27.12.2014

В статье рассмотрен экономически эффективный вариант увеличения пропускной способности и безопасности существующих газораспределительных сетей (ГРС) при одновременном повышении доходов газоснабжающих организаций. Предложенное автором техническое решение – существенное повышение давления газа в ГРС с предварительной установкой у каждого абонента регуляторов-стабилизаторов давления газа – обеспечивает стабильное давление в каждом газифицированном доме. Преимущества стабилизаторов давления типа ERG-M – возможность их установки внутри дома, более простая конструкция и, соответственно, более низкая стоимость.

Не секрет, что существующие в России поселковые газораспределительные сети (ГРС) в подавляющем большинстве не только морально и технически устарели, но и существенно перегружены. Ведь за время их эксплуатации не только значительно увеличилось количество подключенных к газу абонентов, но и возрос средний отбор газа в расчете на одного абонента. В результате, с одной стороны, имеет место неудовлетворенная потребность населения и предприятий коммунально-бытовой сферы уже газифицированных поселений в природном газе, а с другой – уже установленное газопотребляющее оборудование (ГПО) в целом ряде случаев не может обеспечить эффективную работу, в соответствии с заявленными техническими характеристиками, из-за недостаточного давления газа на его входе. Соответственно, существенно снижается комфортность при эксплуатации ГПО. Одновременно резко увеличивается риск возникновения аварийных ситуаций при работе указанного ГПО, в первую очередь, из-за увеличения вероятности погасания конфорок и фитилей при низком давлении газа. По понятным причинам данная проблема становится особенно острой в наиболее холодные дни года, когда газопотребление достигает своего максимума.

Есть ли выход из этого тупика? Возможно ли существенно увеличить пропускную способность существующих газораспределительных сетей при минимальных расходах на их модернизацию? Да, возможно. Для этого имеются и доработанная в последние годы нормативная база, и успешно опробованное во многих странах мира техническое решение.

Рис. 1. Примеры схем газораспределения при отсутствии и с применением стабилизаторов давления газа.

Оно заключается в существенном повышении давления газа в газораспределительной сети: с 0,0025 -0,003 МПа до 0,02-0,03 МПа (в пределе до 0,1 МПа), с предварительной установкой у каждого абонента стабилизаторов давления газа перед ГПО, а точнее – перед индивидуальным домовым счетчиком газа (при его наличии) для обеспечения работы данного счетчика газа, как и ранее, при давлении газа, максимально приближенном к нормальным условиям. Преимущество схемы газораспределения с применением стабилизаторов давления иллюстрируется рис. 1, на котором показана возможность обеспечения стабильного давления в каждом газифицированном доме, вне зависимости от того, как далеко он расположен от поселкового ГРП.

Легитимность данного технического решения обеспечивается Сводом правил СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002» [1], в соответствии с которым (п. 4.4, табл. 2) давление газа во внутренних газопроводах общественных, административно-бытовых и жилых зданий (до регулятора давления) не должно превышать 0,1 МПа.

Снижение давления газа перед ГПО до требуемого уровня, в соответствии с упомянутым  Сводом правил [1], п. 7.10, должно обеспечиваться установкой на входе газа в дом каждого абонента регулятора-стабилизатора газа, отвечающего требованиям ГОСТ Р 51982-2002 «Регуляторы давления для газовых аппаратов с давлением на входе до 20 кПа. Общие технические требования и методы испытаний» [2].

Примером такого устройства является [3, 4] стабилизатор давления газа ERG-M (рис. 2), изделие при пропускной способности до 10 м3/ч не только обеспечивает стабилизацию давления на входе в ГПО на уровне 0,002 МПа ±10% при изменении входного давления в диапазоне 0,003-0,02МПа, обеспечивая комфортную и безопасную работу ГПО, но и имеет встроенный предохранительно-запорный клапан (ПЗК), прекращающий подачу газа к ГПО при падении давления на выходе стабилизатора ниже регулируемого предустановленного значения (заводская настройка – 0,0011 МПа).

