САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ТГС и В______________________________ _ Задание на дипломное проектирование Студента учебной группы ТГС ___________________________________________ _____________________ _____________ ТЕМА ПРОЕКТА ____ _Газоснабжение населенного пункта на 13 тыс. жителей_________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ( Утверждена на заседании кафедры, протокол от _____ № ________ ) Начало проектирования « Представление оформленного проекта « _____ » ____________ 20 Дата защиты « _____ » ______________ 20 » марта 20 г. г. г. Оценка защиты _____________(учёное звание,фамилия секретаря ГЭК,подпись) 1 Целевая установка и исходные данные: 1. Разработать проект газоснабжения населенного пункта на базе сетевого природного газа. Для эффективной эксплуатации систем газоснабжения предусмотреть автоматику безопасности. 2. Выполнить проект организации работ по монтажу системы газоснабжения и определить сметную стоимость строительства. 3. Разработать мероприятия по охране труда и технике безопасности при строительстве и эксплуатации систем газоснабжения. Провести экологическую экспертизу проекта. 4. Основные технические решения и технологические параметры обосновать расчётами, а так же результатами технико-экономического анализа и патентных исследований. 5. Исходные данные проекта: генплан населенного пункта, прокладка газопроводов подземная. № Перечень чертежей, подлежащих разработке Формат Количество п/п 1 2 1 Генеральный план населенного пункта 2 Схема высокого давления 3 Схема низкого давления 3 А0+ А0+ А0+ 4 1 1 1 4 Фрагмент генплана, виду А, узел А А1 1 А1 1 А1 1 А1 А1 1 1 А1 1 5 План теплогенераторной, схема газопроводов 6 Автоматика котла 7 Продольный профиль участка подземного газопровода 8 Определение оптимального количества ГРП 9 Монтажная схема производства работ, схема укладки газопровода, циклограмма с графиком движения рабочих, матрица объектного потока,сетевой график, технико-экономические показатели, экспликация. 2 № Консультанты п/п Содержание расчетно-пояснительной записки 1 Разработка проекта газоснабжения населенного пункта 2 Технико-экономическое обоснование проектных решений. 3 Патентный поиск и литературный анализ по выбору газорегуляторных пунктов. 4 Гидравлический расчёт газовых распределительных сетей. 5 Теплогенераторная цеха №1 6 Автоматика регулирования и безопасности котла. 7 Безопасность технологического процесса 8 Экономика строительства систем газоснабжения. 9 Экологическая экспертиза проекта. 10 Организация строительства. Основная рекомендуемая литература: 1. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы - М.: ГУП ЦПП. 2. СНиП 2.07.01 - 89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. - М.: 1989 - 57 с. 3. Стаскевич Н.Л. и др. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л. Недра. 1990.-752 с. 4. Правила безопасности в газовом хозяйстве. - Санкт-Петербург: Деан, 2002112с. 5. Ионин А.А. Газоснабжение. - М.: Стройиздат, 1989 - 439 с. 6. Курицын Б. Н. Оптимизация систем теплогазоснабжения и вентиляции. Саратов.: Издательство Саратовского университета, 1992 - 160 с. Руководитель проекта Принял к исполнению Студент 3 ПРИЛОЖЕНИЕ к заданию на дипломное проектирование УТВЕРЖДАЮ: Руководитель проекта ___________________ _____________ (ученое звание) _________ (фамилия, подпись) _______ ______ КАЛЕНДАРНЫЙ ГРАФИК работы над проектом № п.п. 1 Разделы, темы и их содержание По плану Фактически Отметка дата объем Дата объем руководителя в% в % о выполнении Разработка проекта газоснабжения 2 Гидравлический расчет и подбор оборудования. 3 Разработка газоснабжения 4 Газооборудование завода ЖБК, схема газопровода ТЭО газоснабжения 5 Автоматика газоснабжения 6 Организация строительства 7 Экономика строительства 8 Безопасность технологического процесса 9 Экологическая экспертиза 10 Оформление проекта 11 Подготовка к защите Студент ________________________ (фамилия, инициалы) (подпись) «_ » г. 4 ______ Реферат Пояснительная записка дипломного проекта содержит 120 листов, 3 рисунка, 43 таблицы, 31 источник литературы, графическая часть содержит 6 листов формата А1, 3 листа формата А0 и 6 приложений. СХЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, НОРМАТИВНЫЕ РАСХОДЫ ГАЗА, ЧАСОВОЙ РАСХОД ГАЗА, ГОДОВОЙ РАСХОД ГАЗА, ГАЗОПРОВОД, КАТОДНАЯ ЗАЩИТА, АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ Объектом разработки проекта газоснабжения является населенный пункт на 13 000 жителей. Цель проекта - разработка системы газоснабжения для нужд населения, коммунально-бытовых потребителей и промышленных предприятий. В данном проекте необходимо определить годовые и часовые расходы газа на различные нужды, выполнить гидравлический расчет систем высокого и низкого давления. В проекте выполнено технико-экономическое обоснование оптимального количества ГРП, включены разделы экономики, организации строительства. Предусмотрены мероприятия по организации и безопасности строительства. 5 The abstract The explanatory note contains 120 pages, 3 figure, 43 tables, 31 the source of literature, the graphical part contains 6 sheets of A1,3 sheets A0 and 6 applications. THE SCHEME OF GAS SUPPLY, ORGANIZATION OF HYDRAULIC CALCULATION, CONSTRUCTION, STANDARD EXPENSE ALLOWANCES OF GAS, CONSUMPTION PER HOUR OF GAS, ANNUAL GAS FLOW RATE, THE GAS-PIPE, HEAD GAS POINT, THE PRESSURE REGULATOR, CATHODIC PROTECTION, ANODIC EARTHING Object of development of the project of gas supply is the settlement on 13 000 inhabitants. The purpose of the project - system engineering of gas supply for needs of the population, household consumers and the industrial enterprises. In the given project it is necessary to define annual and hour charges of gas on various needs, to execute hydraulic calculation of systems of high and low pressure. In the project the feasibility report on design decisions on application of the inclineddirected drilling is executed, sections of economy, the organization of construction are included. Actions on the organization and safety of construction are stipulated. 6 Содержание Реферат .................................................................................................................................. 5 Содержание ........................................................................................................................... 7 Введение................................................................................................................................. 9 1. Технологическая часть ................................................................................................. 10 1.1 Краткие сведения о газифицируемом населенном пункте ......................................... 10 1.1.1 Строительная характеристика ....................................................................................... 10 1.1.2 Климатические данные района строительства. ........................................................... 11 1.1.3 Источник газоснабжения. .............................................................................................. 11 1.2 Годовые расходы газа ........................................................................................................ 13 1.2.1 Нормативные расходы газа............................................................................................ 13 1.2.2 Годовые расходы газа на бытовые и коммунальные нужды населения ................... 13 1.2.3 Годовые и часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые нужды населения. ..... 19 1.2.4 Годовые и часовые расходы газа на коммунальные и промышленные предприятия. ................................................................................................................................................... 21 1.2.5 Расчетные часовые расходы газа на отопление и горячее водоснабжение бытовых потребителей. ........................................................................................................................... 22 1.2.6 Часовые расходы газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение общественных зданий, коммунальных и промышленных предприятий. .......................... 28 1.3 Схема газораспределения .................................................................................................. 31 1.4 Гидравлический расчет газораспределительных сетей. ............................................. 32 1.4.1Расчет кольцевой сети высокого давления. .................................................................. 32 1.4.2Расчет тупиковой сети низкого давления. .................................................................... 40 1.5 Подбор регуляторов давления ШРП ............................................................................... 41 1.6 Газопроводы ....................................................................................................................... 47 1.7 Технико-экономическое обоснование ............................................................................. 48 1.7.1 Расчет оптимального количества ШРП ........................................................................ 48 1.7.2 Выбор оптимального количества очередей строительства газораспределительной станции. .................................................................................................................................... 52 1.8 Патентный поиск и литературный анализ .................................................................... 55 1.9 Газоснабжение встроенной теплогенераторной цеха завода ЖБК. .......................... 57 1.9.1 Общие положения .......................................................................................................... 57 1.9.2 Автоматика и КИП теплогенераторной. ...................................................................... 58 1.9.3 Гидравлический расчет газопровода для теплогенераторной. .................................. 58 2 Расчет электрических характеристик защищаемых газопроводов. .................... 59 2.1 Расчет параметров катодной защиты трубопроводов................................................. 63 7 2.2 Расчет параметров анодного заземления ....................................................................... 66 2.3 Расчет параметров дренажной защиты .......................................................................... 68 3. Безопасность технологического процесса ................................................................ 72 4 Экологическая экспертиза. ........................................................................................... 78 4.1 Воздействие объекта на атмосферный воздух. .............................................................. 79 4.2 Расчет аварийного выброса. ............................................................................................. 83 4.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ при вводе газопровода в эксплуатацию. ...................................................................................................................................................... 87 4.4 Воздействие отходов на состояние окружающей природной среды. ........................ 88 4.5 Заключение .......................................................................................................................... 89 5 Организация строительства. ........................................................................................ 90 5.1 Подсчет объемов работ ...................................................................................................... 90 5.2 Определение требуемых технических параметров крана .......................................... 98 5.3 Составление калькуляции затрат труда и проектирование состава бригады. ...... 99 5.4 Расчет сетевого графика.................................................................................................. 101 5.5 Расчет потребности в основных строительных материалах, деталях и оборудовании. .......................................................................................................................... 102 5.6. Расчет стройгенплана. .................................................................................................... 104 5.7 Технико-экономические показатели ............................................................................. 109 5.8 Заключение ........................................................................................................................ 111 6 Экономика систем газоснабжения. ........................................................................... 112 Заключение. ...................................................................................................................... 117 Список использованных источников. ......................................................................... 118 8 Введение В обеспечении страны необходимым количеством высококачественного топлива ведущая роль, как и прежде, будет принадлежать газовой промышленности. Современные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс, состоящий из газораспределительных станций (ГРС), газовых сетей высокого, среднего и низкого давления, газорегуляторных пунктов и установок (ГРП и ГРУ), и предназначены для обеспечения газообразным топливом населения, коммунально-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных потребителей. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную и безопасную подачу газа потребителям, отличаться простотой и удобством в эксплуатации и предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов для производства профилактических, ремонтных и аварийновосстановительных работ. Масштабы и темпы развития газовой промышленности и газоснабжаемых систем определяет добыча газа, который становится основным потребляемым топливом в стране. Природный газ является наиболее качественным топливом. Цель дипломного проекта – углубление и закрепление знаний, полученных при изучении курса «Газоснабжение» и других дисциплин, практическое освоение методики проектирования, освоение навыков работы со СНиПами, ГОСТами, необходимой технической и нормативно-справочной литературой. 9 1. Технологическая часть 1.1 Краткие сведения о газифицируемом населенном пункте 1.1.1 Строительная характеристика В основу проекта принят генеральный план населённого пункта. В административном отношении населённый пункт расположен в северной части Самарской области. Основу застройки населённого пункта составляют одноэтажные дома усадебного типа. Кварталы многоэтажных домов имеются в северно-западной части населённого пункта. Застройка 2-3-этажными домами расположена в северной и юго-западной части населенного пункта. Из общественных зданий имеются: клуб, средняя школа, восьмилетняя школа, детский сад, три столовых, больница, две бани, две прачечные. Из производственных зданий в населённом пункте имеются: две пекарни, завод ЖБК. Существующие виды топлива - газ. Население на расчётный период составляет 13000 человек. Норма общей площади согласно генплану принята 18 м2 на человека. Рельеф местности населённого пункта спокойный, грунт - глина. Процент охвата горячим водоснабжением приведён в таблице 1.1. Таблица 1.1 - Процент охвата горячим водоснабжением Этажность застройки Квартиры с газовыми водонагревателями, % Квартиры без газовых колонок, при отсутствии централизованного горячего водоснабжения, % 1 2 3 4 Одноэтажная 2-, 3-этажная 100 100 - – Многоэтажная 100 – - Процент охвата отоплением приведён в таблице 1.2. 10 Квартиры без газовых колонок, при наличии централизованного горячего водоснабжения, % Таблица 1.2 - Процент охвата отоплением Этажность застройки Одноэтажная 2-этажная 5-этажная Центральное Местное отопление, отопление,% 2 % - 3 100 100 100 1 1.1.2 Климатические данные района строительства. Территория населённого пункта характеризуется климатом с мягкой зимой и тёплым летом. Климатические характеристики приведены в таблице 1.3 [1]. Таблица 1.3 - Климатическая характеристика Наименование параметров 1 Значение параметров 2 Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, оС минус 30 Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, оС минус 30 Продолжительность отопительного периода, (суток) Температура наружного воздуха, средняя температура за отопительный период, оС 203 минус 5,2 1.1.3 Источник газоснабжения. Источником газоснабжения населённого пункта является природный газ, транспортируемый по газопроводу высокого давления и поступающий в населённый пункт через главный газорегуляторный пункт расположенный в северной части населенного пункта. Давление газа на выходе из ГГРП составляет 0,6 МПа (изб). Состав газа и его характеристики приведены в таблице 1.4. 11 (ГГРП), Таблица 1.4 - Состав и характеристика газа Состав газа Компоненты Теплота сгорания, кДж/м3 Доля в общем объёме, ri 1 аi 2 Плотность, кг/м3 аi x ri ρi ρi x ri 4 5 6 Метан 0,947 35840 33940,48 0,7168 0,68 Этан 0,018 63730 1147,14 1,3566 0,0244 Пропан 0,002 93370 186,74 2,0190 0,004 Бутан 0,001 123770 123,77 2,7030 0,0027 Азот N2 0,03 - -- 1,2505 0,0375 Углекислый газ 0,002 - - 1,9768 0,0004 ИТОГО 1,0 - 35398,13 - 0,7526 Плотность газа ρо = 0,7526 кг/м3 (1 ккал=4,2 кДж) при нормальных условиях (t=00C, P=0,101325 MПa). Низшая теплота сгорания природного газа данного состава составляет Qнр= 35398,13 кДж/м3 (35,39813 МДж/м3). 12 1.2 Годовые расходы газа 1.2.1 Нормативные расходы газа Годовой объём потребления газа населённым пунктом является основой для разработки проекта газоснабжения. Расчёт годовой потребности следует производить по нормам на конец расчётного периода, с учетом перспективного развития потребителей газа. Все виды потребления газа в населённом пункте условно разделяются на следующие группы: - Расход газа населением в квартирах для приготовления пищи и горячей воды. - Расход газа предприятиями коммунального хозяйства (баня, прачечная, больница, хлебопекарня, котельные). - Расход газа на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий от различных источников теплоснабжения (котельные, местные отопительные установки). - Расход газа на производственные нужды. 1.2.2 Годовые расходы газа на бытовые и коммунальные нужды населения Годовой расход газа на бытовые и коммунальные нужды населения зависит, в основном, от числа жителей и уровня благоустройства. Численность газоснабжаемого населения приведена в таблице 1.5. 