Основные схемы энергоснабжения

Для энергоснабжения городов в настоящее время применяются следующие основные схемы.

1. Теплоэлектрическая, при которой электроэнергия используется для освещения, приготовления пищи, бытовых и силовых процессов, при централизованном теплоснабжении систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

2. Частично теплоэлектрическая, которая отличается от первой приготовлением пищи не на электрических, а на плитах, использующих органическое топливо (дровяных, угольных, газовых).

3. Газоэлектрическая, при которой электроэнергия подается только для целей освещения, силовых и бытовых процессов, а природный газ используется для приготовления пищи и получения горячей воды, а также для отопления и вентиляции.

4. Смешанные – теплогазоэлектрические, когда электроэнергия подается для целей освещения, бытовых и силовых процессов; отопление и вентиляция осуществляются от централизованных источников теплоснабжения, природный (искусственный) газ используется для приготовления пищи, а горячее водоснабжение осуществляется за счет централизованных источников теплоснабжения, либо за счет газовых водонагревателей.

Теплогазоэлектрическая схема в настоящее время является наиболее характерной для городов Российской Федерации. При ее использовании наиболее важным следует считать вопрос о выборе источника получения теплоты низкого потенциала, в качестве которых можно использовать газовые колонки (водонагреватели), котельные установки (КУ) или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Данную схему можно рассматривать как переходную к более совершенной тепло-электрической, при которой нужды приготовления пищи обеспечиваются электроэнергией.

Различные виды выработки теплоты и электроэнергии представлены на рис. 11.1. Возможные пути повышения эффективности теплофикации отражены на рис. 11.2.

 

Рис. 11.1.Виды выработки теплоты и электроэнергии

 

 

Рис. 11. 2. Пути повышения эффективности теплофикации

 

Виды топлива и процесс горения. Как видно из вышеизложенного, при любой схеме энергоснабжения населенных пунктов ключевым фактором является источник тепловой энергии. Тепловая энергия может быть получена за счет возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой, гидравлической); за счет энергии ядерных реакций; за счет энергии ядра Земли (геотермальная), и др. В настоящее время в нашей стране основным способом получения тепловой энергии является сжигание органического топлива (нефтепродукты, уголь, сланцы, газ, и др.).

Для сопоставления различных видов топлива вводится понятие условного топлива (у. т.), при сжигании 1 кг которого выделяется 7 000 ккал теплоты, или нефтяного эквивалента (н. э.) с теплотой сгорания 10 000 ккал/кг н. э.

Специалисты дают следующие оценки доказанных запасов органических топлив, млрд. т у. т: твердое топливо - 1280 (3860), нефть 138 (51), нетрадиционная нефть - 19 (434), природный газ -105 (223), уран - 37 (46). В скобках указаны дополнительные запасы. Этих запасов достаточно, чтобы обеспечить современный уровень потребления угля в течение 430 лет, нефти - 35 лет, природного газа - 50 лет.

Топливом называют естественные и искусственные вещества, которые технически целесообразно и экономически выгодно сжигать для получения тепловой энергии. По происхождению различают природные и искусственные топлива, по агрегатному состоянию - твердые, жидкие и газообразные. К твердым топливам относят торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, дрова и сланцы. В качестве жидкого топлива используют бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, т. е. продукты переработки нефти. Природный газ может находиться в залежах трех типов: газовых, газонефтяных и газоконденсатных. К искусственным газам относят газы, которые образуются при переработке других видов топлива или при их сжигании, например, генераторный, коксовый, подземной газификации, доменный и др.

Горение есть процесс быстрого химического соединения горючих элементов топлива с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты. Процесс горения - это сочетание физических (перемешивание топлива с окислителем, подогрев, испарение) и химических процессов (окисление топлива).

Рассмотрим расчетные реакции горения горючих элементов топлива для полного горения:

1. Горение углерода:

С + О₂ = СО₂ + 34МДж/кг,

12 + 32 = 44 [кг] или 1 + 2,67 = 3,67 [кг].

При полном окислении (сгорании) 1 кг углерода С выделяется 34 МДж тепловой энергии. При этом один Моль углерода содержит 12 кг; 1 Моль кислорода О₂ - 32 кг. Всего при реакции 1 Моля углерода и 1 Моля кислорода образуется один Моль двуокиси углерода СО₂ 44 кг. Соответственно, для реакции горения 1 кг углерода требуется 2,67 кг кислорода, при этом образуется 3,67 кг двуокиси углерода и 34 МДж тепловой энергии.

2. Горение водорода:

2Н₂ + О ₂ = 2Н₂О + 143 МДж/кг.

4 + 32 = 36 [кг] или 1 + 8 = 9 [кг].

При полном окислении (сгорании) 1 кг водорода Н₂ выделяется 143 МДж тепловой энергии. При этом один Моль водорода содержит 2 кг; 1 Моль кислорода О₂ - 32 кг. Всего при реакции 2-х Молей водорода и 1 Моля кислорода образуется два Моля воды Н₂О - 36 кг. Соответственно, для реакции горения 1 кг водорода требуется 8 кг кислорода, при этом образуется 9 кг воды и 143 МДж тепловой энергии.

3. Окисление серы:

S + O₂=SO₂ + 9,15 МДж/кг.

32 + 32 = 64 [кг] или 1 + 1 = 2 [кг].

При полном окислении (сгорании) 1 кг серы S выделяется 9,14 МДж тепловой энергии. При этом один Моль серы содержит 32 кг; 1 Моль кислорода О₂ - 32 кг. Всего при реакции 1 Моля серы и 1 Моля кислорода образуется один Моль двуокиси серы SО₂ 64 кг. Соответственно, для реакции горения 1 кг серы требуется 1 кг кислорода, при этом образуется 2 кг двуокиси серы и 9,15 МДж тепловой энергии. При полном сгорании в среде воздуха продукты сгорания состоят из смеси углекислого газа СО₂, сернистого ангидрида SO₂, паров воды Н₂О, кислорода и азота.

Эффективность сжигания топлива определяется полнотой сгорания всех его горючих компонентов. В целях достижения максимальной полноты сгорания топлива разрабатываются различные методы. В основу классификации способов сжигания положена аэродинамическая характеристика процесса, определяющая условия подвода окислителя к зоне реакции горения. Эти условия оказывают основное влияние на удельную производительность и экономичность топочного процесса. Различают слоевой, циклонный, в кипящем слое и факельный способы сжигания топлива. Факельный способ сжигания топлива, используемый для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, требует специальной их подготовки и является наиболее распространенным.

Рис. 11.3. Схемы процессов сжигания топлива:

а - слоевое;.б - факельное; в – вихревое

 

При слоевом способе сжигания (рис. 11.3, а) твердое топливо, находящееся на неподвижной или движущейся колосниковой решетке, омывается воздухом, подаваемым снизу. Основная часть топлива сгорает в виде кокса. Суть данного способа заключается в том, что дробленый уголь подается в цилиндрическую камеру сгорания (циклон) и под действием воздуха, тангенциально подводимого с большой скоростью, отбрасывается к стенкам камеры.

При факельном способе (рис. 11.3, б) горения пылинки твердого, капли жидкого, элементы газообразного топлива находятся во взвешенном состоянии и, перемещаясь вместе с потоком воздуха (газов), быстро выгорают (0,5-20 с).)

При вихревом (циклонном) топочном процессе (рис. 11.3, в) перемещение частиц твердого топлива осуществляется газовоздушным потоком. При этом частицы топлива циркулируют по обтекаемому контуру топки столько, сколько необходимо для их полного сгорания. Циркуляция газового потока в вихревой топке создает за счет центробежных сил подвижный уплотненный слой, который интенсивно обдувается потоком.

Расчетные энергетические нагрузки - это максимальные часовые (получасовые) расходы энергии, которые определяют производительность, мощность и режим работы систем энергоснабжения. Таким образом, нагрузка является решающим фактором для расчета, выбора схем и источников энергоснабжения, количества единичной мощности устанавливаемых агрегатов, пропускной способности энергетических коммуникаций и, следовательно, для определения объема капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

Системы электроснабжения

Основные понятия. Под электроснабжением понимается обеспечение потребителей электрической энергией. Система электроснабжения (СЭС) – это совокупность электроустановок электрических станций (генерирующих мощностей), электрических сетей (включая подстанции и линии электропередачи различных типов и напряжений) и приемников электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования, распределения и потребления электрической энергии.

Границы СЭС определены вниз от границы раздела потребитель - энергоснабжающая организация (граница балансовой принадлежности) до индивидуального электроприемника.

Система электроснабжения может включать в себя:

- источники электроэнергии, например: ГЭС, ТЭС, солнечная батарея, ветрогенератор;

- систему передачи электроэнергии, например: воздушная линия электропередачи, кабельная линия электропередачи, электропроводка;

- систему преобразования электроэнергии, например: трансформатор, выпрямитель, преобразователь частоты, конвертор;

- систему распределения электроэнергии, например: открытое распределительное устройство, закрытое распределительное устройство;

- систему релейной защиты и автоматики, например: защита от перенапряжения, грозозащита, защита от короткого замыкания, дуговая защита;

- систему управления и сигнализации, например: система диспетчерской связи, автоматизированная система контроля и управления энергией (АСКиУЭ), автоматизированная система коммерческого учёта энергии (АСКУЭ);

- систему эксплуатации, например: технологические карты, графики нагрузки, графики регламентного технологического обслуживания;

- систему собственных нужд, например: системы обогрева, освещения, вентиляции в зданиях и сооружениях, где размещены элементы СЭС;

- систему гарантированного электроснабжения наиболее ответственных потребителей, например: источник бесперебойного питания, система автономного электроснабжения (САЭ), система резервного электроснабжения (СРЭ), мобильная система аварийного электроснабжения (МСАЭ), автоматический ввод резерва.

Упрощенная схема электроснабжения объекта включает:

- источник питания (ИП);

- линии электропередачи (ЛЭП), осуществляющие транспорт электрической энергии от источника питания к предприятию;

- пункты приема электрической энергии (ППЭ);

- распределительные сети;

- приемники электрической энергии (ЭП).

На рис. 11.4. представлена упрощенная структура электроснабжения объекта. Систему электроснабжения предприятия можно условно разбить на три части: систему питания, систему распределения и систему потребления.

В качестве источника питания (ИП) могут быть:

- электрическая станция или подстанция энергосистемы;

- электрическая станция предприятия.

Собственная электростанция на промышленных предприятиях строится в следующих случаях:

- при большом потреблении тепла;

- при размещении предприятия в удаленных районах, имеющих слабые электрические связи с энергосистемой;

- при наличии специальных требований к надежности электроснабжения.

 

 

Рис. 11.4. Структура электроснабжения объекта

 

При выборе источника питания необходимо учитывать следующие факторы:

- признаки качества электроснабжения (надежность, напряжение, частота и допустимые пределы их отклонения);

- величину мощности и напряжения питания потребителей.

В качестве пункта приема электрической энергии может быть:

- подстанция глубокого ввода (ПГВ), служит, как правило, для питания локального объекта или мощного обособленного производства предприятия и находится в центре электрических нагрузок объекта (производства);

- главная понизительная подстанция (ГПП), служит для питания нескольких потребителей (объектов).

Схемы с одним пунктом приема электрической энергии следует применять при отсутствии специальных требований к надежности питания приемников электрической энергии и компактном их расположении на территории предприятия. Схемы с двумя и более пунктами приема электрической энергии следует применять:

- при наличии специальных требований к надежности электроснабжения;

- при наличии на предприятиях двух и более относительно мощных обособленных групп потребителей;

- во всех случаях, когда применение нескольких пунктов приема электрической энергии целесообразно по экономическим соображениям;

- при поэтапном развитии предприятия, когда для питания вновь вводимых мощных узлов нагрузок в будущем целесообразно сооружение отдельного пункта приема электрической энергии.

Питание пунктов приема электрической энергии при наличии приемников электрической энергии первой категории осуществляется от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При этом питание пунктов приема электрической энергии осуществляется по двум одноцепным воздушным линиям или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам.

При выходе из строя одной линии оставшаяся в работе должна обеспечить питание всех приемников электрической энергии первой категории, а также приемников электрической энергии второй и третьей категорий, работа которых необходима для безаварийного функционирования основных производств технологического процесса предприятия.

Классификация систем электроснабжения. По типу источников электроэнергии системы электроснабжения подразделяются на: электрохимические, дизель-электрические, атомные и т. д.

По конфигурации различают СЭС: централизованные, децентрализованные, комбинированные.

Системы электроснабжения классифицируют также:

1) по роду и частоте тока - постоянного тока, переменного тока 50 Гц, переменного тока 400 Гц и др.;

2) по числу фаз - одно-, двух-, трёх-, многофазные;

3) по режиму нейтрали - с изолированной нейтралью, глухозаземлённой нейтралью, компенсированной нейтралью и т.д.;

4) по надёжности электроснабжения - обеспечение потребителей 1 (1А, 1Б, 1В), 2, 3 категорий надёжности, обеспечение смешанных потребителей;

5) по назначению - системы автономного, резервного, аварийного, дежурного электроснабжения;

6) по степени мобильности - стационарные, мобильные, возимые, носимые;

7) по принадлежности к основному потребителю - СЭС автомобиля, танка, вертолёта, спутника и т.д.

Основными характеристиками систем электроснабжения являются:

- качественные характеристики;

- количественные характеристики;

- условия функционирования.

При проектировании систем электроснабжения на основании исходных данных – количественных характеристик и условий эксплуатации, необходимо обеспечить качественные характеристики СЭС.

Качественные характеристики СЭС определяют работоспособность системы и характеризуются структурой и свойствами системы, а также условиями ее эксплуатации. Качественные характеристики в основном определяются требованиями к системам электроснабжения.

Количественные характеристики систем электроснабжения определяются количественными характеристиками приемников электрической энергии их территориальным размещением и, как следствие, структурой систем электроснабжения.

Условия функционирования систем электроснабжения определяются влиянием условий окружающей природной среды, технико-технологическими и организационно-экономическими условиями.

В процессе эксплуатации систем электроснабжения необходимо рассматривать три возможных режима ее работы.

Нормальный режим – установившийся режим работы системы, при котором обеспечивается бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества и продолжающийся как угодно долго.

Аварийный режим – кратковременный переходный режим, связанный с нарушением нормального режима и продолжающийся до отключения поврежденного элемента системы.

Послеаварийный режим – режим, в котором находится система в результате нарушения, и длящийся до восстановления нормального режима после локализации отказа.

Основные требования, предъявляемые к СЭС. Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятий, в основном, зависят от характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов. Ниже рассматриваются основные показатели эффективности СЭС.

Экономичность систем электроснабжения. Система электроснабжения удовлетворяет требованиям экономичности, если затраты на ее создание, эксплуатацию и развитие должны быть минимальны или должен быть минимальный срок окупаемости.

Технико-экономические расчеты (ТЭР) выполняется по предприятию в целом, так как основные доходы поступают от реализации продукции основного производства.

При выполнении учебных проектов экономические расчеты при проектировании СЭС предприятия ограничиваются сравнением технических решений. При сравнении вариантов необходимо, чтобы они были технически равноценны и экономически сопоставимы.

При равенстве показателей вариантов или незначительной разнице (5-10 %) следует отдавать предпочтение тому варианту, у которого лучше качественные показатели, который более перспективен с точки зрения развития предприятия (например, с более гибкой и удобной в эксплуатации схемой, новейшим оборудованием и т.п.).

