Газораспределительный пункт и газопотребление

Оглавление
ОглавлениеОшибка! Закладка не определена.
_Toc313926964Введение…………………………………………………………………………………………………...3
1.Современное состояние систем газораспределения и газопотребления…………………………………………………………………………………………...8
2.Сравнительный анализ схем газораспределения
с применением ГРП, ШРП и ДРП………………………………………………………………………………………………………..10
3.Сравнительный анализ капитальных и эксплуатационных затрат……………………………………………………………………………………………………...18
Выводы……………………………………………………………………………………………………19 Список литературы………………………………………………………………………………………21

Газораспределительный пункт и газопотребление

Авторы[6] при расчете эффективности элементов ГРСт непосредственно у потребителей (внутридворовые и внутридомовые участки), показали, что оптимальное распределение перепадов давления в системе газоснабжения в первую очередь зависит от следующих факторов: - характер застройки; - плотность населения газоснабжаемой территории; - климатические условия эксплуатации ГССс; - оснащенность зданий газовыми приборами и оборудованием; - режимы потребления газа; - материал и способ прокладки газопроводов и др. При этом определяющую роль играют плотность населения и характер застройки населенных пунктов. Одним из важных аспектов при эксплуатации является оценка риска возникновения аварийной ситуации, в том числе при отказе от проведения мероприятий по диагностированиюобъектов ГРСт. В [7] установлены термины, определения и общие положения критерия риска при проектировании ГРСт и ГРСс. Применяемые методики анализа рисков опасных производственных объектов изложены в [8]. 2.Сравнительный анализ схем газораспределения с применением ГРП, ШРП и ДРПСтруктура, тенденции развития и направления повышения эффективности ГРСс и ГПСс изложены в [9]. ГРСс подразделяются по следующим признакам[10]: - виду газа (ПГ или СПГ); - числу ступеней регулирования давления газа (одноступенчатый и многоступенчатый); - принципу построения (кольцевые, тупиковые, смешанные). Выбор ГРСс диктуется следующими факторами [9]: - объем газопотребления; - структура газопотребления; - плотность газопотребления; - планировка поселений, в том числе размещение жилых и производственных зон; - местоположение и мощность существующих и проектируемых магистральных газопроводов, ГРС, ГНС и др. Для крупных и средних поселений (более 100000 жителей), как правило, используются многоступенчатые ГРСс. Для малых городов или отдельных жилых микрорайонов, а также сельских поселений, предпочтительными являются ГРСс среднего давления с ШРП у потребителя или группы потребителей. Практические методики расчета потребления газа и проектирования ГРСс в городах и сельской местности с учетом сезонной, суточной и часовой неравномерностью потребления предложены в [11]. В этих методиках используются и рассчитываются следующие параметры и критерии: - годовое потребление газа городом, районом, поселком, сельским населенным пунктом и др., как основа при разработке проекта газоснабжения; - среднегодовые нормы расхода тепла в зависимости от численности населения и процента охвата газоснабжением того или иного потребителя; - разбиение всех потребителей на категории с определением доли каждой категории в общем объеме газопотребления; - выделение потребителей, питающихся от сетей низкого, среднего и высокого давления; - режимы газопотребления всех категорий потребителей; - пропускная способность ГРСт и элементов систем с учетом пиковых, максимальных и часовых расходов газа в сетях различного давления; - коэффициент неравномерности потребления; - коэффициент часового максимума; - коэффициент одновременности работы (коэффициент неравномерности) для объектовых ГРСт; - соответствие мощности газопотребляющих приборов; - проектная населенность жилого фонда с учетом параметров благоустройства; - структура газопотребления сельской местности с учетом ее специфики по районам; - оптимальное число ГРП в городах и сельской местности и др.