Глава 14. Системы технологий коммунального хозяйства

14.1. Водоснабжение населенных пунктов

На земном шаре только 3% всех водных запасов составляет пресная вода. Распределение пресной воды неравномерно. Каждый житель Москвы получает в день в среднем 400 л воды, Донецка – 420 л, в развивающихся странах Африки – около 50 л.

Водоснабжение – это совокупность мероприятий по обеспечению водой различных ее потребителей: населения, промышленных предприятий, транспорта и др.

Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, называется системой водоснабжения и водопроводом.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако большинство видов использования воды в любом населенном пункте может быть сведено к следующим основным категориям:

а) хозяйственно-питьевые потребности людей (жителей населенных пунктов и рабочих во время их пребывания на производстве);

б) производственные потребности, связанные с использованием воды в технологических процессах различных производств, и другие технические нужды;

в) расходы воды, связанные с обеспечением благоустройства населенных пунктов и промышленных предприятий: поливка и мытье улиц и площадей, полив зеленых насаждений, газонов и т.п.;

г) расходы воды на пожаротушение.

Водоснабжение населенных пунктов является централизованным, каждая из систем обеспечивает водой большую группу потребителей.

Для целей водоснабжения используются природные источники пресной воды: поверхностные открытые водоемы (реки, водохранилища, озера) и подземные (грунтовые и артезианские воды, родники). Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды.

По санитарной надежности подземные воды, как правило, значительно превосходят поверхностные. Исключение составляют подземные воды неглубокого залегания, не имеющие водоупорной кровли, и гидравлически связанные с поверхностными.Отличительные особенности подземных вод: постоянство температуры (5…12 °С), отсутствие взвешенных веществ и цветности, значительная минерализация, а иногда повышенное содержание железа, фтора, солей жесткости. Они образуются в результате проникновения вглубь земли атмосферных осадков и поверхностных вод, а также вследствие конденсации водяного пара из атмосферы. Подземные воды, заполняя поры различных пород, образуют так называемые водоносные пласты в трещинах и пещерах. Они находятся в виде подземных потоков.

Однако для снабжения водой больших населенных пунктов подземных источников часто оказывается недостаточно, а получение из них значительных количеств воды экономически не выгодно. Поэтому для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов используют преимущественно поверхностные источники пресной воды.

Речная вода в период паводков характеризуется высокой цветностью и низкой щелочностью, жесткостью (за исключением южных рек), малым содержанием минеральных солей, большим количеством взвешенных веществ, наличием различных ядохимикатов (в результате смыва с полей), значительной бактериальной загрязненностью, наличием привкусов и запахов, что ухудшает ее качество.

Определение количества воды, трубуемого для хозяйственно-питьевых нужд населения, производится, исходя из числа жителей и удельного водопотреблення. Расход воды одним жителем зависит от степени комфортности жилищ, благоустройства города, климатических условий и т.д. (табл. 14.1).

Чем выше степень санитарно-технологического оборудования жилищ, тем больше будет удельное водопотребление; в условиях жаркого климата больше, чем в умеренной климатической зоне, и т.п.

Расход хозяйственно-питьевой воды изменяется по сезонам года, кроме того, необходимо учвтывать расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время пребывання их на производстве и расходы на поливку улиц и площадей. Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих для цехов с значительным тепловым выделеннем принимают 45л, для остальных цехов – 25л на каждого работающего в смену, при этом коэффициенты часовой неравномерности водопотребления принимают соответственно 2, 5... 3.

 

Таблица 14.1

 

 

На производствах, связанных с загрязнением тел или требующих особого санитарного режима, дополнительно должен быть учтен расход воды в душевых из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку в течение 45 мин после окончания смены.

Качество подаваемой населению пресной воды (на всем пути ее транспортирования от водопроводной станции до потребителя) подвергается строгому санитарному контролю.

При микробиологическом анализе число микроорганизмов в 1 см3воды должно быть не более 106, а число бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды – не более 3.

Требования, предъявляемые отдельными категориями потребителей к количеству и качеству используемой воды, весьма различны. К воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, предъявляются высокие санитарные и вкусовые требования.

Технология водоснабжения. Схема водоснабжения с поверхностного и подземного источников приведена на рис. 14.1. Вода из водохранилища забирается с помощью водозаборного сооружения, осуществляющего забор воды из источников питания.

При водоснабжении из поверхностного источника из водозаборного сооружения 13 (рис. 14.1,б) вода забирается с помощью насосной станции первого подъема 14. Насосная станция – это сооружение, состоящее, как правило, из здания и оборудования – насосных агрегатов (рабочих и резервных), трубопроводов и вспомогательных устройств.

Насосные станции, как и системы водоснабжения, подразделяются на 3 категории по надежности действия. Первая категория станций допускает перерывы в подаче воды не более 5 мин. К ним относятся станции оборотных систем водоснабжения металлургических, химических и других предприятий, а также подающие воду в населенные пункты численностью более 50 тыс. жителей.

Вторая категория станций допускает перерывы в подаче воды до 6 часов в населенные пункты численностью менее 50 тыс. жителей.

Станции третьей категории допускают перерывы в работе до суток (населенные пункты численностью менеее 5 тыс. жителей).

Для монтажа, ремонта и демонтажа оборудования, арматуры и трубопроводов предусмотрено подъемно-транспортное оборудование. Кроме этого, в насосных станциях имеется установка для заливки насосов, дренажные насосы для откачки аварийных вод и приборы учета подаваемой воды.

Насосной станцией первого подъема вода подается на фильтровальную станцию (см. рис. 14.1), где происходит ее очистка и доведение до требований стандарта.

По трубопроводу неочищенная вода попадает в смеситель станции, туда также подается реагент-коагулянт из баков. В смесителе вода путем сильного завихрения перемешивается с коагулянтом в течение 1-2 мин и поступает в камеру хлопьеобразования, где задерживается до 30 мин. Коагулянты собирают взвешенные вещества, т.е. образуют хлопья, быстро оседающие и увлекающие за собой мелкую взвесь. В камере реакции происходит выпадение тяжелых механических примесей и части крупных хлопьев в нижнюю часть камеры, откуда они удаляются периодически через выпускной трубопровод. Вода поступает в отстойник, где подвергается осветлению. Здесь выпадает значительная часть механических примесей. Осветленная вода из отстойников очищается на фильтре 4, проходя через слой антрацита и песка. Отфильтрованная вода поступает в резервуар чистой воды 5. Туда же вводится газообразный хлор для обеззараживания воды. Вследствие этого вода приобретает запах хлора. Встречаются установки, на которых обеззараживание воды осуществляется озоном. Вода при этом по вкусу, запаху и другим свойствам намного превосходит воду, обеззараженную хлором. В период больших загрязнений хлорирование производится в камере реакции, т.е. хлор поступает в смеситель до отстойников (первичное хлорирование), а также после фильтров (вторичное хлорирование). Отфильтрованная вода забирается насосной станцией второго подъема 6 и подается потребителям по водопроводной сети 7, 9 на объекты 10. Под давлением, которое создают насосы станции второго подъема, вода поднимается на все этажи зданий. Чтобы в часы “пик”, когда расходуется особенно много воды, люди не испытывали в ней недостатка, к водопроводной сети подключают водонапорную башню 8. Там вода накапливается в часы, когда потребление падает, и подается потребителям в часы “пик”.

