6. Расчет системы газоснабжения

6.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

В соответствии с районом проектирования в дипломном проекте для обеспечения жителей поселка Фетинино природным газом было выбрано Ухтинское месторождение.

В настоящее время основное промышленное значение среди минерально-сырьевых ресурсов Ухтинского административного района имеет топливно-энергетическое сырье и, в первую очередь, нефть и газ горючий. Но уже в ближайшем будущем ожидается промышленное освоение титановых руд, по запасам которых район является важнейшим в стране.

Главными параметрами для природного газа являются плотность и теплота сгорания. Результаты расчетов представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Характеристика природного газа Ухтинского месторождения

Состав газа	Процентное содержание ri, %	Теплота сгорания Qсн, МДж/м3	Плотность газа при нормальных условиях со, кг/м3
Метан СН4	74,8	35,840	0,7168
Этан С2Н6	8,8	63,730	1,3566
Пропан С3Н8	3,9	93,370	2,019
Бутан С4Н10	1,8	123,770	2,703
Пентан С5Н12	6,4	146,340	3,221
СО2	-	-	1,9768
Н2S	-	23,490	1,5392
Азот N2 + редкие газы	4,3	-	1,2505
У	47,46	1,043

Плотность природного газа при нормальных условиях определяется как плотность газовой смеси в зависимости от содержания и плотности отдельных компонентов по следующей формуле:

, кг/м³ (6.1)

где r_i - объемная доля i-го компонента газовой смеси;

с_i - плотность i-го компонента при нормальных условиях, кг/м³_.

Таким образом, плотность природного газа равна:

с₀ = 74,8 Ч 0,7168 + 8,8Ч 1,3566 + 3,9 Ч 2,019 + 1,8 Ч 2,703 + 6,4 Ч 3,221 + 4,30 Ч 1,2505 = 1,043 кг/м³.

Низшая теплота сгорания природного газа при нормальных условиях определяется как теплота сгорания газовой смеси в зависимости от содержания и теплоты сгорания отдельных компонентов смеси по формуле:

, МДж/м³ (6.2)

где r_i - объемная доля i-го горючего компонента газовой смеси;

(Q^с_н )_i - теплота сгорания i-го компонента, МДж/м³_.

Таким образом, теплота сгорания природного газа равна:

Q^с_н =74,8 Ч 35,840 + 8,8 Ч 63,730 + 3,9 Ч 93,370 + 1,8 Ч 123,770 + 6,4 Ч 146,340 = 47,46 МДж/м³.

6.2 Определение годового и расчетного расходов природного газа

Годовые и расчетные часовые расходы газа служат исходными данными для определения диаметров газопроводов, для выбора размеров и типов газовой арматуры, аппаратуры и оборудования.

Расчет расхода газа является сложной задачей, так как потребители потребляют газ неравномерно. Кроме того, количество газа, потребляемого сельскими потребителями, зависит от ряда факторов, таких как газовое оборудование загородных домов, климатические условия, благоустройство, населенность и перспективы развития сельского поселения.

Большинство из представленных факторов не могут быть точно учтены, поэтому потребление газа рассчитывается по средним нормам, разработанных в результате анализа многолетнего опыта фактического потребления газа, а также перспектив его изменения.

Расчетный часовой расход газа для газоснабжения поселка Фетинино определен с учетом потребления газа на пищеприготовление, горячее водоснабжение и отопление.

Расход газа населенным пунктом зависит от числа жителей. Количество жителей поселка Фетинино принимаем из расчета, что в жилом доме проживает 4 человека.

Охват газоснабжения жилых домов для большинства сельских населенных пунктов близок к единице. Тогда годовое потребление газа на использование его в жилых домах вычисляется по следующей формуле:

Q_к = у_к N(Z₁·q₁+Z₂·q₂ + Z₃·q₃),МДж/год, (6.3)

где у_к - степень охвата газоснабжением населения города;

Z₁ и q₁ - доля потребителей с централизованным ГВС и норма расхода теплоты на 1 человека в год;

Z₂ и q₂ - доля потребителей с ГВС от газовых водонагревателей и норма расхода теплоты на 1 человека в год;

Z₃ и q₃ - доля потребителей без ГВС и норма расхода теплоты на 1 человека в год.

Таким образом, годовое потребление газа на использование его в жилых домах равно:

Qк = 1 Ч 4 Ч (1 Ч 8000) = 32000 МДж/год.

Годовой расчетный расход газа определяем по следующей формуле:

м³/год (6.4)

где Q_год - годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды;

Q^c_н - низшая теплота сгорания газа.

Таким образом, расчетный годовой расход газа равен:

м³/год.

6.3 Гидравлический расчет

6.3.1 Наружных газопроводов низкого давления

В данном дипломном проекте выполнен гидравлический расчет для частного дома. При этом предполагается установка газовой четырех конфорочной плиты ПГ-4 и настенного двухконтурного газового котла Viessmann Vitopend 100-W типа WH1D мощностью 24 кВт.

В соответствии с техническим паспортом прибора номинальный расход газа для котла Viessmann Vitopend 100-W мощностью 24 кВт равен 2,83 м³/ч.

Расход газа четырехконфорочной газовой плитой ПГ-4 можно определить с помощью коэффициента одновременности по следующей формуле:

м³/ч (6.1)

где k_о - коэффициент одновременности принимаем согласно СП 62.13330.2011. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 Значение коэффициента одновременности отопительных котлов принимаем равным 0,85;

n - число однотипных приборов или групп приборов;

m - число типов приборов или групп приборов.

q - номинальный расход газа на прибор или группу приборов, устанавливаемых в доме.

Номинальный расход газа на газовую плиту ПГ-4 определяется по формуле:

м³/ч (6.2)

где Q_ном - тепловая производительность газового прибора, для четырехконфорочной газовой плиты принимаем равным 40224 кДж/ч;

Q^p_н - низшая теплота сгорания природного газа, кДж/м³.

