VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В наше время широко распространена проблема перенаселения городов. Данная проблема несет за собой множество отрицательных факторов, таких как: концентрирование всех видов загрязненности городского пространства, нехватка рабочих мест, увеличение социальных контрастов внутри городов, сокращение среднего уровня зарплат (а в связи с этим и сокращение среднего класса), транспортных коллапс городов.

В связи с этим население крупных мегаполисов, да и средних городов все больше заинтересовано мыслью жизни в более “личной” организации пространства, т.е. в субурбанизации (в переезде в частные коттеджи, вынесенные за пределы городской зоны и удаленные от автомобильных дорог). И действительно, если пронаблюдать тенденцию застройки в современном мире, то все большую нишу занимает строительство частных зданий, коттеджей, оборудованных не как “домики выходного дня” или летние домики, но как место постоянного проживания. И если выбор расположения, внешнего вида и конструктивных особенностей – это личное дело каждого владельца, то возведение инженерных сетей для здания коттеджного типа подчинено достаточно жестким нормам и правилам, игнорировать которые невозможно. И для владельцев капитального загородного коттеджа, всерьез планирующих переселиться на лоно природы, обустройство системы газоснабжения - одна из ключевых задач.

Сама газораспределительная система состоит из газораспределительных станций (ГРС), газовых сетей высокого, среднего и низкого давления, газорегуляторных пунктов и установок (ГРП, ГРУ и т.д.), и предназначены для транспортировки и подачи газообразного топлива непосредственно потребителям, а именно: населению, коммунально-бытовым, промышленным и сельскохозяйственным потребителям. Эта система должна обеспечивать бесперебойную и безопасную подачу газа потребителям, отличаться простотой и удобством в эксплуатации и предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов для производства профилактических, ремонтных и аварийно-восстановительных работ.

Значительный рост добычи газа существенно изменил топливный баланс страны. Если в 1983 г. удельный вес газового топлива занимал в общем топливном балансе страны лишь 27%, то к 2007 году доля газа составляет более 70% всех видов потребляемого топлива. (Хотя сейчас и наблюдается тенденция к снижению потребления газа до 55%). Таким образом, мы можем заметить, что газовая промышленность является одной из наиболее динамичных, бурно развивающихся отраслей народного хозяйства. Кроме того, неоспоримые достоинства газа и наличие его колоссальных запасов создают условия для дальнейшего развития газовой промышленности страны.

Масштабы и темпы развития газовой промышленности и газораспределительных систем определяет добыча газа, по которой Россия занимает лидирующее место в мире. Развитие добычи газа обуславливается ростом газопотребления, который осуществляется, во-первых, путем увеличения объемов использования его в городах, уже газифицированных к настоящему времени, а во-вторых, за счет газификации новых городов и населенных пунктов, в том числе и частной застройки. Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ. Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции.

В числе главных направлений улучшения экологической обстановки городов, поселков и частного сектора – снижение потребления энергетических и иных ресурсов. Защита окружающей среды от вредных выбросов зависит от надежности и экономичности работы теплогенерирующих установок.

Кроме технологических задач решается ряд экологических:

- сокращение расхода продуктов сгорания за счет конденсации водяных паров;

- снижение теплового загрязнения атмосферы в результате снижения расхода и температуры уходящих газов;

- уменьшение парникового эффекта вследствие снижения выброса СО₂;

- сокращение негативного воздействия газодобывающих технологий на почву, растительность и водный бассейн эквивалентно сэкономленному топливу. Решение этих задач приводит к сокращению выброса токсичных веществ и платы за загрязнение атмосферного воздуха.