13 Таблица 1.5 - Расчет численности газоснабжаемого населения. № квартала Жилая площадь, м2 Количество домов, шт Количество жителей N, чел 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1530 1665 3960 3870 3150 4050 2250 1620 2610 2565 3150 1845 34344 24142 1935 2115 1980 4644 5724 2295 1980 3330 3240 1935 3330 1665 2484 11552 47520 47520 34 37 88 86 70 90 50 36 58 57 70 41 53 60 43 47 44 43 53 51 44 74 72 43 74 37 23 20 13 14 85 92 220 215 175 225 125 90 145 142 175 102 1908 1345 107 117 110 258 318 127 110 185 180 107 185 92 138 642 2640 2640 Удельные нормативные расходы тепла, отнесённые к различным измерителям, принимаются по [2] и производится их пересчёт на м3 газа по формуле: V г од уд г од Q уд Q рн где V удг од - удельный расход газа в м3/год на единицу измерения; 14 (1.1) Q удг од - удельный расход тепла в МДж/год на условную единицу измерений; Q рн - низшая теплота сгорания газа, МДж/м3, принимается по таблице 1.4. Расчёт сводим в таблицу 1.6. Таблица 1.6 - Нормативные расходы газа на различные измерители Измеритель, к которому отнесена Нормы расхода газа в Потребители газа норма МДж год м3 1 2 3 4 1 Жилые дома 1.1 На приготовление пищи и горячей воды для хозяйственных и бытовых нужд, включая На одного человека в 10000 254,3 стирку белья (плита и газовый год водонагреватель) 2 Предприятия бытового обслуживания 2.1 Прачечные 1т сухого белья 18800 534,3 2.2 Бани 1 помывка 40 0,14 3 Предприятия общественного питания 3.1 Столовые 1 обед 4,2 0,12 4 Учреждения здравоохранения 4.1 Больница На 1 койку в год 12400 352,4 5 Пекарни 5.1 На выпуск хлебобулочных изделий На 1т 5450 154,9 На основе данных таблиц 1.5 и 1.6, а также предыдущего раздела об охвате горячим водоснабжением, рассчитываются годовые расходы газа на бытовые и коммунальные нужды по населённому пункту. К полученному годовому расходу добавляем расход газа на нужды предприятий бытового обслуживания, не указанных в таблице 1.6, который принимается в размере 5% от годового расхода газа на индивидуально-бытовые нужды. Расчет сводим в таблицу 1.7. Таблица 1.7 - Годовой расход газа на бытовые и коммунальные нужды. Потребители 1 1 Индивидуально-бытовые нужды 1.1 Приготовление пиши и горячей воды (при наличии газового водонагревателя) Прочие 5% от индивидуальнобытовых нужд 2 Коммунально-бытовые нужды Количество измерителей Норма расхода газа, м3 /год Годовой расход газа, тыс. м3/год 2 13000 3 - 4 3471,2 13000 254,3 3305,9 - - 165,3 - - 1477,24 15 Продолжение табл. 1.7 487,5 т сухого белья в год 169000 помывок в год 2.1 Прачечные 2.2 Бани 534,3 260,47 1,14 192,66 2.3 Столовые 3558750 обедов в год 0,12 427,05 2.4 Больница 130 коек в год 352,4 45,81 2.5 Пекарни Всего годовой расход газа по индивидуально - и коммунальнобытовым нуждам Годовой расход газа по сосредоточенным потребителям (прачечная, баня, больница, пекарня) 3558,75 т в год 154,9 551,25 - - 4948,44 - - 1477,24 - - 3471,2 Годовой расход газа без сосредоточенных потребителей Примечания: 1.Нагрузка прачечных определена из условия обработки 150 кг сухого белья на 1 человека и 25% от числа жителей, пользующихся услугами прачечной, т.е. N пр 13000 0,25 3250чел Количество белья, стираемого в год: nб 3250 150 487,5т / год 2. Банями пользуется 25% населения и на одного человека в году приходится 52 помывки. Число помывок в год: n п 13000 0,25 52 169000пом / год 3. Нагрузка больничных заведений определена по нормативу 10 коек на 1000 жителей. Число мест в больнице и родильном доме: nк 13000 10 130 мест 1000 4.Число жителей, пользующие услугами предприятий общественного питания составляет 25% всего населения микрорайона. Годовое количество завтраков, обедов и ужинов составляет: n зав nоб n уж 13000 0,25 365 1186250пр.пищи Σn=13000 0,25 365 3 3558750пр.пищи / год 5.Нагрузка хлебозавода принимается из расчета 0,75 кг в день на одного жителя: n хз 13000 0,75 365 3558,75т / год 16 При проектировании систем газоснабжения населенного пункта необходимо определить расчетные часовые расходы газа на всех участках систем газоснабжения. Общее потребление газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды населения условно делят на 2 вида: 1)расход газа на хозяйственно-бытовые и мелкие коммунальные нужды населения 2)расход газа предприятиями коммунального хозяйства. Для газоснабжения первого вида потребителей применяют сети низкого давления до 5 кПа или сети среднего давления с индивидуальными домовыми регуляторами давления. Для второго вида потребителей используются сети среднего или высокого давления. При этом расход газа на различные нужды зависит от типа установленных в квартирах газовых приборов, от степени благоустройства и населенности квартир, от степени охвата потребителей централизованным теплоснабжением. Расчетные часовые расходы газа можно определить несколькими способами. -по годовым нормам расхода газа; -по номинальным расходам газа газовыми приборами; -по тепловой производительности газового прибора; -по укрупненным показателям. Определение расхода газа по номинальным расходам газовых приборов производится, если известно их количество и тип. При отсутствии таких данных расход газа определяется по максимальным часовым расходам. За максимальный часовой расход газа принимается средний расход газа за час максимального потребления. Расчетные часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды можно определить как долю годового расхода по формуле: max Vчас K max Vгод 17 (1.2) max где Vчас - максимальный расчетный часовой расход газа при температуре 0° и давлении газа Р=0.1 МПа; K max - коэффициент часового максимума (приведены в табл.1.8) [2]. Vгод - годовой расход газа, м3/год. Таблица 1.8.-Значения коэффициента часового максимума для населения Число жителей Значения K max 5000 1/2100 10000 1/2200 20000 1/2300 Значение коэффициента часового максимума для предприятий коммунального хозяйства принимается по табл.1.9 [2]. Таблица 1.9- Коэффициент часового максимума для коммунальных и промышленных предприятий. Наименование Значения K max предприятия Фабрики-прачечные 1/2900 Бани 1/2700 Больницы 1/2500 Предприятия общ. 1/2000 питания Хлебозаводы 1/6000 Завод ЖБК 1/5400 18 1.2.3 Годовые и часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые нужды населения. Годовой расход теплоты на хозяйственно-бытовые нужды населения рассчитывается по формуле: быт Qгод a N i Qiгв b N i Qiвпг (1.3) где a - число жителей, использующих только газовые плиты –0%; b - число жителей, использующих газовые плиты и проточные водонагреватели – 100%; N i - число жителей населенного пункта, чел; Qiг в - норма потребления теплоты при наличии в квартире только газовой плиты, кДж/год; Qiвпг -норма потребления теплоты при наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя, кДж/год. быт Qгод 1 13000 10000 103 13 1010 кДж / год 2.Годовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды населения рассчитывается по формуле: Vгбыт од V гбыт од Qгбыт од m Q рн м3/год (1.4) 13 1010 3,672 10 6 м3/год 35398,13 3.Часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды населения определяется по формуле: быт быт Vчас Vгод K max ,м3/час где K max - коэффициент часового максимума. быт Vчас 3,672 10 6 19 1 1650 м3/час 2230 (1.5) Расчетные часовые расходы газа на хозяйственные нужды каждого квартала определяются пропорционально численности населения в каждом квартале. 𝑉 быт ⋅𝑁𝑖 быт,𝑖 𝑉час = час 𝛴𝑁𝑖 , м3/час (1.6) Таблица 1.10-Часовые расходы газа на хозяйственно-бытовые нужды. Часовой расход газа № квартала Количество жителей N, чел на хозяйственнобытовые нужды, м³/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 85 92 220 215 175 225 125 90 145 142 175 102 1908 1345 107 117 110 258 318 127 110 185 180 107 185 92 138 642 2640 2640 20 10,788 11,677 27,923 27,2884 22,211 28,558 15,865 11,423 18,404 18,023 22,212 12,946 242,169 170,711 13,581 14,85 13,962 32,746 40,362 16,119 13,962 23,481 22,846 13,581 23,481 11,677 17,515 81,485 335,077 335,077 1.2.4 Годовые и часовые расходы газа на коммунальные и промышленные предприятия. Часовые расходы газа на коммунально-бытовые нужды населения определяется по формуле: ком / быт ком / быт Vчас Vгод K max ,м3/час где (1.7) коэффициент часового максимума K max принимается по табл. 1.9, а ком / быт Vгод из табл. 1.7 для каждого вида потребителя. Прачечные: прач Vгод 260,47 103 м 3 / год прач Vчас 260,47 10 3 1 89,82 м 3 / час 2900 Бани: баня Vгод 192,66 103 м 3 / год бани Vчас 192,66 10 3 1 71,36 м 3 / час 2700 Столовые: столовые Vгод 427,05 103 м 3 / год столовые Vчас 427,05 10 3 1 213,5 м 3 / час 2000 Больница: бол Vгод 45,81 10 3 м 3 / год бол Vчас 45,81 10 3 1 18,32 м 3 / час 2500 Пекарни: пек Vгод 551,25 103 м 3 / год хл Vчас 551,25 10 3 1 91,9 м 3 / час 6000 21 Завод ЖБК: По данным заказчика на промышленные нужды предприятия необходимо 60 тыс.м³/год газа. ЖБК . Vгод 60 103 м 3 / год VчасЖБК 60 10 3 1 11,1м 3 / час 5400 Суммарный расчетно-часовой расход газа на коммунальные и промышленные предприятия: ком быт Vчас 496 м 3 / час 1.2.5 Расчетные часовые расходы газа на отопление и горячее водоснабжение бытовых потребителей. В проектируемом населенном пункте преобладает застройка коттеджного типа. Использование персонального отопления и горячего водоснабжения, с помощью настенных двухконтурных котлов, представляется наиболее рациональным. Подбор двухконтурных котлов производим по их теплопроизводительности, которая складывается из расходов тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения. Расчётный расход тепла на отопление жилых зданий: Qож qo A , Вт (1.8) где q o - укрупнённый показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий, Вт/м2, принимается по табл.1.11. A - жилая площадь помещения, м². 22 Таблица 1.11-Укрупненный показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tо, оС -10 -15 -20 -30 -40 qо, Вт/ м2 128 139 151 175 186 Средний тепловой поток на горячее водоснабжение: Qhm q h m , Вт, (1.9) где q h - укрупнённый показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека (норма расхода горячей воды в жилых зданиях на одного человека равна 115 л/сут.). Принимается по табл. 1.12. m - число жителей, чел. Таблица 1.12.-Укрупненный показатель qh Средняя за отопительный период норма расхода в сутки горячей воды в л на одного человека при температуре воды 55оС 85 90 105 115 qh, Вт/чел 320 322 376 407 Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий: Qhmax (2 2,4)Qhm , Вт (1.10) Производим расчет для потребителя, который имеет минимальную жилую площадь (36 м²). Расчетный расход тепла на отопление: Qож 175 36 6300Вт qo - укрупнённый показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий принимаем для температуры -30ºС равным 175 Вт/м2 . Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение жилых зданий: Qhmax 2 407 2 1628 , Вт 23 q h - укрупнённый показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека принимаем 407 Вт/чел. Суммарный расход тепла будет равен теплопроизводительности котла. Сумм Qжил Qoжил Qh max (1.11) Сумм Qжил 6300 1628 7928Вт 7,928кВт Производим расчет для потребителя, который имеет максимальную жилую площадь (54 м²). Расчетный расход тепла на отопление: Qож 175 54 9450Вт qo - укрупнённый показатель максимального часового расхода тепла на отопление жилых зданий принимаем для температуры -30ºС равным 175 Вт/м2 . Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение жилых зданий: Qhmax 2 407 3 2442 , Вт q h - укрупнённый показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека принимаем 407 Вт/чел. Суммарный расход тепла будет равен теплопроизводительности котла. Сумм Qжил Qoжил Qh max Сумм Qжил 9450 2442 11892Вт 11,892кВт По полученной теплопроизводительности подбираем двухконтурный котел с открытой камерой сгорания, марки Electrolux GCB 24 Basic X i. Технические характеристики: Теплопроизводительность, КВт 8,6-23,7 Потребляемая мощность, Вт 110 Расход газа, м3/час 1,23-2,6 Вес, кг 38 Подключение 230 В/ 50 Гц Максимальное давление (горячее водоснабжение) 6 бар 24 настенный Минимальное давление (горячее водоснабжение) Отапливаемая площадь 0,3 бар от 40 до 220 м² Размер (высота) 725 мм Размер (ширина) 400 мм Размер (глубина) 325 мм Вес 38 кг Функциональные особенности GCB 24 Basic X i – настенный газовый котел с открытой камерой сгорания от компании «Electrolux» (Швеция). Описание GCB 24 Basic Xi представляет собой настенный газовый котел, предназначенный для небольших систем отопления и горячего водоснабжения. Технически усовершенствованный котел оборудован современными функциями и системами для создания максимального уровня комфорта и абсолютной безопасности в эксплуатации. Прогрессивный дизайн прибора формирует совершенно новое представление о стиле и статусе своего владельца, занимая достойное место в интерьере любого помещения. Конструкция Газовый котел оснащен битермальным теплообменником и открытой камерой сгорания. Битермальный теплообменник объединяет два контура – отопления и горячего водоснабжения. Открытая камера сгорания (естественная тяга) обеспечивает подачу воздуха для горения непосредственно из помещения, в котором установлен котел. Многоуровневая система безопасности представлена несколькими конструктивными элементами прибора: дифференциальным манометром, датчиком минимального давления, нормально закрытым газовым клапаном, а также ионизационным контролем наличия пламени и функцией авторестарта. Отличительные особенности отопление + горячее водоснабжение 25 открытая камера сгорания битермальный теплообменник функция ускоренного производства горячей воды (Water Recall) режим для работы с теплым полом (Affect Flour) система антизамерзания (No-freez) система беспроводного дистанционного управления (Fly-by-wire) система программирования (Program Easy) система погодозависимого управления температурой (ETC) постоянная модуляция мощности безопасная эксплуатация современный дизайн Преимущества Котел серии Basic имеет ряд отличительных функций, что выгодно выделяет его среди всей модельной линейки котельного оборудования. Функция ускоренного производства горячей воды обеспечивает ее мгновенную подачу в момент открытия крана. Система дистанционного беспроводного управления позволяет контролировать работу котла на расстоянии, например, из той части дома, где в данный момент находится пользователь. С помощью системы программирования можно задать режим работы котла на каждые 30 мин в течение недели. Система погодозависимого управления сохраняет температуру в обслуживаемом помещении на заданном уровне вне зависимости от внешних климатических изменений. Для работы с теплым полом предусмотрена специальная функция. Применение Настенный газовый котел GCB 24 Basic Xi используется для отопления и горячего водоснабжения помещений (в том числе домов с поквартирным отоплением) площадью 40-220 м2. Определяем часовой расход газа на нужды отопления и горячего водоснабжения для каждого квартала и общий расчетный часовой расход газа на каждом квартале бытовым потребителем, при этом учитываем расход газа на нужды предприятий 26 торговли, предприятий непроизводственного характера. Таким образом, расчетночасовой расход газа для каждого квартала составит: i быт ,i о h max .i Vчас Vчас Vчас (1.12) Таблица 1.13-Расчетно-часовой расход газа бытовым потребителем для каждого квартала. № Жилая квартала площадь, м2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1530 1665 3960 3870 3150 4050 2250 1620 2610 2565 3150 1845 34344 24142 1935 2115 1980 4644 5724 2295 1980 3330 3240 1935 3330 1665 2484 11552 47520 47520 Количество домов, шт 34 37 88 86 70 90 50 36 58 57 70 41 53 60 43 47 44 43 53 51 44 74 72 43 74 37 23 20 13 14 Часовой Часовой расход газа на расход хозяйственногаза на бытовые отопление нужды, м³/ч и ГВ, м³/ч 10,788 39,871 11,677 43,155 27,923 103,197 27,288 100,852 22,212 82,088 28,558 105,542 15,865 58,635 11,423 42,217 18,404 68,016 18,023 66,609 22,212 82,088 12,946 47,846 242,169 894,999 170,712 630,908 13,581 50,191 14,85 54,882 13,962 51,598 32,746 121,022 40,362 149,166 16,119 59,572 13,962 51,598 23,481 86,779 22,846 84,434 13,581 50,191 23,481 86,779 11,677 43,155 17,515 64,732 81,485 301,147 335,077 1238,36 335,077 1238,36 27 Общий часовой расход газа, м³/ч 50,66 54,832 131,12 128,14 104,3 134,1 74,5 53,64 86,42 84,632 104,3 60,792 1137,168 801,62 63,772 69,732 65,56 153,768 189,528 75,692 65,56 110,26 107,28 63,772 110,26 54,832 82,248 382,632 1573,44 1573,44 1.2.6 Часовые расходы газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение общественных зданий, коммунальных и промышленных предприятий. Для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения общественных зданий, промышленных предприятий и предприятий коммунального хозяйства применяем блочные модульные котельные. Расчётный расход тепла на отопление зданий: Qообщ qo A (1 k1 ) , Вт (1.13) где q o - укрупнённый показатель максимального часового расхода тепла на отопление зданий принимаем для температуры -30ºС равным 175 Вт/м2. A - площадь помещения, м². k1 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25. Расчётный расход тепла на приточную вентиляцию: Qv max k 2 Qообщ . , Вт, где k 2 (1.14) - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным – 0,6. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение: (1.15) Qhm q h m , Вт, где q h - укрупнённый показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека принимаем 72 Вт/чел, (норма расхода горячей воды в общественных зданиях на одного человека равна 25 л/сут.) m - число потребителей, чел. Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий: Qhmax (2 2,4)Qhm , Вт Суммарный расход тепла будет равен теплопроизводительности блочной модульной котельной. Сумм общ Qобщ Qoобщ Qобщ max Qh max 28 (1.16) Таблица 1.14-Расчетно-часовой расход газа на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение общественных зданий, коммунальных и промышленных предприятий. Расчетн Наименова ние Площадь помещен ия, м² ый расход тепла на отоплен ие, кВт Средняя Расчетны Расчетный Суммарный й расход расход тепла расход тепла тепла на на горячее на вентиляци водоснабжен теплоснабже ю, кВт ие, кВт ние, кВт Марка Часов блочной ой модульн расход ой газа установ БКУ, и нм³/ч 1655 362 217,2 144 723,2 БКУ-800 121,4 640 140 84 72 296 БКУ-300 32,4 640 140 84 72 296 БКУ-300 32,4 Прачечная 140 30,63 18,38 2,9 51,91 БКУ-63 7,4 Больница 700 153,13 91,9 72 317,03 БКУ-400 43,2 Баня 800 175 105 7,2 287,2 БКУ-300 32,4 Пекарня 600 131,25 78,75 7,2 217,2 БКУ-240 29 Клуб 810 177,2 106,32 14,4 297,92 БКУ-300 32,4 Столовая 400 87,5 52,5 14,4 154,4 БКУ-160 17,7 школа Восьмилетн яя школа Детский сад 29 Сводные данные о расходе газа по населенному пункту. Направление использования газа Присоединение к сетям Часовой расход газа, м³/ч Хозяйственно-бытовой потребитель Бытовые нужды Отопление и горячее водоснабжение от двухконтурных котлов НД 1650 НД 6098 Итого (с учетом 5% на предприятия торговли и предприятия - 7848,9 непроизводственного характера) Предприятия бытового обслуживания населения Прачечные НД 89,82 Бани ВД 71,36 Итого - 161,18 Предприятия общественного питания Столовые НД 213,5 Учреждения здравоохранения Больница НД 18,32 Промышленный потребитель Пекарни ВД 91,9 Завод ЖБК ВД 11,1 Итого - 103 Блочные модульные котельные БКУ-63 НД 7,4 БКУ-160 НД 17,7 БКУ-240 НД 29 БКУ-300 НД 32,4 БКУ-300 НД 32,4 БКУ-300 НД 32,4 БКУ-300 НД 32,4 БКУ-400 НД 43,2 БКУ-800 НД 121,4 Итого - 634,3 На сетях НД - 8804,84 На сетях ВД - 174,36 Всего по населенному пункту - 8979,2 30 1.3 Схема газораспределения Схема газораспределения населённого пункта решена из условия расположения планировки и главного газорегуляторного застройки населенного пункта пункта, (ГГРП), характера расположения крупных сосредоточенных потребителей. Распределение газа по населённому пункту от главного газорегуляторного пункта принято по двухступенчатой системе: I -ступень - газопроводы высокого давления PN 0,6 МПа; I I - ступень - газопроводы низкого давления PN 0,003 МПа (300 даПа) К газопроводам высокого давления подключаются газорегуляторные пункты шкафного типа, коммунально-бытовые потребители и промышленные предприятия, отопительные котельные. Схема газопроводов высокого давления принята кольцевая и тупиковая. К газопроводам низкого давления подключаются жилые дома, мелкие коммунально-бытовые потребители. Схема газопроводов низкого давления принята тупиковая. Для снижения давления газа с высокого PN 0,6 МПа до низкого 300 даПа в населённом пункте предусматривается строительство 30 газорегуляторных пунктов шкафного типа. Схема распределения газа по потребителям проектируется на основе его современной планировки. 