В больших городах меньше заметны “пики” и спады в потреблении воды, поэтому водонапорные башни обычно не строят. Там вода накапливается в специальных резервуарах. Когда воды расходуется особенно много, включают дополнительные насосы, и запасы воды из резервуаров поступают к потребителям. Для обеспечения санитарно-эпидемиологической надежности действующих, проектируемых и реконструируемых водопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения должны предусматриваться зоны санитарной охраны. В них входят зона источника водоснабжения в месте забора воды, зона и санитарно-защитная полоса водопроводных сооружений и санитарно-защитная полоса водоводов. Зону водоисточника в месте забора воды и территориального размещения главных водопроводных сооружений (водоприемников, насосных станций, резервуаров) предусматривают из трех поясов: первого – строгого режима, второго и третьего – режимов ограничения. Территорию первого пояса ограждают от доступа посторонних лиц и окружают зелеными насаждениями. Постоянное проживание людей в зоне первого пояса не допускается. Границы этого пояса определяются в зависимости от источника (закрытого или открытого) и удалены от него на 30…50 м или 100…200 м соответственно.

Второй пояс зоны санитарной охраны включает источник водоснабжения и бассейн его питания, т.е. все территории и акватории, которые оказывают влияние на формирование качества воды источника, используемого для водоснабжения.

На территории второго пояса зоны санитарной охраны подземных вод запрещается размещать животноводческие фермы и стойбища (в том числе и выпас скота) на расстоянии менее 100…300 м от границ первого пояса.

Проектом зон санитарной охраны водопровода регламентированы: границы поясов зоны водоисточника, зоны и санитарно-защитные полосы водопроводных сооружений и полосы водоводов; определены инженерные мероприятия по организации зон и дано описание санитарного режима в зонах и полосах.

В основу проекта зон санитарной охраны водопровода должны быть положены результаты санитарно-топографического обследования территорий, намеченных к включению в зоны и защитные полосы, а также материалы инженерно-геологических, топографических, гидрологических и гидрогеологических изысканий. Проект зон санитарной охраны водопровода согласовывается с местными органами самоуправления, санитарно-эпидемиологической станцией с местной геологической партией и другими заинтересованными организациями.

14.2 Канализация населенных пунктов

Под канализацией принято понимать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, обеспечивающих своевременный сбор сточных вод, образующихся на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, быстрое удаление (транспортировка) этих вод за пределы населенных пунктов, а также их очистку, обезвреживание и обеззараживание.

Существуют два вида канализации: вывозная и сплавная. При организации вывозной канализации жидкие загрязнения собирают в специальные приемки (выгреба) и периодически вывозят автомобильным транспортом на поле ассенизации для обработки или в специальные места, согласованные с санитарными органами. Вывозная канализация экономически нецелесообразна и не обеспечивает должного санитарного состояния территорий.

При организации сплавной канализации воды по подземным трубопроводам транспортируются на очистные сооружения, где они подвергаются интенсивной очистке преимущественно в искусственно созданных условиях, после чего сбрасываются в водоемы.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и дождевые (атмосферные).

К бытовым относятся воды от кухонь, туалетных комнат, бань, душевых, прачечных, столовых, больниц, а также хозяйственные воды, образующиеся при мытье помещений. К производственным сточным водам относятся воды, использованные в технологическом процессе, не отвечающие более требованиям, которые предъявляются к их качеству, и подлежащие удалению с территории предприятий.

Дождевые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. Их подразделяют на дождевые и талые, получающиеся от таяния льдов и снега.

Системы канализации. В зависимости от условий поступления сточных вод в сеть и транспортирования по ней вод различных категорий применяют раздельную, неполную раздельную, общесплавную, полураздельную и комбинированную системы канализации.

Если в одну канализационную сеть поступают сточные воды трех категорий (бытовые, производственные и атмосферные), то такая система называется общесплавной.

Если же все перечисленные воды отводят по самостоятельным сетям или устраивают две сети (бытовую и производственно-дождевую либо производственно-бытовую и дождевую), то система носит название раздельной. Раздельные системы, в свою очередь, подразделяются на полные и неполные. Если одновременно строят все указанные сети, то система называется полной раздельной; если строят одну из них – сеть бытовых вод, а атмосферные воды неорганизованно поступают в водоем, то система называется неполной раздельной.

В первую очередь строят наиболее необходимые сети, например, сначала бытовую и производственную, а затем уже дождевую. Возможны случаи, когда для промышленных предприятий важнее в первую очередь построить сеть производственно-дождевую.

При полураздельной системе обязательно строят две системы: одну – отведения бытовых и производственных вод, другую – для атмосферных. При дождях небольшой силы атмосферные воды поступают через специальные сооружения в бытовую сеть. В этом случае атмосферные воды, смывающие грязь с поверхности улиц, направляются совместно с бытовыми на очистные сооружения. При больших дождях основная масса атмосферной воды не попадает в бытовую сеть, а сбрасывается через специальные ливнеспуски в водоем без очистки.

Комбинированная система канализации представляет собой сочетание общесплавной и раздельной систем. Это обусловлено тем, что с ростом города в общесплавную систему сбрасывают бытовые и производственные воды новых районов города, а ливневые воды по самостоятельной водосточной сети направляют в ближайшие водоемы. При такой системе часть районов города имеет общесплавную систему, а другая часть (новые районы) – раздельную.

Схемы канализации. Схемой канализации называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы с учетом местных условий и перспектив развития объекта канализации.

Схема канализации зависит от принятой системы канализации и является конкретным технически и экономически обоснованным решением по выбору и размещению комплекса инженерных сооружений для приема, транспортирования, очистки сточных вод и выпуска их в водоемы или для последующего использования в каких-либо целях. В необходимых случаях разрабатывается несколько вариантов схемы канализации.

