Изобретение относится к области модернизации распределительной системы газоснабжения низкого давления жилого массива при реконструкции старых и строительстве новых зданий в пределах района питания одного газораспределительного пункта (ГРП), предусматривающее перераспределение расчетных потребностей в газоснабжении. Согласно способу оценку и выбор вариантов модернизации тупиково-разветвленной ветви распределительной системы газоснабжения для части жилого массива производят после завершения проекта реконструкции и дополнительной застройки данной части жилого массива посредством расчета гидравлического режима, основанного на том, что используют или новые вставки газопровода, или лупинги с внутренним диаметром от 1,6 до 2,0 раз большим диаметра модернизируемого участка и длиной, определяемой отношением разницы в потерях давления на модернизируемом участке газопровода до и после реконструкции жилого массива к удельной потере давления на участке после реконструкции жилого массива, или при необходимости уменьшения потерь давления примерно на порядок во всей ветви газопровода производят замену участка данной ветви или сооружают параллельные участки газопровода, внутренний диаметр которых от 1,6 до 2,0 раз больше диаметров модернизируемых участков.

[0001] Способ модернизации распределительной системы газоснабжения низкого давления реконструируемого жилого массива старой застройки, заключающийся в использовании существующей распределительной системы газоснабжения с перераспределением расчетных величин потребления газа между потребителями одного ГРП для направления освобождаемого расчетного расхода газа на обеспечение потребления дополнительных газовых приборов на основе расчета гидравлического режима в соответствии с новыми действующими нормативными документами, отличающийся тем, что оценку и выбор вариантов модернизации тупиково-разветвленной ветви распределительной системы газоснабжения для части жилого массива производят после завершения проекта реконструкции и дополнительной застройки данной части жилого массива посредством расчета гидравлического режима, основанного на том, что используют или новые вставки газопровода с внутренним диаметром от 1,6 до 2,0 раз больше диаметра модернизируемого участка и длиной

[0002] Способ по п.1, отличающийся тем, что модернизацию посредством обустройства вставок, лупингов или параллельных участков осуществляют на ветвях газопроводов с высокими потерями давления, обусловленными их относительно небольшими диаметрами.

Изобретение относится к области модернизации распределительной системы газоснабжения низкого давления жилого массива при реконструкции старых и строительстве новых зданий в пределах района питания одного газораспределительного пункта (ГРП), предусматривающее перераспределение расчетных потребностей в газоснабжении.

Известен способ регулирования расхода и давления газа при поставках потребителям [1], который предназначен для снабжения потребителей газом из газопроводной сети. Способ предусматривает стабилизацию расхода и давления газа, которую осуществляют с помощью соответствующих регуляторов, выходы которых через селектор выбора соединяют с датчиками давления и расхода. Технический результат состоит в том, что способ позволяет обеспечить надежную поставку газа всем потребителям согласно заключенным с ними контрактом, независимо от удаленности потребителя.

Недостатком данного способа является необходимость установки на всех отводах к потребителям, в том числе жилым домам, специальных устройств (датчиков давления и расхода, а также регуляторов давления и расхода) и соединение их через селектор выбора минимального сигнала из двух.

Высокая стоимость такой системы крайне ограничивает ее использование и не окупает применения при реконструкции жилых зданий микрорайона.

Наиболее близким по техническим решениям к заявляемому изобретению, принятому за прототип, является способ реконструкции системы газоснабжения, основанный на расчете газопроводов с параллельными нитками, лупингами, вставками для различных условий их применения. Однако условия и особенности их применения для различных случаев не рассматриваются из-за отсутствия постановки задачи перераспределения расчетных расходов газа и точек их отбора потребителями при сохранении старого гидравлического режима.

Задачами предлагаемого способа модернизации распределительной системы газоснабжения являются

обеспечение расчетного потребления газа реконструируемых старых зданий с увеличением этажности и общей жилой площади и строящихся новых зданий и сооружений в зоне питания одного ГРП при сохранении существующего режима работы распределительной системы газоснабжения низкого давления зоны обслуживания данного ГРП;

перераспределение расчетных расходов газа между отдельными потребителями;

снижение стоимости модернизации распределительной системы газоснабжения низкого давления.

