СТО Газпром 2-1.9-191-2008 «Методика расчета норм расхода тепловой энергии на собственные нужды газотранспортных предприятий ОАО \Газпром\»
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»
Открытое акционерное общество «Промгаз»
Общество с ограниченной ответственностью «Информационно-рекламный центр газовой промышленности»
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
ДОКУМЕНТЫ НОРМАТИВНЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ОАО «ГАЗПРОМ»
МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ОАО «ГАЗПРОМ»
СТО Газпром 2-1.9-191-2008
Дата введения — 2008-07-14
Содержание
Предисловие
Введение
Настоящий стандарт предназначен для контроля за использованием тепловой энергии в газотранспортных организациях ОАО «Газпром».
Стандарт разработан ОАО «Промгаз» (Генеральный директор А. М. Карасевич).
Работа выполнена НТЦ «Энергоэффективность» под руководством и.о. директора НТЦ О.Г. Рогинского.
В разработке стандарта принимали участие:
— от ОАО «Промгаз»: С.А. Крупенников — главный научный сотрудник; С.А. Кривошеин — ведущий научный сотрудник, Ю.А. Жебрак — заведующий отделом энергосбережения, И.Б. Громов — зам. зав. отделом, Т.Н. Теленкова — старший научный сотрудник, З.И. Грачева — инженер.
— от Отдела энергосбережения и экологии Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром»: Е.В. Дедиков — заместитель начальника отдела; В.Г. Шептуцолов — главный технолог.
В работе использованы технические данные проектов систем отопления и вентиляции зданий газотранспортных организаций ОАО «Газпром», разработанных ОАО «Гипроспецгаз».
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает единые правила расчета норм расхода тепловой энергии, используемой на собственные технологические нужды объектов магистрального транспорта газа.
Положения настоящего стандарта являются обязательными для применения в газотранспортных организациях ОАО «Газпром».
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин
СТО Газпром РД 1.19-126-2004 Методика расчета удельных норм расхода газа на выработку тепловой энергии и расчета потерь в системах теплоснабжения (котельные и тепловые сети)
СТО Газпром РД 1.2-137-2005 Рекомендации по проектированию систем газового лучистого отопления и газового воздушного отопления производственных и общественных зданий
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 норма расхода тепловой энергии на производственные технологические нужды компрессорного цеха, компрессорной станции, газотранспортной организации: Научно и технически обоснованная величина расхода тепловой энергии, необходимого для обеспечения нормативных условий эксплуатации технологического оборудования.
3.2 норма расхода тепловой энергии на прочие технологические нужды компрессорного цеха, компрессорной станции, газотранспортной организации: Научно и технически обоснованная величина расхода тепловой энергии, необходимого для обеспечения нормативных микроклиматических условий в производственных и административно-бытовых помещениях.
3.3 норма расхода тепловой энергии на транспортирование теплоносителя от котельной до потребителей: Научно и технически обоснованная величина расхода тепловой энергии, необходимого для компенсации потерь тепла в тепловых сетях.
3.4 разогрев оборудования: Увеличение температуры оборудования от начальной температуры до ее рабочего значения.
3.5 обогрев оборудования: Поддержание температуры оборудования на рабочем уровне путем компенсации потерь тепла в окружающую среду.
3.6 планируемый период: Период, для которого определяется норма расхода тепловой энергии — месяц, квартал, отопительный период, год.
4 Сокращения
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
КС — компрессорная станция;
КЦ — компрессорный цех;
ГВС — горячее водоснабжение;
ВТЗ — воздушно-тепловая завеса;
ГПА — газоперекачивающий агрегат;
СЭБ — служебно-эксплуатационный блок;
СанПиН — санитарные правила и нормы;
СНиП — строительные нормы и правила.
5 Структура затрат тепловой энергии на собственные технологические нужды газотранспортной организации
5.1 Затраты тепловой энергии на собственные технологические нужды газотранспортной организации включают в себя затраты на производственные технологические нужды, прочие технологические нужды и транспортирование теплоносителя от котельных до потребителей.
