Разработка проекта для строительства газопровода среднего и низкого давления в селе Спас-Ямщики Междуреченского района Вологодской области - Дипломная работа
Применение средств малой теплоэнергетики для повышения эффективности систем теплоснабжения. Гидравлический расчет газопровода. Максимальные часовые расходы газа. Технико-экономическая оценка инвестиций на замену котельной, работающей на газовом топливе.
Аннотация к работе
Котельные работающие на дровах, угле и мазуте уже не вписываются в рамки строгих экологических норм, очень дороги в эксплуатации и потому нуждаются в переводе для работы на газовом топливе, так же они обладают очень низким уровнем надежности и качества предоставляемых услуг. Дипломная работа выполняется в двух вариантах: первый - стандартный, выполненный на листах формата А4, второй - компакт-диск, содержащий информацию, отраженную в первом варианте дипломной работы, и полные тексты цитируемой литературы. Область применения блочных котельных достаточно широка: отопление удаленных от действующего центрального теплоисточника строящихся объектов, теплофикация развивающихся промышленных предприятий, нуждающихся в увеличении своих теплоэнергетических мощностей. В зависимости от технологической необходимости в состав модульных котельных входят: Блок - бокс, т.е. само помещение, где располагается оборудование. Теплообменники горячего водоснабжения объединяют контуры теплоносителя котла и горячего водоснабжения.Проектом предусматривается строительство газопровода среднего давления от подземной стальной заглушки ф76 мм (проект 35/4-1, выполненный ЗАО «ЛОРЕС» г. Проектом предусматривается строительство газопровода среднего давления от подземной стальной заглушки ф76 мм (проект 35/4-1, выполненный ЗАО «ЛОРЕС» г. Проектом предусматривается строительство газопровода распределительного газопровода низкого давления от подземной стальной заглушки ф219 мм (проект 35/4-1, выполненный ЗАО «ЛОРЕС» г. Падение давления газа на участке газопровода среднего давления определяется в соответствии с п.3.27 СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» по формуле : (2) где: Рн-абсолютное давление в начале газопровода, МПА; Проектом предусматривается: - Проектом предусматривается строительство газопровода среднего давления от подземной стальной заглушки ф76 мм (проект 35/4-1, выполненный ЗАО «ЛОРЕС» г.Загрязняющие вещества выбрасываемые в атмосферу, носят кратковременный характер и не оказывают вредного воздействия на атмосферный воздух в период строительно-монтажных работ проектируемый объект при его эксплуатации не является источником загрязнения окружающей среды. Задачей изысканий является изучение геологического строения, гидрогеологических условий территории, физико-механических и агрессивных свойств грунтов в пределах взаимодействия фундаментов с геологической средой, выявление участков с опасными инженерно-геологическими явлениями, получение материалов и данных, позволяющих выполнение проектных работ по объекту «Наружный газопровод село Спас-Ямщики Междуреченского района Вологодской области». В состав лабораторных исследований входит определение физико-механических свойств грунтов, химический анализ воды и водной вытяжки грунта, коррозионная активность грунта. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали определялась в полевых условиях прибором ИС-10 и лабораторных условиях по двум методам: по плотности катодного тока и по удельному электрическому сопротивлению грунта, согласно ГОСТ 9.602-2005. Район находится под воздействием воздушных масс Атлантики, Арктического бассейна, а также масс, сформировавшихся над территорией в конце лета - начале осени, нередко во второй половине зимы и весной преобладает западный тип атмосферной циркуляции, сопровождающий обычной активной циклонической деятельностью, значительными осадками, положительными аномалиями температуры воздуха зимой и отрицательными летом.Расчетные значения характеристик грунтов, которыми рекомендуется пользоваться при расчетах оснований по деформациям и несущей способности принять по таблице 2.6.1. На период производства буровых работ (июль 2014г) грунтовые воды вскрыты в скважине № 3, уровень появления установлен на глубине 3.00, установившийся уровень отмечен на глубине 2.70 м (прогнозируемый уровень принять на 0.5 м выше установившегося). Защита строительных конструкций от коррозии» воды по содержанию свободной углекислоты не обладают агрессивностью по отношению к бетону марок W4, W6 и W8; по степени воздействия на металлические конструкции воды являются сильноагрессивными; по степени воздействия на арматуру железобетонных конструкций воды являются неагрессивными. По отношению к свинцовой оболочке кабеля воды обладают низкой степенью коррозийной активности, к алюминиевой оболочке кабеля воды обладают средней степенью коррозийной активности. По отношению к свинцовой оболочке кабеля грунты обладают низкой степенью коррозионной активности, к алюминиевой оболочке кабеля грунты обладают средней степенью коррозийной активности (Приложение И).Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t о.п. и продолжительность отопительного периода n о.п.: 1) при температуре тно= 8 ОС топ = - 4,9 ОС , nоп = 236 сут/год; Тепловые потери составляют - 10% от общей нагрузки на теплоснабжение. Годовой расход теплоты, вырабатываемый котельной, Qгод=2352,3 Гкал/год, по формуле (12),
Введение
В последнее время обозначилась проблема реформы ЖКХ в нашей стране. Как показывает действительность, сложившаяся ситуация с теплоснабжением является близкой к критической. Централизованное теплоснабжение не может быть внедрено в небольших населенных пунктах, которых в России много. Здесь применимы системы автономные, и уже имеется большой положительный опыт их эксплуатации в крупных городах и малых населенных пунктах.
