Системы газоснабжения городов

Система газоснабжения города должна обеспечивать; надежную и бесперебойную подачу газа с заданным давлением, удобство и безопасность эксплуатации, возможность аварийных переключений; кр же того, она должна быть экономична при эксплуатации. В проекте системы газоснабжения учитывают: характер планировки и плотность застройки города, территориальное размещение и размеры нагрузок потребителей газа, насыщенность уличных проездов инженерными коммуникациями, климатические и геологические условия. Выбор лучшего варианта системы в каждом конкретном случае должен быть осуществлен технико-экономическим сопоставлением нескольких конкурентоспособных вариантов по основным показателям — надежности, технологичности и экономичности.

Технологичность системы газоснабжения оценивается способностью снабжения потребителей газом в требуемых количествах и при давлениях, обеспечивающих оптимальные технологические режимы его использования.

Общим критерием целесообразности выбора проектного решения является минимум приведенных годовых расходов, руб./год,

где Э — эксплуатационные расходы, руб./год; К — капиталовложения, руб.; Ток — срок окупаемости, годы.

Капиталовложения складываются из стоимости материалов и оборудования и стоимости строительно-монтажных работ. В газовом хозяйстве большую часть капитальных затрат составляет стоимость газопроводов (75—85%), в основном за счет металло- вложений в них. Эксплуатационные расходы включают в себя амортизационные отчисления и затраты на обслуживание и текущий ремонт системы газоснабжения. Эксплуатационные расходы зависят главным образом от протяженности газопроводов. Срок окупаемости капиталовложений в системы газоснабжения принимается в пределах 5—8 лет.

Самой простой системой газоснабжения является одноступенчатая (см. рис. IV. 1, а) с одним ГРП, которая может быть тупиковой, кольцевой и смешанной. Кольцевые сети надежнее тупиковых, так как обеспечивают более равномерное распределение давления газа и возможность аварийных переключений. Однако кольцевые сети более дороги, чем тупиковые, так как имеют большую протяженность.

В городах с большим количеством потребителей, размещенных на значительной территории, применение одноступенчатой системы приводит к излишнему увеличению диаметров газопроводов и неравномерному распределению давления газа в них. В таких городах более рациональны двухступенчатые системы. В этом случае (см. рис. IV. 1, б) газ от ГРС по сетям среднего или высокого давления подается к рассредоточенным по территории города ГРП и отдельным крупным потребителям. Со сниженным в ГРП давлением газ по сетям низкого давления подается основной массе бытовых и коммунально-бытовых потребителей.

По данным ГипроНИИгаза (Саратов) двухступенчатые системы, в которых первая ступень распределения представлена газопроводами высокого давления (до 6 кгс/см2), по металле- и капиталовложениям на 20—25% экономичнее систем с первой ступенью из газопроводов среднего давления [18]. За счет широкого диапазона давлений в первой ступени такие сети позволяют отказаться от сложных трех- и многоступенчатых систем.

Системы с верхней ступенью распределения из газопроводов высокого давления являются более надежными, так как обладают на 50—55% большей аккумулирующей способностью, чем газопроводы среднего давления. Поэтому в городах с уличными проездами, позволяющими разместить в них газопроводы высокого давления, целесообразны двухступенчатые системы с первой ступенью из газопроводов высокого давления.

В крупных городах с большим количеством промышленных потребителей газа, размещенных часто в жилых массивах, предусматриваются трех- и многоступенчатые системы распределения газа.

При разработке систем газоснабжения немаловажным является вопрос рационального подключения сосредоточенных потребителей к сетям высокой или низкой ступени давления. Подключение большого числа сосредоточенных потребителей сравнительно небольших количеств газа к сетям высокой ступени приводит к увеличению разветвленности их и необходимости сооружения дополнительных ГРП у потребителей. Подключение же сосредоточенных потребителей к газопроводам низкого давления требует для сохранения заданных перепадов давления в газопроводах значительного увеличения диаметров.

Обычно мелких потребителей подключают к сетям низкого, а крупных — к сетям высокого или среднего давления. Однако четкую границу между мелким и крупным потребителем установить трудно, так как один и тот же потребитель для газопровода низкого давления большого диаметра будет мелким, а для газопровода небольшого диаметра — крупным. Большое значение также имеет и месторасположение потребителя относительно газопроводов высокой и низкой ступени давления.

При выборе оптимального варианта подключения сосредоточенного потребителя к близко расположенному газопроводу низкого давления или к далее расположенному газопроводу высокого или среднего давления ГипроНИИгаз (Саратов) рекомендует исходить из сравнения затрат в обоих случаях (18). Барианты будут примерно равноценны, когда выполняется равенство

где Кп, д — затраты на увеличение диаметров распределительных сетей низкого давления; Когв — затраты на сооружение дополнительного ответвления для подключения к сети высокого или среднего давления; ЯГРП — затраты на сооружение дополнительного ГРП при подключении к сети высокого или среднего давления.

