Использование высокого давления в полиэтиленовом газопроводе населёного пункта в сельской местности

скорости, при этом само ядро увеличивается в размерах, что, при проведении аналогии с образованием вихрей при обтекании потоком газа твердых тел, позволяет предположить в дальнейшем его дробление на несколько вихревых ядер.

Список литературы

1. Кныш Ю.А., Урывский А.Ф. Модель прецессии вихревого ядра закрученной струи./Изв. ВУЗов, Авиационная техника, 1984, №3, -С.41—44.

2. Гупта А.,Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки: Пер. с англ. — М.: Мир, 1987, -388 с.

3. Зайцев О.Н. Управление аэродинамической обстановкой в рабочем объеме теплогенерирующих установок.// Вюник ОДАБА №7, 2002, - С. 60—64.

4. В.Котлер. Газовые горелки для отопительных котлов: современные решения.//Аква-терм- К.: 02.2005, -С. 10-13.

УДК 696.2

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОМ ГАЗОПРОВОДЕ НАСЕЛЁНОГО ПУНКТА В СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ

Боровский Б.И., Зорин А.М.

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

Установлено, что стоимость сельского полиэтиленового газопровода высокого давления меньше стального газопровода высокого давления на 44,3%. Это объясняется меньшей ценой полиэтиленовых труб и пониженной стоимостью их монтажа. При этом полиэтиленовому газопроводу соответствует меньший срок строительства на 24,1%, меньшая трудоёмкость строительно-монтажных работ на 33,2%, ниже срок окупаемости затрат на 44,1% и больший срок эксплуатации в 2,5 раза (50 и 20 лет). Полиэтиленовый газопровод высокого давления имеет преимущества по стоимости в 69,3 и 10% по сравнению с полиэтиленовыми газопроводами при распределительных газовых системах низкого и среднего давления, что вызвано меньшими диаметрами труб и, следовательно, меньшей материалоёмкостью.

сельский газопровод, высокое, среднее и низкое давление газа, стальные и полиэтиленовые трубы

Введение

ДБН В.2.5-20-2001«Газоснабжение» [1] требует: «При проектировании систем газоснабжения следует предусматривать технические решения, обеспечивающие рациональное использование газового топлива, материалов и оборудования». В связи с этим представляет интерес вопрос, каким проектировать сельский газопровод, с низким, средним или высоким давлением, какие целесообразно применять трубы, стальные или полиэтиленовые. ДБН определил, что «Полиэтиленовые газопроводы следует предусматривать на территории посёлков и сёл и на межпоселковых газопроводах -давление до 0,6 МПа» (высокое давление II категории).

Анализ публикаций

В работе [2] для жилого массива рекомендуется проектировать распределительный газопровод низкого давления. В [3] отмечается возможность проектирования распределительных газопроводов как низкого, так и среднего давления. Однако рекомендации по выбору давления газа отсутствуют. Поэтому следует ориентироваться на ДБН [1], который установил, что газопроводы определяются по давлению на основании технико-экономических расчётов. Полиэтиленовым трубам соответствует меньшая цена,

пониженная стоимость монтажа и лучшие эксплуатационные качества. В Европе полиэтиленовые трубопроводы составляют 95% всех трубопроводов. Япония приняла закон, требующий замену стальных трубопроводов полиэтиленовыми. В России с 1990г. до 2000г. протяжённость полиэтиленового газопровода возросла в 9 раз, с 1,9 до 17,3 тыс. км [4]. В Украине первый полиэтиленовый газопровод построен в середине 80-х годов в Донецкой области (длина 200 км). В октябре 2010г. в Светогорске Донецкой области сдан в эксплуатацию полиэтиленовый газопровод среднего давления длиной 23,6 км.[5]. Использование полиэтиленовых труб вместо стальных позволило снизить затраты с 41 до 30 млн. грн., т.е. на 26,8%, при этом гарантийный срок увеличен с 30 до 50 лет. В работе [6] показаны значительные технико-экономические преимущества сельского полиэтиленового распределительного газопровода среднего давления по сравнению со стальным газопроводом такого же давления.

