Система газоснабжения должна быть не только надежной и безопасной в эксплуатации, но и экономично спроектированной. Поэтому технико-экономический расчет газопроводов представляет собой одну из важнейших задач.

Система газоснабжения должна быть не только надежной и безопасной в эксплуатации, но и экономично спроектированной. До 70— 80 % общей стоимости системы составляет стоимость газопроводов. Технико-экономический расчет газопроводов представляет собой одну из важнейших задач.

Любой вариант системы газоснабжения оценивают капитальными вложениями К, руб. (стоимость строительства), издержками на эксплуатацию И, руб/год (величина, определяющая себестоимость транспортирования газа) и приведенными затратами 3, руб/год:

где Т — расчетный срок окупаемости (Т=8 лет).

Стоимость газопроводов зависит от стоимости труб и стоимости строительства, которая определяется глубиной укладки труб, характеристикой грунта и дорожного покрытия, способами соединения труб, степенью механизации производства работ и т. д. Перечисленные показатели с известным приближением делят на две группы: зависящие и не зависящие от диаметра труб. Такое деление имеет большое значение для технико-экономических расчетов, так как положение минимума функции стоимости не зависит от постоянных величин. Стоимость труб — основная составляющая общей стоимости смонтированного газопровода — в наибольшей степени зависит от диаметра. Для городских газопроводов толщина стенки трубы всегда бывает больше величины, необходимой по условию прочности, поэтому стоимость городских газопроводов практически не зависит от давления газа. Стоимость земляных работ в меньшей степени зависит от диаметра труб, чем стоимость газопровода, а глубина его укладки практически вообще не зависит от диаметра. Для определения зависимости стоимости газопровода от диаметра труб составляют сметы на строительство газопроводов разных диаметров лри различных условиях прокладки.

Капитальные вложения в газопроводы можно определять по упрощенной зависимости

где Кг — стоимость 1 м газопровода, руб/м; b— коэффициент стоимости, руб/(см-м);

d — диаметр газопровода, см.

Для городских газопроводов и средних условий прокладки значение коэффициента b изменяется в пределах 0,5—0,6 руб/(м-см). Стоимость газорегуляторных и газораспределительных станций зависит от типа и пропускной способности станций и определяется по сметам.

Эксплуатационные издержки для городских систем газоснабжения складываются из следующих основных частей: 1) амортизационных отчислений, включая расходы на капитальный ремонт; 2) расходов на текущий ремонт и обслуживание. Для определения себестоимости внутригородского транспортирования газа эксплуатационные издержки делят на годовое потребление газообразного топлива городом Q, м3/год.

Амортизационные отчисления, расходы на текущий ремонт и обслуживание определяют как долю от капиталовложений. В этом случае эксплуатационные издержки рассчитывают, по формуле, аналогичной формуле для вычисления капитальных вложений:

где f’— доля амортизационных отчислений (включая расходы на капитальный ремонт) от капитальных затрат; f" — доля расходов на обслуживание и текущий ремонт от К.

Расходы по текущему ремонту и обслуживанию городских газовых сетей в основном зависят от протяженности газопроводов и в незначительной степени от их диаметра. В технико-экономических расчетах расходы можно принимать пропорциональными длине газопроводов. Таким образом, эксплуатационные издержки на газопроводы определяют по формуле

где  — стоимость обслуживания 1 м газопровода, руб/(м-год).

В настоящее время обычно проектируют и строят двухступенчатые системы газоснабжения. Они имеют сети высокого давления (0,6 МПа), по которым газ транспортируют промышленным потребителям и в сетевые газорегуляторные пункты, а также сети низкого давления, к которым присоединяют жилые и общественные здания, мелких коммунальных потребителей и небольшие отопительные котельные.

Приведенные данные показывают, что капитальные вложения (и соответственно металловложения) в газовые сети можно значительно снизить, если проектировать их на более высокое давление. Как отмечалось выше, основным резервом снижения стоимости городских газовых сетей является перевод наружных СНД на среднее давление. Этот принцип следует положить в основу классификации распределительных сетей жилых микрорайонов. По степени перевода на среднее или высокое давление различают три модификации систем газоснабжения.

