Газоснабжение населенного пункта

Вообще, неравномерность расходования газа отдельными потребителями определяется рядом факторов: климатическими условиями, укладом жизни населения, режимом  работы промпредприятии, и т. п. Все  факторы, влияющие на режим газопотребления  в городе, учесть невозможно. Только накопление достаточного количества статистических данных о потреблении газа различными потребителями может дать объективную  характеристику городу с точки зрения газопотребления.

Годовой график потребления газа городом  строят, учитывая среднестатистические данные потребления газа по месяцам года для различных категорий потребителей. Общий расход газа в течение года разбивается по месяцам. Расход газа для каждого месяца в общем газопотреблении определяется на основании следующего расчёта:

V_{i МЕС} = V_{i ГОД}*q_i / 100,                                       (19)

где q_i - доля данного месяца в общегодовом потреблении газа, %.

Доля годового расхода газа в  каждом месяце отопительно-вентиляционной нагрузки определяется по формуле:

g _iО.В =((t_В - t_СР.М)*n_М / å (t_В - t_СР.М )*n_М )/100,                      (20)

t_СР.М - среднемесячные температуры, (°С);

n_М - количество отопительных дней в месяце.

Расход газа в каждом месяце на горячее водоснабжение можно  считать равномерным. Этот расход газа определяет минимальную нагрузку котельной в летний период.

Определённые по формуле месячные расходы газа изображают на графике  годового потребления газа городом  в виде ординат, постоянных для данного  месяца. После построения всех ординат  для каждого месяца для всех категорий  потребителей производят построение общего годового расхода по месяцам. Этот осуществляется путём суммирования ординат всех потребителей в пределах каждого  месяца.

Бытовые потребители отличаются неравномерностью газопотребления по месяцам года, дням недели, часам суток.

Суммарный расход газа для данного  района распределяется по месяцам года в следующих долях.

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 – Расход газа по месяцам  года, % годового потребления

Потребитель	Месяц
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Квартиры жилых зданий	10,3	9,6	10	9,3	8,6	7	5	5,2	7	8,7	9,4	9,9
Столовые и рестораны	9,5	8,6	9,5	8,6	8,2	7,7	6,8	6,8	7,7	8,5	8,6	9,5
Хлебозаводы и пекарни	10,2	8,7	9,8	8,7	7,6	7,2	6,4	6,6	7,1	8,5	8,8	10,4
Бани	11,5	10,4	10	9,2	6,6	6,1	5,4	4,9	6,1	8,2	9,6	12
Прачечные	9,4	8,5	8,9	8,5	7,4	8	7,5	7,5	8,3	8,5	8,2	9,3

 

 

 

 

Таблица 7. –  Расход газа по месяцам в году

Потребитель	Месяц
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Квартиры жилых зданий, м3	50152	46744	48691	45283	41875	34084	24346	25319	34084	42361	45770	48204
Столовые и рестораны, м3	1271,03	1150,6	1271,03	1150,62	1097,1	1030,21	909,79	909,79	1030,21	1137,24	1150,62	1271,03
Хлебозаводы и пекарни, м3	6512,08	5554,42	6256,7	5554,42	4852,14	4596,76	4086,01	4213,69	4532,92	5426,73	5618,26	6639,76
Бани, м3	10580	9568	9200	8464	6072	5612	4968	4508	5612	7544	8832	11040
Прачечные, м3	3126,72	2827,355	2960,407	2827,355	2461,462	2661,04	2494,725	2494,725	2760,829	2827,355	2727,566	3093,459
Горячее водоснабжение, м3	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100	4452100
Отопление и вентиляция, м3	68006300	59729200	52986500	29878100	0	0	0	0	0	31917100	47643400	62373900
Котельная, м3	72530041,8	64247144	57506979	34393479	4508458	4500084	4488905	4489545	4500120	36428496	52159598	66896248
Итого, м3	72601683,6	64312988	57575358	34456758	4564816	4548068	4525710	4526990	4548140	36487792	52223696	66966496

 

 

Рис.1 – График годового газопотребления

 

4 Выбор  и обоснование системы газоснабжения

 

Системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений. На выбор системы газоснабжения города оказывает влияние ряд факторов. Это, прежде всего, размер газифицируемой территории, особенности ее планировки, плотность населения, число и характер потребителей газа, наличие естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек, дамб, оврагов, железнодорожных путей, подземных сооружений и т.п.). При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов и производят их технико-экономическое сравнение. Для строительства применяют наивыгоднейший вариант.

В зависимости от максимального  давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

• высокого давления 1 категории с давлением от 0,6 до 1,2 МПа;
• среднего давления от 5 кПа до 0.3 МПа;
• низкого давления до 5 кПа;

Газопроводы высокого и среднего давления служат для питания городских распределительных сетей среднего и низкого давления. По ним идет основная масса газа ко всем потребителям города. Эти газопроводы являются основными артериями, питающими город газом. Их выполняют в виде колец, полу колец иди лучей. Газ в газопроводы высокого и среднего давления подается от газораспределительных станций (ГРС).

