CC BY
14УДК 62:330
Н.В. Кузнецова
ОПЫТ ОПТИМИЗАЦИИ СХЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ МАЛЫХ НАСЕЛЕНННЫХ ПУНКТОВ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ С РАЗНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
В статье рассмотрены вопросы оптимизации систем газоснабжения малых населенных пунктов. На основе проектов газоснабжения трех населенных пунктов Владимирской области бът проведен анализ двух вариантов системы газоснабжения (централизованной и децентрализованной) и выбран оптимальный для каждого из трех пунктов.
Ключевые слова: задачи оптимизации, централизованная система газоснабжения, децентрализованная система газоснабжения, оптимальные режимы давления.
В связи с расширяющейся газификацией страны большой интерес представляют вопросы оптимизации систем газоснабжения малых населённых пунктов (пункты до 1 тыс. человек) [6], так как в настоящее время в сельских районах страны строительство малоэтажных, малоквартирных и усадебных зданий осуществляется в широких масштабах. Это обстоятельство требует разработки и внедрения прогрессивных систем инженерного оборудования, обеспечивающих необходимый уровень благоустройства квартир и санитарно-гигиенических условий жизни населения. При разработке газораспределительных систем проектировщик неизбежно сталкивается с необходимостью сочетания двух противоречивых требований: обеспечить минимальную в данных условиях стоимость этой системы и обеспечить возможности ее функционирования в реальных условиях, которые могут не совпадать с исходными данными, закладываемыми в проект. Для выполнения первого требования необходимо, чтобы в системе не было избыточности, и наоборот, второе предполагает обеспечение определенных резервов. Вопросу оптимизации распределительных систем газоснабжения населенных пунктов посвящено большое количество научных публикаций [2, 3, 5], в которых исследователи прибегают к искусственной расчетной модели. Многолетний опыт ведущих проектных и научно-исследовательских организаций показывает, что перенос закономерностей, полученных с помощью расчетной модели, на реальные газораспределительные сети обеспечивает достаточно хорошие результаты [3]. Но в то же время следует отметить, что аналитические зависимости, полученные авторами при целом ряде исходных предпосылок и допущений обуславливает существенную погрешность решения задачи.
Проблема оптимизации систем газоснабжения охватывает широкий комплекс взаимосвязанных вопросов, касающихся оптимального проектирования систем, управления режимами работы в процессе эксплуатации, выбора вида системы (децентрализованная на базе домовых регуляторов давления) или централизованная (на базе газорегуляторных пунктов) и многое другое. Важным резервом экономической эффективности газораспределительных сетей является применение децентрализованных систем газоснабжения. В данном случае подача газа потребителям осуществляется по газопроводам среднего [7] давления. Снижение давления газа перед подачей в здание производится в шкафных ГРП, оборудованных домовыми регуляторами давления. Главным препятствием широкому внедрению этих систем в прошлом столетии являлось отсутствие надежных конструкций шкафных ГРП домового типа. В настоящее время такие конструкции разработаны институтом «Гипрониигаз» и серийно выпускаются ОАО «Сигнал» на базе регуляторов РДГБ-6 и РДГК-10. За последние несколько лет проектной организацией ОАО «Газпром газораспределение Владимир» запроектированы 6 сельских населенных пунктов с децентрализованной системой. Решение о проектировании того или иного варианта для данного населенного пункта, к сожалению принимается без должного предварительного анализа. Необходимость в таком анализе давно уже назрела. Владимирская область насчитывает 2495 сельских населенных пунктов. Какой вариант более оптимален для села, деревни, гостиничного комплекса - на сегодняшний день остается открытым.
Первым объектом для исследования стала деревня Кижаны Камешковского района. Количество жилых домов в данной деревне на сегодняшний день составляет 56 штук. Отопительная площадь дома в среднем составляет 120 м2. В домах для установки были запроектированы котлы марки Бакси мощностью 18 кВт и четырехконфорочные плиты. Было выполнено два варианта проекта газоснабжения данно-
© Кузнецова Н.В., 2015.