5.2 Затраты тепловой энергии на производственные технологические нужды направлены на обеспечение нормативных условий эксплуатации систем маслоснабжения и включают затраты:
— на разогрев и обогрев резервуаров для хранения масла;
— обогрев маслопроводов.
Примечание — Согласно 7.3.9 ВРД 39-1.8-055-2002 [1] обогрев пылеуловителей и фильтров-сепараторов не предусматривается.
5.3 Затраты тепловой энергии на прочие технологические нужды направлены на обеспечение нормативных микроклиматических условий в производственных и административно-бытовых помещениях и включают затраты:
— на отопление;
— вентиляцию;
— воздушно-тепловые завесы;
— горячее водоснабжение.
6 Расчет нормы расхода тепловой энергии на производственные технологические нужды
6.1 Расчет нормы расхода тепловой энергии на разогрев и обогрев резервуара для хранения масла
6.1.1 Норма расхода тепловой энергии на разогрев и обогрев резервуара для хранения масла за планируемый период Qпн1, ГДж/период, определяется по формуле
(6.1)
где — максимальное количество тепла, расходуемого на разогрев резервуара с маслом перед пуском ГПА, Дж;
n— число пусков ГПА в течение планируемого периода;
— тепловой поток, расходуемый на обогрев резервуара с маслом, Вт;
t — продолжительность планируемого периода, ч/период;
3600 и 10—9 — коэффициенты перевода времени tиз часов в секунды и количества теплоты Qпн1 из Дж в ГДж.
Примечание — Здесь и далее для перевода единицы измерения количества теплоты из Дж (единица СИ) в калории (внесистемная единица) следует использовать соотношения, приведенные в приложении А (таблица А.1). Согласно ГОСТ 8.417 при новых разработках применение некоторых внесистемных единиц, в частности калории, не рекомендуется.
6.1.2 Максимальное количество тепла, расходуемого на разогрев резервуара с маслом , Дж, определяется по формуле
(6.2)
где cм — удельная теплоемкость масла, Дж/(кг·°С);
Мм — масса масла, кг;
ср — удельная теплоемкость стали (стенок резервуара), Дж/(кг·°С);
Mр — масса резервуара, кг;
tм,р — рабочая температура масла, °С.
t0 — температура окружающей среды (минимально возможное значение начальной температуры масла), °С.
6.1.3 Тепловой поток, расходуемый на обогрев резервуара с маслом , Вт, определяется по формуле
(6.3)
где k1 — коэффициент теплопередачи от масла в окружающую среду, Вт/(м2·°С);
F1 — площадь наружной поверхности резервуара, м2.
6.1.4 Коэффициент теплопередачи от масла в окружающую среду при пренебрежении тепловыми сопротивлениями стенки резервуара и пограничного слоя на его внутренней поверхности k1, Вт/(м2·°С), определяется по формуле
(6.4)
где d1 — толщина теплоизоляции на внешней поверхности резервуара, м;
l1 — коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции, Вт/(м·°С);
a1 — коэффициент теплоотдачи от теплоизоляционного слоя в окружающую среду, Вт/(м2·°С).
6.1.5 Коэффициент теплоотдачи a1, Вт/(м2·°С), определяется по формуле
a1 = 1,91·(tм,р — t0)1/3,(6.5)
полученной путем конкретизации критериального соотношения для теплоотдачи при свободной конвекции воздуха около вертикальной пластины (таблица 2.33 справочника [2]) при t0 = 0 °С.
6.2 Расчет нормы расхода тепловой энергии на обогрев маслопровода
6.2.1 Норма расхода тепловой энергии на обогрев маслопровода за планируемый период Qпн2, ГДж/период, определяется как сумма норм расхода на обогрев его отдельных горизонтальных и/или вертикальных расчетных участков Qпн2,I
(6.6)
где i — номер расчетного участка.
6.2.2 Норма расхода тепловой энергии на обогрев i-го расчетного участка маслопровода (Qпн2,i, ГДж/период, определяется по формуле
Qпн2,i = 3,6·10—6·kL2,ip(tм,р — t0)L2,it,(6.7)
где kL2,i —линейный коэффициент теплопередачи от масла в окружающую среду, Вт/(м·°С);
tм,р — рабочая температура масла, °С;
t0 — температура окружающей среды, °С;
L2,i— длина расчетного участка, м;
t — продолжительность планируемого периода, ч/период;
3,6·10—6 — коэффициент перевода времени tиз часов в секунды и количества теплоты Qпн2,i, из Дж в ГДж.
