автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Разработка эффективных газораспределительных систем

На правах рукописи

Медведева Оксана Николаевна

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

11 МАР 2015

Саратов-2015

005560286

005560286

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина ЮЛ.»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Курицын Борис Николаевич

Официальные оппоненты: Ерёмкин Александр Иванович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция», заведующий кафедрой Кущев Леонид Анатольевич доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция», профессор кафедры Попов Виктор Михайлович доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», кафедра «Электротехника, теплотехника и гидравлика», профессор кафедры.

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Юго-Западный государственный университет»

Защита состоится «28» мая 2015 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84, корпус 3, ауд. 3220; тел./факс: (473)271-53-21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета и на сайте http://edu.vgasu.vrn.ru.

Автореферат разослан 25 февраля 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Колосов А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности системы газоснабжения начинается с процесса проектирования, где формируются мероприятия по обеспечению полного и надежного газоснабжения на всех этапах сооружения и эксплуатации системы. Непрерывный рост масштабов и уровня централизации систем, усложнение их структуры выдвинули на первый план системные задачи расчета и оптимизации, определяющие экономическую эффективность и надежность.

По оптимизации систем газоснабжения выполнено значительное количество работ как в нашей стране, так и за рубежом. Обеспечение оптимальности функционирования разрабатываемых объектов и разрешение возникающих противоречий нашло отражение в трудах отечественных и зарубежных ученых: Д. Хедли, Л.А. Мелентьева, В.А. Смирнова, Д.Б. Бая-санова Е.И. Берхмана, A.A. Ионина, A.M. Левина и других. Однако изыскания, проведенные во второй половине прошлого века в рассматриваемой научной области, выполнены преимущественно в технико-технологическом аспекте, технико-экономической части должного внимания не уделялось. Помимо этого, большинство задач были решены укруп-ненно без учета многочисленных вариантов и особенностей систем газоснабжения, были выполнены в других экономических условиях и не могут отвечать используемой в настоящее время оценке экономической эффективности газораспределительных систем.

В связи с расширяющейся газификацией страны большой интерес представляют вопросы оптимизации систем газоснабжения небольших населенных пунктов и коттеджных поселков, так как в настоящее время в сельских и загородных районах строительство осуществляется в широких масштабах. Указанное обстоятельство требует разработки и внедрения прогрессивных систем инженерного оборудования для обеспечения требуемого уровня благоустройства жилых домов.

Газораспределительная система относится к сложным системам: выполняет большое количество различных функций, обладая сложностью функционирования и высокой степенью автоматизации. Поэтому проолема оптимизации систем снабжения природным газом требует решения целого ряда взаимосвязанных задач, к числу которых относятся: выоор оптимальных параметров поселковых и межпоселковых систем газоснабжения; определение удельных стоимостных показателей элементов системы с учетом современных требований; выбор величины давления в газовых сетях; выбор оптимальной схемы подключения потребителей к сетям разной категории давления; оптимальное распределение расчетного перепада давления в распределительных сетях; определение оптимального количества источников газоснабжения и др. Этот неполный перечень задач показывает,

Ь

как широк круг вопросов, подлежащих решению при оптимизации системы снабжения природным газом в целом. Обоснованное решение данных задач на практике ограничено осуществимостью используемых методик и технологий. В этой связи рассматривается лишь малая часть допустимых вариантов, из которых выбирается оптимальный. Между тем при таком упрощении наилучший вариант может не попасть в число сопоставимых, и принятое к реализации решение будет считаться условно оптимальным. Этот факт обусловливает необходимость разработки методов альтернативного проектирования систем газоснабжения населенных пунктов и проведения многофакторного изучения их развития. Следует также учесть, что точность разрабатываемых методик, математических моделей и надежность полученных результатов напрямую зависит от подготовки исходных данных и их неоднозначности.

В соответствии с изложенным цель работы заключается в разработке научно обоснованной концепции и методов проектирования эффективных газораспределительных систем населенных пунктов, направленных на повышение надежности и экономичности снабжения потребителей природным газом.

Задачи исследований. Достижение данной цели предполагает решение следующих взаимосвязанных задач:

- формирование подхода к оптимизации геометрических и технических параметров проектируемых систем по величине дисконтированных затрат на предпроектной стадии обоснования решений;

- оптимизация режимов потребления газа и технико-экономическое обоснование энерго- и ресурсосберегающих систем газораспределения и газопотребления;

- теоретическое обоснование и оптимизация схемных решений одноступенчатых- и двухступенчатых систем газоснабжения населенных пунктов на базе индивидуальных регуляторов давления и пунктов редуцирования газа шкафного типа;

- выявление оптимальной величины централизации газораспределительных систем на базе пунктов редуцирования газа шкафного типа;

- обоснование и оптимальное распределение расчетного перепада давления в газовых сетях;

- разработка комплексной математической модели оптимального функционирования региональных (межпоселковых) систем газоснабжения;

- выбор масштабов и зон применения сетевого природного газа при газификации сельской местности;

- разработка научного подхода к решению задачи технико-экономической эффективности автономного газоснабжения потребителей на базе сжиженного природного газа.

Научная новизна:

1. Разработана и обоснована математическая модель определения оптимальных размеров централизации газораспределительных систем, отличительной особенностью которой является системный подход к ее реализации с учетом комплекса определяющих факторов, а именно: структуры застройки населенного пункта, плотности газоснабжаемого населения, климатических условий эксплуатации, материала и способа прокладки газопровода, характеристик газоиспользующих приборов и оборудования (с использованием результатов натурного эксперимента тепловой эффективности установок в условиях динамики давления газа перед прибором). Также принципиальным отличием предложенной математической модели является учет приращения годовой стоимости газа за счет снижения КПД газопотребляющего оборудования и оптимального распределения величины располагаемого перепада давлений по участкам газовой сети.

2. Разработана математическая модель оптимизации одноступенчатых систем газоснабжения среднего давления с домовыми регуляторами давления газа, приводящая конкурирующие варианты к единообразной структуре с учетом динамики развития газораспределительных систем в условиях неопределенности конвертирования ценовых факторов и позволяющая обосновать целесообразную область их применения по сравнению с двухступенчатыми системами. Модель уточняет влияние комплекса определяющих факторов: вариантов застройки населенного пункта, климатических зон эксплуатации, технической оснащенности, уровня тепловой защиты газифицируемых зданий, а также системной связи между гидравлическими режимами эксплуатации газорегуляторных установок, газопроводов и тепловой эффективностью использования газового топлива. На основе разработанных теоретических положений установлены критические значения плотности газоснабжаемого населения.

3. Разработан комплекс математических моделей оптимизации параметров региональных (межпоселковых) систем газораспределения. Показано, что процесс проектирования эффективной схемы газотранспортной системы необходимо рассматривать как совокупность последовательных действий, начиная с определения оптимального радиуса действия источника (ГРС), его оптимального положения относительно расположения потребителей газового топлива и заканчивая определением оптимальной трассировки межпоселковых газопроводов. Впервые обосновано положение о том, что наиболее объективными характеристиками оптимальной централизации межпоселковых систем газоснабжения являются плотность населения га-зоснабжаемой территории, численность жителей и расход топлива (определяемый в зависимости от климатических условий эксплуатации системы, инженерного оборудования зданий, гидравлических режимов эксплуата-

ции газоиспользующих приборов и тепловой эффективности использования газового топлива).

4. Получен алгоритм решения комплекса уравнений математических моделей эффективного функционирования региональных (межпоселковых) систем газоснабжения. Математические модели реализованы в виде программного комплекса с языком программирования Си-Шарп. Программный комплекс отличается от имеющихся аналогов корректировкой расчетного перепада давления по участкам сети, что позволяет получить снижение диаметров газопроводов и, в конечном итоге, уменьшение конечной стоимости строительства системы. Кроме того, программное обеспечение позволяет учесть типы застройки населенных пунктов и мест, а также характеристики газового оборудования и гидравлические режимы эксплуатации.

5. На основе полученных научных результатов предложено новое конструктивное решение отопительной газовой печи. Установлено, что устройство в печи воздушного канала для вентиляции топочного объема (патент №2490552) позволяет снизить потери теплоты с вентиляционным воздухом и сэкономить до 15% газового топлива. При этом дополнительные капитальные вложения в реконструкцию окупаются за 2,7 года.

6. Разработана новая схема безопасного редуцирования газа на ГРС, позволяющая избежать образования гидратов углеводородных газов за счет включения в нее регуляторов давления со встроенным теплогенератором. При этом значительно уменьшается площадь теплообмена (в 1,3-5-1,6 раза) за счет увеличения его интенсивности.

7. Предложена новая мониторная схема редуцирования газа на ГРС с установкой разных по функциональному назначению регуляторов: в качестве рабочего регулятора - регулятор, который при выходе из строя оказывается нормально открытым, а в качестве регулятора-монитора - регулятор, выполняющий две функции: функцию регулятора и функцию предохранительно-запорного клапана. Благодаря этому из узла редуцирования исключается наиболее ненадежный элемент (КПЗ), при этом самый металлоемкий, что значительно уменьшает габаритные размеры установки.

8. Обосновано использование газового топлива в сжиженном виде. Предложен оригинальный способ автономной газификации потребителей, удаленных от магистралей сетевого природного газа, сжиженным природным газом и разработаны рекомендательные материалы по выбору зон применения сетевого природного, сжиженного природного и сжиженного углеводородного газов. Предложен критерий, представляющий собой предельное расстояние / , при котором потребителя, газифицированного, сжиженным газом, целесообразно перевести на сетевой газ.

Достоверность результатов базируется на основных положениях системных исследований в энергетике, математическом и экономико-

математическом моделировании. Содержательные исследования основаны на натурных и вычислительных экспериментах, конструкторских разработках и практических расчетах. Основные допущения, принятые при разработке математических моделей, широко используются в научных разработках других авторов. Также достоверность обеспечивается публикацией и обсуждением результатов работы на научно-технических мероприятиях различного уровня.