Цель и постановка задач Целью является сравнение эффективности использования высокого давления газа в сельском газопроводе. Задачи состоят в проведении проектных проработок газоснабжения реального села с высоким, средним и низким давлением газа при использовании стальных или полиэтиленовых труб.

Методика исследования

Методика исследования заключается в проектной проработке газификации села с газопроводом в вариантах высокого, среднего и низкого давления газа, со стальными и полиэтиленовыми трубами.

Результаты и их анализ В качестве сельского населённого пункта выбрано село с площадью 340 га и населением 1386 чел., проживающих в 111 частных и в двух пятиэтажных домах, общее газопотребление составляет 992,3 м /ч.

На рис. 1 приведен газопровод села длиной 10,77км, включающий газопровод высокого давления 11-22, соединяющий крупных газопотребителей: текстильное производство, котельная, хлебозавод, банно-прачечный комбинат и сетевой газорегуляторный пункт (ГРП), устанавливаемый в точке 15 при низком или среднем давлении в распределительном газопроводе 2-10. Там же приведены значения расчётных часовых расходов газа (первая цифра) и рассчитанные значения диаметров стальных труб (в скобках - для полиэтиленовых труб): вторая, третья и четвёртая цифры соответствуют низкому, среднему и высокому давлению.

л; у г

5-

-1;„ им; 7^1=

".Л, ДЧ!7..;:М

I УА > / I; : 1»-1" |

1

0Е, СТаЕ.ГА] ^^ --'•'>

¡СЕ: 2£>.7.|: СаИ."/(1Й110

¡:о п I: »Й*Й5.:1

и

'л::, ^¿'.Л'^.лЧ^ "А^

/:1г. :>/.;:

и, стлЕ.й^;

км.ь СЗШ.ошйно

Рис.1. Газопровод села

Ветки распределительного газопровода низкого давления приняты с постоянными диаметрами, что снижает материалоёмкость газопровода и номенклатуру труб в сравнении с ветками переменных диаметров [7].

При расчёте распределительного газопровода низкого давления в соответствии с [3] принималось давление на выходе сетевого ГРП 3000 Па, а в тупиковых узлах -1800+10% Па. В случае среднего давления на входе в газопровод 400 кПа абс., в тупиковых узлах не менее 240 кПа абс. При высоком давлении на входе в газопровод 700 кПа абс., в тупиковых узлах не менее 420 кПа абс Минимальный проходной диаметр

газопровода в сельских условиях 40 мм. В табл. 1-3, в качестве примера, приведена стоимость стальных и полиэтиленовых труб низкого и высокого давления. Затраты на их прокладку определены по [8] с установленным коэффициентом пересчёта 29,3.

Таблица 1

Стоимость труб и стоимость их прокладки для стального распределительного _газопровода низкого давления ___

ён х 8 мм х мм 219 х 6 159 х 4,5 127 х 3 108х4 57х3 48х3,5

Длина, м 330 250 2950 5700 500 150

Стоимость 1 м трубы, грн. 290 147,5 86,9 70,8 27,6 26,4

Стоимость трубы, тыс. грн. 95,7 36,9 256,4 403,6 13,8 4,0

Стоимость прокладки 1 м трубы, грн. 351,1 236,3 187 161 82,5 66

Стоимость прокладки трубы, тыс. грн. 115,9 59,1 551,7 917,7 41,3 9,9

Всего 211,6 96,0 808,1 1321,3 55,1 13,9

Таблица 2

Стоимость труб и стоимость их прокладки для полиэтиленового распределительного _газопровода низкого давления ___

ён х 8 мм х мм 250х14,2 225х12,8 160х9,1 125х7,1 110х6,3 50х2,9

Длина, м 80 250 250 5700 2950 650

Стоимость 1 м, грн. 257 207,4 105,5 64,5 50 10,6

Стоимость трубы, тыс. грн. 20,6 51,9 26,4 367,7 147,5 6,9

Стоимость прокладки 1 м трубы, грн. 288,2 275 206,8 143 117 43,9

Стоимость прокладки трубы, тыс. грн. 23,1 68,8 51,7 815,1 345,2 28,5

Всего 43,7 120,7 78,1 492,7 1182,8 35,4

Таблица 3

Стоимость труб и стоимость их прокладки для стального и полиэтиленового _распределительных газопроводов высокого _ давления_