6.2.3 При пренебрежении тепловыми сопротивлениями стенки маслопровода и пограничного слоя на ее внутренней поверхности линейный коэффициент теплопередачи от масла в окружающую среду kL2,i, Вт/(м·°С), определяется по формуле
(6.8)
где d2 — толщина теплоизоляционного слоя на поверхности маслопровода, м;
l2 — коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции, Вт/(м·°С);
D— наружный диаметр маслопровода, м;
a2 — коэффициент теплоотдачи от теплоизоляционного слоя в окружающую среду, Вт/(м2·°С).
6.2.4 Коэффициент теплоотдачи a2, Вт/(м2·°С), определяется по формуле (6.5) при вертикальном расположении расчетного участка или по формуле
a2 = 1,33·[(tм,р — t0)/(D + 2d2)]1/4(6.9)
при его горизонтальном расположении. Формула (6.9) получена путем конкретизации критериального соотношения для теплоотдачи при свободной конвекции воздуха около горизонтального цилиндра (таблица 2.33 справочника [2]) при t0 = 0 °С.
6.2.5 Наличие теплоизоляции резервуаров для хранения масла и маслопроводов согласно 8.2.1 ВРД 39-1.8-055-2002 [1] является обязательным.
6.2.6 Суммарная норма расхода тепловой энергии на производственные технологические нужды Qпн, ГДж/период, определяется по формуле
Qпн = SQпн1 + SQпн2,(6.10)
где знак S обозначает суммирование по всем элементам системы маслоснабжения.
7 Расчет нормы расхода тепловой энергии на прочие технологические нужды
7.1 Расчет нормы расхода тепловой энергии на отопление
7.1.1 При нормировании расхода тепловой энергии на отопление зданий системы теплоснабжения делятся:
— на централизованные (от центральной котельной или утилизационного теплообменника);
— автономные (водяного отопления от индивидуальной котельной, воздушного или лучистого отопления).
7.1.2 Независимо от типа системы теплоснабжения норма расхода тепловой энергии на отопление определяется по нормируемым значениям сопротивления теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания, приведенным в приложении А (таблица А.2).
7.1.3 Расчет нормы расхода тепловой энергии на отопление здания за планируемый период Qот, ГДж/период, производится по формуле (Г3) СНиП 23-02-2003, приложение Г [3]
Qот = 86,4·10—6·KтпFS(tв — tн)t,(7.1)
где tв — расчетная внутренняя температура, °С;
tн — средняя наружная температура за планируемый период, °С — по СНиП 23-01-99, таблица 1 [4];
Kтп — общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2·°С);
FS— общая площадь ограждающих конструкций, м2;
t — продолжительность планируемого периода, сут/период;
86,4·10—6 — коэффициент перевода времени t из суток в секунды и количества теплоты Qот из Дж в ГДж.
7.1.4 Для систем водяного и воздушного отопления расчетная внутренняя температура принимается по СанПиН 2.2.4.548-96 [5]; для систем лучистого отопления допускается ее снижение, но не более чем на 4 °С, по сравнению с нормативными значениями.
7.1.5 В производственных помещениях индивидуальных укрытий ГПА и подготовки топливного газа расчетная температура воздуха принимается равной 10 °С — в соответствии с 12.1.4 ВРД 39-1.8-055-2002 [1].
7.1.6 Общий коэффициент теплопередачи здания Kтп, Вт/(м2·°С), определяется по формуле (Г5) СНиП 23-02-2003, приложение Г [3], которая без учета потерь тепла за счет инфильтрации и вентиляции имеет вид
Kтп = (Fнс/Rнс + Fок/Rок + Fцк/Sцк + Fпт/Rпт)/FS.(7.2)
где Fнс, Fок, Fцк, Fпт — площади наружных стен, оконных проемов, цокольного и потолочного перекрытий (Fнс + Fок + Fцк + Fпт = FS), м2;
Rнс, Rок, Rцк, Rпт — нормируемые сопротивления теплопередаче наружных стен, оконных проемов, цокольного и потолочного перекрытий, (м2·°С)/Вт.
