Изложены основы проектирования, расчета и эксплуатации городских и промышленных систем газоснабжения. Описаны режимы работы газовых сетей и оборудования. Рассмотрены основы теории сжигания газа, газогорелочные устройства и их расчет. Настоящее издание дополнено методиками расчетов для решения отдельных задач с применением ЭВМ, описанием экономного использования газа для отопления котлов и промышленных печей, системным изложением гидравлического расчета сетей и их надежности. 3-е изд. вышло в 1981 г. Для студентов строительных вузов, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Предисловие

Раздел I. Горючие газы. Добыча и транспортирование природного газа

Глава 1. Горючие газы, используемые для газоснабжения городов и промышленных предприятий
1.1. Основные свойства и состав газообразного топлива
1.2. Природные газы
1.3. Искусственные газы

Глава 2. Добыча и обработка природного газа
2.1. Газовые месторождения
2.2. Добыча газа
2.3. Газы конденсатных месторождений
2.4. Обработка природного газа

Глава 3. Транспортирование газа на большие расстояния
3.1. Схема магистрального газопровода
3.2. Хранилища газа

Раздел II. Распределительные системы газоснабжения

Глава 4. Городские системы газоснабжения
4.1. Схемы городских систем газоснабжения
4.2. Трубы, арматура и оборудование газопроводов
4.3. Устройство наружных газопроводов
4.4. Защита газопроводов от коррозии

Глава 5. Потребление газа
5.1. Расчет годового потребления газа городом
5.2. Режим потребления газа
5.3. Регулирование неравномерности потребления газа
5.4. Определение расчетных расходов газа

Глава 6. Гидравлический расчет газовых сетей
6.1. Определение потерь давления в газопроводах
6.2. Основные характеристики газовых сетей. Постановка задачи расчета
6.3. Расчетная схема отдачи газа из сети. Предварительное распределение потоков
6.4. Гидравлический расчет тупиковых разветвленных газовых сетей
6.5. Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей
6.6. Расчет кольцевых газовых сетей низкого давления
6.7. Расчет кольцевых газовых сетей высокого (среднего) давления
6.8. Особенности расчета многокольцевых газовых сетей высокого (среднего) давления
6.9. Гидравлические режимы газовых сетей

Глава 7. Регулирование давления газа в городских сетях
7.1. Регулирование давления газа. Классификация регуляторов давления
7.2. Дроссельные органы регуляторов давления. Приводы дроссельных органов
7.3. Регуляторы давления
7.4. Расчет пропускной способности регуляторов давления

Глава 8. Газорегуляторные станции
8.1. Размещение газорегуляторных пунктов и установок
8.2. Газорегуляторные пункты
8.3. Газораспределительные станции
8.4. Подогрев газа на ГPC
8.5. Управление гидравлическими режимами и технологическими процессами распределения газа
8.6. АСУ ТП газоснабжения

Глава 9. Надежность распределительных систем газоснабжения
9.1. Основные понятия Критерии надежности
9.2. Отказы восстанавливаемых элементов Поток отказов
9.3. Показатели надежности распределительных систем газоснабжения
9.4. Расчет надежности нерезервированных и резервированных газовых сетей
9.5. Алгоритм расчета нерезервированной газовой сети (тупиковой разветвленной)
9.6. Алгоритм расчета резервированной кольцевой газовой сети
9.7. Нормирование основного показателя надежности газовой сети R_cr(t)
9.8. Оценка надежности газоснабжения отдельных потребителей

Глава 10. Технико-экономический расчет газовых сетей
10.1. Технико-экономическое обоснование схем городских газовых сетей
10.2. Технико-экономический расчет тупиковых газовых сетей низкого давления

Глава 11. Промышленные системы газоснабжения
11.1. Устройство промышленных систем газоснабжения Их классификация
11.2. Одноступенчатые промышленные системы
11.3. Двухступенчатые промышленные системы

Глава 12. Эксплуатация систем газоснабжения Техника безопасности
12.1. Испытание газопроводов и прием их в эксплуатацию
12.2. Присоединение газопроводов к действующим газовым сетям. Продувка газопроводов
12.3. Обслуживание и ремонт газопроводов
12.4. Эксплуатация газорегуляторных пунктов
12.5. Техника безопасности при эксплуатации газовых сетей

Глава 13. Системы снабжения потребителей сжиженными углеводородными газами
13.1. Основные свойства сжиженных углеводородных газов
13.2. Газонаполнительные станции
13.3. Установки сжиженных углеводородных газов у потребителей

Раздел III. Использование газа

Глава 14. Теоретические основы сжигания газа
14.1. Расчет продуктов сгорания
14.2. Определение температуры сгорания
14.3. Скорость химических реакций
14.4. Кинетика цепных реакций
14.5. Тепловое воспламенение
14.6. Вынужденное зажигание и границы воспламенения газовоздушных смесей в зависимости от концентрации в них горючего

Глава 15. Горение газа в потоке
15.1. Нормальное распространение пламени
15.2. Распространение пламени в ламинарном потоке
15.3. Распространение пламени в турбулентном потоке
15.4. Устойчивость горения и стабилизация пламени
15.5. Диффузионное пламя
15.6. Образование токсичных веществ при сжигании газа