Номинальный расход газа газовой плитой ПГ-4 равен:

м³/ч.

Тогда расчетный расход газа дома, где установлена четырехконфорочная газовая плита ПГ-4 и газовый котел Viessmann Vitopend 100-W, можно определить как:

V_p = (0,84 Ч 1 Ч 0,700) + (2,83 Ч 1 Ч 0,85) = 2,99 м³/ч.

В основе проектирования наружных сетей лежит гидравлический расчет газопроводов. Цель гидравлического расчета наружного газопровода низкого давления - это определение диаметров газопроводов, подводящих газ потребителям.

Диаметры газопроводов должны быть такими, чтобы суммарные потери давления от газораспределительной установки до самого удаленного дома не превысили располагаемый перепад давлений, принимаемый 200 Па.

Принимая ориентировочные потери давления от местных сопротивлений в газопроводах равными 10 % от потерь давления от трения, находим допустимые удельные потери давления от трения по формуле:

Па/м (6.3)

где У l_уч.i - длина пути от газорегуляторного пункта до самого удаленного потребителя;

l_уч.i - длина i-го участка;

1,1 - коэффициент, учитывающий потери давления от местных сопротивлений;

? P_р - допустимые потери давления.

Формула 6.3 справедлива только для стальных труб, для полиэтиленовых труб ориентировочные потери давления необходимо увеличить на коэффициент равный 1,05.

Зная расчетный расход газа на участках V_р и допустимые удельные потери давления (ДР/l)_доп, с помощью номограммы можно определить диаметр участка газопровода, а также действительные удельные потери давления на участке (?Р/l)_действ.

Диаметр полиэтиленовых труб подбираем как для стальных труб по номограмме, а затем подбираем диаметр полиэтиленовых труб. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб: СП 42-101-2003.

Далее для принятого диаметра газопровода определяем потери давления на каждом участке по формуле:

, Па (6.4)

Результаты гидравлического расчета наружных газопроводов низкого давления для поселка Фетинино представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Гидравлический расчет наружных газопроводов низкого давления

N участка	, м3/ч	, м	, Па/м	, мм	, Па/м	, Па
0-1	2,29	28	0,62	110х10	0,58	49,29
1-2	2,03	18,5		110х10	0,45	39,31
2-3	2,99	24,7		110х10	0,33	32,72
3-4	4,17	33,5		110х10	0,27	30,13
Суммарные потери давления на всех участках наружного газопровода

По итогам проведенного гидравлического расчета наружных газопроводов суммируются потери давления на всех участках от газораспределительной установки до самого удаленного потребителя и полученное значение P_уч сравнивается с располагаемым перепадом давления P_р.

Таким образом, суммируем потери давления на участках с:? Д Р_уч = 171,62 Па.

Затем выполняется проверку правильности расчета.

Если

лежит в пределах 0 ч 0,1, то расчет считается верным.

Если величина

,

то следует уменьшить принятые диаметры газопроводов.

Если величина

,

то диаметры следует увеличить, так как в противном случае потери давления от газорегуляторного пункта до последнего потребителя превысят располагаемый перепад давления, и потребители не получат газ.

Полученное значение лежит в пределах 0 ч 0,1, значит, расчет считается верным.

6.3.2 Внутренних газопроводов низкого давления

Согласно нормативным данным [7] потери давления не должны превышать 1,8 кПа. Таким образом, располагаемый перепад давлений, на который проектируются газопроводы низкого давления, составляют 1800 Па, из которых 400 Па принимаем в качестве допустимых потерь давления во внутридомовых газопроводах, а 200 Па - во внутридворовых газопроводах.

Методика расчета следующая:

- по расходу газа на участке, длине и назначенному диаметру газопровода, по таблицам 6-9 [6], определяем удельные потери давления от трения ДP/ L ,

Па/ м , и эквивалентные длины участков L_э , м ;

- для каждого расчетного участка газопровода находим потери давления на трение ДP_тр , Па ,и местные сопротивления ДP_мс , а для вертикальных участков также дополнительное избыточное давление ДP_доп;

- к полученным потерям давления ?P_уч, Па , прибавляют гидравлическое сопротивление газового прибора ДP_пр;

- если сумма потерь давления ?P_уч + ДP_пр превышает располагаемый перепад давления, назначают новые диаметры участков и производят перерасчет.

Для определения потерь давления на участке пользуются выражениями:

ДP_уч = ДP_тр + ДP_мс ± ДP_доп = L_р ± ДP_доп , Па , (6.5)

где L_р - расчетная длина участка, м , которая равна:

L_р = L_уч +?ж L_э, Па , (6.6)

где L_уч - длина участка газопровода, м ;

?ж - сумма коэффициентов местных сопротивлений (КМС);

L_э - эквивалентная длина трубопровода, м ;

ДP_доп - дополнительное избыточное давление, Па, возникающее на вертикальных участках газопроводов, которое находится по формуле:

ДP_доп =±gH(с_в - с_г ), Па , (6.7)

где g - ускорение свободного падения, 9,81 2 м/с ;

H - высота вертикального участка, м ;

с_в - плотность воздуха, кг/м ;

с_г - плотность газа, кг/м .

Значения коэффициентов местных сопротивлений (КМС) на каждом участке системы газоснабжения приведены в таблице 6.2.