31 населённого пункта 1.4 Гидравлический расчет газораспределительных сетей. 1.4.1Расчет кольцевой сети высокого давления. При гидравлическом расчете газопроводов высокого давления используются номограммы, составленные для наиболее распространенных в газовой технике труб. Для однокольцевого газопровода производится два расчета аварийных режимов: при выключении участков сети справа и слева от точки питания. Так как при этом однокольцевой газопровод превращается в тупиковый, диаметр кольца можно определить из расчета аварийного режима при лимитированном газоснабжении. Расчет однокольцевой сети газопроводов проводится в следующей последовательности: 1. Составляется расчетная схема газопроводной сети. 2. Производится предварительный расчет диаметра кольца по приближенной зависимости: n V Р 0,59 K обi Vi (1.17) Pн2 Р к2 1,1 l к (1.18) i 1 R где R – удельные потери давления, Па2/м; VP – расчетный расход газа, м3/ч; Vi – расчетный расход газа потребителем, м3/ч; Кобi – коэффициент обеспеченности, принимаем 0,7; Рн, Рк – абсолютные давления газа в начале и конце сети, МПа; lк – протяженность кольца, м; 1,1 – коэф-т, учитывающий местные сопротивления. 32 3. Выполняют два варианта гидравлического расчета аварийных режимов при выключении головных участков справа и слева от точки питания. Определяются суммированием расчетные расходы на участках от конца тупика до головного участка. Для всех ответвлений рассчитывают диаметры газопроводов на полное использование перепада давления с подачей им газа в объеме Vi K об . 1. Рассчитаем первое кольцо газопровода наиболее удаленное от главного газорегуляторного пункта: Определим диметр кольца по расчетному расходу: VР 0,59 0,7 990,892 409,2384 м 3 / ч и удельному падению квадрата давления: R 600 2 100 2 111,4105Па / м 1,1 2855,94 По номограмме принимаем диаметр газопровода 150 мм. Производим расчеты для аварийных режимов при выключении головных участков 9-10 и 10-1. Подбираются диаметры ответвлений к сосредоточенным потребителям. Отказ участка 10-1: При отключении участка сеть становится тупиковой. По выбранному диаметру и расходу на участке по номограмме определяем величину удельного падения квадрата давления и давление в конце участка: Рк Рн2 1,1 l Rд (1.19) Рк – давление в конце участка, Па; l – длина участка, м; Rд – действительная величина удельного падения квадрата давления, Па2/м. 33 Результаты расчета сведем в таблицу 1.15. Рассчитываем участки ответвлений для аварийных режимов. Из сравнения двух значений начальных давлений для каждого ответвления выбирается меньшее. Для этого давления подбирается длина ответвления при условии, чтобы давление в конце ответвления было не меньше 100 кПа. Диаметр должен быть не менее 50 мм. Фактическое значение давления в начале участка ответвления определяется по формуле: ' P 2 Рк2 , кПа Р P 1,1 l н l ' к 2 н Результаты расчетов сведем в таблицу 1.16. Аналогично рассчитываем второе и третье кольцо высокого давления. 34 (1.20) Таблица 1.15 Гидравлический расчет первого кольца сети высокого давления. Участок Длина, м 10-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 отказал 9-10, м3/ч 990,892 856,792 752,492 506,452 470,772 424,822 260,452 205,62 74,5 - (Рн-Рк) х100/l, кПа 23 19 15 8,5 6 5,5 2 1,5 0,3 - Pк, кПа отказал 10-1, м3/ч 134,1 238,4 484,44 520,12 566,07 730,44 785,272 916,392 990,892 288,52 593,8858847 449,11 585,9300684 161,81 583,6473079 99 582,853781 277,5 581,2805089 95,8 580,781749 221,4 580,3622662 34,2 580,313648 783,78 580,0907538 444,82 2855,94м Таблица 1.16 Гидравлический расчет ответвлений сети высокого давления. Ответвления Длина, м 11-1 12-2 13-3 14-4 15-5 16-6 17-7 18--8 19--9 7,5 52,26 160,76 61,32 9,42 12,1 4,3 73,9 7,4 V с 0,7 обеспеч, м3/ч 93,87 73,01 172,23 25 32,2 115,1 38,4 91,8 52,15 (Рн-Рк) х100/l, кПа 0,7 1,7 7 9 10 14 17 21 23 566,904 567,209 567,475 568,147 570,559 571,482 574,457 575,014 590,547 Pк, кПа Рн, кПа Рк, кПа (Рн-Рк)/l, кПа d, мм P`к, кПа 566,9 567,2 567,5 568 570,6 571,5 574,5 575 590,5 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0,622533333 0,089399158 0,029080617 0,076320939 0,499575372 0,389669421 1,103488372 0,064276049 0,662837838 50 70 80 50 50 70 50 80 50 599,572 599,572 599,571 599,571 599,568 599,568 599,565 599,564 599,55 35 2. Рассчитаем второе кольцо: Определим диметр кольца по расчетному расходу: VР 0,59 0,7 4038,586 1667,94 м 3 / ч и удельному падению квадрата давления: 600 2 100 2 R 131,73Па / м 1,1 2415,4 По номограмме принимаем диаметр газопровода 250 мм. Производим расчеты для аварийных режимов при выключении головных участков 31-22 и 32-20 и рассчитываем участки ответвлений для аварийных режимов. Результаты расчетов сведем в таблицы 1.17 и 1.18. 3. Рассчитаем третье кольцо: Определим диметр кольца по расчетному расходу: VР 0,59 0,7 8979,2 3708,41м 3 / ч и удельному падению квадрата давления: 600 2 100 2 R 79,122 Па / м 1,1 4021,4 По номограмме принимаем диаметр газопровода 350 мм. Производим расчеты для аварийных режимов при выключении головных участков 59-60 и 60-44 и рассчитываем участки ответвлений для аварийных режимов. Результаты расчетов сведем в таблицы 1.19 и 1.20. 36 Таблица 1.17 Гидравлический расчет второго кольца сети высокого давления. Участок Длина, м 32-20 20-21 21-22 22-23 23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29 29-30 30-31 31-32 отказал 31-32, м3/ч 4038,586 3047,694 3036,594 2943,402 2907,722 2771,022 2725,072 2324,032 2237,612 2152,98 865,392 63,772 - (Рн-Рк) х100/l, кПа 25 18 17 12 11 10 9 8 7 6 1,2 0 - Pк, кПа отказал 32-20, м3/ч 990,892 1001,992 1095,184 1130,864 1267,564 1313,514 1714,554 1800,974 1885,606 3173,194 3974,814 4038,586 388,6 591,0275 196,8 587,7218 30 587,2443 85 586,2882 57,4 585,6956 252,2 583,3225 114,8 582,3475 148,4 581,2252 143,2 580,2758 607,6 576,8101 127,2 576,6645 123,2 576,6645 141 2415,4м Таблица 1.18 Гидравлический расчет ответвлений сети высокого давления. Ответвления Длина, м 10-20 21-33 22-34 23-35 24-36 234,2 69,22 70,7 15,4 72,7 V с 0,7 обеспеч., м3/ч 693,62 7,8 65,23 25 95,7 (Рн-Рк) х100/l, кПа 1,6 1,8 2 2,1 2,5 3,1 3,5 5 5,5 19 22 25 Pк, кПа 586,2058 586,5012 586,5518 586,7112 586,8242 587,4148 587,748 588,2338 588,9029 592,0157 594,2567 596,76 Рн, кПа Рк, кПа (Рн-Рк)/l, кПа d, мм P`к, кПа 586,2 586,5 586,3 585,7 583,3 100 100 100 100 100 0,020760034 0,070283155 0,068783593 0,31538961 0,06647868 150 50 80 50 50 599,5542 599,5539 599,5541 599,5546 599,5568 37 Продолжение табл. 1.18 25-37 24,6 32,2 582,3 100 0,196056911 26-38 12,6 280,73 581,2 100 0,381904762 27-39 94,5 60,5 580,3 100 0,050825397 28-40 14,2 59,2 576,8 100 0,335774648 29-41 52,6 901,3 576,6 100 0,090608365 30-42 8,4 561,1 576,6 100 0,567380952 31-43 140,4 45 596,8 100 0,035384615 Таблица 1.19 Гидравлический расчет третьего кольца сети высокого давления. Участок Длина, м 60-44 44-45 45-46 46-47 47-48 48-49 49-50 50-51 51-52 52-53 53-54 54-55 55-56 56-57 57-58 58-59 107 94 220,3 327 287,4 516,4 151,6 115,2 423 316,1 4,5 662,8 114,2 37,2 262,7 334 отказал (Рн-Рк) 59-60, м3/ч х100/l, кПа 8979,2 17 8896,952 16,5 8842,12 16 4803,534 6 4696,254 5,8 4365,516 5,4 4295,784 5,3 4230,224 5,2 4076,456 4,8 4010,896 4,7 3900,636 4,5 3824,944 4,2 3761,172 4,1 3650,912 3,8 3268,28 3,2 1573,44 8 Pк, кПа 598,3303 596,9028 593,6461 591,8256 590,2744 587,6704 586,9179 586,3563 584,4487 583,0489 583,0298 580,3978 579,954 579,8199 579,0219 576,4783 38 50 100 80 100 200 125 80 отказал (Рн-Рк) 60-44, м3/ч х100/l, кПа 82,248 0 137,08 0 4175,666 5 4282,946 5,3 4613,684 5,7 4683,416 5,8 4748,976 5,9 4902,744 6,2 4968,304 6,8 5078,564 8 5154,256 8,5 5218,028 9 5328,288 9,2 5710,92 9,5 7405,76 14 599,5577 599,5587 599,5596 599,5628 599,563 599,563 599,5444 Pк, кПа 574,2767 574,2767 574,2767 575,8405 577,2935 580,091 580,9241 581,5673 584,0422 586,0629 586,0967 591,3599 592,3151 592,6328 594,9444 Продолжение табл. 1.19 59-60 48 8979,2 4021,4м Таблица 1.20 Гидравлический расчет ответвлений сети высокого давления. V с 0,7 Длина, Ответвления обеспеченностью, м м3/ч 60-61 117,3 8979,2 44-62 14 57,6 45-63 12 38,4 46-32 207,2 2827 47-64 14 75 48-65 9 231,5 49-66 10,5 48,8 50-67 55,6 45,9 51-68 30 107,6 52-69 12 45,9 53-70 18 77,2 54-71 12 53 55-72 48 45 56-73 140 77,2 57-74 24 268 58-75 8,6 1186,4 59-76 17 1101,4 17 599,2515 Рн, кПа Рк, кПа (Рн-Рк)/l, кПа d, мм P`к, кПа 587,24 574,3 574,3 574,3 576 577,3 580 581 581,6 583 583 580,4 580 579,8 579 576,5 598,3 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0,041537937 0,338785714 0,39525 0,022890927 0,34 0,530333333 0,457142857 0,086510791 0,160533333 0,4025 0,268333333 0,400333333 0,1 0,034271429 0,199583333 0,554069767 0,293117647 350 50 50 350 70 80 50 70 70 50 70 50 70 100 100 150 150 599,5532 599,5651 599,5651 599,5651 599,5635 599,5623 599,5598 599,5589 599,5584 599,5571 599,5571 599,5595 599,5598 599,56 599,5608 599,563 599,5431 39 1.4.2Расчет тупиковой сети низкого давления. Целью гидравлического расчёта газопроводов является определение потерь давления и определения диаметров распределительных газопроводов при условии обеспечения нормального и экономичного газоснабжения всех потребителей в часы максимального газопотребления, при максимальнодопустимых перепадах давления. При выполнении дипломного проекта гидравлический расчёт газопроводов низкого давления выполнялся на ЭВМ в программе «Гидравлический калькулятор». Для расчёта по этой программе необходимо составить следующую информацию: наименование расчёта, наименование объекта, основные параметры расчёта (характеристика давления, плотность газа, коэффициент местных потерь давления, значение минимального абсолютного давления). Далее следует таблица размеров труб, используемых в данной сети. Затем таблица источников газовой сети по номерам точек, в которых находятся источники. Расчётные потери давления газа в распределительных газопроводах низкого давления следует принимать не более 180 даПа. Гидравлический расчёт сетей низкого давлений основан на формулах: • Перепад давлений на участке длиной 1, диаметром d и расчётным расходом Q для сети низкого давления определяется по формуле: Кэ 1922 v d h 7 Q d 0.25 Q2 l d5 (1.21) • Разность квадратов давлений на концах участков сети давления определяется по формуле: Pн2 Pк2 Кэ 1922 vd 1.45 10 3 l Q d где: Кэ- коэффициент шероховатости; -удельный вес газа кг с/м3; 40 0.25 Q2 , d5 (1.22) v -коэффициент кинематической вязкости. В результате расчёта получены диаметры, давление во всех узлах, спецификация труб по диаметрам. Результаты гидравлического расчёта для низкого давления приведены в приложении А. 1.5 Подбор регуляторов давления ШРП Подбор регуляторов давления осуществляется по входному давлению в ШРП и пропускной способности ШРП. При подборе регуляторов пользуются зависимостями входного давления и расхода газа на ШРП от типа регулятора. По регулятору подбираем тип ШРП. ШРП-1 V Р =246 м 3/ч; Р вх= 0,571 МПа Правильность подбора регулятора проверяется коэффициентом загрузки регулятора, который находится по формуле: К Vр V рмах 100% , (1.23) где: Vp-расчётный часовой расход газа на ШРП, м3/ч; Vрmax -максимально возможный часовой расход газа для данного типа регулятора. При правильном подборе регулятора коэффициент К имеет низший предел 15%, высший предел 85%. Для ШРП-1 подбираем регулятор РДНК-400 с VРшах = 300 м3/ч. К 246 100% = 82%, тип ШРП – ГРПШ-400*. 300 ШРП-2 VP= 54,832 м3/ч ; Рвх= 0,5745 МПа Регулятор РДГК-10/5М с VPmax=70 м3/ч К 54,832 100% = 78%, тип ШРП – ГРПШ-10МС. 70 41 ШРП-3 VP= 131,12 м3/ч ; Рвх= 0,575 МПа Регулятор РДУ-32с VРшах = 150 м3/ч К 131,12 100% = 84%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-4 VP= 246,04 м3/ч ; Рвх= 0,5675 МПа Регулятор РДНК-400 с VРшах = 300 м3/ч К 246,04 100% = 82%, тип ШРП – ГРПШ-400*. 300 ШРП-5 VP = 104,3 м3/ч; Рвх = 0,5672 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 104,3 100% = 70%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-6 VP= 134,1 м3/ч ; Рвх= 0,5669 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 134,1 100% = 85%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-7 VP = 74,5 м3/ч; Рвх= 0,5905 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 74,5 100% = 74,5%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-8 VP = 493,77 м3/ч ; Рвх = 0,5812 МПа Регулятор РДНК-400М с VРшах = 600 м3/ч К 493,77 100% = 82%, тип ШРП – ГРПШ-400-01. 600 42 ШРП-9 VP= 86,42 м3/ч ; Рвх= 0,5803 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 86,42 100% = 58%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-10 VP = 84,632 м3/ч ; Рвх = 0,5768 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 84,632 100% = 84,6%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-11 VP = 136,7 м3/ч ; Рвх = 0,5833 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 136,7 100% = 85%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-12 VP = 93,192 м3/ч ; Рвх = 0,5863 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 93,192 100% = 62%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-13 VP= 1287,588 м3/ч ; Рвх= 0,5766 МПа Регулятор МВN/40-1-Б с VРшах = 1800 м3/ч К 1287,588 100% = 72%, тип ШРП – ИТГАЗ-MBN/40-1-Б. 1800 ШРП-14 VP = 801,62 м3/ч ; Рвх = 0,5766 МПа Регулятор МВN/25-1-Б с VРшах = 950 м3/ч К 801,62 100% = 84%, тип ШРП – ИТГАЗ-MBN/25-1-Б. 950 ШРП-15 VP = 63,772 м3/ч ; Рвх = 0,5968 МПа 43 Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 63,772 100% = 64%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-16 VP = 69,732 м3/ч ; Рвх = 0,580 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 69,732 100% = 70%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-17 VP = 65,56 м3/ч ; Рвх = 0,581 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 65,56 100% = 66%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-18 VP = 153,768 м3/ч ; Рвх = 0,5816 МПа Регулятор В/249-2 с VPmax=250 м3/ч К 153,768 100% = 62%, тип ШРП – ИТГАЗ-B/249-2. 250 ШРП-19 VP = 330,738 м3/ч ; Рвх = 0,5773 МПа Регулятор РДНК-400М с VРшах = 500 м3/ч К 330,738 100% = 66%, тип ШРП – ГРПШ-05-2У1. 500 ШРП-20 VP = 75,692 м3/ч ; Рвх = 0,5804 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 75,692 100% = 76%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-21 VP = 65,56 м3/ч ; Рвх = 0,583 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 65,56 100% = 66%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 44 ШРП-22 VP = 110,26 м3/ч ; Рвх = 0,583 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 110,26 100% = 74%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-23 VP= 107,28 м3/ч ; Рвх= 0,576 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 107,28 100% = 72%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-24 VP = 63,772 м3/ч ; Рвх = 0,580 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 63,772 100% = 64%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-25 VP = 110,26 м3/ч ; Рвх = 0,5798 МПа Регулятор РДУ-32 с VРшах = 150 м3/ч К 110,26 100% = 74%, тип ШРП – ГРПН-300-6-1,2. 150 ШРП-26 VP = 54,832 м3/ч ; Рвх = 0,5743 МПа Регулятор РДГК-10/5М с VPmax=70 м3/ч К 54,832 100% = 78%, тип ШРП – ГРПШ-10МС. 70 ШРП-27 VP = 82,248 м3/ч ; Рвх = 0,5743 МПа Регулятор РДГД-20М с VРшах = 100 м3/ч К 82,248 100% = 82%, тип ШРП – ГРПШ-1. 100 ШРП-28 VP = 382,632 м3/ч ; Рвх = 0,579 МПа 45 Регулятор РДНК-400М с VРшах = 500 м3/ч К 382,632 100% = 77%, тип ШРП – ГРПШ-05-2У1. 500 ШРП-29 VP = 1573,44 м3/ч ; Рвх = 0,5983 МПа Регулятор МВN/40-1-Б с VРшах = 1800 м3/ч К 1573,44 100% = 85%, тип ШРП – ИТГАЗ-MBN/40-1-Б. 1800 ШРП-30 VP = 1694,84 м3/ч ; Рвх = 0,5765 МПа Регулятор MBN/50 Tartarini с VРшах = 2650 м3/ч К 1694,84 100% = 64%, тип ШРП – ИТГАЗ-MBN/50-2. 2650 1.6 Газопроводы Проектируемый газопровод высокого давления выполнен подземно из стальных труб, низкого давления выполнен подземно из полиэтиленовых труб, 46 изготовленных в соответствие с требованиями стандартов и отвечающих требованиям [8]. Трубы полиэтиленовые марки ПЭ 80 SDR11 [12], выпускаются отечественными заводами и имеют сертификат качества. Грунты по трассе газопровода относятся к слабопучинестым. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта - 1,2 м. Глубина прокладки газопровода принята ниже глубинны сезонного промерзания грунта. Для возможности отключения отдельных участков газопровода и ШРП предусматривается установка отключающих устройств. Места их установки представлены на листе 1. Полиэтиленовый и стальной газопроводы, внутреннее газооборудование ШРП подлежат испытанию на герметичность. В соответствие с требованиями, вдоль трассы газопровода устанавливается охранная зона в виде территории ограждённой условными линиями, проходящая на расстоянии два метра с каждой стороны газопровода, для ШРП - в виде территории, ограждённой замкнутой линией, проведённой на расстоянии 10 метров от ШРП. 1.7 Технико-экономическое обоснование 1.7.1 Расчет оптимального количества ШРП При проектировании многоступенчатых систем газоснабжения населенных пунктов возникает необходимость определения оптимального 47 количества точек питания сети низкого давления, то есть выбора оптимального количества газорегуляторных пунктов (ШРП). С уменьшением количества ШРП (с увеличением радиуса их действия) снижаются приведенные затраты в ШРП и подводящие газопроводы высокого давления к ним. С другой стороны, при этом возрастают приведенные затраты в распределительные сети низкого давления за счет увеличения их среднего диаметра. При определении параметров газораспределительных систем оптимизацию можно вести как по минимуму приведенных затрат, так и по минимуму капиталовложений [15]. Капитальные вложения в систему газоснабжения определяются по формуле: K K н.д. K ГРП К в.д. (1.24) где: К н.д. - капитальные вложения в надземный газопровод низкого давления, руб.; К ГРП - капиталовложения в шкафной газорегуляторный пункт, снижающий давление газа с высокого до низкого, руб; К в.