Оптимальный вариант для России на данный момент не найден, скорее он просто отсутствует, т.к. слишком много мнений и разногласий по этому вопросу мешают его поиску. И конечно огромные расстояния, разные климатические условия и множество других факторов вносят свои коррективы в выбор оптимальных путей решения проблемы.
Наибольшие вопросы вызывают магистральные трубопроводы и оборудование котельных, которые в большинстве своем давно нуждаются в модернизации или замене. Котельные работающие на дровах, угле и мазуте уже не вписываются в рамки строгих экологических норм, очень дороги в эксплуатации и потому нуждаются в переводе для работы на газовом топливе, так же они обладают очень низким уровнем надежности и качества предоставляемых услуг.
На этом фоне ярко выделяется еще одно направление - малая теплоэнергетика в России, строительство котельных нового поколения, позволяющих экономить 30 - 40% используемого топлива. В некоторых районах страны идет разработка, внедрение и эксплуатация новых технологических разработок. В основном это районы сельской местности - вотчина малой теплоэнергетики, где ей нет альтернативы.
Тепловые электростанции (ТЭЦ) могут работать эффективно только в больших городах. Строительство крупных таких объектов в поселках и деревнях (даже для нескольких населенных пунктов) нецелесообразно и экономически невыгодно. Только развитие малой теплоэнергетики в небольших населенных пунктах, на сегодняшний день, внедрение новых разработок в данном направлении, может противостоять «развитию» массовому печному отоплению в стране.
Темой представленной дипломной работы выбрана разработка проекта для строительства газопровода среднего и низкого давления в селе Спас-Ямщики Междуреченского района Вологодской области.
Дипломная работа выполняется в двух вариантах: первый - стандартный, выполненный на листах формата А4, второй - компакт-диск, содержащий информацию, отраженную в первом варианте дипломной работы, и полные тексты цитируемой литературы.
1 Применение средств малой теплоэнергетики для повышения эффективности систем теплоснабжения
Проблема реформирования, реабилитации и инновационного развития систем теплоснабжения в России, в настоящее время, принимает все большее значение. В настоящее время в связи с обозначившимся подъемом промышленного производства, строительством новых и расширением действующих предприятий и жилищных комплексов, все более оправданным с позиций надежности и энергоэффективности становится использование локальных сравнительно малых по габаритам блочных модульных котельных. Область применения блочных котельных достаточно широка: отопление удаленных от действующего центрального теплоисточника строящихся объектов, теплофикация развивающихся промышленных предприятий, нуждающихся в увеличении своих теплоэнергетических мощностей.
1.1 Плюсы применения децентрализованного теплоснабжения
Основными преимуществами децентрализованного теплоснабжения при использовании мини котельных являются: · компактность и отсутствие теплотрасс;
· высокий КПД (обычно производители называют КПД равным 92%);
· автоматическое местное регулирование подачи тепла в зависимости от необходимой температуры в помещении;
· долговечность внутренних систем отопления и горячего водоснабжения;
· надежность и простота конструкции и управления;
· низкий шум при работе;
· работа в автоматическом режиме, не требующего постоянного присутствия обслуживающего персонала;
· автоматическое поддержание заданной температуры теплоносителя.
В зависимости от технологической необходимости в состав модульных котельных входят: Блок - бокс, т.е. само помещение, где располагается оборудование. Блок-бокс может быть оснащен системами отопления и вентиляции. При необходимости может быть установлена сигнализация.
Котел. Котел - сердце автономной системы отопления и ключевое устройство модульной котельной. Современный котел может быть рассчитан на работу на любом виде топлива - газ, дизельное топливо, уголь, мазут, отходы деревообработки.
Горелочное устройство. В газовых и жидкотопливных котлах подготовка и сжигание топлива происходит в специальном устройстве - горелке (газовой или жидкотопливной, соответственно). Существуют и универсальные горелки, которые могут работать на обоих видах топлива. Газовые горелки делятся на атмосферные (с открытой камерой сгорания) и вентиляторные (с закрытой камерой сгорания). Вентиляторная горелка - гораздо более сложное и дорогое устройство, чем атмосферная. Она снабжена вентилятором, подающим воздух в камеру сгорания, обеспечивая таким образом точное его количество и следовательно высокий КПД.
Насосы. Циркуляционные насосы создают циркуляцию теплоносителя в трубах систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Подпиточные насосы обеспечивают подачу воды из системы холодного водоснабжения для поддержания необходимого объема теплоносителя в системе.
Теплообменники. Теплообменники внутреннего (котлового) контура передают тепло от котла к теплоносителю. Теплообменники горячего водоснабжения объединяют контуры теплоносителя котла и горячего водоснабжения. В теплообменниках не происходит смешивания воды - греющая вода от источника тепла контактирует с нагреваемой водой через стенки теплообменника.