Схемы канализации городов и промышленных комплексов могут быть централизованными, децентрализованными и районными (региональными).

При централизованной схеме сточные воды всех бассейнов (канализируемых территорий, ограниченных водоразделами) канализирования направляют по одному или нескольким коллекторам на единственную для всего города очистную станцию, расположенную ниже города, по течению реки (Киев, Париж).

На рис. 14.2 представлена централизованная схема канализации населенного пункта. Сточные воды бассейнов канализирования I и II, собираемые главным коллектором, можно транспортировать к главной станции самотеком. С площади бассейна III сточные воды невозможно спустить самотеком сразу в главный коллектор. В точке, где коллектор имеет большую глубину, устраивают районную станцию, перекачивающую сточные воды по напорному водоводу в главный коллектор и далее на очистные сооружения.

Коллектором называется канализационный трубопровод, собирающий сточные воды от двух и более уличных линий. Коллекторы могут идти от бассейна канализования, объединять несколько бассейнов (так называемые главные коллекторы) или отводить воды за пределы населенного пункта (загородные отводные коллекторы).

Рис 14.2. Централизованная схема канализации
населенного пункта

ГНС – главная насосная станция; РСП – районная станция перекачки; ОС – очистные сооружения;1 – граница города; 2 – границы бассейнов канализирования; 3 – уличная сеть; 4 – коллектор; 5 – главный коллектор; 6 – напорный водовод; 7 – выпуск в водоем; 8 – аварийный выпуск.

Децентрализованные схемы (рис.14.3) канализационной сети применяют при канализировании крупных городов в условиях как сильно пересеченного, так и очень (рис. 14.3) плоского рельефа местности.

Рис. 14.3. Децентрализованная схема
канализаций города

НС – насосная станция;

ОС – очистные сооружения

В этом случае устраивают районную канализацию с самостоятельными очистными сооружениями. По децентрализованной схеме построены канализации Москвы, Новосибирска, Берлина, Лондона, Токио, Нью-Йорка и других городов.

Канализационная сеть состоит из следующих основных элементов: 1) внутренние домовые или внутренние цеховые канализационные устройства; 2) наружная внутриквартальная или дворовая канализационная сеть; 3) наружная уличная канализационная сеть; 4) насосные станции и напорные водоводы; 5) сооружения для очистки сточной воды; 6) устройства для выпуска воды в водоем.

Внутридомовая и внутрицеховая канализация принимает и отводит загрязненные воды за пределы здания до первого наружного внутриквартального или дворового колодца. В жилых и общественных зданиях приемниками (рис.14.4.) служат умывальники, раковины, унитазы 1, писсуары, мойки, трапы и т.д., из которых сточная вода по отводным линиям 2 самотеком поступает в стояки 3 и далее через выпуск 5 отводится за пределы здания до наружного колодца 6. Прочистку трубопроводов производят через ревизию 4.

В канализационной сети могут скапливаться вредные газы. Для того, чтобы эти газы не поступали во внутренние помещения, в приемниках сточных вод устанавливают гидравлические затворы. Стояки в зданиях выводят через чердачные помещения выше крыши. Они создают в канализационной сети условия для обмена воздуха, т.е. вентиляционные сети. Необходимые условия для тяги обеспечиваются вследствие разности температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений.

Наружная канализационная сеть начинается от первого выпускного колодца. В зависимости от расположения на территории населенного пункта или промышленного предприятия канализационная сеть называется дворовой, внутриквартальной, заводской или уличной.

Наружные канализационные сети строят преимущественно самотечными, для этого всю канализированную территорию города разделяют на бассейны канализирования (территории, ограниченные водоразделами), где в соответствии рельефом местности прокладывают самотечные трубопроводы уличной сети и коллекторы, т.е. участки канализационной сети, собирающие сточные воды с одного или нескольких бассейнов канализирования (см. рис. 14.2).

В крупных городах с сильно разветвленной городской сетью коллекторы больших размеров нередко называют каналами.

Пересечения коллекторов с железной дорогой, реками, оврагами осуществляют путем устройства дюкеров, эстакад. Дюкер представляет собой изогнутую в вертикальной плоскости трубу, состояющую из трех частей: средней, которую укладывают почти горизонтально на дно оврага или реки (заглубление 0, 5... 1м), и двух других – нисходящей и восходящей.

При необходимости подъема сточных вод на более высокие отметки из-за невозможности (например, значительном заглублении коллектора) дальнейшего самотечного транспортирования сточных вод к очистным сооружениям или в водоем устраивают канализационные насосные станции, которые перекачивают воду по напорным трубопроводам.

На насосных станциях перекачки сточных вод установлены насосные агрегаты и их резерв, обеспеченные двойным питанием электроэнергией. Число напорных трубопроводов от насосных станций в этих случаях должно быть не менее двух: каждый из них рассчитан на пропуск всего количества сточных вод. В случаях, когда обеспечение насосных станций двойным питанием электроэнергией невозможно, допускается устройство аварийных выпусков из приемных резервуаров насосных станций.

Аварийные выпуски сточных вод, содержащих вредные для водоемов загрязнения, допускаются только в специально предусмотренные емкости при условии последующего возврата сточных вод на насосную станцию. Место расположения емкостей согласовывается с санитарно-эпидемиологической службой.

Условия выпуска сточных вод и способы их очистки должны быть согласованы на стадии проектирования с местными административными органами, с бассейновой водной инспекцией мелиорации и водного хозяйства, а также с органами Государственного санитарного надзора, а при спуске сточных вод в водоемы рыбохозяйственного значения – и с органами рыбоохраны.

Очистка сточных вод. Для очистки сточных вод предусматривается комплекс отдельных сооружений, в которых по ходу движения сточная вода постепенно очищается сначала от крупных, а затем от все более мелких загрязнений, находящихся в нерастворенном состоянии.

Сооружения для технической очистки составляют первую группу, в которую входят последовательно: решетки, песколовки, отстойники. Самостоятельную группу составляют сооружения по обработке осадка – метатенки или двухярусные отстойники с иловыми площадками. Осуществляется также механическое обезвоживание осадка. Могут быть и другие сооружения по обработке осадка: барабанные сушилки, многоподовые печи и др.

Ко второй группе относятся сооружения для биологической очистки, в которых окисляются оставшиеся после механической очистки органические загрязнения. Очистка сточной воды заканчивается процессом обеззараживания.