В работах [9, 12] отмечается, что специфической особенностью сельских населенных пунктов является небольшая плотность жилой застройки. Поэтому, при относительно небольших расходах газа, протяженность ГРСт может быть значительной. В связи с этим, для уменьшения капиталовложений в сети, целесообразно увеличивать долю газопроводов среднего давления с одновременным увеличением ГРП, преимущественно шкафного типа. Методы определения оптимального числа ГРП в городских условиях малоприемлемы для сельской местности и проектные организации вынуждены определять число ГРП для сельских населенных пунктов путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов ГРСт. Удельный максимальный поселковый расход газа на бытовые и коммунальные цели значительно выше, чем в городе. Централизованное теплоснабжение не нашло широкого применения и в жилых зданиях обычно используется параллельное подключение газовых плит и газовых котлов от одного ввода. Определение расчетных расходов газа производится с учетом коэффициентов одновременности. Одноступенчатые ГРСс низкого давления целесообразны в малых поселениях с компактной застройкой, расположенных вблизи источника газоснабжения. Между газопроводами различных категорий давления, входящих в ГРСт, как правило, устанавливаются ГРП (ГРУ). Принцип построения ГРСс выбирается в зависимости от характера планировки и плотности застройки поселения. Предпочтительными являются смешанные или кольцевые схемы ГРСс, т.к. они обеспечивают наиболее равномерный режим давления во всех точках отбора газа из распределительных газопроводов и имеют более высокую надежность по безотказности газоснабжения по сравнению с тупиковыми схемами. При газоснабжении СПГ более предпочтительными являются системы на базе резервуарных установок или станций регазификации. ГРСс с использованием групповых или индивидуальных баллонных установок СПГ целесообразно применять только в условиях, при которых резервуарные и регазификационные установки технически и экономически нецелесообразны. Анализ [13] показывает, что развитие газопотребления по существующим ГРСт происходит быстрее, чем развитие самих ГРСс. В этой связи большинству ГРСс приходится работать в нерасчетных условиях, что ведет к частым нарушениям режимов газоснабжения потребителей. Это проявляется в нестабильности гидравлических параметров (давление и расход газа) на входе в газоиспользующее оборудование. Как следствие, последнее работает в нерасчетном режиме, характеризующимся следующими отрицательными последствиями: - уменьшение коэффициента полезного действия; - увеличение содержания окиси углерода в продуктах сгорания, выбрасываемых в окружающую среду; - ухудшение температурного режима и, как следствие, снижение эффективности и срока службы оборудования и снижение условий комфортности потребителей. Для обеспечения стабильного давления газа перед приборами у потребителей, повышения пропускной способности существующих ГРСс, необходимо повышать давление в сетях, либо производить их реконструкцию путем прокладки дополнительных газопроводов среднего и высокого давления, что является более целесообразным способом повышения эффективности ГРСс. Применение таких систем позволяет снизить затраты средств, необходимых для развития ГРСт и решить задачу пульсаций давления газа перед газопотребляющим оборудованием. Основным элементом в данных схемах становится регулятор давления, располагаемый как в шкафной установке (ШРП), так и непосредственно у потребителя. Возможности применения рассмотренных схем газораспределения для теплоснабжения и других бытовых нужд городов и поселений, в том числе сельских, с различными плотностями застройки и высотности строительства, показано в таблице: №Тип застройкиТип ГРСтПотребитель Централизован. отоплениеКрышная котельнаяПоквартирное отоплениеДругое газоиспользующее оборудование1Многоэтажная застройка (более 5ти эт.)ГРСт СД+++-ГРСт НД---+2Малоэтажная застройка (до 5ти эт.включит.ГРСт СД+++-ГРСт НД---+3Частный секторГРСт СД----ГРСт НД--++Экономичность и надежность ГРСс существенно зависит от оптимального выбора расчетного перепада давления в газопроводах и его распределения по участкам газовой сети. Согласно нормативным рекомендациям [14], при проектировании и эксплуатации газопроводов следует придерживаться следующих значений параметров: - расчетный перепад давления в газопроводах от ГРП до самого удаленного газового прибора должен быть не более 1800Па; - распределение расчетного перепада давления между уличным, внутридворовыми (внутридомовыми) газопроводами принимается в пропорции 2:1. Данные рекомедации базируются на результатах технико-экономического анализа городских ГРСс с мощными ГРП и модульными (кольцевыми) сетями низкого давления [15]. Подобная трассировка газопровода