Расширительный бак. Расширительный бак служит для компенсации увеличения объема теплоносителя при повышении его температуры и поддержания давления системы на заданном уровне.
Узел редуцирования и замера газа. Используется в газовых котельных, осуществляет регулирование подачи газа.
Узел учета энергоресурсов. Учет необходим для обеспечения точности расчетов между потребителем энергии и поставщиком. На практике установка приборов учета, как правило, позволяет получить ощутимый экономический эффект. Это связано с завышением энергоснабжающими организациями расчетных значений тепловых нагрузок, а также с несоответствием фактического теплопотребления объектов проектным нагрузкам. Комплексная поставка и настройка комплектов теплосчетчиков, в состав которых входят тепловычислители, расходомеры, термодатчики, датчики избыточного давления, позволяет потребителю не только ускорить процесс комплектования учета, но и избежать ошибок при монтаже и настройке.
Блок водоподготовки. Химическая подготовка воды помогает уменьшить образование накипи и коррозию внутренних труб и оборудования. Комплектация блока химводоочистки: · водоумягчитель (для смягчения жесткости воды);
· подпиточный насос;
· подпиточный бак (используется для хранения запаса воды, используемой для подпитки систем отопления и ГВС);
· автоматика наполнения подпиточного бака, автоматика защиты от "сухого хода" подпиточного насоса.
Дымовая труба. В блочных котельных необходимо использовать дымоходы из кислотостойкой и жаропрочной нержавеющей стали. Для снижения возможности конденсации дымовых газов предусматривается теплоизоляция.
Электрооборудование. С помощью электрооборудования обеспечивается работа различных устройств в котельной: насосов, системы автоматики, электроприводов регулирующей и запорной арматуры и пр.
КИП и автоматика. На сегодняшний день надежная и эффективная работа инженерного оборудования немыслима без современных систем автоматики, это в полной мере касается и миникотельных.
Современные системы автоматизации реализуют следующие функции: · отображение на экране компьютера состояния котлов и общекотельного оборудования с разной степенью детализации;
· управление объектами котельной во всех эксплуатационных режимах, включая пуск и останов;
· регулирование технологических параметров в заданном режиме;
· дистанционное управление всем электрифицированным оборудованием котельной;
· технологические защиты и блокировки с запоминанием первопричины аварии;
· контроль исполнения команд;
· защита системы от случайного или несанкционированного воздействия;
· протоколирование действий оператора;
· сигнализация световая, звуковая;
· формирование базы данных исходной и расчетной информации;
· архивирование данных о состоянии технологического объекта, о ходе технологического процесса, действиях оперативного персонала, несанкционированном доступе к управлению и других данных.;
· создание печатных отчетов.
Для целей автоматизированного управления технологическими процессами применяются промышленные контролеры, современные шкафы и пульты управления, оснащенные программируемыми логическими контроллерами, сенсорные панели управления и отображения информации.
Для управления электродвигателями применяется частотное регулирование, что обеспечивает плавный пуск и необходимую частоту вращения, а это снижает до 50% потребление электроэнергии и увеличивает ресурс механизмов, таких как дымососы, вентиляторы, питательные насосы и т.д.
На сегодняшний день на рынке представлен широкий выбор оборудования для котельных как отечественного, так и импортного производства. Нередко в миникотельных отечественного производства используются оборудование и комплектующие иностранных производителей. Современное оборудование позволяет добиться высокой экономичности и надежности выпускаемых установок и отвечает всем требованиям природоохранных организаций.
В любом случае для принятия решения об использовании миникотельной для конкретного объекта необходимо технико-экономическое обоснование, поэтому при выборе вариантов теплоснабжения объекта следует обращаться к профессионалам. Грамотные специалисты помогут выбрать оптимальное решение с учетом всех особенностей объекта и пожеланий заказчика. теплоэнергетика котельная часовой газ
1.2 Продукция ООО «Устюггазсервис» - ГРПБ, блочно - модульные котельные
Естественно, решить эту проблему невозможно без участия компаний - профессионалов, обладающих новейшим оборудованием, используемым при строительстве или реконструкции систем теплоснабжения и газоснабжения. ОАО «Газпромгазораспределение Вологда» является одной из таких компаний. Продукцию данного предприятия ГРПБ и блочно-модульную котельную мы используем в данной дипломной работе
Блочные газорегуляторные пункты (ГРПБ), производства ООО «Устюггазсервис» , предназначены для снижения давления газа и автоматического поддержания его в заданных параметрах. Типовая конструкция газорегуляторного пункта в блочном исполнении рассчитана на применение его в климатических условиях средней полосы России и соответствует климатическому исполнению УХЛ2 ГОСТ 15150 ( от 50 ° С до - 45 ° С ). ГРПБ выпускаются на основе газорегуляторного оборудования фирм Tartarini или «Экс-форма» . Регуляторы прямого действия Tartarini способны устойчиво работать на низком входном давлении газа и поддерживать постоянное давление на выходе при резком изменении расхода газа, что позволяет их успешно применять с автоматизированными газоиспользующими установками , работающими без обслуживающего персонала.
