Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и научные предпосылки к реализации задачи диссертационных исследований 11
1.1 Современное состояние и перспективы развития газификации сельской местности Российской Федерации 11
1.2 Ретроспективный анализ развития распределительных систем газоснабжения населенных пунктов Российской Федерации 13
1.3 Анализ литературных источников и научные предпосылки к реализации задачи диссертационных исследований 15
Выводы 20
2 Экспериментальные исследования тепловой эффективности бы товых газоиспользующих установок в условиях динамики давле ния газа перед прибором 21
2.1 Коэффициент полезного действия бытовых газоиспользующих установок 21
2.2 Общие методические предпосылки к проведению экспериментальных исследований 24
2.3 Описание экспериментальной установки и методика проведения исследований 27
2.4 Анализ результатов экспериментальных исследований и оценка погрешности экспериментальных данных 31
2.5 Обобщение и теоретическая аппроксимация результатов экспериментальных исследований 43 Выводы 45
3 Оптимизация поселковых систем газоснабжения с индивиду альными шкафными газорегуляторными установками 46
3.1 Обоснование располагаемого перепада давлений в распредели тельных газопроводах шкафных газорегуляторных установок 46
3.2 Оптимизация потерь давления в распределительных газопроводах от индивидуальных шкафных газорегуляторных установок 51
3.3 Определение расчетных расходов газа жилыми зданиями усадебного (коттеджного) типа 60
3.4 Выбор оптимальной потери давления в поселковых системах газоснабжения с индивидуальными ШГРП 66
Выводы 80
4 Сравнительная эффективность распределительных систем газоснабжения сельских поселков на базе шкафных ГРП 82
4.1 Разработка экономико-математической модели одноступенчатых систем газоснабжения с домовыми регуляторами давления газа 82
4.2 Разработка экономико-математической модели двухступенчатых систем газоснабжения сельских поселков на базе шкафных газорегуляторных установок 89
4.3 Выбор рациональной области применения одно- и двухступенчатых систем газоснабжения сельских поселков 99
Выводы 107
Общие выводы 112
Список использованных источников 115
Приложение
- Ретроспективный анализ развития распределительных систем газоснабжения населенных пунктов Российской Федерации
- Общие методические предпосылки к проведению экспериментальных исследований
- Оптимизация потерь давления в распределительных газопроводах от индивидуальных шкафных газорегуляторных установок
- Разработка экономико-математической модели двухступенчатых систем газоснабжения сельских поселков на базе шкафных газорегуляторных установок
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время газораспределительные системы сельских населенных пунктов представляют собой сложный технологический комплекс, включающий в себя газовые сети различного давления, газорегуляторные пункты, газовые приборы и установки, использующие топливо на различные потребительские нужды.
Указанное обстоятельство предопределяет многообразие системообразующих связей и сложный характер взаимодействия факторов, детерминирующих механизм функционирования газораспределительных систем. К этим факторам относятся гидравлические режимы эксплуатации распределительных газопроводов и оборудования газорегуляторных пунктов, энергетическая эффективность использования газа на бытовые и хозяйственные нужды населения, архитектурно-планировочные решения сельских поселков и технические характеристики газоснабжаемых зданий, газовое оборудование квартир и режимы его эксплуатации и др.
Вопросу эффективного функционирования распределительных систем газоснабжения населенных пунктов посвящено большое количество научных публикаций. Полученные авторами решения и разработанные на их основе рекомендации носят фрагментарный, часто противоречивый характер, поскольку не учитывают всю полноту и многообразие взаимодействия системообразующих факторов. Они разработаны, как правило, на базе газовой техники 60-70-х годов прошлого столетия и поэтому не могут быть востребованы в полном объеме в современной газовой практике.
В связи с этим эффективное решение указанной актуальной научно-технической задачи требует обобщенной постановки в рамках технологического комплекса «газовые сети среднего (высокого) давления - газорегуляторные пункты - газовые сети низкого давления - газовый прибор» и системного подхода к её реализации с учетом теплогидравлических режимов эксплуатации систем распределения и использования газового топлива.
Цель диссертационной работы заключается в моделировании и обосновании рациональных поселковых систем газоснабжения.
