Лекция №4 Тема: Потребление газа 1. Классификация потребителей газа. Расчет годового потребления газа городом 1.1Потребление газа в квартирах. 1.2 Потребление газа на предприятиях бытового обслуживания. 1.3 Потребление газа на предприятиях общественного питания. 1.4 Потребление газа в учреждениях здравоохранения. 1.5 Потребление газа предприятиями по производству хлеба и кондитерских изделий. 2. Неравномерность и регулирование потребления газа 3. Расчетный расход газа 3.1. Коэффициент часового максимума. 1. Классификация потребителей газа. Расчет годового потребления газа городом Все виды потребления газа можно сгруппировать следующим образом: бытовое (в городских квартирах, домах сельской местности); коммунальное (на предприятиях бытового обслуживания, общественного питания, по производству хлебобулочных изделий и учреждениях здравоохранения и др.); на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий; промышленное. Годовое потребление газа является основой при составлении проекта газоснабжения любого населенного пункта. Годовой расход газа для каждой категории потребителей определяют на конец расчетного периода. Расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды населения зависит от множества факторов: применяемого газового оборудования, благоустройства и заселенности квартир, степени коммунально-бытового обслуживания населения, наличия централизованного теплоснабжения, климатических условий. Большинство из этих факторов не поддаются учету, поэтому годовое потребление газа рассчитывают по средним нормам, разработанным в результате анализа многолетнего опыта фактического его потребления. Нормы расхода теплоты на одного человека или какой-либо условный показатель в год регламентируются соответствующими строительными нормами и правилами (СНиП), периодически пересматриваемыми и обновляемыми. В настоящее время принято руководствоваться СНиП 2.04.08-87*. Рассмотрим расчет годового потребления газа в населенном пункте отдельно для каждой группы потребителей. Потребление газа в квартирах. При расчете необходимо учитывать степень благоустройства квартир. Обозначим часть населения, проживающего в квартирах с централизованным горячим водоснабжением, хurв; часть населения, проживающего в квартирах с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей, — хгв; часть населения, проживающего в квартирах без горячего водоснабжения, — хбгв. Тогда для всего населения, использующего газ, будет справедливо выражение Общий годовой расход теплоты в жилых домах населенного пункта, МДж, определяется по формуле где Ук.в — степень охвата газоснабжением квартир, т.е. отношение газифицированных квартир к их общему числу; N — число жителей в населенном пункте; q цгв — норма расхода теплоты на одного человека в год в квартире с газовой плитой и централизованным горячим водоснабжением, МДж; q6гв — норма расхода теплоты на одного человека в год в квартире без горячего водоснабжения, МДж; qгв — нормы расхода теплоты на одного человека в год при наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя, МДж. Потребление газа на предприятиях бытового обслуживания. При расчете потребления газа этими предприятиями учитывают расход теплоты на обработку белья в прачечных и дезинфекционных камерах и на мытье населения в банях. Нормы расхода теплоты в прачечных и дезинфекционных камерах отнесены к I т сухого белья, а в банях — к одной помывке. При определении расхода газа в прачечных учитывают степень охвата населения прачечными znp, т.е. отношение числа людей, пользующихся услугами прачечных, к общему числу жителей N, а накопление сухого белья для стирки на одного человека в год принимают равным 100 кг. При наличии в городе прачечных с различной степенью механизации общее количество стираемого белья подразделяют соответственно их производительности и обозначают части населения, пользующегося не механизированными прачечными, — x нпр, пользующегося механизированными прачечными, — хмпр, а прачечными с сушкой и глажением — хмпрс. Расход теплоты прачечными (в год) рассчитывают следующим образом: где упр — степень охвата прачечных газоснабжением; qнпр — норма расхода теплоты на стирку 1 т белья в немеханизированных прачечных с сушильными шкафами, МДж; q мпp — норма расхода теплоты на стирку 1 т белья в механизированных прачечных, МДж; qм.пр.