Система с газорегуляторными пунктами (ГРП). В ней по сетям среднего (или высокого) давления транспортируют только основные потоки газа, а между бытовыми и мелкими коммунальными потребителями распределяют его по широко развитым СНД

Система с квартальными регуляторными пунктами (КРП). Здесь большую часть наружных СНД переводят на среднее или высокое давление. КРП оборудуют регуляторами малой производительности, соответствующей потребности примерно одного квартала, устанавливают их в шкафах или киосках. Поэтому КРП имеют значительно меньшую стоимость, чем ГРП. Наружные сети представляют собой малоразветвленные, преимущественно тупиковые газопроводы, соединяющие отдельные здания квартала с КРП.

Система с домовыми регуляторными пунктами (ДРП). Наружную распределительную сеть бытовых и коммунальных .потребителей в этой системе полностью проектируют среднего давления. Регуляторы устанавливают отдельно для каждого дома в настенных шкафах.

Оптимальный радиус ГРП. При проектировании многоступенчатых систем газоснабжения возникает вопрос об экономически оптимальном радиусе действия R газорегуляторных пунктов (ГРП). Действительно, с увеличением числа ГРП уменьшается стоимость сети низкого давления, но повышается стоимость самих ГРП, а также сети среднего или высокого давления, которая питает регуляторные пункты. Следовательно, существует оптимальное значение R, при котором общие приведенные годовые затраты на систему будут минимальными.

Автоматизация газоиспользующих установок.

Автоматическое регулирование процесса горения значительно высокая экономичность газоиспользующих установок. Применение автоматики обеспечивается безопасность исп-я газа улучшает условие труда обслужив-го персонала, способствует повышению его техн-го уровня. 

Основные системы комплексной автоматики состоят:

1.Автоматика регулирования.

2.Автоматика безопасности.

3.Автоматика аварийной сигнализации

4.Автоматика теплотехнического контроля.

1)Предназначена для управления процессом горения газа, т.о. чтобы газоиспользующая установка работала на заданном техническом режиме, при соблюдении оптимальных показателей горения газа. У водогрейных котлов автоматики измеряется температура горячей воды в соответствии с изменениями температуры нар.воздуха.

2)Обеспечивает безаварийную работу агрегата немедленно прекращая подачу газа к горелкам, при различного рода работы газоиспользующих установок.

Контролируются следующие параметры:

1) При повышении или понижении газа перед горелками против установленных норм подача газа должна прекращаться.

2)Горение факела в топке. При погасании пламени газа в топке должна прекращаться.

3)Давление воздуха при понижении давления газа отключается.

4) Разрежение в топке при понижении разряжения в топках подача газа прекращается.

5) Температура воды и давления пара в котле. Если произойдет повышение параметров этих газов, то прекращается подача газа.

6)Уровень воды в котле. При превышении допустимых уровней воды подача газа прекращается. Автоматика должна обладать самоконтролем. При прекращении подачи энергии приводящий в действие приборы автоматики или наруж. работы какого либо элемента работы автоматики, должна прекращаться подача газа. Должна контролироваться загазованность помещений где находятся газоиспользующие агрегаты (установка газоанализаторов, сигнализаторов). При аварийном отключении газа подается световой, звуковой сигнал. Оснащение приборами тепло-го контроля требуется для ведения правильного и экономического тех. процесса, учета и анализа.

Подземные газопроводы

Газопроводы прокладывают по городским проездам. Рекомендуется предусматривать прокладку в технической зоне или в полосе зеленых насаждений. Газопроводы высокого давления следует прокладывать в районах с малой плотностью застройки и по проездам с малой насыщенностью другими подземными коммуникациями. Прокладка газопроводов по проездам с усовершенствованным дорожным покрытием, а также параллельно путям электрифицированных железных дорог на раcстоянии менее 50 м не рекомендуется.  Уменьшение расстояний допустимо до 50% для газопроводов с давлением до 0,6 МПа при условии применения для этих участков бесшовных труб или электросварных труб со 100%-ным контролем сварных швов неразрушающими методами или электросварных труб, проложенных в футляре. Размеры участков выбирают из условия их выхода на 2 м с каждой стороны от зданий и сооружений. Расстояние от газопровода до стенок колодцев и камер подземных сооружений должно быть не менее 0,3 м. Допускается прокладка нескольких газопроводов в одной траншее. Расстояние между ними в свету должно быть принято достаточным для производства" монтажа и ремонта трубопроводов.

При пересечении газопроводами различных давлений подземных инженерных сетей расстояние между ними по вертикали в свету должно быть не менее 0,2 м, при пересечении электрических сетей — в соответствии с указаниями ПУЭ.

