Расчет газопровода для городского района

УДК 621.643.02 
 ББК 38.763 
   Р24 

Рецензент 
канд. техн. наук, доц. О.В. Абдулаева (СибАДИ, г. Омск) 

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве 
 методических указаний. 

Р24

Расчет газопровода для городского района : методические указания к 
курсовой работе. – Электрон. дан. −  Омск : СибАДИ, 2022. – СибАДИ, 
Кафедра СПТиНТ;  сост.: А.И. Демиденко, А.Б. Летопольский. – URL: http://
bek.sibadi.org/MegaPro, для авторизованных пользователей. – Загл. с экрана. 

Предназначены для определения численности населения района, основных характеристик 
природного газа, рассчитывается годовой и часовой расход природного 
газа, определяется направление газовых потоков и производится гидравлический расчет 
газопровода с целью нахождения диаметра. Выбирается регулятор давления на 
соответствующую пропускную способность. 
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок. 
Рекомендованы для выполнения обучающимися всех форм обучения направлений 
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 
специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», изучающих 
курс «Газовые сети и установки». 

Текстовое (символьное) издание (560 КБ) 
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; 
DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске ;  
программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader 

Редактор Н.И. Косенкова 
Техническая подготовка – А.А. Орловская 

Издание первое. Дата подписания к использованию 28.11.2022 

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ 
644080, г. Омск, пр. Мира, 5 
РИО ИПК СибАДИ 
644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1 

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2022 

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите 
детей от информации, причиняющей вред 
их здоровью и развитию» данная продукция 
маркировке не подлежит 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Доля природного газа в мировой структуре топливного баланса 
непрерывно возрастает.  
Россия – единственная крупная страна в мире, которая полностью 
обеспечивает себя топливом и энергией за счет стабильных природных 
ресурсов и при этом экспортирует газовое топливо. Доля природного газа 
в топливном балансе России составляет 60%. Природный газ – основной 
источник газопотребления, применяемый во многих областях народного 
хозяйства страны.  
В связи с этим одной из важнейших задач является подготовка высококвалифицированных 
специалистов газового хозяйства.  
Настоящие методические указания предназначены для закрепления 
теоретических сведений, полученных студентами при изучении дисциплины «
Газовые сети и установки».  
В доступной форме изложены вопросы, рассматривающие определение 
свойств газообразного топлива; расчет расходов газа различного вида 
потребителями; проектирование и гидравлический расчет газораспределительных 
сетей низкого давления.  
 

1. 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ  
ПРОЕКТИРУЕМОГО РАЙОНА ГОРОДА 
 
Общая численность населения района подсчитывается исходя из 
плотности жилого фонда (этажности застройки), размеров селитебной 
территории (жилой площади) на одного человека и площади каждого 
квартала. 
Плотность жилого фонда ак, м2/га, принимается с учетом этажности 
зданий. 
Размеры селитебной территории f, м2/чел., устанавливают исходя из 
средней жилищной обеспеченности населения общей площадью. 
Из исходных данных:  f = 18 м2/чел. 
Площадь квартала Fкв, га, определяется расчетом по генплану.  
При проектировании жилой застройки строительные нормы и правила 
устанавливают расчетную плотность населения, чел./га, на территории 
микрорайона, которая должна быть не менее указанной в табл. 1.1 [4].  

 
Таблица 1.1  
 
Плотность населения микрорайона 
 

Зона различной 
степени 

градостроительной 
ценности территории 


Плотность населения на территории микрорайона

для климатических подрайонов, чел./га

IБ и часть подрайонов 
IА, IГ,IД и IIА 
севернее 58° с.ш. 

IВ, IIБ и IIВ севернее 
58° с.ш. и часть 
подрайонов IА, IГ, IД,

IIА южнее 58° с.ш. 

Южнее 58° с.ш., 

кроме части подрайонов 
IА, IГ,IД и IIА, 
входящих в данную 

зону

Высокая
440
420
400

Средняя
370
350
330

Низкая
220
200
180

 
Определяют численность населения по зонам застройки, на которые 
разбивают всю газоснабжаемую территорию проектируемого района города. 
При этом считают газовую нагрузку для каждой зоны равномерно 
распределенной, но отличающейся для отдельных зон значениями удельных 
часовых расходов, отнесенных к единице площади. В качестве критерия 
для разделения по зонам должна быть принята степень использования 
газа в жилых домах. Тогда можно считать, что каждая зона застройки 
включает кварталы одинаковой этажности. 
 

Численность населения в квартале Nкв, чел., рассчитывают по формуле 

k
кв
кв
a
F
N
⋅
=
. 

