Осипова Н.Н.

Саратовский государственный технический университет

Снабжение потребителей сжиженным углеводородным газом на базе подземных резервуарных установок

В современной отечественной и зарубежной практике для газоснабжения индивидуальных жилых зданий усадебного или коттеджного типа все более широкое применение получают индивидуальные резервуарные установки. По сравнению с централизованным газоснабжением применение индивидуальных резервуарных установок имеет целый ряд преимуществ технико-экономического характера. Индивидуальные резервуарные установки, используя природное тепло окружающего грунтового массива, генерируют паровую фазу в объемах достаточных для покрытия расчетного газопотребления, включая использование газа на все бытовые и хозяйственные нужды здания. Указанные установки просты в монтаже, надежны и безопасны в эксплуатации. Они не требуют применение специальных теплообменников – испарителей для регазификации жидкой фазы СУГ, что существенно сокращает затраты в сооружение и эксплуатацию источников газоснабжения. Применение децентрализованных систем газоснабжения резко сокращает затраты в сооружение и эксплуатацию распределительных газовых сетей (требуется прокладка только дворовых и внутридомовых газопроводов).

Согласно рекомендациям /1/ выбор оптимального типоразмера подземного резервуара сжиженного газа для конкретного потребителя следует проводить в зависимости от объема его годового газопотребления (таблица 1).

В качестве целевой функции задачи примем удельные (на 1 квартиру) приведенные затраты в систему газоснабжения, которые описываются зависимостью /2/. Минимальные удельные приведенные затраты в систему централизованного газоснабжения соответствуют оптимальному значению квартир , подключаемых к групповой резервуарной установке и, в

Таблица 1

К выбору оптимального типоразмера подземного резервуара

Характеристика объекта газоснабжения	Годовое энергопотребление, , МВт/год	Рекомендуемый объем резервуара, Vр, м^3
Усадебные здания: газовые плиты и печи (котлы) непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания)	27,4	2,3
	16,8	1,7
Усадебные здания: газовые плиты, газовые печи периодического действия (существующий уровень теплозащиты здания)	49,03	3,0
	29,11	2,3
Коттеджные здания: газовые плиты, водонагреватели и газовые отопительные котлы непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания)	43,48	3,0
	24,92	2,3

Примечание: в числителе холодная климатическая зона, в знаменателе умеренно-теплая климатическая зона.

зависимости от типа газоснабжаемых зданий и уровня их инженерного сервиса, имеют следующий вид:

- двухрядная застройка населенного пункта:

газовые плиты, газовые печи периодического действия (существующий уровень теплозащиты здания):

(1)

газовые плиты и печи (котлы) непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания):

(2)

газовые плиты, водонагреватели и газовые отопительные котлы непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания):

, (3)

- многорядная застройка населенного пункта:

газовые плиты, газовые печи периодического действия (существующий уровень теплозащиты здания):

(4)

газовые плиты и печи (котлы) непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания):

(5)

газовые плиты, водонагреватели и газовые отопительные котлы непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания):

, (6)

удельные приведенные затраты в систему децентрализованного газоснабжения при снабжении потребителей от индивидуальных резервуаров определяются по формуле:

(7)

где К_ру – капитальные вложения в подземную резервуарную установку, руб;

К_рг- стоимость редуцирующих головок подземных резервуаров, руб;

Е – коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/год;

j – доля годовых отчислений на эксплуатацию подземного резервуара и редуцирующей головки, равная 0,042 1/год [3, 4].

Анализ уравнений (1-7) показывает, что при малых значениях плотности населения q имеет место соотношение , при большой плотности населения наблюдается обратное соотношение. Критическое значение управляющего параметра q_кр, при котором затраты по обоим вариантам систем одинаковы, определяется из соотношения:

₍₈₎

Используя (8) с учетом (1-7) для критической плотности населения на газоснабжаемой территории q_кр при различной застройке населенных пунктов и видах используемого газового оборудования, область преимущественного применения резервуарных установок СУГ приведена в таблице 2.

Таблица 2

к выбору рациональной области применения централизованных и

децентрализованных систем газоснабжения от резервуарных установок

Характеристика объекта газоснабжения	Объем резервуара, м^3	Критическая плотность населения qкр , чел/м^2 при характере застройки населенного пункта:
		Многорядная	Двухрядная
Усадебные здания: газовые плиты и печи (котлы) непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания)	2,3	0,63∙10^-3	1,1∙10^-3
	1,7	1∙10^-3	1,8∙10^-3
Усадебные здания: газовые плиты, газовые печи периодического действия (существующий уровень теплозащиты здания)	3,0	0,61∙10^-3	0,76∙10^-3
	2,3	0,96∙10^-3	1,52∙10^-3
Коттеджные здания: газовые плиты, водонагреватели и газовые отопительные котлы непрерывного действия (повышенный уровень теплозащиты здания)	3,0	0,59∙10^-3	0,68∙10^-3
	2,3	0,91∙10^-3	1,31∙10^-3

Примечание: в числителе холодная климатическая зона, в знаменателе умеренно-теплая климатическая зона.

Как видно из табл. 2, область целесообразного применения децентрализованных систем газоснабжения на базе индивидуальных резервуарных установок существенно изменяется в зависимости от технических характеристик газифицируемых зданий, набора газовых приборов и оборудования, климатических условий эксплуатации и характера застройки населенного пункта.

Так например, для поселков с многорядной застройкой, расположенных в холодной климатической зоне (жилые здания коттеджного типа с повышенным уровнем теплозащиты, оборудованы газовыми плитами, водоподогревателями и отопительными котлами непрерывного действия) критическая плотность населения составляет q_кр=0,59*10^-3 чел/м².

В то же время, для поселков с двухрядной застройкой, расположенных в умеренно – теплой климатической зоне (жилые здания усадебного типа с повышенным уровнем теплозащиты, оборудованы газовыми плитами и печами (котлами) непрерывного действия) критическая плотность населения составляет q_кр = 1,8*10^-3 чел/м², то есть увеличивается в 3 раза.

В этой связи, решение задачи по выбору рациональной области применения централизованных и децентрализованных систем снабжения сжиженным газом необходимо максимально привязывать к конкретным особенностям газифицируемых населенных пунктов.

Литература:

1. Осипова, Н.Н. Децентрализованные системы снабжения сжиженным газом от индивидуальных резервуарных установок/Н.Н. Осипова, Б.Н. Курицын, Е.В. Иванова// Строительная инженерия. – 2006. – №7–8.

2. Осипова, Н.Н. Оптимизация параметров распределительных газовых сетей /Н.Н. Осипова // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: межвуз. науч. сб. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. – С.62–71.

3. Курицын, Б.Н. оптимизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учебное пособие / Б.Н. Курицын. – Саратов: Изд-во СПИ, 1992. – 159 с.

4. Рубинштейн, С.В., Газовые сети и оборудование для сжиженных газов/ С.В. Рубинштейн, Е.П Щуркин. – Л.: Недра, 1991. – 255 с.