Лекція 3. 2 Тема. Вимоги до газів. Норми витрат газу, режими споживання газу.
1 Види горючих газів У порівнянні з твердим газоподібне паливо має ряд таких переваг: - більш економічне; поліпшує санітарно-гігієнічний стан міста (відсутність викиду в атмосферу вугільного пилу, золи і сірчистих газів); - полегшує працю людини в побуті і на виробництві; звільняє внутрішньоміський транспорт від перевезень палива і територію міста від складів палива і відвалів золи та шлаку; -полегшує автоматизацію теплових виробничих процесів і скорочує чисельність обслуговуючого персоналу.
Для газопостачання житлових будівель, комунальних та промислових підприємств використовують: природні штучні змішані гази Природні гази. В процесі біохімічного і термічного розкладання простих залишків тваринного і рослинного походження, похоронених в надрах пористих осадових порід (піски, піщаники, галечник), протягом багатьох тисячоліть утворювалися пальні, природні гази.
Склад природних газів Родовище газу Склад газу, % за об’ємом CH 4 C 2 H 6 C 3 H 6 C 4 H 10 C 5 H 12 CO 2 N 2 Шебілінське 93, 3 4, 0 0, 6 0, 4 0, 3 0, 1 1, 3 Борівське 82, 7 4, 7 2, 9 1, 1 1, 2 0, 5 7, 5 Джанкійське 95, 9 0, 7 0, 2 0, 03 0, 01 0, 1 3, 0 Кегичивське 93, 0 3, 3 1, 4 0, 25 0, 18 0, 6 1, 3
Вимоги, які висуваються до природних паливних газів для комунально-побутового призначення Показники Область значень числа Воббе, МДж/м 3 Об’ємна доля кисню, %, не більше Інтенсивність запаху газу (5 -ти бальна система) при об’ємній долі 1% в повітрі, бал, не більше Норма 39400 -52000 1, 0 3 (запах помірний)
Число Воббе є відношенням теплоти згорання (нижчої або вищої) до кореня квадратного з відносної (по повітрю) щільності газу: МДж/м 3 Зріджені вуглеводневі гази (ЗВГ). До зріджених вуглеводневих газів відносять такі, які за нормальних фізичних умов знаходяться в газоподібному стані, а при відносно невеликому підвищенні тиску (без зниження температури) переходять в рідкий стан.
Штучні гази. Поділяють на дві групи: До першої відносять гази високотемпературної (близько 1000 ОС) перегонки, що одержуються при нагріванні твердого палива без доступу повітря: коксохімічні, коксогазові, газосланцеві. До другої групи відносять гази безостаточної газифікація, що одержується в результаті нагрівання твердого палива в струмі повітря, кисню і їх сумішей з водяною парою: доменні, генераторні, підземної газифікації.
Вимоги до газів, які комунальному господарстві застосовуються в на 100 м 3 газу домішок не більше: 2 г аміаку, 5 г ціаністих з’єднань, 10 г нафталіну, смоли, пилу та інших речовин. Тиск в газопровідних перебільшувати: штучний газ - 2*10 -3 МПа трубах природний – не більш 3*10 -3 МПа зріджений – не більш 4*10 -3 МПа. Виконують одоризацію не повинен
Норми витрат газу Норми витрат теплоти на побутові потреби (житлові будівлі) на 1 чол/рік (ДБН В. 2. 5 -20 -2001) Призначення газу, що витрачається Для приготування їжі ( при наявності в квартирі газової плити та централізованого гарячого водопостачання) Для приготування їжі та гарячій води для господарчих потреб без прання білизни (при наявності в квартирі газової плити та при відсутності централізованого гарячого водопостачання та газового водонагрівача) Для приготування їжі та гарячій води для господарчих та санітарно-гігієнічних потреб (при наявності в квартирі газової плити та газового водонагрівача та при відсутності централізованого гарячого водопостачання та) Норма витрати теплоти на рік , МДж 2800 2540 4600 4240 8000 7300
2 Розрахунок споживання газу Основні категорії споживачів газу: • побутові (приготування їжі, підігрів води в квартирах житлових будинків); • комунально-побутові (лазні, пральні, хлібозаводи, лікарні, дитячі та інші заклади); • опалення, вентиляція, централізоване гаряче водопостачання житлових, громадських та виробничих будівель; • промислове споживання на технологічні та енергетичні потреби підприємств; • споживання газу електростанціями для одержання електроенергії, гарячий води та пари.