Выбор метода очистки и подбор состава сооружений представляют собой сложную технико-экономическую задачу и зависят от ряда факторов: необходимой степени очистки сточных вод, рельефа местности, энергетических факторов, характера грунтов, размера площади для очистных сооружений, расхода сточных вод и др.

При больших расходах сточных вод наиболее широкое применение получила схема, приведенная на рис. 14.5. Полная биологическая очистка по этой схеме осуществляется в аэротенках. Первоначально сточная вода проходит через решетку, устанавливаемую для задержания крупных веществ органического происхождения, затем через песколовку, предназначенную для выделения тяжелых примесей, главным образом, минерального происхождения, чем облегчается работа отстойников, метатенков и др.

Отбросы с решеток направляются на дробилку, а дробленые отбросы в виде пульпы сбрасываются в канал перед отстойниками. Осадок из отстойника направляется в метатенк, где под воздействием анаэробных микроорганизмов происходит распад или сбраживание органического осадка, т.е. его минерализация.

После отстойника сточные воды попадают в аэротенк, куда подается активный ил. Активный ил – это колонии аэробных микроорганизмов, способных окислять органическое вещество. Содержимое аэротенков постоянно перемешивается воздухом, который подается воздуходувками, установленными в машинном здании. Смесь сточной жидкости и активного ила из аэротенка поступает во вторичный радиальный отстойник, где активный ил выделяется из сточной воды и возвращается в аэротенк насосоной станции активного ила.

После биоочистки для уничтожения болезнетворных микроорганизмов производится обеззараживание сточных вод хлором. Хлор вводится в воду в газообразном виде. Продолжительность контакта воды с хлором в контактном резервуаре 30минут. Обеззараженная сточная вода сбрасывается трубопроводом в водоем (пруд-отстойник), где под действием бактерицидов, выделяемых водными растениями (рогоз, камыш, осока), происходит гибель бактерий, и вода на 95% освобождается от ядовитых веществ.

В летний период часть воды перед обеззараживанием забирается на орошение полей.

Технологический контроль за работой очистных сооружений (отбор проб и выполнение анализа воды) осуществляет лаборатория.

14.3. Теплоснабжение жилых помещений, учреждений, заведений

В жилищно-коммунальном хозяйстве основными потребителями тепловой энергии являются системы отопления зданий, нагревания приточного воздуха в установках вентиляции и кондиционирования, горячего водоснабжения, а также технологические процессы предприятий бытового обслуживания. Определение расхода тепла на указанные цели ведется по специальной методике. Их потребности удовлетворяются в основном за счет централизованного теплоснабжения, представляющего собой процесс обеспечения тепловой энергией низкого (до 150°С) и среднего (до 350°С) потенциала нескольких потребителей от одного или нескольких источников.

Источником тепловой энергии в системах централизованного теплоснабжения могут быть теплоцентрали (ТЭЦ), районнные (РК) и квартальные котельные (рис. 14.6), оборудованные водогрейным или паровыми котлами.

14.6. Схема источника водяного теплоснабжения
(квартальной котельной):

1 – котел;

2 – питательный насос;

3 – подогреватель;

4 – сетевой насос

Из котлов теплоноситель поступает к нагревательным приборам помещений по системе трубопроводов.

Тепловая энергия отпускается потребителям в виде горячей воды и водяного пара. Для снабжения тепловой энергией жилищно-коммунального сектора в качестве теплоносителя применяют воду, а для снабжения промышленных предприятий наряду с водой часто применяют водяной пар. Горячая вода надежно и экономично обеспечивает теплом системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и некоторые технологические процессы.

Пар способен обеспечивать надежное и экономичное протекание многих технологических процессов и пригоден для обеспечения всех видов теплоснабжения.

Параметры теплоносителя (давление и температура) зависят от вида потребителей тепловой энергии и обосновываются технико-экономическим расчетом.

Централизованное теплоснабжение от ТЭЦ и РК по сравнению с местным печным и центральным отоплением от домовых котельных позволяет резко сократить расход топлива, улучшить тепловой комфорт и уменьшить загрязнение воздушного бассейна, снизить капитальные и эксплуатационные затраты.

Виды систем теплоснабжения. Каждая система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепловой энергии, тепловой сети, абонентских вводов и местных систем потребления тепла.

Системы теплоснабжения с различными устройствами и назначениями элементов классифицируют по признакам: источнику приготовления тепла, роду теплоносителя (водяные и паровые), способу подачи воды на горячее водоснабжение (закрытые и открытые), количеству трубопроводов тепловых сетей (однотрубные и многотрубные), способу обеспечения потребителей тепловой энергией (одноступенчатые и многоступенчатые) и др.

Водяные системы применяют в основном для теплоснабжения сезонных потребителей и горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. Протяженность водяных систем теплоснабжения составляет 50% от общей длины всех тепловых сетей. В большинстве европейских стран (Швейцария, Швеция, Италия, Дания) на долю паровых систем приходится до 10% протяженности тепловых сетей. В Исландии и Норвегии пар как теплоноситель вообще не используется.

В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях поверхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения. В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к водозаборным приборам местной системы поступает непосредственно из тепловых сетей.

В одноступенчатых системах теплоснабжения потребителей тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям (рис. 14.7).

Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям называют абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельной установки, то его называют индивидуальным тепловым пунктом (ИТП).

Непосредственное присоединение отопительных приборов ограничивает пределы допустимого давления в тепловых сетях, так как высокое давление, необходимое для транспорта теплоносителя к конечным потребителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого одноступенчатые системы применяют для теплоснабжения ограниченного числа потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.

Рис. 14.7. Схема одноступенчатой системы теплоснабжения:

1 – магистральные трубопроводы;

2 – ответвления;

МТП – местный тепловой пункт;

ТП – теплофикационный подогреватель;

ПК – пиковый котел;

СН – сетевой насос.

В многоступенчатых системах (рис. 14.8) между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными и водонагревательными установками, регулирующей и предохранительной арматурой, контрольно-измерительными приборами, предназначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе теплом необходимых параметров. С помощью насосных или водонагревательных установок магистральные трубопроводы (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по общим или отдельным трубопроводам второй ступени подается в МТП каждого здания. При этом в МТП производится лишь элеваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водоснабжение и учет расхода тепла.

