Дипломная работа: Газифікація с. Козіївка Харківської області природним газом одноступеневою системою, з розробкою газифікації житлового будинку та рекомендацій по забезпеченню водопостачання, водовідведення та опалення будинку
де Sсел селищна територія мікрорайону, га.
м2/га
Визначаю середню щільність захисного струму j, мА/м2, за формулою
, (3.39)
де ГВ середня геодезична відмітка місцевості;
ρ середній питомий опір ґрунту в зоні прокладання, Ом/м;
20,1; 33,9; 4,96 – коефіцієнти прийняті на основі досліджень.
j = 20,1+(209 – 4,96·16,4 + 33,9 · 60)·10-3 = 22,3 мА/м2
Сумарну величину захисного струму I, A, визначаю за формулою
I = 1,2·j·Sr, (3.40)
І = 1,2·0,02· 986,5 = 23,7 А
Визначаю кількість катодних станцій nс, шт., згідно формули
, (3.41)
де І сумарна величина захисного струму, A.
Визначаю оптимальний радіус захисту R, м, за формулою
, (3.42)
де І сумарна величина захисного струму, A;
j середня щільність захисного струму, мА/м2;
f щільність поверхні газопроводу на одиницю площі території, м2/га.
R=
Анодне заземлення з 4 чавунних труб, діаметром 150 з опором розтікання струму 0,63
Fк.с = πR2 *10-4 (3.43)
Fк.с = 3,14 * 5102 *10-4 = 81,7 га
Переріз кабельної лінії S, мм2, визначаю за формулою
, (3.44)
де ρ питомий опір матеріалу кабелю, Ом/мм2·м;
ℓ довжина кабелю, м;
U різниця потенціалів, 1V.
S = 
мм2
Опір кабельної лінії Rкаб, Ом, визначаю за формулою
, (3.45)
R каб
= 
Ом
Необхідна вихідна напруга катодної станції Uвих, В, визначається за формулою
Uвих = Ікс·(Rанод.зах +Rкаб), (3.46)
Uвих = 23,7·(0,63+0,04) = 15,88 В
Для забезпечення нормальної роботи захисту приймаю одну катодну станцію типу КСС-600 з номінальною випрямляючою напругою 24/48 В і номінальним випрямляючим струмом 25/12,5 В;.
3.4 Організація експлуатації систем газопостачання
На всіх підприємствах, які використовують газ, повинен забезпечуватися комплекс заходів по безпечній експлуатації газового господарства згідно до вимог «Правил безпеки в системах газопостачання України».
Забезпечення безпечної експлуатації газового господарства покладається на перших керівників підприємств, які організовують і періодично проводять відомчий контроль за станом газового господарства і виконанням правил, норм і інструкцій газового обладнання.
На всіх підприємствах з числа ІТП, наказом, призначаються працівники на яких накладається персональна відповідальність за забезпечення безпечних умов експлуатац газового господарства.
Керівн нженерно-механічні працівники пов’язані з експлуатацією газового господарства повинні здавати екзамен на знання «Правил безпеки в газовому господарстві» один раз в три роки. Перевірка ІТП проводиться комісією за участю газотехнічного нспектора.
Робітники, пов’язані з обслуговуванням і ремонтом газового господарства, повинні бути навчені безпечним методом роботи в газовому господарстві і проходити перевірку знань в комісіях з участю газо технічного інспектора.
Кожне газифіковане підприємство повинно мати комплект виконавчо-технічно документації. Порядок її збереження визначається першим керівником оформляється наказом.
Інженерно-технічн працівники і робітники, які зв’язані з будівництвом і експлуатацією об’єктів газового господарства повинні мати посадові інструкції, в яких визначені їх конкретні обов’язки.
Підприємство повинно мати, складені відповідно до місцевих умов з вимогами правил безпеки затверджені керівником підприємства, інструкції по експлуатації, а також схеми газопроводів. Інструкції вивішуються на робочих місцях. В цехах повинні бути вивішені застерігаючи надписи і плакати по безпечному користуванню газом.