с — норма расхода теплоты на стирку 1 т белья в механизированных прачечных с сушкой и глажением, МДж. Дезинфекция белья и одежды производится в паровых и газовоздушных дезинфекционных камерах. Зная степень охвата населения дезинфекционными камерами zдK и накопление белья для дезинфекции Мдк на одного человека в год в тоннах, а также степень охвата дезинфекционных камер газоснабжением удк, определим расход теплоты на дезинфекционные камеры в год: где хплк — часть населения, пользующаяся паровыми дезинфекционными камерами; qпдK — норма расхода теплоты на дезинфекцию 1 т белья и одежды в паровых камерах, МДж; хгвд — часть населения, пользующаяся дезинфекционными камерами; qгвд — норма расхода теплоты на дезинфекцию 1 т белья и одежды в горячевоздушных камерах, МДж. Потребление газа в банях определяют из расчета 52 помывки на одного человека в год. Если часть населения, пользующегося банями, — Zб, а степень охвата бань газоснабжением уб, то расход теплоты в год на бани где zбВ — часть населения, пользующегося банями с ванными; qбв — норма расхода теплоты на одну помывку в банях с ванными; Xббв — часть населения, пользующегося банями без ванн; qб6в — норма расхода теплоты на одну помывку в банях без ванн. Потребление газа на предприятиях общественного питания. Степень охвата населения обслуживанием предприятиями общественного питания гпоп находят как долю от общей численности населения, считая при этом, что каждый житель, регулярно пользующийся предприятиями общественного питания, потребляет примерно один обед и один ужин (завтрак) в день. Степень охвата газоснабжением предприятий общественного питания zпоп указывается в задании на их проектирование. Тогда расход теплоты в год предприятиями общественного питания где q0 — норма расхода теплоты на приготовление одного обеда, МДж; qy(з) — норма расхода теплоты на приготовление одного ужина (завтрака), МДж. Потребление газа в учреждениях здравоохранения. Газ в учреждениях здравоохранения идет на приготовление пищи (хузп) и нагрев горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (хухб). Так как нормы расхода теплоты даются на одну койку, то при расчете потребления газа необходимо определить общее число коек, т.е. вместимость медицинских учреждений, исходя из условий: 12 коек на 1 000 жителей. Тогда расход теплоты в год учреждениями здравоохранения где ууз — степень охвата учреждений здравоохранения газоснабжением; qузп — норма расхода теплоты на приготовление пищи на одну койку, МДж; qyx6 — норма расхода теплоты на приготовление горячей воды для хозяйственнобытовых нужд и лечебных процедур, МДж. Потребление газа предприятиями по производству хлеба и кондитерских изделий. Расчет годового расхода газа ведут в предположении, что средняя суточная выпечка на одного жителя составляет 0,6...0,8 кг. С учетом степени охвата газоснабжением предприятий по производству хлебобулочных и кондитерских изделий ухп расход на них теплоты где Хф — доля формового хлеба в суточной выпечке; qФ — норма расхода теплоты на выпечку 1 т формового хлеба, МДж; хп — доля подового хлеба в суточной выпечке; qп — норма расхода теплоты на выпечку 1 т хлеба подового, батонов, булок, сдобы, МДж; хки — доля кондитерских изделий в суточной выпечке; qки — норма расхода теплоты на выпечку 1 т кондитерских изделий, МДж. Годовые расходы газа на технологические нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий определяют по данным топливопотребления этих предприятий с перспективой их развития или на основе технологических норм расхода топлива. 2. Неравномерность и регулирование потребления газа Потребление газа происходит неравномерно. Причем различают следующие виды неравномерности потребление газа: сезонный, или по месяцам года; суточный, или по дням недели; часовой, или по часам суток. Режим потребления газа зависит от режима отдельных потребителей и их удельного веса в общем объеме потребления. Неравномерность потребления оказывает влияние на экономические показатели систем газораспределения. Газопровод, рассчитанный на минимальный расход газа, не обеспечит подачу необходимого его количества при максимуме потребления. Ориентация при расчете на пик потребления приводит к неполному использованию пропускной способности газопроводов в период снижения нагрузки, что повышает себестоимость транспорта газа. Режим потребления газа по месяцам характеризуется значительной неравномерностью. Наиболее неравномерна отопительная нагрузка газа, которая изменяется в соответствии с температурой наружного воздуха, т.е. зимой при низких температурах воздуха расход газа максимальный. Довольно равномерно потребляют газовое топливо промышленные предприятия, а так как их режим зависит в основном от характера технологического процесса, наибольшей равномерностью потребления отличаются предприятия с непрерывным технологическим процессом. Неравномерность потребления газа промышленными предприятиями зависит также от соотношения теплоты, идущей на отопление и вентиляцию, и теплоты, расходуемой на технологические процессы. Режим потребления газа по дням недели зависит от уклада жизни населения, режима работы предприятий, изменения температуры наружного воздуха. Потребление газа в квартирах в течение первых четырех дней недели равномерно. В пятницу расход газа возрастает и достигает максимального значения в субботу. В воскресенье потребление газа снижается. Рис. 1. График неравномерности потребления газа по месяцам Режим потребления газа по часам суток бытовыми и коммунальными потребителями отличается значительной неравномерностью. Суточный график потребления характеризуется двумя пиками: утренним и вечерним. Неравномерность потребления газа характеризуют два показателя, которые проанализируем на примере режима потребления газа по месяцам года: • коэффициент а, определяющийся количеством газа в долях от годового потребления, которое является избыточным по отношению к средней равномерной его подаче (объемный показатель); • максимальный коэффициент сезонной неравномерности потребления газа Кмmax (мощностный показатель), т.