Газопровод Стальной Полиэтиленовый

ён х 8 мм х мм 57х 3 63х 5,8 50х4,6

Длина, м 9880 250 9630

Стоимость 1 м, грн. 27,6 23,6 14,9

Стоимость трубы, тыс. грн. 272,7 5,9 143,3

Стоимостьпрокладки 1 м трубы, грн. 77 55 43,9

Стоимостьпрокладки трубы,тыс. грн. 760,8 13,8 422,8

Всего 1033,5 19,7 566,3

Из табл. 1-3 следует, что при низком давлении номенклатура труб состоит из шести типов, а при высоком давлении номенклатура значительно меньше: стальные трубы - одно наименование, полиэтиленовые трубы - два наименования. При этом для всех давлений стальной и полиэтиленовый газопроводы по проходным диаметрам труб близки. Это свидетельствует о малом влиянии пониженного гидравлического сопротивления полиэтиленовых труб при заданных потерях давления на ветках газопровода.

Суммарная стоимость сельского стального газопровода низкого давления, с учётом цены сетевого ГРП (60 тыс. грн.), катодной защиты (15 тыс. грн.) и стоимости газопровода высокого давления, соединяющего крупных газопотребителей (89,2 тыс. грн.), составит 2670,2 тыс.грн., а стоимость полиэтиленового газопровода низкого давления, с учётом стоимости сетевого ГРП и стоимости газопровода для крупных газопотребителей (47,7 тыс. грн.), составляет 2062 тыс. грн., что ниже стоимости стального газопровода на 22,8% за счёт меньшей стоимости труб и их прокладки. Из табл. 3 следует, что суммарная стоимость стального газопровода высокого

давления, с учётом цены катодной защиты и стоимости газопровода для крупных газопотребителей, составит 1137,7 тыс. грн., а полиэтиленового газопровода высокого давления с учётом стоимости газопровода для крупных газопотребителей - 633,7 тыс. грн., преимущество полиэтиленового газопровода 44,3%.

По газовому оборудованию газопровод низкого давления существенно отличается от газопроводов среднего и высокого давления. Газопровод низкого давления оборудуется только сетевым ГРП, понижающим давление со среднего и высокого до низкого. В случае газопроводов среднего и высокого давления такое понижение давления осуществляется с помощью шкафных регуляторов давления (ШРП), устанавливаемых на каждом здании (доме). Стоимость сетевого ГРП составляет 60 тыс. грн., а стоимость одного ШРП - 1,2 тыс. грн. с установкой. Однако, стоимость сетевого ГРП оплачивает строитель газовой системы, а ШРП на домах становятся индивидуальной собственностью домовладельцев и они ШРП оплачивают как и газовые, водяные и электрические счётчики, а исполнитель газопровода получает дополнительный доход.

Сводные данные по сравнению стального и полиэтиленового сельских газопроводов в части затрат на газификацию села, трудоёмкости монтажных работ, сроков строительства и окупаемости затрат приведены в табл.4.

Таблица 4

Сравнение стального и полиэтиленового газопроводов_

Показатель Сталь Полиэтилен Преимущества полиэтилена, %

Затраты на газификацию села при низком давлении,тыс.грн. 2670,2 2062 22,8

Затраты на газификацию села при среднем давлении, тыс.грн. 1204,2 704,3 41,5

Затраты на газификацию села при высоком давлении, тыс.грн. 1137,7 633,7 44,3

Трудоёмкость монтажных работ,чел.день 3636,4 2426,6 33,2

Срок строительства, дни 54 41 24,1

Срок окупаемости затрат при низком давлении, месяц 1,4 1,1 21,4

Срок окупаемости затрат при среднем давлении, месяц 0,63 0,37 41,3

Срок окупаемости затрат при высоком давлении, месяц 0,59 0,33 44,1

Из табл.4 видно, что по всем показателям полиэтиленовый газопровод имеет преимущества перед стальным газопроводом на уровне 21,4-44,3%.