ГРПБ выполнен из металлического каркаса, снаружи обшит термоклинкерными панелями и внутри металлическими панелями с полимерным покрытием.
Блок - контейнер состоит из одного технологического помещения противопожарной категории (A).
Возможно исполнение ГРП : - с байпасом;
- без байпаса;
- с 2 линиями редуцирования;
- с коммерческим узлом учета;
- с системой телеметрии на основе радиочастотных сигналов или GSM-модемом .
В помещении ГРПБ, где расположено технологическое оборудование, установлена система автоматического пожаротушения (Буран). С помощью жалюзийных решеток и дефлектора в помещении обеспечивается трехкратный воздухообмен. Для естественного освещения предусмотрено окно.
Для отопления технологического помещения используется газовый конвектор. В качестве легкосбрасываемой конструкции используется взрывной клапан, установленный в перекрытия блок-контейнера.
Электрооборудование ГРПБ выполнено в соответствии с действующими ПУЭ и обеспечивает электроснабжение как в штатном, так и в аварийном режиме.
Таблица - Технические характеристики ГРПБ
Рис. - Габаритно-присоединительные размеры ГРПБ
Газовые блочные котельные производства ООО «Устюггазсервис» имеют мощность от 100 КВТ до 3,0 МВТ и предназначены для теплообеспечения систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий.
Преимущества котельной: 1. Максимальная приближенность к объекту теплоснабжения, что резко сокращает затраты на теплоснабжение и эксплуатацию инженерных сетей.
2. Отсутствие значительных капитальных затрат на строительство здания под котельную.
3. Простое и удобное решение вопроса при децентрализации теплоснабжения.
4. Оптимальная система автоматизации и безопасности.
5. Полная заводская готовность и комплектация.
6. Минимальные затраты при монтаже и пуске.
7. Быстрый ввод в эксплуатацию.
8. Транспортирование автомобильным транспортом.
9. Высокий уровень автоматизации, безопасности, надежность в эксплуатации
Котельная изготовлена на базе блок-контейнера, завод-изготовитель ОАО «Вологодский завод дорожных машин». Блок-контейнер представляет собой объемную конструкцию, собранную из трехслойных плоских панелей, имеющих унифицированное решение (панели основания, панели покрытия и четырех стеновых панелей), на сварке. Все панели состоят из металлодеревянного каркаса, наружной и внутренней обшивки и теплоизоляции. Металлодеревянный каркас состоит из стальных профилей, собранных на сварке и деревянных брусков, которые крепятся к элементам каркаса. Наружная обшивка выполнена из тонколистовой стали. В качестве теплоизоляции используется вата минераловатная. Между внутренней обшивкой и теплоизоляционным слоем укладывается пароизоляция. Котельные комплектуются газовым и тепломеханическим оборудованием ведущих европейских производителей. Котельные оборудованы системой автоматики безопасности, системами управления и коммерческого учета расхода газа и отпускаемого тепла, автоматизированной системой реагентной обработки подпиточной воды, охранной сигнализацией.
Котельные поставляются в готовом виде и требуют только подключения к наружным сетям.
Котельные полностью автоматизированы и предназначены для работы без обслуживающего персонала. Контроль работы котельных может осуществляться с удаленного диспетчерского пункта.
В зависимости от технических условий Покупателя котельные могут быть укомплектованы водонагревателями горячего водоснабжения, оборудованием для подключения газа высокого давления (до 0,6 МПА), нержавеющими дымовыми трубами. Котельные состоят из одного или нескольких транспортабельных блоков, перевозка которых может быть осуществлена автомобильным или железнодорожным транспортом.
Стоимость котельных - от 2,5 до 10 млн. рублей в зависимости от исполнения и комплектации.
Таблица - Технические характеристики блочных котельных мощностью 200-580 КВТ
Вывод
При соблюдении требований законодательной, нормативной и технической документации, а также выполнение природоохранных мероприятий проектируемый объект не окажет негативного воздействия на окружающую среду, как в период строительства, так и во время его эксплуатации
По окончании строительно-монтажных работ земли, отведенные во временное пользование, возвращаются землепользователям в состоянии, пригодном для использования их по назначению.
Все строительно-монтажные работы производятся последовательно и не совпадают во времени. Загрязняющие вещества выбрасываемые в атмосферу, носят кратковременный характер и не оказывают вредного воздействия на атмосферный воздух в период строительно-монтажных работ проектируемый объект при его эксплуатации не является источником загрязнения окружающей среды.
Проектируемый газопровод в период эксплуатации работает автономно и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, поэтому он не является источником загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления. Мероприятия по охране почв от отходов производства и потребления не предусматриваются.
Проектируемый газопровод в период эксплуатации не является источником загрязнения поверхностных и подземных вод. После монтажа выполняется испытание газопровода на прочность и герметичность сжатым воздухом под давлением.
Из изложенного выше следует, что строительство подземного газопровода и его эксплуатация не окажет заметного влияния на сложившуюся экологическую ситуацию района размещения объекта.