Глава 16. Газовые горелки и их основные характеристики
16.1. Классификация газовых горелок
16.2. Методы снижения концентраций оксидов азота в продуктах горения, применяемые при проектировании газогорелочных и топочных устройств
16.3. Горелки полного предварительного смешения газа с воздухом
16.4. Горелки предварительного смешения газа с частью воздуха, необходимого для горения
16.5. Горелки с незавершенным предварительным смешением газа с воздухом
16.6. Горелки без предварительного смешения газа с воздухом

Глава 17. Расчет газовых горелок
17.1. Расчет атмосферных горелок
17.2. Расчет эжекционных горелок полного предварительного смешения газа с воздухом среднего давления
17.3. Расчет турбулентных и подовых горелок

Глава 18. Газооборудование отопительных котлов и промышленных печей строительной индустрии
18.1. Выбор газогорелочных устройств и их установка на отопительных котлах
18.2. Выбор и установка газогорелочных устройств на промышленных печах строительной индустрии
18.3. Схемы обвязочных газопроводов на котлах и в печах
18.4. Основные задачи автоматизации газоиспользующих установок
18.5. Эксплуатация газоиспользующих агрегатов. Техника безопасности

Глава 19. Газоснабжение зданий
19.1. Устройство внутридомовых газопроводов
19.2. Расчет внутридомовых газопроводов
19.3. Газовые приборы
19.4. Установка газовых приборов
19.5. Отвод продуктов сгорания
19.6. Газовое отопление

Контрольные вопросы
Список литературы
Предметный указатель

Предисловие

Масштабы и темпы развития газовой промышленности и газоснабжающих систем определяет добыча газа, по которой Советский Союз занимает первое место в мире. Значительный рост добычи газа существенно изменил топливный баланс страны. Если в 1950 г. удельный вес газового топлива занимал в общем топливном балансе СССР лишь 2,3%, то в 1983 г. он был равен 27%, а в 1990 г. по расчетам доля газа составит 33% всех видов потребляемых топлив.

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусмотрено довести объем добычи газа в 1990 г. до 835... 850 млрд. м³, ускорить развитие отрасли. Планируется дальнейшее расширение газификации городов. В настоящее время в СССР газифицировано более 70% городов. К 2000 году предполагается завершить газификацию всех городов страны.

Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ.

Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей н установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции. Применение газа для промышленных установок улучшает условия труда и способствует росту его производительности. Использование природного газа в промышленности позволяет осуществить принципиально новые, прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы. Кроме того, применение газа в качестве топлива позволяет значительно улучшить условия быта населения, повысить санитарно-гигиенический уровень производства и оздоровить воздушный бассейн в городах и промышленных центрах.

Распределительные системы газоснабжения становятся едиными для областей и республик, и для их проектирования, строительства и эксплуатации необходимы глубокие знания специалиста. Рост потребления газа в городах, поселках и сельской местности, а также масштабность распределительных систем ставят перед инженером по газоснабжению новые и сложные задачи, связанные с развитием и реконструкцией систем, повышением их надежности, необходимостью экономического использования газа и защиты воздушного бассейна от загрязнений. Решение этих задач возможно лишь с применением вычислительной техники.

Распределительные системы являются сложными многокольцевыми системами, экономичное проектирование которых должно базироваться на современных методах оптимизации с учетом вероятностного характера функционирования и обеспечения требуемой надежности подачи газа потребителям. Поэтому методики расчета системы, изложенные в учебнике, построены на базе современных представлений о случайных процессах потребления газа и функционирования элементов системы и использования математических методов оптимизации. Изложенные методики иллюстрируются конкретными примерами расчета.

В основу проектирования и расчета систем снабжения сжиженными углеводородными газами положены термодинамические свойства двухфазных, многокомпонентных систем с учетом климатических условий расположения газоснабжаемых объектов.

Выбор газогорелочных устройств и газооборудования агрегатов базируется на современных представлениях теории и практики сжигания газа, методах расчета и проектирования газовых горелок, технологических особенностей агрегатов.

В учебнике приведены методы гидравлического и технико-экономического расчета газовых сетей, дан анализ гидравлических режимов, изложен метод определения расчетных расходов газа, отдельная глава посвящена методу расчета надежности газоснабжающих систем, изложен метод расчета эжекционных газовых горелок.

Четвертое издание учебника дополнено и переработано. В нем учтены новые нормативные документы (ГОСТы и СНиП), а также отражены научные исследования и конструкторские разработки. Методы расчета, примеры, таблицы и графики приведены в международной системе единиц СИ. Все методики расчета представлены в виде алгоритмов, которые должны служить основой для составления программ расчета на ЭВМ. Это будет способствовать расширению применения вычислительной техники в проектировании систем газоснабжения.

Автор выражает признательность заведующему кафедрой Днепропетровского инженерно-строительного института профессору, докт. техн. наук М.Я. Розкину за ценные предложения и замечания, сделанные при рецензировании рукописи.