Газовое отопление жилых домов
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Отопление
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 344
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-1614-6
Артикул: 842698.01.99
Рассмотрены вопросы, связанные с устройством и эксплуатацией газового отопления жилых домов. Даны сведения о газовых сетях и отопительных системах, дымоудалении, о котлах, в том числе настенных, колонках, конвекторах. Приведены требования к приборам учета газа, контролю загазованности. Для студентов профессиональных учебных заведений, специалистов, занятых проектированием, строительством и эксплуатацией систем отопления жилых домов. Может быть использовано при обучении рабочих и специалистов с последующим допуском к выполнению газоопасных работ. Жильцы индивидуальных домов найдут ответы на вопросы, связанные с устройством и эксплуатацией отопительного оборудования.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
- ВО - Магистратура
- 08.04.01: Строительство
- ВО - Специалитет
- 08.05.01: Строительство уникальных зданий и сооружений
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В. А. ВЕРШИЛОВИЧ ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ Учебное пособие Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2024
УДК 696.2 ББК 38.763 В37 Р е ц е н з е н т : генеральный директор ООО «Промэнергогаз» Язовцев Виктор Владиславович Вершилович, В. А. В37 Газовое отопление жилых домов : учебное пособие / В. А. Вершилович. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 344 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-1614-6 Рассмотрены вопросы, связанные с устройством и эксплуатацией газового отопления жилых домов. Даны сведения о газовых сетях и отопительных системах, дымоудалении, о котлах, в том числе настенных, колонках, конвекторах. Приведены требования к приборам учета газа, контролю загазованности. Для студентов профессиональных учебных заведений, специалистов, занятых проектированием, строительством и эксплуатацией систем отопления жилых домов. Может быть использовано при обучении рабочих и специалистов с последующим допуском к выполнению газоопасных работ. Жильцы индивидуальных домов найдут ответы на вопросы, связанные с устройством и эксплуатацией отопительного оборудования. УДК 696.2 ББК 38.763 ISBN 978-5-9729-1614-6 © Вершилович В. А., 2024 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024
ВВЕДЕНИЕ В обеспечении комфорта в жилом доме важную роль играет отопление. В России невозможно представить современное жилище, в котором отсутствует отопительное оборудование. Климатические условия таковы, что отопительный период в отдельных регионах длится до 9 месяцев. Обеспечение температурного режима в жилых домах требует специальной инженерной системы – отопительной. Ее основой является устройство, которое преобразует различные энергоносители для получения тепла. Возможно отопление с использованием электрической энергии, тепла подземных источников или тепла, получаемого при сжигании топлива. Последний способ является самым популярным. Электрическое отопление дороже всех и применяется нечасто. Экономически его допустимо применять для отопления небольших по площади домов в районах с относительно мягким климатом. Тепловые насосы используют тепло земли или грунтовых вод. Они обеспечивают значительную экономию при эксплуатации, так как используют бесплатное подземное тепло. В то же время его преобразование до необходимых параметров требует расхода электроэнергии, но не столь значительного, как при отоплении электричеством. Все бы хорошо, но само оборудование теплонасосной установки и ее монтаж являются дорогостоя- щими. Сжигание органического топлива – самый древний способ обогрева человеческого жилища. Сначала были костры в пещерах. Затем – очаги и печи в каменных домах и деревянных избах, которые служили, да и сейчас зачастую служат для создания приемлемых условий жизни. За многие века удалось усовершенствовать технологию получения тепла и сделать ее безопасной и удобной. Люди сжигали дрова и другие растительные остатки, потом – уголь. И сейчас твердое топливо используется, но только там, где отсутствует или относительно дорог природный газ. Дизельное топливо в России применяется нечасто, хотя в Европе это достаточно популярный источник получения тепла. 3
