Проектирование системы автономной газификации

Автономная система газоснабжения позволяет обеспечить жилые дома, производственные предприятия теплом и электроэнергией в случае отсутствия или невозможности использования централизованного газоснабжения (газопроводов природного газа).

Принцип работы системы автономного газоснабжения

В системах автономного газоснабжения качестве источника энергии используется сжиженный углеводородный газ (СУГ).

Транспортировка и хранение СУГ производится в сосудах – газгольдерах в жидком виде, при давлении до 1,6 МПа, что обусловлено физическими свойствами СУГ, а при использовании в качестве топлива в системах автономного газоснабжения, требуется только паровая фаза СУГ. Для получения паровой фазы СУГ необходимо нагреть газ для его испарения. В системах с малым расходом используется естественное испарение СУГ в газгольдере, за счет тепловой энергии, получаемой от окружающей среды (грунта, воздуха). Если тепловой энергии внешней среды недостаточно, используется специальное оборудование – испаритель или испарительная установка, которая осуществляет принудительный нагрев СУГ для его испарения в нужных количествах.

Для обеспечения стабильной подачи и давления Жидкой Фазы СУГ к испарителю, испарительной установке, может применяться насосное оборудование.

Классическая система газоснабжения состоит из:

• Резервуарного парка, объем хранения которого определяется исходя из массового расхода газопотребляющего оборудования и необходимой периодичности заправки этого парка;
• Узла слива;
• Насосного оборудования (при необходимости в случае высокой производительности испарительной установки), используемого для подачи жидкой фазы СУГ к испарителю (испарительной установке);
• Испарителя (испарительной установки);
• Узла редуцирования паровой фазы СУГ (для поддержания необходимого давления на газоиспользующем оборудовании);
• Наружного подземного/надземного газопровода;
• Внутреннего газопровода, подводящего газ к газопотребляющему оборудованию.

Сжиженный углеводородный газ через узел слива заполняет резервуар хранения на 85% от его общего геометрического объема и хранится там при давлении до 1,6 МПа. Далее жидкая фаза СУГ подается в испаритель/испарительную установку, где происходит её преобразование в паровую (газообразную) фазу. В дальнейшем идёт процесс редуцирования (понижение давления) до необходимого для нормальной работы оборудования и подача паровой фазу СУГ к газоиспользующему оборудованию.

1. С чего начинается

Процесс проектирования начинается с получения технического задания на проектирование, в котором указываются все необходимые исходные данные. Исходя из этого определяется состав проекта.

Проектирование выполняется в соответствии с СП 62.13330.2011 (актуализированный СНиП 42-01 «Газораспределительные системы»), СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб», СП 42-102-2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб», СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов», ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах.», Приказ РТН от 15 декабря 2020 года N 536 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением.

2. Какие документы требуются

Исходные данные для разработки проекта газоснабжения:

• Документы, подтверждающие право собственности на земельный участок;
• Топографическая съемка в масштабе 1:500 не старше 2-х лет со штампом геодезической компании, зарегистрированная в органах земельного кадастра;
• Инженерно-геологические изыскания земельного участка (схема подземных коммуникаций);
• Технические Условия поставщика СУГ;
• Технические Условия на электрохимическую защиту;
• Задание на проектирование;
• Планы первых этажей с предполагаемым расположением газового оборудования (при проектировании внутреннего газопровода).

3. Описание проекта (состав проекта).
Подраздел «Система газоснабжения» (пример).

Компания ООО «Фасэнергомаш» осуществляет разработку и внедрение современных систем автономной газификации, продажу оборудования, пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

Пример оформления разделов проекта

1. Общая часть

Рабочий проект предусматривает газоснабжение сжиженным углеводородным газом (СУГ) жилого дома по адресу: ………………………………… Проект выполнен в соответствии с заданием на проектирование. Источником газоснабжения является сжиженный углеводородный газ (СУГ), соответствующий ГОСТ 20448‑90 по содержанию пропана, бутана. Расход газа предусматривается на цели горячего водоснабжения, отопления и составляет 2,13 м3/час. Паровой фазы. Запас топлива (СУГ) с учетом коэффициента неравномерности работы котельного оборудования = 0,474, предусмотрен на 20 суток, при объеме газгольдера 4,85м3 и тепловой мощности котельного оборудования в 58КВт.

2. Конструктивные решения

Основные планировочные решения обусловлены технологической схемой подачи паровой фазы сжиженного углеводородного газа к индивидуальному жилому дому с учетом санитарных и противопожарных требований нормативной документации.

На территории индивидуального участка предусматривается установка следующего оборудования и сооружений:

• Одного подземного резервуара сжиженного углеводородного Газа, вместимостью 4,85 м3 с резервуарной арматурой и 2-х ступенчатым регулятором давления.
• Анодно-катодная защита для СУГ‑ емкостей объемом 2,70–4,85 м3, состоящая из магнезиального анодного элемента (вес 4,1 кг, с 5 м кабелем EYY-01x10 мм2), измерительного блока, емкостного соединительного кабеля.
• Редукционная головка, состоящая из регулятора 1-й ступени PN 25 (среднего давления, производительность — 24 кг/ч, для наружных установок, тип …………); регулятора низкого давления (производительность — 24 кг/ч) для наружных установок типа …….., общая производительность — 24 кг/ч.
• Подземный полиэтиленовый газопровод паровой фазы низкого давления сжиженного газа.