Научная значимость результатов диссертационных исследований определяется разработкой математических моделей для совершенствования существующих газораспределительных систем с детальным учетом разновидностей конфигурации газовых сетей, климатических особенностей эксплуатации системы, технико-экономических показателей, гидравлических режимов работы газоиспользуюшего оборудования, приращения годовой стоимости газа за счет снижения КПД газопотребляющего оборудования, зависимости относительного КПД газоиспользуюшего оборудования от величины относительного давления газа перед ним, оптимального распределения величины располагаемого перепада давлений по участкам газовой сети и обоснования оптимальной потери давления газа в распределительных газопроводах. На этой основе разработаны основные положения по оптимальному функционированию системы газораспределения и газопотребления.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования определяется разработкой алгоритмов и программ расчета оптимальных параметров газораспределительных систем (местоположения источника, трассировки газопроводов), а также проектно-конструкторских решений газоиспользующего оборудования и схем безопасного редуцирования газа на ГРС. Внедрение разработанных методических положений и технических рекомендаций на практике позволит повысить эффективность и надежность основных элементов системы.

Реализация результатов научных исследований. Результаты работы внедрены Головным научно-исследовательским и проектным институтом по распределению и использованию газа ОАО «Гипрониигаз» (ОАО «Росгазификация») и используются в проектной практике (согласно приказам №342 от 30.09.2010, №278 от 24.06.2011, №318 от 06.09.2012, №220 от 16.06.2014) в виде стандартов организации.

Предложенные рекомендации были использованы при разработке ГОСТ Р 54983-2012 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения природного газа. Обшие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация»:

- раздел 6 (пункт 6.7.1) в части уточнения радиуса действия действующих пунктов редуцирования газа;

- раздел 8 (подпункты 8.1.5) в части уточнения параметров настройки редукционной арматуры пунктов редуцирования газа с учетом потерь давления газа в распределительных газопроводах, диапазона рабочего давления

7

перед газоиспользующим оборудованием потребителей, колебаний давления газа в сети газораспределения, обусловленных неравномерностью газопотребления;

- раздел 8 (подпункты 8.1.10, 8.1.11) в части определения нижнего предела настройки защитной арматуры с учетом потерь давления газа в газопроводе и его минимального давления перед газоиспользующим оборудованием.

Материалы 2, 3, 4 глав диссертации выполнялись по гранту «СГТУ-344» «Моделирование и оптимизация энергосберегающих систем газо-, теплоснабжения и строительной климатотехники» в соответствии с тематическим планом по заданию Министерства образования и науки РФ в рамках мероприятия 1 «Проведение фундаментальных исследований в рамках тематических планов».

Представленные в работе методики, алгоритмы и рекомендации использованы в практике проектирования распределительных газовых сетей в ООО «ГазРегионЗащита», ЗАО «Союз-Лес», ОАО «Газпромгазораспре-деление Саратовская область», о чем имеются акты внедрения.

На оригинальное техническое решение по реконструкции газовой отопительной печи получен охранный документ: патент на изобретение №2490552. Газовая отопительная печь. Под руководством автора (в соавторстве с Фроловым В.О.) разработан способ автономного газоснабжения потребителей сжиженным природным газом с использованием оригинальной криогенной цистерны, защищенной свидетельством на полезную модель №115309 «Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа».

Научные результаты исследований используются в учебном процессе в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. в программе курсов «Газоснабжение», «Технико-экономическая оптимизация систем газотеплоснабжения, теплогенерирующих установок», «Системы автономного газоснабжения». Часть материала включена в монографии «Надежность систем газоснабжения» и «Газоснабжение населенных пунктов», а также в учебное пособие «Технико-экономическая оптимизация систем теплоснабжения».

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Техническое решение по реконструкции отопительной газовой печи, позволяющее повысить коэффициент полезного действия за счет уменьшения потерь теплоты из-за вынужденной продувки дымовых каналов.

2. Математическая модель оптимального распределения перепада давления по участкам газовой сети с учетом системной связи между гидравлическими режимами работы источников газоснабжения, газопроводами и тепловой эффективностью использования газа.

3. Математические модели определения оптимальных размеров централизации одно- и двухступенчатых систем газоснабжения на базе домовых пунктов редуцирования газа шкафного типа.

4. Усовершенствованный метод выбора целесообразной области применения двух- и одноступенчатых газораспределительных систем, максимально адаптированный к специфическим особенностям строительства и эксплуатации газораспределительных систем в сельской местности и коттеджных поселках.

5. Алгоритмы и программы поиска оптимальных решений в системах регионального и межпоселкового распределения газового топлива: оптимального радиуса действия и оптимального местоположения ГРС, выбора оптимальной трассировки межпоселковых газопроводов.

6. Модернизированная схема двухступенчатого редуцирования газа на ГРС с включением в первую ступень регулятора со встроенным теплогенератором, решающая проблему гидратообразования углеводородных газов.

7. Модернизированная мониторная схема редуцирования газа на газораспределительной станции с установкой разных по функциональному назначению регуляторов давления.

8. Оригинальный способ автономной газификации потребителей сжиженным природным газом с обоснование зон его эффективного использования.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались: на научно-технических конференциях ППС кафедры ТГВ СГТУ имени Гагарина Ю.А.; научно-технических советах ОАО «Гипро-ниигаз»; на международных научно-практических конференциях, в том числе Международной НТК «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (Москва, МГСУ, 2005, 2007, 2009, 2011); Международной НТК «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2011); 14 Международной НПК «Экология. Человек. Общество» (Киев, 2011); Международной НПК «Научное пространство на Европа - 2008» (София, Белград, 2008); Международной НК «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». (Волгоград, 2008; Польша, Кошалин, 2011; Будапешт, 2012; Ханой, Вьетнам, 2013); Международной НТК «Энерго- и материалосберегающие экономически чистые технологии» (Беларусь, Гродно, 2009, 2011, 2013); Международной конференции «НЕФТЕГАЗ-ИНТЕХЭКО-2009» (Москва, 2009); Международном форуме «Новые идеи нового века» (Хабаровск, 2013); Международной конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе» (Саратов, 2013, 2014)

Публикации. Результаты диссертации изложены в 166 опубликованных работах объемом 47,75 п.л., из них 37,88 п.л. принадлежат лично автору, в том числе 25 работ, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК РФ: Вестник Саратовского государственного технического университета; Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета; Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета; Вестник Московского государственного строительного университета; Нефтегазовое дело; Вестник граж-

данских инженеров; Фундаментальные исследования; Вестник Поволжья; Известия Самарского научного центра РАН; Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова; Приволжский научный журнал; Архитектура и строительство России; Вестник Южно-Уральского государственного университета.

В статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, изложены основные результаты диссертационного исследования: в работах [1, 5, 6, 24] рассматривается комплекс энергосберегающих мероприятий применительно к жилым домам усадебного (коттеджного) типа; в работах [8, 9, 12, 15, 16, 18] представлены результаты сравнительного анализа использования различных вариантов систем газоснабжения; в работах [2, 7, 10, 11] представлены математические модели оптимизации межпоселковых (региональных) систем газоснабжения; в работах [3, 4, 13, 14, 19, 21, 25] рассмотрены вопросы проектирования распределительных систем газоснабжения; в работах [17, 20, 22, 23] представлены рекомендации по автономному снабжению потребителей на базе СПГ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация содержит: 447 страниц текста, 78 рисунков, 32 таблицы, 9 приложений, список литературы из 422 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается значимость и актуальность исследуемых проблем, определяются цель работы и основные задачи исследования. Представлены положения, выносимые автором на защиту и составляющие научную новизну и практическую значимость диссертационной работы.

В первой главе проведен сравнительный анализ структуры региональных и поселковых систем газоснабжения сетевым природным газом. Широкое внедрение современного инженерного оборудования в сельских населенных пунктах представляет сложную задачу ввиду большого числа и разнообразия типов поселков, жилых и общественных зданий, низкой тепловой плотности. Эти особенности требуют решений, отличных от городской практики, для разнообразных конкретных условий. Так, если в городах системы энергоснабжения выполняются, как правило, централизованными, то в поселках экономически целесообразным представляется применение как централизованных, так и децентрализованных систем.

Анализ литературных источников позволяет сделать следующие выводы: в большинстве работ использовались типовые математические модели, решаемые стандартными оптимизационными методами; некоторые предлагаемые «универсальные» модели, стремящиеся учесть все аспекты оптимального развития системы газоснабжения, представляются достаточно сложными, громоздкими, информационно не обеспеченными, а при практическом применении дающими неадекватные результаты.

10

Несмотря на положительное решение отдельных вопросов научного и прикладного характера, полученные результаты в значительной степени устарели и не могут в полной мере использоваться в современной инженерной практике. В этой связи эффективное решение задачи требует проведения комплекса научных исследований на базе системного подхода с учетом многообразия определяющих факторов и специфических особенностей современных газораспределительных систем и оборудования. В качестве методических предпосылок к постановке диссертационной работы были использованы некоторые математические модели, представленные в кандидатской диссертации автора.

Во второй главе излагаются основные положения технико-экономической оптимизации схемных решений систем газоснабжения потребителей. Как показывает анализ, при выборе оптимального и надежного варианта системы газоснабжения принципиально важное значение имеют следующие факторы: планировка и застройка городских и сельских поселений, этажность и процент (плотность) застройки, расход газового топлива, технические характеристики используемого газового оборудования, стоимостные параметры используемых материалов и прочие. В качестве сравниваемых вариантов застройки, обеспечивающих максимальные и минимальные затраты, рассматривались следующие виды: групповая (многорядная) и строчная (одно- и двухрядная).

Одной из задач исследования является разработка научно-обоснованного и практически применимого метода установления размеров оптимальной централизации газораспределительных систем на базе пунктов редуцирования шкафного типа. С увеличением централизации систем газоснабжения снижаются затраты по самим источникам, а также затраты в газораспределительные сети высокого (среднего) давления вследствие уменьшения их протяженности. Вместе с тем увеличиваются затраты в газопроводы низкого давления вследствие увеличения их среднего диаметра.

Целевая функция представляет собой удельные (на одно газоснабжае-мое жилое здание) дисконтированные затраты по комплексу: газопроводы высокого (среднего) давления, пункты редуцирования, газопроводы низкого давления.