В. А. Вершилович ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ Все вышеперечисленные способы отопления: электричество, тепловые насосы, твердое и жидкое топливо, – применяются в России при отсутствии природного газа, который является самым эффективным энергоносителем. Он недорог. Его сжигание можно полностью автоматизировать. При горении выделяется минимальное количество вредных веществ, что делает природный газ самым экологичным видом топлива. Также применяется сжиженный углеводородный газ (СУГ), который стоит дороже и требует емкостей для хранения, поэтому не столь доступен в сравнении с природным газом. В жилых домах для отопления используют два теплоносителя: воду или воздух. Вода применяется намного чаще из-за высокой теплоемкости. Еще один важный элемент жилого дома – система горячего водоснабжения. Вода для удовлетворения санитарно-бытовых нужд может нагреваться отдельным устройством – проточным или емкостным водонагревателем. В то же время существуют двухконтурные газовые аппараты, которые работают на отопление и горячее водоснабжение. Газовое теплоснабжение – самый распространенный способ обогрева частных жилых домов, а также получения горячей воды. В рамках догазификации число потребителей услуги постоянно растет. В книге дана основная информация по сетям газопотребления, дымоотведению и отопительной системе, необходимая для лиц, монтирующих и эксплуатирующих отопительные системы. 4
ГЛАВА 1. ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО В России для газоснабжения индивидуальных жилых домов используются природный газ или сжиженный углеводородный газ (СУГ). Эти два вида газового топлива значительно отличаются друг от друга. У них разные составы, физико-химические свойства, способы получения и транспортировки. Этими различиями обусловлены разные способы доставки газового топлива до мест использования, некоторые особенности процессов эксплуатации и обслуживания, ряд отличий в мерах обеспечения безопасности. 1.1. ПРИРОДНЫЙ ГАЗ О горящих недрах Первые сведения о горючих газах встречаются в рукописях древних историков. Геродот писал о «вечных огнях» на горе Химера, расположенной на территории современной Турции. О горящих факелах, выходящих из земли, было известно в Азербайджане, Иране, Индии, что привело к появлению в этих регионах огнепоклонства. До сих пор сохранились памятники древности в местах «вечных огней». Один из них – храм огнепоклонников (рис. 1.1) в Сураханах на Апшеронском полуострове, в 30 км от столицы Азербайджана, Баку. Он построен в XVII–XVIII вв. на месте горящих выходов природного газа. Храм носит название Атешгях, что может быть переведено как «Дом огня». 5
В. А. Вершилович ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ Рис. 1.1. Храм огнепоклонников в Сураханах На территории России еще в 50-е годы на волжских островах в районе Саратова горели природные вечные огни. В настоящее время самым известным горящим выходом природного газа в мире является кратер Дарваза (рис. 1.2), находящийся в Туркменистане. Еще во времена СССР, в 1971 году геологи при бурении разведочной скважины попали в подземную пустоту. В нее провалились верхние слои грунта вместе с буровой вышкой. Газ подожгли, надеясь, что пожар быстро потухнет. Но ошиблись. С 1971 года по настоящее время газ горит непрерывно. Диаметр кратера – 60 м, глубина доходит до 20 м. Рис. 1.2. Кратер Дарваза Откуда берется природный газ Традиционно природный газ добывают из подземных месторождений, газовых и газоконденсатных. В настоящее время большинство ученых придерживается версии происхождения нефти и газа при разложении органических останков растений и животных. Углеводородные газы содержатся в различных типах залежей. Чисто газовые месторождения состоят в основном из метана. Газоконденсатные залежи кроме газообразных углеводородов, в том числе пропана и бутана, содержат значительные объемы тяжелых фракций: пентановых и более высоких. Горючие газы есть и в 6
ГЛАВА 1. Газовое топливо нефтяных месторождениях, где кроме нефти имеются газообразные углеводороды. Метана в них мало, но есть этан, пропан, бутан. В последние десятилетия ведется активная добыча природного газа из альтернативных источников. Метан получают при дегазации угольных пластов, что позволяет повысить безопасность работ при разработке угольных месторождений. Годовая добыча метана на угольных месторождениях США находится в пределах 60 млрд м3. По отдельным оценкам, мировые запасы шахтного метана составляют 260 трлн м3. Рис. 1.3. Горючий сланец Сланцевый газ – другая альтернатива природному газу из традиционных месторождений. Он добывается из горючих сланцев (рис. 1.3), самой распространенной осадочной породы. Сланцевый газ явился причиной прорывного роста добычи газового топлива в США, в результате которого североамериканцы вышли на первое место в мире. Благодаря нетрадиционным источникам газового топлива США в 2009 году возглавили список газодобывающих стран. Добыв 624 млрд м³ газа, они опередили Россию, где в том же году получили 582,3 млрд м³. И, наконец, метан содержится в кристаллогидратах, образующихся из воды и газа при низкой температуре и повышенном давлении. Гидрат метана стабилен при температуре 0 °C и давлении порядка 2,5 МПа. Такие условия имеются на морском дне при глубине 250 м и более. Другие места скопления кристаллогидратов – районы вечной мерзлоты. Мировые запасы метана в гидратах определяются пока весьма приблизительно. По отдельным оценкам, они составляют 23 000 трлн м3. В настоящее время не разработана технология, позволяющая получать газовое топливо из кристаллогидратов в промышленных масштабах с приемлемой себестоимостью. 