Річні витрати газу: на побутові потреби визначаються за чисельністю населення міста (району) та нормами газоспоживання на одну людину; на комунально-побутові – в залежності від пропускної здатності підприємства та норм витрати газу. – норма витрат газу на одну людину в залежності від споживача газу ; – калорійність газу, ккал/м 3.
Годинні витрати газу, м 3/год, які потрібні для гідравлічного розрахунку газових мереж, визначають окремо для всіх видів споживачів залежно відповідних річних витрат газу та коефіцієнта годинного максимуму Для житлових мікрорайонів коефіцієнт годинного максимуму обирають в залежності від кількості мешканців у мікрорайоні.
Норми тиску газу та режим споживання Вибір систем розподілу газу за тиском, кількістю ступенів редуцірування, кількістю ГРС, ГРП, ШРП та принципом побудови систем розподільчих газопроводів (кільцеві, тупикові, змішані) виконується на підставі техніко-економічних розрахунків з урахуванням: 1. об'єму, 2. структури і щільності газоспоживання, 3. надійності та безпеки газопостачання, 4. місцевих умов будівництва та експлуатації.
Споживачі газу Тиск газу, МПа 1. Виробничі будинку промислових підприємств та будинки с/г підприємств, а також окремо розташовані підприємства побутового обслуговування населення (лазні, пральні, фабрики, тощо) 0, 600 2. Котельні: розташовані окремо на території підприємств; прибудовані та вбудовані в громадські будинки; прибудовані до житлових будинків. 3. Житлові будинки, прибудовані до них будинки та вбудовані в них (окрім котелень) приміщення підприємств торгівлі тощо 0, 600 0, 005 0, 003
Всі споживачі — побутові, комунальні, громадські та промислові — споживають газ нерівномірно. Залежно від періоду, протягом якого споживання приймають постійним, розрізняють: 1) сезонну нерівномірність, або нерівномірність по місяцях року; 2) добову нерівномірність, або нерівномірність по днях тижня, місяця або року; 3) годинну нерівномірність, або нерівномірність по годинах доби або годиннику року.
Нерівномірність витрачання газу окремими категоріями споживачів визначається декількома чинниками: • кліматичними умовами, • благоустроєм населення, • режимом роботи підприємств і установ, • характеристикою газового обладнання будівель і промислових цехів. Нерівномірність споживання впливає на економічні показники систем газопостачання. Наявність піків і провалів в споживанні газу приводить до неповного використання потужностей газових підприємств і пропускної спроможності магістральних газопроводів, що підвищує собівартість газу.
Річний графік споживання: 1 – споживання газу в якості сировини для переробки; 2 - комунальнопобутове споживання; 3— споживання промисловими підприємствами; 4 – споживання котельнями; 5 - закачка газу в підземні сховища; 6 та 8 – постійне та сезонне споживання газу електростанціями; 7— споживання газу котельнями для отримання газу на опалення;
Для регулювання сезонної нерівномірності газоспоживання застосовують наступні способи: 1)підземне зберігання газу; 2)використання споживачів-регуляторів, яким скидають надлишки в літній період; 3)резервні потужності промислів і газопроводів.
3 Обробка природного газу Осушення газу. Вміст вологи в газі при його транспортуванні часто викликає серйозні експлуатаційні труднощі. За певних зовнішніх умов (температурі і тиску) волога може конденсуватися, утворювати крижані пробки і кристалогідрати, а у присутності сірководню і кисню викликати корозію трубопроводів і устаткування.
Очищення газу від сірководню і вуглекислого газу. У горючих газах, які використовуються для газопостачання міст, зміст сірководню не повинен перевищувати 2 г на 100 м 3 газу. Зміст вуглекислого газу норми не лімітують, проте по техніко-економічних міркуваннях в газі, що транспортується, він не повинен перевищувати 2%. Існують сухі і мокрі методи очищення газу від H 2 S.
Одорізация газу. Природний газ не має запаху. Тому для своєчасного виявлення витоків газу йому додають запах — газ одорують. Як одорант застосовують меркаптан (C 2 H 5 SH). По токсичності якісно і кількісно він ідентичний сірководню, має різкий неприємний запах. Кількість одоранту, що вводиться в газ, визначають так, щоб при концентрації в повітрі газу, що не перевищує 1/5 нижньої межі вибуху, відчувався різкий запах одоранту.