4.7. Особенности газоснабжения в районах с холодным климатом

Выбор технологических решений, предназначенных для снабжения газом населенных пунктов северных регионов, зависит многих факторов: наличия ГНС, путей подвоза газа, условий доставки его потребителям (автоцистернами или баллонами).
При возможности доставки газа потребителю в автоцистернах-газовозах в качестве источника газоснабжения принимаются групповые резервуарные установки (при условии согласования с местными органами пожарного и газового надзора).

В остальных случаях рекомендуется использовать групповые баллонные установки в отдельно стоящих отапливаемых помещениях (шкафах) или индивидуальные баллонные установки, устанавливаемые в хозяйственных помещениях.

Необходимо учитывать малую несущую способность многолетнемерзлых грунтов и низкие температуры наружного воздуха, которые исключают возможность использования в качестве источника газоснабжения подземных резервуарных установок и баллонов, устанавливаемых в наружных шкафах.

 

Весьма перспективны системы, использующие газовоздушные смеси. Их применение значительно повышает надежность систем газоснабжения, особенно с учетом предотвращения конденсато- и гидратообразования в газовых коммуникациях.
Практикой установлено, что наиболее эффективны технические решения, основанные на использовании испарительных установок. Типовая схема такого комплекса включает в себя резервуарный парк, испарители, трубопроводы, запорно-регулирующую и предохранительную арматуру систем автоматического контроля. Все оборудование, включая резервуары, размещается в отапливаемом (надземном) помещении.

 

Надземно расположенное помещение испарительной установки с резервуарами рекомендуется относить по нормам разрывов от других строений к установкам с надземным расположением резервуаров. Минимальное расстояние от помещения испарительной установки до зданий и сооружений различного назначения следует принимать в соответствии с ранее приведенными требованиями.

Для регазификации сжиженных газов рекомендуются электрические испарители «сухого» типа. При наличии соответствующих технико-экономических обоснований может быть использован и другой тип испарителя — жидкостный. Запорные, предохранительные и регулирующие устройства должны исключать возможность попадания жидкой фазы из испарителя в трубопровод паровой фазы и повышения давления в испарителе сверх допустимого для резервуаров. Предохранительные клапаны, установленные на резервуарах, обеспечивают герметичность системы до давления 0,1 МПа. При повышении давления до 1,5 МПа клапан полностью открывается и стравливает избыток газа на сбросную свечу, выведенную выше кровли здания на высоту до 3 м. Клапаны-отсекатели, установленные на испарителях, исключают попадание жидкой фазы газа из испарителя в трубопровод паровой фазы (соответствующие условия складываются при потреблении, превышающем максимальную производительность испарителя).

Подача электроэнергии к электрическим испарителям должна осуществляться от электрических шкафов, устанавливаемых в операторском помещении. Проход электрокабеля к испарителям через стенку, отделяющую операторское отделение от испарительного отделения, должен быть тщательно уплотнен в защитной гильзе — с сальником со стороны испарительного отделения на расстоянии равном не менее 2/3 высоты испарительного отделения. Электрические шкафы, корпус испарителей, резервуары, электронагреватели должны быть заземлены.

Расчетная часовая нагрузка по газу G, кг/ч, на испарительную установку при газоснабжении жилых домов, имеющих газовые плиты и газовые водонагреватели, может быть определена по формуле

G= [nknqг/(QH•365)] Кч (4.8)

где      п — число жителей, пользующихся газом (при отсутствии данных п принимается по числу газифицируемых квартир и коэффициенту семейности, который ориентировочно равен 3,7–4,0);

kn — коэффициент суточной неравномерности потребления газа в течение года (при наличии в квартирах газовых плит принимается равным 1,4; при наличии плит и водонагревателей — 2);

— годовой расход газа на 1 человека, кДж, принимаемый в соответствии с данными табл. 3.5: при приготовлении пищи и нагреве воды на хозяйственные нужды без стирки белья составляет

2982 МДж; при приготовлении пищи, нагреве воды для хозяйственных и санитарно-гигиенических нужд без стирки белья (при наличии плиты и водонагревателя) — 5334 МДж;

Кч — показатель часового максимума суточного расхода (с учетом расхода газа на стирку белья), равный 0,12;

QH— низшая теплота сгорания газа, кДж/м3.