 Таблица 6.2 - Ведомость коэффициентов местных сопротивлений

Nуч.	Наименование сопр.	Значение КМС	Кол-во КМС	?о
0-1	Отвод на 90°	1,1	6	15,6
	Счётчик	5	1
	Кран шаровый	4	1
1-2	Отвод на 90°	1,1	4	8,4
	Кран шаровый	4	1
1-3	Отвод на 90°	1,1	3	8,8
	Кран шаровый	4	1
	Тройник на ответление	1,5	1

Гидравлический расчет основного направления внутридомового газопровода проводим в табличной форме, который представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Гидравлический расчет внутридомового газопровода

Номер участка	Расчетный расход газа Vр, м3/ч	Диаметр газопровода Dу, мм	Длина участка, lуч, м	Сумма кмс Уж	Эквивалентная длина участка lэкв,, м	Расчетная длина участка, lр, м	Удельные потери давления, ?Р/l, Па/м	Действительное потери давления, ?Р/l, Па/м	Перепад высот на участке, Н, м	Дополнительное избыточное давление, ? Рдоп, Па	Потери давления на участке, ?Руч, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Расчет дома 13
0-1	2,99	25	21,2	15,6	1,8	49,3	17,2	0,3	4,7	21,2	76
1-2	2,99	25	8	8,4	0,55	12,7	45,5	0,3	1,3	5,9	39,6
1-3	2,99	25	2,7	8,8	0,55	7,5	135	0,3	1,3	5,9	38,1
Суммарные потери давления в газопроводах сети	У?Руч=	153,7
Сопротивление газовой плиты	?Рпл=	60,0
Сопротивления газового котла	?Ркот=	150,0
Суммарные потери давления в газопроводах сети и в оборудовании	У?Pc=	363,7

Проверка результатов расчета: отклонение значения потерь давления вовнутридомовых сетях не должны превышать 10 % от допустимого значения перепада давления, которое равно ДP_доп =400Па . Полученное значение ?ДP =363,7 Па , что выполняет поставленное условие.

7. Технико-экономическое обоснование проекта

Целью технико-экономического обоснования проекта является раскрытие таких проектных решений, которые позволят добиться поставленных задач, затратив наименьшее количество затрат людских, энергетических, материальных и других ресурсов.

Одним из таких решений является использование полиэтиленовых труб. Употребляя полиэтиленовые трубы для строительства газопроводов мы приметно уменьшаем затраты на эксплуатацию из-за отсутствия коррозии и необходимости ее устранения в дальнейшем. За счет отсутствия потребности в изоляционных работах, а также проверки их качества, уменьшается объем сварочных работ (особенно при монтаже с применением длинномерных труб и исполнения соединений труб сплавлением с помощью муфт), снижается объемов работ по укладке труб (меньше вес, меньше количество труб) , нет потребности в защите труб от коррозии, строительно-монтажные работы по прокладке газопроводов из полиэтиленовых труб дешевле по сравнению со стальными в среднем на 15%.

Устанавливаем цену на строительство газопровода по изначальному варианту и по устанавливаемому при помощи сметно-нормативной базы по строительству газопровода (ГЭСН 2001 и ФЕР 2001), применяя данные о средней (фактической) стоимости одного погонного метра стального и полиэтиленового газопроводов. При этом стоит знать, что стальной газопровод собирается из труб с изоляцией усиленного типа, а полиэтиленовый газопровод - из прямых отрезков по 10 м. Сварка стальных труб создается электродуговым сварочным аппаратом, полиэтиленовых - встык нагревательным элементом при помощи муфт, немного с деталями с закладными электронагревателями (углы поворота). В таблице 7 показаны стоимостные показатели стальных и полиэтиленовых газопроводов.

Таблица 7 - Стоимостные показатели стальных и полиэтиленовых газопроводов

Условный диаметр	Стоимость; руб/п.м.
	сталь	полиэтилен
60	215	117
100	396	435
150	926	973

В таблице 8 приведены показатели капитальных вложений в строительство газопровода (стального и полиэтиленового)

Таблица 8 - Показатели капитальных вложений в строительство газопровода

	стоимость, тыс. руб.
	внедряемый вариант - полиэтиленовые газопроводы	базовый вариант - стальные газопроводы
1. Затраты на оборудование для понижения давления газа
ГСГО-М (1 шт.)	1950	1950
ШРП (1 шт.)	292	292
2. Затраты на строительство газопроводов
стальные	-	4694
полиэтиленовые	4267	-
3. Затраты на антикоррозионную защиту
строительство станции катодной защиты (1 шт.)	-	30
устройство антикоррозионной изоляции	-	120
ИТОГО	6509	7086

Из таблицы 8 заметно что, сметная стоимость строительства газопровода из полиэтиленовых труб меньше чем из стальных на 8%.

Годовой экономический эффект применения газопровода из полиэтиленовых труб взамен стального определим по выражению (7.1):

Г_э=(Э_б+0,12ЧК_б)-(Э_в+0,12ЧК_в) (7.1)

где Э_б, Э_в - эксплуатационные затраты по исходному варианту и по внедряемому, тыс. руб./год;

К_б, К_в - капитальные вложения по исходному варианту и по внедряемому, тыс. руб./год.;

0,12 - коэффициент окупаемости капитальных вложений, 1/год.

Выявим эксплуатационные затраты по изначальному варианту и по вливаемому.

Из эксплуатационного опыта были приняты предварительные коэффициенты эксплуатационных затрат в процентах от капитальных вложений: 5,2% - на стальные газопроводы; 3,1% - на полиэтиленовые газопроводы. Ссылаясь на эти данные получаем затраты 368 и 202 тыс. руб./год. Отсюда по формуле (6) имеем:

Г_э = (368+0,12Ч7086)-(202+0,12Ч6509)=235 тысс. руб./год.

Сделав условный анализ применения стальных и полиэтиленовых газопроводов создаем следующие выводы:

- с точки зрения материала строительства газовых сетей, выгоднее применять полимерные технологии, так как они оказываются более экономичными;

- экономия содержится в отсутствии надобности лишних затрат на построение удвоенной изоляции как на стальные газопроводы, строительство и эксплуатацию станции катодной защиты.