Для подъезда автомашины с целью слива газа в резервуар предусмотрена дорога по территории индивидуального участка.

Резервуар установлен на железобетонной плите с уклоном 2 ‰ в сторону отбора жидкой фазы газа, на которую нанесена песочная подушка толщиной 0,1 м. Песочная подушка должна быть уплотнена. Резервуар закреплен с помощью фундаментных болтов, талрепов, мешкообразных скоб, текстильных строп. Фундамент установить на щебеночную подготовку толщиной 0,3 м. Резервуар сжиженного газа устанавливается на глубине 1,75 м от поверхности земли и засыпается грунтом на высоту 0,6 м выше его верхней образующей. Обсыпку резервуара выполнить песком средней крупности с уплотнением и последующей одерновкой. Прокладка внутриплощадочных трубопроводов принята подземная в траншее на глубине 1,6 м. Уклон газопровода предусматривать не менее 5 ‰ в сторону конденсатосборника. Газопровод укладывается на песчаном основании высотой 0,1 м и присыпается песком на 0,2 м над верхом трубы, поверх песка прокладывается лента «ГАЗ». Выход газопровода из земли выполняется в футляре с отсыпкой среднезернистым песком по всей высоте в радиусе 0,5 м.

3. Технологическая часть

3.1. Краткое описание технологических процессов

Технологическая часть паспорта разработана в соответствии с требованиями

СП 62.13330.2011 (актуализированный СНиП 42-01 «Газораспределительный системы»),

СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб»,

СП 42-102-2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб», СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов».

Технологические процессы обеспечивают следующие операции:

• Слив сжиженного газа из автоцистерн в резервуарную установку сжиженных газов (производится с помощью шлангов);
• Хранение СУГ;
• Регулирование давления СУГ;
• Подача паровой фазы к жилому дому.
• Расход СУГ на индивидуальный жилой дом — 2,13 м3/ч.

3.2. Резервуарная установка сжиженных газов

Слив и хранение сжиженного газа осуществляется в подземный резервуар сжиженных углеводородных газов вместимостью 4,85 м3, с эпоксидным покрытием, с резервуарной арматурой и с 2‑ х ступенчатым регулятором давления. На верхней части резервуара под защитным кожухом установлена следующая резервуарная арматура и КИП: клапан наполнения …….., клапан газовой фазы ……, клапан жидкой фазы ……, уровень жидкости ………, клапан предохранительный …….., манометр. Для предотвращения опасного повышения давления в резервуаре в случае его переполнения сжиженными газами степень максимального заполнения резервуаров принимается 85 % от общего объема.

Слив СУГ в резервуар происходит с помощью присоединяющихся к арматуре резервуара резинотканевых рукавов автоцистерны, снабженной необходимым для слива оборудованием.

3.3. Расчетные параметры настройки для регулятора

На трубопроводе паровой фазы СУГ после запорного клапана устанавливается 2‑х ступенчатый комбинированный регулятор с ПСК и ПЗК типа …………...

Таблица 1. Характеристики загрузки ГРП.

Таблица 2. Расчетные параметры настройки для регулятора

Параметры настройки регулятора уточняются при пуско-наладочных работах. Молниеотвод на доме рассчитать с учетом защиты металлического кожуха на горловине резервуара.

3.4. Прокладка газопровода

Надземный газопровод СУГ проектируется из стальных труб ГОСТ 8732‑ 78 группы В, сталь марки 10. Подземный газопровод низкого давления предусмотрен из полиэтиленовых труб по ГОСТ Р 50838‑95* с изменениями.

Подземный газопровод прокладывается ниже зоны промерзания на глубине не менее 1,6м от верха трубы. Уклон газопровода предусматривается не менее 5 ‰ в сторону конденсатосборника.

На выходе газопровода на фасад жилого дома установить шаровой изолирующий кран (КШИ).

3.5. Защита резервуара и газопровода от коррозии

Подземный резервуар защищается от электрохимической коррозии изоляцией «весьма усиленного» типа и установкой протекторной защиты. Стальные участки подземного газопровода защищаются «весьма усиленной» изоляцией (полимерной липкой лентой).

Для защиты газопровода от атмосферной коррозии надземный газопровод покрыть грунтовкой ГФ-021 ГОСТ 25129-82 за 2 раза и масляной краской ГОСТ 8292-85 за 2 раза.

Для заземления автоцистерны предусматривается устройство заземления черт…… .

Ведомость рабочих чертежей Проекта

Ведомость ссылочных и прилагаемых документов

Примечание: альбомы серии 5.905-8 использовать как справочный материал.

Примеры выполнения гидравлической схемы резервуарной установки промышленного объекта представлены в приложенном файле:

Примеры выполнения гидравлической схемы

В случае проектирования промышленных объектов дополнительно в состав проекта включаются разделы: электротехническая часть, система автоматизации, системы приточно-вытяжной вентиляции, система пожарной сигнализации и пожаротушения, система оповещения о загазованности, система устройства молниезащиты, защита окружающей среды и многое другое.