Вестник магистратуры. 2015. № 4(43). Том I
ISSN 2223-4047
го пункта. Казалось бы очевидная финансовая выгода варианта с децентрализованной схемой не подтвердилось. Сметная стоимость варианта с домовыми ГРПШ оказалась дороже в среднем на 10%. Связано это в первую очередь с тем, что по технологическим причинам диаметр распределительного подземного газопровода не принимается ниже 50мм, вследствие чего диаметры среднего давления оказываются завышенными. Поэтому затраты на покупку и установку домовых ГРПШ перекрывают выгоду от разницы в диаметрах низкой и средней разводки. С учетом того, что стоимость обслуживания 1 км газопровода среднего давления в 1,5 раза дороже стоимости обслуживания 1 км газопровода низкого давления [4] можно сделать окончательные выводы: схема газоснабжения деревень (до 100 домов) на базе домовых регуляторов давления - более затратна, нежели централизованная. Но проблема оптимизации не сводится только к вопросу снижения стоимости. Вторая, не менее важная задача заключается в обеспечении полного и надежного газоснабжения всех предусмотренных потребителей. Именно скоорденированное решение обеих задач позволяет сделать окончательный вывод об эффективности того или иного варианта. Как известно, надежная, безопасная и экономичная работа газовых приборов обеспечивается при давлении газа, близком к номинальной величине. При этом создаются наиболее благоприятные условия для сжигания газ. Горелки газовых приборов работают устойчиво, без отрыва и проскока пламени и обеспечивают необходимую полноту сгорания газа с максимальным КПД. Поскольку тепловая нагрузка установки при прочих равных условиях определяется давлением газа перед газоиспользующим прибором, режимы давления газа существенно влияют на эффективность его использования [1]. В этой связи, оптимизация давления перед газоиспользующими установками является важным резервом газосбережения и повышения общей экономической эффективности поселковых систем газоснабжения. В настоящее время зачастую на месте деревенских домов вырастают двухэтажные коттеджи с отопительной площадью 300400 м2, которые требуют установки мощных отопительных котлов. В результате потребление газа в каких-то точках возрастет, что в свою очередь нарушит гидравлику в централизованной схеме газоснабжения. Как следствие - заметное снижение КПД газоиспользующих установок, увеличение времени приготовления пищи и горячей воды, а также вероятность нарушения устойчивости горения. Здесь преимущество имеет децентрализованная схема: для газопроводов среднего давления такие перепады будут просто нечувствительны, а домовые ГРПШ - гарантия постоянного давления перед приборами. Такое явление, как застройка деревень коттеджами, может быть обусловлена несколькими факторами: близость к городу, наличие дорог с капитальным покрытием, природные особенности (наличие поблизости рек, озер, леса). С этой точки зрения деревня Кижаны, расположенная в живописном месте с подъездом с твердым покрытием, является перспективным объектом для коттеджной застройки. Исследуя все вышеизложенное, был сделан окончательный вывод: для данного объекта схема на базе домовых ГРПШ является более предпочтительной.
Вторым объектом исследования стал жилой комплекс Свято-Никольского подворья в с. Санино. Газ в данном случае подается для отопления и горячего водоснабжения 7 зданий разного назначения. Сметная стоимость варианта с домовыми ГРПШ оказалась также, как в предыдущем случае дороже, но уже в среднем на 50%. Кроме того количество потребления газа, рассчитанное конкретно на каждое здание уже со временем не увеличится, поэтому гидравлическая схема не пострадает. С учетом этих факторов в данном объекте схема с распределительным газопроводом низкого давления имеет явное преимущество.
Третьим населенным пунктом для изучения стало село Филипповское Киржачского района. В селе в настоящее время 382 жилых дома. Сметная стоимость строительных работ по газоснабжению данного населенного пункта в случае проекта с децентрализованной схемой газоснабжения в среднем оказалось ниже на 30% (1,5 миллиона рублей). Это объясняется тем, что газопроводы среднего давления несут в данном случае 100% нагрузки и поэтому уже оправдывают себя. Также с учетом такого фактора, как возможность застройки со временем села коттеджами большой площадью децентрализованная схема является для данного населенного пункта оптимальной.
Однако, несмотря на положительную теоретическую составляющую применения варианта с применением домовых ГРПШ необходим глубокий анализ практической работы таких систем.
Библиографический список
1. Ионин А.А. Газоснабжение. - М.: Стройиздат. - 1989. - 439 с.
2. Медведева О.Н., Обидина E.B. Технико-экономическая оптимизация перепадов давления тупиковых газовых сетей // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: Сб.научн.трудов. - Саратов: изд-во СГТУ. - 2008. - С. 78-85.
3. Курицын Б.Н., Медведева О.Н., Иванов A.A. Влияние давления газа на эффективность его использования // Приволжский научный журнал. - Н.Новгород: ННГАСУ. - 2009. - № 3 (11). - С. 65-69.
4. Горелов С.А., Гориянов Ю.А. Сооружение и реконструкция распределительных систем газоснабжения. М.: ООО «Недра-бизнесцентр». - 2002. - 294 с.
5. Курицын Б.Н., Медведева О.Н., Фролова O.A. Оптимизация поселковых систем газоснабжения на базе шкафных газорегуляторных установок // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: Материалы Международной научно-технической конференции. - М.: МГСУ. - 2005. - С. 268-272.
6. СНиП II-60-75** «Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов.
7. СниП 42-01-2002 Газораспределительные системы.
КУЗНЕЦОВА Наталья Владимировна - магистрант, Владимирский государственный университет.