Надежность электроснабжения потребителей. Надежность любой системы – это ее свойство выполнять заданные функции в заданном объеме и требуемого качества при определенных условиях функционирования. Применительно к СЭС одной из основных функций является бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества.

Надежность является сложным комплексным свойством и в зависимости от назначения объекта и условий функционирования может включать ряд единичных свойств (отдельно или в сочетании), основными из которых являются: сохраняемость, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, режимная управляемость, устойчивость и живучесть.

Для характеристики надежности объектов энергетики определяются основные показатели надежности: параметр потока отказов, время восстановления, и вспомогательные – частота ремонтов и их продолжительность. Показатели надежности определяются для узла нагрузки главной схемы систем электроснабжения с учетом режима работы системы (нормальный, аварийный, послеаварийный).

Для определения оптимального уровня надежности электроснабжения потребителей необходимо знать величину ожидаемого годового ущерба при перерывах электроснабжения, который определяется особенностями технологического процесса с учетом частоты и длительности перерывов электроснабжения.

Основные способы повышения надежности систем электроснабжения:

- повышение надежности источников питания;

- повышение надежности отдельных элементов системы;

- уменьшение числа последовательно включенных элементов в СЭС;

- усовершенствование релейной защиты и автоматики СЭС;

- совершенствование системы технического обслуживания и ремонта электроустановок;

- повышение квалификации обслуживающего персонала.

Таким образом, повышение надежности системы электроснабжения является комплексной задачей, которая может быть решена на основе технологического и экономического анализа режимов СЭС, условий ее функционирования.

Система электроснабжения, отвечающая требованиям надежности, должна обеспечивать:

- выполнение своих функций при определенных условиях;

- безопасность и удобство эксплуатации;

- возможность дальнейшего развития.

Одним из основных условий функционирования электроустановок и СЭС в целом являются надежная работа при воздействии условий окружающей природной среды (погодно-климатические условия) и технико-технологических условий. Поэтому, при выборе элементов систем электроснабжения, необходимо учитывать: как климатические условия эксплуатации (макроклимат, включая загрязнение окружающей среды), так и технико-технологические условия эксплуатации (микроклимат: температура, влажность, запыленность, химически-агрессивные и пожаро-взрывоопасные зоны).

Безопасность СЭС – это свойство системы сохранять с некоторой вероятностью безопасное состояние при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией (монтаж, эксплуатация и проведение ремонтных работ). Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока, электромагнитного поля и статического электричества.

На этапе проектирования систем электроснабжения должна быть предусмотрена возможность ее реконструкции, при развитии производства предприятия, без значительных капитальных затрат.

 

Электрические станции

Электрическими станциями называют комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, оборудования и коммуникаций, предназначенный для превращения природных энергоресурсов в электроэнергию. В зависимости от вида используемого природного энергоресурса различают следующие типы электростанций.

Тепловые (ТЭС), использующие химически связанную энергию органического топлива, которая высвобождается в процессе горения топлива, а полученная теплота используется для превращения в механическую работу и далее в электрическую энергию.

Атомные(АЭС), на которых в качестве источника энергии используется процесс деления ядер атомов изотопов урана-235, плутония-239, сопровождающийся выделением большого количества теплоты. Полученная теплота отводится через систему охлаждения реактора, а затем используется так же, как и на обычных тепловых электростанциях.

Гидравлические(ГЭС), использующие потенциальную энергию напора воды речных стоков или приливов и отливов.

Ветровые(ВЭС), использующие в качестве источника кинетическую энергию движения воздушного потока. Особенностями ВЭС является малая мощность агрегатов и зависимость выработки электроэнергии от наличия и скорости ветра.

Солнечные(ГелиоЭС), использующие энергию излучения солнца для прямого преобразования в электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов, а также для получения теплоты, которая затем превращается в электроэнергию по схеме обычных тепловых электростанций.