На основании выполненных расчетов установлено, что уровни звука на границе жилой застройки не превышают нормативные показатели, регламентированные СНИП 23-03-2003 «Защита от шума».
Допустимое значение уровня звука на территории, непосредственно прилегающей к жилому дому, согласно СН 2.2.4./2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» табл.3, п.9. равно 55 ДБА в течение времени с 7 до 23ч (расчетное 33,4 ДБА).
Следовательно, заложенные в проектных решениях мероприятия по снижению уровней звука являются достаточными для соблюдения требований СН 2.2.4/2.1.8.562-96.
Значительное снижение шума в застройке обеспечивается строгим соблюдением требований строительных норм и правил по планировке и застройке городов и других населенных пунктов. Превышений по шуму не выявлено.
6. Инженерно-геологические изыскания
Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания для обоснования проектной документации по объекту «Наружный газопровод село Спас-Ямщики Междуреченского района Вологодской области» выполнены в соответствии с техническим заданием «Заказчика» (текстовое приложение А).
Задачей изысканий является изучение геологического строения, гидрогеологических условий территории, физико-механических и агрессивных свойств грунтов в пределах взаимодействия фундаментов с геологической средой, выявление участков с опасными инженерно-геологическими явлениями, получение материалов и данных, позволяющих выполнение проектных работ по объекту «Наружный газопровод село Спас-Ямщики Междуреченского района Вологодской области».
Полевые работы выполнены с 17 по 19 июля 2014 года под руководством бур. мастера Е.Н. Егоровцева, буровой установкой УБШМ-20 колонковым способом, диаметр бурения 108 мм.
Технические условия работ определялись требованиями СП 22.13330.2011, ГОСТ 12071-2000, СНИП 11-02-96 и СП 11-105-97.
В процессе работ на площадке предполагаемого строительства пробурены 13 скважин глубиной 3 м и 2 скважины глубиной 7 м каждая, общий метраж составил 53 п.м.
Для определения пространственной изменчивости физико-механических свойств грунтов отобрано 29 проб грунта ненарушенной структуры из связных суглинистых грунтов. В состав лабораторных исследований входит определение физико-механических свойств грунтов, химический анализ воды и водной вытяжки грунта, коррозионная активность грунта. Работы проведены в грунтовой лаборатории ООО «Проектно-изыскательский институт «Облстройпроект».
Коррозионные свойства грунтовых вод по отношению к бетонам оценивались на основании химического анализа воды и водной вытяжки грунта, согласно СП 28.13330.2012.
Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали определялась в полевых условиях прибором ИС-10 и лабораторных условиях по двум методам: по плотности катодного тока и по удельному электрическому сопротивлению грунта, согласно ГОСТ 9.602-2005.
Камеральная обработка полевых материалов, результатов лабораторных исследований, расчеты, графические построения и составление настоящего отчета, выполнены геологом Алексеевым Д.А. в соответствии с действующими нормативными документами, рекомендациями и инструкциями.
Виды и объемы выполненных инженерно-геологических работ приведены в таблице.
Таблица Виды и объемы выполненных работ
№ п/п Виды работ Единица измерения Объемы работ
1 2 3 4
1. Полевые работы
1.1. Колонковое бурение скважин
- количество скв. 15
- глубина скважин м 3/7
- диаметр мм 108
- объем работ пог. м 53
1.2. Отбор проб ненарушенной структуры проб 29
1.3. Отбор проб нарушенной структуры проб -
1.4. Отбор проб воды проб 1
1.5 Отбор проб для водной вытяжки проб 4
1.6 Отбор проб на коррозию проб 6
2.1. Определение физико-механических свойств грунтов компл 29
2.2. Определение гранулометрического состава песков компл -
2.3. Химический анализ воды проб 1
2.4 Химический анализ водной вытяжки проб 4
2.5. Определение коррозионной активности грунта проб 6
3.1. Обработка геологических материалов буровых работ п. м 53
3.2. Камеральная обработка лабораторных исследований грунтов проб 29
3.3. Составление технического отчета отчет 1
Климат рассматриваемого района умеренно-континентальный с холодной зимой и умеренно-теплым летом. Район находится под воздействием воздушных масс Атлантики, Арктического бассейна, а также масс, сформировавшихся над территорией в конце лета - начале осени, нередко во второй половине зимы и весной преобладает западный тип атмосферной циркуляции, сопровождающий обычной активной циклонической деятельностью, значительными осадками, положительными аномалиями температуры воздуха зимой и отрицательными летом. С октября по май в результате воздействия сибирского максимума западная циркуляция нередко сменяется восточной, что сопровождается малооблачной погодой, большими отрицательными аномалиями температуры воздуха зимой и положительными летом. Менее вероятна в данной районе меридиональная циркуляция, которая связана с мощными арктическими вторжениями воздушных масс и сопровождается резким понижением температуры воздуха.
Январь - самый холодный месяц зимы. Его средняя температура составляет минус 12,6ОС. Абсолютный минимум температур воздуха может достигать минус 46ОС. Осадков за зиму в среднем выпадает 30-38см месяц. Снежный покров устойчив.
Характерны частые метели, зимой преобладают ветры западного, юго-западного направления, средняя скорость которых составляет 3-4м/с.