Арматуру, устанавливаемую на газопроводах, следует располагать не ближе 2 м от края пересекаемых коммуникаций и сооружений.

При пересечении газопроводами каналов теплосети, коллекторов, тоннелей их прокладывают в футлярах, выходящих на 2 м с каждой стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений, при этом должен быть обязательный контроль всех сварных стыков в пределах пересечения и по 5 м в стороны от наружных стенок неразрушающими методами. На одном конце футляра должна быть контрольная трубка. Глубина заложения газопроводов должна быть не менее 0,8 м до верха газопровода или футляра. Газопроводы, транспортирующие влажный газ, укладывают ниже зоны сезонного промерзания грунта с уклоном ^0,002° и установкой конденсатосборников в низших точках

Требования к вентиляции и дымоходам для установки газовых приборов.

Продукты сгорания от каждого газового прибора (водонагревателя, отопительной печи и т. п.) отводят по обособленному дымоходу в атмосферу. В зданиях старой постройки разрешается присоединять к одному дымоходу несколько газовых приборов, расположенных на одном этаже. Вводы продуктов сгорания в дымоход устраивают на разных уровнях с расстоянием между ними не менее 50 см. Если ввод с несколькими уровнями устроить нельзя, то применяют ввод с одним уровнем, но в дымоходе устанавливают вертикальную рассеч­ку 50...70 см. К одному дымоходу разрешается присоединять один нагре­вательный прибор и отопительную печь, если они расположены в одной квартире и пользуются ими в разное время.

Коммунально-бытовые газовые приборы (ресторанные плиты, пище- варочные котлы и т. п.) можно при­соединять как к обособленному, так и к общему дымоходу. При использо­вании общего дымохода для нескольких приборов продукты сгорания вводят на разных уровнях или с устройством рассечек. Газовые приборы присоединяют к дымоходам с помощью труб из кровельной или оцинкован­ной стали. Соединительные трубы для коммунально-бытовых приборов могут быть общие для нескольких агрегатов. Вертикальный участок при­соединяемых труб от патрубка газо­вого прибора до оси горизонтального участка должен быть не менее 50 см. При высоте помещения до 2,7 м для приборов с тягопрерывателями допускают уменьшение длины вертикального участка до 25 см, а для приборов без тягопрерывателей — 15 см. Общая длина горизонтальных труб должна быть не более 3 м, а в эксплуатируе­мых зданиях — не более 6 м. На всем протяжении присоединительных труб не должно быть более трех поворотов, радиус закругления которых должен быть не менее диаметра трубы. Звенья соединительных труб плотно вдвигают одно в другое по ходу движения газа на величину не менее 0,5 диаметра. Трубы прокладывают с уклоном не менее 0,01 в сторону газового прибора. Трубы из кровельной стали окрашивают огнестойким лаком. Соединитель­ные трубы не разрешается проклады­вать по жилым помещениям.

На дымоотводящих трактах ото­пительных печей и коммунально- бытовых газовых приборов, не имеющих тягопрерывателей, устанавли­вают отключающие шиберы (заслон­ки) с отверстиями диаметром не ме­нее 15 мм. Дымоходы, как правило, следует прокладывать во внутренних капитальных стенах зданий. Если дымоход расположен в наружной стене, то толщина части стены, расположен­ной от дымохода до наружной поверхности стены, должна исключать образование внутри дымохода конден­сата. Газы должны охлаждаться настолько, чтобы не происходило опро­кидывания тяги. При необходимости разрешается устраивать приставные дымоходы. Дымоходы не должны иметь горизонтальных участков; ниже ввода соединительной трубы в дымоход необходимо устраивать карман глубиной не менее 250 мм с люком для чистки дымохода. В панельных или блочных домах устройство люков в каналах необязательно.

Дымоходы выполняют из обожженного красного кирпича, асбестоцементных или гончарных труб, а также из блоков, изготовленных из несгораемых материалов. Они должны быть плотными и доступными для чистки на всем протяжении. Не разрешается устанавливать дымоходы из терми­чески непрочных и крупнопористых материалов (силикатного кирпича, шлакобетона и т. д.). Конструктив­ные формы дымоходов, соединитель­ных труб и тягопрерывателя не должны допускать значительного снижения температуры входящих газов, чтобы избежать образования конденсата, который на стенках превращается в иней. Особенно это относится к участкам дымохода, расположенным в пределах чердака. Поэтому дымовые трубы на чердаке и выше крыши выполняют со стенками увеличенной толщины либо утепляют их асбестовыми плитами или теплой известково-шлаковой штукатуркой.