Геотермические электростанции, использующие теплоту земной коры в районах активного проявления вулканической деятельности с последующим преобразованием в электроэнергию по технологии тепловых электростанций.

Система электроснабжения населенного пункта. К основным составляющим системы энергообеспечения современного города относятся источники питания, электрические подстанции, питающие и распределительные электрические сети.

В систему электроснабжения города входят также теплоэлектроцентрали, сети внешнего электроснабжения, высоковольтные сети города и сетевые устройства среднего и низкого напряжения с соответствующими трансформирующимися установками.

Электрическая сеть - это совокупность устройств, которые служат для передачи и распределения электроэнергии от ее источников к электроприемникам. Источниками электроэнергии в энергосистеме являются тепловые, гидравлические, атомные и другие электростанции, независимо от места их размещения.

Электрическая подстанция - это электроустановка или совокупность электрических устройств для преобразования напряжения (трансформаторная подстанция) или рода электрического тока (преобразовательная подстанция), а также для распределения электрической энергии между потребителями. Она является промежуточным звеном в системе передачи электрической энергии от электростанций к потребителям.

Электроснабжение городов, как правило, осуществляется от централизованных региональных и межрегиональных энергосистем.

В связи с необходимостью повышения выработки электроэнергии, вызванной повышенным спросом российских потребителей на данную продукцию, в отрасли необходимо решать ряд первоочередных задач по повышению инвестиционной привлекательности предприятий электроэнергетики для перехода к инновационному типу воспроизводства.

Уровни электрификации бытовых процессов. Потребители электроэнергии, расположенные на территории города, могут быть разбиты на пять групп: промышленные предприятия; жилые и общественные здания; коммунально-бытовые предприятия; электротранспорт; уличное освещение. В настоящее время выделяют три уровня электрификации бытовых процессов.

I уровеньпредусматривает использование осветительных и бытовых приборов общего назначения: культурно-бытовых (телевизоров, радиоприемников и т. п.); хозяйственно-бытовых (пылесосов, стиральных, швейных и других машин); для обработки и хранения пищевых продуктов (холодильников, кухонных машин и др.) при условии приготовления пищи на газовых или твердотопливных плитах, отопление и горячее водоснабжение от индивидуальных или местных источников теплоты.

II уровень, дополнительно к первому, предусматривает применение для приготовления пищи напольных электроплит мощностью от 5,5 до 8 кВт, при условии отопления и горячего водоснабжения от внешних источников теплоты.

III уровень- полная электрификация быта, когда электроэнергия используется в качестве единственного источника энергии для удовлетворения всех бытовых потребностей в жилых домах, включая отопление и горячее водоснабжение.

В городах достаточно большую группу потребителей электроэнергии составляют общественные здания, учреждения и предприятия коммунально-бытового обслуживания населения. Электрические нагрузки этих потребителей определяются, главным образом, мощностью систем освещения и мелкомоторным электроприводом технологического оборудования, насосов, вентиляторов и др.

 

Системы газоснабжения

Система газоснабжения – это высокомеханизированный комплекс сооружений, который включает в себя газодобываюшую станцию, магистральный газопровод, компрессорные и газораспределительные станции, газопроводы города и газораспределительные пункты.

Городская система газоснабжения состоит из газопроводов, газорегуляторных пунктов и обслуживающих сооружений.

Другое определение системы газоснабжения (Федеральный закон от 31.03.1999 N69-ФЗ (ред. от 07.11.2011) «О газоснабжении в Российской Федерации»): Система газоснабжения - имущественный производственный комплекс, состоящий из технологически, организационно и экономически взаимосвязанных и централизованно управляемых производственных и иных объектов, предназначенных для добычи, транспортировки, хранения, поставок газа. Различают три стадии систем газоснабжения:

- система газоснабжения ступенчатая - система подачи и распределения газа потребителям по газопроводам, давление в которых от участка к участку меняется ступенями от высокого до низкого [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики… … Справочник технического переводчика;