Отсюда несложно рассчитать количество испарительных установок заданной производительности, необходимое для снабжения потребителей газом. Независимо от результатов расчета рекомендуется устанавливать в испарительном помещении не менее двух испарителей с общей испарительной способностью, равной расчетному расходу газа. Наличие двух испарителей повышает надежность работы установок.

Система отключающих устройств в обвязке испарителя с резервуарами и узла слива обязана обеспечивать возможность одновременной подачи паровой фазы СУГ низкого давления для газоснабжения потребителей и паровой фазы газа высокого давления для поддавливания сжиженных газов при его сливе из автоцистерн.

Для бесперебойного снабжения газом потребителей в случае временного отключения электроэнергии технологическая схема обычно предусматривает возможность подачи газа за счет естественного испарения.

При проектировании систем газоснабжения следует учитывать климатическую специфику:
• влияние на газопроводы, оборудование, запорную и регулирующую арматуру низких температур газа и окружающей среды (образование конденсата и замерзание влаги, образование гидратов, температурные напряжения в материалах, изделиях);
• тепловое воздействие газопроводов на многолетнемерзлые грунты и возможность повреждения, как самих газопроводов, так и близкорасположенных зданий и сооружений;
• механическое воздействие на газопроводы оттаивающих и промерзающих грунтов (осадка, пучение, образование морозобойных трещин, вызывающих дополнительные напряжения в газопроводах).
 

Особое внимание должно быть уделено состоянию многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований под газопроводы.

Если грунты характеризуются значительными осадками при оттаивании; оттаивание грунтов вокруг трубопроводов оказывает влияние на устойчивость расположенных вблизи зданий и сооружений, то следует стремиться к сохранению многолетнемерзлого состояния грунтов в основании в процессе строительства и эксплуатации. Допущение оттаивания многолетнемерзлых грунтов в основании в процессе строительства и эксплуатации возможно, если грунты характеризуются незначительными осадками на всю расчетную глубину оттаивания; здания и сооружения вдоль трассы трубопроводов расположены на значительном расстоянии от них или построены с допущением оттаивания многолетнемерзлых грунтов в их основаниях.

При проектировании наружных газопроводов предусматриваются следующие виды их прокладки, выбор которого зависит от местных условий:
• в земляных насыпях-валиках;
• надземная (на опорах, мачтах, эстакадах и по конструкциям зданий и сооружений);
• подземная (бесканальная, канальная).
 

Внутри жилых кварталов, на территориях промышленных предприятий в зоне многолетнемерзлых грунтов, как правило, применяют прокладку газопроводов в земляных насыпях-валиках и надземную. При прокладке газопроводов в земляных насыпях-валиках должна быть предусмотрена возможность ликвидации наледи на входных участках газопроводов в помещения. Подземная прокладка в многолетнемерзлых грунтах предусматривается в тех случаях, когда остальные виды прокладки нецелесообразны по градостроительным или технико-экономическим соображениям. Глубину заложения газопроводов следует назначать с учетом местных условий, но не менее 0,8 м от поверхности земли до верха трубы. При подземной канальной прокладке газопровода должна предусматриваться установка сигнализаторов загазованности.

4-7-1.jpg 

Устойчивость подземных газопроводов, прокладываемых в районах распространения многолетней мерзлоты, а также в льдонасыщенных просадочных и пучинистых грунтах, достигается предварительным оттаиванием и уплотнением местных грунтов, заменой грунтов на непучинистые и непросадочные, понижением уровня грунтовых вод и др.

 

Установка водонагревателей, не оснащенных автоматикой, обеспечивающей прекращение подачи газа при нарушении тяги в дымоходе, а также водонагревателей без отвода продуктов сгорания в дымоход не допускается. В районах с холодным климатом установка шиберов в отопительных печах обязательна.