      

Рис. 2. Стабилизатор давления газа ERG-M (внешний вид и поперечное сечение)

Стабилизаторы ERG-M имеют Декларация соответствия ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования», сертификат соответствия ТР ТС 016/2011 «О безопасности аппаратов, работающих на газообразном топливе». Сертифицированы в системе «Газсерт» (сертификат № ЮАЧ0.RU.1401.H00095 от 25.09.2014 г.).

Существенным преимуществом данного варианта модернизации газораспределительных систем с целью повышения  их пропускной способности, по сравнению с вариантом подвода к жилым домам и административно-бытовым зданиям газа среднего давления (0,3-0,6 МПа), является то, что, в соответствии с упомянутыми выше нормативными документами, стабилизаторы давления газа (например, двухступенчатый регулятор давления газа ERG-S фирмы ESKA VALVE)  могут устанавливаться уже внутри дома, т.е. в отапливаемом помещении. В то время как регуляторы давления  газа с входным давлением до 0,6МПа разрешено устанавливать только в шкафах на улице, вне жилых домов и административно-бытовых зданий. Соответственно, при эксплуатации стабилизаторов давления не только резко облегчается работа эластичных чувствительных элементов (мембран, уплотнений клапанов и т.п.) в зимний период, но и принципиально исключаются такие проблемы, как например, обмерзание седла клапана регулятора и его последующая остановка в результате срабатывания встроенных предохранительных устройств.

Еще одним достоинством стабилизаторов типа ERG-M является их более простая конструкция и, соответственно, более низкая стоимость, составляющая менее 45 долларов США, с учетом НДС. Это почти в в раза меньше стоимости двухступенчатых регуляторов давления ERG-S и более, чем в 3 раза, меньше стоимости аналогичных регуляторов давления типа FE производства фирмы Pietro Fiorentini (Италия). Кроме того, необходимо учитывать, что если стабилизаторы ERG-M могут устанавливаться непосредственно на газопроводе (например, в помещении котельной), то регуляторы типа ERG-S (или FE) должны размещаться в специализированных шкафных с дополнительной трубной обвязкой и отсечными кранами, что увеличивает стоимость оборудования еще примерно в 2 раза.

В то же время стабилизаторы давления газа ERG-M специально адаптированы для российских условий и работоспособны при температурах от минус 40 0С. Поэтому, в случае необходимости (например, для удобства монтажа) они могут устанавливаться и на газовом вводе снаружи дома. При этом они не нуждаются в дополнительной запорной арматуре. Поэтому их размещение внутри закрытого бокса, в отличии от двухступенчатых регуляторов среднего давления типа ERG-S желательно (прежде всего, с точки зрения предотвращения несанкционированных воздействий на изделие на неохраняемых территориях), но не обязательно.

Конкретный пример. До модернизации поселковая ГРС насчитывала 150 абонентов со среднечасовым потреблением в период пиковых нагрузок  250 м3/ч. При этом регулятор давления в поселковом ГРП был настроен на выходное давление 0,003 МПа (300 мм вод. ст.), а давление на входе в ГПО абонентов составляло от 0,0024 до 0,0016 МПа (от 240 до 160 мм вод. ст.), в зависимости от удаленности абонентов от ГРП по трассе газопровода. Соответственно, у первых абонентов имела место работа ГПО при повышенных нагрузках, что особенно негативно сказывается на работе котлов с циклическим режимом работы горелки, а во втором – ГПО не обеспечивало паспортных характеристик по теплоотдаче и, кроме того, возникал риск погасания комфорок и фитилей газовых котлов.

Расчет показывает, что после установки в домах абонентов стабилизаторов давления типа ERG-M и настройки регулятор давления в поселковом ГРП на выходное давление всего 0,02 МПа (2000 мм вод. ст.), что пропускная способность данной ГРС увеличится более чем в 13 раз,  а при дальнейшем увеличении выходного давления поселкового ГРП до 0,05 МПа (5000 мм вод. ст.) – более, чем в 20 раз. При этом гарантировано каждый абонент будет иметь на входе в ГРП давление газа 0,002 МПа (200 мм вод. ст.). Не больше и не меньше!