Если это отношение меньше единицы, целесообразен вариант подключения к сетям низкого давления, если больше единицы — экономичнее вариант подключения к сети высокого или среднего давления.

Ориентировочные сосредоточенные нагрузки и соответствующие им диаметры газопроводов низкого давления, при которых целесообразно производить вышеуказанной сравнение вариантов, приведены ниже.

Газопровод низкого давления

Сосредоточенная нагрузка, м’/ч

С большими исходными нагрузками (?>^300 мм) Со средними нагрузками (D = 150-f-200 мм) . . С малыми нагрузками (Z) = 50-М00 мм) . . . .

  • 300—500
  • 100—200
  • 50-70

В ряде случаев при выборе наилучшего варианта подключения должны быть приняты во внимание и такие факторы, как технологичность, надежность, условия эксплуатации газового хозяйства

IV.2. Элемент кольцевой сетп

Рис. IV.2. Элемент кольцевой сетп.

V.3. Зависимость металлоемкости т кольца от распределения транзитного расхода газа ио иолукольцам

Рис. 1V.3. Зависимость металлоемкости т кольца от распределения транзитного расхода газа ио иолукольцам.

и др. По данным Е. И. Берхмапа [3|, из общей длины городских газовых сетей обычно от 70 до 80% составляют газопроводы низкого давления и только 20—30% — среднего и высокого.

Обычно проектные организации, руководствуясь принципом надежности, отдают предпочтение кольцевым схемам низкого давления, а не разветвленным тупиковым. Из тех же соображений в каждом кольце транзитные нагрузки стремятся распределить равномерно по обоим полукольцам (рис. IV.2), т. е.

Но при этом кольцо имеет максимальную металлоемкость, а минимальная металлоемкость достигается пропуском всего газа по одному из полуколец (рис. IV.3). Следовательно, экономичнее через одно полукольцо обеспечить газом только подключенных к нему потребителей, а через другое полукольцо подать газ в количестве, обеспечивающем и подключенных к нему потребителей, и потребителей, находящихся за кольцом, расход газа лля которых будет на этом полукольце транзитным. Выделением в последующих кольцах участков для транзитных расходов можно получить наиболее экономичную сеть с главными направлениями транзитных потоков газа. По таким главным закольцованным транзитным магистралям за счет питающих их ГРП можно осуществить перераспределение основных потоков газа в зависимости от сложившейся ситуации, например при аварии или ремонте на отдельных участках сети. В то же время ответвления от основных колец, несущие небольшие нагрузки для ограниченного числа потребителей газа, вполне допустимо не кольцевать.

?.Таким образом, рациональной структурой городских газовых сетей низкого давления следует считать структуру в виде совокупности закольцованной сети главных направлений потоков газа и тупиковой сети ответвлений. При этом главные направления, соединяющие отдельные ГРП, целесообразно выполнять по возможности одним сечением, не «создавая на этих направлениях телескопических газопроводов. Телескопическая структура затрудняет перераспределение потоков и превращает зоны действия отдельных ГРП в изолированные системы, гидравлически мало связанные между собой, что снижает надежность всей системы.

Ответвления же от главных направлений целесообразно строить по телескопической схеме. При микрорайонированной застройке целесообразно за счет ответвлений от основной кольцевой сети часть уличных распределительных газопроводов переместить на внутриквартальную территорию. Этим достигается сокращение протяженности домовых вводов и уменьшение гидравлических потерь напора в них. За счет сокращения протяженности тонкостенных вводов небольшого сечения уменьшается опасность коррозионных разрушений труб. В период строительства и ремонтов снятие дорожных покрытий внутриквартальной территории обходится дешевле снятия более совершенных покрытий уличных проездов.

Надежность и экономичность системы газоснабжения в значительной степени зависят от числа ГРС, питающих высокую ступень распределения газа. С увеличением числа ГРС уменьшается радиус действия каждой из них, следовательно, уменьшаются металло- и капиталовложения в сеть высокой ступени давления. Одновременно большее число ГРС повышает надежность системы за счет питания ее с нескольких направлений. Некоторое увеличение протяженности отводов от магистрального газопровода к дополнительным ГРС компенсируется снижением металловло- жений в городскую распределительную сеть высокого давления.

ГипроНЙИгаз рекомендует предусматривать при численности населения 100—120 тыс. чел.— 1 ГРС, 200—300 — 2, 300—500 — 3. Естественно, что эти рекомендации являются ориентировочными п наиболее рациональная система газоснабжения, как отмечалось выше, выбирается технико-экономическим сопоставлением нескольких вариантов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >