Газификация промышленных объектов: возможности и правила газоснабжения производственных предприятий

Какие факторы становятся причиной создания газоснабжающей системы для завода, фабрики, комбината или электростанции? Прежде всего, газификация таких объектов обеспечивает стабильное отопление.

Во-вторых, это возможность постоянной подачи горячей воды. В-третьих, газ используется как топливо в различных технологических процессах, а для некоторых компаний требуется также подача пара.

В данной статье мы подробно рассмотрим организацию систем газоснабжения на производственных объектах, описав варианты их устройства и наиболее востребованные типы. Мы также проанализируем затраты, связанные с прокладкой магистральных газопроводов.

Типы газообразного топлива

Главными потребителями газа являются заводы и электростанции, использующие его как высокоэффективное топливо. В химической, металлургической и машиностроительной отраслях газ также активно применяется в технологических процессах. Ещё в пищевой промышленности городов наблюдается растущее направление на использование газа.

Газоснабжение промышленных объектов может осуществляться различными методами в зависимости от источников топлива. Крупные предприятия используют собственные газовые источники, в том числе генераторный, коксовый и доменный газ. При переработке угля получаются искусственные газы: светильный и коксовый газ.

В результате химических реакций в производстве образуется газ как побочный продукт. Если возникает нехватка ресурса, предприятия часто подключаются к магистральному газопроводу, откуда получают природный газ — как стандартный, так и попутный нефтяной.

Процесс коксования или пиролиза угля осуществляется при его нагреве до высоких температур в печах, не пропускающих кислород. В ходе этого процесса кроме других побочных продуктов образуются газообразные соединения.

Наилучшим источником топлива для газоснабжения считается природный газ, благодаря своим преимуществам:

• доступная цена;
• высокая теплотворность;
• дешевая и быстрая транспортировка;
• минимальное количество вредных выбросов в атмосферу при сжигании;
• возможность полной автоматизации процесса горения.

Газ выделяется на фоне других видов топлива тем, что его транспортировка в основном осуществляется по трубам, что позволяет освободить пространство на заводах от твердых видов топлива и их остатков. Также отпадает необходимость в транспортировке больших объемов топлива.

Системы газоснабжения

Газификация производственных предприятий может осуществляться по нескольким схемам, которые различаются в зависимости от проектных условий конкретного объекта.

Выбор конкретной схемы газоснабжения или их комбинации зависит от специфических условий проектирования. Комбинированные схемы обычно применяются, когда потребление газа в различных цехах сильно различается.

Одноступенчатые системы газоснабжения разрабатываются, когда:

• предприятие будет подключено к городской газовой магистрали с низким давлением;
• предусматривается подключение к городской сети через центральный газорегуляторный пункт для обеспечения низкого давления в системе;
• реализуется подключение к городским сетям, включая газораспределительный пункт с будущим средним давлением газа.

Двухступенчатые системы проектируются в следующих случаях:

• для подключения цеховых газораспределительных узлов к городской магистрали через распределительные пункты средней и низкой степени давления;
• при соединении цеховых установок к городской сети среднего давления;
• для подключения цеховых газораспределительных установок к центральному газорегуляторному пункту городских сетей с учетом давления;
• при присоединении к центральному газораспределителю при среднем уровне давления в межцеховых трубах и низком в цехах.

Проектируя систему газоснабжения для отдельного производственного объекта, инженеры часто сталкиваются с необходимостью комбинирования схем в зависимости от специфических условий.

Централизованная газификация промышленных предприятий

Системы газоснабжения для промышленности включают в себя множество компонентов.

К основным элементам относятся:

• вводные газопроводы на территорию предприятия;
• межцеховые газопроводы;
• внутрицеховая газовая система;
• регуляторные установки;
• приборы для измерения расхода газа;
• обвязочные газопроводы для потребляющих устройств.

Газификация через подключение к магистральному газопроводу характерна в первую очередь для ведущих заводов промышленности. Мелкие и средние предприятия чаще используют услуги городского газоснабжения.