На практике даже первого увеличения  давления на выходе ГРП (до 0,02 МПа), как правило, достаточно для того, чтобы решить все отмеченные выше проблемы. При этом газоснабжающая организация (ГСО) получает возможность извлекать из существующей ГРС значительные дополнительные доходы. Оценим срок окупаемости такого проекта даже для случая, когда все стабилизаторы давления газа ERG-M приобретаются и устанавливаются за счет ГСО. Для этого примем следующие исходные данные:

1. стоимость одного ERG-M – 1800 руб.
2. затраты на установку одного ERG-M – 1800 руб.,
3. среднемесячное потребление газа одним абонентом – 1000 м3/ч,
4. стоимость 1000 м3/ч газа – 4700 руб.,
5. маржинальная доходность ГСО – 10%,
6. количество абонентов подключенных к ГРС до модернизации – 150,
7. количество абонентов подключенных к ГРС после модернизации – 300.

В данном примере затраты на приобретение стабилизаторов давления ERG-M в количестве 300 шт. и их установку в домах абонентов составят 3600х300= 1 080 000 руб. При этом дополнительная маржинальная доходность ГСО от потребления газа дополнительными абонентами составит 4700х10%х150= 70500 руб./мес. (без учета роста потребления газа ранее подключенными абонентами за счет увеличения давления газа перед установленным в их домах ГПО до нормативных значений). Соответственно, срок окупаемости проекта не превысит 15 месяцев.

На практике ГСО при реализации указанного проекта получат существенный дополнительный доход при подключении новых абонентов, в счет за подключение газа которым могут быть также включены затраты ГСО на приобретение и установку стабилизаторов давления. В этом случае срок окупаемости проекта может сократиться более, чем в 2 раза, и не превысить 6 месяцев с момента реализации.

Таким образом, предлагаемый вариант модернизации существующих ГРС выгоден всем:

1. существующие потребители обеспечиваются комфортным газоснабжением, получают возможность увеличить потребление газа, в частности, для отопления дополнительных помещений;
2. появляется возможность дополнительного газоснабжения ранее негазифицированных жилых домов, зданий и сооружений,
3. ГСО получают существенные дополнительные доходы, которые могут направляться на развитие их внутренней инфраструктуры и реализацию других подобных проектов.

Необходимое дополнение.

…Статья была уже практически готова, когда стало известно о серьезной аварии в Москве, когда в результате аварийного повышения давления газа в 14 домах микрорайона «Шелепиха» Пресненского района, сопровождавшегося возгораниями в 18 квартирах. В этой связи хотелось бы отметить, что, если бы квартиры указанных домов (или дома в целом) были бы оборудованы указанными стабилизаторами давления газа, то жильцы при повышении давления газа со штатных 20 мбар до, как минимум, 500 мбар (т.е. в 25 раз!!!) просто ничего бы не заметили: давление газа на выходе стабилизатора давления оставалось бы неизменным. Это еще один и, может быть даже, самый серьезный аргумент в пользу самого широкого применения рассматриваемых устройств как в городе, так и в сельской местности!

Приглашаем заинтересованные газоснабжающие и строительные организации к сотрудничеству при реализации подобных проектов, направленных на повышение технического уровня российских газораспределительных сетей и повышение за счет этого качества жизни в газифицированных поселениях!

Литература:

1. СП 62.13330.2011 Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 с изменением №1. Утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 780 и введен в действие с 20 мая 2011 г. Зарегестрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 62.13330.2010
2. ГОСТ Р 51982-2002. «Регуляторы давления для газовых аппаратов с давлением на входе до 20 кПа. Общие технические требования и методы испытаний».  Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 15 декабря 2002 г. N 474-ст. Дата введения 2004-01-01.
3. Золотаревский С.А., Апарин Е.Л. «Состояние и перспективы развития рынка домового газового оборудования.» - Трубопроводная арматура и оборудование, 2013, №4
4. Золотаревский С.А. «Рынок домового газорегуляторного оборудования – 2014. Перспективы и надежды.» - Трубопроводная арматура и оборудование, 2014, №1