Эксплуатационные расходы применения полиэтиленовых газопроводов значительно уменьшаются благодаря большому сроку службы(50 лет), несравненно меньшей трудоёмкости технического обслуживания, выполнения текущих, средних и капитальных ремонтов. Кроме того, при применении пластиковых газопроводов избегаем эксплуатационных расходов по периодической диагностике на предмет возможной коррозии. В [1] показаны расчеты, из которых очевидно, что потери давления в стальных и полиэтиленовых газопроводах почти эквивалентны, несмотря на большое уменьшение внутреннего диаметра полиэтиленовой трубы.

Из расчетов заметна технологическая и экономическая целесообразность строительства газопровода с использованием полиэтиленовых труб вместо стальных.

8. Экологичность проекта

8.1 Экологические проблемы газовой промышленности

В ходе процесса разработки нефтяных и газовых месторождений наиболее активное воздействие на природную среду оказывается на территориях самих месторождений, линейных конструкций, в основном магистральных трубопроводов, в ближайших населенных пунктах городов. В этом случае происходит нарушение растительности, почвенного и снежного покрова, поверхностного стока, срезания микрорельефа.

Такие нарушения, даже при временном, приводят к сдвигам в тепловых и влажных режимах почвенных слоев и к существенному изменению его общего состояния, что вызывает активное, часто необратимое развитие экзогенных геологических процессов. Производство нефти и газа также приводит к изменению глубинных горизонтов геологической среды.

Особо следует упомянуть возможные необратимые деформации земной поверхности в результате извлечения нефти, газа и грунтовых вод из кишечника, которые поддерживают пластовое давление. В мировой практике есть достаточно примеров, показывающих, насколько значительным может быть снижение земной поверхности при долгосрочной эксплуатации месторождений. Вытеснение земной поверхности, вызванное откачкой из недр воды, нефти и газа, может быть намного больше, чем в тектонических движениях земной коры. Неравномерное течение оседания земной поверхности часто приводит к разрушению водопроводов, кабелей, железных дорог и автомобильных дорог, линий электропередач, мостов и других сооружений.

Урегулирование может привести к оползневым явлениям и затоплению опущенных территорий. В некоторых случаях при наличии пустот в кишечнике может произойти внезапное глубокое осаждение, которое из-за природы потока и вызванного эффекта едва ли можно отличить от землетрясений.

Предприятия по добыче и переработке газа загрязняют атмосферу углеводородами, главным образом, при разведке скважин. Иногда эти предприятия, несмотря на то, что газ является экологически чистым топливом, загрязняют открытые водоемы, а также почву. Природный газ отдельных месторождений может содержать высокотоксичные вещества, которые требуют надлежащего учета в разведке, эксплуатации скважин и линейных установках.

Так, в частности, содержание соединений серы в газе нижней Волги настолько велико, что стоимость серы как товарного продукта, получаемого из газа, оплачивается за счет его очистки. Это пример очевидной экономической эффективности внедрения экологических технологий. На участках с нарушенной растительностью, в частности вдоль дорог, магистральных газопроводов и в поселениях, увеличивается глубина оттаивания почвы, развиваются концентрированные потоки времени и развиваются процессы эрозии.

Они очень активны, особенно в песчаных и супесчаных районах. Темп роста оврагов в тундре и лесотундре в этих почвах достигает 15-20 м в год. В результате их формирования на инженерные сооружения влияет нарушение стабильности зданий, разрывов трубопроводов, необратимо меняющегося ландшафта и всего ландшафтного облика территории.

Состояние почв не менее существенно изменяется, когда их замораживание увеличивается. Развитие этого процесса сопровождается образованием абиссальных форм рельефа. Скорость набухания для нового роста вечной мерзлоты достигает 10-15 см в год. В то же время возникают опасные деформации наземных сооружений, разрывы газопроводов, что часто приводит к потере растительного покрова на больших площадях. Загрязнение поверхностного слоя атмосферы при добыче нефти и газа также происходит во время аварий, главным образом природного газа, продуктов испарения масла, аммиака, ацетона, этилена и продуктов сгорания.

В отличие от средней полосы, загрязнение воздуха в районах Крайнего Севера, при прочих равных условиях, оказывает более сильное воздействие на природу из-за его уменьшенной регенеративной способности. В процессе развития нефтегазоносных северных районов также наносят ущерб животному миру, в частности, диким и домашним оленям. В результате развития эрозионных и криогенных процессов, механического повреждения растительного покрова, а также загрязнения атмосферы, почв и т. д. Снижается площадь пастбищ. Таким образом, экологический ущерб, вызванный изменением инженерно-геологической среды при добыче газа, возникает, по сути, везде и всегда.

8.2 Экологические основы газоснабжения частного дома

В наше время проблема перенаселения городов широко распространена. Эта проблема сопряжена с множеством негативных факторов, таких как: концентрация всех видов городского загрязнения, отсутствие рабочих мест, увеличение социальных контрастов в городах, снижение среднего уровня заработной платы (и, как следствие, сокращение Среднего класса), транспортный крах городов.

В этом отношении население крупных мегаполисов и даже средних городов все больше интересуется идеей жизни в более «личной» организации пространства, т.е. в субурбанизации (при переезде в частные коттеджи, вывезенных городской территории и вдали от автомагистралей). И действительно, если вы наблюдаете тенденцию развития в современном мире, то растущая ниша занята строительством частных домов, коттеджей, оборудованных не как «дома для выходных» или летние домики, а как место постоянного проживания. И если выбор местоположения, внешнего вида и дизайна является частным делом для каждого владельца, строительство инженерных сетей для здания коттеджного типа подчиняется довольно строгим нормам и правилам, которые нельзя игнорировать. А для владельцев столичного пригородного коттеджа, серьезно планирующего перебраться в лоно природы, расположение системы газоснабжения является одной из ключевых задач.