Однако преимущества давления понижаются с ростом давления как в случае стального газопровода, так и в случае полиэтиленового газопровода. Так если при полиэтиленовом газопроводе преимущество по затратам высокого давления над низким составляет 69,3%, то над средним давлением это преимущество снижается до 10%.

Выводы

1. Показано, что стоимость сельского полиэтиленового газопровода высокого давления меньше стального газопровода высокого давления на 44,3%. Это объясняется меньшей ценой полиэтиленовых труб и пониженной стоимостью их монтажа. При этом полиэтиленовому газопроводу соответствует меньший срок строительства на 24,1%, меньшая трудоёмкость строительно-монтажных работ на 33,2%, ниже срок окупаемости затрат на 44,1% и больший срок эксплуатации в 2,5 раза (50 и 20 лет).

2. Преимущества давления понижаются с ростом давления как в случае стального газопровода, так и в случае полиэтиленового газопровода. Так если при полиэтиленовом газопроводе преимущество по затратам высокого давления над низким составляет 69,3%, то над средним давлением это преимущество снижается до 10%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Газоснабжение. ДБН В.2.5-20-2001- К.: Государственные строительные нормы Украины. 2001.- 287с.

2. Ионин А. А. Газоснабжение / Ионин А. А. - М.: Стройиздат, 1989. - 439с.

3. Снш П.М. Газопостачання населених пункпв i об'екпв природним газом / Снш П.М., Шишко Г Г., Предун К.М.. - К.: Логос. 2002. - 198 с.

4. Полиэтиленовые распределительные газопроводы в России / Бухин В.Е., Карин В.Ю. //Трубопроводы и экология. - М.-2002.- №1. - С. 26 - 28.

5. Коник А. Первый в стране полиэтиленовый газопровод запустили в Донбассе/ Коник А.// Комсомольская правда в Украине. -2010.-12.10.

6. Технико-экономическое сравнение распределительного газопровода низкого и среднего давления в населённом пункте сельской местности / Боровский Б.И., Баранова Г.Н..// Строительство и техногенная безопасность. -- Симферополь: НАПКС. -2013. - Вып.47. - С.124-129.

7. Возможность выполнения веток тупиковых газопроводов низкого давления с постоянным диаметром / Боровский Б.И., Лапина Е.А. // Строительство и техногенная безопасность. - Симферополь: НАПКС.-2010. - Вып. 32. - С. 180 - 185.

8. Пособие по водоснабжению и канализации городских и сельских поселений (к СНиП 2.07.01-89)—М.: ЦИТП, 1992. — 56 с.

УДК 696.2

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАДИЦИОННЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ В ДОМОВЫХ

КОТЛАХ

Боровский Б.И., Поднебесный С.В.

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

Технико-экономическое сравнение использования в котлах различных энергоносителей показало, что наименьшие приведенные к году затраты соответствуют каменному углю. Наблюдается следующая последовательность нарастания приведенных затрат: каменный уголь, дрова, газ, электроэнергия и дизельное топливо. Это подтверждает целесообразность перехода на уголь и дрова при росте стоимости газа. Однако необходимо применение систем очистки дымовых выбросов. Самым удобным является использование электроэнергии, однако за комфорт требуется значительная доплата.

каменный уголь, дрова, газ, электроэнергия, дизельное топливо, приведенные затраты

Введение

В настоящее время в связи с удорожанием природного газа при котельном отоплении жилых домов стали, помимо газа, использовать другие традиционные энергоносители - дрова, уголь, дизельное топливо и электроэнергия. Многие зарубежные фирмы предлагают домовые котлы, работающие на указанных энергоносителях. Однако отсутствие сравнения этих энергоносителей не даёт возможность сделать рациональный выбор энергоносителя для отопления жилого дома.

Анализ публикаций

Для отопления жилого дома нет возможности использовать нетрадиционный источник энергии, например, солнечную энергию из-за малой мощности и существенной зависимости от времени года. Поэтому солнечная энергия в быту применяется только для горячего водоснабжения [1]. Использование угля для отопления рассмотрено в работах [2,