Проектирование городских систем газоснабжения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

Н. В. Колпакова

ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ГОРОДСКИХ СИСТЕМ
ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано методическим советом УрФУ
для студентов, обучающихся по программе бакалавриата
по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2017

УДК 629.063:2(07)
ББК 38.763я7
 
К 615

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра энергетики Уральского государственного 
лесотехнического университета
(заведующий кафедрой доктор технических наук, 
профессор С. М. Шанчуров);

Т. С. Жилина, кандидат технических наук, доцент,
заведующий кафедрой «Теплогазоснабжение и вентиляция»,

М. Н. Чекардовский, доктор технических наук, доцент,
профессор кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция»
(Тюменский индустриальный университет)

Колпакова, Н. В.
К 615  
Проектирование городских систем газоснабжения : учеб.-метод. пособие / Н. В. Колпакова ; М-во образования и науки Рос. 
Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург : Изд-во Урал. 
ун-та, 2017. — 68 с. 

ISBN 978-5-7996-2190-2

В учебно-методическом пособии изложена методика расчета количества расходуемого газа в различные времена года с определением 
максимальных нагрузок, даны основы конструирования, приведен гидравлический расчет систем газоснабжения низкого и высокого давлений 
по кольцевой и тупиковой схемам, показан подбор оборудования газорегуляторного пункта.
Для студентов, изучающих дисциплину «Газоснабжение» в рамках 
модуля «Теплогазоснабжение».

УДК 629.063:2(07)
ББК 38.763я7

© Уральский федеральный университет, 2017
ISBN 978-5-7996-2190-2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ................................................................................................................5

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ........................................................................................7

2. РАСЧЕТ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО КВАРТАЛА ...................................9
2.1. Определение годового расхода теплоты и часового расхода газа 
каждого квартала города при потреблении газа в квартирах .....................10
2.2. Построение графиков бытового газопотребления .......................................13

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ 
КОЛЬЦЕВОГО ГАЗОПРОВОДА ...............................................................17
3.1. Выбор схемы распределительного 
газопровода низкого давления ......................................................................18
3.2. Определение оптимального числа ГРП ........................................................18
3.3. Расчет кольцевой сети низкого давления газа ..............................................20

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА 
НА КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫЕ НУЖДЫ .........................................34

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 
СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ..............37

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ 
РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО 
И НАРУЖНОГО ГАЗОПРОВОДА .............................................................40
6.1. Проектирование и расчет внутреннего газопровода ...................................40
6.2. Проектирование и расчет наружного газопровода ......................................45

7. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОГО ПУНКТА ..............48
7.1. Выбор регулятора давления газа ...................................................................48
7.2. Выбор газового фильтра .................................................................................51
7.3. Выбор предохранительно-запорного клапана ..............................................52
7.4. Выбор предохранительно-сбросного клапана .............................................52

Рекомендуемая нормативная документация ......................................................54

ПРИЛОЖЕНИЯ .......................................................................................................55
Приложение 1. Номограмма для определения потерь давления .......................57
Приложение 2. Номограмма для расчета газопроводов 
среднего и высокого давления.......................................................................58
Приложение 3. План квартала жилого района г. Оренбурга .............................60
Приложение 4. Схема газопровода низкого давления г. Оренбурга .................61
Приложение 5. Схема газопровода высокого давления .....................................62
Приложение 6. План первого этажа .....................................................................63
Приложение 7. Аксонометрическая схема внутреннего газопровода ..............64
Приложение 8. Схема наружного газопровода ...................................................65
Приложение 9. Типовая схема ГРПШ 13-2НУ1 .................................................66

Предисловие

Целями выполнения курсового проекта по дисциплине «Газоснабжение» являются: расчет газопотребления жилого квартала; 
выбор схемы газоснабжения; гидравлические расчеты — внутриквартальной кольцевой газовой сети низкого давления, тупиковых 
газопроводов высокого давления, внутренних и наружных тупиковых газопроводов низкого давления; подбор оборудования газорегуляторных пунктов, а также усвоение теоретического материала 
и приобретение навыков проектирования газовых сетей и газоиспользующего оборудования.
На сегодняшний день существует несколько алгоритмов 
гидравлического расчета и подбора оборудования систем газоснабжения. В данном пособии был выбран наиболее оптимальный вариант расчета систем газоснабжения. Цель выбранного 
варианта — научить студентов основам проектирования систем 
газоснабжения.
Основная задача гидравлического расчета — выбор оптимальных диаметров трубопроводов. Расчеты ведутся при условии 
максимальных нагрузок с учетом работы всех газопотребляющих 
приборов.
Проектирование систем газоснабжения городов представляет 
отрасль проектного дела, примыкающую, с одной стороны, к проектированию источников газоснабжения (газовые и нефтяные промыслы, газовые заводы, предприятия, вырабатывающие горючий 
газ в виде попутного продукта), а с другой — к проектированию 
городских систем теплоснабжения, водоснабжения и канализации.
Для проектирования системы газоснабжения города необходимы данные о годовом потреблении газа различными потребителями. Расчет годового потребления проводят согласно нормативной документации.

При проектировании системы газоснабжения разрабатывают 
ряд вариантов и производят их технико-экономическое сравнение. 
Для строительства применяют наивыгоднейший вариант. Двух-, 
трех- и многоступенчатые системы газоснабжения с газорегуляторными пунктами, располагаемыми в отапливаемых отдельно 
стоящих зданиях, с газопроводами нескольких ступеней давлений являются наиболее разработанными, распространенными, 
классическими городскими системами. Для средних и небольших 
городов обычно принимают двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давлений. В первом 
случае высокое давление заменяют средним только частично: 
в центральной, наиболее плотно застроенной и населенной части 
города. Высокое давление применяют только для крупных городов 
и в областных системах.
Системы газоснабжения любых объектов должны обеспечивать надежность и бесперебойность подачи газа. Основы повышения надежности закладываются на этапе проектирования системы 
газоснабжения, а дальнейшее повышение надежности достигается 
при строительстве и приемке в эксплуатацию подземных газопроводов и сооружений на них.

Хочу выразить благодарность за помощь в работе над 
пособием студентке IV курса, гр. СТ-430701, Юровских 
Елизавете Дмитриевне.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для выполнения курсового проекта определяются преподавателем и выдаются студенту в виде индивидуального задания, в котором представлены генплан города 
в М 1 : 10 000, необходимые параметры для гидравлических расчетов и выбора оборудования газорегуляторных пунктов (ГРП) 
и установок (ГРУ) (схему генплана см. в Приложении 3). На генплане указана средняя этажность застройки кварталов, коммунально-бытовые и промышленные потребители.
Плотность населения в кварталах принимаем 80–100 чел./ га. 
Необходимые параметры для гидравлического расчета газопровода включают в себя: плотность населения (в среднем 
70–120 чел./га, без учета этажности квартала); долю населения, 
в %, пользующуюся кафе и ресторанами, банями, прачечными; 
расход газа на промышленные предприятия; мощность котлов 
в котельной; расстояние, на котором находится существующий 
магистральный газопровод высокого или среднего давления; давление газа в точке врезки в существующий газопровод среднего 
или высокого давления; допустимый перепад давления в сети низкого давления; выходное давление на ГРП (ГРУ); давление в нулевой точке на схемах кольцевых газопроводов.
В данном курсовом проекте предполагается использование 
природного газа северных месторождений, состав и характеристики которого представлены при нормальных физических условиях в табл. 1.1 (t = 0 °С, р = 760 мм рт. ст. = 0,1013 МПа).