Сама газораспределительная система состоит из газораспределительных станций (ГРС), газовых сетей с высоким, средним и низким давлением, газовых контрольных точек и установок (газораспределительных станций, ГРУ и т. Д.) И предназначены для транспортировки и поставок газообразного топлива непосредственно Потребителям, а именно: населению, коммунальным, бытовым, промышленным и сельскохозяйственным потребителям. Эта система должна обеспечивать бесперебойную и безопасную подачу газа потребителям, отличаться простотой и удобством в эксплуатации и обеспечивать возможность отключения отдельных компонентов для производства профилактических, ремонтных и аварийно-восстановительных работ.

Масштабы и темпы развития газовой промышленности и газораспределительных систем определяют добычу газа, согласно которому Россия занимает лидирующее место в мире. Развитие добычи газа обусловлено увеличением потребления газа, которое осуществляется, во-первых, за счет увеличения объема его использования в городах, уже газифицированных до настоящего времени, а во-вторых, путем газификации новых городов и поселений, включая частное развитие , совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов приводят к необходимости улучшения качества потребляемых хладагентов. В наибольшей степени по сравнению с другими видами топлива эти требования удовлетворяются за счет природного газа. Рациональное использование газообразного топлива с наибольшей реализацией его технологических преимуществ позволяет получить значительный экономический эффект, связанный с повышением эффективности блоков и уменьшением расхода топлива, упрощением регулирования температурных полей и состав газовой среды в рабочем пространстве печей и заводов, производство и качество продукции.

Среди основных направлений улучшения экологической ситуации в городах, городах и частном секторе - сокращение потребления энергии и других ресурсов. Защита окружающей среды от вредных выбросов зависит от надежности и экономии энергии тепловых электростанций.

Кроме технологических задач решается ряд экологических:

- снижение потребления продуктов сгорания из-за конденсации водяных паров;

- уменьшение теплового загрязнения атмосферы в результате снижения потребления и температуры дымовых газов;

- уменьшение парникового эффекта вследствие снижения выброса СО₂;

- снижение негативного воздействия газодобывающих технологий на почву, растительность и водный бассейн эквивалентно сохраненному топливу. Решение этих проблем приводит к сокращению выбросов токсичных веществ и сборов за загрязнение воздуха.

Для решения сложной задачи (энергосбережение и сокращение вредных выбросов источниками энергии) сформулированы и основаны следующие основные принципы:

- разработка нормативно-правовых документов, регулирующих отношения между государственными органами, поставщиками, производителями и потребителями энергоресурсов в области энергосбережения;

- надзор и анализ энергоэффективности для всех видов ресурсов на всех этапах производства (приема), транспорта (передачи) и потребления;

- рассмотрение целесообразности структурных изменений (оптимизации) управления отраслями с точки зрения экономии энергии и ресурсов;

-обязательный учет 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 энергопотребляющего, энергоемкого, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, транспортных средств и энергоресурсов;

-анализ осуществимости использования отработанного тепла, выделенного в технологическом цикле производства (ядерная, химическая, энергетическая);

- подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров;

- формирование энергосберегающего увеличения потребления энергоресурсами потребителей, в т.ч. из населения (рекламная кампания).

Рост потребления газа в городах, сельских районах и частных зданиях, а также масштабы систем распределения поставили перед инженерами все новые задачи, связанные с разработкой и реконструкцией существующих систем, повышением их надежности, необходимостью экономного использования Газа и защиты воздушного бассейна от загрязнения, снижения затрат и потребления металлов системами газоснабжения. Решение этих проблем начинается на стадии проектирования и продолжается на протяжении всего периода эксплуатации.

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 намного дешевле, проще и занимает меньше времени;

* полиэтиленовое соединение не требует дополнительных расходных материалов (изоляция, электроды);

* высокая эластичность, а также гладкость внутренней поверхности;

* токсикологически и бактериологически полиэтиленовые трубы для газопроводов безопасны;

* полиэтиленовые трубы для газопроводов не относятся к категории опасных грузов

Недостатки использования полиэтиленовых газопроводов:

* полиэтиленовые трубы имеют меньшую механическую прочность, чем сталь (прочность на растяжение для полиэтиленовых труб 10 ... 40 МПа);

* более низкая термостойкость. Предел температуры применимости полиэтиленовых труб составляет -40 єС.

Отопление частного дома обеспечивается котлом. Использование централизованного нагрева с природным газом обусловлено рядом преимуществ, таких как:

* большая теплотворная способность сырья и, сравнительно, больший к.п.д.

* менее агрессивная среда и, как следствие, увеличение срока службы оборудования котельной.

* относительно небольшая стоимость газа.

* экологичность. Низкий уровень выброса вредных веществ.

* бесшумность работы газовых котлов.

* отсутствие твердых продуктов сгорания. Экономия на их утилизации.

* низкое энергопотребление. Расходы только на электрическое зажигание и работу электронной системы управления.

* прост в обслуживании.

* автоматизация всех процессов управления и контроля.

В целях сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу проект предусматривает следующие виды деятельности:

1.Во время эксплуатации системы газоснабжения проводятся профилактические проверки, проводятся текущий и капитальный ремонт, чтобы предотвратить утечку газа и источники воспламенения в местах, где взрывоопасные газовоздушные смеси;

2. В период неблагоприятных погодных условий (туман, дымка, инверсия температуры) необходим усиленный контроль за работой приборов и автоматизацией технологических процессов. Важнейшей мерой по предотвращению несчастных случаев является организация системы промышленного мониторинга окружающей среды.