Поставленная цель реализуется путем решения следующих задач:
-
экспериментальное исследование и математическое моделирование тепловой эффективности бытовых газоиспользующих приборов;
-
разработка математической модели обоснования одно- и двухступенчатых поселковых систем газоснабжения;
-
разработка методики выбора и обоснования оптимальных параметров и схемных решений поселковых систем газоснабжения;
4) разработка экономико-математической модели обоснования рацио
нальной области применения одно- и двухступенчатых систем газоснабжения
при газификации сельских населенных пунктов.
Научная новизна:
-
разработана математическая модель тепловой эффективности бытовых газоиспользующих приборов, в которой зависимость между тепловой эффективностью и гидравлическими режимами эксплуатации была определена экспериментальным путем;
-
разработана математическая модель, позволяющая провести обоснование одно- либо двухступенчатых систем газоснабжения;
-
разработаны математическая модель и методика выбора оптимальной величины потерь давления газа в поселковых системах газоснабжения;
-
разработана экономико-математическая модель, учитывающая характер застройки сельских поселков и плотность населения. В основе модели лежит целевая функция минимизации приведенных затрат.
Практическая значимость работы
Практическое значение диссертационной работы заключается в том, что ее результаты позволяют снизить затраты на сооружение газопроводов и получить экономию газа при их эксплуатации.
Результаты научных исследований внедрены в головном научно-исследовательском и проектном институте ОАО «Гипрониигаз» и рекомендо-
ваны научно-техническим советом института для использования в его проектной практике (приказ № 342 от 30.09.2010 г.).
По материалам диссертационных исследований разработан СТО-03321549-005-2010.
Достоверность результатов исследований подтверждается использованием фундаментальных положений теории и практики газоснабжения, современных методов математического и экономико-математического моделирования, а также результатов экспериментальных работ. Основные положения и выводы диссертационной работы коррелируются с данными других исследователей.
Основные положения, выносимые на защиту;
результаты экспериментальных исследований и математическая модель тепловой эффективности бытовых газовых приборов;
математическая модель обоснования одно- и двухступенчатых поселковых систем газоснабжения;
методика выбора и обоснования оптимальных параметров и схемных решений поселковых систем газоснабжения;
экономико-математическая модель, учитывающая характер застройки сельских поселков и плотность населения.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XII международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (г. Пенза, 2010 г.); 3-й международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (г. Москва, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии» (г. Самара, 2009 г.); научных семинарах и конференциях Саратовского государственного технического университета (г. Саратов, 2008-2009 гг.); 63-й международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства» (г. С.-Петербург, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, общим объемом 44 печатных листа, из них лично автору принадлежат 29 печатных листов. Три работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ: «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура»; «Приволжский научный журнал»; «Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура».
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, раздела экономической эффективности результатов исследований, общих выводов, списка использованной литературы из 114 наименований и 2-х приложений. Общий объем работы - 152 страницы машинописного текста, включая 9 таблиц и 23 рисунка.
Ретроспективный анализ развития распределительных систем газоснабжения населенных пунктов Российской Федерации
В существующей практике газификации городских и сельских населенных пунктов сетевым природным газом широкое распространение получили двухступенчатые системы газоснабжения. Указанные системы включают в себя следующую цепочку взаимосвязанных технологических элементов: газовые сети высокого (среднего) давления - газорегуляторные пункты (ГРП) - газовые сети низкого давления.
В начальный период газификации (50-60-е годы прошлого столетия) в качестве опорных пунктов газораспределительных систем использовались крупные ГРП, размещаемые в отдельно стоящих зданиях. Указанное обстоятельство предопределяло высокую степень централизации поселковых систем газоснабжения и соответствующую структуру распределительных газопроводов, сочетающую короткие газопроводы высокого (среднего) давления и протяженные газовые сети низкого давления.
В зависимости от размера населенного пункта на сооружение распределительной газовой сети расходовалось до 80% всех капитальных вложений в систему газоснабжения. Из общей протяженности сетей до 70-80% составляли газопроводы низкого давления и только 20-30% - газопроводы высокого (среднего) давления [53].
Наличие протяженной сети газопроводов низкого давления в сочетании с большими диаметрами труб обусловливает повышенную материалоемкость газораспределительных систем, а, следовательно, высокую стоимость сооружения и эксплуатации систем газоснабжения.
Дальнейшее развитие поселковых систем газоснабжения связано с широким использованием шкафных газорегуляторных пунктов (ШГРП), массовый выпуск которых освоен отечественной промышленностью в 70-х годах прошлого столетия.