Рис. 14.8. Схема двухступенчатой системы теплоснабжения:

1 – магистральные трубопроводы;

2 – ответвления;

3 – распределительные сети;

4, 5 – ответвления к зданиям на отопление и вентиляцию;

6 – ответвление на технологические процессы;

ТП – теплофикационный подогреватель;

ПК – пиковый котел;

СН – сетевой насос

Полная гидравлическая изоляция тепловых сетей первой и второй ступеней является важнейшим мероприятием повышения надежности теплоснабжения и увеличения дальности транспорта тепла. Многоступенчатые системы теплоснабжения с ЦТП и КРП позволяют в десятки раз уменьшить число местных подогревателей горячего водоснабжения, циркуляционных насосов и регуляторов температуры, устанавливаемых в МТП при одноступенчатой системе. В ЦТП возможна организация обработки местной водопроводной воды для предупреждения коррозии систем горячего водоснабжения. Наконец, при сооружении ЦТП и КРП сокращаются в значительной мере эксплуатационные затраты и затраты на содержание персонала для обслуживания оборудования в МТП.

В зависимости от числа теплопроводов водяные системы теплоснабжения могут быть однотрубными, двухтрубными, трехтрубными, четырехтрубными и комбинированными, если число труб в тепловой сети не остается постоянным.

Наиболее экономичны однотрубные (разомкнутые) системы (рис. 14.9, а). Они целесообразны только тогда, когда среднечасовой расход сетевой воды, подаваемой на нужды отопления и вентиляции, совпадает со среднечасовым расходом воды, потребляемой для горячего водоснабжения. При дисбалансе указанных расходов не использованную для горячего водоснабжения воду приходится отправлять в дренаж, что является очень неэкономичным. В связи с этим наибольшее распространение получили двухтрубные системы теплоснабжения: открытые и закрытые.

Рис. 14.9. Принципиальные схемы водяных систем теплоснабжения

а – однотрубной (рамокнутой); б – четырехтрубной;

1 – источник тепла; 2 – подающий трубопровод тепловой сети; 3 – абонентский ввод; 4 – калорифер вентиляции; 5 – абонентский теплообменник отопления; 6 – нагревательный прибор; 7 – трубопроводы местной системы отопления; 8 – местная система горячего водоснабжения; 9 – обратный трубопровод сети; 10 – горячее водоснабжение; 11 – рециркуляционный трубопровод

При значительном удалении источника тепла от теплоснабжаемого района целесообразны комбинированные системы теплоснабжения, представляющие собой сочетание однотрубной системы и полузамкнутой двухтрубной.

Наибольшее распространение получили двухтрубные системы.

Двухтрубные закрытые системы состоят из подающего и обратного трубопроводов. По подающему трубопроводу нагретая сетевая вода с температурой t1 транспортируется от источника тепловой энергии к потребителю. По обратному трубопроводу охлажденная сетевая вода с температурой t2 возвращается от потребителя к источнику для повторного подогрева. Двухтрубные системы проще и дешевле многотрубных. Такие системы применяют преимущественно для совместной подачи тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Присоединение технологических установок допускается при применении мер, предупреждающих попадание в тепловые сети вредных примесей.

В промышленных районах, где имеется большая технологиче-кая тепловая нагрузка повышенных параметров и возможно использование собственных вторичных энергоресурсов или каче-ство воды в тепловых сетях не отвечает требованиям производ-ственных процессов, рекомендуются трех- и четырехтрубные тепловые сети.

Трехтрубные системы находят применение в промышленных системах теплоснабжения с постоянным расходом воды, подаваемой на технологические нужды. Такие системы имеют две подающие трубы. По одной из них вода с неизменной температурой поступает к технологическим аппаратам и теплообменникам горячего водоснабжения, по другой – вода с переменной температурой идет на нужды отопления и вентиляции. Охлажденная вода от всех местных систем возвращается к источнику тепла по одному общему трубопроводу.

Четырехтрубные системы (см. рис. 14.9, б) из-за большого расхода металла применяется лишь в мелких системах с целью упрощения абонентских вводов. В таких системах вода для местных систем горячего водоснабжения приготовляется непосредственно у источника тепла (в котельных) и по особой трубе подводится к потребителям, где непосредственно поступает в местные системы горячего водоснабжения.

Четырехтрубные системы распространяются также в сельских районах и рабочих поселках, где нагрузка горячего водоснабжения невелика и сосредоточена в небольшом количестве общественных зданий (бани, столовые, гостиницы, школы, спортивные и детские учреждения) или в сельскохозяйственных комплексах. Полная гидравлическая изоляция разнородных потребителей в четырехтрубных системах упрощает раздельную подачу тепла и центральное регулирование сезонных и круглогодовых нагрузок. Одновременно с этим отпадает надобность дорогостоящих местных и центральных тепловых пунктов. Раздельное центральное регулирование способствует росту культуры и повышению надежности теплоснабжения.

В этом случае у абонентов отсутствуют подогревательные установки горячего водоснабжения и рециркуляционная вода в системах горячего водоснабжения возвращается для подогрева к источнику тепла. Две другие трубы в такой системе предназначаются для местных систем отопления и вентиляции. Их режим характеризуется постоянным расходом воды и переменной температурой.

Присоединение потребителей к водяным системам теплоснабжения. Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентского ввода, который является связующим звеном между наружными тепловыми сетями и местными потребителями тепла.

Схемы присоединения местных систем отопления по признаку гидравлической связи с тепловыми сетями бывают зависимые и неза-
висимые.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в отопительной системе. Вследствие этого давление в местных системах отопления определяется режимом давлений в наружных тепловых сетях.

В независимых схемах присоединения теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его тепло используется для нагревания воды, заполняющей местную систему отопления. При этом сетевая вода и вода в местной системе отопления разделены поверхностью нагрева и таким образом сеть и система отопления полностью гидравлически изолированы друг от друга. Гидравлическая изоляция теплоносителей на абонентском вводе используется для защиты местных установок от завышенного или заниженного давления в тепловых сетях, при которых возможно разрушение нагревательных приборов или опорожнение местных систем отопления.

На рис. 14.10 зависимое присоединение отопительных приборов показано на схемах а, б, в. При зависимом присоединении местных установок на абонентском вводе применяют наиболее простое и дешевое оборудование.

В отопительных приборах полное использование перепада температур сетевой воды достигает наибольшего значения, благодаря чему может быть уменьшен расход теплоносителя на вводе и сокращена стоимость тепловых сетей за счет уменьшения диаметров труб.

Основной недостаток зависимого присоединения потребителей состоит в том, что давление теплоносителя в тепловых сетях передается на приборы местных систем. Поэтому зависимые местные системы отопления используются в условиях, когда давление в тепловых сетях не превышает прочности отопительных приборов. Отопительные чугунные радиаторы выпускаются на избыточное давление до 0,6 МПа, а стальные конвекторы – до 1,0 МПа.