Среднемесячное количество осадков весной составляет 32-48см месяц. Снежный покров сходит в начале первой декады апреля.
Самый теплый месяц лета июль, его средняя температура составляет 16,8ОС. Максимум температуры может достигать 37.0ОС. Летом выпадает небольшое количество осадков по сравнению с другими сезонами года. Среднемесячное количество осадков летом составляет 58-74см в месяц. Летом преобладают ветры с северной составляющей. Снежный покров устанавливается в конце третей декады ноября.
Осень обычно дождливая, среднее месячное количество осадков составляет 40-47мм. Осенью преобладают ветры с юго-западной составляющей.
Более подробно климатические характеристики по ближайшей к участку работ метеостанции приведены в таблицах ниже.
Метеорологические параметры района.
1. Средняя продолжительность безморозного периода - 125 дней.
2. Дата начала периода с температурой выше 15°С - 17.06.
Продолжительность периода с температурой выше 15°С - 60 дней.
3. Дата начала периода с температурой выше 10°С - 10.05.
Продолжительность периода с температурой выше 10°С - 120 дней.
4. Дата начала периода с температурой выше 5°С - 22.04.
Продолжительность периода с температурой выше 5°С - 160 дней.
5. Дата начала периода с температурой ниже 0°С - 27.10.
Продолжительность периода с температурой ниже 0°С - 160 дня.
6. Дата начала периода с температурой ниже -5°С - 21.11.
Продолжительность периода с температурой ниже -5°С - 125 дней.
7. Дата начала периода с температурой ниже -10°С - 19.12.
Продолжительность периода с температурой ниже -10°С - 65 дней.
8. Средние даты первого мороза - 20.09.
Средние даты последнего мороза - 20.05.
9. Число дней с осадками - 90 дней.
Количество осадков за вегетационный период (апрель-октябрь)- 460 мм.
Количество осадков за холодный период (ноябрь-март) - 200 мм
Ветровой режим
Ветровой режим - это основной метеорологический фактор.
В зимний период преобладает юго-западный ветер, а в летний период - северные ветра.
Таблица Повторяемость и скорость ветра в январе
Направление С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
Скорость, м/сек 4,2 4,1 3,7 4,1 4,4 4,5 4,5 4,1
Повторяемость, % 11 10 7 10 14 33 8 7
Рис. Роза ветров за январь
Таблица Повторяемость и скорость ветра в июле
Направление С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
Скорость, м/сек 3,9 3,5 3 2,8 2,7 3 3,2 3,6
Повторяемость, % 19 18 9 6 8 16 10 14
Рис. Роза ветров за июль
Температурный режим определяет состояние снежного и ледяного покрова, условия работы машин и водителей.
В районах, где зимой устойчиво держится отрицательная температура, снег обычно бывает сухим и сыпучим; там, где температура воздуха зимой часто колеблется, приближаясь или поднимаясь выше 0 0С, а затем снижается, достигая низких значений, снег постепенно становится вязким, влажным, затем твердым, смерзшимся и даже обледенелым. Одновременно изменяются его физико-механические свойства.
Средняя температура самого холодного месяца в зимний период - 17 0С, средняя температура самого жаркого месяца в летний период 22,6 0С. Абсолютно минимальная температура воздуха - 46 0С, абсолютно максимальная температура воздуха 37 0С.
Таблица Средняя месячная и годовая температуры воздуха, 0С
В административном отношении участок под строительство находится по адресу: Вологодская область, Междуреченский район, с. Спас-Ямщики. Рельеф местности - с не значительным уклоном на северо-запад. Линия проектируемого газопровода проходит вдоль улиц села Спас-Ямщики.
Рельеф в пределах площадки для строительства относительно ровный, и характеризуется отметками поверхности земли от 147.76 м до 160.72 м (отметки устьев скважин) в Балтийской системе высот 1977 г. (см. «Карта фактического материала» графическое приложение П).
По данным бурения с поверхности и до глубины 7.00 м в геологическом строении территории принимают участие отложения четвертичной системы, перекрытые с поверхности современными техногенными и биогенными образованиями и залегающие в следующей стратиграфической последовательности: Современные техногенные образования (t IV) вскрыты скважиной № 1 и представлены суглинками перемещенными с гравием, со строительным мусором и тонкими прослойками песка среднего, в верхней части слоя с корнями растений, в слежавшемся состоянии. Мощность слоя составила 0.90 м.
Современные биогенные образования (b IV) вскрыты скважинами № 2-15 и представлены в виде почвенно-растительного слоя с корнями растений. Мощность слоя составила 0.20 м.
Верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lg III) залегают под современными техногенными и биогенными образованиями и представлены двумя слоями: 1) Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, тугопластичной консистенции, с гравием и галькой до 10%, прослойками песка мелкого маловлажного и водонасыщенного (скв 3). Мощность слоя составила 1.30 - 6.80 м.
2) Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, полутвердой консистенции, с гравием и галькой до 10%. Мощность слоя составила 0.50 - 2.80 м.
Геологическое строение площадки отражено в инженерно-геологических колонках скважин 1-15 и инженерно - геологических профилях №1-5.
На период производства буровых работ (июль 2014г) грунтовые воды вскрыты в скважине № 3, уровень появления установлен на глубине 3.00, установившийся уровень отмечен на глубине 2.70 м (прогнозируемый уровень принять на 0.5 м выше установившегося).
По условиям залегания, распространения, питания и разгрузки воды являются грунтовыми, приуроченные к прослоям песка в озерно-ледниковых суглинках. Воды имеют свободную поверхность, не напорные, питание происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в пониженные участки рельефа. В периоды весеннего таяния снегов и обильных осеннее - весенних дождей следует ожидать установление уровня грунтовых вод на отметках близких к дневной поверхности.
По данным химического анализа воды (текстовое приложение Ж) гидрокарбонатные, кальциевые и калиево-натриевые, Ph - нейтральными, умеренно жесткие. В соответствии с СП 28.13330.2012 «Актуализированная редакция СНИП 2.03.11-85*. Защита строительных конструкций от коррозии» воды по содержанию свободной углекислоты не обладают агрессивностью по отношению к бетону марок W4, W6 и W8; по степени воздействия на металлические конструкции воды являются сильноагрессивными; по степени воздействия на арматуру железобетонных конструкций воды являются неагрессивными. По отношению к свинцовой оболочке кабеля воды обладают низкой степенью коррозийной активности, к алюминиевой оболочке кабеля воды обладают средней степенью коррозийной активности.
Химический анализ водной вытяжки грунтов показал содержание хлоридов от 74,6 до 107,8 мг/кг, а содержание сульфатов от 36,6 до 54,8 мг/кг грунта. По содержанию хлоридов согласно СП 28.13330.2012 грунты являются неагрессивными по степени воздействия на железобетонные конструкции, по содержанию сульфатов грунты являются неагрессивными к бетонам всех марок на портландцементе по ГОСТ 10178; неагрессивными к бетонам всех марок на портландцементе и шлакопортландцементе по ГОСТ 10178; неагрессивными к бетонам всех марок на сульфатостойком цементе по ГОСТ 22266. По отношению к свинцовой оболочке кабеля грунты обладают низкой степенью коррозионной активности, к алюминиевой оболочке кабеля грунты обладают средней степенью коррозийной активности.
Таблица Ведомость единовременного замера уровня грунтовых вод
№ выработки Отметка устья, м Появление подземной воды, м Установившийся уровень, м Дата замера глубина абс.отм глубина абс.отм
1 157.28 - - - - 18.07.14
2 154.29 - - - - 18.07.14
3 155.80 3.00 152.80 2.70 153.10 18.07.14
4 160.26 - - - - 18.07.14
5 156.78 - - - - 18.07.14
6 150.20 - - - - 18.07.14
7 154.84 - - - - 18.07.14
8 147.76 - - - - 18.07.14
9 148.47 - - - - 18.07.14
10 156.24 - - - - 18.07.14
11 158.66 - - - - 19.07.14
12 159.13 - - - - 19.07.14
13 160.49 - - - - 19.07.14
14 160.72 - - - - 19.07.14
15 152.70 - - - - 19.07.14
Из физико-геологических процессов и явлений на площадке развито сезонное промерзание и морозное пучение грунтов деятельного слоя.
Согласно т.Б.27 Гост 25100-2011 грунты ИГЭ-2 относятся слабопучинистым, ИГЭ-3 относятся к среднепучинистым грунтам при промерзании.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов рассчитана по формуле 5.3 СП 22.13330.2011 и составляет для суглинков - 1,49 м.
Физико-механические свойства грунтов определены в лаборатории по 29 образцам.
По генетическим, литологическим и физико-механическим признакам грунтов основания сооружения выделено 3 инженерно-геологических элемента (ИГЭ): ИГЭ-1 Суглинки перемещенные, слежавшиеся (t IV);
ИГЭ-2 Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, полутвердой консистенции, с гравием и галькой до 10% (lg III);
ИГЭ-3 Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, тугопластичной консистенции, с гравием и галькой до 10%, прослойками песка мелкого маловлажного и водонасыщенного (lg III).
Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов выделенных ИГЭ приняты в соответствии с СП 22.13330.2011, с учетом физических свойств. За расчетные характеристики для расчетов по деформациям приняты нормативные, для расчетов по несущей способности - нормативные с учетом коэффициентов надежности по грунту.
Расчетное сопротивление для грунтов выделенных ИГЭ приведено согласно СП 22.13330.2011. Коэффициент фильтрации для суглинков приведен согласно «Справочника геолога» М.А. Солодухина.
Коррозионная агрессивность грунтов ИГЭ - 2 по отношению к углеродистой и низколегированной стали в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 относится к низкой, ИГЭ - 3 относится к средней степени коррозионной активности. Удельное электрическое сопротивление, определенное полевым путем прибором ИС-10 составляет 2.12-3.79 Ом*).
Таблица нормативных и расчетных характеристик грунтов1. По сложности инженерно-геологических условий, согласно СП 11-105-97, участок изысканий относится ко II категории.
