Осипова Н.Н., Смирнова Л.В.

Саратовский государственный технический университет

Получение аналитических зависимостей расчета удельных

приведенных затрат в сооружение и эксплуатацию

резервуарных установок с искусственной

регазификацией сжиженного углеводородного газа

При использовании сжиженных углеводородных газов (СУГ) в качестве топлива они, как правило, подвергаются регазификации. При этом возможна искусственная регазификация - используется тепло специального теплоносителя (горячей воды, пара, продуктов сгорания, электроэнергии) или естественная регазификация - используется естественное тепло окружающей среды (грунта, воздуха).

Применительно к Российской Федерации с ее суровыми климатическими условиями эксплуатация резервуарных установок с естественной регазификацией имеет целый ряд существенных недостатков, главным из которых является низкая паропроизводительность в холодный период времени года и, как следствие, большая металлоемкость (капиталовложения) на единицу испаренного газа [1].

Применение испарителей сжиженного газа в значительной степени устраняет отмеченные недостатки и обеспечивает стабильное испарение сжиженного газа, любого компонентного состава, что повышает надежность снабжения потребителей СУГ.

В качестве целевой функции задачи примем удельные приведенные затраты в групповые резервуарные установки сжиженного углеводородного газа с испарителем на одну газифицируемую квартиру. При этом в общем виде целевая функция имеет вид:

З(n)=f(З_гру(n)), (1)

где З(n) - удельные приведенные затраты в систему газоснабжения, руб/(год·зд); З_гру(n) - то же в групповые резервуарные установки, оборудованные испарителями СУГ, руб/(год·зд).

В свою очередь удельные приведенные затраты в групповые резервуарные установки определяются:

- при оснащении электрическими испарителями СУГ:

; (2)

- при оснащении огневыми испарителями СУГ:

; (3)

- при оснащении паровыми испарителями СУГ:

, (4)

где n – количество квартир, подключаемых к одной резервуарной установке, кв;

З_ру – удельные приведенные затраты и эксплуатацию групповых резервуарных установок, руб/(год·зд) [2];

З_рг – удельные приведенные затраты в редуцирующие головки подземных резервуаров, руб/(год·зд) [2];

З_эи, З_ои, З_пи – удельные приведенные затраты соответственно в электрические, огневые и паровые испарители СУГ, руб/(год·зд) [3];

Э – годовая стоимость электроэнергии, затрачиваемая на регазификацию сжиженного газа руб/(год·зд).

В целях реализации экономико-математической модели (1-4) были проведены соответствующие расчеты. В расчетах использовались следующие данные:

- климатическая зона эксплуатации зданий: умеренно-теплая (представительный пункт - г. Ставрополь) и холодная (представительный пункт - г. Екатеринбург);

- газовое оборудование зданий: газовые плиты ПГ-4, газовые проточные водонагреватели ВПГ-10, газовые отопительные котлы АОГВ-11,6 и отопительные печи с горелками УГОП;

- расчетное газопотребление жилыми зданиями и объем резервуаров в групповой резервуарной установке принимались по [4];

- марка испарителя СУГ принималась по величине максимального часового расхода газа в системе газоснабжения в условиях ее оптимальной централизации [4].

Анализ полученных результатов показал, что при увеличении количества газифицируемых квартир, подключаемых к групповым резервуарным установкам удельные приведенные затраты существенно уменьшаются, в то же время влияние климатического района эксплуатации и вида газоиспользующего оборудования в зданиях на величину затрат не значительно.

В результате детальной проработки целевой функции (1÷4) применительно к населенным пунктам с усадебной (коттеджной) застройкой и последующей обработки численных результатов на ЭВМ были получены аппроксимирующие уравнения для определения удельных приведенных затрат в систему газоснабжения от резервуарных установок СУГ в зависимости от количества газифицируемых квартир:

- при оснащении электрическими испарителями СУГ:

; (5)

- при оснащении огневыми испарителями СУГ:

; (6)

- при оснащении паровыми испарителями СУГ:

. (7)

Полученные расчетные зависимости представляют значительный интерес при проектировании, строительстве газораспределительных сетей и оценке стоимости сооружения в зависимости от возможной структуры застройки населенного пункта, что имеет большое прикладное значение.

Литература

1. Курицын, Б.Н. Объективный выбор децентрализованного источника снабжения сжиженным газом / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, Е.В. Иванова// Строительная инженерия. – 2006. – №9. – С. 25-30.

2. Рекомендации по проектированию и строительству систем газоснабжения малых и средних городов и населенных пунктов сельской местности. – Саратов: Гипрониигаз, 1985. 144 с.

3. Рубинштейн С.В., Щуркин Е.П. Газовые сети и оборудование для сжиженных газов. - Л.: Недра, 1991. – 255 с.

4. Курицын, Б.Н. Технико-экономическое обоснование систем газоснабжения на базе резервуарных установок сжиженного газа / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова// Вестник гражданских инженеров. С.-Петербург: СПбГАСУ, 2010. № 1(22). С. 134-141.