д. - капиталовложения в распределительные газопроводы высокого давления, проложенные от ГГРП до шкафных ГРП на группу домов, руб. Под радиусом действия ШРП понимается расстояние по прямой от ШРП до точки встречи потоков газа на границе зон действия двух соседних ШРП. Радиус действия ГРП R, м при любом варианте размещения ШРП определяется по формуле: R где: F 2n F - площадь газоснабжаемой территории, м2; n - количество ШРП. 48 (1.25) Капитальные вложения в сети низкого давления, К н.д. , руб., определяются по формуле: а К н.д. 0,9 Р н 0 , 21 q 0,368 R 0 , 578 L н .д . (1.26) где: а - коэффициент пропорциональности, зависящий от сортамента труб, характеристики грунта, наличия или отсутствия дорожных покрытий, принимаем а 2,6 ; Рн - нормативный перепад давления в уличных сетях (1000 Па); q - удельный путевой расход газа, м3/ч·м; - коэффициент пропорциональности, зависящий от схемы размещения ШРП, принимаем 1,3 ; R - радиус действия ШРП, м; L н .д . - суммарная длина газопроводов низкого давления, м. Капитальные вложения в ГРП, К ГРП , руб., определяются по формуле: уд К ГРП К ГРП n (1.27) уд - капитальные затраты в один ШРП, принимаем по усредненным К ГРП значениям в размере 27 500 руб. Изменение радиуса действия ШРП мало сказывается на общей конфигурации сети высокого давления. Изменяются, в основном, количество и протяженность ответвлений к ШРП. Переменная часть капиталовложений в сети высокого давления, К в.д. , руб., определяется по формуле: К в .д. b Dсро 49 F 2R (1.28) где: b - коэффициент пропорциональности, зависящий от сортамента труб, характеристики грунта, наличия или отсутствия дорожных покрытий, принимаем b 0,6 ; Dсро - средний диаметр ответвлений, принимаем D оср 5 см; - коэффициент пропорциональности, принимаем 2 . Задавая число ШРП получим график зависимости приведенных затрат от числа ШРП, изображённый ни рисунке 1.1 . По результатам расчетов в дипломном проекте принято строительство 30 ГРП шкафного типа. 3600 3400 3200 3000 3 2800 2 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Количество n опт ГРП,n Рисунок 1.1 - График зависимости приведенных затрат от числа ШРП Таблица 1.21-Расчет оптимального количества ШРП Кол-во ГРП Радиус действия, м Капиталов ложения в сети низкого давления, Стоимость ШРП, руб 50 Капиталов ложения в сети высокого давления, ШРП + В.Д. Всего 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1414 1000 816,5 707,1 632,5 577,4 534,5 500 471,4 447,2 426,4 408,2 392,2 378 365,1 353,6 343 333,3 324,4 316,2 308,6 301,5 294,9 288,7 282,8 277,4 272,2 267,3 262,6 258,2 254 250 руб. 3385561 2770977 2464578 2267959 2126318 2017181 1929289 1856255 1794133 1740326 1424403 1266901 1165830 1093020 1036919 991738,8 954196,1 922262,5 894603,6 732205,5 651242,3 599287,6 561860,2 533021,7 509797 490498,4 474083,2 459865,3 376385,6 334767 308060 288820,7 27500 55000 82500 110000 137500 165000 192500 220000 247500 275000 302500 330000 357500 385000 412500 440000 467500 495000 522500 550000 577500 605000 632500 660000 687500 715000 742500 770000 797500 825000 852500 880000 руб. 8347,296 11804,86 14457,94 16694,59 18665,12 20446,62 22084,87 23609,72 25041,89 26396,47 27684,85 28915,88 30096,61 31232,72 32328,94 33389,19 34416,79 35414,58 36385,02 37330,24 38252,12 39152,29 40032,23 40893,23 41736,48 42563,03 43373,82 44169,74 44951,57 45720,03 46475,78 47219,44 35847,3 66804,86 96957,94 126694,6 156165,1 185446,6 214584,9 243609,7 272541,9 301396,5 330184,9 358915,9 387596,6 416232,7 444828,9 473389,2 501916,8 530414,6 558885 587330,2 615752,1 644152,3 672532,2 700893,2 729236,5 757563 785873,8 814169,7 842451,6 870720 898975,8 927219,4 3421408 2837782 2561536 2394654 2282483 2202628 2143874 2099865 2066675 2041722 1754588 1625817 1553427 1509253 1481748 1465128 1456113 1452677 1453489 1319536 1266994 1243440 1234392 1233915 1239033 1248061 1259957 1274035 1218837 1205487 1207036 1216040 1.7.2 Выбор оптимального количества очередей строительства газораспределительной станции. На экономическую эффективность проектного (планового) решения большое влияние оказывает фактор времени. 51 Согласно нормативной методике, распределенные во времени затраты приводятся к коэффициента сравниваемому приведения. уровню Сущность (базисному этого году) с помощью методического подхода заключается в следующем. Денежные средства, подлежащие затрате в последующий (за базисным годом) период, определенное время используются в других отраслях народного хозяйства, отдаление предстоящих затрат, чем больше их окупаемость, тем меньше та, приведенная к сравниваемому уровню часть этих затрат, которую следует учитывать в экономических расчетах. Если затраты предшествуют базисному году, возникает экономический ущерб от замораживания денежных средств. Чем больше отдаление предшествующих затрат, тем больше народнохозяйственный ущерб и тем больше та, приведенная к сравниваемому уровню величина этих затрат, которую необходимо учитывать в экономических расчетах. Сравнивание вариантов с учетом фактора времени происходит в тех случаях, когда варианты имеют: - различные сроки службы; - различную продолжительность строительства (в одну или несколько очередей); - различное время выхода объектов на проектную эксплуатацию и т. д. Характерной особенностью задач первого типа является необходимость учета дополнительных затрат в замену менее долговечной техники за время службы более долговечной техники. Для определения приведенных затрат по сравниваемым вариантам используется уравнение: n З К mt0 УИ К УИ m 0 (1.29) при m=0,1,2,…..n, где m – номер очередного вложения капитальных затрат; n – количество замен оборудования за расчетный период (срок службы объекта), определяемое по уравнению 52 t n сл 1 tо mt 0 (1.30) - коэффициент приведения затрат для года, отдаленного от базисного на mt0 лет. Задачи второго типа решаются при экономическом обосновании строительства объекта (системы) в несколько этапов (очередей). Сметная стоимость строительства объекта в несколько очередей возрастает за счет дополнительных работ, связанных со сменой части установленного оборудования, устройством временных торцевых стен зданий, монтажом и демонтажем строительной техники и механизмов и т. д. Вместе с тем происходит снижение расчетных затрат во вторую и последующие очереди вследствие их отдаленности во времени. Обеспечивается также экономия расходов по эксплуатации за счет более полного использования установленного оборудования и других основных фондов. Для определения приведенных затрат по сравниваемым вариантам используется уравнение: tсл tсл tн t З К t t И t t (1.31) где З – суммарные приведенные затраты, руб; tсл – срок службы объекта; Кt – капитальные вложения в t-ом году, руб; Иt – расходы по эксплуатации t-ом году (без отчисления на реновацию), руб; αt – коэффициент приведения равнопеременных затрат базисному году, определяемый по формуле t 1 1 Енп t (1.32) где Енп – норматив приведения разновременных затрат, равный 0,1; t – разность между годом приведения и базисным годом; 53 tн – начальный год расчетного периода, определяемый началом финансирования строительства объекта. Задачи третьего типа имеют особое значение при проектировании систем инженерного оборудования новых городов или жилых массивов. По мере застройки населенного пункта, ввода потребителей в эксплуатацию расчетные нагрузки (тепло-, водо-, газопотребление и т. д.) возрастают практически от нуля до проектных (планируемых) величин. Поэтому оптимальное решение подобных задач требует подробной информации о темпах роста населенного пункта, развития его структуры и застройки, динамике потребления топливноэнергетических ресурсов и других определяющих параметров по всем годам расчетного периода строительства. Пример. Газораспределительная станция (ГРС) может быть построена сразу на полную мощность при сметной стоимости К1= 2000000 рублей или в две очереди (вторая через 5 лет) при сметной стоимости К2 = 2100000 рублей, в том числе затраты на первую очередь 1000000 рублей. Переменная часть годовых эксплуатационных расходов составляет 7% от соответствующих капитальных вложений. Срок службы станции tсл = 25 лет. Необходимо определить экономически более целесообразный вариант строительства. Расчетные затраты по вариантам определяем, используя формулу (1.31): а) При строительстве ГРС в одну очередь З1 2000 140 140 140 140 2 3 .... 25 3270800 руб 1,1 1,1 1,1 1,1 б) При строительстве ГРС в две очереди З2 1000 70 70 70 70 70 147 147 2 3 4 5 1100 6 .. 25 3142400 руб 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 Следовательно, экономически целесообразным является строительство ГРС в две очереди. 1.8 Патентный поиск и литературный анализ РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11)1210487 54 (13) A1 (51) МПК 5 C23F13/02 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21), (22) Заявка: 3783051/02, 26.06.1984 (46) Опубликовано: 15.01.1994 (71) Заявитель(и): Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) Автор(ы): Иванов Н.И., Скосырев И.С., Тесов Н.И., Чекмарев В.Е. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ Изобретение относится к устройствам защиты подземных сооружений от коррозии и может быть использовано при защите протяженных трубопроводов различного назначения. Цель изобретения - повышение эффективности защиты подземного сооружения от коррозии и упрощение эксплуатации. Изобретение поясняется чертежом. Установка содержит станцию 1 катодной защиты, анодный выход которой соединен с анодным заземлением 2, катодный выход подключен к подземному сооружению 3, а управляющий вход соединен с выходом блока 4 измерения поляризационного потенциала, вход которого соединен с выходом синхронного детектора 5, управляющий вход которого соединен с выходом задающего генератора 6, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 7, выход которого подключен к датчику 8 потенциала, к основному входу синхронного детектора 5 и к входу блока 9 сравнения, второй вход которого подключен к подземному сооружению 3, а выход соединен с входом коммутатора 7, при этом подземное сооружение 3 через источник 10 потенциала соединен с входом блока 11 сравнения, второй вход которого подключен к датчику 12 потенциала, а выход соединен с управляющим входом источника 10 потенциала, выходы которого подключены к соответствующим входам блока 4 измерения поляризационного потенциала, причем к одному из входом каждого блока 9 и 11 сравнения подключен выход соответствующего каждого корректирующего устройства 13 и 14. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU 55 (11) 2326185 (13) C1 (51) МПК C23F13/16 (2006.01) ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21), (22) Заявка: 2006134156/02, 25.09.2006 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 25.09.2006 Статус: по данным на 28.04.2010 - действует (72) Автор(ы): Ибрагимов Н. Г. (RU), Даутов Ф. И. (RU), Фадеев В. Г. (RU), Гареев Р. М. (RU) (46) Опубликовано: 10.06.2008 (73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Татнефть" им. (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2149920 C1, 27.05.2000. RU 2101388 C1, В.Д. Шашина (RU) 10.01.1998. RU 2017862 C1, 15.08.1994. FR 2740784, 07.05.1997. (54) АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ (57) Реферат: Изобретение относится к катодной защите подземных сооружений от коррозии и передаче постоянного тока по системе «провод-земля» и может быть использовано при сооружении анодных и рабочих заземлений постоянного тока. Заземлитель содержит малорастворимый электрод и токоввод, выполненный в залитом компаундом торцевом углублении электрода, в котором зачеканена жила соединительного провода, компаунд выполнен многослойным, причем внутренние слои составлены поочередно из гидрофобного и клеевого слоев так, что с внешним слоем контактирует клеевой слой, а внешний слой выполнен из эластичного материала. Технический результат: повышение надежности и упрощение конструкции . Изобретение относится к катодной защите подземных сооружений от коррозии и передаче электроэнергии постоянного тока по системе "провод-земля", а именно к заземляющим устройствам постоянного тока, и найдет применение во многих отраслях промышленности. 56 1.9 Газоснабжение встроенной теплогенераторной цеха завода Железобетонных конструкций. 1.9.1 Общие положения Данным проектом предусматривается газоснабжение встроенной теплогенераторной цеха №1 завода ЖБК. Газоснабжение принято от существующего внутриплощадочного газопровода высокого давления Р=0,6МПа со снижением давления до рабочего Р=2,0кПа ШРП типа ГРПШ-32-50-Б-О, размещенным на «глухом» участке стены здания. Проектируемые газопроводы прокладываются надземно по стенам зданий, относящихся к степени огнестойкости «II» класса пожарной опасности «С0» с помещениями категории "Г" и "Д" по взрывопожарной и пожарной опасности. По окончании монтажа и испытаний газопроводы и крепления должны быть защищены от атмосферной коррозии лакокрасочными материалами. Цвет окраски - желтый. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки». Расход газа по теплогенераторной составит Qmax =11,1 нм³/ч. Внутреннее газооборудование встроенной теплогенераторной цеха №1предусматривают с котлами КЧМ-5-Р-96 (3 шт), предназначенными для покрытия тепловых нагрузок бытовок цеха. Конструкции, ограждающие теплогенераторную от смежных помещений, должны иметь предел огнестойкости не менее REI 45, стены и перекрытия должны быть воздухопаронепроницаемы, внутренние поверхности стен должны быть окрашены влагостойкими красками. В качестве легкосбрасываемых конструкций используется остекление окна площадью Sостекл =2,1м² (толщина стекла 3мм, площадь отдельного звена не менее 0,8м²) при объеме помещения V=62,0м³. Вентиляция помещения естественная с 3-х кратным воздухообменом в час. Приток (с учетом воздуха на горение газа) осуществляется через жалюзийную решетку 0,40х0,40м, вытяжка - через вентканал ∅200мм. Отвод 57 продуктов сгорания от котлов предусмотрен в самостоятельные дымовые каналы ∅250мм; в нижней части дымовых каналов предусмотреть «чистки». Монтаж газопровода к котлам вести при наличии заключения специализированной организации о пригодности дымовых и вентиляционного каналов для работы на газе. 1.9.2 Автоматика и КИП теплогенераторной. Работа теплогенераторной предусматривается в автономном режиме. На вводе газопровода устанавливается термозапорный клапан КТЗ-50, срабатывающий при температуре 100°С, и система автоматического контроля загазованности САКЗ-МК-3-50-НД, обеспечивающая: контроль в помещении концентрации природного газа (СН4) сигнализатором, срабатывающим при 10% НКПР («Порог 1») и 20% НКПР («Порог 2»); контроль концентрации оксида углерода (СО) сигнализатором, срабатывающим при загазованности 20 мг/м³ («Порог 1») и 100 мг/м³ («Порог 2»); перекрытие газопровода запорным клапаном в аварийных ситуациях и при возникновении концентраций, соответствующих сигнальным уровням «Порог 2»; выдачу предупредительной и аварийной световой и звуковой сигнализации, а также отображение этой информации на выносном пульте ПД, размещаемом в помещении с постоянным присутствием персонала. По окончании монтажа и испытаний газопроводы и крепления должны быть защищены от атмосферной коррозии лакокрасочными материалами. Цвет окраски - желтый. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки». 1.9.3 Гидравлический расчет газопровода для теплогенераторной. Таблица 1.22-Гидравлический расчет газопровода для теплогенераторной. № участка Расход, м3/ч Длина уч, м Диаметр, мм 1-2 2-3 3-4 4-5 3,7 3,7 7,4 11,1 2,2 1,3 0,7 5 25 25 25 57 58 Потеря давления, Па 47 40 65 88 2 Расчет электрических характеристик защищаемых газопроводов. Электрические характеристики защищаемых газопроводов являются основными параметрами, определяющими распределение защитного тока. К первичным электрическим параметрам газопровода относятся: - переходное сопротивление, Rn Ом·м2; - продольное сопротивление, Rm, Ом/м. Исходные данные для определения электрических характеристик газопроводов: - диаметр трубы, Dm, м; - толщина стенки трубы, δт, м; - марка стали трубы; - сопротивление изоляции, Rиз, Ом·м2; - среднее удельное электрическое сопротивление грунта, г, Ом·м; - глубина укладки газопровода, Нт, м. Сопротивление изоляции для вновь строящихся газопроводов определяют в зависимости от типа изоляции по таблице 2.1. Таблица 2.1 - Сопротивление изоляции строящихся и реконструируемых газопроводов Тип изоляционного покрытия Усиленные Трех-, двухслойное полимерные покрытия на основе Сопротивление изоляции газопровода Rиз0, Ом·м2 3·105 термореактивных смол и полиолефина Покрытия на основе термоусаживающихся материалов Все остальные покрытия, кроме мастичных и 1·105 полимерно-битумных Мастичные и полимерно-битумные покрытия Все покрытия нормального типа 5·104 5·104 Для весьма усиленной изоляции из полимерно-битумного покрытия Rиз 5 10 4 Ом м 2 Продольное сопротивление трубопровода Rm, Ом/м, вычисляют по формуле 59 (2.1) где т - удельное электрическое сопротивление материала трубы, Ом·м (определяют в зависимости от марки стали по таблице 2.2); Dm - диаметр трубы, м; т - толщина стенки трубы, м. Таблица 2.2 - Удельное электрическое сопротивление различных марок трубной стали Марка трубной стали Удельное электрическое сопротивление трубной стали, Ом·м 17ГС, 17Г2СФ, 08Г2СФ, 14ХГС 18Г2, СТ3 18Г2САФ, 18ХГ2САФ 15ГСТЮ Данные о марке стали отсутствуют 2,45·10-7 2,18·10-7 2,63·10-7 2,81·10-7 2,45·10-7 Для диаметра 150мм: Rm 2,45 10 7 1,2 10 7 Ом м 2 3,14 (0,15) 4,5 Для диаметра 250мм: Rm 2,45 10 7 0,7 10 7 Ом м 2 3,14 (0,25) 4,5 Для диаметра 350мм: Rm 2,45 10 7 0,5 10 7 Ом м 2 3,14 (0,35) 4,5 При изменяющейся толщине стенки трубы вдоль трубопровода расчет продольного сопротивления производят по средней Rт, м Rm.