Для решения комплексной проблемы (энергосбережение и снижение вредных выбросов источниками энерготеплоснабжения) сформулированы и положены в основу следующие главные принципы:

- разработка правовых и нормативных документов, регулирующих взаимоотношения государственных органов, поставщиков, производителей и потребителей энергоресурсов в области энергосбережения;

- надзор и анализ эффективности использования энергоресурсов по всем видам ресурсов, на всех этапах добычи (поступления), транспорта (передачи) и потребления;

- рассмотрение целесообразности структурных изменений (оптимизация) управления отраслями с точки зрения энерго- и ресурсосбережения,

- обязательность учета энергоресурсов на всех этапах их производства, передачи и потребления;

- сочетание интересов производителей, продавцов и потребителей энергоресурсов;

- заинтересованность производителей и поставщиков энергоресурсов в эффективном их использовании;

- сертификация топливопотребляющего, энергопотребляющего, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, транспортных средств, а также энергетических ресурсов;

- анализ целесообразности использования сбросного тепла, выделяемого в технологическом цикле производства (ядерного, химического, энергетического);

- подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров;

• формирование энергосберегающего повышения потребителей энергоресурсов, в т.ч. населения (рекламная кампания).

Рост потребления газа в городах, сельской местности и частной застройке, а также масштабность распределительных систем ставят перед инженерами все новые задачи, связанные с развитием и реконструкцией существующих систем, повышением их надежности, необходимостью экономичного использования газа и защиты воздушного бассейна от загрязнений, снижению стоимости и металлоемкости систем газоснабжения. Решение этих проблем начинается еще на стадии проектирования, и продолжается в течение всего периода эксплуатации.

В ходе работы разработано газоснабжение жилого здания коттеджного типа. Производится прокладка сетей низкого давления. Источником газа является ГРПШ. От ГРПШ газ низкого давления поступает бытовым потребителям.

Схема газоснабжения на участках принята закольцованной. Основное преимущество таких газораспределительных сетей - повышенная надежность газоснабжения. Авария на любом участке сети не приводит к прекращению газоснабжения других потребителей.

Прокладка газопровода подземная – полиэтиленовыми трубами.

Полиэтиленовые трубы допускается прокладывать только под землей. Для подземной прокладки газопроводов применяют полиэтиленовые трубы с маркировкой «газ», изготовленные в соответствии с действующими техническими условиями.

Преимущества использования полиэтиленовых газопроводов:

• срок эксплуатации дольше, чем у металлических (гарантийный срок 50 лет);

• не требуют катодной защиты, и поэтому почти не нуждаются в обслуживании;

• не боятся контактов с водой и агрессивными средами;

• полиэтиленовые трубы в 2-4 раза легче стальных;

• отрезки при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов;

• на 20% меньше гидравлическое сопротивление по сравнению со стальными;

• стыковая сварка полиэтиленовых труб значительно дешевле, проще и занимает меньше времени;

• полиэтиленовый стык не требует никаких дополнительных расходных материалов (изоляции, электродов);

• высокая эластичность, а также гладкость внутренней поверхности;

• токсилогически и бактериологически полиэтиленовые трубы для газопроводов безопасны;

• полиэтиленовые трубы для газопроводов не относятся к категории опасных грузов

Недостатки использования полиэтиленовых газопроводов:

• полиэтиленовые трубы обладают меньшей механической прочностью, чем стальные (предел прочности при растяжении для полиэтиленовых труб 10…40 МПа)

• меньшей температуростойкостью. Температурный предел применимости полиэтиленовых труб составляет -40 ºС.

Диаметры газопроводов определены гидравлическим расчетом из условий бесперебойного и экономичного газоснабжения всех потребителей при максимально-допустимых перепадах давления.

Исходя из подсчитанных объёмов работ, заданного или нормативного срока строительства газовых сетей, выбираются и обосновываются наиболее эффективные методы поточно-индустриального производства строительных и монтажных работ, способствующие снижению себестоимости и трудоёмкости, повышению уровня механизации и улучшению качества работ. Прокладка газовой сети ведется индустриальным поточным методом с использованием комплексной механизации работ. Поточный метод выбирается из условия большой протяженности трассы.

Отопление частного дома предусматривается котлом. Использование централизованного отопления природным газом обуславливается рядом преимуществ, таких как:

• Большая теплотворная способность сырья и, соответственно, больший к.п.д.

• Менее агрессивная среда и, как следствие, увеличение ресурса работы оборудования котельной.

•Сравнительно невысокая стоимость газа.

• Экологичность. Низкий уровень выброса вредных веществ.

