Современные города требуют больших затрат топлива на бытовые и промышленные нужды. Наиболее совершенным видом топлива для жилищно-коммунального хозяйства и промышленности является газообразное топливо. По сравнению с твердым газообразное топливо имеет ряд преимуществ:
1) оно, как правило, наиболее экономично:
2) улучшает санитарно-гигиеническое состояние городов (отсутствие выброса в атмосферу угольной пыли, золы и вредных сернистых газов);
3) облегчает труд человека в быту и на производстве;
4) освобождает внутригородской транспорт от перевозок топлива и отвалов золы и шлака.
Газообразное топливо можно транспортировать по трубам на большие расстояния и централизованно распределять по территории города.
Газообразное топливо представляет собой смесь нескольких газов, причем основную их часть составляют горючие газы-углеводороды (метан, этан, пропан и др.), водород и окись углерода (в искусственных газах), в состав негорючих примесей (балласта) входят азот, углекислота и др Горючие газы добывают из природных источников - недр земли (природные газы)и из жидкого и твердого топлива путем их термической обработки (искусственные газы).
В населенных местах газ расходуется жителями, коммунально-бытовыми предприятиями и учреждениями, автотранспортом, промышленностью и теплоэлектростанциями; кроме того, он используется для отопления зданий. Средние нормы расхода газа (в тепловых единицах) на различные нужды определяются по СНиП.
Система газоснабжения города природным газом включает в себя газовый промысел (ГП), магистральный газопровод (МГ), компрессорные станции (КС), газораспределительную станцию (ГРС) и газопроводы города: высокого давления (ГВД), среднего давления (ГСД), низкого давления (ГНД), а - также газораспределительные пункты.
В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы распределяют по следующим категориям:
1) низкого давления - с давлением газа не более 5 кПа;
2) среднего давления — с давлением газа от 5 кПа до 0,3 МПа;
3) высокого давления: I категории с давлением газа более 0,6 и до 1,2 МПа; II категории с давлением газа более 0,3 и до 0,6 МПа.
Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения газом жилых и общественных зданий, а также мелких промышленных и коммунально-бытовых предприятий.
Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладываются для питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления (через газорегуляторные пункты), а также промышленных и коммунально-бытовых предприятий (через местные газорегуляторные установки).
Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 0,6 МПа) предназначены для подачи газа к городским газорегуляторным пунктам, местным газорегуляторным пунктам крупных предприятий, а также предприятиям, технологические процессы которых требуют применения газа высокого давления.
По начертанию в плане системы распределения газа, по аналогии с системами водоснабжения, делятся на тупиковые, кольцевые и смешанные. Конфигурация газовых сетей, а также принимаемые в них рабочие давления в условиях города влияют на размещение ГРС и ГРП.
По числу ступеней давления в газовых сетях системы газоснабжения подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые (рис. 7.1, 7.2). Необходимость совместного применения нескольких ступеней давления газа в городах возникает из-за большой протяженности городских газопроводов, несущих большие газовые нагрузки, наличия потребителей, которые требуют различных давлений, из-за условий эксплуатации и др.
На рис. 7.1,а представлена схема одноступенчатой системы распределения газа, состоящей из газгольдерной станции низкого давления, конечного газорегуляторного пункта низкого давления, ответвлений к потребителям и тупикового газопровода низкого давления. При питании от одной точки газовые сети имеют большие диаметры, а распределение газа по сети характеризуется относительно большой неравномерностью. Поэтому обычнопитание сети газом осуществляется в нескольких точках, для чего применяют газораспределительные станции.
На рис. 7.1,6 приведена схема двухступенчатой системы газоснабжения. Газ среднего давления по газопроводу подводится к газорегуляторным пунктам, размещаемым вне кварталов на свободных от застройки площадях. Из газорегуляторных пунктов после снижения давления газ поступает в газопроводынизкого давления, из которых через вводы он подводится к внутридомовой сети.
Рис. 7.1. Системы газоснабжения населенных мест:
а - одноступенчатая; б - двухступенчатая;
1 — групповая установка сжиженного газа; 2 - газорегуляторный пункт; 3, 5 - соответственно трубопроводы низкого, среднего и высокого давления; 4 - ответвления к потребителям; 6 - газораспределительная станция
В крупных горстах с развитой промышленностью при наличии потребителей газа среднего давления может применяться трех- или многоступенчатая система распределения газа: высокого (1 или 2 категорий),среднего и низкого давления (рис. 7.2. а, б ). В этом случае газ подается котдельным районам города под высоким давлением (рис. 7.2, 6 ) на регуляторныепункты, снижающие давление до среднего. Внутри районов размещеныГРП, снижающие давление газа до низкого. На эти станции газ поступает по газопроводам среднего давления (пунктирные линии). Сеть низкого давленияимеет наибольшие разветвления и протяженность (сплошныелинии).
Рис 7.2. Системы газоснабжения населенных мест
а - трехступенчатая; б - многоступенчатая;
I - промышленное предприятие, 2 - газорегуляторный пункт; 3. 5, 6 соответственно трубопроводы низкого, среднего и высокого давления; 4 ответвления к потребителям; 7 - газораспределительная станция
В системе газоснабжения могут быть предусмотрены также комбинированные ГРП, одновременно снижающие давление газа от высокого к среднему и от среднего к низкому.
В зависимости от потребности в определенном напоре газа отдельные потребители могут подключаться к любой сети при помощи индивидуальных регуляторных установок. Необходимость установки индивидуальных регуляторов давления, удорожающих строительство и усложняющих эксплуатацию газовых сетей, является недостатком распределительных сетей среднего и высокого давления.
При выборе той или иной схемы распределительной сети следует помнить, что самой рациональной из них будет та, которая удовлетворяет следующим требованиям:
1) обеспечивает подачу всем потребителям расчетного количества газа заданного давления;
2) имеет наименьшую строительную и эксплуатационную стоимость;
3) надежна в работе.
Тип распределительной сети для данного объекта выбирают в зависимости от конкретных местных условий: характера застройки, наличия тех или иных потребителей, необходимого давления газа, поступающего к объекту, и т.п.