Решение указанных задач обеспечивается достижением технического результата посредством предлагаемого способа модернизации распределительной системы газоснабжения низкого давления реконструируемого жилого массива старой застройки, при котором используют существующую распределительную систему газоснабжения с перераспределением расчетных величин потребления газа между потребителями одного ГРП для направления освобождаемого расчетного расхода газа на обеспечение потребления дополнительных газовых приборов на основе расчета гидравлического режима в соответствии с новыми действующими нормативными документами, согласно способу по изобретению оценку и выбор вариантов модернизации тупиково-разветвленной ветви распределительной системы газоснабжения для части жилого массива производят после завершения проекта реконструкции и дополнительной застройки данной части жилого массива посредством расчета гидравлического режима, основанного на том, что используют или новые вставки газопровода с внутренним диаметром в 1,6-2,0 раза больше диаметра модернизируемого участка и длиной

или лупинги с внутренним диаметром в 1,6-2,0 раза больше диаметра модернизируемого участка и длиной

где L - длина вставки или лупинга, м;

ΔР ₀ и ΔP ₁ - потери давления на модернизируемом участке газопровода до и после реконструкции жилого массива, Па;

Δ ρ ₁ - удельная потеря давления на участке после реконструкции жилого массива, Па м;

или при необходимости уменьшения потерь давления примерно на порядок во всей ветви газопровода производят замену участка данной ветви или сооружают параллельные участки газопровода, диаметр которых от 1,6 до 2,0 раз больше диаметров модернизируемых участков.

Модернизацию посредством обустройства вставок, лупингов или параллельных участков осуществляют на ветвях газопроводов с высокими потерями давления, обусловленными их относительно небольшими диаметрами.

Следует рассматривать несколько вариантов модернизации отдельной части распределительной системы газоснабжения - тупиково-разветвленной ветви, приводящих к повышению пропускной способности участков газопроводов и уменьшению потерь давления:

замена части участка (газопровода) на трубу большего диаметра, называемую «вставкой »;

устройство параллельной ветви всего участка (газопровода), называемую «лупингом »;

устройство параллельного ответвления для всего участка (газопровода);

замена всего участка (газопровода) на трубу большего диаметра;

комбинация этих способов.

Для каждого варианта модернизации каждого элемента распределительной системы газоснабжения необходимо найти наиболее эффективные и дешевые способы повышения пропускной способности газопровода и параметры их применения в сложных условиях старых жилых массивов, где многочисленные подземные системы жизнеобеспечения (водопровод, канализация, теплосети, электросети и др.), а также расположение и конфигурация зданий создают большие трудности проведения земляных работ.

Основой для определения необходимых параметров модернизации " являются уравнения [3, с.74 и с.211] для падения давления на рассматриваемом участке

где ΔР ₀ - перепад (потери) давления газа в участке распределительной сети до реконструкции старого жилого массива, Па;

ρ ₀ - плотность газа при нормальных условиях, кг/м ³ ;

λ - коэффициент трения;

Q ₀ - объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям, м ³ /ч;

d - внутренний диаметр трубы газопровода, см;

L - длина участка распределительной сети, м;

и капитальных вложений в газопроводы

где b - коэффициент стоимости, руб./см

Исходя из этих уравнений можно получить:

1) Зависимость необходимого внутреннего диаметра газопровода от удельного падения давления ( ΔР) на любом участке распределительного газопровода при развитом турбулентном (автомодельном) режиме движения газа

2) Зависимость необходимых диаметров параллельно соединенных газопроводов от необходимых расходов газа

где d ₁ и d ₂ - внутренние диаметры газопроводов, см;

Q _0.1 и Q _0.2 - соответствующие индексам расходы газа.

3) Уменьшение потерь давления в газопроводе при увеличении его внутреннего диаметра в 1,6-2,0 раза составляет 10-32 раза.

4) Отношение капитальных затрат на устройство лупингов в зависимости от их длин и расходов газа

где K ₂ и K ₁ - капитальные затраты на устройство лупинга и параллельной ветки;

Q ₀ - необходимый общий расход газа через расчетный участок распределительной сети;

L ₂ и L ₁ - длины лупинга и параллельной (основной) ветви;

ΔL = ( ΔP ₁ - ΔP ₀ )/ Δ ρ ₁ ; ΔP ₁ и ΔP ₀ - расчетные перепады давления на расчетном участке после и до модернизации;

Δ ρ ₁ - необходимое удельное падение давления на участке после модернизации.