специфична для существующих ГССс крупных населенных пунктов на базе мощных ГРП, расположенных, как правило, в отдельно стоящих зданиях. Предложенные здесь рекомедации не в полной мере учитывают: - специфику застройки поселений; - архитектурно-строительные и эксплуатационные особенности промышленных и жилых зданий поселений; - оснащенность зданий газопотребляющими приборами и режимы их эксплуатации; - способы прокладки и материал газопроводов. Кроме того, указанные рекомендации получены на базе устаревших технико-экономических и энерго-экономических показателей и требуют корректировки с учетом новых технических решений, нормативных документов, а также анализа рынка современных строительных материалов. В настоящее время одним из перспективных направлений развития ГССс и ГРСс является использование ШРП. Это ведет к качественному изменению структуры ГРСт. Ее характерной особенностью становятся раветвленные (кольцевые) сети среднего (высокого) давления в сочетании с короткими (тупиковыми) сетями низкого давления. Отсюда появляется необходимость оптимизации перепада давления между участками ГРСт в обобщенной форме с использованием различных моделей и схем ГРСт. В [16] для решения указанной задачи в качестве расчетной модели используются две модели застройки населенного пункта: - многорядная (поселок с компактной планировкой); - ленточная (поселок с разбросанной планировкой, с одно/двух рядным расположением зданий). Авторы [17], проводившие сравнительный анализ схем газоснабжения с применением ГРП и ШРП для жилой застройки, отмечают, что наиболее распространенной в настоящее время ГРСс является 2х ступенчатая, в которой газ среднего и высокого давления подается на ГРП, где его давление уменьшается до 3÷5кПа, после чего он поступает в газопроводы низкого давления. Специфика работы такой ГРСс заключается в том, что по сети среднего или высокого давления газ поступает к промышленным объектам, а по сети низкого давления – к коммунально-бытовым предприятиям и на бытовое потребление. По данным 2001г., из всего количества газа, отпускаемого и распределяемого через городские системы газораспределения, около 85% используется промышленными предприятиями, а на долю коммунально-бытового хозяйства и жилого фонда приходится 10÷12% (из них на долю населения - 3÷5%). Небольшой удельный вес бытовых потребителей в общем объеме потребления газа обуславливает его дефицит в зимнее время, особенно в период максимального газопотребления. Это обусловлено резким падением давления перед ГРП.Основные направления повышения эффективности и безопасности работы ГРСс изложены в [18]. Таковыми являются: - реконструкция ГРСс путем строительства технологических закольцовок; - внедрение высокотехнологичных способов строительства и реконструкции газопроводов, том числе методом горизонтально направленного бурения, а также протяжки и санации существующих газопроводов; - строительство газопроводов из полиэтиленовых труб; - применение высокачественных изоляционных покрытий для пассивной защиты газопроводов от химической коррозии; - внедрение отключающих устройств, в том числе шарового типа наземного и подземного исполнения; - реконструкция ГРП (ШРП) с установкой современного редуцирующего и предохранительного запорного оборудования; - использование современной приборной техники для определения технического состояния и герметичности газопроводов; - применение эластичных уплотнительных материалов для запорной арматуры, резьбовых и фланцевых соединений, стабильно сохраняющих свои характеристики в широком диапазоне (перепаде) температуры окружающей среды в течение всего нормативного срока эксплуатации; - диагностика подземных и наземных газопроводов. Для принятия технически грамотных и экономически обоснованных решений по производству вышеуказанных работ, необходим системный подход, основанный на оперативном мониторинге с получением, в том числе телеметрической информации по основным рабочим и докритическим параметрам работы объектов газораспределения. В настоящее время в качестве основного инструмента реализации оперативного мониторинга являются АСУ ТП ГР. Здесь следует выделить три основных направления: - АСУ ТП ГР УОРГ - с исполнительными механизмами перераспределения потоков (устройствами ограничения расхода газа); - АСУ ТП ЗЭХ – с системой защиты газопроводов от электрохимической коррозии; - АСУ ТП ГРП.