1.2. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА РОССИИ Природный газ в России добывается из традиционных месторождений: газовых, газоконденсатных, газонефтяных. Самый большой газонос- 7
В. А. Вершилович ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ ный район расположен на территории Ямало-Ненецкого автономного округа. Здесь расположены как крупнейшие месторождения: Бованенковское, Уренгойское, так и меньшие по запасам: Медвежье, Русское, Заполярное и другие (рис. 1.4). Суммарные запасы всех месторождений на полуострове Ямал и прилегающем шельфе Карского моря оцениваются в 20,4 трлн м3. Богатые углеводородами территории входят в состав Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Области на севере провинции преимущественно газоносные. Южнее расположены нефтегазоносные участки, основной ресурс которых – нефть. Рис. 1.4. Месторождения Ямало-Ненецкого автономного округа Самым известным на Ямале является Уренгойское месторождение, открытое в 1966 году. Добыча ведется с 1978 года. Здесь более 1300 скважин, а первоначальные запасы оценивались более чем в 10 трлн м3. В настоящее время основную ставку в освоении богатств Ямала делают на Бованенковское месторождение, начальные запасы которого оцениваются в 4,9 трлн м3. Ежегодно планируется добывать 115 млрд м3. Другие регионы добычи газа в России Ямал является основным регионом для газовой промышленности России. Но есть еще несколько регионов, где ведется интенсивная эксплуатация крупных газовых месторождений: – республика Коми; – Оренбургская и Астраханская области; 8
ГЛАВА 1. Газовое топливо – республика Саха (Якутия); – Сахалинская область. Рис. 1.5. Месторождения республики Коми В республике Коми самым освоенным является Вуктыльское газоконденсатное месторождение, где добыча ведется с 1968 года. Начальные запасы оценивались в 388 млрд м3. В настоящее время оно выработано на 85 %. Месторождение имеет высокое содержание растворенного в газе конденсата – до 360 г/м3. По этой причине добытое сырье проходит обработку на Сосногорском газоперерабатывающем заводе. Кроме Вуктыльского месторождения на Сосногорский завод поступает сырье Западно- Соплесского, Югидского и других месторождений (рис. 1.5). На юге находятся Оренбургское и Астраханское месторождения. Первоначальные запасы в Оренбурге оценивались в 2 трлн м3, в Астрахани – в 2,5 трлн м3. Месторождения входят в состав Волго-Уральского нефтегазоносного бассейна. Он расположен между Волгой и Уралом и протянулся с севера на юг по территории Удмуртии, Пермского края, Татарстана, Башкортостана, а также Самарской, Волгоградской, Астраханской, Оренбургской и Саратовской областей. В настоящее время эти месторождения значительно выработаны. 9
В. А. Вершилович ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ Перспективы На сегодняшний день газовое могущество России прирастает Восточной Сибирью, Дальним Востоком и, в перспективе, шельфом арктических морей. В водах Дальнего Востока добыча ведется на шельфе Охотского и Японского морей, Татарского пролива, прилегающего к Сахалину. Открыто девять нефтегазоносных участков с совокупными запасами природного газа в 1,19 трлн м³. Именно на Сахалине в 2009 году начал работу первый в России завод по производству сжиженного природного газа (рис. 1.6). Рис. 1.6. Сахалинский завод СПГ В республике Саха (Якутия) находится Чаяндинское месторождение, являющееся ресурсной базой магистрального газопровода «Сила Сибири» (рис. 1.7). В конце 2022 года подача газа в «Силу Сибири» началась еще с одного месторождения – Ковыктинского, где формируется Иркутский центр газодобычи. Дальнейшее развитие газовой отрасли в России будет происходить на шельфе арктических морей. Штокмановское газоконденсатное месторождение расположено в Баренцевом море на расстоянии 550 км к северо- востоку от Мурманска. Оно открыто в 1981 году. Запасы оцениваются в 3,9 трлн м3. Добыча и дальнейшая транспортировка газа в суровых условиях Арктики является сложнейшей технической задачей. Большая удаленность от берега, значительная глубина, суровый климат требуют уникальных технологий. В настоящее время предполагается реализовать проект освоения Штокмановского месторождения к 2030 году. 10