Современные системы городских  газовых сетей имеют иерархическую  систему построения, которая увязывается  с приведённой выше классификацией газопроводов по давлению. Верхний  уровень составляют газопроводы  высокого давления первой и второй категории, нижний газопроводы низкого  давления. Давление газа при переходе с высокого уровня на более низкий постепенно снижается. Это осуществляется с помощью регуляторов давления, установленных на ГРП.

По числу ступеней давления, применяемых  в городских газовых сетях, они  подразделяются на:

• двухступенчатые, состоящие из сетей высокого или среднего давления и низкого давления;
• трёхступенчатые, включающие газопроводы высокого, среднего и низкого давления;
• многоступенчатые, в которых газ подаётся по газопроводам высокого (1 и 2 категорий) давления, среднего и низкого давления.

Выбор системы газоснабжения в  городе зависит от характера потребителей газа, которым нужен газ соответствующего давления, а также от протяженности  и нагрузки газопроводов. Чем разнообразнее  потребители газа и чем большую  протяженность и нагрузку имеют  газопроводы, тем сложнее будет  система газоснабжения.

В большинстве случаев для городов  с населением до 500 тысяч человек  наиболее экономически целесообразной является двухступенчатая система. Для больших городов с населением более 1000000 человек и наличием крупных  промпредприятии предпочтительной является трёх или многоступенчатая системы.

Трассы  газопроводов проектируют из условия  минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких  давлений стараются прокладывать по окраинным районам 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  внутри здания. Плотность распределительных  газопроводов принимают такой, чтобы  длина абонентских ответвлений до вводов 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 газоснабжения сети кольцуют. В сетях низкого давления целесообразно  кольцевать только распределительные  газопроводы, а второстепенные (абонентские  ответвления) выполнять тупиковыми разветвленными.

При трассировке  сетей низкого давления необходимо на генплане определить главный проезд района. Затем, учитывая, что газопроводы  по главным проездам не прокладывают, по соседним параллельным проездам (через  один) наметить трассы газопроводов. Точно  также наметить трассы и в перпендикулярном к главному проезду направлении. После анализа лишние трассы газопроводов убирают.

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 назначают  на границе зон соседних ГРП.

 

 

4.1 Определение  оптимального числа ГРП

 

Газораспределительные станции стоят  во главе систем газоснабжения. Через  них идёт питание кольцевых газопроводов высокого или среднего давления. К  ГРС газ поступает из магистральных  газопроводов под давлением 6…7 МПа. На ГРС давление газа снижается до высокого или среднего. Кроме того, на ГРС газ приобретает специфический запах. Его одоризируют. Здесь газ также подвергается дополнительной очистке от механических примесей и подсушивается.

Выбор оптимального числа ГРС для  города является одним из важнейших вопросов. С увеличением числа ГРС уменьшаются нагрузки и радиус действия городских магистралей, что приводит к уменьшению их диаметров и снижению затрат на металл. Однако увеличение числа ГРС увеличивает затраты на их сооружение и строительство магистральных газопроводов, подводящих газ к ГРС, увеличиваются эксплуатационные расходы за счет содержания обслуживающего персонала ГРС.

При определении числа ГРС можно  ориентироваться на следующее:

• для небольших городов и посёлков с населением до 100…120 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с одной ГРС;
• для городов с населением 200…300 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с двумя и тремя ГРС;
• для городов с населением более 300 тысяч человек наиболее экономичными являются системы с тремя ГРС.

ГРС, как правило, располагаются  за городской чертой. Если число  ГРС более одной, то они располагаются  с разных сторон города. ГРС соединяются, как правило, двумя нитками газопроводов, что обеспечивает более высокую надёжность газоснабжения города. Очень крупные потребители газа (ТЭЦ, промпредприятия, металлургические заводы и т. п.) питаются непосредственно от ГРС.

Газорегуляторные пункты стоят  во главе распределительных газовых  сетей низкого давления, питающих газом жилые дома. Оптимальное  число ГРП определяется из соотношения:

                                    (21)

где V_час - часовой расход газа на жилые дома, м³/ч.;

V_опт - оптимальный расход газа через ГРП, м³/ч.

Для определения V_опт  необходимо вначале определить оптимальный радиус действия ГРП, который должен находиться в пределах 400…800 метров. Этот радиус определяется по формуле:

                    (22)

Где ∆P - расчетный перепад давления в сетях низкого давления (1000…1800 Па);

j- коэффициент плотностей сетей низкого давления, 1/м;

                           (23)

m - плотность населения по району действия ГРП, чел/га;

e - удельный часовой расход газа на одного человека, м³/чел.ч., который задаётся или вычисляется, если известно количество жителей (N), потребляющих газ, и известно количество газа (V), потребляемого ими в час:

                                           (24)

Оптимальный расход газа через ГРП  определяется из соотношения: