Проблемы организации газоснабжения города, пути снижения расхода ресурсов (на примере г. Брянска)

Частное образовательное учреждение высшего образования Брянский институт управления и бизнеса Кафедра Менеджмента и инноватики Специальность 80 502.65 Экономика и управление на предприятии (городское хозяйство) Дисциплина: Экономика городского хозяйства

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: " Проблемы организации газоснабжения города, пути снижения расхода ресурсов (на примере г. Брянска)"

Выполнила студентка

5 курса заочной формы обучения Анютина Анастасия Евгеньевна Научный руководитель кандидат технических наук Токар Николай Иванович Брянск 2015

Введение

Глава 1. Теоретические основы организации газоснабжения города

1.1 Структура системы газоснабжения города

1.2 Проблемы и направления развития системы газоснабжения Глава 2. Анализ и оценка системы газоснабжения города Брянска

2.1 Система газоснабжения города Брянска. Программа газификации Брянской области

2.2 Выполнение расчета годового расхода газа, количества ГРС и ГРП для осуществления газоснабжения жилого района

2.2.1 Выполнение расчета годового расхода газа

2.2.2 Определение числа ГРС

2.2.3 Определение числа ГРП Заключение Список используемых источников

В современном мире, городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из газовых сетей низкого, среднего и высокого давления; газораспределительных станций, контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок, систем связи и телемеханизации. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов для производства ремонтных или аварийных работ.

Актуальность проблемы исследования. В современных условиях газовая отрасль представляет собой стратегическую отрасль, играющую базовую роль в обеспечении экономической, в том числе энергетической, безопасности страны, в ценообразовании, в структурных преобразованиях экономики.

Цель работы состоит в анализе проблем и способов повышения эффективности работы системы газоснабжения города.

Для достижения поставленной цели в работе будут решаться следующие задачи:

— будут рассмотрены теоретические основы системы газоснабжения города;

— будут определены проблем и направления развития системы газоснабжения;

— на примере застройки жилого массива будет выполнен расчет годового расхода газа, количества ГРС и ГРП для осуществления газоснабжения жилого района.

Объектом выступает система газоснабжения современного города.

Предметом исследования являются направления и мероприятия по развитию системы газоснабжения.

Глава 1. Теоретические основы организации газоснабжения города

1.1 Структура системы газоснабжения города

Снабжение природным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью:

· улучшение бытовых условий населения;

· замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания и т. п.;

· улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.

Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающимся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории города строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй.

На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий.

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах.

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

При проектировании газовых сетей городов и поселков приходится решать следующие вопросы:

— определить всех потребителей газа на газифицируемой территории;

— определить расход газа для каждого потребителя;

— определить места прокладки распределительных газопроводов;

— определить диаметры всех газопроводов;

— подобрать оборудование для всех ГРП и ГРУ и определить места их расположения;

— подобрать всю запорную арматуру (задвижки, краны, вентили);

— определить места установки контрольных трубок и электродов для контроля за состоянием газопроводов время их эксплуатации;

— разработать способы прокладки газопроводов при их пересечении с другими коммуникациями (дорогами, теплотрассами, реками, оврагами и т. п.);

— определить сметную стоимость строительства газопроводов и всех сооружений на них;

— разобрать мероприятия для безопасной эксплуатации газопроводов.

Исходными данными для проектирования сетей газоснабжения являются:

— состав и характеристики природного газа или месторождения газа;

— климатические характеристики района строительства;

— план застройки города или населенного пункта;

— сведения об охвате газоснабжением населения;

— характеристики источников теплоснабжения населения и промышленных предприятий;

— данные по выпуску продукции промышленными предприятиями и нормы затрат теплоты на единицу этой продукции;

— численность населения города или плотность населения на один гектар;

— перечень всех потребителей газа на период газификации и перспективы развития города или посёлка на ближайшие 25 лет;

— перечень и тип газоиспользующего оборудования на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях;

— этажность застройки жилых районов[3].

В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

· высокого давления 1 категории с давлением от 0,6 до 1,2 МПа;

· высокого давления 2 категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа;

· среднего давления от 0,005 кПа до 0.3 МПа;

· низкого давления до 0,005 кПа.

Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые и общественные здания, предприятия общественного питания, а также во встроенные в жилые и общественные здания, отопительные котельные и предприятия бытового обслуживания. К газопроводам низкого давления можно присоединять мелких потребителей и небольшие отопительные котельные. Крупные коммунальные потребители не присоединяют к сетям низкого давления, так как транспортировать по ним большие сосредоточенные количества газа неэкономично.

