Потребление газа

Количество газа, потребляемое за год различными категориями потребителей города или поселка, является основой для разработки проекта распределительной системы газоснабжения. Годовые расходы в значительной мере определяют выбор схемы системы, ее размеры, пропускную способность, металлоемкость и стоимость. Исходя из годовых расходов определяют максимально-часовые расходы для расчета диаметров газопроводов, подбора оборудования и регуляторов давления. Годовые расходы должны быть определены с учетом развития города на перспективу.

Методика определения годовых расходов зависит от потребителей, которые можно разделить на следующие основные категории:

· потребление газа в квартирах жилых домов (бытовое потребление);

· потребление газа в общественных, коммунальных, детских, лечебных и прочих учреждениях;

· потребление газа на отопление и вентиляцию зданий;

· промышленное потребление;

· потребление газа электростанциями.

Все категории потребителей расходуют газ во времени неравномерно. Неравномерность связана с сезонными климатическими изменениями, с сезонным изменением производительности промышленных потребителей, режимом работы промышленных предприятий в течение недели и суток, со сложившимся режимом работы и отдыха, с укладом жизни населения, характеристикой газового оборудования зданий и промышленных цехов. Регулировать неравномерность посредством воздействия на отмеченные выше причины ее возникновения возможно лишь в весьма ограниченных пределах. Поэтому неравномерность необходимо изучать и учитывать при проектировании распределительных систем газоснабжения.

При изучении неравномерности строят ступенчатые графики расхода газа во времени. Наиболее полно отражен режим в годовом графике, построенном по часам суток, где каждому часу каждого календарного дня отвечает свой столбик (ступенька), соответствующий в масштабе часовому расходу. Учитывая инерциальность системы газоснабжения, а также сравнительно медленное изменение нагрузки в качестве минимального отрезка, на котором усредняют потребление и считают расход газа постоянным, принимают час. Построение годового графика потребления по часам для года является задачей чрезвычайно трудоемкой, поэтому такой всеобъемлющий график заменяют несколькими графиками, отличающимися величиной отрезка, на котором потребление осредняют и считают постоянным, а также общей продолжительностью во времени.

Учитывая изложенное, различают следующие виды неравномерности потребления и соответствующие им графики:

· неравномерность по месяцам года (сезонная или месячная);

· неравномерность по дням недели (суточная);

· неравномерность по часам суток (часовая).

График, построенный по месяцам года, определяет сезонную неравномерность. Его строят по месяцам года, но поскольку число дней в каждом месяце неодинаковое, то отрезки времени, соответствующие месяцам, откладывают по оси абсцисс величинами, пропорциональными числу дней в каждом месяце. По оси ординат откладывают суточные расходы, осредненные для каждого месяца.При таком построении площадь каждой ступеньки, отвечающей определенному месяцу на графике, соответствует в принятом масштабе месячному потреблению. Построение годового графика по суткам месяца позволяет отразить в нем и суточную неравномерность, связанную с изменением наружной температуры. Для этого отопительную нагрузку каждого месяца строят по продолжительности стояния наружных температур. Годовой график, построенный с учетом суточной неравномерности отопительной нагрузки, полностью отражает сезонные колебания потребления газа.В недельном графике потребление в течение суток считают постоянным, поэтому каждая ступенька соответствует расходу газа в сутки. График, построенный по дням недели, отражает недельную неравномерность, связанную с укладом жизни населения и режимом работы предприятий. При построении недельного графика отопительную нагрузку не учитывают, так как выявить закономерность изменения наружной температуры по дням недели нельзя. При определении расчетных расходов отопительную нагрузку учитывают отдельно.Суточные графики строят по часам, считая потребление в течение каждого часа постоянным. Они так же, как и недельные графики, отражают неравномерность, связанную с укладом жизни населения и режимом работы предприятий, но с большей детализацией режима, охватывая соответственно меньший суммарный отрезок времени.Неравномерность потребления оказывает большое влияние на экономические показатели системы газоснабжения. Наличие пиков и провалов в потреблении газа приводит к неполному использованию мощностей газовых промыслов и пропускной способности магистральных газопроводов, что повышает себестоимость газа, приводит к необходимости строительства подземных хранилищ и создания потребителей-регуляторов, что связано с дополнительными капитальными вложениями в газотранспортные системы и вторые топливные хозяйства предприятий.

Теоретический учет неравномерности потребления возможен лишь при построении графиков, но и здесь неравномерность коммунально-бытового потребления и отопительной нагрузки определяют из статистического анализа фактических режимов. Для недельных и суточных графиков теоретический учет влияния отдельных факторов на неравномерность потребления оказывается невозможным. Здесь наиболее достоверным путем является накопление и систематизация опытных данных в течение длительного периода. Только при достаточном количестве экспериментального статистического материала можно иметь надежные сведения по режимам потребления.

Годовые графики потребления газа городами и экономическими районами учитываются при планировании добычи газа и выборе, и обосновании мероприятий, обеспечивающих регулирование неравномерности потребления газа. Решение проблемы неравномерности потребления позволит обеспечить надежность газоснабжения и повысить экономическую эффективность газоснабжающих систем.

Рис. 5.1. Годовой график потребления: 1— потребление газа как сырья для переработки; 2— коммунально-бытовое потребление; 3— потребление промышленными печами; 4— потребление в котельных для выработки технологического пара; 5— закачка газа в подземное хранилище; 6 и 8— постоянное и сезонное потребление газа электростанциями; 7— потребление газа котельными для выработки тепла на отопление зданий; 9— отбор газа из подземного хранилища; 10 — неравномерность, покрываемая подачей магистрального газопровода; 11—линия подачи газа магистральным газопроводом; 12—средняя линия подачи газа

Изучение годовых графиков газопотребления имеет большое значение и для эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позволит правильно планировать спрос газа по месяцам года, определить необходимую мощность городских потребителей-регуляторов, планировать проведение реконструкции и ремонтных работ на газовых сетях и их сооружениях.

Таким образом, суммарная неравномерность графика зависит от неравномерности потребления газа отдельными категориями потребителей и долей этих категорий в общегодовом потреблении. Следовательно, для построения годового графика необходимо знать структуру потребления по основным категориям потребителей в годовом разрезе и режимы потребления каждой категорией.

Наибольшие колебания расхода газа по месяцам наблюдаются в городах, где потребление газа населением и на отопление и вентиляцию зданий составляет значительную долю общего потребления, в то же время потребление газа электростанциями существенно не влияет на выравнивание графика. В городах, где технологическое потребление газа значительно по сравнению с другими категориями, годовой график равномерный.Неравномерность потребления регулируется с помощью подземных хранилищ. В результате использования подземного хранилища годовой график промышленного узла существенно выравнивается. Подача газа из магистрального газопровода делается более равномерной, что и отражено на графике.

Основное влияние на режим потребления газа в квартирах (бытовое потребление) оказывают климатические условия. Понижение наружной температуры вызывает увеличение потребления газа. Это объясняется тем, что в зимние месяцы температура водопроводной воды значительно снижается и на ее нагрев расходуют больше тепла. Кроме того, зимой больше пользуются горячей пищей, а численность населения города летом несколько уменьшается, так как часть его выезжает за город.