ср 1,2 0,7 0,5 10 7 1,2 10 7 Ом м 2 3 (2.2) Переходное сопротивление трубопровода Rn, Ом·м2, вычисляют по формуле Rп = Rиз + Rр, (2.3) где Rиз - сопротивление изоляционного покрытия трубопровода, Ом·м2; Rр - сопротивление растеканию трубопровода, Ом·м2. Сопротивление растеканию тока трубопровода Rp, Ом·м2, вычисляют по формуле (2.4) Сопротивление растеканию тока трубопровода формуле 60 , Ом·м, вычисляют по (2.5) где Нт - глубина залегания трубопровода, м; г - среднее удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м, вычисляемое по формуле (2.6) где li - длина i-го участка с удельным электрическим сопротивлением грунта гi, м; п - количество участков с удельным электрическим сопротивлением грунта гi. ( 2856 2415 4021) 2 г 15,21Ом м 2 11240 2 ( ) 15 15,21 0,4 3,14 R`р ln( ) 42Ом м 2 3,14 0,25 1,5 1,2 10 7 Rр 15,21 0,25 0,4 42 ln( ) 40Ом м 2 2 0,25 1,5 1,2 10 10 Rп 5 104 40 5 104 Ом м 2 В таблице 2.3 приведены прогнозируемые значения сопротивления различных типов изоляции на 10-й, 20-й и 30-й год для трубопроводов, построенных в соответствии с ГОСТ Р 51164. Постоянную распространения тока вдоль трубопровода , 1/м, вычисляют по формуле (2.7) 1,2 10 7 1,6 10 61 / м 4 5 10 Постоянную распространения тока вдоль трубопровода как функцию времени (t), 1/м, вычисляют по формуле 61 (2.8) 1,2 10 7 (t ) 1,6 10 61 / м 4 5 10 Таблица 2.3 - Прогнозируемые значения сопротивления изоляционного покрытия трубопровода Rиз(t) через 10, 20 и 30 лет его эксплуатации Прогнозируемое сопротивление изоляции трубопровода Rиз(t), Тип изоляционного покрытия Ом·м2, через Усиленные Трех-, двухслойное полимерные покрытия на 10 лет 20 лет 30 лет 100000 37500 12150 33000 12500 4050 16700 6250 2030 16700 6250 2030 основе термореактивных смол и полиолефина; Покрытия на основе термоусаживающихся материалов Все остальные покрытия, кроме мастичных и полимерно-битумных Мастичные и полимерно-битумные покрытия Все покрытия нормального типа Характеристическое сопротивление трубопровода Z, Ом, вычисляют по формуле (2.9) Z 1,2 10 7 5 10 4 0,08Ом Если характеристические сопротивления правого и левого плеч трубопровода одинаковы, то входное сопротивление Zвт, Ом, вычисляют по формуле (2.10) 62 Z вт 0,04Ом Входное сопротивление трубопровода как функцию времени эксплуатации Zвт (t), Ом, вычисляют по формуле (2.11) Z вт (t ) 0,04Ом 2.1 Расчет параметров катодной защиты трубопроводов На основании рассчитанных электрических параметров трубопровода определяют количество установок и электрические параметры преобразователей катодной защиты, количество и тип анодных заземлителей, их удаление от защищаемых объектов, а также выбирают месторасположение УКЗ. Основными параметрами УКЗ являются сила тока и длина защитной зоны, создаваемой этой установкой. При расчете необходимо учитывать изменение сопротивления изоляции во времени. Расчет выполняют на начальный и конечный (как правило, 30 лет) срок службы УКЗ. Расчет параметров УКЗ сводится к определению количества и мощности катодных станций на трубопроводе. Количество УКЗ определяется длиной защитной зоны этих станций. Мощность катодных станций зависит в основном от силы защитного тока и сопротивления анодного заземления. Количество установок катодной защиты N, шт., необходимое для защиты трубопровода длиной L, м, вычисляют по формуле (2.12) N 11240,42 1,3 2шт 8625 где Lз - длина защитной зоны одной УКЗ, м. Длину защитной зоны Lз м, вычисляют по формуле 63 (2.13) Lз 2 0,6 ln( ) 8625м 6 1,6 10 1 0,3 где k - коэффициент учитывающий взаимовлияние соседних УКЗ (для одиночной УКЗ k = 1, для УКЗ, работающей рядом с соседними, k = 2); Uтзо - смещение разности потенциалов труба-земля в точке дренажа, В Uтзм = |Uм|- |Uе|; (2.14) Uтзм = 0,85-0,55=0,3В Uтзм - максимальное смещение разности потенциалов труба - земля, В Uтзо = |Uо|- |Uе|; (2.15) Uтзо =1,15-0,55=0,6В Uм - минимальный защитный потенциал, В (определяют из таблицы 2.4); Ue - естественная разность потенциалов труба-земля, В (если значение Uе неизвестно, его принимают равным (-0,55 В); Uo- максимальный защитный потенциал, В (определяют из таблицы 2.5). Силу тока i, А, катодной установки вычисляют на начальный и конечный период эксплуатации по формуле (2.16) i 2 0,6 30 А 0,04 Напряжение на выходе преобразователя V, В, вычисляют по формуле V = i·[Zвх (t) + Rл + Rз], (2.17) V 30(0,04 0,056 0,01) 3,18B где Rл - сопротивление дренажной линии, соединяющей катодную станцию с трубопроводом и анодным заземлением, Ом; Rз - переходное сопротивление анодного заземления, Ом. 64 Таблица 2.4 - Минимальные защитные потенциалы Минимальный защитный потенциал (Uм) относительно насыщенного медноУсловия прокладки и эксплуатации трубопровода сульфатного электрода сравнения, В Поляризационный Грунты с удельным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом·м С омической составляющей Минус 0,85 Минус 0,90 Минус 0,95 Минус 1,05 или содержанием водорастворимых солей не более 1г на 1кг грунта, или при температуре транспортируемого продукта не более 293 К (20 °С) Грунты с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом·м, или содержанием водорастворимых солей более 1г на 1кг грунта, или при опасном влиянии блуждающих токов промышленной частоты (50 Гц) и постоянных токов, или при возможной микробиологической коррозии, или при температуре транспортируемого продукта более 293 К (20°С) Сопротивление дренажной линии Rл Ом, вычисляют по формуле (2.18) R л 1,8 10 8 200 20 0,056ОМ 3,14 0,032 / 4 где у; ус - длина анодного провода и спусков провода с опор преобразователя катодной защиты к анодному заземлению и трубопроводу,м; Sпр - сечение провода дренажной линии, м2; м - удельное электрическое сопротивление провода, Ом·м (для меди м =1,8·10-8 Ом·м, для алюминия м = 2,8·10-8 Ом·м). Мощность преобразователя W, Вт, вычисляют по формуле W = i · V, W 30 3,18 95,4Вт 65 (2.19) Таблица 2.5 - Максимальные защитные потенциалы Максимальный защитный потенциал (U0 относительно насыщенного медно-сульфатного электрода Условия прокладки и эксплуатации трубопровода сравнения, В Поляризационный При прокладке трубопровода с температурой С омической составляющей Минус 1,10 Минус 1,50 - с битумной изоляцией Минус 1,15 Минус 2,50 - с полимерной изоляцией Минус 1,15 Минус 3,50 транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) в грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом·м или при подводной прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) При других условиях прокладки трубопроводов: Выбор типа преобразователя катодной защиты выполняют в соответствии с результатами расчета силы тока, напряжения на выходе УКЗ и мощности. При выборе типа преобразователя необходимо увеличить в 1,5 раза требуемую максимальную силу тока при прокладке трубопровода в грунтах высокой коррозионной агрессивности. 2.2 Расчет параметров анодного заземления Выбор анодного заземления осуществляют с учетом следующих факторов: - силы тока катодной установки; - свойств грунта в месте размещения заземления (удельное сопротивление грунта, влажность, глубина промерзания); - схемы расположения защищаемых объектов и других подземных металлических сооружений вблизи размещения анодного заземления. Материал электрода для анодного заземления целесообразно выбирать с учетом условий, приведенных в таблице 2.6. Расстояние от трубопровода до протяженного заземлителя должно быть не 66 менее четырех диаметров газопровода. Переходное сопротивление одного заземлителя Rзl зависит от удельного электрического сопротивления грунта и геометрических размеров электродов и их взаимного расположения. Переходное сопротивление одного электрода заземления принимают равным величине его сопротивления растеканию тока. Переходное сопротивление протяженного анодного заземления принимают равным его входному сопротивлению. Таблица 2.6 - Рекомендуемые условия применения анодных материалов Удельное электрическое Анодный материал сопротивление грунта. Ом·м Высококремнистый чугун менее 20 Графит, графитизированные и графитосодержащие от 15 до 40 материалы Высококремнистый чугун в коксовой засыпке от 15 до 40 Магнетит менее 10 Графит, графитизированные и графитосодержащие от 10 до 60 материалы в коксовой засыпке Сталь низкоуглеродистая (лом) более 40 Сталь низкоуглеродистая в коксовой засыпке более 60 Рекомендуемое расстояние между электродами в анодном заземлении равно тройной длине электрода. Расчет анодного заземления сводится к определению количества электродов и их сроку службы. Количество электродов Nз, шт., в подповерхностном заземлении вычисляют по следующим формулам: при вертикальном или горизонтальном расположении электродов (2.20) Nз 30 43шт 0,7 1 67 где Rзl - сопротивление растеканию тока одного электрода, Ом; Rз - сопротивление растеканию тока заземления, состоящего из N электродов, Ом; Начальное сопротивление растеканию тока анодного заземления Rз в различных грунтах не должно превышать величин, указанных в таблице 2.7. Таблица 2.7 - Условия применения различных типов анодных заземлений и требования к максимальному значению начального сопротивления растеканию тока Грунт Рекомендуемый тип анодного заземления Удельное сопротивление грунта, Ом м Сопротивление растеканию тока анодного заземления, не более, Ом Солончаки, соры Подповерхностное менее 10 0,5 Болота, влажные Подповерхностное от 10 до 50 1,0 Подповерхностное или от 50 до100 1,5 от 100 до 500 3,0 более 500 10,0 глины, суглинки Супесь глубинное Пески Подповерхностное или глубинное Скальный грунт, Глубинное сухие пески 2.3 Расчет параметров дренажной защиты Защиту трубопроводов от коррозии блуждающими токами осуществляют, как правило, дренажами и установками катодной защиты с автоматическими преобразователями. Дренажи следует подключать к рельсам, путевым дросселям. Электрические дренажи следует устанавливать преимущественно в местах пересечения и сближения, железных дорог с трубопроводами. Место подключения электрического дренажа к рельсам наиболее эффективно в зонах с наиболее отрицательными потенциалами рельс-земля. При значительных расстояниях между трубопроводом и рельсами (более 1,52,0 км) при дренажной защите возрастает длина дренажного кабеля и требуется увеличение его сечения, что может оказаться экономически нецелесообразным. 68 В таких случаях для защиты от коррозии блуждающими токами следует проектировать установку катодной защиты. Установки катодной защиты с автоматическими преобразователями следует использовать при удалении газопровода от железной дороги на расстояние более 2 км. Эти УКЗ должны автоматически поддерживать заданное значение защитного потенциала. При высокой интенсивности движения, неудовлетворительном состоянии рельсовых путей и доступных источниках электроснабжения целесообразно дополнительно к УДЗ проектировать установку катодной защиты. Для расчета дренажной защиты должны быть определены следующие исходные данные: - схема питания контактной сети электрифицированного транспорта; - расположение тяговых подстанций и отсасывающих пунктов вдоль электрифицированной железной дороги; - максимальная сила тока нагрузки каждой тяговой подстанции и отсасывающих кабелей; - падение напряжения в отсасывающем фидере, определяемое по данным Регионального управления электрифицированных железных дорог; - расстояние между трубопроводом и тяговыми подстанциями или путевыми дросселями. Расчет параметров дренажной защиты сводится к определению силы тока дренажа и сечению дренажного кабеля и номинальной мощности дренажной установки. Силу тока через электрический дренаж iд, А, вычисляют по формуле iд = 0,2 · iтп · K1 · K2 · K3 · K4, (2.21) i 0,2 10 0,9 0,9 0,8 0,75 0,972 A где iтп - ток тяговой подстанции, А; K1 - коэффициент, учитывающий расстояние между трубопроводом и электрифицированной железной дорогой (см. таблицу 2.8); 69 K2 - коэффициент, учитывающий расстояние от трубопровода до тяговой подстанции (см. таблицу 2.8); K3 - коэффициент, учитывающий тип изоляционного покрытия трубопровода (см. таблицу 2.9); К4 - коэффициент, учитывающий количество параллельно уложенных трубопроводов (см. таблицу 2.10). Таблица 2.8 - Значение коэффициентов K1 и K2 Величина коэффициента Расстояние, км K1 K2 До 0,5 0,9 0,90 От 0,5 до 1,0 0,7 0,60 От 1,0 до 2,0 0,4 0,35 Таблица 2.9 - Значение коэффициента K3 Величина Тип изоляционного покрытия трубопровода коэффициента K3 Трех-, двухслойное полимерное покрытие на основе 0,3 термореактивных смол и полиолефина; покрытие на основе термоусаживающихся материалов Вес остальные покрытия усиленного типа, кроме мастичных и 0,5 полимерно-битумных Мастичные и полимерно-битумные покрытия 0,8 Все покрытия нормального типа 0,9 70 Таблица 2.10 - Значение коэффициента K4 Количество параллельных трубопроводов Величина коэффициента K4 1 0,75 2 0,85 3 0,93 4 0,97 Более 4 1,00 Сечение дренажного кабеля следует определять из условия, что сумма падения напряжения о кабеле и наложенного потенциала трубы не должна превышать величину разности потенциалов между трубопроводом и рельсом. Сечение дренажного кабеля Sд мм2, вычисляют по формуле (2.22) Sd 0,972 1,8 10 6 200 21,87 10 6 мм 2 16 где м - удельное электрическое сопротивление материала кабеля, Ом·м; lк - длина дренажного кабеля, м; ∆Uд - допустимое падение напряжения в дренажной цепи, В. Падение напряжения в дренажной цепи ∆Uд, В, при подключении дренажного кабеля к фидеру вычисляют по формуле ∆Uд = ∆Uк + ∆Uф, (2.23) ∆Uд =10+6=16В где ∆Uк - допустимые значения падения напряжения в дренажном кабеле, определяемые из таблицы 2.11; ΔUф - падение напряжения в отсасывающем фидере. В, определяемое по данным Управления электрифицированных железных дорог, которое для обычных условий эксплуатации составляет не менее 6 В. 71 Таблица 2.11 - Допустимые значения падения напряжения в дренажном кабеле, В Длина кабеля, км 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 Между отсасывающим пунктом железной дороги и 10 11 12 13 14 газопроводом при подключении к минусовой шине тяговой подстанции Между газопроводом и электрифицированной железной - 3 5 6 7 дорогой при подключении к средней точке путевого дросселя 3. Безопасность технологического процесса Газоснабжение населенного пункта на 13 тыс. жителей. Объектом разработки дипломного проекта является населенный пункт на 13 тыс. жителей. Цель проекта – разработка системы газоснабжения для нужд населения, общественных, коммунально-бытовых потребителей и промышленных предприятий. Источники опасности – явления, процессы, объекты, предметы, способные в определенных условиях нанести ущерб ЛР, МР, ПР, прив. в приложении Б. Основные этапы технологического процесса (ТП) строительства газопровода: 1. Подготовительные работы: устройство временных зданий и сооружений, заготовка узлов и деталей в ЦЗМ. 2. Земляные работы: устройство ограждений и временных мостов, разбивка трассы, предварительная планировка площадей бульдозером, разработка и доработка грунта экскаваторами. 3. Транспортно-заготовительные работы: доставка на трассу труб, сборка и сварка секций в плети на бровке траншеи, доставка сборных железобетонных колец. 4. Устройство инженерных сетей: разработка грунта в траншее под приямки, устройство песчаной подушки, укладка звеньев труб в траншею, 72 устройство железобетонных колодцев, сварка поворотных и неповоротных стыков (для стальных труб), стыковая сварка с помощью нагревательных приборов (для полиэтиленовых труб), установка фасонных частей (тройники, отводы), и задвижек, антикоррозионная изоляция стыков. 5. Испытание газопровода и обратная засыпка: присыпка газопровода, продувка и пневматическое испытание, засыпка траншеи бульдозером, уплотнение грунта прицепным катком. 6. Сдача в эксплуатацию: демонтаж временных зданий и сооружений, временных мостов и ограждений, благоустройство территории, осмотр колодцев. Освещение как производственный фактор. Под производственным освещением понимают систему устройств и мер, обеспечивающую благоприятную работу зрения человека и исключающую вредное или опасное влияние на него в процессе труда. Чтобы человек мог выполнять зрительную работу, необходимы определенные характеристики света и зрения человека. Практический опыт показывает, что при недостаточных характеристиках освещенности производственное освещение может быть вредным и опасным производственным ухудшаются фактором. условия для При неудовлетворительной осуществления зрительных освещенности функций и жизнедеятельности организма: появляются утомление, глазные болезни, головные боли, что может быть косвенной причиной несчастных случаев. Плохо освещенные опасные зоны, слепящие прожекторы и лампы, блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации работающих, в связи с этим возможны травмы различной степени тяжести. Основные требования к производственному освещению. Изучение условий для создания наилучших условий работы зрения человека в процессе труда позволяет сформулировать следующие основные требования. 73 Освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов, повышает производительность труда. Однако существует предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности почти не дает эффекта и является экономически нецелесообразной. Должно быть, достаточно равномерное распределение яркости, а так же отсутствие резких теней на рабочих поверхностях. При неравномерной яркости в процессе работы глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения. В поле зрения человека резкие тени искажают размеры и формы объектов различения, что повышает утомление зрения, а движущиеся тени могут привести к травмам. Необходимо блесткости. постоянство Колебания освещенности освещенности во вызывают времени и отсутствие переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Блесткость вызывает нарушение зрительных функций, ослепленность, которая приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности. Для выполнения указанные требований при проектировании установок производственного освещения и их эксплуатации проводят следующие мероприятия: выбор типа и вида освещения, источника света и осветительной установки, уровня освещенности, а также своевременное обслуживание осветительных установок. Выбор типа и системы производственного освещения. По типу освещение принято делить на: естественное, искусственное и смешанное. Естественное освещение, создаваемое дневным светом, наиболее благотворно действует на человека, не требует затрат энергии. Однако оно примерно в течение суток, зависит от климатических и сезонных условий. Искусственное освещение обычно создают электрическими источниками света, которые включают по мере необходимости, регулируют интенсивность 74 светового потока и его направленность. Такое освещение требует затрат электроэнергии и отличается по спектру от естественного света. Основной системой освещения строительных площадок является система общего прожекторного освещения. По всей территории площадки, где производятся строительно-монтажные работы, освещенность должна быть не менее 2 лк. В зонах, где по условиям работы требуется более высокая освещенность, она достигается прожекторами или светильниками системы локализованного освещения. Локализованное освещение позволяет одновременно с уменьшением мощности осветительной системы по сравнению с равномерным обеспечить и лучшее качество освещения. К недостаткам локализованного способа размещения осветительных установок следует отнести несколько повышенную по сравнению с равномерным неравномерность распределения яркости в поле зрения. Система комбинированного освещения включает общее и местное освещение. Местное освещение предназначено для освещения только лишь поверхностей рабочего места. По назначению производственное освещение делят на рабочее, охранное, аварийное и эвакуационное. Для всех строительных площадок и участков, где работы выполняются в темное время суток, предусматривается устройство рабочего освещения. Если требуется охрана строительной площадки, то из рабочего освещения выделяется часть светильников, обеспечивающих горизонтальную на уровне земли или вертикальную на плоскости ограждения охранную освещенность, равную 0,5 лк. Эвакуационное освещение предусматривается в местах основных путей эвакуации, а также в местах прохода, связанных с опасностью травматизма. Эвакуационное освещение внутри строящегося здания должно составлять 0,5 лк, вне здания — 0,2 лк. Расположение светильников определяет экономичность и качество освещения, и удобство эксплуатации. При светотехническом расчете стоит задача так разместить светильники, 75 чтобы обеспечить требуемую освещенность рабочей поверхности минимумом светового потока, мощности источников света и годовых эксплуатационных затрат. Прожекторное освещение строительных площадок. Применение прожекторного освещения для строительных площадок имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с освещением светильниками: экономичность, благоприятное для объемного видения соотношение вертикальной и горизонтальной освещенности, меньшая загруженность территории столбами и воздушной проводкой, а также удобство обслуживания осветительной установки. В то же время прожекторное освещение требует принятия мер по снижению слепящего действия и исключения теней. Целесообразно комбинировать прожекторное освещение со светильниками для участков с малой шириной. Светотехническим расчетом прожекторного освещения определяется тип прожектора, необходимое их число, высота и место установки, углы наклона оптической оси прожекторов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Расчет числа прожекторов производят исходя из нормируемой освещенности и мощности лампы. Ориентировочное число прожекторов N равно: N = тЕикА/Рл, (3.1) где m - коэффициент, учитывающий световую отдачу источника света, КПД прожекторов и коэффициент использования светового потока, для ЛH равен 0,2 - 0,25; ДРЛ и ГЛ - 0,12 - 0,16; Еи - нормируемая освещенность горизонтальной поверхности, лк; к - коэффициент запаса; А - освещаемая площадь, м2; Рл - мощность лампы, Вт. 76 Минимальная высота установки прожекторов над освещаемой поверхностью: 𝒊п = √𝒊𝒎𝒂𝒙/𝟑𝟎𝟎 (3.2) где: imax - максимальная сила света, ккд. Для выполнения строительно-монтажных работ в ночное время необходимо установить прожектора, для комфортного выполнения всех необходимых работ (укладка газопровода, сварка, изоляция, монтаж фасонных частей и д.