Газопроводы среднего и высокого давления служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через ГРП. Они также подают газ через ГРП и местные ГРУ в газоводы промышленных и коммунальных предприятии.

Городские газопроводы высокого давления являются основными артериями, питающими крупный город, их выполняют в виде кольца, полукольца или в виде лучей. По ним газ подают через ГРП в сети среднего и высокого давления, а также крупным промышленным предприятиям, технологические процессы которых нуждаются в газе давлением свыше 0,6 МПа.

По числу ступеней давления системы газоснабжения подразделяются на одноступенчатые — с подачей газа различным потребителям только по газопроводам одного давления; двухступенчатые — с подачей газа потребителям по газопроводам двух давлений: среднего и низкого, высокого и низкого, высокого и среднего; трехступенчатые с подачей газа потребителям по газопроводам низкого, среднего и высокого давления — до 0,6 МПа; многоступенчатые с подачей газа потребителям по газопроводам четырех давлений: высокого — до 1,2 МПа и до 0,6 МПа, среднего и низкого. Трехступенчатые и многоступенчатые системы газоснабжения применяют для газоснабжения крупных городов.

Выбор системы газоснабжения в городе зависит от характера потребителей газа, которым нужен газ соответствующего давления, а также от протяженности и нагрузки газопроводов. Чем разнообразнее потребители газа и чем большую протяженность и нагрузку имеют газопроводы, тем сложнее будет система газоснабжения.

В большинстве случаев для городов с населением до 500 тысяч человек наиболее экономически целесообразной является двухступенчатая система. Для больших городов с населением более 1 000 000 человек и наличием крупных промпредприятий предпочтительной является трёхили многоступенчатая системы[10].

1.2 Проблемы и направления развития системы газоснабжения

В стране создана разветвленная сеть магистральных и распределительных газопроводов общей протяженностью свыше 520 тысяч км, которая обеспечивает поставки газа в почти 1,5 тысячи городов и поселков городского типа, а также в 19 700 сельских населенных пунктов. Ежегодно на селе вводится в действие по 10 — 12 тысяч км распределительных газовых сетей.

Вызывает озабоченность большая расточительность и нерациональное использование газа потребителями, особенно энергетиками. Большой объем газа отпускается новым потребителям без регламента и должной оценки их энергоэффективности. В Российской Федерации средние показатели удельного потребления энергии на основные виды продукции в 2−3 раза превышают аналогичные показатели западноевропейских стран.

Слабо развивается система коммерческого учета потребления газа с внедрением счетчиков (более 70 процентов газа потребляется по нормам), особенно в жилищно-коммунальном секторе, что в условиях рыночных отношений приводит к несбалансированности объемов поставленного и потребленного газа.

Продолжается дробление газовых хозяйств на мелкие, что снижает безопасность и надежность газоснабжения. Вызывает беспокойство количество «бесхозных» газораспределительных сетей (около 40 тысяч км) и газопроводов-отводов (более 220), а также объектов газоснабжения, построенных за счет средств бюджетов различных уровней и не находящихся на балансе специализированных организаций. В подавляющем большинстве регионов существует большая необходимость в продолжении строительства объектов газификации. Российская Федерация по соотношению протяженности газораспределительных сетей и магистральных газопроводов серьезно уступает странам Европы и США.

Учитывая низкую инвестиционную привлекательность строительства газораспределительных сетей, его финансирование велось и ведется преимущественно за счет выделяемых в бюджетах всех уровней целевых средств, средств населения и «Газпрома». Но построенные газопроводы оказываются не в собственности у специализированных газораспределительных организаций (ГРО), а у перечисленных инвесторов, которые, как правило, не имеют ни желания, ни средств обслуживать построенные газопроводы.

Сегодня в России при высоких темпах роста внутреннего потребления и экспорта газа его добыча растет медленнее, что ограничивает рост поставок для электростанций различных регионов. Истощаются основные действующие месторождения, а новые месторождения требуют длительных сроков ввода в эксплуатацию. Кроме того, ограничена пропускная способность единой газотранспортной системы страны, мощность которой снижается по причине износа. Может возникнуть опасная тенденция — возможное ограничение растущего потребления газа в Центральном регионе, что может привести к замедлению темпов его экономического роста.