Зависимое присоединение отопительных установок применяют в системах теплоснабжения жилых и общественных зданий, если температура сетевой воды в подающем трубопроводе не превышает 95-105°С. В таких системах сетевая вода из подающего трубопровода тепловой сети поступает в нагревательные приборы. Остывшая вода из нагревательных приборов возвращается в обратный трубопровод тепловой сети.

Если температура сетевой воды в подающем трубопроводе больше 95-105°С и разность давлений в подающем и обратном трубопроводах достаточна (0,08-0,15 МПа) для нормальной работы элеватора, то отопительные системы присоединяются по схеме б. Необходимая температура воды, поступающей в нагревательные приборы, поддерживается элеваторным подмешиванием остывшей обратной воды из системы отопления к высокотемпературной сетевой воде из подающего трубопровода. Эту схему применяют для отопления жилых и общественных зданий.

Схема в используется вместо схемы б при разности давлений в подающем и обратном трубопроводах на абонентском вводе, недостаточной для нормальной работы элеватора. Замена элеваторного смещения на насосное является прогрессивным решением отопительной техники. Применение насосных смесителей на 10% сокращает потребность сетевой воды и позволяет использовать при монтаже местных систем отопления трубы небольшого диаметра (до 10 мм).

При отключении абонентского ввода, присоединенного к тепловой сети по схеме а или б, вместе с прекращением циркуляции воды в местной системе отопления появляется опасность размораживания отопительных приборов и трубопроводов. Эти недостатки в схеме в устраняются включением циркуляционного насоса. С помощью циркуляционного насоса легко осуществляется регулирование расхода циркулирующей воды, что особенно важно в теплое время отопительного сезона, когда для отопления требуется количественное регулирование «пропусками».

Помимо описанных зависимых отопительных систем применяют схемы с насосами на подающем или обратном трубопроводе абонентского ввода. Первую используют при давлении в подающем трубопроводе тепловой сети, недостаточном для заполнения отопительной системы; вторую - для понижения давления в отопительной системе.

Независимое присоединение местной отопительной системы по схеме г применяют для подключения абонентов к тепловой сети с недопустимо высоким давлением теплоносителя. По такой же схеме подключаются отдельные нетипичные для района высотные здания, для которых давление теплоносителя в сетях недостаточно для заполнения отопительных приборов на верхних этажах. Местная система оборудуется расширительным баком, создающим собственное независимое от наружных сетей гидростатическое давление. Это предохраняет систему от повышенных или аварийных колебаний давления в наружной тепловой сети. Циркуляция воды в местной системе создается работой циркуляционного насоса. Подпитка изолированного контура может производиться очищенной и деаэрированной водой из тепловых сетей через перемычку (показанную пунктиром) между обратным трубопроводом и местной системой. Если давление в обратном трубопроводе сети недостаточно для подачи воды в расширительный блок, то на перемычке устанавливается подкачивающий насос.

Схема независимого присоединения отопительных установок сложнее зависимого, а оборудование теплового пункта значительно
дороже.

Местные системы горячего водоснабжения в открытых системах теплоснабжения присоединяются непосредственно, в закрытых – через поверхностные водоводяные подогреватели. В открытых системах теплоснабжения наиболее распространены схемы, показанные на рис. 14.10 д, е, с баками-аккумуляторами и без них. За время отопительного сезона температура сетевой воды в подающем трубопроводе изменяется от 60°С до 150°С, а в обратном – от 30°С до 70°С. В водоразборные приборы вода должна подаваться с температурой не более 60°С. Это достигается смешением в смесителе воды из подающего и обратного трубопроводов. Когда водозабор на горячее водоснабжение становится меньше расчетного, вода (схема д) насосом подается к смесителю и далее, смешиваясь с горячей водой из тепловой сети, идет на зарядку верхнего аккумулятора. По такой схеме аккумулятор заряжается под напором воды в обратном трубопроводе тепловой сети. Насос предназначен для восполнения потерь напора в местной системе горячего водоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения местные системы горячего водоснабжения гидравлически изолированы от внешних тепловых сетей. Гидравлическая изоляция сетей и местной водопроводной воды гарантирует защиту местным системам горячего водоснабжения от выноса шлама из отопительных установок, который существенно ухудшает качество воды в водозаборных приборах при непосредственном водозаборе из тепловых сетей.

Диспетчеризация системы теплоснабжения. Современное централизованное теплоснабжение требует непрерывного вмешательства человека для регулирования работы оборудования тепловых станций, сетей и абонентских вводов с главного поста управления. Такая диспетчеризация основана на автоматической передаче информации из подстанций, контрольно-распределительных и тепловых пунктов в центральный диспетчерский пункт. С этой целью во всех характерных пунктах тепловой сети размещаются автоматические приборы с выводами электрических сигналов о показаниях контрольно-измерительных приборов, состоянии электрооборудования и о положениях запорно-регулирующей арматуры на центральный пульт управления. Дистанционное управление на больших расстояниях до объектов регулирования расширяет возможность диспетчерского рапорта и требует значительных капитальных вложений на прокладку большого количества проводов линий связи. Внедрение телеконтроля в телемеханизации позволяет уменьшить эти затраты и повысить эффективность централизованного управления за счет значительного расширения количества объектов и точек контроля и сокращения времени на сбор информации. Дистанционное управление по телевидению подразделяют на оповещательное и исполнительное. Оповещательное телеуправление осуществляется автоматически, по вызову и непрерывно. Автоматическое оповещение оборудуется с целью передачи на пункт управления аварийно-предупредительного сигнала в случае возникновения аварии.

По вызову с места управления система телесигнализации и телеизмерения позволяет получать периодическую информацию о состоянии контролируемых объектов или параметров теплоносителя. Система непрерывного оповещения организуется на сложных участках сети для передачи технологических параметров. Непрерывная информация в диспетчерском пункте может быть записана автоматическими приборами. Исполнительная система телемеханизации предназначена для подачи с пульта управления сигнала на изменение технологических режимов, а также на включение или выключение исполнительных органов. Централизованное диспетчерское телеуправление подачи тепла к многочисленным потребителям является важнейшим мероприятием повышения надежности тепловых сетей и производительности труда. Дитанционный телеконтроль освобождает большое количество постоянных дежурных в контрольно-распределительных, тепловых пунктах и подстанциях, при этом автоматическая телесигнализация создает наилучшую оперативность по предупреждению аварий. Диспетчеризация открывает широкие перспективы для применения систем автоматического управления с вводом опросной информации от контролируемых объектов на ЭВМ для решения важнейших вопросов эксплуатации: 1) вы-бора оптимального сочетания центрального, группового, местного и индивидуального регулирования тепловой нагрузки с учетом местных метеоусловий и микроклимата в отдельных помещениях; 2) выбора оптимального варианта распределения тепловой нагрузки между основными и пиковыми источниками тепла; 3) ускоренной локализации аварийных участков и организации оптимального режима теплоснабжения в аварийных ситуациях; 4) выбора оптимальных условий технической эксплуатации систем теплоснабжения.

