Разработка эффективных газораспределительных систем

• Автор: Медведева, Оксана Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 447 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ и динамика газификации населенных пунктов

1.2 Перспективы использования природного газа в сжиженном виде

1.3 Состояние вопроса и выбор направлений диссертационных

исследований

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

2.1. Разработка математической модели двухступенчатых газораспределительных систем на базе пунктов редуцирования шкафного типа
2.1.1 Общая постановка задачи и целевая функция
2.1.2 Разработка математической модели оптимальной централизации распределительных систем газоснабжения с многорядной застройкой селитебной территории
2.1.3 Разработка математической модели оптимальной централизации распределительных систем газоснабжения со строчной застройкой селитебной территории
2.2 Выбор рациональной области применения распределительных систем газоснабжения с домовыми регуляторами давления
2.2.1 Постановка задачи
2.2.2 Обоснование зоны использования одно- и двухступенчатых систем газоснабжения населенных пунктов с усадебной (коттеджной) застройкой
2.3 Выбор расчетного перепада давлений в распределительных газопроводах и оптимизация гидравлических режимов эксплуатации газовых сетей
2.3.1 Выбор расчетного перепада давлений в распределительных газопроводах
2.3.2 Математическая модель обоснования оптимального перепада давлений в газораспределительных сетях от пунктов редуцирования шкафного типа
2.4 Оптимизация распределения расчетного перепада давления между участками газовой сети
2.5 Разработка методики гидравлического расчета газовых сетей
ГЛАВА 3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГАЗОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГАЗА НА БЫТОВЫЕ И ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НУЖДЫ НАСЕЛЕНИЯ..
3.1 Оптимизация потребления газового топлива и анализ энергосберегающих мероприятий

3.2 Снижение энергопотребления индивидуальными жилыми зданиями
3.2.1 Общие положения
3.2.2 Определение оптимального термического сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
3.2.3 Определение расчетного энергопотребления жилыми зданиями
3.3 Экономическая эффективность перевода газовых отопительных печей на режим непрерывного горения
3.4 Реконструкция отопительных печей с целью снижения потерь теплоты с вентиляционным воздухом
• 3.5 Проведение экспериментальных исследований тепловой эффективности бытового газоиспользующего оборудования
3.6 Разработка удельных экономических показателей элементов систем
газоснабжения
Глава 4 ОПТИМИЗАЦИЯ ПОСЕЛКОВЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Оптимизация потерь давления в уличных газопроводах
от пунктов редуцирования шкафного типа
4.2 Экономическая эффективность оптимального распределения перепадов давления между участками газовой сети
4.3 Обоснование одноступенчатых газораспределительных систем
^ с домовыми пунктами редуцирования
4.4 Численное обоснование двухступенчатых газораспределительных систем на базе пунктов редуцирования шкафного типа
4.5 Выбор целесообразной области использования одно- и двухступенчатых газораспределительных систем
4.6 Комбинированный алгоритм гидравлического расчета
Глава 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ (МЕЖПОСЕЛКОВЫХ) СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ СЕТЕВЫМ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ
5.1 Математическая модель оптимальной централизации региональных (межпоселковых) систем газоснабжения на базе газораспределительных станций
5;2 Выбор оптимального местоположения ГРС на плане газоснабжаемой территории
5.3...........Выбор оптимальной трассировки межпоселковых газопроводов
5:4 Разработка технических решений по редуцированию природного
газа на газораспределительных станциях
5.5 Разработка схем одноступенчатого редуцирования газа на ГРС
ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ГАЗОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Технико-экономическое обоснование выбора вида газового топлива

6.1.1 Выбор вида энергоносителя для газификации потребителей
6.1.2 Определение составляющих дисконтированных затрат в сравниваемые варианты
6.2 Оптимизация схемно-параметрических решений доставки сжиженного природного газа потребителям
6.2.1 Определение оптимальной посадки источника СПГ
6.2.2 Разработка оригинальной конструкции автомобильной цистерны
для доставки сжиженного природного газа
6.2.3 Оригинальный способ доставки СПГ потребителям с возвращени-
ф ем холодильного потенциала СПГ
6.3 Теоретическое обоснование предлагаемого способа доставки газа
6.3.1 Определение оптимальных соотношений объемов транспортируемых сжиженного природного газа и хладоносителя
6.3.2 Определение термодинамических параметров перевозимых продуктов
6.4 Технико-экономическое обоснование применения схемы с возвратом хладоносителя
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК БУКВЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ф СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Приложение 1 Акты о внедрении результатов диссертационных исследований
Приложение 2 Листинг программы «Оптимизации перепадов давления
по участкам тупиковой газовой сети низкого давления»
Приложение 3 Патент на изобретение «Газовая печь»
Приложение 4 Листинг программы «Определение оптимальной трассировки газопровода-отвода»
Приложение 5 Листинг программы «Определение оптимального местоположения газораспределительной станции»
Приложение 6 Капитальные затраты по элементам системы газоснабжения
Приложение 7 Листинг программы «Определение оптимального ме-
> стоположения завода по сжижению природного газа»
Приложение 8 Патент на полезную модель «Цистерна для транспортировки СПГ»
Приложение 9 Общая характеристика и структура энергопотребления малых объектов АПК и других предприятий предпринимательской деятельности
при максимальных значениях давлении газа P^f. В тоже время, газовые приборы, подключенные в конце трассы на значительном удалении от ГРПШ, работают
при минимальных значениях давления газа PZ6 [П6, 155, 135], то есть имеющийся перепад давления не используется полностью, в результате чего сеть оказывается дороже.
Таким образом, диапазон изменения давления в газовой сети определится по формуле:
Ар _ рприб _ рПриб /1 1
^ р ~~ гтах rmin * v *1 /
В соответствии с [55] допустимые колебания тепловых нагрузок газовых приборов составляют ±20%, в том числе за счет состава газа - ±5%. Эти рекомендации отражены в нормативных документах [288] в виде значения ЛРр <1800Па.
Однако, в новой редакции ГОСТ [9, 282] используется другой подход, исходя из состава природного газа. Так, Ртах‘ (во избежание отрыва пламени) определяется
для смесей с высоким содержанием азота, а P^f (во избежание проскока пламени) - для смесей с повышенным содержанием водорода. Значения ЛРр, рекомендуемые ГОСТ [9, 282], существенно меньше ранее используемых значений. Кроме того, рекомендуемая [288] для расчетов величина располагаемого колебания (перепада) давления ЛРр = Р”Рм6 - P^f, продиктованная в основном требованиями к
надежной и безопасной работе установок, не принимает в расчет потери давления в счетчиках газа и не учитывает особенность гидравлических режимов работы установок редуцирования газа, а также влияние давления газа на величину коэффициента полезного действия. Поэтому задача обоснования ЛРр требует проведения дополнительных исследований.
По предварительным расчетам оптимальное распределение расчетного перепада давления между участками сети в зависимости от характера планировки, застройки позволит снизить метало- (материало-) емкости газовых сетей до 10-15% при снижении их стоимости до 4-5% и является прогрессивным мероприяти-