На підприємстві повинні бути розроблені і затверджені керівником плани попередження і ліквідації аварій, повинна бути забезпечена система виклику персоналу для проведення аварійних робіт.
Інструкц по експлуатації газового господарства і плани попередження аварій повинн переглядатися не рідше одного разу в два роки.
Газов мережі і газове обладнання підприємств повинні проходити технічне обслуговування і ремонт. Відповідальність за виконання графіку технічного обслуговування несе головний інженер. По всіх проведених роботах та технічному обслуговуванню повинна складатися документація.
Підприємство повинно бути оснащене інструментами, обладнанням і матеріалами, а також засобами захисту робітників, необхідних для виконання ремонтних і аварійних робіт. Технічне обслуговування газопроводів і газового обладнання на підприємствах повинно проводитися силами і засобами самого підприємства.
Для забезпечення нагляду за технічним станом газового господарства і проведення його ремонту на підприємствах створюється газова служба. Доцільність створення спеціальних газових служб в кожному випадку вирішується керівником підприємства. Посадові особи винні в порушенні правил безпеки несуть персональну відповідальність, незалежно від того чи призвело це порушення до аварії, чи нещасного випадку, чи ні. В залежності від характеру порушення їх наслідків, всі посадові особи несуть відповідальність в адміністративному чи кримінальному порядку.
Експлуатацію газового господарства м. Охтирки здійснює Охтирське управління експлуатац газового господарства, яке обслуговує житлові будинки, дрібних комунально-побутових споживачів, виконують ремонтні роботи на газопроводах та газовому обладнанні, контролює якість будівництва газопроводів, виконує роботи по попередженню і ліквідації аварій, пропагує безпечні методи використання газу.
Для виконання цих функцій в ньому створені наступні підрозділи:
– аварійно-диспетчерська служба, завдання якої – це управління режимом роботи системи газопостачання, виконання робіт по локалізації аварій на об’єктах;
– служба підземних мереж, основна функція якої забезпечення безперебійної подачі газу споживачам;
– служба внутрішньо будинкового газового обладнання, основна задача це організація робіт по безперебійному постачанню газу житловим будинкам;
- служба зрідженого газу, основне завдання якої безперебійне постачання зрідженого газу промисловим та побутовим споживачам.
3.5 Енергоресурсозбереження при експлуатації газового обладнання
З метою зниження витрат паливно-енергетичних ресурсів в відповідності до законодавства України, Державний комітет України у справах містобудування архітектури розробив ряд заходів по економічному їх використанню і зобов’язав місцеві органи архітектури та містобудування їх суворо дотримуватися, а саме:
– затвердив нові нормативи, коефіцієнти теплопередачі огороджуючи конструкцій житлових громадських будівель та споруд;
– затвердив контрольні показники питомих витрат теплоти на опалення житлових будинків;
– зобов’язав проектні і будівельні організації забезпечити проектування і введення в дію об’єктів нового будівництва та реконструкції житлових будинків, споруд соціально-комунального виробничого призначення з обов’язковим оснащенням, засобами обліку приладами регулювання систем – вода, теплота газопостачання
Для забезпечення належного контролю за дотриманням вимог енерго – зберігаючих технологій, експертиз і державного архітектурного та будівельного контролю підлягають проекти будівництва, реконструкції будинків, споруд незалежно від відомчо підпорядкованості та форми власності.
Державним приймальним комісіям заборонено приймати в експлуатацію закінчені будівництвом об’єкти, які не відповідають вимогам енергозбереження.