7.2 Расчет нормы расхода тепловой энергии на вентиляцию
7.2.1 Норма расхода тепловой энергии на вентиляцию за планируемый период Qвент, ГДж/период, в системах общеобменной приточной вентиляции, применяемых в зданиях КС, определяется по формуле
(7.3)
где tв — расчетная внутренняя температура, °С;
tн — средняя наружная температура за планируемый период, °С;
— средняя температура приточного воздуха, °С;
G— расход воздуха, м3/ч;
tвент — продолжительность работы системы вентиляции в течение суток, ч/сут;
t — продолжительность планируемого периода, сут/период;
0,35·10—3 — коэффициент, учитывающий значения удельной теплоемкости воздуха и его плотности при нормальных условиях, а также перевод времени tвент из часов в секунды и количества теплоты Qвент из Дж в ГДж.
7.2.2 При заданной кратности воздухообмена n, ч—1, расход воздуха рассчитывается по формуле (Л5) СНиП 41-01-2003, приложение Л [6]
G = Vn,(7.4)
где V— внутренний объем помещения, м3; для помещений высотой 6 м и более следует принимать V = 6S, где S— площадь помещения, м2.
7.2.3 Значения нормируемых кратностей воздухообмена приведены в приложении А (таблица А.3). При отсутствии нормированных значений кратность воздухообмена следует рассчитывать по СНиП 41-01-2003, приложение Л [6].
7.3 Расчет нормы расхода тепловой энергии на ВТЗ
7.3.1 Норма расхода тепловой энергии на ВТЗ непрерывного действия для одного здания за планируемый период QВТЗ, ГДж/период, рассчитывается по формуле
(7.5)
где m— количество ВТЗ.
7.3.2 Норма расхода тепловой энергии на одну ВТЗ QВТЗ,i, ГДж/период, определяется по методике, приведенной в подразделе 10.2 справочника [7], и рассчитывается по формуле
(7.6)
где hпр,i и Fпр,i— высота, м, и площадь, м2, i-го проема, оборудованного ВТЗ;
tв — расчетная внутренняя температура, °С;
tн — средняя наружная температура за планируемый период, °С;
7.3.3 Теплоту, подаваемую ВТЗ периодического действия, не следует учитывать в воздушном и тепловом балансах здания — в соответствии с 7.7.1 СНиП 41-01-2003 [6].
7.4 Расчет нормы расхода тепловой энергии на ГВС
Норма расхода тепловой энергии на ГВС одного здания за планируемый период QГВС, ГДж/период, определяется по формуле, полученной по методике [8]
QГВС = 4,2 · 10—6 · aN[(tг1 — tвl)tl + b(tг2 — tв2)(t — tl)](1 + kтп),(7.7)
где а — норма затрат воды на ГВС на одного работающего, л/сут, принимается по СНиП 2.04.01-85, приложение 3 [9];
N — количество потребителей горячей воды в течение суток;
tв1, tг1, tв2, tг2 — температура водопроводной и горячей воды в отопительный и неотопительный периоды соответственно, °С;
t — продолжительность планируемого периода, сут/период;
t1 — часть времени t, приходящаяся на отопительный период, сут/период;
b — отношение средних нагрузок горячего водоснабжения в неотопительный и отопительный периоды; для промышленных зданий b = 1;
kтп — коэффициент учета тепловых потерь (приложение А, таблица А.4);
10—9 — коэффициент, перевода количества теплоты Qгвс из Дж в ГДж;
4,2 · 10—6 — коэффициент, учитывающий значение удельной теплоемкости воды, а также перевод количества теплоты Qгвс из Дж в ГДж.
8 Расчет нормы расхода тепловой энергии во внешних тепловых сетях
Для систем централизованного теплоснабжения расход тепловой энергии на компенсацию потерь тепла во внешних тепловых сетях за планируемый период Qтп, ГДж/период, рассчитывается по формуле
Qтп = Qпи + Qои + Qу,(8.1)
где Qпи, Qои — потери тепла с поверхности изоляции соответственно подающей и обратной линии, ГДж/период;
Qу — потери тепла с утечками воды из сети, ГДж/период.