Температура продуктов сгорания на выходе из дымохода не должна быть ниже температуры точки росы. В местах, где дымоходы проходят вблизи деревянных элементов зданий, следует устраивать несгораемые про­тивопожарные разделки, изолирующие деревянные элементы от воздействия высоких температур. Толщина разделки от внутренней поверхности дымохода до деревянной конструкции должна быть при пересечении между­этажного перекрытия 30 см, при пересечении крыши — 25 см.

Дымовые грубы нельзя располагать в зоне ветрового подпора, так как может произойти опрокидывание тяги. Во избежание этого трубы следует выводить на 0,5 м выше конька крыши, если они расположены ближе 1,5 м от него (считая по горизонтали). Если трубы отстоят от конька на 1,5...3 м, то их выводят на один уровень с коньком. При расположении труб на расстоянии более 3 м от конька их выводят до прямой, проведенной от конька вниз под углом 10 ° к горизонту. Во всех случаях труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над примыкающей к ней поверхностью крыши. Если труба расположена вблизи высокого здания, то ее следует выводить выше прямой, проведенной от края крыши высокого здания вниз под углом 45 ° к горизонту в сторону малого здания.

Защитным средством от попадания атмосферных осадков в дымовые трубы служат металлические зонты или перекрытия из кирпича с боковым отводом дымовых газов. Сечение дымохода и присоединительной трубы принимают по соответствующим нормалям в зависимости от тепловой нагрузки прибора. В случаях, не предусмотренных нормалями, или при присоединении к одному дымоходу нескольких приборов сечение определяют расчетом.

Площадь сечения дымохода для отопительной печи или быстродейст­вующего водонагревателя с тепловой нагрузкой 20...29 кВт должна быть не менее 150 см². Диаметр присоеди­нительной трубы для водонагревателя принимают равным 125..130 мм. Для емкостного водонагревателя АГВ-80 сечение дымохода 100 см², а диаметр присоединительной трубы 80 мм.

Надземные газопроводы

Надземные газопроводы всех давлений следует прокладывать отдельно стоящих опорах, эстакадах и колоннах из негорючих материалов а также по стенам зданий. В частности, по стенам производственных зданий с помещениями категорий В—Д (газопроводы давлением до 0,6 МПа); общественных зданий и жилых ломов не ниже III—Ша степени огнестойкости (газопроводы давлением до 0,3 МПа); общественных зданий и жилых домов IV—V степени огнестойкости (газопроводы низкого давления, как правило, с D_У не более 50 мм).

Запрещается прокладка газопроводов всех давлений по зданиям со стенами из панелей с металлической обшивкой и полимерным утеплителем, по зданиям категорий А и Б, транзитная прокладка по стенам детских учреждений, больниц, школ и зрелищных предприятий, а газопроводов среднего и высокого давления — по стенам жилых домов.

Надземные газопроводы проектируют с учетом компенсации продольных деформаций по фактически возможным температурным условиям работы, а в случае необходимости (когда не обеспечивается самокомпенсация) — с учетом установки компенсатора. Применение сальниковых компенсаторов не допускается.

Высоту прокладки газопровода следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II—89—80 такой, которая обеспечивала бы возможность его осмотра и ремонта.

Под оконными проемами и балконами жилых и общественных зданий нельзя предусматривать на газопроводах разъемные соединения. Газопроводы, прокладываемые по наружным стенам зданий, эстакадам, опорам, а также стояки газопровода на вы-ходе из земли при необходимости должны быть защищены от механических повреждений.

При пересечении газопроводов с воздушными линиями электро-передачи (ЛЭП) надземные газопроводы необходимо размещать ниже этих линий.

Допускается прокладка на отдельно стоящих опорах, колоннах и эстакадах газопроводов с трубопроводами другого назначения согласно СНиП II—89—80, еще обеспечивается свободный доступ для их осмотра и ремонта. При достаточной несущей способности газопроводов низкого или среднего давления к ним можно крепить трубопроводы другого назначения. Совместная прокладка на одних опорах газопроводов и постоянных или временных электрических линий не допускается, за исключением проложенных в стальных трубах, бронированных кабелей, а также кабелей диспетчеризации и сигнализации, предназначенных для обслуживания газопровода.