Условию оптимальности отвечает минимум целевой функции:

+ /(ч[Рг{лР)]:Угод)лт=тт где п - количество жилых зданий, подключенных к одному пункту редуцирования, кв.; расход газа, определяемый с учетом технических характеристик зданий, климатических условий эксплуатации, установленного газового оборудования и режимов его работы, м /ч; д - число жителей, приходящихся на 1км2 газоснабжаемой территории (плотность населения);

11

ДР — оптимальные потери давления в газовых сетях низкого давления, Па; рг - давление газа перед газоиспользующим оборудованием, Па; - коэффициент полезного действия газоиспользующего оборудования; Угод -годовой объем газа при длительной работе установки, м /год; дт - приращение годовой стоимости газа за счет снижения КПД газопотребляющего оборудования, руб/(год-кв.).

Как показывает практика, газовые приборы с пониженным номинальным давлением газа (P'vf = 1300 Па) более устойчивы к проскоку и отрыву пламени, к тому же снижение номинального давления газа повышает уровень безопасности газораспределительных систем, что делает применение приборов в газовой практике более предпочтительным и целесообразным. Тогда наименьший располагаемый перепад давления в газопроводе при минимальном значении регулируемого давления определяется следующим образом:

APpmin = 0.82РЖ6 - ЛРСЧ - PZ6, (2)

Наибольший располагаемый перепад давления в газопроводе при максимальном значении регулируемого давления:

лрР - рре? АР РпР"6 - Р"Р"6 -ЛР - Рприб И-»

t^max ~ rmax ^"сч rmin ~ та* сч 1 min > W

где ЛРСЧ - потери давления в газовых счетчиках; - максимальное

и минимальное значения регулируемого давления газа, соответственно; Pmaf > КТт6 ~ максимальное и минимальное разрешенные давления газа перед газовым прибором и установкой, соответственно.

В качестве рекомендательных предлагаются следующие значения располагаемого перепада давления в газораспределительной сети для газоиспользующего оборудования с величиной номинального давления р"Р"° =

1300 Па: АРЦ,1п = 596Па, АРЦШХ = Па.

Как показывает практика, давление газа перед газоиспользующим оборудованием оказывает значительное влияние на величину КПД. И чем больше колебания данного давления от установленной нормативными документами номинальной величины P!$'f, тем меньше коэффициент полезного действия использования газа. Согласно результатам совместных исследований, проведенных с Ивановым A.A., экспериментальная зависимость относительного КПД газоиспользующего прибора от относительного давления газа перед ним описывается следующим приближенным выражением:

Попт = ~0,514Р6оти + 2,355PSom„ - 3,066Р4оти - _ (4)

- 0,765 Р30т„ + 4,423Рд„т - 2,992Ротн +1,553 Топливная составляющая целевой функции (1), или приращение годовой стоимости газа определяется по формуле

лт = Сг-Угод->1,,0.1-1—(5) {чг пг)

где Сг - удельная стоимость газа, руб V; п°г, Пг - КПД газовой установки соответственно при отсутствии и при наличии гидравлического сопротивления в газопроводе, находятся путем пересчета по формулам:

Ч°Г = ЧотпЧпом ' ^

ЧГ ~ ЧотиЧиом ■> ^

где Пиом _ КПД прибора при его работе на номинальном давлении газа.

Исследования, проведенные автором, показали, что дополнительным резервом снижения стоимости газораспределительной системы является оптимальное распределение расчетного перепада давления между участками сети в зависимости от характера планировки и застройки. По предварительным расчетам данное мероприятие позволит снизить материалоемкость газораспределительных сетей до 10-15% при уменьшении их стой-мости до 4—5%.

Затраты в распределительные газопроводы низкого давления предлагается определять по формуле

Зпд = Зт (".• <?.•^ вер ■ лргм)+ 3отв (и; я; 5; ЙГ; &отв)+ ^ (8)

+ 3ВГ (<?; 0%; ЛРвг)+ Мп; I

где зт.зогв.з,!г ~ соответственно затраты в головную магистраль распределительного" газопровода, в ответвления от нее, в дворовые и внутридо-мовые газопроводы, руб./(год-кв.); арш.арогв.лрбг - потери давления по

соответствующим участкам системы, Па; <2$ ,<2?рв ><2ср- средний расход газа на головной магистра,™, ответвлении и на вводе газопровода в жилое

здание соответственно.

Ограничения к целевой функции (8) имеют вид

ЛРШ + ЛРотв + Л!'вг = лР'

0<ДР<ДЯ1, (10)

где ДР,;;ш - располагаемый минимальный перепад давлений в газовой сети, Па.

Дм решения задачи оптимального распределения потерь давления между участками газопровода для варианта групповой (многоряднои) застройки населенного пункта использовался метод неопределенных множителей Лагранжа.

В результате имеем

лрТ =

иг р ' ^ ср ) " гм

лрОР, _лрр.{дцТ05 _. (13)

где /г„, 1ота ,1вв - протяженности головной магистрали и ответвления для

средней нитки уличного газопровода, м.

Удельные дисконтированные затраты в пункт редуцирования:

= + .д)=г(п:д), (Н)

п п

где (?пр _ доля отчислений на эксплуатацию пунктов редуцирования, !/год\

_Т 1

К„р - капитальные вложения в пункт редуцирования, руб.; + ~~

дисконтирующий множитель; £ - коэффициент эффективности капитальных вложений.

Удельные затраты в сети среднего давления для варианта многорядной застройки: _

^ = 1.25\асд +Ьсд-с1ссдр)-(ПД-<р) + Д- Мсд\= Май • (15 >

где 5 - коэффициент, учитывающий заселенность квартир жилых зданий; а,Ъ- стоимостные параметры, руб./(год-пм) и руб./(год-пм-см); /;с,} - стоимость обслуживания газопровода.

Величины капитальных вложений в пункт редуцирования газа, газопроводы среднего и низкого давления (в зависимости метода прокладки, монтажа газопровода и его диаметра) принимаются по рекомендациям,

разработанным автором.

Давление газа перед газоиспользующей установкой определяется по

выражению

АРСЧ+ЛР (16)

г Г - г пом 2 '

Запишем дополнительные ограничения к целевой функции (1) в виде

соотношений:

- по величине давления газа Рг:

рЕ5 < Рг < Р„р/А[Р^)-ЛРсч ; (17)

- по величине потерь давления газа в сети АР:

0<ЛР<АР(с1т1„)<ЛРр, (18)

где £/„;„ - значение наименьшего диаметра газопровода, мм.

Приведенная модель применима не только для транзитного газопровода, но также с некоторым допущением (в сторону завышения диаметра

газопроводов) и к разветвленной системе распределительных газопроводов. При этом давление газа перед газоиспользующими приборами будет определяться следующим образом:

Рг=Р°г-^ = Р38?(19)

Одним из вариантов развития системы газоснабжения является использование в основной распределительной сети среднего давления газа и установка на территории потребителей индивидуальных регуляторов, снижающих давление газа до рабочего. Разработкой основ проектирования и обоснованием применения одноступенчатых систем занимались Берхман Е.И., Ионин А.А., Куприянов М.С., Ляуконис А.Ю., Торчинский Я.М. и многие другие. Однако все имеющиеся на сегодняшний день рекомендации имеют приближенный характер, поскольку не учитывают взаимозависимость различных факторов, необходимых для наиболее полного и эффективного режима работы газораспределительной системы. По результатам технико-экономических расчетов было установлено, что в случае газоснабжения потребителей с использованием одноступенчатого редуцирования давления в домовых регуляторах, установленных в непосредственной близости от газоиспользующих приборов, обеспечивается значительное снижение капиталоемкости и материалоемкости системы. И еще одним немаловажным преимуществом одноступенчатых систем является стабилизация давления газа, позволяющая эксплуатировать приборы и оборудование при давлениях, близких к номинальным значениям. Указанное обстоятельство выявляет дополнительный газосберегающий потенциал и обеспечивает работу газовых приборов с максимальным коэффициентом полезного действия.

Целевая функция задачи, представляющая удельные дисконтированные затраты в одноступенчатую газораспределительную систему с домо-

,3усг

выми пунктами редуцирования — , определяется зависимостью, аналогичной (1). Для обоснования зоны оптимального функционирования одно-и двухступенчатых систем газоснабжения населенных пунктов с усадебной (коттеджной) застройкой используется следующий функционал:

Здсг(„сг)=/{я;3:»ор,;ДРор,;>1[Рг(лР)];(10)Ат } = тш, (20) где пор1 - оптимальное количество газоснабжаемых квартир.

В качестве определяющего параметра было принято критическое значение плотности населения цкр. Для решения поставленной технико-экономической задачи использовался метод критических точек: приравнивая значения затрат по вариантным системам, определялись значения управляющего параметра в критической точке, при котором вариантные системы будут экономически тождественны. После анализа значений дис-

котированных затрат в зоне ц < (],,„ для каждой зоны выбирался вариант с минимальными затратами, который и принимался за оптимальный.

В результате экономическая целесообразность применения одноступенчатых систем газоснабжения определится соотношением

в противном случае при

I)3 «Л

(I

3

дсг

■

тт

осг

(21)

(22)

целесообразно применение двухступенчатой системы газоснабжения в условиях её оптимальной централизации.

В третьей главе представлен комплекс экономически целесообразных и технологически возможных энергосберегающих мероприятий, характеризующихся высокой эффективностью. Несомненно, основная экономия топлива и энергии достигается путем снижения их удельных расходов за счет реализации крупных технических и технологических мероприятий со значительными затратами на начальном этапе. Вместе с тем в общем комплексе энергосберегающих мероприятий имеют место и такие меры, которые можно осуществить в короткие строки и при гораздо меньших затратах. Динамика сбережения природного газа и капитальных вложений в энергосберегающие мероприятия представлена в табл. 1 (применительно к условиям Саратовской области).