Основываясь на приведенных основных принципах решения поставленных задач, следует отметить, что для нормальной работы всех газопотребляющих приборов низкого давления избыточное давление газа на входе в прибор должно составлять 1,2-3,0 кПа, а у каждого ответвления в здании 1,8-3,0 кПа [4, с.80]. Если верхний предел величин допустимого избыточного давления газа обеспечивается функционированием газораспределительного пункта, то нижние значения избыточного давления зависят от гидравлических характеристик распределительной сети и объемов потребления газа всеми потребителями. При росте потребления газа по пути его следования к концевым потребителям последним просто не хватит газа, что выразится в падении избыточного давления газа на входе в газовые приборы ниже нормативного и ухудшением их работы, отключении и повышении опасности эксплуатации. Поэтому увеличение количества газопотребляющих приборов, связанное с увеличением жилой площади и количества квартир при реконструкции старых жилых домов с достройкой верхних этажей и дополнительной застройкой свободных территорий, в каждом конкретном случае может приводить к необходимости модернизации какого-то участка газопровода. При этом произведенные отдельные модернизации участков газопроводов при окончательной реконструкции жилого массива могут взаимно перекрываться и даже мешать друг другу. Следовательно, выбор, оценку и реализацию вариантов модернизации отдельных элементов распределительной системы газоснабжения необходимо производить по комплексному проекту реконструкции и дополнительной застройки всего жилого массива.

Как видно из приведенных пп.2 и 4, увеличение длин вставок и лупингов приводит к росту капитальных затрат на модернизацию участка распределительной системы газоснабжения. Поэтому вставки и лупинги должны быть минимальных размеров, которым существенно способствует резкое (в 1,6-2 раза) увеличение диаметров вставок и лупингов. Поэтому устраивать целые параллельные ветви или замены участков газопроводов экономически оправдано только в случае необходимости уменьшения потерь давления на этих участках в 10 и более раз. При этом следует учитывать технические сложности, связанные с земляными работами и временным отключением газоснабжения в старых жилых районах особенно крупных городов.

Следовательно, наиболее предпочтительными мероприятиями при модернизации отдельных участков газопроводов являются лупинги и вставки с диаметрами газопроводов в 1,6-2 раза больше старого участка. При этом длины вставок с учетом остаточных потерь давления должны составлять 1,1...1,2 расчетной длины, где коэффициент 1,2 используется с учетом местных сопротивлений изменения диаметра при d ₁ /d ₀ = 1,6 и L ₁ < 0,5 L ₀ , а коэффициент 1,1 при L ₁ > 0,5L ₀ , где L ₀ - длина участка газопровода.

Для лупингов с учетом старой ветви газопровода при d ₁ /d ₀ = 1,6, где d ₂ - внутренний диаметр лупинга, нет необходимости учитывать местное сопротивление врезок и поворотов, если не учитывать частичный проход газа через старый параллельный участок газопровода, тогда необходимая длина лупинга составляет L ₂ = ( ΔP ₁ - ΔP ₂ )/ Δ ρ ₁ .

Для уменьшения затрат на модернизацию отдельных участков газопроводов при помощи вставок и лупингов, а также устройства параллельных ветвей для участков газопроводов следует выбирать участки небольших диаметров ( ≤ 200 мм) с высокими потерями давления.

Источники информации

1. Патент РФ №2176100, МПК7 G05D 16/00, G05D 27/00, 2001 (Макаров И.В., Пушкин А.А., Клюкин А.А., Байко Н.М.), Способ регулирования расхода и давления при поставках газа потребителям.

2. Бобровский С.А., Гидравлический расчет распределительных трубопроводов. - М.: Стройиздат, 1968, с. 160.

3. Ионин А.А. Газоснабжение. - М.: Стройиздат, 1989, с. 440.

4. СНБ 4.03.01 - 98. Газоснабжение. - Минск, 1999, с. 94.