•Бесшумность работы газовых котлов.

• Отсутствие твердых продуктов сгорания. Экономия на их утилизации.

• Небольшое потребление электроэнергии. Затраты только на электророзжиг и работу электронной системы управления.

•Простота обслуживания.

• Автоматизация всех процессов управления и контроля.

Внутреннее газооборудование жилого дома включает в себя:

-газопровод-ввод, включая футляр через стену;

-термозапорный клапан;

-электромагнитный клапан;

-счетчик газа;

-газовая подводка с краном к котлу;

- опуск с краном к газовой плите.

С целью снижения выбросов вредных веществ в атмосферу проектом предусматриваются следующие мероприятия:

1. при эксплуатации системы газоснабжения производятся профилактические осмотры, текущие и капитальные ремонты, направленные на предупреждение утечек газа и возникновения источников воспламенения в местах возможного появления взрывоопасных газо-воздушных смесей;

2. в период неблагоприятных метеоусловий (туман, дымка, температурная инверсия) необходим усиленный контроль над работой КИП и автоматики технологических процессов. Важнейшим мероприятием для профилактики аварий является организация системы производственного экологического мониторинга.

Служба, которая будет вести наблюдение за состоянием газопровода, должна быть обеспечена необходимым транспортом, оборудованием и приборами контроля, позволяющими улавливать самые незначительные изменения как внутри трубопровода, так и в окружающей его среде. В числе главных направлений улучшения экологической обстановки городов, поселков и сохранения здоровья населения – снижение потребления энергетических и иных ресурсов. Защита окружающей среды от вредных выбросов зависит от надежности и экономичности работы теплогенерирующих установок. Кроме технологических задач решаются ряд экологических:

- сокращение расхода продуктов сгорания за счет конденсации водяных паров;

- снижение теплового загрязнения атмосферы в результате снижения расхода и температуры уходящих газов;

- уменьшение парникового эффекта вследствие снижения выброса СО₂;

- сокращение негативного воздействия газодобывающих технологий на почву, растительность и водный бассейн эквивалентно сэкономленному топливу. Решение этих задач приводит к сокращению выброса токсичных веществ и платы за загрязнение атмосферного воздуха. Для решения комплексной проблемы (энергосбережение и снижение вредных выбросов источниками энерготеплоснабжения) сформулированы и положены в основу следующие главные принципы:

- разработка правовых и нормативных документов, регулирующих взаимоотношения государственных органов, поставщиков, производителей и потребителей энергоресурсов в области энергосбережения;

- надзор и анализ эффективности использования энергоресурсов по всем видам ресурсов, на всех этапах добычи (поступления), транспорта (передачи) и потребления;

- рассмотрение целесообразности структурных изменении (оптимизация) управления отраслями с точки зрения энерго- и ресурсосбережения,

- обязательность учета энергоресурсов на всех этапах их производства, передачи и потребления;

- сочетание интересов производителей, продавцов и потребителей энергоресурсов;

- заинтересованность производителей и поставщиков энергоресурсов в эффективном их использовании;

- сертификация топливопотребляющего, энергопотребляющего, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, транспортных средств, а также энергетических ресурсов;

- анализ целесообразности использования сбросного тепла, выделяемого в технологическом цикле производства (ядерного, химического, энергетического);

- подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров;

-формирование энергосберегающего повышения потребителей энергоресурсов, в т.ч. населения (рекламная кампания).

Экономия энергоресурсов достигается как за счет автоматизации, упорядочения учета и контроля теплопотребления, так и за счет ухода от традиционных схем централизованного отопления и перехода, где это возможно, на автономное.

В наши дни усиливается интерес к энергоэкономичным, малогабаритным, хорошо регулируемым, отвечающим всем современным требованиям газовым котлам.

Список литературы:

СНиП 42-101-2002 “Газораспределительные системы”Б.А. Пермяков, А.Б. Пермяков “Энергосбережение в строительстве: ситуация, проблемы, рекомендации, перспективы” изд.2www.globaltrouble.ruwww.biysk.ruwww.ngpedia.ruwww.mingas.ru

Код для цитирования: Скопировать