По данным Газпрома и Международного энергетического агентства, российская экономика — самая газоемкая в мире. Помимо объективных факторов, связанных с утяжеленной структурой экономики, многие специалисты полагают, что главную роль в столь расточительном потреблении газа играет его дешевизна. Поэтому считается, что абсолютно необходимой мерой для стимулирования газосбережения и повышения эффективности использования газа является повышение его цены. Это вторая проблема для Центрального региона, в связи с которой необходимо уже сегодня предпринимать меры по минимизации негативных последствий такого решения на региональном уровне.

Процесс децентрализации теплоснабжения, охвативший ряд стран Европы, Азии и Америки, с каждым годом все более ощутимо проявляется и в России. На данный момент можно уже говорить об общероссийской тенденции децентрализации отопления. Это косвенно подтверждается данными опубликованных в прессе маркетинговых исследований. Так за последние годы пуск в эксплуатацию котельных большой мощности (свыше 100 Гкал/час) в большинстве административных округов России отмечался лишь в единичных случаях, в то время как ввод в строй котельных малых мощностей (до 20 Гкал/час) повсеместно растет. Наступление процесса децентрализации серьезным образом затрагивает самые разные отрасли ЖКХ, как на этапе строительства систем автономного теплоснабжения, так и при их эксплуатации.

Причины, по которым все чаще предпочтение отдается автономным системам отопления, в общем, очевидны. По сути, децентрализация теплоснабжения является одним из наиболее эффективных методов экономии энергоресурсов и материальных средств. Максимальное приближение источника тепла к потребителю значительно снижает и даже практически полностью исключает потери тепла по ходу теплотрасс. Вместе с тем снижаются или полностью исключаются расходы на прокладку и обслуживание теплотрасс. Снижаются затраты на строительство и оборудование специальных помещений для тепловых узлов. Более того, новые возможности обретает жилищное строительство. При использовании автономных систем теплоснабжения становится возможным строительство многоквартирных жилых объектов в районах новой застройки, необеспеченных развитой сетью теплотрасс; в микрорайонах и кварталах с хроническим недогревом; в зонах тупиковых теплотрасс.

Пристроенные к дому или располагающиеся в непосредственной близи от него автономные котельные — один из вариантов, использующийся при децентрализованном теплоснабжении, в т. ч. и жилых объектов. Размещение такой котельной, однако, требует дополнительных площадей, и с этой точки зрения наиболее удачным выглядит вариант крышной котельной, которая может отапливать как весь дом, так и отдельный подъезд.

Автономные блочные (блочно-модульные) транспортабельные котельные (в т.ч. и отечественного производства), которые до 90-х годов применялись в нашей стране почти исключительно для теплоснабжения временных и удаленных объектов, также в настоящее время получили распространение и в сфере теплоснабжения жилых объектов, в т. ч. многоквартирных многоэтажных домов и других объектов коммунального хозяйства. Такие котельные часто сооружаются в контейнерном исполнении. Использование этих установок не требует возведения отдельного здания или перестройки существующего. Размещенное в утепленных модулях оборудование не требует обустройства капитального фундамента. Сборка в заводских условиях гарантирует качество монтажных работ.

Высшая степень децентрализации бытового теплоснабжения обеспечивается при использовании поквартирных систем отопления и горячего водоснабжения. В этом случае для отапливания многоквартирных домов в каждой квартире устанавливаются газовые настенные котлы малой мощности, обычно 24−28 кВт.

Уже российский опыт показывает, что по сравнению с традиционным централизованным теплоснабжением стоимость единицы тепла снижается при использовании поквартирного отопления в 2 и более раз, а по отдельным расчетам в 5−7 раз. Системы поквартирного отопления оказываются экономически выгодными как на этапе капитального строительства, так и в процессе эксплуатации. Конкретным исследованием этого вопроса занималась, в частности компания Riello (Италия), одна из первых и наиболее активно начавших заниматься продвижением «поквартирки» в России. Реальные затраты для системы поквартирного отопления в сравнении с расчетными по центральному отоплению и отоплению блочной котельной были просчитаны на примере 33-квартирного дома, построенного в Туле, и подтверждаются результатами сравнительного технико-экономического анализа, проведенного на базе 12-этажного дома группой исследователей Московского строительного университета. По данным, собранным в Туле, в эксплуатационный период удельный расход топлива на единицу отапливаемой площади при использовании системы поквартирного отопления почти вдвое ниже, чем при центральном отоплении, и в полтора раза ниже расхода при использовании блочной котельной. Даже с учетом 55% дотации для потребителей услуг центрального отопления, эксплуатационные затраты при пользовании «поквартиркой» все равно оказались существенно ниже[6].