Тогда численность населения в зоне застройки Nзон, чел., будет 

∑
=
=

1

1

)
(
n

i

i
кв
зон
N
N
,

где i =1, 2, …, n1; n – количество кварталов одинаковой этажности в рассматриваемой 
зоне застройки. 
Определяем площадь 
район
F
 проектируемого района города: 

( )
∑
=
=

2

1

n

j

j
кв
район
F
F
,

где 
( )j
кв
F
 – площадь отдельной зоны; n – количество зон застройки в проектируемом 
районе. 

1.1. Расчет характеристик газового топлива 

Теплота сгорания (высшая или низшая) сухого газообразного топлива 
(газа) определяется по формуле 

,
100
/)
...
(
2
2
1
1
к
к
н
х
Q
х
Q
х
Q
Q
⋅
+
+
⋅
+
⋅
=

где Qн – теплота сгорания сухого газа, кДж/ м3; Q1, Q2,…, Qк – теплота сгорания 
компонентов, составляющих газообразное топливо, кДж/ м3 [3];     
x1, x2 ,…, xк – объемные доли компонентов, составляющих газообразное 
топливо, %. 
Плотность сухого газа определяют как сумму произведений плотностей 
компонентов, составляющих газообразное топливо, на их объемные 
доли 

,
100
/)
...
(
2
2
1
1
к
к х
х
х
⋅
+
+
⋅
+
⋅
=
ρ
ρ
ρ
ρ
 

где ρ – плотность сухого газа, кг/ м3; ρ1, ρ2,…, ρк – плотности компонентов, 
кг/ м3. 

2. РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА 
 
Городские потребители расходуют газ неравномерно. Для выявления 
особенностей неравномерности расхода газа городские потребители 
условно подразделяются на следующие основные категории: 
1) 
бытовые (приготовление пищи и нагревание воды в квартирах 
жилых домов); 
2) 
коммунально-бытовые (бани, прачечные, хлебозаводы, общественные, 
лечебные и пр.); 
3) 
отопление, вентиляцию и централизованное ГВС жилых, общественных 
и производственных зданий; 
4) 
потребление газа электростанциями для выработки электроэнергии, 
горячей воды и пара. 
Расход газа определяют отдельно для каждого потребителя. 
 
2.1. Расчет годового потребления природного газа  
коммунально-бытовыми потребителями 
 
Расчет годового потребления природного газа в квартирах, м3/год,   
производится с учетом степени охвата населения газоснабжением и типа 
потребителя по формуле 

Qк = Ук∙N∙(qк 1 z1 + qк 2  z2 + qк 3  z3) / Qн , 

где Ук – степень охвата населения газоснабжением; N – общая численность 
населения, чел.; z1, z2, z3 –доля населения, проживающая в квартирах, 
имеющая соответственно: централизованное горячее водоснабжение; 
газовый водонагреватель; централизованное горячее водоснабжение и газовый 
водонагреватель; qк1, qк2 ,qк3 – нормы расхода тепла для нужд газоснабжения 
различными потребителями, МДж/чел.·год. 
Сумма долей 
z1 + z2 + z3 = 1. 
Нормы расхода тепла для нужд газоснабжения различными потребителями, 
МДж/чел.·год, принимаются по данным работы [1].  
Годовой расход газа на прачечные, м3/год, определяется по формуле 

Qп = Нб∙Ук-б∙N∙qп∙zп / Qн ,  

где Нб =(100 –140) – норма накопления белья, т/год на 1000 жителей; zп –  
степень охвата населения прачечными, zп =0,2–0,4; Ук-б – степень охвата  
коммунально-бытовых объектов газоснабжением, Ук-б=0,7; qп – норма расхода 

тепла для нужд газоснабжения прачечными, МДж/т сухого белья, принимается 
согласно работе [1]. 
Годовой расход природного газа, м3/год, банным предприятием 

Qб = 52∙Ук-б∙N∙qб∙zб / Qн, 

где 52 – количество помывок в год, пом./год; zб – степень охвата населения 
банями, zб = 0,2–0,4; 
б
q – норма расхода теплоты на одну помывку, 
МДж/помывку, принимается согласно работе [1]. 
Годовой расход природного газа, м3/год, учреждениями здравоохранения  


Qу.з = К∙Ук-б∙N∙qу.з / Qн 

где К – количество коек на 1000 жителей; К=12 коек; qу.з – норма расхода 
теплоты учреждениями здравоохранения, принимается согласно работе[1]. 
Годовой расход природного газа, м3/год, предприятиями общественного 
питания определяется по формуле 