Указанные потери тепла определяются по СТО Газпром РД 1.19-126 (раздел 2.1).
9 Расчет нормативной потребности газотранспортной организации в тепловой энергии на собственные технологические нужды
9.1 Расчет нормативной потребности КЦ в тепловой энергии на собственные технологические нужды
Нормативная потребность КЦ в тепловой энергии на собственные технологические нужды за планируемый период QКЦ, ГДж/период, определяется по формуле
(9.1)
где i — номер помещения;
m— количество помещений в КЦ;
Qпн — рассчитывается по формуле (6.10);
Qот — рассчитывается по формуле (7.1);
Qвент — рассчитывается по формуле (7.3);
QВТЗ — рассчитывается по формуле (7.5).
9.2 Расчет нормативной потребности КС в тепловой энергии на собственные технологические нужды
Нормативная потребность КС в тепловой энергии на собственные технологические нужды за планируемый период QКС, ГДж/период, определяется по формуле
(9.2)
где i — номер КЦ;
m— количество КЦ в составе КС;
j— номер здания;
n — количество производственных (кроме КЦ) и административно-бытовых зданий в составе КС;
QКЦ — рассчитывается по формуле (9.1);
Qот — рассчитывается по формуле (7.1);
Qвент — рассчитывается по формуле (7.3);
QВТЗ — рассчитывается по формуле (7.5);
QГВС — рассчитывается по формуле (7.7);
Qтп — рассчитывается по формуле (8.1).
9.3 Расчет нормативной потребности газотранспортной организации в тепловой энергии на собственные технологические нужды
Нормативная потребность газотранспортной организации в тепловой энергии на собственные технологические нужды за планируемый период QГТП, ГДж/период, определяется по формуле
(9.3)
где i — номер КС;
m— количество КС в составе газотранспортного предприятия;
QКС — рассчитывается по формуле (9.2).
9.4 Примеры определения норм расхода тепловой энергии на собственные технологические нужды КС
В приложении Б приведены примеры определения норм расхода тепловой энергии на собственные технологические нужды КС:
— на разогрев и обогрев резервуара для хранения масла (таблица Б.1);
— обогрев маслопровода (таблица Б.2);
— отопление и вентиляцию основных помещений КЦ (таблица Б.3);
— отопление и вентиляцию СЭБ КС (таблица Б.5);
— горячее водоснабжение СЭБ КС (таблица Б.6).
Пример определения нормативной потребности КЦ в тепловой энергии на собственные технологические нужды приведен в таблице Б.4.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)
Справочные таблицы
Таблица А.1 — Соотношения некоторых внесистемных единиц измерения с единицами СИ — по ГОСТ 8.417
Таблица А.2 — Нормируемые значения сопротивления теплопередаче R ограждающих конструкций — по СНиП 23-02-2003, таблица 4 [3]
Таблица А.3 — Нормируемые кратности воздухообмена для зданий КС
Таблица А.4 — Значения коэффициента тепловых потерь kтп [9]
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое)
Примеры определения норм расхода тепловой энергии на собственные технологические нужды КС
Таблица Б.1 — Пример определения нормы расхода тепловой энергии на разогрев и обогрев резервуара для хранения масла
Таблица Б.2 — Пример определения нормы расхода тепловой энергии на обогрев маслопровода
Таблица Б.3 — Пример определения нормы расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию основных помещений КЦ за отопительный период
Таблица Б.4 — Пример определения нормативной потребности КЦ в тепловой энергии на собственные технологические нужды за отопительный период
Таблица Б.5 — Пример определения нормы расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию СЭБ КС за отопительный период
Таблица Б.6 — Пример определения нормы расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение СЭБ КС
Библиография
Ключевые слова: методика расчета, норма расхода тепловой энергии, собственные технологические нужды, газотранспортное предприятие, компрессорный цех, компрессорная станция, отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, тепловые сети.