Прокладка трубопроводов выполняется согласно техническому решению проекта, принимающего во внимание все особенности местности и условия. При этом зачастую используются земляные насыпи или опоры.

Газоснабжение производств осуществляется от закольцованной распределительной сети. Выделяются три уровня давления: высокий, средний и низкий, при этом большинство производств питается от сетей с высоким и средним давлением. Небольшое количество малых городских предприятий справляется с низким давлением.

Для крупных объектов используются два вводных трубопровода, которые соединяются на территории завода. Трубопроводы могут быть как наземными, так и подземными.

Наземные трубопроводы предпочитают чаще, поскольку их проще проверять и обслуживать, а в случае утечки газовые хранилища менее опасны и меньше подвержены коррозии.

Они устанавливаются на опоры или прокладываются вдоль огнестойких стен и зданий. Высота прокладки регулируется стандартами.

Наземные системы могут функционировать в условиях переменного теплового режима и допускается их установка вдоль наружных стен, на которых расположены производственные помещения категорий Г и Д. Также возможна прокладка по огнеупорным покрытиям зданий первой и второй степеней огнестойкости.

На трубопроводах устанавливаются краны и задвижки с линзовыми компенсаторами: один за пределами здания и несколько — в зависимости от потребностей внутри объекта.

На крупных заводах каждому межцеховому газопроводу присваивается индивидуальная схема, зависящая от уровня потребления газа. Эти схемы различаются количеством, размещением и типами газорегуляторных пунктов.

На малых фабриках, использующих закольцованную раскладку сетей с низким давлением, обычно не предусмотрены газорегуляторные пункты, но требуется установка устройства для измерения расхода газа.

Если давление превышает необходимые значения, на территории объекта устанавливается centralный газораспределительный пункт, который снижает его до нужного уровня.

При возникновении необходимости в других уровнях давления в отдельных цехах, устанавливаются газораспределительные установки для регулирования показателей.

Современные технологии дают возможность интеграции нового оборудования, что значительно упрощает управление подачей газа и его распределением в трубной системе, минимизируя риски в случае утечек и непредвиденных ситуаций.

Если каждому цеху на заводе нужен свой уровень давления, предусмотрена возможность прокладки газопровода в каждый отдельный цех, для чего требуется установка газораспределительной установки.

Потребление газа на различных предприятиях может варьироваться и зависит от множества факторов. Обычно максимальное потребление имеет место в дневное время, когда осуществляется большинство технологических процессов.

В будние дни объем расходуемого газа значительно превышает количество в выходные. Однако есть фабрики, которые работают непрерывно без простоев.

При расчете потребления газа также важно учитывать сезонные колебания. В зимнее время в холодных регионах потребление может значительно возрасти по сравнению с летними месяцами. Нерегулярность в потреблении газа приводит к возникновению ряда проблем.

Летом отдаленные трубопроводы часто работают с меньшей нагрузкой, тогда как зимой может возникать необходимость ограничить или полностью прекратить подачу газа на определенные участки.

Выбор газгольдера необходимого объема значительно улучшил возможности промышленных предприятий в организации стабильного и эффективного газоснабжения. При осуществлении покупки газгольдера важно удостовериться в том, что он соответствует стандартам качества, установленным в Европе.

Для создания автономных газовых сетей на предприятиях, расположенных в труднодоступных местах, где прокладка газопровода затруднена, используются специальные резервуары — газгольдеры, предназначенные для использования в промышленности. Этот метод также подходит, когда строительство стандартного газопровода становится экономически нецелесообразным.

С целью полного использования ресурсов в летний период устанавливаются буферные потребители, которые могут функционировать на нескольких типах топлива. Эти устройства позволяют быстро переключаться между разными источниками энергоснабжения.

Автономное газоснабжение предприятий

Если предпринимателю интересно, как газифицировать свое производство, одним из решений может стать подключение к централизованной системе газоснабжения. Однако законы также позволяют использовать автономные газовые источники.

Преимущества автономного газоснабжения заключаются в уменьшении потребления газа из центральных сетей. Затраты на организацию самостоятельного газохранилища, как и на установку газгольдера на загородном участке, значительно ниже, чем на прокладку трубопроводов и подключение к общей газовой сети.

Такие установки могут использоваться для:

• поставки топлива для когенерационных установок, обеспечивающих эффективное производство электрической и тепловой энергии;
• подачи топлива к газовым инфракрасным обогревателям;
• обеспечения бесперебойной работы газогенераторов;
• питания котлов, работающих на газе.

На промышленных предприятиях газ может быть как основным источником энергии, так и использоваться для резервного энергоснабжения. В этом случае устанавливаются газгольдеры, монтаж которых должен строго соответствовать действующим нормам и правилам (ГОСТ и СНиП).

Корпусы газгольдеров обрабатываются защитными слоями, чтобы предотвратить электрохимическую коррозию.

Большинство газгольдеров проектируются для установки под землей. Это решение позволяет сэкономить место на производственной площадке и использовать наземную территорию для других нужд. Подземные установки также покрываются защитным слоем в процессе производства.

К необходимым компонентам для развертывания автономной газовой системы на объекте можно отнести:

• Жидкостные или электрические испарители, комплектуемые регуляторными устройствами для увеличения производительности;
• Смесители на трубопроводах, соединяющих предприятия с центральными магистралями;
• Узел для слива конденсата;
• Газопроводы для разных фаз газа;
• Конденсатосборники, собирающие и направляющие конденсат к испарителям или системам его утилизации;
• Систему управления для автоматизации контроля работы резервуарного парка.

Работа резервуарных установок осуществляется согласно следующему алгоритму:

• Заполнение резервуара жидким газом;
• Хранение газа под давлением;
• Подача жидкой фазы в испаритель;
• Превращение жидкой фазы в газообразную;
• Подача газообразной фазы к оборудованию и горелкам.

Распределение газа к испарителю осуществляется с помощью насосов. Комплекс должен обязательно включать автоматизированную систему контроля.

Среди недостатков подземного хранения газа можно отметить высокую стоимость установки и риски, связанные с недостаточной утепленностью системы, что может привести к замерзанию. Также существуют недобросовестные поставщики, которые могут поставлять неочищенный газ. Работая с газом, необходимо проявлять повышенное внимание.

Процедура газификации промышленного предприятия не зависит от того, используется ли газ как основной источник энергии или как резервный. Для газификации компании потребуется выполнить несколько последовательных шагов.

На этапе проектирования уточняется и детализируется концепция газификации предприятия с указанием последовательно газифицируемого оборудования, коммуникационных систем, цехов и самого предприятия.

Первым шагом является подача заявки в проектный институт, где проводятся теплотехнические расчеты, а также определяется потребность газифицируемого объекта в газе с учетом технологических условий.

Следующий этап — это обращение в газораспределительную организацию региона с просьбой предоставить справку о технической возможности подключения объекта к газовой сети.

К этому запросу прикладываются ситуационный план и проведенные в проектном институте теплотехнические расчеты.

Одним из обязательных компонентов системы газоснабжения является установка устройства для измерения расхода газа. Это оборудование позволит контролировать потребление топлива, рассчитывать расходы, а также выявлять утечки в труднодоступных местах.

В региональной газораспределительной организации также необходимо получить справку о возможности подключения к газовым сетям.

Чтобы получить технические условия на газификацию в проектно-техническом отделе, разрабатывающем проект и смету, требуется согласие на использование природного газа в качестве топлива.

Также подписывается трехсторонний договор между газоснабжающей компанией, потребителем и газораспределителем. После получения всех необходимых документов и разрешений производится монтаж оборудования и запуск систем газоснабжения.

Стоимость газификации

Использование природного газа выделяется своей экономической эффективностью, бесперебойностью и высокими экологическими характеристиками. Понимая преимущества газификации, владельцы промышленных предприятий задаются вопросом о стоимости подключения.