Qс = 360∙Ук-б∙N∙qс∙zс / Qн,, 

где zс – степень охвата столовых и ресторанов газоснабжением, zс=0,2–0,3; 
qс – норма расхода теплоты на приготовление обеда и завтрака (или 
ужина), принимается согласно работе [1]. 
Годовой расход природного газа хлебозаводом (пекарней) 

Qх = 365∙Ук-б∙N∙qх∙Х / Qн, 

где 365 – количество суток в году, сут; qх – норма расхода теплоты на выпечку 
хлеба различных сортов, принимается согласно работе [1]; 
Х – ежедневная норма хлеба на 1000 жителей, Х=0,6–0,8 т. 
Годовые расходы газа, м3/год, на нужды предприятий торговли 
предприятий бытового обслуживания населения (ателье, мастерские, парикмахерские, 
магазины и т. д.) принимают в размере 5% от годового расхода 
газа, приходящегося на жилые дома. 

Qт = 0,05∙Qк. 

Суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовое потребление, 
м3/год, определяется по формуле 

Qк-б = Qк + Qб + Qп +Qс + Qу.з + Qх + Qт. 

Число потребителей природного газа по районам города выявляют 
на основе анализа их населенности, этажности застройки и ее основных 

характеристик, числа и характеристики предприятий и учреждений городского 
хозяйства, наличия централизованного горячего водоснабжения, характеристики 
отопительных систем, топливного и теплового баланса города.  

2.2. Расход природного газа на отопление, вентиляцию и горячее 
водоснабжение жилых и общественных зданий 

Годовой расход газа, м3 / год, на отопление и вентиляцию жилых и 
общественных зданий 

н
РВ
ВН

СРО
ВН

РО
ВН

СРО
ВН
ОВ
Q
n
qF
t
t
t
t
k
Zk
t
t
t
t
k
Q
η

0
1
]
)
1(
24
[
⋅
−
−
+
−
−
+
=
,       

где 
СРО
РВ
РО
ВН
t
t
t
t
,
,
,
– температура соответственно внутреннего воздуха 

отопляемых помещений здания; расчетная наружного воздуха для проектирования 
систем отопления и вентиляции; средняя температура наружного 
воздуха за отопительный период; k, k1 – коэффициенты, учитывающие 
расходы теплоты на отопление и вентиляцию общественных зданий, 
можно принять k1 = 0,25; k = 0,4; Z – среднее число часов работы системы 
вентиляции общественных зданий в течение суток, можно принять Z = 16 ч; 
nO – продолжительность отопительного периода, сут; F – жилая площадь 
отопительных зданий, м2; η – КПД отопительной системы, для котельных 
η = 0,8...0,85, для отопительных печей η = 0,70...0,75; q – укрупненный 
показатель максимального часового расхода теплоты на отопление 
жилых зданий, кДж/ч∙м2, принимается согласно работе [1]. 
Годовой расход газа, м3 / год, на централизованное горячее водоснабжение 
от котельных 

н

1
]
60
60
)
350
(
[
24
Q
t
t
n
n
N
q
Q

ГВ
ХЗ

ХЛ
O
O
ГВ
ГВ
⋅
−
−
−
+
=
η
β
, 

где 
ГВ
q  – укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее 
водоснабжение, кДж/ч·чел. (с учетом общественных зданий района); N  – 
число жителей, пользующихся горячим водоснабжением; β  – коэффициент, 
учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период (можно 
принять 0,8); 
ХЛ
ХЗ t
t
,
 – температура воды в отопительный и летний периоды, 
можно принять tХЗ = 5 °С; tХЛ = 15 °С; ηГВ – КПД котельной, можно 
принять ηГВ = 0,80 – 0,85.   

Суммарный годовой расход газа, м3 /год, на отопление, вентиляцию и 
горячее водоснабжение  

Qсум = QОВ + QГВ.

2.3. Определение расчетных часовых расходов газа 

Часовой расход газа на коммунально-бытовые нужды определяют 
как долю суммарного годового расхода на эти нужды из выражения 

год
б
к
б
к
ч
б
к
Q
К
Q
−
−
−
⋅
=
max
, 

где 
ч
б
к
Q −  – часовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды 
(без отопления), м3/ч; 
год
б
к
Q −  – годовой расход газа на бытовые и коммунально-
бытовые нужды, м3/год; 
max
б
к
К − – коэффициент часового максимума (переход 
от годового расхода газа к максимальному часовому расходу). 
Значения коэффициентов часового максимума Км на бытовые нужды 
(без отопления) в зависимости от числа жителей, снабжаемых газом, приведены 
в работе [4]. 
Средний часовой расход газа на отопление находится путем деления 
годового расхода газа на число часов использования котельной, которое 
определяем по формуле 

n
Q
Q
ОВ
ч
ОВ =
, 

где n – число часов использования котельной, ч, 

(
)
(
)
РО
ВН

СРО
ВН
от
t
t
t
t
n
n
−
−
⋅
= 24
, 

здесь nо – отопительный период, дней. 
Результаты расчета часовых расходов газа заносятся в табл. 2.1. 