Таблица 1 - Динамика газосбережения и капитальных вложений

Перечень газосберегающих мероприятий Динамика газосбережения и капитальных вложений по годам расчетного периода В целом за период 2012-2016

2012 2013 2014 2015 2016

1. Перевод газовых отопительных печей на режим непрерывного горения 1.37 1,43 2А 1,43 2.74 1,43 3.43 1,43 4,12 1,43 13.76 7,15

2. Оптимизация коэффициента избытка воздуха в газовых отопительных печах, газовых котлах и водонагревателях 40.5 40.82 41.2 41.6 41.9 206,02

3. Оптимизация графика работы отопительных котельных 98.7 102.2 105.7 109.2 112.8 528.55

4. Установка бытовых газовых счетчиков 116.8 95,6 134.7 95,6 152.7 95,6 171.4 95,6 188.7 95,6 764.3 478,0

5. Снижение избыточного воздухообмена в жилых многоэтажных зданиях 63.6 21,2 95.4 21,2 127.2 21,2 159.0 21,2 190.8 21,2 667.8 106,0

В целом по газосберегающим мероприятиям 320.97 118,23 375.22 118.23 429,54 118,23 484.63 118,23 538,27 118,23 2148.63 591,15

читальные вложения в газосберегающее мероприятие, млн. руб./год.

16

Реализация газосберегаюших мероприятий позволит к 2017 году снизить годовое потребление газа на 538 млн. м3 (18,4%) при ежегодных инвестициях в объеме 118,23 млн. рублей. Приведенный перечень далеко не полный, кроме этого, есть и такие мероприятия, которые практически не нуждаются в капитальных затратах.

При газификации жилищного фонда небольших городов и сельских поселков с печным отоплением отопительные печи, как правило, переводятся с твердого топлива на газообразное с сохранением периодической топки. Однако работами Академии коммунального хозяйства доказаны несомненные преимущества использования газовых отопительных печей в режиме непрерывного горения. При этом кладка печи не испытывает резких изменений температуры, поэтому срок службы ее возрастает, температура на теплоотдающих поверхностях печи не превышает 70° С и обеспечивается снижение газопотребления на отопительные нужды в размере до 30%. При работе печи в режиме непрерывного горения вследствие уменьшения часового расхода газа уменьшается часовое количество продуктов сгорания.

В целях выявления минимального количества топок, а значит, максимального снижения часового газопотребления были проведены расчеты теплоустойчивости помещений при периодически действующем печном отоплении. Как следует из расчетов, двухразовая топка печей удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям к температурному режиму отапливаемых помещений (л,^ < ±5°с) во всех климатических зонах эксплуатации зданий как при существующем, так и при повышенном уровне теплозащиты строительных ограждений. Вместе с тем одноразовая топка обеспечивает необходимый температурный режим помещений только для зданий с повышенным уровнем теплозащиты, эксплуатируемых в условиях умеренно-теплой и умеренно-холодной климатических зон.

Для определения численной величины снижения металлоемкости газопроводов запишем следующее соотношение диаметров:

где У„.„— часовой расход газа при эксплуатации отопительных печей в режиме непрерывной топки; упч— часовой расход газа при эксплуатации отопительных печей в режиме периодического натопа; к"ах- коэффициент часового максимума при периодическом натопе; г„- продолжительность топки печей; Т— продолжительность цикла натоп-перерыв.

Конкретные расчеты показали, что применение газовых отопительных печен в режиме непрерывного горения снижает металлоемкость газовых распределительных сетей в 1,7-5-2,2 раза.

(23)

При некоторых определенных условиях газовое печное отопление в загородном доме является самым оптимальным вариантом. В соответствии с правилами безопасности в газовом хозяйстве и противопожарными нормативами печи периодического действия требуют вентиляции топочного объема и дымовых каналов во избежание образования взрывоопасной смеси газа с воздухом. Для этой цели в шибере предусматриваются вентиляционные отверстия. Однако вынужденная продувка дымовых каналов в период между топками приводит к потере не менее 15% теплоты, аккумулированной кладкой печи за время натопа. В целях уменьшения потерь теплоты с вентиляционным воздухом предлагается реконструкция отопительной печи (рис. 1).

Рис. 1. Способ вентилирования топки газовой отопительной печи: 1 - газовая отопительная печь; 2 - топлпвник печи; 3 - решетка; 4 - дымовые каналы; 5 - рассекатели продуктов сгорания; 6 - газовая горелка; 7 - газопровод природного газа, 8. 9 - кран; 10 - регулятор вторичного воздуха; 11 - воздушный канал;

12 - приемная камера дымовой трубы; 13 - дымовая труба; 14 - отверстие для входа вентиляционного воздуха; 15 - отверстие для выхода вентиляционного воздуха; 16 — шибер; 17 - сплошная часть шибера; 18 - часть шибера с отверстиями для прохода вентиляционного воздуха; 19 - сигнализатор тяги; 20 - герметичная дверца

Поставленная задача достигается тем, что в газовой отопительной печи дополнительно устраивается приемная камера дымовой трубы с отверстием для выхода и входа вентиляционного воздуха и воздушный канал, который соединяет топливник печи и приемную камеру дымовой трубы. Шибер выполняется в виде двух частей - сплошной и с отверстиями

для прохода вентиляционного воздуха, при этом форма сплошной части шибера совпадает с сечением дымовой трубы, а форма части шибера с отверстиями для прохода вентиляционного воздуха совпадает с сечением приемной камеры дымовой трубы. Движение дымовых газов и режим работы газовой отопительной печи зависят от положения шибера. Перед топкой его выдвигают из дымовой трубы, освобождая проход для продуктов сгорания из дымовых каналов в дымовую трубу. В то же время сплошная часть шибера перекрывает приемную камеру дымовой трубы, исключая, тем самым, движение продуктов сгорания из топливника печи в дымовую трубу по воздушному каналу, минуя дымовые каналы.

Тягу в дымовых каналах и дымовой трубе регулируют, выдвигая/задвигая сплошную часть шибера из дымовой трубы. В конце топки шибер задвигают в дымовую трубу. При этом сплошная часть шибера перекрывает сечение дымовой трубы для выхода продуктов сгорания из дымовых каналов, в то время как часть шибера с отверстиями для прохода вентиляционного воздуха открывает проход для поступления вентиляционного воздуха через отверстие для входа вентиляционного воздуха из топливника печи через воздушный канал. Таким образом, при закрытом шибере дымовые каналы не сообщаются с наружным воздухом, что способствует сохранению теплоты, аккумулированной кладкой печи за время нато-па. Вместе с тем открытый воздушный канал обеспечивает вентиляцию только топочного объема печи, предупреждая, тем самым, образование взрывоопасной смеси газа с воздухом.

В четвертой главе приводятся результаты численной реализации разработанных математических моделей, представленных в главе 2. При проведении расчетов для определения экономической эффективности оптимального распределения перепадов давления между участками разветвленной газовой сети использовались следующие исходные данные и предпосылки:

- застройка поселка жилыми зданиями: однорядная, двухрядная и многорядная;

- климатическая зона эксплуатации - умеренно-холодная;

- уровень теплозащиты зданий - повышенный по требованиям энергосбережения;

- характеристики газифицируемых зданий - одноэтажные усадебного типа; двухэтажные коттеджного типа;

- площадь приусадебного участка 4 и 50 соток;

- газовое оборудование зданий - газовые плиты и газовые печи периодического действия (1 вариант); газовые плиты и теплогенераторы (2 вариант).

Результаты расчетов представлены в таблице 2. Здесь же приводится величина снижения металлоемкости (материалоемкости) газовой сети за счет оптимального распределения перепадов давлений на участках газовой сети по сравнению с нормативной методикой, представленной в СП 42-101-2003.

Таблица 2 - Оптимальное распределение перепадов давления на участках газовой сети (ЛРр =596 Па)

Характер застройки населенного пункта зданиями Количество газифицированных квартир при плотности населения Я, чел/га Оптимальные перепады давления на участках газовой сети ЛРор1, Па Снижение материалоемкости газовой сети, %, прп плотности населения д, чел/га

1 вариант при плотности населения q, чел/га 2 вариант при плотности населения q, чел/га

75 6 75 6 75 6

Многорядная 50 АР„=247 ДР0„=194 ДР„=155 ДР„,=254 ДР„В"204 ЛР„„=138 ДРп.^220 ДР^'210 ДРШ,=166 ДР„,=239 ДРотв=237 ДР„„=120 11.1 9,2 м 7,4

100 ДРГМ=265 ДРо„=211 ДР„=120 ДР„=268 ДРОТ1Г223 ДР™=105 ДРп,,=260 ДРОТВ"201 ЛР„„=135 ДРп.,=275 ДР„„=204 ДР„=117 И 8,0 М 6,3

300 ДРга=273 ДР„„=218 ДР„„=105 ДР„=275 ДРот„"219 ДРМ=102 ДРга=300 ДР<т,"176 АР„„=120 ДР,„=308 ЛРОТ>=180 ДР„=Ю8 8Л 4,5 6,5 3,9

Ленточная (одно- и двухрядная) 5 ДРо„=360 ДР„=236 АРоти= 390 ДР„=206 АРот» =314 ДР„=282 ДРоп1=376 ДР„=220 2,7 11 2,3

20 ДРт=384 ДР„,=212 ЛРот„= 398 ДР„= 198 ДР0„ =321 ДРМ=275 ДРота=391 ДР„„=205 Ш 2,5 2А 1,7

40 ДРота=386 ДР„=210 ДР0„=424 ДР»»= 172 ДРОТО =356 ДР„»=240 ДР™=416 АР„=180 и 2,0 11 1,5

Примечание к таблице 3: в числителе приводятся результаты расчетов для 1 варианта, в знаменателе - для второго варианта.

Согласно нормативным рекомендациям, потери давления в уличных сетях составляют 2/3 от величины располагаемого перепада давления (67%). Вместе с тем, как следует из результатов исследований, оптимальная доля потерь давления в уличных газовых сетях Рю изменяется в пределах от 83 до 72% для условий многорядной застройки поселка и от 72 до 53% для условий ленточной застройки поселка. Оптимизация распределения располагаемого перепада давления по участкам сети обуславливает существенную экономию затрат на сооружение и эксплуатацию поселковых систем газоснабжения и обеспечивает снижение материалоемкости газовых сетей до 10 и более процентов.