Глава 2. Анализ и оценка системы газоснабжения города Брянска

2.1 Система газоснабжения города Брянска. Программа газификации Брянской области

децентрализация отопление газоснабжение теплотрасса Газовое хозяйство области — сложный инженерный комплекс (Табл.1). Для обеспечения бесперебойного газоснабжения потребителей и безопасной работы систем газораспределения и газопотребления необходимо выполнять большой объем работ по техническому и аварийному обслуживанию газового комплекса, пропаганде и обучению безопасному использованию газа и газового оборудования, реконструкции и ремонту газопроводов и сооружений на них, обучению и повышению квалификации лиц, занятых эксплуатацией газового хозяйства.

Таблица 1 — Система газоснабжения области

Департаментом строительства Администрации Брянской области совместно с муниципальными образованиями была разработана и введена в действие программа «Газификация Брянской области на 2004 — 2010 годы» (в составе долгосрочной целевой программы «Инженерное обустройство населенных пунктов Брянской области (2009;2015 гг.)»).

Данная программа предусматривает строительство межпоселковых газопроводов высокого давления и разводящих сетей внутри населенных пунктов, в первую очередь сельских.

В настоящее время ОАО «Брянскоблгаз» совместно с ОАО «Промгаз» разработали техническое задание на выполнение схемы по реконструкции газораспределительной и газотранспортной сети г. Брянска с учётом перспективной застройки. Схема предусматривает обеспечение надежного и бесперебойного газоснабжения потребителей г. Брянска и Брянского муниципального района.

Для обеспечения стабильного и надёжного газоснабжения области и улучшения социальных условий проживания населения области, необходимо поэтапное решение следующих задач:

· строительство межпоселковых сетей и подачи газа в сельские населенные пункты;

· реконструкция существующих газотранспортных и газораспределительных систем, в первую очередь г. Брянска;

· строительство внутрипоселковых сетей и газификация жилых домов, котельных, объектов социально-производственного назначения;

· внедрение новых ресурсосберегающих технологий;

· выполнение программы энергосбережения, имеющей большой потенциал (особенно в сфере жилищно-коммунального хозяйства);

· использование малой энергетики с параллельным проведением работ по энергосбережению на объектах ТЭК;

· внедрение автоматизированных систем управления топливно-энергетическими ресурсами (АСУ ТЭР).

Размещение производственных объектов в г. г. Брянск, Клинцы, Новозыбков, Дятьково, Фокино, Сельцо и в населенных пунктах районов области потребует развития инфраструктуры газового хозяйства (строительства газопроводов высокого и низкого давления, ГГРП, ГРП, собственных теплоисточников, работающих на газовом топливе).

2.2 Выполнение расчета годового расхода газа, количества ГРС и ГРП для осуществления газоснабжения жилого района

В Брянске разработан проект комплексной застройки территории старого аэропорта, который предполагается начать с 2015 года. Все строительные работы на территории Старого аэропорта планируется завершить в 2023 году. По плану это жилой район 2300 га, с численностью населения 40 000 человек, в 17 000 квартир. Площадь возводимого жилья составит 1,2 миллиона квадратных метров[4].

Основой для расчета системы газификации является годовой объем потребления газа городом. Годовые расходы газа для жилых домов, предприятий бытового обслуживания населения, общественного питания, предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий, а также для учреждений здравоохранения определяют по нормам расхода теплоты, приведенным в табл.2. с учетом коэффициентов часового максимума, приведенных в табл.3[2].

При проектировании систем газоснабжения города необходимо определить расчетные часовые расходы газа на всех участках системы газоснабжения. Для газоснабжения жилых массивов применяют, в основном, сети низкого давления.

Таблица 2 — Нормы годового расхода газа

Таблица 3 — Коэффициент часового максимума

2.2.1 Выполнение расчета годового расхода газа

Потребление теплоты в жилом массиве определяется по формуле:

Q = N * Q_1,

где N — численность населения,

Q_{1 -} норма расхода теплоты при наличии в квартире газовой плиты и центрального горячего водоснабжения

Q = 17 000 * 2 800 = 47 600 000 МДж/мі

Расчетный годовой расход газа определяется по формуле

V_год=Q/Q^р_н,

где Q^р_{н -} теплотворная способность =35 МДж/мі

V_год = 47 600 000/35 = 1 360 000 мі

Часовой расход газа определяется по формуле:

V_час = К_m * V_год,

где К_m — коэффициент часового максимума, принимаемый по суммарной численности населения района по СНиП.