Таблица 2.1 

Результаты расчета часового расхода газа 

, 

Назначение 

расходуемого газа

Годовой расход 
газа Q, м3/год

Коэффициент часового 
максимума Км

Часовой расход 

газа Q, м3/ч

Квартиры 
Расход газа больницами 
и поликлиниками
– 

Бани
1/2700

Прачечные
1/2900

Хлебозавод
1/6000

Предприятия общественного 
питания
1/2000 

Котельная
–

Итого: ∑
=
ч
район
Q

Часовой расход газа на централизованное ГВС 

к
н

ч
ср
в
г
ч
в
г
Q

q
Q
η
⋅

⋅
=
.
.
.
2,2
, 

где 

ч
ср
в
гq
.
.
– среднечасовой расход тепла на ГВС, кДж/ч, 

N
q
q
гв
ч
ср
в
г
⋅
=
.
.
,
здесь 
в
гq . – укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на ГВС 

на 1 жителя, кДж/(ч·чел.); 
к
η  – КПД котельной; N – число жителей, пользующихся 
централизованным ГВС. 
Максимальный часовой расход тепла на централизованное ГВС 

(
)
ч
ср
в
г
мах
в
г
q
q
.
.
.
4,2
2
⋅
−
=
. 

Часовой расход газа на котельную в целом 

ч
в
г
ч
ов
ч
кот
Q
Q
Q
.
+
=
.

Общий часовой расход газа для нужд района города 

ч
кот
ч
б
к
ч
район
Q
Q
Q
+
=
−
; 

ч
больницы
ч
хлеб
ч
прач
ч
бан
ч
пит
общ
ч
к
ч
б
к
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
+
+
+
+
+
=
−
.
 .

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДА  
И ТРАССИРОВКА ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ 
 
Гидравлический расчет кольцевого газопровода с тупиковыми ответвлениями 
производится согласно рекомендациям [1].  
Исходные данные для расчета: 
1. Длина участков газопровода. 
2. Удельный путевой расход в квартале. 
3. Схема газопровода. 
Трассы газопроводов проектируются из условия минимальной протяженности 
сети. При этом газопроводы высокого давления стараются 
прокладывать по окраинам города, где небольшая плотность населения и 
меньшее число подземных сооружений.  
Сети низкого давления состоят из уличных распределительных газопроводов, 
абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию, и внутридомовых 
газопроводов, которые распределяют газ между отдельными 
приборами здания. Плотность распределительных газопроводов принимают 
такой, чтобы длина абонентских ответвлений до ввода в здания была 
50–100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, 
а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к 
распределительным газопроводам.  
Для повышения надежности сети низкого давления кольцуют. В сетях 
низкого давления целесообразно кольцевать только распределительные газопроводы, 
а второстепенные (абонентские ответвления) выполнять тупиковыми 
разветвленными. Газопроводы по главным проездам не прокладывают.  
Число газорегуляторных пунктов (ГРП) определяют технико-
экономическим расчетом. ГРП располагают в центрах зон, которые они 
питают. Зона действия одного ГРП не должна перекрываться зоной действия 
другого ГРП. Точки встречи потоков газа в системе с несколькими 
ГРП назначаются на границе зон соседних ГРП.  
При проектировании многоступенчатых систем газоснабжения возникает 
вопрос об экономически оптимальном радиусе действия ГРП Rопт .  
С увеличением числа ГРП уменьшается стоимость сети низкого давления, 
но повышается общая стоимость ГРП, а также стоимость сети среднего 
(высокого) давления, которая питает ГРП. 
Наиболее экономичным считается Rопт = 400–800 м.  
Оптимальная пропускная способность (нагрузка) одного ГРП 
 

5000
/
2
R
e
а
Q
к
опт
⋅
⋅
=
, 
где ак – плотность населения на 1 га площади застройки, чел./га; е – удельный 
расход газа на 1 человека для потребителей, присоединяемых к сети низкого 
давления, м3/(ч·чел.). 
Тогда количество ГРП определяется 

опт

ч
б
к
Q
Q
n
−
=
.