Служба, которая будет контролировать состояние газопровода, должна быть снабжена необходимыми транспортными средствами, оборудованием и устройствами управления, позволяющими уловить малейшие изменения как внутри трубопровода, так и в его окружающей среде. Среди основных направлений улучшения экологической ситуации в городах и селах и сохранения здоровья населения - сокращение потребления энергии и других ресурсов. Защита окружающей среды от вредных выбросов зависит от надежности и экономии энергии тепловых электростанций. В дополнение к технологическим задачам решается целый ряд экологических проблем:

- снижение потребления продуктов сгорания из-за конденсации водяного пара;

- уменьшение теплового загрязнения атмосферы в результате снижения потребления и температуры дымовых газов;

- снижение парникового эффекта из-за сокращения выбросов CO2;

- снижение негативного воздействия газодобывающих технологий на почву, растительность и водный бассейн эквивалентно сохраненному топливу. Решение этих проблем приводит к сокращению выбросов токсичных веществ и сборов за загрязнение атмосферного воздуха. Для решения сложной задачи (энергосбережение и сокращение вредных выбросов источниками энергии) сформулированы и основаны следующие основные принципы:

- разработка нормативно-правовых документов, регулирующих отношения между государственными органами, поставщиками, производителями и потребителями энергоресурсов в области энергосбережения;

- контроль и анализ энергоэффективности для всех видов ресурсов на всех этапах производства (приема), транспорта (передачи) и потребления;

- рассмотрение целесообразности структурных изменений (оптимизации) управления филиалами с точки зрения экономии энергии и ресурсов;

-обязательный учет энергоресурсов на всех этапах их производства, передачи и потребления;

-сочетание интересов производителей, продавцов и потребителей энергоресурсов;

-интерес производителей и поставщиков энергоресурсов к их эффективному использованию;

- сертификация энергопотребляющего, энергоемкого, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, транспортных средств и энергоресурсов;

-анализ осуществимости использования отработанного тепла, выделенного в технологическом цикле производства (ядерная, химическая, энергетическая);

- подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров;

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

Экономия энергоресурсов достигается как за счет автоматизации, оптимизации учета и контроля потребления тепла, так и путем исключения традиционных схем централизованного отопления и перехода, по возможности, к автономному.

Сегодня растет интерес к энергоэффективным, малогабаритным, хорошо регулируемым газовым котлам, отвечающим всем современным требованиям.

9. Безопасность жизнедеятельности

Природный газ широко используется в качестве дешевого топлива в жилых частных и многоквартирных домах для отопления, нагрева воды и приготовления пищи. Он используется в качестве топлива для автомобилей, котельных, когенерационных установок. Это один из лучших видов топлива для внутренних и промышленных нужд.

Кроме того, часто жители частного сектора, а также владельцы садов используют газовые плиты в своих домах, которые работают на баллонах СУГ. Зная, что утечка газа может привести не только к отравлению человека, но и к взрыву в комнате и пожару, все знают. Статистика по России полна таких печальных случаев со смертью людей. Однако не все соблюдают меры безопасности при использовании газового оборудования.

Обеспечение высокого уровня безопасности потребления газа является одним из ключевых требований к организации надежного и бесперебойного газоснабжения. В последние годы участились аварии, связанные с использованием газа в повседневной жизни, причины которого связаны с неправильным техническим состоянием внутреннего газового оборудования (ВДГO). Для решения этой проблемы в 2008 году Правительство Российской Федерации утвердило Правила предоставления газа для обеспечения бытовых коммунальных услуг. В соответствии с пунктом 21 «k» Правил абонент обязан «обеспечить надлежащее техническое состояние отечественного и (или) внутриквартирного газового оборудования, заключить соглашение об обслуживании и ремонте внутреннего и (или) внутреннего - газовое оборудование своевременно». Важно помнить: здоровье и безопасность вас и ваших близких зависит от качества обслуживания и ремонта вашего газового оборудования.

9.1 Информация для потребителей газа, проживающих в частном секторе

Владелец дома обязан заключить договор технического обслуживания со специализированной организацией в отношении использованного газового оборудования дома (плиты, котлы, колонны). Мы хотели бы обратить ваше внимание на то, что договор на техническое обслуживание ВДГO заключен со специализированной организацией, уполномоченной в установленном порядке на техническое обслуживание и ремонт собственного газового оборудования и имеющую аварийную диспетчерскую службу. С указанием выполненных работ, их частоты и стоимости вы можете узнать при заключении договора. Отсутствие соглашения об обслуживании и ремонте отечественного и (или) внутриквартирного газового оборудования является сигналом тревоги для поставщика газа. В этом случае поставщик газа не может быть уверен, что подача газа на такого абонента безопасна. Чтобы побудить граждан заботиться о своей собственной безопасности, в настоящее время они уведомляются о необходимости заключения договора на техническое обслуживание со специализированными организациями. Если он отсутствует и в соответствии с пунктом 45 (е) указанного документа поставщик газа «имеет право в одностороннем порядке приостановить выполнение обязательств по поставке газа с предварительного письменного уведомления подписчика».

9.2 Общие требования пожарной безопасности

1. Территория частного земельного участка, в пределах противопожарных расстояний между зданиями, сооружениями и сооружениями, а также районы, прилегающие к домам и другим сооружениям, должна быть очищена от горючих отходов, мусора, упаковки, опавших листьев, сухой травы и т.п.

2. Огнеупорные расстояния между зданиями, сооружениями и сооружениями не допускаются к использованию для хранения материалов, оборудования и контейнеров, для стоянки транспорта и строительства (монтажа) зданий и сооружений.

3. Разведение костров, сжигание отходов и мусора не допускается на установленных расстояниях с огнем, но не ближе 50 м к зданиям и сооружениям. Сжигание отходов и мусора в специально предназначенных для этого местах должно осуществляться под контролем человека.

4. Дороги, проезды и подъезды к зданиям, сооружениям, строениям и источникам воды, используемым для целей пожаротушения, должны всегда быть свободными для прохода пожарного оборудования, в порядке и зимой очищаться от снега и льда.