14.4. Газоснабжение населенных пунктов

Газоснабжение населенных пунктов является одной из актуальных проблем их жизнедеятельности. Потребители газа делятся на две группы. Первая группа – это потребители, обеспечиваемые в первую очередь, в том числе население, предприятия общественного питания и бытового обслуживания населения и т.д., а также котельные, газоиспользующее оборудование которых не приспособлено к работе на других видах топлива.

Вторая группа – электростанции и промышленные предприятия.

Для газоснабжения городов и промышленных предприятий широко применяют природные и искусственные газы. Природные газы добывают из недр Земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда: метан (до 98%) и его гомологи – этан, пропан, бутан и др. При снабжении города искусственным газом в качестве источника газоснабжения могут быть заводы, вырабатывающие газ из угля, сланцев, нефти и других горючих материалов. Заводы обычно размещаются на территории газоснабжаемых городов или в непосредственнйо близости от них. Кроме углеводородов, в природном газе содержится некоторое количество азота, кислорода, водорода, окиси углерода, углекислого газа и других веществ в гозообразном состоянии. Газы некоторых месторождений содержат сероводород.

Природные газы можно подразделить на три группы:

1) добываемые из чисто газовых месторождений, они в основном состоят из метана и являются тощими или сухими;

2) выделяемые из скважин нефтяных месторождений совместно с нефтью, часто их называют попутными; помимо метана они содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно свыше 150 г/м3) и являются жирными газами; представляют собой смеси сухого газа, пропан-бутановой фракции и газового бензина;

3) добываемые из конденсатных месторождений; состоят из смеси сухого газа и паров конденсата, который выпадает при снижении давления (процесс, обратный конденсации).

Сухие газы легче воздуха, а жирные легче или тяжелее в зависимости от содержания тяжелых углеводородов. Низшая теплота сгорания попутных газов выше и изменяется от 38000 до 63000 кДж/м3.

На газобензиновых заводах из попутных газов выделяют газовый бензин, пропан, бутан. Последнии используют для газоснабжения городов в виде сжиженного газа. Сжиженные газы получают также из газов конденсатных месторождений.

Основные свойства и состав газообразного топлива. Газообразное природное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей. К горючим газам относятся углеводороды, водород и оксид углерода. Негорючие компоненты – это азот и кислород. Они составляют балласт газообразного топлива.

К примесям относят водяные пары, сероводород, пыль. Искусственные газы в зависимости от способа производства делятся на 3 группы: газы сухой перегонки топлива, газы безостановочной газификации и сжиженные газы, могут содержать аммиак, цианистые соединения, смолу и пр.

Газообразное топливо очищают от вредных примесей. Содержание вредных примесей в граммах на 100 м3газа, предназначенного для газоснабжения городов, не должно превышать: сероводорода – 2, меркаптановой серы – 3,6, механических примесей – 0,1.

Отклонение теплоты сгорания от номинального значения не должно быть более ±5%.

Для газоснабжения применяют, как правило, сухие газы. Если газ транспортируют на большие расстояния, то его предварительно осушают.

Большинство искусственных газов имеют резкий запах, что облегчает обнаружение утечки газа из трубопроводов и арматуры. Природный газ не имеет запаха. До подачи в сеть его одорируют, т.е. придают ему резкий неприятный запах, который ощущается при концентрации в воздухе, равной 1%.

Запах токсичных газов должен ощущаться при концентрации, допускаемой санитарными нормами. Сжиженный газ, используемый коммунально-бытовыми потребителями, не должен ощущаться при содержании в воздухе 0,5%. Концентрация кислорода в газообразном топливе не должна превышать 1%. При использовании для газоснабжения смеси сжиженного газа с воздухом концентрация газа в смеси должна составлять удвоенный верхний предел воспламеняемости. Теплота сгорания – это количество теплоты, выделяемое при сгорании 1 кг газа. Данные о теплоте сгорания некоторых газов приведены в таблице.

Данные о теплоте сгорания

Транспортирование газа. Газ из скважины поступает в сепараторы, где от него отделяют твердые и жидкие механические примеси. Далее по промысловым газопроводам газ поступает в коллекторы и в промысловые газораспределительные станции (ПГРС), где его вновь очищают в масляных пылеулавливателях, осушают, одорируют и снижают давление газа до расчетного значения, принятого в магистральном газопроводе.

Промежуточные компрессорные станции располагают примерно через 150 км. Для возможности проведения ремонтов предусматривают линейную запорную арматуру, которую устанавливают не реже, чем через 25 км. Для надежности газоснабжения и возможности транспортировать большие потоки газа современные магистральные газопроводы выполняют в две или несколько ниток.

Газопровод заканчивается газораспределительной станцией (или несколькими ГРС), которая подает газ крупному городу или промышленному узлу. По пути газопровод имеет отводы, по которым газ поступает к ГРС промежуточных потребителей (городов, населенных пунктов и промышленных объектов).

Система магистрального транспортирования газа от промыслов к потребителям является достаточно жесткой, так как ее аккумулирующая способность невелика и может лишь частично покрывать внутрисуточную неравномерность потребления. Для покрытия сезонной неравномерности используют подземные хранилища и специально подобранные потребители-регуляторы, которые в зимний период работают на другом виде топлива (газомазутные или пылегазовые электростанции).

Газопроводные трубы бывают диаметром до 1420 мм, их рассчитывают на давление в 7,5 МПа. Перед компрессорными станциями давление снижается до 3...4 МПа. Мощность применяемых газоперекачивающих агрегатов 8...10 тыс. кВт.

Городские системы газоснабжения. Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций, газорегуляторных пунктов и установок. В указанных станциях и установках давление газа снижают до необходимой величины и автоматически поддерживают постоянным. Они имеют автоматические предохранительные устройства, которые исключают возможность повышения давления газа в сетях сверх нормы. Для управления и эксплуатации этой системы имеется специальная служба, обеспечивающая бесперебойное газоснабжение.