Низкая стоимость шкафных ГРП в сочетании с широким диапазоном пропускной способности качественно изменяет структуру распределительных систем газоснабжения. Наличие в населенном пункте большого количества дешевых ШГРП резко уменьшает протяженность, материало- и капиталоемкость газовых сетей низкого давления. Указанное обстоятельство, несмотря на повышенную протяженность газовых сетей высокого (среднего) давления, обусловливает значительное снижение общих затрат в сооружение и эксплуатацию поселковых систем газоснабжения.
Важным резервом повышения экономической эффективности газораспределительных сетей является применение одноступенчатых систем газоснабжения. В данном случае подача газа потребителям осуществляется по газопроводам высокого (среднего) давления. Снижение давления газа перед подачей в здание производится в шкафных ГРП, оборудованных домовыми регуляторами давления.
Главным препятствием широкому внедрению одноступенчатых систем газоснабжения в прошлом столетии являлось отсутствие надежных конструкций шкафных ГРП домового типа. В настоящее время такие конструкции разработаны институтом «Гипрониигаз» и серийно выпускаются ОАО «Сигнал» на базе регуляторов РДГБ-6 и РДГК-10. Пропускная способность указанных регуляторов составляет соответственно 6 и 10 м3/ч, что полностью покрывает потребность в газе отдельных жилых домов усадебного (коттеджного) типа. Шкафные ГРП с домовыми регуляторами давления просты и надежны в эксплуатации, имеют низкую стоимость изготовления [30, 70, 91].
Установка домовых регуляторов непосредственно у отдельных газоснаб-жаемых зданий исключает затраты в сооружение и эксплуатацию уличных распределительных газопроводов низкого давления и обеспечивает дополнительное снижение общих затрат в сооружение и эксплуатацию поселковых систем газоснабжения. Важным преимуществом одноступенчатых систем газоснабжения с домовыми регуляторами является также возможность стабилизации дав ления газа перед газоиспользующими установками. Это позволяет эксплуатировать газовое оборудование зданий при давлениях газа, близких к номинальной величине, обеспечивает работу газовых приборов с максимальным КПД и вскрывает значительные резервы газосбережения [5, 30]. Многолетний зарубежный опыт эксплуатации одноступенчатых систем газоснабжения [107-110], а также результаты их апробации в отечественной практике свидетельствуют о высокой эффективности указанных газораспределительных систем и доказывают целесообразность их широкого применения в качестве альтернативы двухступенчатым системам газоснабжения [97, 98].
Вопросам оптимального функционирования поселковых систем газоснабжения посвящено большое количество научных публикаций. Наиболее полно указанные вопросы проработаны применительно к многоступенчатым (двухступенчатым) системам газоснабжения. Одной из важных научно-технических задач, решаемых при проектировании распределительных систем газоснабжения, является определение оптимальной централизации поселковых систем газоснабжения, то есть обоснование оптимального количества квартир, подключаемых к одной газорегуляторной установке.
Вопросы оптимальной централизации поселковых систем газоснабжения освещаются в работах Берхмана Е.И. [6], Голика В.Г. [11], Гофмана-Захарова П.М. [17], Ионина А.А. [5, 20], Куприянова М.С. [32], Левина A.M. [49, 52], Ляукониса А.Ю. [53], Скафтымова М.А. [75], Смирнова В.А. [78, 79], Стаске-вича Н.Л. [90, 91], Торчинского Я.М. [95] и многих других исследователей [11, 46,55,71-74,92-94].
Полученные авторами решения и разработанные на их основе рекомендации отличаются постановкой задачи, полнотой учета определяющих факторов, алгоритмами ее реализации и часто носят весьма противоречивый характер.
Общие методические предпосылки к проведению экспериментальных исследований
Характерный, качественный график эксплуатационных параметров газо-использующих установок в зависимости от относительной подведенной мощности приводится на рисунке 2.1. Как видно из графика, максимальное значение КПД обеспечивается при отношении = 1. При отношении 1 КПД газоиспользующей установки снижается за счет повышенной температуры уходящих продуктов сгорания. Аналогичная ситуация имеет место при отношении 1. Уменьшение КПД газоиспользующей установки обусловливается тем обстоятельством, что при снижении тепловой мощности, а значит, и количества сжигаемого газа, возрастает коэффициент избытка воздуха, подаваемого в зону горения за счет естественной тяги или вентилятора. Это приводит к снижению КПД, несмотря на уменьшение температуры продуктов сгорания. Ф - подовые горелки без принудительной подачи воздуха; О - инжекционные горелки полного предварительного смешения; Л - инжекционные горелки полного предварительного смешения ИГК Мосгазпроекта; - форкамерная горелка Укргипрогорпромгаза. Рисунок 2.1 - Зависимость КПД, температуры продуктов сгорания и коэффициента избытка воздуха от относительной подведенной тепловой мощности для чугунных водогрейных котлов [104] В общем случае коэффициент полезного действия rj газоиспользующего аппарата представляет собой отношение его теплопроизводительности Q, кВт, к подведенной тепловой мощности N, кВт Для газовых водогрейных аппаратов (отопительные котлы, водонагреватели) согласно [13, 14] указанные параметры вычисляются по формулам: где V0 - объём сухого газа, приведенный к нормальным условиям, м ; Г— время, в течение которого измеряется объем израсходованного газа, ч. Как видно из (2.6), экспериментальное определение коэффициента полезного действия газовых водогрейных аппаратов требует измерения расхода и температурного диапазона нагрева воды, а также расхода газа и теплоты его сгорания.
Относительно небольшие изменения КПД газоиспользующих аппаратов в диапазоне рабочих режимов их эксплуатации (несколько процентов) предъявляет высокие требования к точности экспериментальных исследований, к минимизации погрешности средств измерения и контроля, методике обработки экспериментальных данных. Указанное обстоятельство обусловливает повышенную трудоёмкость экспериментальных работ, требует применения высокоточной измерительной техники, специальных методов статистической обработки экспериментальных материалов. Поэтому при проведении сертификационных испытаний газовых водогрейных аппаратов коэффициент полезного действия последних определяется, как правило, только при номинальном режиме эксплуатации, то есть при максимальной тепловой эффективности [13, 14]. Экспериментальные исследования водогрейных газовых аппаратов существенно упрощаются, если оценивать их тепловую эффективность с помощью относительного КПД. Последний представляет собой отношение КПД газового аппарата при текущем и номинальном режимах эксплуатации [40, 41] При постоянстве расхода воды в текущем и номинальном режимах эксплуатации, то есть при т = тном уравнение (2.8) принимает следующий вид Как показывают многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, расход газа газоиспользующим аппаратом В, м /ч, связан с давлением газаР, Па, следующим соотношением [20, 21, 90, 91] где б - проводимость аппарата, м /(ч-Па ). Тогда по (2.9) с учетом (2.10), имеем где P, РН0Л1 - текущее и номинальное давления газа перед газовым аппаратом, Па. Как видно из (2.11), экспериментальное определение относительного КПД требует только измерения давления газа перед газовым водогрейным аппаратом и температурных параметров нагреваемой воды. Абсолютное значение КПД определяется пересчетом по формуле (2.7) где rjH0M - максимальный КПД аппарата, соответствующий номинальному режиму его эксплуатации. Значения г\отт полученные по результатам сертификационных испытаний, приводятся в паспортных данных газовых водогрейных аппаратов.
Оптимизация потерь давления в распределительных газопроводах от индивидуальных шкафных газорегуляторных установок
Результаты экспериментальных исследований представлены в таблицах 2.2-2.5. Как видно из таблиц, режимы эксплуатации газовых водогрейных аппаратов оказывают существенное влияние на эффективность использования газового топлива. Так, например, при эксплуатации котла АОГВ-10 на номинальном режиме при Рном = 200 даПа относительный КПД составляет цотн = 1,0. В то же время при работе котла на газе с давлением Р = 75,5 даПа, то есть при относительной тепловой мощности Таким образом, работа котла с перегрузкой в 10% от его номинальной тепловой мощности обусловливает снижение относительного КПД примерно на 1%. В целях оценки достоверности приведенных в таблицах 2.2-2.5 значений относительного КПД проведен анализ погрешности экспериментальных наблюдений. Согласно основным положениям математической статистики, общая погрешность экспериментальных результатов включает в себя систематическую и случайную погрешности. Систематическая погрешность измерения давления газа и температуры воды определяется приборной погрешностью измерительной техники и составляет: - для U-образного манометра [лсист = 1,0 даПа; - для ртутного термометра [лсист = 0,1 С.