р.). Рабочая зона крана рассчитывается путем умножения вылета стрелы крана (вылет стрелы у крана КС 35714К-2 равен 7,9 м) на длину плети (40 м), это и будет площадь необходимая для дополнительного освещения в ночное время работы. Нормируемая освещенность горизонтальной поверхности по всей территории площадки, где производятся строительно-монтажные работы, должна быть не менее 2 лк (примем равной 5 лк). Коэффициент запаса для прожектора равен 1,5. По таблице XIII.10. Типы прожекторов, рекомендуемых для освещения строительных площадок [22] подбираем прожектор ПЗМ-30-1 с лампой накаливания Г220-200, тогда: N 0,25 5 1,5 316 / 200 3шт , ЛН Г220-200 имеет imax=33000 кд, следовательно iп 33000 / 300 11 м Исходя из расчетов получили, что для того чтоб в ночное время продолжалось выполнение строительно-монтажных работ необходимо установить прожектора П3М30-1на трех мачтах расстояние между которыми 6h=66м и на высоту не менее 11м со стороны работы крана, для того чтоб свечение прожектора не ослепляло крановщика. 77 4 Экологическая экспертиза. Правовое регулирование промышленной безопасности в организациях, занимающихся газоснабжением в Российской Федерации, осуществляется в соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», Федеральным законом «Об экологической экспертизе», Федеральным законом «О газоснабжении в Российской Федерации» и другими федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации. Каждый объект систем газоснабжения, отнесенный в установленном законодательством Российской Федерации порядке к категории опасных, а также проекты нормативных правовых актов и технические проекты в области промышленной безопасности систем газоснабжения и их объектов подлежат государственной экологической экспертизе в порядке, установленном законодательством Российской Федерации. Экологическая экспертиза – установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы. Целью экологической экспертизы является оценка экологических последствий принятия технических, технологических и управленческих решений (реализации проекта), выработка на основе экспертного анализа социально и экономически приемлемых предложений, направленных на снижение ущерба окружающей среде и улучшения экологической обстановки в регионе. 78 4.1 Воздействие объекта на атмосферный воздух. При производстве строительно-монтажных работ на газопроводе возможное воздействие на атмосферу заключается: -в загрязнении атмосферного воздуха выбросами продуктов сгорания при работе двигателей строительной техники, использующих в качестве топлива продукты нефтепереработки (оксид углерода, диоксид азота, сернистый ангидрид и сажа); -в выбросах загрязняющих веществ при проведении сварочных работ. В период строительства объектов системы газоснабжения (газопроводов, ГРП) незначительное загрязнение атмосферного воздуха происходит при работе передвижных сварочных постов и автотранспорта. Основная причина загрязнения воздуха разнообразными двигателями, использующими в качестве топлива продукты нефтепереработки, заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Автотранспорт, который используется при прокладке газопровода представлен в таблице 4.1. Таблица 4.1 - Автотранспорт Наименование Кол-во, шт. Тип, марка 1 ДЗ-8 на базе трактора Т100 1 1 ЭО-3322 Э-4010 1 КС-3571 1 1 Камаз 65115 ИВЕКО-АМТ 6339 Бульдозер для срезки растительного слоя и уплотнения грунта Экскаватор для рытья траншеи и доработки грунта Автокран для выгрузки ж/б конструкций и труб Самосвал для вывоза грунта Трубовоз При этом моделирование рассеивания не представляется возможным ввиду передвижного режима работ. После окончания строительства источники выделения вредных веществ в атмосферу ликвидируются. При продувке и испытаниях газопровода выбросы загрязняющих веществ отсутствуют, в связи с тем, что данные работы проводятся воздухом. По газопроводу к потребителю поступает природный газ, содержащий одорант (меркаптан). Природный газ обычно рассматривается как безвредный 79 газ, бесцветен, не имеет запаха, не токсичен. Главная опасность связана с асфиксией из-за недостатка кислорода. Меркаптаны (смесь природных меркаптанов или одорант) - органические серосодержащие газы с высокой токсичностью (второй класс опасности). Образуются при термическом воздействии на нефтесодержащую серу. Меркаптаны образуются в воздухе в концентрациях в сотни и тысячи раз меньше, чем сероводород. В ничтожных концентрациях пары вызывают рефлекторно тошноту, головную боль вследствие запаха. В более высоких концентрациях влияет на наркотическим эффектом, центральную нервную характеризующимся систему. Обладают особой мышечной скованностью. Таблица 4.2 - Состав и характеристика газа. Теплота сгорания, Состав газа кДж/м3 Доля в Компонент общем аj а j * rj , ы объёме, rj 1 2 3 4 Метан 0,947 35840 33940,48 Этан 0,018 63730 1147,14 Пропан 0,002 93370 186,74 Бутан 0,001 123770 123,77 Азот NS 0,03 Углекислы 0,002 й газ ИТОГО 1,0 35398,13 - Плотность, кг/м3 i i * ri , 5 0,7168 1,3566 2,0190 2,7030 1,2505 6 0,68 0,0244 0,004 0,0027 0,0375 1,9768 0,004 - 0,7526 Таким образом, низшая теплота сгорания природного газа данного состава составляет Q рн 35398 ,13 кДж/м3 (35,39813 МДж/м3), а плотность 0 0,7526 кг/м3. Для одорации природного газа применяется этил меркаптан. Среднее Удельное содержание одоранта в природном газе составляет 0,016г. на 1м3 газа. Состав транспортируемого по газопроводу природного газа в целом отвечает требованиям ГОСТ 51.40-93. 80 Природный газ легче воздуха и при выбросах стремится занять более высокие слои атмосферы. Вероятность скопления в низких точках местности и внизу помещения практически исключается. Во время эксплуатации системы газоснабжения возникают технологические утечки природного газа. Эти утечки являются неизбежными вследствие невозможности достижения абсолютной герметичности резьбовых и фланцевых соединений, запорной арматуры, газового оборудования. Выброс природного газа и одоранта может наблюдаться при проведении ремонтных и профилактических работ, а также в случае аварийной ситуации. Стабильное истечение газа в атмосферу происходит при минимальном диаметре отверстия, составляющем 4% от сечения газопровода. Как аварийную, можно рассматривать ситуацию, возникающую при повышении давления в системе газоснабжения. В этом случае срабатывает сбросной клапан, который сбрасывает «лишнее» количество газа через свечу в атмосферу и снижает тем самым давление газа в системе. Максимально возможные утечки газа из проектируемого газопровода, проложенного по равнинной местности, через микросвищи и неплотности линейной арматуры (м3/год) определяются по формуле: Q ут 1113,5 D l Pcp t Tcp m Z cp , где 1113,5 –переводной коэффициент, град/кг×сутки; D – диаметр газопровода; l – длина газопровода; Рср – давление; t – время работы газопровода (365 суток); Тср – средняя температура газа в газопроводе, 288К; m – средний коэффициент сжимаемости (0,92); Zср – степень начальной герметичности (1,2). 81 (4.1) Для диаметра 350 мм: Qут 1113,5 0,350 4,346 6 365 11666 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 250 мм: Qут 1113,5 0,250 2,415 6 365 4630 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 150 мм: Q ут 1113,5 0,150 3,177 6 365 3655 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 100 мм: Qут 1113,5 0,100 0,191 6 365 146,5 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 80 мм: Q ут 1113,5 0,080 0,550 6 365 337,5 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 70 мм: Qут 1113,5 0,070 0,230 6 365 123,5 м3/год. 288 0,92 1,2 Для диаметра 50 мм: Qут 1113,5 0,050 0,332 6 365 127,3 м3/год. 288 0,92 1,2 Учитывая то, что в газопровод поступает с ГРС одорированный природный газ (с содержанием одоранта не менее 16 мг/м3), следовательно, за год с атмосферу может быть выброшено вместе с природным газом порядка 0,331 кг одоранта. Указанное количество утечек равномерно распределяется по всей длине трассы газопровода. Максимальный объем утечек возможен только после длительной и небрежной эксплуатации (более 10 лет) вследствие появления микроповреждений в трубах и изношенности сальников запорной арматуры. Для исключения возникновения утечек на линейной части перед вводом в эксплуатацию газопровод испытывают на герметичность. 82 В период эксплуатации газопровода возможны выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. Характеристика загрязняющих веществ, класс опасности и предполагаемые валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, приведены в таблице. Таблица 4.3 - Характеристика загрязняющих веществ. Загрязняющее вещество Код Коэффициент ПДКмаксимально оседания разовая, мг/м³ Класс Выброс опаснос г/с ти Метан 0410 1 50 4 1388 Этилмеркаптан 1728 1 5x10-5 3 0,01057 4.2 Расчет аварийного выброса. При эксплуатации системы газоснабжения предусматриваются мероприятия, практически исключающие возможность аварийных ситуаций на газопроводе и ГРП. Основными причинами возникновения аварийных ситуаций в системах газоснабжения являются повреждение газопроводов различными машинами и механизмами, коррозия стальных газопроводов и разрыв сварных швов. Кроме этого, как аварийную можно рассматривать ситуацию, возникающую при повышении давления в системе газоснабжения. В этом случае срабатывает предохранительно-сбросной клапан, который сбрасывает «лишнее» количество газа через «свечу» в атмосферу и снижает тем самым давление газа в системе. Расчет выбросов газа и одоранта при аварийных выбросах производится согласно «Методике по расчету удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах в атмосферу на объектах газового хозяйства». Удельное количество выбросов газа, истекающего в атмосферу из щели в сварном шве газопровода Gr, г/с, определяется по формуле: Gг = g × f × Wкр × ρг × 1000, г/с где: g - коэффициент, учитывающий снижение скорости (0,97); 83 (4.2) f - площадь отверстия, м2, определяется по формуле: f = n × π × d × s, м2 (4.3) где: n - длина линии разрыва наружного периметра трубы газопровода в % от общего периметра, принимаем 0,5; π = 3,14; d - диаметр газопровода, м; s- ширина щели сварного шва, принимаем 0,001м; Wкр - критическая скорость выброса газа из щели и сварном шве стыка газопровода, м/с, определяется по формуле: Wкр 20,5 Tср г (4.4) где Тср – средняя температура газа в газопроводе, 288К; ρг – плотность газа при нормальных условиях, 0,7526 кг/м3. готв – плотность газа перед отверстием в газопроводе, кг/м3, определяется по формуле: готв T Pо г Tср P (4.5) где Т – абсолютная температура окружающей среды, 293К; Ро – абсолютное давление газа в газопроводе в месте расположения сварного шва, 300 000 Па; Р – атмосферное давление (101325 Па). готв 293 300000 0,7526 2,27 кг/м3 288 101325 Wкр 20,5 288 401 м/с 0,7526 Для диаметра 350 мм: f 0,5 3,14 0,350 0,001 0,00055 , м2 Для диаметра 250 мм: f 0,5 3,14 0,250 0,001 0,00039 , м2 84 Для диаметра 150 мм: f 0,5 3,14 0,150 0,001 0,00024 , м2 Для диаметра 100 мм: f 0,5 3,14 0,100 0,001 0,00016 , м2 Для диаметра 80 мм: f 0,5 3,14 0,080 0,001 0,00013 , м2 Для диаметра 70 мм: f 0,5 3,14 0,070 0,001 0,00011 , м2 Для диаметра 50 мм: f 0,5 3,14 0,050 0,001 0,00008 , м2 Тогда удельное количество выбросов газа, истекающего в атмосферу из Щели в сварном шве газопровода: Для диаметра 350 мм: Gг 0,97 0,00055 401 2,27 1000 485,6 , г/с Для диаметра 250 мм: Gг 0,97 0,00039 401 2,27 1000 344,4 , г/с Для диаметра 150 мм: Gг 0,97 0,00024 401 2,27 1000 212 , г/с Для диаметра 100 мм: Gг 0,97 0,00016 401 2,27 1000 141,3 , г/с Для диаметра 80 мм: Gг 0,97 0,00013 401 2,27 1000 114,8 , г/с Для диаметра 70 мм: Gг 0,97 0,00011 401 2,27 1000 97 , г/с Для диаметра 50 мм: Gг 0,97 0,00008 401 2,27 1000 70,6 , г/с Расход газа (м3/с) рассчитывается по формуле: L = Wкр × f Для диаметра 350 мм: 85 (4.6) L 401 0,00055 0,221, м3/с Для диаметра 250 мм: L 401 0,00039 0,16 , м3/с Для диаметра 150 мм: L 401 0,00024 0,1 , м3/с Для диаметра 100 мм: L 401 0,00016 0,064 , м3/с Для диаметра 80 мм: L 401 0,00013 0,05 , м3/с Для диаметра 70 мм: L 401 0,00011 0,044 , м3/с Для диаметра 50 мм: L 401 0,00008 0,032 , м3/с Количество одоранта в выбросах газа определяется по формуле: Gод = 0,016 × L, г/с Для диаметра 350 мм: G од 0,016 0,221 0,00354 , г/с Для диаметра 250 мм: G од 0,016 0,16 0,00256 , г/с Для диаметра 150 мм: G од 0,016 0,1 0,0016 , г/с Для диаметра 100 мм: G од 0,016 0,064 0,001 , г/с Для диаметра 80 мм: G од 0,016 0,05 0,0008 , г/с Для диаметра 70 мм: G од 0,016 0,044 0,0007 , г/с Для диаметра 50 мм: 86 (4.7) G од 0,016 0,032 0,00051, г/с С целью уменьшения негативного воздействия загрязняющих веществ на атмосферный воздух прилегающей к газопроводу территории во время строительства и эксплуатации газопровода предусмотрены следующие мероприятия: - поддержание дорожной и автотранспортной техники в исправном состоянии за счет проведения техосмотра, планового предупредительного ремонта; - проведение испытаний газопровода на герметичность с целью устранения утечек. 4.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ при вводе газопровода в эксплуатацию. При выполнении пуско-наладочных работ на наружных газопроводах количество газа, выходящего в атмосферу, Vnp ,м3, определяется по формуле: V пр 0,00357 Vс Pа Pг 273 t г (4.8) где: Vc - объем газопроводов между отключающими устройствами, м3, определяется по формуле: Vc = L × F (4.9) где: L - длина газопровода между отключающими устройствами, 662,8 м; F - площадь поперечного сечения газопровода, м2; Ра - атмосферное давление газа, 101325 Па; Рг - избыточное давление газа в газопроводе перед ШРП при пуске, принимаем 300000 Па; tr - температура газа, 15°С. F 3,14 0,352 0,096 , м2 4 Vc 662,8 0,096 63,63 , м3 87 Vпр 0,00357 63,63 101325 300000 273 15 316,54 ,м3 Время истечения газа принимается от 1,5 до 10 часов. Расход газа, Gn, м3/с, выводящего в атмосферу при пуско-наладочных работах: Gn Vпр (1,5 10) 3600 Gn , м3/с (4.10) 316,54 0,0176 , м3/с 5 3600 Определяем выброс метана: 0,0176 0,947 0,0167 , м3/с Определяем выброс одоранта: 0,0176 0,016 0,00028 , м3/с. 4.4 Воздействие отходов на состояние окружающей природной среды. В процессе эксплуатации магистральных газопроводов газотранспортными предприятиями образуются промышленные и бытовые отходы. К отходам производства (промышленным) относятся: -остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся в производственном процессе и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства; -отработанные моторные масла, загрязненные водой, механическими примесями и органическими компонентами; -шламы от очистки резервуаров хранения моторных масел и бензиновых фракций; - строительные отходы и металлолом. К отходам потребления (бытовым, коммунальным) относятся: -твердые отбросы и другие вещества, не утилизируемые в быту, -образующиеся в результате амортизации предметов и самой жизни эксплуатационного персонала вахтовых поселков, а также жителей малонаселенных мест; - изделия и машины, утратившие потребительские свойства в результате физического или морального износа. 88 Бытовые отходы рассчитываются по формуле: N = 0,33 × n, м3/год (4.11) где 0,33 - норматив образования бытовых отходов на одного работающего, м3/год; N - число работающих, 30 человек. N 0,33 30 9,9 , м3/год. Все образующиеся при изоляции газопровода отходы должны быть затарены и вывезены на полигон твердых бытовых отходов (ТБО). Металлические отходы, собранные в контейнеры или ящики, передаются на предприятие "Вторчермета". Виды строительных отходов на стройплощадке представлены в таблице. Таблица 3.4 - Отходы строительства газопровода. Наименование отхода Класс опасности Лом черных металлов IV Древесные опилки IV Ветошь, промасленная IV Способ сборки отходов Собираются в металлические контейнеры Собираются в металлические контейнеры Собираются в металлические контейнеры В результате выполнения предложенных мероприятий по сбору, утилизации и размещению отходов, образующихся от проектируемого объекта, загрязнение окружающей среды будет сведено к минимуму. 4.5 Заключение В режиме эксплуатации газопроводов и ГРП, образования отходов производства не происходит. Использование природного газа, как экологически как наиболее чистого вида топлива, является мероприятием по оздоровлению воздушного бассейна рассматриваемых территорий. При эксплуатации системы газоснабжения выделения загрязняющих веществ не окажут негативного воздействия на состояние атмосферного воздуха. Загрязнение почвы в процессе строительства и эксплуатации объектов системы газоснабжения также не предполагается. Отходы производства 89 при эксплуатации газопроводов отсутствуют, а отходы, образующиеся в процессе строительства, собираются и отправляются в специально санкционированные места. 5 Организация строительства. 5.1 Подсчет объемов работ Определение объемов строительных и монтажных работ производится на основе рабочих чертежей технологической и строительной частей проекта. Номенклатура и единицы измерения принимаются по видам работ, согласно используемым действующим нормативным документам. Разобьем сеть на три захватки. Нумерацию начинаем от захватки с наибольшим диаметром: l1 196 ,8 м ; d1 273 7 мм . 