Проекты газоснабжения областей, городов, поселков разрабатывают на основе схем перспективных потоков газа, схем развития и размещения отраслей народного хозяйства и проектов районных планировок, генеральных планов с учетом их развития на перспективу.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов или участков газопроводов для производства ремонтных и аварийных работ.

Сооружения, оборудование и узлы в системе газоснабжения следует применять однотипные. Принятый вариант системы должен иметь максимальную экономическую эффективность и предусматривать строительство и ввод в эксплуатацию системы газоснабжения по частям. Основная задача при проектировании системы газоснабжения города – ее реконструкция и развитие, соответствующая развитию города и его промышленности. При решении этой задачи, прежде всего, необходимо выявить новую газовую нагрузку на перспективу в зависимости от схемы реконструкции городской застройки, принятых решений по их теплоснабжению, горячему водоснабжению и степени бытового обслуживания.

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируются по давлению и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

1) низкого давления с давлением газа до 5 кПа;

2) среднего давления с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа;

3) высокого давления II категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа;

4) высокого давления I категории для природного газа и газовоздушных смесей от 0,6 до 1,2 МПа, для сжиженных углеводородных газов до 1,6 МПа.

Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление газа до 0,3 кПа; в газопроводах бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий – до 0,5 кПа.

Питание газом жилых и общественных зданий, а также предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера от сетей среднего и высокого давления осуществляется только через ГРП.

Связь между газопроводами различного давления также осуществляется только через РП.

Городские газопроводы можно разделить на следующие три группы:

1) распределительные, по которому газ транспортируют по снабжаемой газом территории и подают его промышленным потребителям, коммунальным предприятиям и в районы жилых домов; распределительные газопроводы бывают высокого, среднего и низкого давления, кольцевые и тупиковые, а их конфигурация зависит от характера планировки города;

2) абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям;

3) внутридомные газопроводы, транспортирующие газ внутри здания и распределяющие его по отдельным газовым приборам.

Для средних и небольших городов обычно применяют двухступенчатую по давлению газа систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давления.

В сеть низкого давления газ может подаваться не только от газопровода среднего давления, но также и из газопровода высокого давления, для чего регуляторные пункты строят двухступенчатые: высокое давление снижают до среднего и низкого или высокое – на среднее и среднее – на низкое. Городские газорегуляторные пункты, предназначенные для снижения высокого давления на среднее, часто называют головными газорегуляторными пунктами (ГГРП).

Схема газоснабжения города по трехступенчатой системе представлена на рис. 14.11.

При наличии в системе газоснабжения города газгольдерных парков высокого давления (более 0, 6 МПа) систему газоснабжения неизбежно приходится дополнять четвертой ступенью давления – газопроводами с давлением от 0,6 до 1,2 МПа. По этим газопроводам с ГРС города газ поступает на газгольдерные станции. Обычно такие газопроводы прокладываются по незастроенным или окраинным районам города. Четырехступенчатая схема газоснабжения города представлена на рис. 14.12.

Давление свыше 0,6 МПа, как уже отмечалось, приходится применять и при отсутствии газгольдеров, когда по городским газопроводам необходимо подавать газ крупными промышленным предприятиям, технологические процессы которых требуют применения высокого давления. Нередко газопроводы с давлением до 1,2 МПа используют для подачи газа с одной ГРС в несколько населенных пунктов, расположенных на относительно небольшом расстоянии (5-10 км). В этом случае исключается необходимость строительства нескольких ГРС и в то же время представляется возможным обойтись небольшими диаметрами газопроводов. Схема газоснабжения нескольких населенных пунктов о одной ГРС дана на рис. 14.13.

Многоступенчатые системы газоснабжения с газопроводами давлением более 0,6МПа применяют только в крупных городах и областных системах. Для крупных и средних городов сети проектируют колцевыми, а для мелких городов, как высокая ступень давления, так и низкая может быть запроектирована тупиковой.

Диаметры распределительных газопроводов обычно изменяются в пределах 50...400 мм. Газорегуляторные пункты (ГРП) располагают в отдельно стоящих зданиях с отоплением и вентиляцией, их удобно эксплуатировать и проводить ремонтные работы.

Газоснабжение зданий. В жилые, общественные и коммунальные здания газ поступает по газопроводам от городской распределительной сети. Эти газопроводы состоят из абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовым газопроводам, которые транспортируют газ внутри здания и распределяют его между отдельными газовыми приборами. Во внутренних газовых сетях жилых, общественных и коммунальных зданий можно транспортировать только газ низкого давления.

Рис. 14.13. Схема газоснабжения нескольких насленных пунктов
от одной ГРС и использованием газопроводов давлением до 1,2 МПа

Газопровод вводят в жилые и общественные здания через нежилые помещения, доступные для осмотра труб. Подвод газопроводов в общественные и коммунально-бытовые здания осуществляют через коридоры или непосредственно в помещения, в которых установлены газовые приборы.

На вводе газопровода в зданиях устанавливают отключающие устройства, которые монтируют снаружи здания. Место установки должно быть доступно для обслуживания и быстрого отключения газопровода.

Газовые стояки прокладывают в кухнях, на лестничных клетках или в коридорах. Нельзя прокладывать стояки в жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах. На стояках и разводящих газопроводах устанавливают задвижку. В одно- пятиэтажных зданиях отключающие аппараты на стояках не устанавливают.

Транзитные газопроводы прокладывать через жилые помещения нельзя. Перед каждым газовым прибором устанавливают краны. На газопроводах после кранов по ходу газа предусматривают сгоны. При наличии газовых счетчиков кран устанавливают также и перед ним. Газопроводы внутри здания выполняют из стальных труб, соединенных сваркой. Резьбовые и фланцевые соединения допускают только в местах установки отключающих устройств, арматуры и приборов.

Газопроводы в зданиях прокладывают открыто. При соответствующем обосновании допускают скрытую прокладку в бороздах стен, которые закрывают щитами с отверстиями для вентиляции.

Газопроводы для осушенного газа прокладывают без уклона, а для влажного газа – с уклоном не менее 0,003. При наличии газового счетчика уклон имеет направление от счетчика к стояку и газовым приборам.

В жилых зданиях газопроводы крепят к стенкам с помощью крюков. При диаметре трубы более 40 мм крепление выполняют с помощью кронштейна. Расстояние между опорами принимают не более: 2,5 м при диаметре трубы 15 мм и 3,5 м при 50 мм. Зазор между трубой и стеной принимают 1,5-2 см.

Расстояние между открыто проложенными электропроводами и стенками газопровода должно быть не менее 10 см.

Основными приборами, которые применяют для газоснабжения зданий, являются плиты, водона