Учитывая значительную пологость целевой функции в районе минимума с погрешностью рения задачи, не превышающей 4^5%, в качестве обобщенных рекомендаций для проектной практики можно принять:

- для поселков с многорядной застройкой Р„ = 80%;

— для поселков с ленточной застройкой Ра — 60%.

Как показали результаты численной реализации математических моделей одно- и двухступенчатых газораспределительных систем, на оптимальную централизацию поселковых систем газоснабжения существенное влияние оказывают плотность населения газоснабжаемой территории (площадь приусадебных участков) и характер застройки зданиями (одно-, двухрядная, многорядная). По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации по оптимальной централизации двухступенчатых поселковых систем газоснабжения на базе пунктов редуцирования газа шкафного типа (табл. 3). В таблице 3 представлены как детерминированные значения оптимума централизации, так и допустимый диапазон централизации с учетом зоны экономической неопределенности (погрешность исчисления затрат ±3%).

Таблица 3 - Оптимальная централизация газораспределительных систем

Плотность населения q, чел/га Централизация поселковых систем газоснабжения, кв, при характере застройки поселков

групповая (многорядная) одно или двухрядная (ленточная)

оптимальное количество квартир HoDt допустимый диапазон величины централизации оптимальное количество квартир Hoot допустимый диапазон величины централизации

Усадебные дома с существующим уровнем теплозащиты Газоиспользующее оборудование: газовые плиты, отопительные печи периодического действия

6 110/370 85-435 17/310 12- -23

25 130/440 103-162 22/390 18- -26

75 150/596 137-176 28/490 24- -36

Усадебные до. Газоиспользующее оборудо н Коттеджные до Газоиспользующее обо lia энергоэффективной конструкции зание: газовые плиты, отопительные печи [котлы] епрерывного действия, ма энергоэффективной конструкции рудование: газовые плиты, теплогенераторы

6 150/320 140- -175 18/290 10- -24

25 180/390 165- -212 23/260 18- -29

75 200/510 187- -248 28/420 24- -34

В числителе приводятся оптимальные значения централизации систем газоснабжения ПорI, кв, в знаменателе - опгтшалъные значения потери давления в газовой сети АРор1, Па.

Как следует из таблицы 3, оптимальная централизация систем газоснабжения поселков изменяется в очень широких пределах: от 17 квартир (ленточная застройка поселка, плотность населения ц=6 чел./га) до 200 квартир (многорядная застройка поселка, плотность населения ц=75 чел./га). В таблице 3 приводятся также численные значения оптимальной потери давления АР , в системе газоснабжения в условиях ее оптимальной централизации. Как показывает анализ, оптимальная потеря давления изменяется в зависимости от характера застройки населенного пункта, типа газоснабжаемых зданий, характера газоиспользуюшего оборудования в широком диапазоне: от 290 до 596 Па.

21

Вместе с тем, учитывая значительную пологость целевой функции в районе минимума с погрешностью рения задачи, не превышающей 4+5%, в качестве обобщающих рекомендаций для проектной практики можно принять:

- для поселков с ленточной застройкой АРор, =400 Па;

-для поселков с многорядной застройкой ¿3/^=500 Па.

В целях оценки эффективности результатов исследований было проведено сравнение экономических показателей систем газоснабжения в условиях оптимальной централизации. В качестве объекта исследований был рассмотрен населенный пункт, застроенный усадебными домами, с плотностью населения q=75 чел ./га. Застройка поселка была выбрана групповая (многорядная). Здания оборудованы газовыми плитами и печами периодического действия. Согласно таблице 3, оптимальное количество квартир, подключаемых к одной редуцирующей установке, составляет 150. В то же время по ранее предлагаемым автором рекомендациям оптимальная централизация составляла пор, = 325 квартир. Таким образом, можно сделать вывод, что реализация предложенных математических моделей существенно улучшает структуру распределительных систем газоснабжения. При этом, как показывают конкретные расчеты, обеспечивается снижение дисконтированных затрат в систему газоснабжения в размере 12,6%, при снижении капитальных вложений на 20 %, а также обеспечивается экономия газового топлива в размере 2+3%.

Анализ результатов оптимизационных расчетов одноступенчатых газораспределительных систем доказал их экономическую целесообразность в населенных пунктах с однорядной застройкой при степени населенности q < 65+75 чел./га (размер индивидуального участка > 4+5 соток). В то же время для населенных пунктов с двухрядной застройкой область целесообразного применения одноступенчатых газораспределительных систем ограничена условием q < 35+40 чел./га (размер индивидуального участка > 7+8 соток). Для населенных пунктов с многорядной застройкой одноступенчатые газораспределительные системы экономически оправданны при степени населенности q < 10+20 чел./га (размер индивидуального участка > 15+30 соток). Данные рекомендации вошли в стандарт ОАО «Гипрониигаз» и рекомендованы для использования в проектной практике соответствующих организаций.

В пятой главе представлен комплекс математических моделей по оптимизации региональных (межпоселковых) систем газоснабжения на базе газораспределительных станций. С увеличением радиуса действия станции (с увеличением количества населенных пунктов, подключаемых к ГРС) снижаются удельные затраты в сооружение и эксплуатацию ГРС. Вместе с тем возрастают удельные затраты в сооружение и эксплуатацию межпоселковых газопроводов, а также газопроводов-отводов вследствие увеличения их протяженности и диаметра.

В качестве целевой функции задачи рассматривались удельные (на ) человека газифицируемого населения) дисконтированные затраты по технологической цепочке: газопровод-отвод - ГРС - межпоселковый газопровод. Для наиболее распространенного в газовой практике радиально-лучевого варианта трассировки межпоселковых газопроводов (рис. 2) оптимальный радиус действия станции определяется по выражению

Я... =

РгРС-"с [3 + 21

V ч-* ^ Зцг 3отп )

(24)

где пс— средняя численность жителей в населенном пункте, чел.; ц -плотность сельского населения, чел./км2.

Оптимальное количество населенных пунктов, подключаемых к одному источнику:

я-<] К2ор1

М.

орI

(25)

го

Рис. 2 Расчетная схема задачи:

, - газопровод-отвод; А - газораспределительная станция; - межпоселковый газопровод; © - населенный пункт

Как показывает анализ результатов конкретных расчетов, оптимальная централизация межпоселковых систем газоснабжения изменяется в широких пределах в зависимости от плотности населения газоснабжаемой территории и численности населенных пунктов.

Так, например, при плотности населения <7 = 10 чел/км2 и численности населенных пунктов ис = 100 человек оптимальный радиус действия станции составляет Яор1=5,9 км. В то же время при ¿/=2 чел./км2 и нс=1000 человек оптимальный радиус действия станции /? ,=21,9 км, то есть изменяется в 3,7 раза. Аналогично изменяется и оптимальное количество населенных пунктов, снабжаемых газом от одной ГРС. При <7 = 10 чел./км2 и

ис= 100 человек имеем Мор,= 11 сел, в то время как при д=2 чел./км2 и /2С = 1000 человек оптимальное количество населенных пунктов составляет Мор1= 3 села, то есть изменяется в 3,7 раза. Таким образом, при разработке

проектов межпоселковых систем газоснабжения следует руководствоваться следующими соображениями: к одной газораспределительной станции необходимо подключать в среднем 4-5 сел при допустимом диапазоне централизации от 3 сел (при повышенной плотности населения и пониженной численности населенных пунктов) до 11 сел (при пониженной плотности населения и повышенной численности населенных пунктов).

Для определения оптимального местоположения ГРС была составлена специализированная программа. В качестве целевой функции задачи рассматривались дисконтированные затраты в строительство и эксплуатацию межпоселковых газопроводов 3. Оптимальному решению задачи соответствует условие

где — диаметр ¡-то межпоселкового газопровода, см; а,Ъ - стоимостные показатели межпоселкового газопровода, руб./км и руб./ (км-см); у,, х, - координаты потребителей газового топлива; у,х - координаты ГРС.

Сравнительный анализ предлагаемой методики определения оптимального местоположения газораспределительной станции с реальными проектами показывает снижение дисконтированных затрат в систему газораспределения на 15 и более процентов.

После определения оптимального количества населенных пунктов и оптимального местоположения станции можно приступать к расчету оптимальных схем распределения газа между ГРС и потребителями газового топлива. Целевая функция задачи представляет собой дисконтированные затраты в сооружение головной магистрали и ответвлений:

(26)

0-19

з=1

ь

2.36 10~3Ос

р-. - Р

+ (27)

+ г-

. ,.,(! +Е)

I__(хм-ъЯВ'+У + В^-^-я-Вех,.,-х,))

/я- +1

где А, В — оптимальные параметры трассы газопровода; Рщ— давление газа в начале ответвления, МПа; Рк- давление газа у потребителя, МПа; Ог„,,0„т~ расход газа на /-Й головной магистрали и на ¡-том ответвлении, м3/ч.

Для решения предлагаемой задачи с помощью физико-математического пакета Ма&Сас! с включенной системой искусственного интеллекта БтайМаЛ в сочетании с языком программирования Си-Шарп была составлена программа, позволяющая получить уравнение оптимальной трассировки газопровода и оптимальных значений давлений по участкам сети (давления в точках врезки ответвлений). Дополнительный программный модуль позволяет получить визуальную схему трассы газопровода на плане газоснабжаемой территории.

Наряду с радиально-лучевым вариантом трассировки межпоселковых газопроводов отдельных потребителей газа, расположенных на соседних лучевых газопроводах, целесообразно подключать по радиально-тупиковой схеме. Наличие комбинированной (радиапьно-лучевой (РЛ) и радиально-тупиковой (РТ)) схем трассировки межпоселковых газопроводов существенно изменяет общую конфигурацию газораспределительных сетей и оптимальное местоположение газораспределительной станции. Замена нескольких лучей на один радиально-тупиковый целесообразна из-за экономии затрат. Первоначально радиально-тупиковый вариант принимается при оптимальной трассировке и оптимальных диаметрах. Затем радиально-тупиковый газопровод сводится к радиально-лучевому варианту с одним потребителем из условия

3РЛ ¡(.¿.{Р,? - РЦ)Ош)= 3 Д ¿(Р/ -РЦ)от), (28)

р„2-рЦ_о°Лм . (29)

Протяженность газопровода определяется по формуле

1 = (30)

где х,/к,угрс,х,,„,>'„>, - координаты ГРС и населенного пункта.