Для досягнення економії газового палива при експлуатації газового обладнання необхідно виконувати такі заходи:
– зменшити теплопередачу огороджуючи конструкцій. Для цього збільшують товщину зовнішніх стін, виконують трійне остеклення вікон, установлення перекриття та стін житлових будинків;
– обов’язкове встановлення лічильників газу, регулювання систем теплопостачання;
– поширити використання тепла відведених продуктів згорання, шляхом встановлення в димових каналах та димоходах пристосувань для нагріву води за рахунок тепла продуктів згорання;
– для підвищення коефіцієнту корисної дії опалювальних котлів на димоходах встановлюють регулюючі засувки, а в топковому просторі встановлюють роз сікач полум’я над пальниками.
При проведенні пусконалагоджувальних робіт опалювальних пристроїв особливу увагу потрібно звертати на процес спалювання газу, на відповідність співвідношення подачі газу та повітря на пальники. Постійно слідкувати за станом опалювальних пристроїв, своєчасно очищати їх від сажі. Дотримання цих вимог та проведення перелічених заходів дозволить значно зменшити витрати газу.
3.6 Питання отримання біогазу
Один із способів економії природних та зріджених газів є отримання в господарстві біогазу.Біогаз отримується при анаеробному (без доступу повітря) переброжувані біологічної маси (навозу, відходів сільськогосподарського виробництва, покидьків.)
Газ, що утворюється в результаті бродіння містить 50–80% метану, 20–50% двооксиду вуглецю, і менш ніж 1% сірководню та сліди аміаку. Ефективність зброджування біологічної маси залежить від герметичност резервуарів, концентрації поживних речовин, а також температурного режиму його тривалості. Зброджування навозу можливе при температурі 5–80 С, але найбільш вдало проходе при температурі 30–35о С і 50–60о С. Тривалість зброджування навозу залежить від субстрату біомаси. Для навозу великої рогатої худоби та курячого посліду тривалість зброджування складає 20діб, а навозу свиней –10 діб.
За добу із однієї тварини можна отримати слідуючи кількість біогазу: велика рогата худоба (жива вага 500 кг) – 1,5 м 3, свині (жива вага 80–100 кг) –0,2 м3, кури, кролики –0,015м3.
Субстратом для анаеробної ферментації є не тільки відходи тваринництва. Для отримання біогазу можуть бути використанні залишки сільськогосподарських рослин (силос, солома), а також комиш, відходи льону, коноплі, водорості, що отримують при скошені та очищення каналів та мул. З одного кілограму мулу можна отримати до 700 літрів біогазу. В середньому 1 м3 біогазу може дати 21–29МДж енергії. Біогаз в основному використовують як правило на опалення та отримання гарячої води, для приготування їжі та отримання електроенергії.
З 1 м 3 біогазу з допомогою приводного газовим двигуном внутрішнього згорання електричного генератора можна отримати 1.6 кВт електроенергії
Біогаз можна спалювати як паливо в пальниках
отоплюючи приладів, газових плит, водонагрівальних приладів. Також можна
перевести дизельний двигун на газ. При цьому потужність двигуна буде знижена з
дизельного палива на зріджений газ на 20%, а зрідженого на біогаз – на 10%.
Витрата біогазу в середньому складає 0.65 м3 (кВт
год). Тиск газу перед
двигуном повинен бути не менше 0,4 кПа.
В тваринництві для підігріву води споживання біогазу на одну тварину складає: корови-21–30 м3; свині-1,4–4,9 м3.
Біогазові установки в залежності від особливостей технологічної схеми бувають трьох типів: безперервної дії, періодичного та акумулятивного зброджування.
При безперервній схемі свіжий субстрат завантажується в камеру зброджування, безперервно або через деякі проміжки часу (від 2 до 10 разів на добу), виділяє ту ж саму кількість зароджуваної маси. Ця система дозволяє отримувати максимальну кількість біогазу, але потрібно більше матеріальних затрат.
При періодичній схемі маються дві камери зброджування, які завантажуються по черзі. В даному випадку корисний об’єм камер використовується менше ефективно, чим при безперервній схемі. Крім цього потрібні значні запаси навозу або іншого субстрату для їх наповнення.