1 захватка: l 2 234 ,2 м ; d 2 159 4,5 мм . 2 захватка: l3 69 м ; d 3 57 3,5 мм . 3 захватка: Определим профиль траншеи для каждой захватки соответственно приведенному ниже рисунку 5.1. Aсрезки 0,25 0,25 0,15 D осн 0,15 h =h дораб h2 h h1 B=A+2c A не менее 0,7 Рис. 5.1 где h1 - глубина заложения до верха коммуникации, м , примем h1 1,2 м для каждой захватки; h2 - диаметр трубопровода, м ; 90 h - глубина заложения инженерной сети, м ; А - ширина траншеи по низу, м , принимается [9, табл.2]: А D 2 0,15 , но не менее 0,7 м . (5.1) В - ширина траншеи по верху, м : В А 2с ; (5.2) где с - проекция заложения откоса. Крутизна откосов определяется по [11, табл.1], в зависимости от глубины заложения. 1 : m h : с с h m . Тогда для каждой захватки получим: 1 захватка: h2 0,273 м ; h 1,2 0,273 1,473 м ; c0 ; A 0,273 2 0,15 0,573м 0,7 м ; Поэтому принимаем для первой и последующих захваток (т.к. диаметры трубопровода на второй и третьей захватке меньше), что A 0,7 м . В А 0,7 м . 2 захватка: h2 0,159 м ; h 1,2 0,159 1,359 м ; c 0; A 0,159 2 0,15 0,459м 0,7 м A 0,7 м ; В А 0,7 м . 3 захватка: h2 0,057 м ; h 1,2 0,057 1,257 м ; c 0; A 0,057 2 0,15 0,357 м 0,7 м A 0,7 м ; В А 0,7 м . Подсчет объемов работ: Разбивка трассы: l i разб l i уч 1 захватка: l 1разб 196 ,8 м . 2 захватка: 2 l разб 234 ,2 м . 3 захватка: l 3разб 69 м . 91 Устройство ограждений l ог ражд 2 l уч i i 1 захватка: lог1 ражд 2 196 ,8 393,6 м . 2 захватка: l ог2 ражд 2 234 ,2 468 ,4 м . 3 захватка: l ог3 ражд 2 69 138 м . Срезка растительного слоя: Принимаем ширину ковша бульдозера 2,5 м [18]. Если Аср В 2 0,2 0,7 0,4 1,1 2,5 м , то принимаем Аср 2,5 м тогда площадь срезки, S , м : 2 i S 2,5 l уч . (5.3) В данном случае на всех захватках выполняется данное условие, поэтому: 1 захватка: S1 2,5 196,8 492 м 2 . 2 захватка: S 2 2,5 234,2 585,5 м 2 . 3 захватка: S 3 2,5 69 172,5 м 2 . Предварительная планировка площадей бульдозером. 1 захватка: 1 S план 492 м 2 . 2 захватка: 2 S план 585,5 м 2 . 3 захватка: 3 S план 172,5 м 2 . Определение общего объема разработанного грунта, Vобщ , м : i A В i i i Vобщ l уч h уч , 2 1 захватка: 0,7 0,7 1 3 Vобщ 196,8 1,473 202,9 м . 2 2 захватка: 0,7 0,7 2 3 Vобщ 234,2 1,359 222,8 м . 2 3 захватка: 0,7 0,7 3 3 Vобщ 69 1,257 60,7 м . 2 92 3 (5.4) Объем грунта, разработанного с погрузкой в транспортное средство: i с погр V D2 4 l i уч 2 Dколод 4 h, (5.5) 1 захватка: 3,14 0,2732 3,14 1,2 2 196,8 1,473 2 14,9 м 3 . 4 4 1 с погр V 2 захватка: 2 с погр V 3,14 0,1592 3,14 1,2 2 234,2 1,359 6,2 м 3 4 4 3 захватка: 3 с погр V 3,14 0,057 2 3,14 1,2 2 69 1,257 1,6 м 3 4 4 Объем грунта, разработанного навымет: i i Vнавымет Vобщ Vсi пог р , 1 захватка: 1 Vнавымет 202,9 14,9 188м 3 . 2 захватка: 2 Vнавымет 222,8 6,2 216,6 м 3 . 3 захватка: 3 Vнавымет 60,7 1,6 59,1м 3 . Определение объема доработки грунта: i i Vдораб A l уч hдораб , (5.6) где hдораб hосн - высота песчаного основания, м , примем hдораб hосн 0,1 м , из них 0,05м – доработка экскаватором, снабженным планировочным ковшом, и 0,05м – доработка вручную. 1 захватка: пл . ковш . Vдораб 0,7 196 ,8 0,05 6,9 м 3 общая 13,8м³ вруч .. Vдораб 0,7 196 ,8 0,05 6,9 м 3 2 захватка: пл . ковш . Vдораб 0,7 234 ,2 0,05 8,2 м 3 93 общая 16,4 м³ вруч .. Vдораб 0,7 234 ,2 0,05 8,2 м 3 3 захватка: пл . ковш . Vдораб 0,7 69 0,05 2,4 м 3 общая 4,8 м³ вруч .. Vдораб 0,7 69 0,05 2,4 м 3 Устройство переходных мостов: Принимаем 1 мост через каждые 80м. [19] 1 захватка: 2 моста. 2 захватка: 2 моста. 3 захватка: 1 мост. Доставка на трассу стальных труб: Определим массу труб для каждой захватки. i М i mi l уч , (5.7) где m i - масса одного погонного метра стальной трубы, кг , принимается в зависимости от значения диаметра и толщины стенки по [1]; 1 захватка: d1 273 7 мм; m1 45,92 кг ; М 1 45,92 196,8 9037кг 2 захватка: d 2 159 4,5 мм; m2 17 ,15 кг ; М 2 17 ,15 234 ,2 4017 кг 3 захватка: d 3 57 3,5 мм; m3 4,62кг ; М 3 4,62 69 319кг Доставка сборных железобетонных конструкций (колодцев): Определим массу железобетонных колодцев: i М жбк mжбк n , (5.8) где mжбк mкол mднищ mкрыш m люк Масса колодезных колец mкол 1050кг Масса днища колодца mднищ 424кг Масса крышки колодца mкрыш 280кг Масса люка колодца m люк 82кг n - количество колодцев на данной захватке. 1 захватка: 2 колодца; 1 М жбк (1050 424 280 82) 2 3672 кг . 2 захватка: 1 колодец; 2 М жбк 1836 кг . 94 3 захватка: 1 колодец; 3 М жбк 1836кг . Сборка секций в плети на бровке траншеи, объем работ принимается по длине захватки: 1 захватка: 196,8 м 2 захватка: 234,2 м 3 захватка: 69 м Определение общего количества стыков: n i стык i l уч l плети 1, (5.9) где lплети - длина плети, м , принимается, что lплети 10 м ; 1 захватка: 1 nстык 196,8 1 21стык . 10 2 захватка: 2 nстык 234,2 1 25стыков . 10 3 захватка: 3 nстык 69 1 8 стыков . 10 Определение количества поворотных стыков на участке: i n пов .стык n зв n пов . в звене , (5.10) где n зв - количество звеньев на участке: n зв i l уч l зв , (5.11) где l зв - длина звена, м . В [5] установлено, что для труб диаметром до 400 мм длина звена должна составлять 40 м; nпов .в звене - количество поворотных стыков в звене, т.к. длина звена составляет 40м, а в звене 4 плети по 10 м, то для всех участков nпов . в звене 3 стыка ; 1 захватка: n зв 196,8 4,6 i 4 звена , т.к. l уч не кратна l зв , то определяется 40 5 количество полных звеньев и длина неполного звена: 95 2 захватка: 3 захватка: n1пов .стык 4 3 2 14 стыков . 234,2 1,72 2 n зв 5 звена ; nпов .стык 5 3 2 17стыков . 40 2 n зв 69 29 3 1 звена ; nпов .стык 1 3 2 5 стыков . 40 40 Определение количества неповоротных стыков: i i nнепов .стык nстык nпов .стык . (5.12) При этом следует учесть, что на каждую фасонную деталь, задвижку и т.д. добавляется по одному неповоротному стыку. Принимаем 2 задвижки на захватку, количество отводов определяется по схеме: 1 захватка: 2 задвижки; 1 2 отвода; nнепов .стык 21 14 7 2 2 11 стыков . 2 захватка: 2 задвижки; 2 nнепов .стык 25 17 8 2 10 стыков . 3 захватка: 2 задвижки; 3 nнепов .стык 8 5 3 2 5 стыков . Корректировка общего количества стыков с учетом установки фасонных частей и задвижек: 1 захватка: 1 nстык 21 4 25 стыков . 2 захватка: 2 nстык 25 2 27стыков . 3 захватка: 3 nстык 8 2 10 стыков . Устройство приямков. Количество приямков на каждом участке равно количеству неповоротных стыков. Размер приямка зависит от диаметра трубопровода и определяется по [7, табл.3]: длина – 1 м ; ширина – D 1,2 м ; глубина – 0,7 м . 96 Объем грунта, разрабатываемого под приямки: i Vпрi Vпр n 1 0,7 ( D 1,2) nнепов .стык , 1 захватка: Vпр1 1 0,7 (0,273 1,2) 11 11,34 м 3 . 2 захватка: Vпр2 1 0,7 (0,159 1,2) 10 9,5 м 3 . 3 захватка: Vпр3 1 0,7 (0,057 1,2) 5 4,4 м 3 . (5.13) Устройство песчаного основания: i i Vпесч .осн A l уч hосн , (5.14) где hосн - высота песчаного основания, м , примем hосн 0,1 м ; 1 захватка: 1 3 Vпесч .осн 0,7 196,8 0,1 13,8 м . 2 захватка: 2 3 Vпесч .осн 0,7 234,2 0,1 16,4 м . 3 захватка: 3 3 Vпесч .осн 0,7 69 0,1 4,83 м . Обратная засыпка траншеи: Определение объемов засыпки траншеи до проектной отметки осуществляется с учетом остаточного разрыхления по формуле: i V засып . Vнавымет K о.р. , (5.15) где K о.р. - коэффициент остаточного разрыхления, для типа грунта – глина принимаем K о.р. 1,06 % . Тогда: 1 захватка: 1 3 Vзасып . 188 1,06 199,3 м . 2 захватка: 2 3 Vзасып . 216,6 1,06 229,6 м . 3 3 Vзасып 3 захватка: . 59,1 1,06 62,7 м . Уплотнение грунта: 1 захватка: 1 3 V упл . 6145 284 ,1 199 ,3 м . 2 захватка: 2 3 V упл . 5045 229 , 4 229 ,6 м . 3 захватка: 3 3 V упл . 3820 174 ,8 62 ,7 м . Результаты подсчета объема земляных работ приведены в таблице 5.1. 97 Таблица 5.1-Ведомость объемов земляных работ. № захватки 1 2 3 Итого: Разработк а грунта экскавато ром (в плотном теле) м3 202,9 222,8 60,7 486,4 Обратная Рытье засыпка с приямков учетом для сварки разрыхлен труб, м3 ия, м3 Зачистка дна траншеи, м3 13,8 16,4 4,8 35 11,34 9,5 4,4 25,24 Отвозка лишнего грунта, м3 199,3 229,6 62,7 491,6 14,9 6,2 1,6 22,7 5.2 Определение требуемых технических параметров крана Основными параметрами крана являются: - вылет стрелы; - масса поднимаемого груза. Подберем кран в соответствии со схемой монтажа конструкции ниже уровня стоянки. k c a l l d стр пр Рис. 5.2 Определим вылет стрелы, lстр : 98 l стр К с d , (5.16) где К - расстояние от ближайшей к выемке опоры крана до бровки траншеи, м в соответствии со СНИП 12-03-2001 принимается для грунта глина и при глубине выемки до 2 м К 2 м ; с - проекция заложения откоса, м , d - расстояние от основания откоса выемки до центра тяжести монтируемого элемента, м , d 0,7 0,35 м . 2 lстр 2 0 0,35 2,35 м . При определении грузоподъёмности автокрана вес плети равномерно распределяют на два монтажных крана. Определим массу поднимаемого груза одним автокраном (по первой захватке, т.к. масса трубы наибольшая): Масса одного погонного метра стальной трубы диаметром 273 7 мм m1 45,92 кг ; масса звена: М 1 45,92 40 0,920 т . 2 По грузоподъемности и по вылету стрелы, подбираем 2 крана КС 3571, грузоподъемностью 10т. 5.3 Составление калькуляции затрат труда и проектирование состава бригады. Калькуляция затрат труда является исходным документом для составления графиков производства работ, так как именно по ней подсчитываются все необходимые трудовые затраты. При подсчете трудовых затрат необходимо предварительно ознакомиться со всем перечнем работ, входящих в соответствующие сборники ЕНиР. Затраты труда определяются путем умножения объемов работ на соответствующие нормы, указанные в сборнике ЕНиР. Объемы работ и их нормативную трудоемкость определяем по 3 захваткам. Основные работы монтажа осуществляются с помощью механизмов (краны, экскаваторы и др.). Поэтому продолжительность работы на захватке в сменах 99 определяется делением трудоемкости монтажных работ на число рабочих в звене. Принята следующая последовательность потоков работ: - Поток А – подготовительные работы; - Поток Б – земляные работы; - Поток В – транспортно-заготовительные работы; - Поток Г – устройство инженерной сети; - Поток Д – испытание трубопроводов и обратная засыпка; - Поток Е – сдача объекта в эксплуатацию. При проектировании состава бригады указываются: специальность и разряд рабочих, максимальное количество рабочих в звене. Полученные результаты сведены в приложение В. При проведении строительства перед земляными работами проводятся подготовительные работы (принимаем продолжительность 3 дня), а после испытания газопровода его сдача (принимаем продолжительность 3 дня). По итогам приложения В построены матрица, циклограмма, график движения рабочих, сетевой график, представленные в графической части проекта. 100 5.4 Расчет сетевого графика. Разработка сетевого графика осуществляется с учетом следующих принципов:– каждая работа на захватке является самостоятельной и имеет свой шифр, а также свои предшествующие и последующие события и работы; – при построении топологии сети надо следить за тем, чтобы в ней были правильно отражены технологические и организационные взаимосвязи между работами и комплексами; – при нумерации событий необходимо, чтобы номер предшествующего (начального) события был меньше последующего (конечного). После проверки правильности взаимосвязей между работами приступают к расчету параметров сетевого графика. Сетевой график представлен в графической части курсового проекта. Результаты расчета приведены в таблице 5.3. Таблица 5.2-Определение параметров сетевого графика Шифр работ 1–2 2–3 2–5 3–4 3–7 4–9 5–6 6–7 6 – 11 7–8 8–9 8 – 13 8 – 17 9 – 10 10 – 15 11 – 12 12 – 13 12 – 17 13 – 14 14 – 15 14 – 19 15 – 16 16 – 21 17 – 18 tij t ijр .н . t ijр .о. t ijп .н . t ijп .о . Rij rij k 1 1 0 1 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 0 2 0 0 2 0 0 2 0 4 0 1 1 2 2 3 1 4 4 4 7 7 7 7 9 4 6 6 7 9 9 9 11 7 1 2 1 3 2 3 4 4 4 7 7 7 7 9 9 6 6 6 9 9 9 11 11 11 0 3 1 6 4 7 1 4 5 4 7 9 9 7 11 5 9 7 9 12 11 12 14 7 1 4 1 7 4 7 4 4 5 7 7 9 9 9 11 7 9 7 11 12 11 14 14 11 0 2 0 4 2 4 0 0 1 0 0 2 0 0 2 0 3 1 2 3 2 3 3 0 1 1 0 1 0 0 3 0 0 3 0 0 2 2 0 2 0 0 2 0 0 2 0 4 + + + + + + + 101 Продолжение табл. 5.2 18 – 19 18 – 23 19 – 20 20 – 21 20 – 25 21 – 22 22 – 27 23 – 24 24 – 25 24 – 29 25 – 26 26 – 27 26 – 30 27 – 28 28 – 31 29 – 30 30 – 31 31 – 32 0 0 3 0 0 2 0 3 0 0 2 0 0 2 0 1 1 1 11 11 11 14 14 14 16 10 13 13 14 16 16 16 18 13 16 18 11 11 14 14 14 16 16 13 13 13 16 16 16 18 18 14 17 19 11 11 11 14 14 14 16 11 14 16 14 16 17 16 18 16 17 18 11 11 14 14 14 16 16 14 14 16 16 16 17 18 18 17 18 19 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3 0 0 1 0 0 3 1 0 0 0 3 0 0 2 0 3 0 0 2 0 0 2 0 1 1 1 + + + + + + + Критический путь Н=19 дней. 5.5 Расчет потребности в основных строительных материалах, деталях и оборудовании. Потребность в основных строительных материалах, деталях и оборудовании, оказывающих влияние на организацию складского хозяйства определяют на основе результатов расчета объемов работ и норм расхода строительных материалов на единицу измерения по СНиП или производственным нормам расхода, номенклатуре типовых индустриальных изделий. Расчет потребности в основных строительных материалах приведен в таблицах 5.3 и 5.4. Таблица 5.3-Ведомость потребности в основных строительных материалах № Ед. Кол-во Наименование работ п.п. изм. работ 1 1 2 Сварка трубопроводов диаметром до 100 мм ГЭСН 24-02-030-3 3 100 м Ед. изм. 5 6 7 8 м 101 69,69 т 0,0013 0,0009 шт. 0,63 0,4347 м 101 236,5 т 0,0028 0,007 4 0,69 Трубы стальные электросварные диаметром до 100мм Электроды диаметром 4 мм Э42А Шлиф круги 2 Сварка трубопроводов диаметром до 200 мм ГЭСН 24-02-030-5 100 м 2,342 Расход материалов на на весь единицу объем Наименование материалов Трубы стальные электросварные диаметром до 200 мм Электроды диаметром 4 мм Э42А 102 Продолжение табл. 5.3 Шлиф круги 3 Сварка трубопроводов диаметром 300 мм ГЭСН 24-02-030-7 100 м шт. 1,38 3,23 м 101 198,8 т 0,006 0,012 шт. 1,01 1,99 м2 75 14,76 м2 132 26 Ткань мешочная 10 м2 0,07 0,014 Брезент м2 0,5 0,1 Клей фенолполивинилацетатный БФ-2, БФ-2Н т 0,0019 0,0004 Грунтовка битумная т 0,01 0,002 м2 103 24,12 м2 182 42,62 Ткань мешочная 10 м2 0,07 0,016 Брезент м2 0,5 0,12 Клей фенолполивинилацетатный БФ-2, БФ-2Н т 0,0027 0,0006 Грунтовка битумная т 0,014 0,0033 м2 153 10,6 м2 269 18,6 Ткань мешочная 10 м2 0,07 0,005 Брезент м2 0,5 0,035 Грунтовка битумная т 0,022 0,0015 2 Электроды диаметром 4 мм Э42А т 0,0006 0,0012 4 Электроды диаметром 4 мм Э42А т 0,0013 0,0052 т 1 0,135 т 0,09 0,012 т 1 0,157 т 0,06 0,009 1,968 Трубы стальные электросварные диаметром до 300 мм Электроды диаметром 4 мм Э42А Шлифкруги 4 5 6 7 8 9 10 Антикоррозионная изоляция стыков стальных трубопроводов липкой 1 км лентой, диаметр трубопровода до 300 мм ГЭСН 22-02-011-8 Антикоррозионная изоляция стыков стальных трубопроводов липкой 1 км лентой, диаметр трубопровода до200 мм ГЭСН 22-02-011-6 Антикоррозионная изоляция стыков стальных трубопроводов липкой 1 км лентой, диаметр трубопровода до 100 мм ГЭСН 22-02-011-4 Установка стальных задвижек на газопроводе 1 шт диаметром до 100 мм ГЭСН 24-02-050-1 Установка стальных задвижек на газопроводе 1 шт диаметром до 300 мм ГЭСН 24-02-050-3 Установка стальных фасонных частей, диаметр 1т трубопровода до 250 мм ГЭСН 22-03-001-5 То же, диаметр трубопровода до 300 мм ГЭСН 22-03-001-6 1т Лента поливинилхлоридная липкая толщиной 0,4 мм Материалы гидроизоляционные рулонные 0,1968 Лента поливинилхлоридная липкая толщиной 0,4 мм Материалы гидроизоляционные рулонные 0,2342 Лента поливинилхлоридная липкая толщиной 0,4 мм Материалы гидроизоляционные рулонные 0,069 0,135 0,157 Фасонные стальные сварные части Электроды диаметром 6 мм Э42А Фасонные стальные сварные части Электроды диаметром 6 мм Э42А 103 Таблица 5.4-График поступления на объект основных строительных материалов, деталей и оборудования. № пп Наименование строительных конструкций, изделий, материалов, деталей и оборудования 2 Единица измерения Количество 3 4 График поступления по дням 5 1 1 Трубы стальные м/т 500/13,373 с 5 по 11 2 Электроды диаметром 4 мм Э42А т 0,02 с 5 по 16 3 Шлифкруги шт 4 с 5 по 16 4 Лента поливинилхлоридная липкая толщиной 0,4 мм м2 49,48 с 7 по 16 5 Материалы гидроизоляционные рулонные м2 87,22 с 7 по16 6 Ткань мешочная 10 м2 0,08 с 7 по 16 7 Брезент м2 0,151 с 7 по 16 8 Клей фенолполивинилацетатный БФ-2, БФ2Н т 0,0016 с 7 по 16 9 Грунтовка битумная т 0,0068 с 7 по 16 10 Песок строительный м3 35,03 с 7 по 16 11 Фасонные части (отводы, тройники) т 0,292 с 7 по 16 12 Задвижки шт 6 с 7 по 16 13 Сборные железобетонные колодцы шт/м3 4/2900 с 7 по 16 5.6. Расчет стройгенплана. Стройгенплан строительного (СГП) хозяйства определяет состав в максимальной целях и размещение объектов эффективности их использования и с учетом соблюдения требований охраны труда. СГП — важнейшая составная часть технической документации и основной документ, регламентирующий организацию площадки и объемы временного строительства. СГП должен обеспечивать наиболее полное удовлетворение бытовых нужд работающих на строительстве. Это требование реализуется путем продуманного подбора и размещения бытовых помещений, устройств и пешеходных путей. Решения СГП должны обеспечивать рациональное прохождение грузопотоков на площадке путем сокращения числа перегрузок и уменьшения расстояний перевозок. Принятые в СГП решения должны отвечать требованиям техники безопасности и условиям охраны окружающей среды. 104 Определение площадей складов. Общая площадь складов для хранения материалов определяется по формуле: V , f F (5.17) где V - запас материалов для хранения; f - количество материалов, укладываемых на 1 м 2 площади склада; - коэффициент использования склада, принимаемый для: – закрытых складов 0,5-0,7; – навесов 0,5-0,6; – открытых складов 0,6-0,8. Таблица 5.5-Определение площадей складов Запас материалов На сколько Кол-во дней Норма складиро вания на 1м2 11,7 1,5÷2 0,6÷0,8 Вдоль трассы 3 6,69 1,5÷1,7 0,6÷0,8 Вдоль трассы 0,032 3 0,096 1,6÷1,8 0,5÷0,6 т 0,002 3 0,006 4 0,5÷0,6 м2 5,5 3 16,5 100 0,5÷0,6 м2 9,7 3 29,1 100 0,5÷0,6 Ткань мешочная м2 0,009 3 0,027 2,9 0,5÷0,6 Брезент м2 0,017 3 0,051 2,9 0,5÷0,6 Грунтовка битумная т 0,0008 3 0,0024 2 0,5÷0,6 Наименование материала, узлов Ед. изм Суточ ный расход Песок строительный м3 3,9 3 Трубы стальные т 2,23 Фасонные части т Электроды диаметром 4 мм Э42А Лента поливинилхлоридная липкая толщиной 0,4 мм Материалы гидроизоляционные рулонные Способ хранения Размер тип склада 5,54 м2, Принимаем навес на базе системы «КУБ» 31606 3х6,6х2,9=18м2 Принимаем навес на базе системы «КУБ» 31606 3х6,6х2,9=18м2 Расчет потребности во временных сооружениях. К числу обязательных временных сооружений относятся кладовые, контора прораба, гардеробные, пункты питания, уборные. Расчет площадей временных зданий и сооружений производят на максимальное число рабочих в смену, принимаемое по графику движения рабочих с учетом рабочих, занятых на неосновном производстве (24%), неучтенных работах 105 (10%) и ИТР (1ИТР на 20 раб.). Подсчет площади временных зданий и сведен в таблицу 5.6. Таблица 5.6-Расчет временных зданий Наименовани е помещений Наименование показателей Единица измерения Норма Кол-во чел. Требуемая площадь Размеры здания 1 2 3 4 5 6 Контора прораба Площадь на 1 чел ИТР м² 3,25 1 3,25 Здравпункт Площадь на 1 рабочего м² 0,5 18 9 Гардеоб Площадь на 1 рабочего м² 0,5 18 9 7 3х6=18 м2 на безе системы “Универсал” 1129-022 6х3=18,0 м2 на безе системы “КУБ” 31609 6х2,9=17,4 м2 на безе системы “КУБ” 10405 Умывальные Площадь на 1 рабочего м² 0,5 18 9 Число человек на 1 душ чел 10÷20 18 Площадь на 1 душ м² 3,5 1 душ Душевые Помещение для приема пищи Помещение для сушки одежды Помещение для обогрева рабочих Уборные 3,5 Площадь на 1 рабочего м² 1 18 18 Площадь на 1 рабочего м² 0,2 18 3,6 Площадь на 1 рабочего м² 0,1 18 1,8 Число рабочих на 1 унитаз чел 15÷20 18 Площадь на 1 унитаз м² 2,6 1 унитаз 2,6 106 3х6=18 м2 на базе системы «Днепр» Д06-К 3х9=27 м2 на безе системы «Комфорт» С-16 3х6=18 м2 на безе системы «Универсал» 1129-024 2 здания, площадью 1,3х1,2=1,56 м2 каждое на базе системы «Днепр» Д09-К Определение потребности строительства в воде, электроэнергии, сжатом воздухе. 