книги из ГПНТБ / Фурман И.Я. Регулирование неравномерности газопотребления

ности стояния температур наружного воздуха по Москве. Для характеристики суточных колебаний температур может быть также использована обобщающая многолетняя кривая среднесуточных температур наружного воздуха по продолжительности. Для хара­ ктеристики суточных колебаний топливной нагрузки строятся кривые Рсссандра для каждого месяца. Для этого используются данные суточных расходов газа на отопительные нужды, которые определяются следующим образом.

41

ния в данный месяц распределяется по интервалам продолжи­ тельности стояния температур пропорционально удельному весу значений g в общем итоге. Для того чтобы получить значение суточных расходов газа на отопительные нужды в данном интер­ вале продолжительности стояния температур, необходимо полу­ ченное значение расхода газа для определенного интервала продол-

42

жительности стояния температур разделить на число дней этого стояния. Полученные значения позволяют определить для данного месяца суточные расходы газа на отопительные нужды в пределах интервалов продолжительности стояния температур. Для других зимних месяцев можно пользоваться данными полученных расчетов.

готовлен альбом, в котором для нескольких крупных городов составлены графики колебаний тепло­

вой нагрузки в зависимости от изменения температур наружного воздуха. Для примера приведем соответствующий график для Моск­ вы (рис. 6).

На этом графике показана связь температур наружного воздуха с коэффициентом кт, который определяется на основании следующего расчета:

тельного периода п, можно получить значения расхода газа g{ для любой температуры:

В некоторых зарубежных странах принимается несколько иная методика расчета расхода топлива (или газа) на отопительные нужды с учетом температурных колебаний. В зависимости от продолжи­ тельности стояния температур в интервалах времени по многолетним данным определяются сезонные колебания числа градусо-суток

43

Т а б л и ц а 16

Пример определения суточных расходов газа на нужды отопления для Москвы в январе

для различных районов и в среднем по стране. В табл. 17 по материа­ лам ЕЭК ООН [13] приводятся соответствующие данные для неко­ торых европейских стран.

Аналогичные данные по США приводятся в [14]. Переход от об­ щего числа градусо-суток к среднесуточному расходу газа на отопле­ ние осуществляется на основании установленных усредненных нормативов расхода газа на каждые градусо-сутки с учетом продол­ жительности отопительного периода. Максимально-суточные расходы определяются в результате деления полученных данных о средне­ суточном потреблении газа на нужды отопления на принятый для каждого района коэффициент нагрузки. (Например, для района Детройта коэффициент нагрузки принят в размере 0,29.)

Когда требуется значительно менее детальная оценка прогнозных параметров неравномерности газопотребления, достаточно определе­

прогнозировать основные параметры, характеризующие неравно­ мерность газопотребления.

В табл. 18 по результатам расчетов показана зависимость между удельным весом отопительной нагрузки в суммарном газопотреб­ лении и показателем а. На основании приведенных в табл. 18 данных

^можно сделать некоторые выводы.

44

t При температуре воздуха ниже + 4 , 5 ° С.

1.Диапазон колебаний показателя а довольно велик: примерно от 7—8 до 33—35%. Это показывает, что даже при укрупненных расчетах нельзя пользоваться каким-то одним усредненным показа­ телем, так как степень ошибки при этом будет довольно значительной.

Внастоящее время чаще всего пользуются значением а, равным 10%, введенным в практику еще в 1960 г. [5].

2.Средние значения показателя а лежат в пределах 12—15%. Однако следует иметь в виду, что в табл. 18 данные расчеты получены для определения неравномерности газопотребления без учета уровня

45

проектной загрузки газопровода. В случае резервирования про­ пускной способности газопровода приведенные в табл. 18 значения будут снижаться в зависимости от резерва, а также конфигурации графика неравномерности. Так, для центральных районов страны при коэффициенте загрузки газопроводов 0^85 значения показа­ телей а, приведенные в табл. 18, снижаются примерно в два раза.

3. При небольшом удельном весе отопительной нагрузки колеба­ ния значения показателя а для различных экономических районов невелики и лежат в пределах 1—2%. С увеличением доли отопления

всуммарном газопотреблении расхождение значений сезонной

Рис. 7. Зависимость показателя а от величины отопительной нагрузки для различных районов страны:

1 — Средняя Азия; 2 — Центр; з — Северо-Запад.

отраслевой структуре потребления газа влияет продолжительность отопительного сезона, а также соотношение максимального расхода газа на отопление и среднемесячный его расход на те же нужды. Чем продолжительней отопительный сезон и меньше это соотношение, тем более полого проходит кривая сезонного расхода газа на нужды отопления, и наоборот.

На рис. 7 показана зависимость показателя а от удельного веса отопительной нагрузки для трех экономических районов страны, значительно отличающихся между собой климатическими условиями,

— Северо-Запада, Центра и Средней Азии. Если в левой части графика при удельном весе отопления 2—5% эти кривые проходят довольно близко друг от друга, то по мере роста этой нагрузки разница между сезонной неравномерностью при одной и той же отраслевой структуре все больше увеличивается. При удельном весе отопления 30—40% (что будет характерно для городов с неболь­ шой долей промышленного потребления) разница в значении пока­ зателя а составляет уже 7—10%.

Аналогично расчетам для укрупненных значений неравномер­ ности было проведено определение численных значений показателя

46

hc в зависимости от удельного веса отопительной нагрузки и продол­ жительности отопительного сезона по нескольким экономическим районам страны.