хнп ~~ хгрс

У„П =--^- + Угрс

Хгрс+Угрс-В-А-В СЗП

1 + Вг

После определения искомых параметров получаем новый радиально-лучевой вариант схемы и находим новую посадку ГРС по разработанной программе. Этот итерационный процесс повторяется до тех пор, пока следующий шаг итерации уточняет решение не более чем на 2+3% по дисконтированным затратам. При этом устанавливаемая трасса будет характеризоваться оптимальным соотношением между протяженностью газопровода и его диаметром.

Для существенного снижения металлоемкости магистральных газопроводов и возможности снабжать газом удаленные населенные пункты на практике часто прибегают к повышению давления газа. Однако в этом случае при редуцировании давления до величины, принятой в распределительных газопроводах (0,3+1,2 МПа), степень перепада давления увеличивается. При этом наибольшие трудности вызывает образование гидратов углеводородных газов. В качестве методов по предотвращению гидратооб-разования в настоящее время применяются следующие: подогрев газа, снижение давления газа в газопроводе ниже равновесного давления образования гидратов; использование ингибиторов; прогрев регулятора и т.д. К сожалению, все перечисленные способы борьбы с гидратообразованием не столь практичны и удобны при использовании, к тому же они увеличивают затраты на эксплуатацию системы. В данной работе предлагается изменить существующую схему редуцирования давления газа на ГРС (с 8+10 МПа до 1,2 МПа), используя регулятор давления со встроенным теплогенерато-

Рис. 3. Узел редуцированна и узел подогрева газа: 1 — узел редуцирования, 2 — узел подогрева газа, РД1 — основной регулятор давления первой ступени редуцирования (РДУ-Т), РД2 - резервный регулятор давления первой ступени редуцирования (РДУ-Т), РДЗ - основной регулятор давления второй ступени редуцирования (FL), РД4 - резервный регулятор давления второй ступени редуцирования (FL), TOI - основной теплообменник (CN2), Т02 - резервный теплообменник (CN2)

Суть предлагаемого решения заключается в следующем. Если для понижения давления применяются две ступени редуцирования, то зачастую в таком случае используют две ступени подогрева газа, то есть газ подогревают, редуцируют, снова подогревают и редуцируют. Предлагается использовать в первой ступени регулятор с теплогенератором, и поскольку перед ним газ подогревать не требуется, из схемы можно исключить теплообменники с сопутствующей трубной обвязкой и арматурой. Подогрев газа происходит только после второй ступени редуцирования, где устанавливаются регуляторы давления, обеспечивающие погрешность редуцирования в 1%. Теплогенератор нагревается до температуры 40-50 С, что достаточно для предотвращения обмерзания запорно-регулирующего устройства. Проведенные расчеты показали, что при использовании регулятора давления с теплогенератором значительно уменьшается площадь теплообмена (примерно в 1,3-4,6 раза) за счет увеличения интенсивности теплообмена. Это достигается умышленным понижением температуры газа. При этом выходные параметры остаются совершенно одинаковыми, а данное понижение температуры никак не сказывается на работе регулятора. Предлагаемая модернизация схемы позволяет сэкономить до миллиона рублей.

Детальный анализ мониторных схем редуцирования газа выявил их недостаточную эффективность. Как правило, в существующих схемах в качестве рабочего регулятора и в качестве регулятора-монитора применяются одинаковые по своей конструкции и принципу действия регуляторы давления, исходя из соображения обеспеченности одинаковых техниче-. ских характеристик. Для повышения надежности функционирования в мо-ниторную схему предлагается установить разные регуляторы: в качестве рабочего регулятора - регулятор, который при выходе из строя оказывается нормально открытым, а в качестве регулятора-монитора - регулятор, который при выходе из строя оказывается нормально закрытым, заставив тем самым, регулятор-монитор выполнять две функции: функцию регулятора и функцию предохранительно-запорного клапана (КПЗ) (рис. 4).

Рис 4 Схема редуцирования газа мониторная: I - основная линия редуцирования; II - резервная линия редуцирования; 1,4, 5, 8 - запорная арматура с ручным управлением; 3,7 - регулятор давления (при выходе из строя - нормально открытые); 2, 6 -регулятор-монитор (при выходе из строя нормально закрытый)

При этом в случае выхода из строя регулятора-монитора газопровод будет отключать не КПЗ, а сам регулятор-монитор. Таким образом, из узла редуцирования исключается наиболее ненадежный и металлоемкии элемент каковым является предохранительно-запорный клапан, что значительно уменьшает габаритные размеры установки и снижает стоимость.

Данный материал был разработан под руководством автора совместно с магистром техники и технологий Поляковым A.C. и подготовлен для

участия в программе СТАРТ.

В шестой главе представлены методические рекомендации по моделированию и оценке эффективности сберегающих автономных систем газораспределения. Современная технология газоснабжения с использованием магистральных газопроводов практически исключает из этого процесса целые районы с небольшими населенными пунктами и фермерскими хозяйствами. При значительном удалении потребителей и малой численности жителей этих поселений сетевая газификация становится неэффективной и потребители, находящиеся на таких территориях, лишены возможности использовать природный газ. Обзор современного состояния газовой отрасли России показал, что наиболее приоритетным направлением развития регионов, не газифицированных сетевым природным газом на ближайшую перспективу, является широкая автономная газификация на базе сжиженных природного и углеводородного газов. Для определения зон конкурентного применения СПГ и СУГ по сравнению с сетевым газом были проведены соответствующие исследования.

Дисконтированные затраты в сравниваемые варианты определяются

выражением

3СПГ(ПГ) = КспГ(ПГ) + у!с, • ИС.ПГ(ПГ) . где КГПГ(ПП,ИСПГ(ПП- капитальные затраты и расходы по эксплуатации систем газоснабжения на базе СПГ и сетевым газом, У,а- дисконтирующий множитель:

_ (/+ (33)

(1 + еУ"-Е'

где /„-срок службы системы, лет.

Оптимальному варианту соответствует минимум целевой функции (32).

Разработанный алгоритм определения составляющих затрат в варианты газоснабжения потребителей на базе различных энергоносителей вошёл в стандарт организации СТО 03321549-020-2012, утвержденный и рекомендованный ОАО «Гипрониигаз» для использования в проектной практике.

Анализ полученных результатов показал, что величина затрат на транспорт СПГ (СУГ) очень в малой степени по сравнению с прочими влияет на итоговую величину затрат. В свою очередь, затраты в систему

снабжения сетевым газом принципиальным образом зависят от расстояния до объекта газификации. В этой связи рациональность применения того или иного варианта будет зависеть от отдаленности потребителей от источника газоснабжения. Интенсивное развитие газотранспортной системы требует решения задачи выбора и технико-экономического обоснования вида газообразного топлива в динамической постановке. При этом актуальность приобретает обоснование возможности газоснабжения потребителей в два этапа. На первом этапе газоснабжение потребителей осуществляется на базе сжиженного газа (СПГ или СУГ), на втором (по мере подключения опорного пункта к магистральным газопроводам сетевого газа) -перевод потребителей со сжиженного на сетевой газ. Принцип поэтапной газификации потребителей дает возможность снабжать население газообразным топливом независимо от темпов развития системы газоснабжения и позволяет обеспечить значительную экономию затрат в строительство и эксплуатацию.

Предельное расстояние I , при котором потребителя, газифицированного, например, сжиженным природным газом, целесообразно перевести на сетевой газ, определяется по выражению

(И _спг^год у _у )+ лспг

<"спг „ Л <сл 'о (1 + Е)'о ^ (34)

/ !.-Р =--------77

СЛ ° (1 + Е)"

где с пг - стоимость газа; 7- КПД газоиспользующих установок; £?/вд~ величина годового газопотребления населенного пункта; Л сш. - ликвидационная (остаточная) стоимость систем снабжения СПГ.

Экономическая эффективность конвертирования газораспределительных систем определяется разностью затрат:

Эф = 3пг-3спг.пг (?•■'.)• <35>

В качестве альтернативных вариантов систем газоснабжения были рассмотрены:

- снабжение потребителей СУГ на базе групповых резервуарных установок;

- снабжение потребителей СУГ от групповых резервуарных установок с последующим (через 10 лет) снабжением сетевым природным газом от пунктов редуцирования шкафного типа;

- снабжение потребителей СПГ на базе хранилищ со средствами выдачи;

- снабжение потребителей СПГ от хранилищ со средствами выдачи с последующим (через * лет) снабжением сетевым природным газом.

Анализируя результаты расчетов, можно сделать следующие выводы: с увеличением срока отдаленности газоснабжения потребителей / д возможности конвертирования систем существенно сокращаются. Так, например, если источник газоснабжения (с годовым потреблением 1000 МВгч/год) имеет возможность перевода на сетевой газ через 10 лет, то на природный газ целесообразно переводить потребителей, удаленных от опорного пункта на расстояние до 20 км. Если отдаленность газификации населенного пункта / сопоставима со сроком службы газораспределительной системы, перевод потребителей со сжиженного на сетевой газ нерационален при любой удаленности от опорного пункта газоснабжения.

Основные научные положения технико-экономической оптимизации элементов системы газоснабжения на базе СПГ были разработаны под руководством автора совместно с Фроловым В.О. В результате анализа имеющегося на сегодняшний день криогенного оборудования для транспортирования газа в жидкой фазе потребителям, удаленным от магистралей сетевого газа, была разработана новая конструкция криогенной цистерны, позволяющая снизить теплопередачу к перевозимому топливу и улучшить эксплуатационные возможности устройства. Поставленная задача решается устройством в криогенной цистерне, содержащей основную оболочку с размещенным внутри сосудом для перевозки жидкой фазы, дополнительной оболочки и использования ее пространства для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха, и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа (хладоносителей).