5. Ширина проходов для противопожарного оборудования должна составлять не менее 6 метров. В общей ширине прохода огня в сочетании с главным входом в здание разрешено включать тротуар рядом с проходом.

6. Планирующее решение для малоэтажного жилищного строительства (до 3 этажей включительно) должно обеспечить доступ к противопожарному оборудованию для зданий, сооружений и сооружений на расстоянии не более 50 метров.

7. Расстояние пожара от хозяйственных и жилых зданий на территории личного участка земли до леса должно составлять не менее 15 метров.

8. Противопожарные расстояния от одно-, двухквартирных жилых зданий и хозяйственных построек (навесы, гаражи, бани) на личном участке земли до жилых домов и хозяйственных построек на соседних личных участках земли следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1- Противопожарные расстояния

Степень огнестойкости здания	Класс конструктивной пожарной опасности	Минимальные расстояния при степени огнестойкости и классе конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и строений, метры
		I, II, III С0	II, III, IV С1	IV, V С2, С3
I, II, III	С0	6	8	10
II, III, IV	С1	8	10	12
IV, V	С2, С3	10	12	15

При этом:

Разрешено уменьшать расстояние между этими типами зданий до 6 метров, при условии, что стены зданий, обращенных друг к другу, не имеют оконных проемов, изготовлены из негорючих материалов или являются огнестойкими, а крыша и карнизы Также из негорючих материалов;

- Противопожарные расстояния между жилым домом и хозяйственными зданиями, а также между экономическими сооружениями в пределах одного личного участка земли не стандартизированы.

9. Рекомендуется, чтобы каждый блок корпуса устанавливал контейнер (ствол) с водой или имел огнетушитель.

10. В индивидуальных жилых домах допускается хранение (применение) не более 10 л ЛВЖ и ГЖ в закрытой таре. ЛВЖ и ГЖ в количестве более 3 л должны храниться в таре из негорючих и небьющихся материалов. На территориях жилых домов не разрешается оставлять на открытых площадках и во дворах тару (емкости, канистры и т. п.) с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, а также баллоны со сжатыми и сжиженными газами.

11.Запрещается хранить баллоны с горючими газами в отдельных домах, на кухнях, на эвакуационных путях, на подвальных этажах, в подвалах и чердаках, на балконах и лоджиях.

12. Газовые баллоны (рабочие и запасные) для подачи газа на бытовые газовые приборы (в том числе кухонные плиты, водогрейные котлы) должны, как правило, располагаться вне зданий в приложениях (шкафы или под крышками, которые покрывают верхнюю часть цилиндров и редуктор) Негорючих материалов Глухая перегородка стены на расстоянии не ближе 5 м от входов в здание, подвал и подвальные полы.

13. Приспособления и шкафы для газовых баллонов должны быть заперты и иметь шторы для вентиляции, а также иметь предупреждающие знаки «Огнеопасно. Газ».

14. Размещение и эксплуатация газобаллонных установок, которые включают более двух баллонов, а также установки, расположенные внутри зданий для проживания людей, должны выполняться в соответствии с требованиями существующих нормативных документов по безопасности в газовой экономике.

15. При входе в отдельные дома, в которых используются газовые баллоны, появляется предупреждающий знак пожарной безопасности с надписью «Огнеопасно. Баллоны с газом”.

16. При использовании установок для сжигания горючих газов запрещается:

· эксплуатация газовых приборов при утечке газа;

· подключение деталей газовой арматуры с использованием искрообразователей;

· проверка герметичности соединений с использованием источников открытого пламени (включая спички, зажигалки, свечи);

· проведение ремонта наполненных газом баллонов.

17. Перед началом отопительного сезона необходимо проверять и ремонтировать печи, камины и другие отопительные приборы и системы. Неисправные печи, камины и другие отопительные приборы не допускаются к эксплуатации.

18. Печи, камины и другие отопительные приборы должны иметь огнестойкие черенки (исключения) из горючих конструкций без просачивания и повреждения листа префильтрата размером не менее 0,5 х 0,7 м (на деревянном или другом этаже горючих материалов).

19. Очищать дымоходы, печи и камины от сажи необходимо перед началом, а также в течение всего отопительного сезона не реже:

· одного раза в три месяца для отопительных печей;

· одного раза в два месяца для печей и очагов непрерывного действия;

· одного раза в месяц для кухонных плит и других печей непрерывной (долговременной) топки.

20. При эксплуатации печного отопления запрещается:

· оставлять без присмотра топящиеся печи и камины, а также поручать надзор за ними малолетним детям;

· располагать топливо, другие горючие вещества и материалы на предтопочном листе;

· применять для розжига бензин, керосин, дизельное топливо и другие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости;

· топить углем, коксом и газом печи, не предназначенные для этих видов топлива;

· использовать вентиляционные и газовые каналы в качестве дымоходов;

· перекаливать отопительные приборы печи.

21.На чердаках все дымоходы и стены, в которых проходят дымовые каналы, должны быть побелены.

22.Разделка печи должна быть больше толщины потолка (потолка) на 70 мм. Нет необходимости поддерживать или жестко соединять секцию печи со строительной конструкцией.

23. Разделение печей и дымоходов, установленных в отверстиях стен и перегородок из горючих материалов, должно быть предусмотрено для всей высоты печи или дымохода внутри помещения. В этом случае толщина резки должна быть взята не меньше толщины стены или перегородки.

24. Зазоры между потолками, стенами, перегородками и перегородками должны быть снабжены заполнением негорючими материалами.

25. Размеры секций печи и дымовых каналов с учетом толщины стенки печи должны приниматься равными:

· 500 мм до конструкций зданий из горючих материалов;

· 380 мм - до конструкций из горючих материалов, примыкающих под углом к фронту печи, и защищенных - штукатуркой толщиной 25 мм по металлической сетке или металлическим листом по асбестовому картону толщиной 8 мм от пола до уровня на 250 мм выше верха топочной дверки.