При акумулятивній схемі сховище для навозу слугу одночасно камерою зброджування і сховищем переброженого навозу та його вивантаження.
Біогазові установки складаються із слідуючи елементів:
- камери зброджування (реактора, метанетки);
- пристрою для нагрівання субстрату;
- пристрою для перемішування субстрату;
- газгольдера та ємності для шламу.
Метанетки виконують наземними напівзаглибленими заглибленими в ґрунт.
В жарких та теплих районах встановлюють наземн метанетки, пофарбовані в чорний колір для використання сонячної радіації, в холодних районах віддають перевагу заглибленим метанеткам для зберігання теплоти.
Камери для зброджування виготовляють різно геометричної форми, але найдоцільнішою є циліндр. Метанетки виготовляють з металу, поліетилену або залізобетону.
Для дотримання необхідної температури для зброджування використовують пристрої для підігріву субстрату. Підігрів рідкого субстрату виконується перед завантаженням або в камері зброджування. В залежності від ступеня ізоляції камер і трубопроводів в теплоті може досягнути 30% енергії, яку виділяє біогазова установка. Пристрої для нагрівання як правило з’єднують з перемішуючими пристроями.
Для перемішування субстрату використовують механічні, гідравлічні та газові пристрої.
Газгольдери призначені для збору і зберігання біогазу.
Компоненти, які входять до складу біогазу (двооксид вуглецю та сірководню) визивають корозію обладнання. Одним із найбільш розповсюджених і простих методів очищення від домішок є «мокрий метод». Найбільш прості газгольдери з’єднуються з метанетками.
Газгольдери високого тиску (0,8 – 1 МПа) мають сферичну форму. В мокрих
газгольдерах тиск газу невисокий (менш 5кПа). Крім того газгольдери можуть бути суміщенні з реактором.
Схема біогазової установки для ферми на 400 голів великої рогатої худоби, розроблена в нашій країні, зображена на 4 листі графічної частини. Технологічний процес проточний з циклічним виповненням операцій. Навоз із тваринницької ферми попередньо виділяється від сторонніх домішок. Для цього є пристрій для виділення від сторонніх домішок продуктивністю 100 м3. Із приймача 1 насосом марки НЖ Н-200 початкова маса подається в ємкість 53 м3, де проходе попередній нагрів субстрату до 35 Со. Теплоносієм слугу гаряча вода або пар, отриманий в котлі, працюючим на біогазові. Із ємкості 1 субстрат перекачується в метанетку 4 ємкістю 1000 м3, де проходе анаеробне зброджування навозу. Температуру підтримує теплообмінник 8. Із метанетки 4 біогаз потрапляє до газгольдера 5.
Період зброджування 20–22 доби, добовий вихід біогазу 710 м3. Із ц кількості 415 м3 йде на особисті потреби, а на продаж – 245 м3.
4. Економічна частина
4.1 Розрахунок кошторисної вартості об’єкту газифікації
Паспорт проекту по газопостачанню
· Характеристика системи:
ü тип системи:
v середній тиск – тупикова;
ü параметри проекту:
v РДГК-6 – 248 шт.;
v катодна станція – 1 шт.;
ü тип прокладки газових мереж – підземний
ü розрахункові рівні споживання газу по категоріям споживачів:
v житлово-комунальне споживання населенням – 700 тис. м3/рік;
v комунально-побутові споживачі – 190 тис. м3/рік;
v промислові і сільськогосподарські споживачі – 3400 тис. м3/рік;
v теплопостачання – 4220 тис. м3/рік.
Загальний об’єм споживання газу (Qріч) = 8510 тис. м3/рік.
Загальна довжина газопроводу – 4950 м
· Техніко-економічні показники:
ü потужність системи – подача газу за рік при оптимальному використанні основних фондів (мереж і устаткування) повинна встановлюватись по брутто-споживанню, тобто враховуючи втрати газу і його витрати на власні потреби.
Потужність системи Qпод, тис. м3/рік, визначаю згідно формули