- система газоснабжения города (поселка) - газопроводы от городских распределительных сет до потребителей, установки сжиженного углеводородсодержащего газа (СУГ), сооружения на газопроводах и средства защиты от электрохимической коррозии, газорегуляторные пункты предприятий, котельных, предприятий… … Строительный словарь;

- система газоснабжения внутридомовая - система газоснабжения единая система, состоящая из внутреннего газопровода и установленного на нем внутридомового газового оборудования... Источник: Постановление Правительства Москвы от 02.11.2004 N 758 ПП «Об утверждении нормативов …» Официальная терминология

Подача и распределение горючих газов для надобностей населения и народного хозяйства. Основным видом газа являются природные горючие газы, залегающие в недрах в пористых горных породах на различных глубинах (от 200 до 7000 м). Преобладающим компонентом их является метан (СН₄). Газы, выделяющиеся из нефти при добыче, называются попутными. Теплота сгорания природного газа чисто газовых месторождений 8000 -8500 ккал/нм³, а нефтяных попутных газов -до 10 000 ккал/нм³.

Искусственные газы получаются в результате термической переработки твердого и жидкого топлива и подземной газификации угля. К искусственным газам относятся сланцевый, генераторный, коксовый, бытовой и др. Генераторный газ имеет теплоту сгорания 1000—1050 ккал/нм³. Теплота сгорания коксового и сланцевого газов - около 4000 ккал/нм³. Сжиженные газы, получаемые на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах, отличаются высокой теплотой сгорания - 25 000 - 27 000 ккал\нм³, занимают малый объем и доставляются потребителям в железно-дорожных и автомобильных цистернах или в специальных баллонах.

Газоснабжение зданий - снабжение газом при помощи системы газопроводов, по которым газ от городской распределительной сети поступает к газовым приборам, установленным у потребителей.

Система газоснабжения включает: абонентские ответвления, присоединяемые к городской распределительной сети и подающие газ к зданию; внутридомовые газопроводы, транспортирующие газ внутри здания и распределяющие его между отдельными газовыми приборами.

Абонентское ответвление состоит из ввода газа на территорию потребителя, внутри дворовых газопроводов и вводов газа в здание. На вводе газа к потребителю, на расстоянии не менее 2 м от линии застройки, в колодце делается задвижка или кран. На группу жилых зданий, обслуживаемых одним вводом, устанавливается одно отключающее устройство.

Вводы на территорию потребителей и дворовая газовая сеть, как правило, прокладываются в грунте. Условия их прокладки не отличаются от условий прокладки подземных городских газопроводов. Вводы газопроводов в жилые и общественные здания могут осуществляться: в каждую лестничную клетку; непосредственно в кухни жилых зданий или в помещения общественных зданий, где потребляется газ; в подвалы зданий, имеющих технические коридоры. При осушенном газе вводы целесообразно выполнять через стены выше фундаментов. Устройство ввода в здание через технические коридоры допускается при следующих условиях: при высоте коридора не менее 1,6 м; при наличии не менее двух входов в коридор снаружи, не связанных с другими частями здания; при естественной вытяжной вентиляции в коридоре, обеспечивающей не менее однократного обмена воздухом; электрическое освещение коридора должно быть взрывобезопасным; при огнестойких потолочных перекрытиях. Устройство вводов непосредственно в жилые помещения, машинные отделения лифтов, насосные отделения, вентиляционные камеры и т. п. не допускается.

Внутридомовые газопроводы разделяются на стояки, транспортирующие газ в вертикальном направлении, и внутриквартирные газопроводы, подающие газ от стояков к отдельным газовым приборам. Газовые стояки, как правило, прокладываются в лестничных клетках и кухнях. Прокладка стояков в жилых помещениях в ванных комнатах и санузлах запрещается. Для отключения отдельных участков газопроводов делаются краны: на вводах в здание, в квартирах перед каждым газовым прибором.