С использованием модернизированной конструкции криоцистерны был разработан оригинальный способ автономной газификации потребителей на базе СПГ, в котором холодильный потенциал, полученный в процессе регазификации СПГ, предлагается использовать для предварительного охлаждения природного газа в цикле сжижения на заводе по производству газа. В результате данного мероприятия происходит экономия энергии, затрачиваемой на получение холода, благодаря тому, что при использовании одного и того же вещества (хладоносителя, перевозимого в дополнительной оболочке цистерны) для предварительного охлаждения сетевого газа затрачивается меньшее количество энергии на последующее охлаждение и сжижение природного газа в блоке сжижения.

Экономический эффект от применения разработанной конструкции криогенной цистерны в размере Л = 13% доказывает результативность модернизированного автономного способа снабжения потребителей, удаленных от магистралей сетевого газа, высокотехнологичным энергоносителем и обеспечивает необходимые предпосылки оптимального функционирования газораспределительной системы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате изучения отечественного и зарубежного опыта по энергосбережению в жилищно-коммунальном хозяйстве предложен комплекс энергосберегающих мероприятий при использовании газового топлива на бытовые и хозяйственные нужды населенных пунктов, включая коттеджные поселки, реализация которого позволит снизить годовое потребление газа до 20% при сроке окупаемости дополнительных капитальных вложений не более 2 лет.

2. Разработана новая конструкция газовой отопительной печи, обеспечивающая минимальные потери теплоты с вентиляционным воздухом и отличающаяся наличием специального воздушного канала. Указанная газовая отопительная печь позволяет сэкономить до 15% годового расхода газового топлива. Новые технические решения защищены патентом на изобретение №2490552. Газовая отопительная печь.

3. Разработана математическая модель оптимизации одноступенчатых систем газоснабжения среднего давления с домовыми регуляторами давления и предложены рекомендации по выбору целесообразной области применения одно- и двухступенчатых газораспределительных систем с использованием домовых пунктов редуцирования газа. Отличительной особенностью указанных моделей является включение в целевую функцию задачи величины, учитывающей приращение годовой стоимости газа вследствие снижения коэффициента полезного действия газоиспользуюших установок и оптимального распределения перепада давления по участкам газовой сети.

4. Разработан комплекс математических моделей по оптимальной централизации распределительных систем газоснабжения природного газа, позволяющих комплексно учесть структуру застройки населенного пункта, климатические условия эксплуатации, материал и способ прокладки газопровода, гидравлические режимы эксплуатации, тепловую эффективность использования газового топлива, режимы давления газа перед газоисполь-зуюшим оборудованием и неопределенность исходной экономической информации. Основным отличием является корректировка расчетного перепада давления, позволяющая получить более полное распределение перепада давления по участкам газовой сети и, как результат, снижение металлоемкости и общей стоимости строительства.

5. Предложены рекомендации по определению удельных дисконтированных затрат по элементам распределительных систем газоснабжения, полученные на базе новых технических решений и анализа современных сметных материалов.

6. Разработаны математические модели и программные комплексы по выбору оптимального радиуса действия газораспределительной станции, оптимального местоположения ГРС на газоснабжаемой территории и выбора оптимальной трассировки межпоселковых газопроводов, позволяю-

щие учесть конфигурацию межпоселковой газораспределительной сети, плотность населения газоснабжаемой территории, численность жителей населенных пунктов, климатическую зону эксплуатации, специфику архитектурно-планировочных решений газоснабжаемого района и гидравлические режимы эксплуатации газоиспользующего оборудования.

7. Разработана новая схема безопасного редуцирования газа на ГРС, позволяющая избежать образования пиратов углеводородных газов за счет включения в нее надежных регуляторов давления со встроенным теплогенератором.

8. Обосновано одно из перспективных направлений повышения эффективности работы газораспределительной системы — использование газового топлива в сжиженном виде. Предложен оригинальный способ автономной газификации потребителей, удаленных от магистралей сетевого природного газа, сжиженным природным газом и разработаны рекомендации по выбору масштабов и зон применения сетевого природного, сжиженного природного и сжиженного углеводородного газов.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ

1. Медведева, О.Н. Исследование тепловой эффективности водогрейных аппаратов, работающих на газовом топливе / О.Н. Медведева, Б.Н. Курицын, A.A. Иванов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура.-2009.-Вып. 8,-№16.-С. 54-57.

2. Медведева, О.Н. Математическая модель оптимального функционирования межпоселковых систем газоснабжения / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. - 2009. - № 2. - С. 17-22.

3. Медведева, О.Н. Моделирование и оптимизация распределительных систем газоснабжения сетевым природным газом / О.Н.Медведева // Архитектура и строительство России - 2009. — № 12. - С. 18-25.

4. Медведева, О.Н. Оптимизация структуры распределения газового топлива / О.Н. Медведева // Вестник гражданских инженеров. - 2009. - № 4 (21).-С. 73-77.

5. Медведева, О.Н. Влияние давления газа на эффективность его использования / A.A. Иванов, О.Н. Медведева // Приволжский научный журнал. -2009.3 (11).-С. 65-69.

6. Медведева, О.Н. Повышение эффективности использования газового топлива / А.А.Иванов, О.Н Медведева // Известия Самарского научного центра РАН. - 2009. - Т. 11 (27). - № 5 (2). - С. 284-286.

7. Медведева, О.Н. Повышение эффективности проектных решений систем газоснабжения / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова.-2010.-№ 1.-С. 122-125

8. Медведева, О.Н. Выбор рациональной области применения одно- и двухступенчатых систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Вестник Вол-

гоградского государственного архитектурно-строительного университета. -2010. -№ 18 (37).- С. 110-117.

9. Медведева, О.Н. К выбору зон применения энергоресурсов / О.Н. Медведева // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2010. - №1. - С. 132-135.

10. Медведева, О.Н. Решение задачи оптимизации основных параметров региональных систем газоснабжения / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Вестник гражданских инженеров. - 2010. -№ 3 (24). - С. 131-134.

11. Медведева, О.Н. Выбор трассировки газопровода на плане газоснабжае-мой территории / О.Н. Медведева // Научный весшик Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. - 2010. - № 3 (19). - С. 60-67.

12. Медведева, О.Н. Сравнение вариантов систем газоснабжения потребителей / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Вестник Саратовского государственного технического университета-2010.-№ 4 (51). -Вып. З.-С. 128-133.

13. Медведева, О.Н. Моделирование поселковых систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - № 1 (52). - С. 202-209.

14. Медведева, О.Н. Повышение эффективности функционирования распределительных систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Вестник Поволжья. - 2011. 2. - С. 135-138.

15. Медведева, О.Н. Технико-экономический анализ вариантов газоснабжения потребителей / О.Н. Медведева // Фундаментальные исследования. - 2011.-№ 4. - С. 121-126.

16. Медведева, О.Н. Технико-экономический анализ вариантов снабжения потребителей сжиженным природным газом / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.- 2011- Вып. № 3 (23).-С. 49-55.

17. Медведева, О.Н. Разработка мероприятий по снабжению потребителей сжиженным природным газом / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. -20И. -№23 (42). - С. 134-139.

18. Медведева, О.Н. Обоснование рациональных систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. - 2011. -№ 22 (41).- С. 121-125.

19. Медведева, О.Н. Обоснование расчетного перепада давлений в распределительных газопроводах / О.Н. Медведева // Вестник гражданских инженеров.-2011.-4 (29).-С. 109-114.

20. Медведева, О.Н. Разработка схемы транспортировки природного газа / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Вестник МГСУ. - 2011. - №7. - С. 520-524.

21. Медведева, О.Н. Рекомендации по выбору оптимальных параметров систем газоснабжения населенных пунктов / О.Н. Медведева // Вестник МГСУ. - 2011. -№ 7. - С. 515-519.

22. Медведева, О.Н. Разработка конструкции автомобильной цистерны для доставки сжиженного природного газа / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Нефтегазовое дело (электронный журнал). - 2012. № 3- С. 108-114.

23. Медведева О.Н. Определение основных параметров хладоносите-ля и природного газа в цикле производства СПГ / О.Н. Медведева,

B.О.Фролов // Вестник Саратовского государственного технического университета.-2013.-№2 (70). - Вып. 1.-С. 116-121.

24. Медведева, О.Н. Реконструкция газовых отопительных печей / О.Н. Медведева, Б.Н. Курицын//Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 4 (36).

C. 31-38.

25. Медведева, О.Н. Обоснование схем редуцирования газа на газораспределительных станциях / О.Н. Медведева, A.B. Жмуров, A.C. Поляков // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 4 (36). — С. 39-44.

Патенты

26. Свидетельство на полезную модель №115309. Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа / О.Н. Медведева, В.О. Фролов: приоритет полезной модели 21.07.2011, зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 27.04.2012.

27. Патент на изобретение №2490552. Российская Федерация. Газовая отопительная печь / О.Н. Медведева, Б.Н. Курицын. Заявка: 2012108236/03, 05.03.2012; опубл. 20.08.2013.

28. Свидетельство №2009616985 Российская Федерация. Программа определения оптимального местоположения газораспределительной станции / О.Н. Медведева. Заявка 2009615740; заявл. 16.10.2009, зарегистрирована в реестре программ для ЭВМ 16.12.2009.

29. Свидетельство №2009616984. Российская Федерация. Программа расчета и определения оптимальной трассировки газопровода-отвода; Заявка 2009615739, заявл. 16.10.2009, зарегистрирована в реестре программ для ЭВМ 16.12.2009.

30. Свидетельство №2013610839. Российская Федерация. Определение оптимального местоположения завода по сжижению природного газа; Заявка 2012660133, заявл. 22.11.2012, зарегистрирована в реестре программ для ЭВМ 09.01.2013.

Публикации в других изданиях

31. СТО 03321549-005-2010. Выбор параметров систем газоснабжения сельских населенных пунктов на базе природного и сжиженного углеводородного газов / О.Н. Медведева. - Саратов: ОАО «Росгазификация», ОАО «Гипрониигаз», 2010. - 17 с.