Как видно из приведенных в табл. 19 данных, показатель кс в зависимости от факторов, отмеченных выше, колеблется в довольно широких пределах — от 243 до 123 суток. При колебаниях доли отопительной нагрузки в наиболее вероятных пределах (от 5 до 15%) значения hc составляют для Северо-Запада и Запада 220—240 суток, для Центра и Урала 215—235 суток, для Украины и Северного Кавказа 210—230 суток и для Закавказья и Средней Азии 180—215 суток использования максимума. Бесспорно, что приведенные пока­ затели определены с известной условностью. Однако для укрупненных расчетов ими, на наш взгляд, вполне можно пользоваться.

Т а б л и ц а 19

Зависимость числа суток использования максимума от удельного веса отопительной нагрузки и продолжительности отопительного сезона по экономическим районам страны

П р и м е ч а н и е . Города, применительно к которым велся расчет по каждому районуї приняты те же, что и в табл. 18.

3. УЧЕТ МНОГОЛЕТНИХ КОЛЕБАНИЙ

ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ РЕЖИМОВ ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ

Как было отмечено выше, кроме сезонных, внутримесячных, внутринедельных и внутрисуточных колебаний газопотребления имеют место и многолетние. Наличие таких колебаний обуславли­ вается тем, что в каждый фактический год температура наружного воздуха в зимнее время, а следовательно, и расход газа могут не совпадать со средними многолетними данными. Поэтому в случае наступления холодных зим (т. е. зим со средними значениями темпе­ ратур ниже многолетних данных) потребность в газе будет выше, чем это определено по средним многолетним данным, и наоборот. Это обстоятельство имеет очень важное значение при прогнозирова-

47

нии режимов газопотребления, потому что высокая надежность обеспечения газом потребителей может быть получена лишь в том случае, если будут учтены эти многолетние колебания.

Трудности в регулировании неравномерности газопотребления в значительной мере связаны с многолетними колебаниями темпера­ тур наружного воздуха. Кроме таких факторов, как отсутствие необходимого числа подземных хранилищ и недостаточное исполь­

более низкими, чем средние многолетние. Именно это обстоятельство

при отсутствии соответствующих резервов и приводило к перебоям

вгазоснабжении, падению давления

вгородских сетях, необходимости

работана методика учета многолетних колебаний при прогнози­ ровании режимов газоснабжения [17]. В соответствии с этой методи­ кой изменения температур за многолетний ряд наблюдений оцени­

ряд лет частоту повторения температур наружного воздуха в приня­ том интервале ее значений. На рис. 8 приводится многолетняя кривая стояния среднесуточных температур наружного воздуха по Ленин­

По закону больших чисел, эта кривая является типичной для данного

48

района и позволяет определить относительную частоту наступления

понимается число лет, за которые в данные календарные сутки темпе­ ратура -наружного воздуха не превышает заданного значения. Например, если для данных календарных суток при температуре наружного воздуха — 15° С величина Pt принимается равной 20%, это означает, что в среднем только для 20 лет из ста в данном районе температура наружного воздуха в эти сутки будет ниже принятой. Зная изменение расхода топлива на каждый градус изменения

можно найти суточный расход топлива при заданной обеспеченности.

Значения Pg обратны по величине расходу топлива на отопитель­ ные нужды. Чем меньше показатель Pg, тем выше уровень надеж­ ности покрытия максимальных расходов тепла (Рг = 100 — Pg). По мере увеличения значения Рг растут обеспеченность (надежность) газоснабжения и расходы на ее обеспечение. Для того чтобы иссле­ довать вопрос о размере увеличения этих расходов, необходимо проанализировать диапазон изменения расходов топлива (или газа) при изменении уровня обеспеченности газоснабжения Рг.

Сходные результаты получены и в Энергетическом институте Сибирского отделения АН СССР. По данным Л. С. Хрилева, годовой расход тепла на отопление за многолетний период колеблется по отношению к среднемноголетней величине от 114 до 0,82—0,88% для Иркутска, Свердловска и от 117—120 до 74—78% для Киева, Ленинграда и Москвы [15 ].

1 Необходимо отметить, что 38-летний ряд наблюдений дает вполне пред­ ставительные данные. Например, переход по Москве от 38-летнего ряда наблюдений к 149-летнему изменил диапазон колебаний суточных расходов очень незначительно — от 116—87 до 115—84%.

Примерно тот же порядок величин ,колебаний отопительной нагрузки от среднемноголетних показателей приводится и в зарубеж­

Рис. 9. Прогнозный график неравномерности газо­ потребления по одному из городов:

I — жилые квартиры; 2 — предприятия и учреждения городского хозяйства; з — печи промпредприятий; 4 — ото­ пление жилых и общественных зданий; 5 — котельные пред­ приятий; 6 — электростанции.

Приведенные по СССР данные показывают, что при определении параметров средств регулирования с резервом для северных рай­ онов на 15—20%, для центральных на 20—25% и для южных на 30—35% мы обеспечим высокую надежность систем газоснабжения и их относительную независимость от многолетних температурных колебаний. При учете .многолетних колебаний газопотребления на отопительные нужды возникает задача соизмерения дополнитель­ ных затрат на повышение уровня надежности газоснабжения с ущер­ бом от недодачи газа в определенные годы, в которые происходит отклонение температурных характеристик от средних многолетних, либо с дополнительными затратами на систему топливоснабжения, дублирующую систему газоснабжения. Для второго случая эта

50