V_час = 1/4700 * 1 360 000 = 289,36 мі/час

2.2.2 Определение числа ГРС

При определении числа ГРС можно ориентироваться на следующее — для небольших городов с населением до 100 — 120 тыс. чел. наиболее рациональными являются системы с одной ГРС.

2.2.3 Определение числа ГРП

Оптимальное число ГРП определяется из соотношения:

n _ОПТ = V _ЧАС / V _ОПТ, шт.

где — часовой расход газа на жилые дома, мі/ч

— оптимальный расход газа через ГРП, мі/ч Для определения необходимо вначале определить оптимальный радиус действия ГРП, который должен находиться в пределах 400 — 800 м.

где — расчетный перепад давления в сетях низкого давления (1000 — 1200 Па);

— коэффициент плотности сетей низкого давления, 1/м

ф = 0,0075 + 0,003 * m / 100

— плотность населения по району действия ГРП, чел/га

= 40 000 / 2300 = 17,39

ф = 0,0075+(0,003*17,39/100) = 0,008

е — удельный часовой расход газа на одного человека, мі/чел.

мі/чел где V — количество газа, потребляемого жителями в час

N — количество жителей

е = 289,36 / 40 000 = 0,0072

R _ОПТ = 249 * 1000^0,081 /(0,008^0,245 * (17,39 * 0,0072)^0,143) = 250

R _ОПТ принимаем равным 250 метрам

= 17,39*0,0072*250²/5000 = 156,51

n _ОПТ = 289,36/156,51 = 1,84

Количество ГРП принимаем равному 2.

Застройка территории Старого аэропорта жилым массивом потребует строительства нового газопровода низкого давления с установкой 1 газораспределительной станции и 2 газорегуляторных пунктов.

Заключение

В современных условиях система газоснабжения играет базовую роль в существовании городского хозяйства, в обеспечении экономической безопасности, в ценообразовании, в структурных преобразованиях экономики.

В данной курсовой был проведен анализ достигнутого уровня функционирования систем газоснабжения в городе, выявлены потребности развития на ближайшие годы. Во втором разделе работы определены направления и мероприятия по развитию системы газоснабжения. Для уменьшения ресурсоемкости программы развития городского хозяйства необходимо продолжать процесс децентрализации теплоснабжения населению, необходим учет потребления газа с внедрением счетчиков, при застройке жилых массивов предпочтение должно отдаваться автономным системам отопления.

В настоящее время в Брянске разработано и введено в действие техническое задание на выполнение схемы по реконструкции газораспределительной и газотранспортной сети города с учётом перспективной застройки. Схема предусматривает обеспечение надежного и бесперебойного газоснабжения потребителей г. Брянска.

С 2015 года предполагается застройка территории Старого аэропорта — это будет жилой район, с численностью населения 40 000 человек, в 17 000 квартир. Площадь возводимого жилья составит 1,2 миллиона квадратных метров, с расчетным годовым расходом газа в 1 360 000 мі, что повлечет строительство нового газопровода низкого давления с установкой 1 газораспределительной станции и 2 газорегуляторных пунктов, а также установку современных автономных систем отопления (крышных котельных).

Список используемых источников

1. «Редакция газеты «Промышленные ведомости» март 2005 Олег Жилин

2. СНиП 2.04.08−87. Газоснабжение. Госстрой СССР.-М: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. — 64с.

3. Ионин А. А. Газоснабжение — Учеб. для ВУЗов. — 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1989. 439 с.

4. Официальный сайт Администрации Брянской области

5. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ РАЙОНА ГОРОДА. Методические указания. Сурков А. П. Улан-Удэ, 2003. — 27 с.

6. http://mag.center-kgh.ru сайт Международной Ассамблеи столиц и крупных городов (МАГ)

7. Методические указания к курсовому проекту «Газоснабжение жилого района». Екатеринбург. Изд-во УГТУ. 1996.

8. Филатов Ю. П., Клоков А. А., Марухин А. И. Системы газоснабжения: Учебное пособие. — Н. Новгород, 1993. -97 с.

9. Курилов В. К. Расчет систем газоснабжения городов и населенных пунктов: Учебное пособие. — Редакционно-издательский отдел Ивановской архитектурно-строительной академии, 1998. — 86 с.

10. Родивилина Т. Ю., Иванов В. М. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция, часть IV Газоснабжение. Учебное пособие. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997.