26. Расстояние от двери печи до противоположной стены должно быть не менее 1250 мм.

27. Размеры отступок от печей до строительных конструкций следует принимать в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Размеры отступок

Толщина стенки печи, мм	Отступка	Расстояние от наружной поверхности печи или дымового канала (трубы) до стены или перегородки, мм
		не защищенной от возгорания	защищенной от возгорания
120	Открытая	260	200
120	Закрытая	320	260
65	Открытая	320	260
65	Закрытая	500	380

28. Отступ для сборных печей следует принимать в соответствии с документацией производителя.

29. Каждый камин из твердого топлива должен быть подключен к индивидуальному или коллективному дымоходу.

Соединение с коллективным дымоходом должно осуществляться через шлюз, как правило, с соединением с вертикальным коллектором ветвей канала через пол (на уровне каждого верхнего этажа).

30. Сечение дымовых труб (дымовых каналов) заводской готовности дымохода из каминов должен быть взят как минимум 8 на 1 кВт от номинальной тепловой мощности теплогенерирующих устройств, работающих на твердом топливе, не менее 5,5 на кВт номинальной теплоты Мощность теплогенерирующих устройств, работающих в газообразном и жидком топливе.

31. Размеры дымовых труб и заборов дымоходов каминов следует брать в соответствии с технической документацией изготовителя.

32. Линии электропитания зданий, сооружений и сооружений должны иметь защитные устройства отключения (УЗО), которые предотвращают возникновение пожара в случае неисправности в электрических приемниках.

33. Электрические распределительные устройства должны иметь конструкцию, которая исключает распространение горения снаружи экрана из малотоннажного отсека в отсек питания и наоборот.

34. Прокладка кабелей и проводов от распределительных шкафов пола до помещений должна выполняться в каналах негорючих строительных конструкций или формованной арматуры, соответствующих требованиям пожарной безопасности.

35. Горизонтальные и вертикальные каналы для установки электрических кабелей и проводов в зданиях, сооружениях и сооружениях должны быть защищены от распространения огня. В местах прохождения кабельных каналов, каналов, кабелей и проводов через строительные конструкции со стандартным пределом огнестойкости кабельные проходы со степенью огнестойкости не ниже предела огнестойкости этих конструкций.

36. Кабели, которые лежат открыто, должны быть негорючими.

9.3 Самые главные пункты в области безопасного использование газового оборудования:

При установке газового котла выберите только сертифицированную компанию для установки газового отопительного оборудования и сертифицированного мастера. Убедитесь, что у вас есть представитель выбранной вами компании, подрядчика, сертификат, выданный производителем оборудования, который позволяет вам устанавливать и обслуживать оборудование этого конкретного производителя, а также сертификат или удостоверение учебного центра АО "Latvijas Gвze" (или другой организации).

Если вы уже являетесь пользователем газового котла и планируете перестроить помещение, обязательно координируйте проект реструктуризации с ответственными учреждениями - в результате этих несогласованных строительных работ условия эксплуатации котла (например, доступ воздуха к котлу) часто меняются, а в случае обычного газового котла это может привести к образованию угарного газа и его утечки в помещение.

Убедитесь, что вентиляционная шахта (канал) выполняет свою функцию, например, в многоквартирных домах - если соседи не застроили люки вентиляционной шахты (канала).

Загрязнение теплообменника газового котла и горелки затрудняет и замедляет теплообмен. В результате газ горит не полностью (не отказывается от всей энергии), и больше тепла выходит в атмосферу, образуется монооксид углерода (СО) в продуктах сгорания. Таким образом, эффективность газового котла снижается, а эксплуатационные расходы увеличиваются.

Для дополнительной безопасности установите сенсор СО. Сенсор подаст сигнал в случае утечки угарного газа в помещение; он служит в среднем в течение 10 лет, и после этого его следует заменить.

Заключение

Выполнен дипломный проект на тему «Проект систем теплогазоснабжения и вентиляции частного дома в поселке Фетинино Вологодского района Вологодской области». Здание двухэтажное, на первом этаже находится 11 помещений, на втором-7.

В проекте выполнен теплотехнический расчет ограждающих конструкций, а так же посчитаны тепловые потери через ограждающие конструкции помещений. Расчет тепловых потерь произведен в табличной форме.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления выполнен в табличной форме по методу удельных потерь на трение. Произведен расчет отопительных приборов. Подобран газовый низкотемпературный водогрейный котел проточного типа малой тепловой мощности Viessmann Vitopend 100-W типа WH1D мощностью 24 кВт.

Затем в проекте выполнен расчет системы вентиляции. Определен воздухообмен в помещениях, выбрано расположение дымоходов и подобрана приточно-вытяжная система вентиляции с естественным побуждением.

Следующим этапом был расчет системы газоснабжения. Определены плотности и теплота сгорания природного газа. Расчет приведен в табличной форме. Определен годовой и расчетный расход природного газа. Выполнен гидравлический расчет наружных и внутридомовых газопроводов низкого давления. Расчеты выполнены в табличной форме.

В проекте выполнено технико-экономическое обоснование. А так же разработан раздел по технике безопасности и экологии.

Список использованных источников

1. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология: утв. Госстрой России. - Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*; введ. 01.01.2013. - Москва: Минстрой России, 2015. - 70с.

2.СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий: актуализированная редакция СНиП 23-02-2003: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 №265. - Введ. 01.01.2012. - Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. - 96 с.

3.СП 23-101-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий: утв. Госстрой России. - Взамен СП 23-101-2000; введ. 1.06.2004. - Москва: ФГУП ЦНС, 2004. - 141 с.

4. Ер...