– Суммарные потери энергии в сужающемся насадке:

 

 

– Диаметр горла (смесителя):

 

– Площадь сечения смесителя горелки:

 

 

– Скорость газовоздушной смеси в смесителе горелки при :

 

 

– Потери энергии в диффузоре:

 

 

– Затраты энергии на инжекцию воздуха в связи с изменением скорости воздуха от  до :

 

 

– Скорость выхода газа из сопла:

 

– Потери энергии при изменении скорости газа от  до :

 

 

– Суммарные затраты энергии в газогорелочном устройстве:

 

 

– Располагаемая энергия струи газа на выходе из сопла:

 

 

Должна удовлетворять условию

 

 

– Необходимое давление газа перед горелкой равно:

 

где - коэффициент расхода сопла

– Площадь сечения сопла:

 

 

– Диаметр сопла определится:

 

 

Расстояние от выступающих частей газовых горелок до стен или других частей здания, сооружения и оборудования должно быть не менее 1 м по горизонтали.

Длина горловины горелки равна:

 

 

Длина диффузора:

 

Площадь сечения для прохода воздуха во встречный насадок при скорости :

 

 

Диаметр сечения для прохода воздуха во встречный насадок:

 

 

Длина сечения равна:

 

 

где

2. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия

 

Открытая прокладка газопроводов предусматривается на несгораемых опорах, креплениях к конструкциям зданий, каркасам и площадкам газоиспользующих установок, котлов и т.п.

Стальные газопроводы должны быть защищены от коррозии.

Расстояние от газопровода до строительных конструкций, технологического оборудования и коммуникаций следует принимать из условия обеспечения возможности его монтажа и их эксплуатации, до кабелей электроснабжения – в соответствии с ПУЭ.

При прокладке газопроводов через конструкции зданий и сооружений газопроводы следует заключать в футляр. Пространство между газопроводом и футляром на всю его длину необходимо заделывать просмоленной паклей, резиновыми втулками или другими эластичными материалами. Пространство между стеной и футляром следует тщательно заделывать цементным или бетонным раствором на всю толщину пересекаемой конструкции.

Края футляров должны быть на одном уровне с поверхностями пересекаемых конструкций стен и не менее чем на 50 мм выше поверхности пола.

 

Подбор оборудования ГРП

 

Для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне в системах газоснабжения должны предусматриваться газорегуляторные пункты ГРП.

По давлению газа ГРП подразделяются на:

– с входным давлением до 0,6 МПа;

– с входным давлением св. 0,6 МПа до 1,2 МПа.

Отдельно стоящие ГРП размещать с учетом исключения их повреждения от наезда транспорта, стихийных бедствий, урагана и др. В пределах охранной зоны ГРП устанавливаем ограждения из металлической сетки, высотой 1,6 м.

При размещении ГРП необходимо обеспечить свободные подъездные пути с твердым покрытием для транспорта, в том числе аварийных и пожарных машин.

Оборудование, размещаемое в помещениях ГРП, должно быть доступно для ремонта и обслуживания, ширина основных проходов между оборудованием и другими предметами должна быть не менее 0,8 м, а между параллельными рядами оборудования – не менее 0,4 м.

В помещениях категории А полы должны быть безыскровыми, конструкции окон и дверей должны исключать образование искр.

Стены необходимо предусматривать противопожарными I типа, газонепроницаемыми, они должны опираться на фундамент.

Двери ГРП предусматривать противопожарными и открывающимися наружу.

В состав оборудования ГРП входят:

– запорная арматура;

– регуляторы давления;

– предохранительно-запорные клапаны (ПЗК);

– предохранительные сбросные клапаны (ПСК);

– приборы замера расхода газа;

– приборы КИП.

Газовое оборудование в газорегулирующих блоках ГРП располагать в следующей последовательности:

– общий запорный орган с ручным управлением для полного отключения ГРП;

– фильтр или группа фильтров с байпасами или без них;

– расходомер (камерная диафрагма с дифманометрами, газовый счетчик). Газовый счетчик может быть установлен после регулятора давления на низкой стороне в зависимости от принятой схемы газоснабжения;

– предохранительный запорный клапан (ПЗК);

– регулятор давления газа;

– предохранительный сбросной клапан (ПСК) после регулятора.

В ГРП следует предусматривать продувочные газопроводы:

– на входном газопроводе – после первого отключающего устройства;

– на байпасе (обводном газопроводе) – между двумя отключающими устройствами;

– на участках газопровода – с оборудованием, отключаемым для производства профилактического осмотра и ремонта.

Продувочные и сбросные газопроводы должны иметь минимальное число поворотов. На концах продувочных и сбросных газопроводов предусматривают устройства, исключающие попадание атмосферных осадков в эти газопроводы.

 

Подбор регулятора давления

 

Регулятор давления автоматически снижает давление газа и поддерживает его «после себя» постоянным на заданном уровне независимо от расхода и колебаний давления на выходе.

Принимаем РДБК1-Ду 100/50 (прил. 8 [5])

1. Диаметр условного прохода входного фланца ;

2. Площадь седла клапана равна:

 

 

3. Коэффициент расхода (по паспорту) ;

4. Отношение

5. Поправочный множитель принимаем равным 1;

6. Искомая пропускная способность регулятора:

 

ч

Пределы устойчивости работы регулятора:

 

 

Для создания нормальных условий работы, регулятор должен быть загружен при требуемой пропускной способности не более чем на 80%, а при минимальном расходе не менее чем на 10%, т.е. должно выполняться условие:

 

 

Проверим, выполняется ли это условие:

, условие выполняется, значит, подобранный регулятор обеспечивает устойчивую работу.