Площадка изысканий находится в условно благоприятных инженерно-геологических условиях. Факторами, осложняющими строительство, являются: морозное пучение грунтов;
2. По генетическим, литологическим и физико-механическим признакам грунтов основания сооружения выделено 3 инженерно-геологических элемента (ИГЭ): ИГЭ-1 Суглинки перемещенные, слежавшиеся (t IV);
ИГЭ-2 Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, полутвердой консистенции, с гравием и галькой до 10% (lg III);
ИГЭ-3 Суглинки легкие и тяжелые, бурого цвета, тугопластичной консистенции, с гравием и галькой до 10%, прослойками песка мелкого маловлажного и водонасыщенного (lg III).
Расчетные значения характеристик грунтов, которыми рекомендуется пользоваться при расчетах оснований по деформациям и несущей способности принять по таблице 2.6.1.
В основаниях проектируемых сооружений в качестве опорных грунтов рекомендуется использовать грунты ИГЭ - 2, 3.
3. На период производства буровых работ (июль 2014г) грунтовые воды вскрыты в скважине № 3, уровень появления установлен на глубине 3.00, установившийся уровень отмечен на глубине 2.70 м (прогнозируемый уровень принять на 0.5 м выше установившегося).
По условиям залегания, распространения, питания и разгрузки воды являются грунтовыми, приуроченные к прослоям песка в озерно-ледниковых суглинках. Воды имеют свободную поверхность, не напорные, питание происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в пониженные участки рельефа. В периоды весеннего таяния снегов и обильных осеннее - весенних дождей следует ожидать установление уровня грунтовых вод на отметках близких к дневной поверхности.
По данным химического анализа воды гидрокарбонатные, кальциевые и калиево-натриевые, Ph - нейтральными, умеренно жесткие. В соответствии с СП 28.13330.2012 «Актуализированная редакция СНИП 2.03.11-85*. Защита строительных конструкций от коррозии» воды по содержанию свободной углекислоты не обладают агрессивностью по отношению к бетону марок W4, W6 и W8; по степени воздействия на металлические конструкции воды являются сильноагрессивными; по степени воздействия на арматуру железобетонных конструкций воды являются неагрессивными. По отношению к свинцовой оболочке кабеля воды обладают низкой степенью коррозийной активности, к алюминиевой оболочке кабеля воды обладают средней степенью коррозийной активности.
Химический анализ водной вытяжки грунтов показал содержание хлоридов от 74,6 до 107,8 мг/кг, а содержание сульфатов от 36,6 до 54,8 мг/кг грунта. По содержанию хлоридов согласно СП 28.13330.2012 грунты являются неагрессивными по степени воздействия на железобетонные конструкции, по содержанию сульфатов грунты являются неагрессивными к бетонам всех марок на портландцементе по ГОСТ 10178; неагрессивными к бетонам всех марок на портландцементе и шлакопортландцементе по ГОСТ 10178; неагрессивными к бетонам всех марок на сульфатостойком цементе по ГОСТ 22266. По отношению к свинцовой оболочке кабеля грунты обладают низкой степенью коррозионной активности, к алюминиевой оболочке кабеля грунты обладают средней степенью коррозийной активности (Приложение И).
4. Коррозионная агрессивность грунтов ИГЭ - 2 по отношению к углеродистой и низколегированной стали в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 относится к низкой, ИГЭ - 3 относится к средней степени коррозионной активности. Удельное электрическое сопротивление, определенное полевым путем прибором ИС-10 составляет 2.12-3.79 Ом*м (см. «Коррозионная активность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали» текстовое приложение К).
5. Согласно т.Б.27 Гост 25100-2011 грунты ИГЭ-2, относятся слабопучинистым, ИГЭ-3 относятся к среднепучинистым грунтам при промерзании.
6. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов рассчитана по формуле 5.3 СП 22.13330.2011 и составляет для суглинков - 1,49 м.
7. Сейсмическая интенсивность участка изысканий определена по карте OCP-97A с вероятностью 10 % возникновения и возможного превышения сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 в течение 50 лет (период повторяемости Т=500 лет) и составляет менее 5 баллов.
8. На территории исследуемой площадки карстообразования не обнаружено.
9. Группы грунтов по трудности их разработки в соответствии с приложением к ГЭСН 2001-01 сб.1: Суглинки перемещенные (ИГЭ-1) - п.26а;
Суглинки (ИГЭ-2) - п.35в;
Суглинки (ИГЭ- 3) - п.35б.
7. Технико-экономическая оценка инвестиций на замену котельной, работающей на газовом топливе
В котельных в настоящее время в качестве топлива используются самые различные виды топлив (жидкое, газообразное, твердое топливо и т.д.). Стоимость каждого вида топлива различна и с учетом КПД котельной может существенно отличаться по калорийной способности.
Наиболее перспективным с экономической точки зрения является природный газ. С учетом высокого КПД ( 90%) и стоимости газа 2902,65 руб. за 1000 м3 он является наиболее дешевым видом топлива. Кроме того, использование природного газа снижает численность персонала котельной, увеличивает качества теплоснабжения и возможности регулирования.