32. СТО 03321549-014-2011. Оптимизация параметров межпоселковых систем газоснабжения на базе природного и сжиженного углеводородного газов / О.Н. Медведева. - Саратов: ОАО «Росгазификация», ОАО «Гипрониигаз», 2011. - 18 с.

33. СТО 03321549-020-2012. Технико-экономическое обоснование параметров систем газоснабжения / О.Н. Медведева. - Саратов: ОАО «Росгазификация», ОАО «Гипрониигаз», 2012. - 17 с.

34. СТО 03321549-030-2014. Рекомендации по использованию сжиженного углеводородного газа для коммунально-бытового потребления / О.Н. Медведева. - Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2014. - 17 с.

35. Медведева, О.Н. Удельные технико-экономические показатели поселковых систем газоснабжения на базе сетевого природного и сжиженного углеводородного газов / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Перспективы использования сжиженных углеводородных газов: материалы Рос. на-уч.-техн. конф. / ОАО «Росгазификация», ОАО «Гипрониигаз»,- Саратов:

СГТУ, 2003.-С. 81-84.

36. Медведева, О.Н. Оптимизация работы котельных с чугунными котлами / О.Н. Медведева // Проблемы развития централизованного теплоснабжения: материалы МНПК.- Самара: Междунар. энергетич. акад., 2004. -С. 204-207.

37. Медведева, О.Н. Оптимизация поселковых систем газоснабжения на базе шкафных газорегуляторных установок / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы Междунар. НТК.- М.: МГСУ, 2005. - С. 268-272.

38. Медведева, О.Н. К вопросу оптимизации расчетных перепадов давления между участками газовой сети / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Газ. - Саратов: «Газ-Медиа», 2006. - № 2. - С. 26-28.

39. Медведева, О.Н. Оптимизация распределительных систем газоснабжения малых населенных пунктов / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Инженерные системы. - СПб.: Центр АВОК, 2006. - № 3. - С. 36-40.

40. Медведева, О.Н. Технико-экономическое обоснование одноступенчатых систем газоснабжения среднего давления с домовыми регуляторами / О.Н. Медведева, М.А. Горелов // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: сб. науч. тр. -Саратов: СГТУ, 2007. - С. 25-31.

41. Медведева, О.Н. Разработка экономико-математической модели оптимального развития систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы 2 Междунар. НТК. - М.: МГСУ, 2007. - С. 318-322.

42. Медведева, О.Н. Технико-экономическая оптимизация перепадов давления тупиковых газовых сетей / О.Н. Медведева, Е.В. Обидина // На-

учно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2008. - С. 78-85.

43. Медведева, О.Н. Выбор источника газоснабжения межпоселковых систем природного газа / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Инженерные системы. - СПб.: Центр АВОК, 2007. - № 3. - С. 82-84.

44. Медведева, О.Н. Оптимальная централизация межпоселковых систем газоснабжения / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Газ России. -СПб.: ОАО «Росгазификация», 2008. -№ 2. - С. 74-79.

45. Медведева, О.Н. Технико-экономический анализ применения одноступенчатых систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: материалы 6-й Междунар. НК. — Волгоград: ВГАСУ, 2008. - С. 194-200.

46. Медведева, О.Н. Оптимизация систем газоснабжения городов на базе шкафных газорегуляторных пунктов / О.Н. Медведева // Найновите научни постижения - 2009: материалы 5-й Междунар. НПК. - София, Белград: «БялГРАД-БГ», 2009. - Т. 23. - С. 33-36.

47. Медведева, О.Н. Оптимизация потребления газового топлива и анализ энергосберегающих мероприятий в жилищно-коммунальном хозяйстве / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Инженерные системы. АВОК Северо-Запад. - СПб., 2009.-№ 1.-С. 10-16.

48. Медведева, О.Н. Режимы давления газа в системах газоснабжения от шкафных газорегуляторных установок / Б.Н. Курицын, О.Н. Медведева // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2009. - С. 53-57

49. Медведева, О.Н. Проектирование межпоселковых систем газоснабжения / О.Н. Медведева // Приоритетные направления развития науки, технологий и техники: материалы Междунар. науч. конф. - Шарм-Эль-Шейх, Египет: Академия естествознания, 2009. - С. 55-57.

50. Медведева, О.Н. К выбору оптимальной трассировки газопровода-отвода / О.Н. Медведева // Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: материалы 8 Междунар. НПК. - М.: МГИУ, 2009.-С. 519-522.

51. Медведева, О.Н. Разработка экономико-математической модели двухстадийной газификации населенных пунктов / О.Н. Медведева // Энерго- и материалосберегаюшие экономически чистые технологии: тез. докл. 8-й Междунар. НТК. - Гродно, Беларусь: НИЦАП HAH Беларуси, 2009.-С. 200-201.

52. Медведева, О.Н. Технические решения по совершенствованию межпоселковых систем газоснабжения / О.Н. Медведева, H.H. Осипова // НЕФТЕГАЗ-ИНТЕХЭКО-2009: материалы Междунар. конф. - М.: ООО ИНТЕХЭКО, 2009. - С. 27-29.

53. Медведева, О.Н. Системы газоснабжения с домовыми регуляторами давления / О.Н. Медведева // Проблемы строительного производства и управления недвижимостью: материалы 1 Междунар. НПК. - Кемерово: КузбассГТУ, 2010. - С. 263-266.

54. Медведева, О.Н. Разработка модели оптимального функционирования системы газоснабжения / О.Н. Медведева // Труды 1 Международного симпозиума по фундаментальным и прикладным проблемам науки. -М.: РАН, 20*10. -Т. 2. - С. 40-50.

55. Медведева, О.Н. Выбор оптимальной потери давления в поселковых системах газоснабжения / О.Н. Медведева, А.А. Иванов // Актуальные проблемы современного строительства: материалы 63-й Междунар. НТК: в 3 ч. - Ч. 3. - СПб.: СПбГАСУ, 2010. - С. 75-78.

56. Медведева, О.Н. Оптимальное распределение перепадов давления в газовой сети низкого давления / О.Н. Медведева, Н.В. Федорова // Труды 10 Международной НПК. - Красноярск: ИПК Сибирского федерального университета, 2010.-С. 118-119.

57. Медведева, О.Н. Разработка экономико-математической модели двухстадийной газификации населенных пунктов / О.Н. Медведева // Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые технологии: материалы 8 Междунар. НТК: в 2 ч. - Гродно: ГрГУ, 2010. - Ч. 1. - С. 240-246.

58. Медведева, О.Н. Повышение эффективности снабжения потребителей природным и сжиженным газами / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Казанская наука. - Казань: Казан, изда. дом,2010 .-№9.-Вып. 1.-С. 173-178.

59. Медведева, О.Н. Обоснование располагаемого перепада давлений в газовых сетях / О.Н. Медведева // Фундаментальные и прикладные исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: сб. тр. 11 Междунар. науч.-практ. конф. - СПб.: СПбГПУ, РАН, 2011.-Т. 2.-С. 286-287.

60. Медведева, О.Н. Выбор оптимальной трассировки межпоселкового газопровода / О.Н. Медведева, А.С. Поляков // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: материалы 9 Междунар. НК. - Польша, Кошалин: ВолгГАСУ, 2011. - С. 315-321.

61. Медведева, О.Н. Оптимальная централизация систем газоснабжения на базе сжиженного природного газа / О.Н. Медведева, В.О. Фролов // Нефть и газ Западной Сибири: материалы Междунар. НТК. - Тюмень: ТИИ-ТюмГНГУ, 2011. - Т. 2. - С. 60-64.

62. Медведева, О.Н. Совершенствование технологических решений в области обеспечения потребителей газовым топливом / О.Н. Медведева // Распределение и использование газа - инновационные технологии, материалы и оборудование: материалы Междунар. НПК. - Саратов: Гипронии-газ, 2011.-С. 128-129.

63 Медведева, О.Н. Рациональная организация снабжения сельских населенных пунктов газообразным топливом / О.Н. Медведева// Приклад-на наука та жноващйний шлях розвитку национального вирооництва: материалы Междунар. НПК. - Украина, Тернополь: Тернопольскии ДСГДС

1КСГПНААН, 2012.-С. 101-103. _

64 Медведева, О.Н. Разработка технических решении по борьбе с гидратообразованием в системах газоснабжения / О.Н. Медведева, А.С Поляков // Математические методы в технике и технологиях: материалы XXV Междунар. НК. - Саратов: СГТУ, 2012. - С. 115-116.

65 Медведева, О.Н. Энергосберегающие мероприятия при использовании газового топлива в ЖКХ / О.Н. Медведева // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: материалы^0-й Междунар. НТК. - Будапешт: Технический университет, 2012. - С. 377-383.

66 Медведева, О.Н. Системы автономного газоснабжения / О.Н. Медведева В О. Фролов // Новые идеи нового века: материалы ХШ Междунар.

форума. - Хабаровск: ТГУ, 2013. - С. 379-384.

67 Медведева, О.Н. Оптимизация систем газоснабжения геометрическим методом / О.Н. Медведева, А.В. Чернышев // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве " образовании 2013: сб. науч. тр Междунар. НПК. - Украина, Одесса: КУПРЕНКО, 2013. - Вып. 2. -

Т. 39.-С. 82-86. , .

68 Медведева, О.Н. Optimisation of the circuit and parametric solutions

of gas distribution systems on the basis of liquefied natural gas (LNG / О Medvedeva, V. Frolov // Applied and Fundamental studies: Proceedings of the 3ri International Academic conference. - St. Luis, Missoiry, USA: Publishing House «Science and Innovation Center», 2013. - P. 80-85.

Медведева Оксана Николаевна

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Автореферат

,оП7,с Формат 60x84 1/16

Подписано в печать 18.02.1 з г

Бум. офсет.

Усл. печ. л. 2,0 Уч.-изд. л. 1,

Тираж 100 экз. Заказ 19 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Тел.: 24-95-70,99-87-39, e-mail: izdat@sstu.ru