е. отношение расхода газа за данный месяц к среднемесячному расходу за год. На рис.1 представлен график потребления газа по месяцам. Неравномерность потребления характеризуется площадью графика, заштрихованного над средней линией подачи газа, которая определяется разностью где кi — коэффициент неравномерности; ni— число дней в месяце. Коэффициент сезонной неравномерности потребления, %, Для регулирования сезонной неравномерности потребления газа используют подземное хранение запасов газа; потребители-регуляторы, которыми сбрасывают излишки газа в летний период; резервные мощности промыслов и газопроводов. Газ закачивают в хранилища в период наименьшего его потребления, а в месяцы наибольшего потребления газ отбирают из этих хранилищ. Если емкость хранилища ограничена, то используют потребители-регуляторы, с помощью которых заполняют провалы в графике потребления, т.е. подавая им излишки газа. В качестве потребителей-регуляторов используют электростанции, котельные, промышленные предприятия, рассчитанные на двойное топливоснабжение: газ и мазут или газ и угольная пыль. В летний период такие предприятия используют избытки газа, а зимой они переходят на другой вид топлива. Суточную неравномерность потребления также регулируют путем ограничения подачи газа электростанциям и промышленным предприятиям с двойным топливоснабжением. Перспективным направлением регулирования потребления газа является создание изотермических хранилищ сжиженного газа и установок регазификации. Для покрытия часовой неравномерности потребления используют аккумулирующие емкости последних участков магистральных газопроводов, т.е. в ночное время газ накапливается в газопроводе и его давление растет, а днем производительность газопровода увеличивается за счет аккумулированного газа. Если емкости последнего участка не хватает, в нестационарный режим работы включается следующий участок магистрального газопровода. 3. Расчетный расход газа Системы газоснабжения любых населенных пунктов рассчитываются на максимальный часовой расход газа. Расчетный расход газа на хозяйственнобытовые нужды определяется как часть от годового расхода: где кч mах — коэффициент часового максимума; QГ — годовой расход газа, м3. Коэффициент часового максимума расхода газа принимается дифференцированно по каждому району газоснабжения, сети которого представляют собой самостоятельную систему, не связанную с системами других районов. Расчетный часовой расход газа для предприятий различных отраслей промышленности рассчитывают по данным топливопотребления. При определении максимальных часовых расходов газа для газопроводов жилых и общественных зданий газовых сетей используют два метода. Первый метод заключается в использовании коэффициента одновременности включения газовых приборов в пик потребления. Второй метод расчета основан на использовании максимальных коэффициентов! неравномерности потребления, представляющих собой отношение максимального часового расхода газа к среднечасовому расходу за год. Расчетный расход газа с определяют по формуле где n — число типов приборов или однотипных групп приборов; Ко — коэффициент одновременности работы однотипных приборов или однотипных групп приборов, соответствующий общему числу приборов ∑Ni(для жилых домов это общее число квартир); Qном — номинальный расход газа прибором или группой приборов, принимаемый то их паспортным данным или техническим характеристикам, м3/ч. Расчетный расход газа через коэффициенты неравномерности потребления определяется следующим образом: где п — число типов квартир; кчгmax — максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления газа за год, зависящий от характера использования газа в квартире (приготовление пищи или приготовление пищи и нагрев горячей воды), ее населенности и общего числа квартир∑Ni,типа i; Qгкв — годовое потребление газа жильцами квартиры, м3; 8 760 — число часов в году. При расчете расхода с использованием коэффициентов одновременности не учитывается число людей, пользующихся одним газовым прибором. Несоответствие мощности установленных приборов потребности приводит к необоснованному увеличению расчетных расходов газа, а следовательно, перерасходу металла. Коэффициент часового максимума. Максимальный часовой расход газа определяют по годовому расходу и коэффициенту неравномерности его потребления: где кч.г.max — максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления газа за год; Qг — годовое потребление газа, м3; т -= 8 760/ кч.г.max — числю часов максимального использования газа. Если бы потребление газа было равномерным и равным максимальному часовому расходу, то весь годовой расход потребили бы в т часов, т.е. в число часов использования максимума газа. Величину, обратную т, называют коэффициентом часового максимума кч.г.max =1/m