Этот вопрос также актуален для собственников частных домов, которых интересует цена подключения не меньше, чем руководителей крупных организаций. Расходы для частных и коммерческих потребителей схожи, различия в основном касаются тарифов.

Газопровод можно проложить только при наличии одобрения технической возможности от газораспределительной компании. После этого составляется смета на выполнение работ.

С одной стороны, документацию можно собрать самостоятельно, однако это потребует времени и может возникнуть множество трудностей с оформлением. Монтаж газовых сетей должен соответствовать установленным стандартам и нормам.

Задачу по прокладке газопроводов смогут выполнить только компании, специализирующиеся на этих видах работ. Можно воспользоваться услугами мелких подрядчиков или крупных специализированных служб.

С другой стороны, на рынке можно найти компании, предлагающие комплексные услуги по организации газоснабжения для промышленных и коммерческих объектов. Они выполнят весь спектр работ, включая оформление документов, закупку оборудования и монтаж.

Комплексные услуги по прокладке газопроводов, включая поэтапное сопровождение от проектирования до запуска, предлагают только сертифицированные компании. Обращение к неподготовленным специалистам может привести к остановке работ на первоначальных этапах.

Безусловно, услуги таких организаций стоят немалых денег. Однако они обеспечивают высокое качество работы и выполняют заказы в максимально сжатые сроки.

Стоимость услуг профессиональных компаний может варьироваться в зависимости от ряда факторов:

• мощности монтируемого оборудования в кВт;
• числа объектов, подлежащих газификации, на территории предприятия;
• наличия и количества технологических устройств, потребляющих газ;
• рассчитанной длины газопровода в метрах;
• геологических условий в районе прокладки газопровода.

Чтобы сократить расходы на газификацию, следует учитывать несколько рекомендаций:

• Утепление газопроводных конструкций поможет сократить теплопотери к отопительным объектам и уменьшить мощность оборудования;
• Установка современных отопительных систем быстро окупится благодаря их высокой энергоэффективности;
• Если вблизи находятся промышленные объекты, следует рассмотреть возможность совместного проектирования газопроводов;
• Необходимо тщательно рассчитать оптимальную трассу и способ прокладки газопроводов.

В среднем, весь процесс газоснабжения, начиная с проектирования и заканчивая запуском систем, занимает от 12 до 15 месяцев.

Заключение и полезные материалы

Как выбрать и установить газгольдер:

Прокладка газопровода под землей:

Установка газопроводов и сопутствующих газовых систем на промышленных объектах представляет собой сложный и многоступенчатый процесс, требующий учёта множества нюансов и особенностей. Для успешного выполнения этого процесса необходимо подготовить значительные финансовые средства на оборудование и монтаж.

Тем не менее, инвестиции начинают приносить прибыль уже в краткосрочной перспективе. Это объясняется приемлемой ценой на природный газ, удачным сочетанием цены и качества, а также высоким уровнем экологической безопасности. Организации не понадобится приобретать дорогостоящие очистные установки для минимизации негативного влияния на природу.

Стоит отметить несколько потенциальных трудностей, с которыми может столкнуться компания. Могут возникнуть сложности с получением необходимых разрешений и лицензий. Кроме этого, потребуется согласие владельцев земельных участков, через которые планируется прокладка трубопровода. Все эти вопросы вполне решаемы при верном подходе к делу.

Учитывая, что работа с газом требует особой ответственности и профессионализма, очень важно подбирать надежного подрядчика. Рекомендуется сотрудничать с организациями, обладающими положительным опытом в области прокладки газовых сетей. Такая компания должна разбираться во всех аспектах своей работы и понимать свою ответственность.

В сложных ситуациях может потребоваться взаимодействие с органами государственного контроля и выполнение их указаний и рекомендаций. Кроме того, в процессе прокладки и установки труб могут понадобиться изменения и корректировки.