Перед счетчиками и газовыми приборами размещают бронзовые (латунные) и комбинированные краны с натяжными пробками. На вводах в здание ставят бронзовые или чугунные пробочные натяжные краны или задвижки. На стояках, ответвлениях к: квартирам и перед каждым газовым прибором после кранов, считая по ходу газа, устанавливаются сгоны, необходимые для ремонтных работ.

Газопроводы внутри зданий выполняются из стальных труб. Трубы соединяются на сварке или на резьбе. Перспективно применение труб из пластмасс (винипласта, полиэтилена и др.). Газопроводы в зданиях прокладываются открыто на высоте не менее 2,0 м от пола до низа трубы; при снабжении влажным газом — с уклоном не менее 0,002 от счетчика к стояку и от счетчика к газовым приборам. При пересечении перекрытий лестничных площадок, и пустотелых или засыпанных стен газопроводы заключаются в футляры из стальных труб.

Основные приборы, применяемые для газоснабжения: плиты, водонагреватели, пищеварочные котлы, духовые шкафы и кипятильники. В квартирах устанавливаются бытовые газовые плиты и водонагреватели. Эти же приборы применяются у общественных и мелких коммунальных потребителей. Предприятия общественного питания оснащаются более мощными газовыми плитами - ресторанного типа, пищеварочными котлами, духовыми шкафами, кипятильниками и водонагревателями. В малоэтажных зданиях при печном отоплении газ может использоваться также для обогрева печей. Для измерения расхода газа у потребителей служат газовые счетчики. Газовые счетчики не устанавливаются в новых жилых домах.

У большинства газовых приборов должен быть предусмотрен отвод дымовых газов по дымоходам в атмосферу. Во вновь проектируемых зданиях дымовые газы отводятся от каждого прибора по обособленному дымоходу. В существующих зданиях разрешается присоединение к одному дымоходу трех газовых приборов, расположенных в одном или разных этажах. Продукты сгорания вводятся в дымоход на разных уровнях, на расстоянии друг от друга не менее 500 мм. Газовые приборы присоединяются к дымоходам с помощью труб из кровельной стали, диаметр которых определяется в зависимости от тепловой нагрузки прибора: до 10000 ккал/час - от 100 до 125 мм, до 20000 -25000 ккал/час - от 125 до 150 мм. Вертикальный участок соединительных труб от патрубка газового прибора до первого поворота трубы должен быть не менее 0,5 мм. В помещениях с высотой до 2,5 м допускается вертикальный участок в 0,3 м. Общая длина горизонтального участка трубы не более 3 м, а в существующих зданиях не более 6 м, причем на всем протяжении соединительной трубы должно быть не более трех поворотов. Трубы прокладываются с уклоном не менее 0,01 в сторону газового прибора и только по нежилым помещениям. Дымоходы, как правило, устраиваются во внутренних капитальных стенах зданий. Дымоходы не должны иметь горизонтальных участков, а ниже ввода соединительной трубы в дымоход необходимо устраивать карман глубиной не менее 250 мм с люком для его чистки.

При нормальной работе газовых приборов величина разрежения в месте выхода продуктов сгорания из прерывателя тяги должна составлять 0,4—0,7 мм вод. ст. в зависимости от типа прибора. При малом разрежении часть продуктов сгорания выходит в помещение, а в отдельных случаях происходит опрокидывание тяги. Сечение дымохода определяется расчетом. Для водонагревателей с тепловой нагрузкой в 20000 - 25000 ккал/час сечение должно быть не менее 150 см².

Для газоснабжения применяются сжиженные углеводородные газы. Сжиженный газ хранится в баллонах, которые, в зависимости от размеров, устанавливаются непосредственно в кухне, в металлическом шкафу снаружи у стены здания или закапываются в землю. В первых двух случаях газ по коротким соединительным трубам поступает непосредственно к газовым приборам, а в последнем — от цистерны, расположенной в грунте, идут подземные внутридворовые газопроводы, транспортирующие газ к одному или нескольким зданиям.

Испытания газопроводов производятся воздухом после наружного