1. Расчет временного водопровода произведен по максимальному суточному расходу воды на производственные и бытовые нужды. Максимальный секундный расход на производственные л/с , нужды, определяется по формуле Q ПР Q СМ K СМ 8 3600 , (5.18) где: К СМ - коэффициент неравномерности потребления воды в смену; К СМ 1,5. Q СМ - суммарный максимальный суточный расход воды на производственные нужды, взятый согласно нормам расхода техникой и установками (бульдозер – 40 л/с; экскаватор – 50 л/с; компрессор – 8 л/с; стреловой кран ×2 – 24 л/с); Q ПР 122 1,5 0,0064 л / с . 8 3600 Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды согласно нормам расхода на одного рабочего составит: Q хоз n k 1 2 n2 k 3 , 3600 8,2 nр (5.19) n р - наибольшее количество рабочих в смену, n р 13 чел ; n1 - норма потребления на 1 человека в смену, составляет 15 л; n 2 - норма на прием одного душа, составляет 30 л; k 2 - коэффициент неравномерности потребления воды – 2,7; k 3 - коэффициент использования душа – 0,3; Qхоз 13 15 2,7 30 0,3 0,051 л / с . 3600 8 Расчетный расход воды составит, л / с : Q расч (Qхоз Qпр Qп ) 1,5 , 107 (5.20) где Qп - расход воды пожарным гидрантом, Qп 10 л / с ; Q расч (0,051 0,0064 10) 1,5 15,09 л / с По полученному расходу определим диаметр труб временного трубопровода, см : D 8,5 Q расч D 8,5 15,09 11,32 см 113,2 мм . Принимаем минимальный диаметр труб временного водопровода 125 мм. 2. Потребность в электроэнергии определяется на основании данных о потребности в электроэнергии машинами и механизмами. P 1,1 k 2 Pсв , (5.21) где: Pсв - мощность устройств освещения, кВт ; k 2 - коэффициенты одновременности потребления, принимаются: k 2 1,0 . Электроэнергия на освещение расходуется на: - освещение проходов и проездов 2,5 кВт на 1 км; - охранное освещение 2 кВт на 1 км; - освещение административных и бытовых помещений 15 Вт на 1м². P 1,1 1 ( 2500 0,2 2000 0,5 15 156 ,6) 4,2 кВт . Так как суммарный расход электроэнергии не более 20 кВт, то нет необходимости предусматривать установку трансформатора. 3. Расчет потребности сжатого воздуха для продувки и опрессовки трубопроводов, м3 / мин : QСВ 0,0018 d Р РИ l , где dР (5.22) - наибольший внутренний диаметр испытываемых труб, м, d Р 0,273 м ; Р И - испытательное давление, (принимаемое по СНиП), МПа , принимаем РИ 0,6 МПа ; 108 l - средняя длина трубопроводов испытываемых в смену, м , l 500 71 м ; 7 QСВ 0,0018 0,273 0,6 71 0,021м 3 / мин . Расчетная производительность компрессорной установки, м3 / мин : Q р (QСВ Qпр ) 1,1 , (5.23) где Qпр - расход воздуха на отдельные технологические процессы, м3 / мин , принимаем Qпр 2,2 м / мин ; 3 Qр (0,021 2,2) 1,1 2,44 м 3 / мин , В качестве источника сжатого воздуха принимаем передвижную компрессорную станцию ПКС-3М – производительность 3 м / мин ; 3 – рабочее давление 0,7 МПа ; – мощность 45 кВт . 5.7 Технико-экономические показатели 1. Продолжительность строительно-монтажных работ по проекту – 19 дней. 2. Коэффициент неравномерности движения рабочих во времени: К1 Т уст Т общ , (5.24) где Т уст - период установившегося движения рабочих, принимается по графику, Т уст 7дней ; Т общ - общий срок строительства, Т общ 19дней ; К1 7 0,37 19 3. Коэффициент неравномерности движения рабочих по количеству: К2 Rmax , Rср где Rmax - максимальное количество рабочих, чел , Rmax 13 чел ; 109 (5.25) Rср - среднее количество рабочих, чел : Rср Q Tобщ ф , (5.26) где Qф - общее количество затрат труда, чел. - дн. , Qф 571чел. час . ; Rср 571 4 чел . 19 8 К2 13 3,25 . 4 4. Коэффициент совмещения строительных процессов во времени вычисляется по формуле: Кс Т пос , Т пр (5.27) где Т пос - суммарная продолжительность выполнения всех строительных процессов при последовательном их выполнении, дн. , Т пос 36 дня ; Т пр - продолжительность выполнения всех строительных процессов по проекту, дн. ; Кс 36 1,9 . 19 5. Трудоемкость 0,88 чел. - дн. на 1 погонный метр трассы газоснабжения. 6. Уровень комплексной механизации: У км Т км , То где Т км – затраты труда на комплексно-механизированный объем работ, маш. - дн. , Т км 16,1 маш. дн. ; Т о – затраты труда на выполнение всех строительных процессов, чел. - дн. Т о 571 чел. дн. ; У км 16,1 0,03 . 571 110 (5.28) 7. Энерговооруженность одного рабочего: Э Мм , Rср (5.29) где М м - суммарная мощность используемых машин, механизмов, кВт , включает в себя: - бульдозер - 79 кВт; - экскаватор - 59 кВт; - компрессор - 45 кВт; - трубовоз – 191кВт; - самосвал – 191 кВт; - стреловой кран – 132,5 кВт; - освещение – 50,37 кВт. Э 747,87 83,1 кВт / чел . 9 5.8 Заключение В курсовой работе запроектирован газопровод высокого давления из стальных труб. Газопровод проложен в условиях населенного пункта (грунт – глина). Весь строительный процесс разделили на 3 захватки. В процессе выполнения были определены объёмы земляных работ, составлена ведомость потребности в основных строительных материалах, график поступления на объект основных строительных материалов, деталей, рассчитаны резервы времени на выполнение работ в потоках. Был произведен расчет потребности в воде для технических и бытовых нужд, в электроэнергии и в сжатом воздухе для продувки и опрессовки трубопровода. Подобраны основные строительные машины (одноковшовый экскаватор Э4010, бульдозер ДЗ-8 на базе трактора Т-100, автокран КС-3571). определены технико-экономические показатели: - общие трудозатраты – 571 чел.дн. - машиноёмкость – 16,1 маш.дн. 111 Были - продолжительность строительно-монтажных работ по проекту – 19 дня. - среднее количество рабочих – 7 чел. - энерговооруженность одного рабочего – 83,1 кВт. 6 Экономика систем газоснабжения. Виды сметной документации. Для определения сметной стоимости строительства зданий и сооружений или их очередей составляется следующая сметная документация: - сметы (сметные расчеты) на отдельные виды работ и затрат (локальные сметы и сметные расчеты); - сметы на объекты строительства (объектные сметы и сметные расчеты); - сметы на комплекс строительства в целом (сводные сметные расчеты и сводки затрат). Сметная документация составляется в установленном порядке независимо от метода осуществления строительства - подрядным или хозяйственным способом. Локальные сметы являются первичными сметными документами и составляются на отдельные виды работ и затрат по зданиям и сооружениям или по общеплощадочным работам на основе объемов, определившихся при разработке рабочей документации, рабочих чертежей. Локальные сметные расчеты составляются в случаях, когда объемы работ и размеры затрат окончательно не определены и подлежат уточнению на основании РД, или в случаях, когда объемы работ, характер и методы их выполнения не могут быть достаточно точно определены при проектировании и уточняются в процессе строительства. Локальные сметы (расчеты) составляются: - по зданиям и сооружениям (на строительные работы, специальные строительные работы, внутренние санитарно-технические работы, внутреннее электроосвещение, приобретение приспособлений, мебели, инвентаря и др.); 112 - по общеплощадочным работам (на вертикальную планировку, устройство инженерных сетей, путей и дорог, благоустройство территории, малые архитектурные формы и др.). Стоимость, определяемая локальными сметами, включает в себя прямые затраты ПЗ , накладные расходы НР , сметную прибыль СП , представляющие формулу цены строительной продукции Ц : Ц ПЗ НР СП , (6.1) Прямые затраты учитывают стоимость материалов, изделий, конструкций С м , оплату труда рабочих Зпл , затраты на эксплуатацию строительных машин Э м , включая заработную плату рабочих – машинистов: ПЗ С м Э м Зпл , (6.2) Накладные расходы - это сумма средств, предназначенных для возмещения затрат подрядных организаций, связанных с созданием общих условий строительного производства, его организацией, управлением и обслуживанием. Сметная прибыль – сумма средств, необходимая для покрытия общих расходов строительно-монтажных организаций, не отнесенных на себестоимость работ, и являющаяся гарантированной частью стоимости строительной продукции. Как и накладные расходы, сметная прибыль исчисляется от величины средств на оплату рабочих (строителей и механизаторов) в составе сметных прямых затрат. Объектные сметы составляются на объекты в целом путем суммирования данных локальных смет с группировкой работ и затрат по соответствующим графам сметной стоимости «строительных работ», «монтажных работ», «оборудования, мебели и инвентаря», «прочих затрат», и являются сметными документами, на основе которых формируются договорные цены на объекты. Сводные сметные расчеты стоимости строительства предприятий, зданий и сооружений (или их очередей) составляются на основе объектных 113 сметных расчетов, объектных смет и сметных расчетов на отдельные виды затрат. Существуют различные методы определения стоимости: 1. Ресурсный метод определения стоимости строительства представляет собой калькулирование в текущих (базисных, прогнозируемых) ценах и тарифах элементов затрат (ресурсов), необходимых для реализации проекта. К ресурсам, потребляемым в процессе строительства, относятся: затраты труда рабочих основного производства и механизаторов, время эксплуатации строительных машин и механизмов, выраженный в натуральных измерителях расход материальных и энергетических ресурсов (материалы, изделия, конструкции, энергоносители на технологические нужды). Ресурсы определяются на основе сборников ГЭСН-2001 и других сметных нормативов. Ресурсный метод является наиболее трудоемким, но позволяет добиться максимальной точности распространение при расчета. составлении Однако метод небольших смет получил с большее ограниченной номенклатурой ресурсов. 2. Ресурсно-индексный метод представляет собой сочетание ресурсного метода с системой индексов (текущих или прогнозных) по отношению к сметной стоимости, определённой на основе расчёта ресурсов, оцененных в базисном или текущем уровне цен. Ресурсно-индексный метод позволяет более точно определить сметную стоимость по сравнению с базисно-индексным. При ресурсно-индексном методе индексы применяются только к незначительной части стоимости показателей 3. Базисно-компенсационный метод представляет собой суммирование стоимости, исчисленной в базисном уровне цен (по сметным нормативам 1991 или 1984 гг.), и определяемых расчётами дополнительных затрат, связанных с ростом цен (материальные, и тарифов на потребляемые технические, энергетические, в строительстве трудовые, ресурсы оборудование, инвентарь и пр.), с уточнением этих расчётов в процессе строительства в зависимости от реальных изменений цен и тарифов. 114 Расчёт стоимости строительства при этом методе состоит из двух этапов: - на первом этапе осуществляется определение базисной стоимости. Одновременно делают прогноз удорожания указанной стоимости в связи с инфляцией, ростом цен; - на втором этапе при оплате работ, производится расчёт дополнительных затрат, вызванных реальными измененьями цен и тарифов. Итоговая стоимость строительства складывается из её базисного уровня всех дополнительных затрат, связанных с повышением цен и тарифов на применяемые ресурсы. 4. Базисно-индексный метод предусматривает применение различных индексов (коэффициентов) пересчета сметной стоимости (как общей, так и отдельных элементов затрат) для пересчета из базисного в текущий или прогнозный уровень цен. При этом стоимость работ и затрат в базовом уровне цен умножается на соответствующие коэффициенты – индексы пересчета. Под базисным уровнем цен понимается уровень цен, зафиксированный на какую-то фактическую дату. На практике под базисным уровнем понимается либо база сметных цен, введенных в действие с 01.01.2001 г. или, при отсутствии первой, действовавшая с 01.01.91 г. по 31.12.2000 г. Текущий (прогнозный) уровень характеризуется уровнем цен, сложившихся к моменту составления смет или к моменту осуществления проекта (прогнозные цены). При выполнении дипломного проектирования был применен базисноиндексный метод определения сметной стоимости, как наиболее простой и распространенный в настоящее время. Расчет сметы производился в компьютерной программе «ГРАНД Смета» в ФЕР и переводится в цены на I квартал 2010 г. для Самарской области. Индекс изменения сметной стоимости составляет – 5,72 [29]. Смета имеет три раздела: земляные работы, устройство инженерной сети, испытание газопровода и обратная засыпка. 115 Расчет локальной, объектной смет произведен в соответствии с [30].Смета имеет два раздела: земляные работы и газопровод. При расчете накладных расходов взяты следующие процентные ставки от фонда оплаты труда: Земляные работы - 95%. Газопровод - 130%. При расчете сметной прибыли взяты следующие процентные ставки от фонда оплаты труда: Земляные работы - 50%. Газопровод - 89%. Расчет локальной сметы приведен в приложении Г. В итоге, сметная стоимость на строительство подземного газопровода высокого давления в ценах по состоянию на 01.04.2010 года составила 1780,377тыс. руб., в т.ч. средства на оплату труда – 128,71 тыс.руб.. 116 Заключение. В ходе дипломного проектирования было выполнено следующее: - разработан проект газоснабжения населенного пункта на 13 тыс. жителей на базе природного газа; - по результатам расчетов принято строительство 30 ГРП шкафного типа; - выполнено технико-экономическое обоснование оптимального количества ШРП и выбор оптимального количества очередей строительства ГРС, в результате расчетов принято в дипломном проекте применить 30 штук ШРП и строительство ГРС в две очереди; -проведен патентный поиск и литературный анализ выбору электрохимической защиты стального газопровода; - подобраны регуляторы давления ШРП и определен тип ГРПШ; -выполнен проект по организации строительства систем газоснабжения, в результате расчетов получено: число дней, необходимых для выполнения работ; среднее количество людей по графику движения рабочей силы, спроектирован генеральный план строительной площадки; - рассмотрены вопросы безопасности работ и экологичности системы строительства и эксплуатации газопровода, а также вопросы охране труда на производстве; - определена сметная стоимость на строительство участка газопровода в размере 1 780 377 руб. и средства на оплату труда в размере 128,71 тыс.руб.. 117 Список использованных источников. 1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2000 56 с. 2. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2003 32 с. 3. Голик В.Г. Газоснабжение населенного пункта. Учебное пособие Саратов: Издательство СГТУ, 1995, 68 с. 4. Ревин А.И., Адиноков Б.П. Щуркин Е.П. Регулирующее и предохранительное оборудование для современных систем газоснабжения Саратов: Издательство СГУ, 1989, 130 с. 5. Ионин А.А. Газоснабжение М.: Стройиздат, 1989 438 с. 6. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа Л.: Недра, 1990 762 с. 7. Рекомендации по проектированию и строительству систем газоснабжения малых и средних городов и населенных пунктов сельской местности Саратов: «Гипрониигаз», 1985, 144 с. 8. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб / ЗАО «Полимергаз» М.: ГУП ЦПП, 2003 166 с. 9. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2004 36 с. 10. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2004 54 с. 11. СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2004 26 с. 12. СП 42-103-2003 Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов / ЗАО «Полимергаз» М.: ГУП ЦПП, 2003 166 с. 118 13. СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2003 38 с. 14. СНиП 2.09.04-87* Административные и бытовые здания / Госстрой России – М.: ГУП ЦПП, 2001 16 с. 15. Курицын Б.Н. Оптимизация систем ТГС и В.- Саратов: Изд-во СГТУ, 1992 – 160 с. 16. Газогорелочные устройства. – Вып. 10. – М: ВНИИЭгазпром. 17. ПБ 12-529-03 Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления / Госстрой России – М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Гостехнадзора России», 2003 200 с. 18. ЕНиР Сборник 17 Строительство автомобильных дорог. Госстрой М. Стройиздат 1987 – 205 с. 19. ЕНиР Сборник 2. Земляные работы: вып.1. Механизированные и ручные работы. Госстрой М. Стройиздат 1988 – 244 с. 20. ЕниР сборник 9 выпуск 2. Наружные сети и сооружения. Госстрой М. Стройиздат 1988 – 212 с. 21. ЕниР сборник 9 выпуск 1.Сооружение систем теплоснабжения, газоснабжения, канализации. Госстрой М. Стройиздат 1988 – 251 с. 22. Орлов Г.Г. Инженерные решения по охране труда в строительстве - М.: Стройиздат, 1988 438 с. 23. Методические указания к выполнению курсового проекта. Организация, планирование и управление производством. Саратов, 1995г-32с. 24. Дикман Л.Г. Организация жилищно-гражданского строительства. Справочник строителя. М.: Стройиздат, 1990г,493с. 25. Сосков В.И. Технология монтажа и заготовительные работы. М.: Высшая школа, 1989г-344с 26. СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Ч.1. М. 2001г 27. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Ч.2. М. 2002г 28. Богусловский А.Д., Симонова А.А., Митин М.Ф. теплогазоснабжения и вентиляции М.: Стройиздат, 1988, 351 с. 119 Экономика 29. Письмо Министерства регионального развития РФ от 12 февраля 2010 г. N 3652-СК/08 «Об индексах изменения сметной стоимости строительномонтажных работ, индексах изменения сметной стоимости проектных и изыскательских работ, индексах изменения сметной стоимости прочих работ и затрат, а также индексах изменения сметной стоимости технологического оборудования». 30. СНиП 1.02.01-85 Инструкция о составе, порядке, разработке, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. 31. СТО Газпром ПРОЕКТИРОВАНИЮ 2-3.5-047-2006 ИНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ГАЗОПРОВОДОВ. 120 ЗАЩИТЫ ПО РАСЧЕТУ ОТ И КОРРОЗИИ