Для повышения точности снятия показаний приборов использовалась лупа. Оценка случайной погрешности экспериментальных результатов проводилась по рекомендациям [28] в соответствующей последовательности. 1) Вычисляется среднее значение из п измерений соответствующего параметра / =;;! .» (2-15) где [л( - значение параметра в /-й точке измерения. 2) Находятся погрешности отдельных измерений Ьм,=Мср-Р,- (2.16) 3) Вычисляются квадраты этих погрешностей (А/л,)2. 4) Определяется средняя квадратичная погрешность результатов серии измерений AS "ч \ l(Ajuf (=1 лДл,-!) (2.17) где ПІ — количество значении параметра в г -и точке измерения. 5) Задается уровень доверительной вероятности а, равный 0,95. 6) Находится коэффициент Стьюдента ta(n) для а = 0,95 и числа значений в каждой точке сравнения п = 6. 7) Определяется абсолютная погрешность полученных результатов 4/ = «ДЯд,- (2.18) 8) Производится расчет общей абсолютной погрешности эксперимента А: а) Если отношение сист 0,8, то систематическая погрешность Атеист считается равной нулю. В этом случае результирующая погрешность принимается равной случайной составляющей, то есть A = AjuCJiy4. б) Если отношение сис" 8,0, то случайная погрешность принима Н спуц ется равной нулю. В этом случае результирующая погрешность принимается равной систематической составляющей, то есть A = Ajucucm. в) Если отношение 0,8 сист 8,0, то общая погрешность определя случ ется по уравнениям: где т — количество составляющих систематической погрешности. Результаты соответствующих расчетов представлены в таблицах 1 -4 приложений.
Приведенные в таблицах значения А характеризуют абсолютную погрешность прямых измерений параметров процесса: давление газа Р и температуры воды t. В то же время величина относительного КПД определяется функциональной зависимостью (2.11). Для расчета погрешности результатов косвенных измерений Az в соответствии со структурой уравнения (2.9) использовались следующие соотношения [28]: - Погрешность разности величин В уравнениях (2.21)-(2.24) использовались следующие обозначения: х,у — величины, полученные прямым измерением; Ах, Ау - абсолютная погрешность измеряемых величин. Результаты соответствующих расчетов представлены в таблицах 1-4 приложения. Как видно из таблиц, абсолютная погрешность экспериментального определения относительного КПД Ацотн не превышает 2% с доверительной вероятностью 0,95, что соответствует требованиям государственного стандарта [13, 14]. Результаты экспериментальных исследований зависимости относительного КПД газоиспользующих установок от относительного давления газа Лотн = f(P„a») приводятся на графике (рисунок 2.4). На графике представлены также результаты экспериментальных исследований КПД других газоиспользующих установок (газовые плиты, газовые отопительные печи, водогрейные котлы и водонагреватели), опубликованные в различных литературных источниках [7, 66, 76] и обработанные в соответствии с приведенной выше зависимостью. Как видно из графика, приведенный массив экспериментальных данных п показывает тесную взаимосвязь между исследуемой функцией т]опш = - - и I пои рп Р управляющим параметром Р0!Г пои В результате обработки экспериментальных наблюдений средствами вычислительной техники с использованием программы Excel получена следующая аппроксимирующая зависимость с коэффициентом корреляции 0,88.
Разработка экономико-математической модели двухступенчатых систем газоснабжения сельских поселков на базе шкафных газорегуляторных установок
В качестве целевой функции задачи примем удельные (на одну квартиру) приведенные затраты в систему газоснабжения Злгс по комплексу: сети среднего давления - ШГРП - сети низкого давления где п - количество квартир (зданий), подключенных к одной газорегуля-торной установке, кв.; АР - потеря давления в газопроводах низкого давления, Па. В отличие от одноступенчатых систем газоснабжения (рисунок 4.2-4.4) двухступенчатые системы газоснабжения (рисунок 4.5, 4.6) предусматривают кроме дворовых и внутридомовых газопроводов разветвленные уличные сети низкого давления. б) с однорядным расположением зданий Рисунок 4.6 -Расчетные схемы системы газоснабжения (ленточная за стройка населенного пункта) В этой связи удельные приведенные затраты в газовые сети низкого дав ления включают в себя следующую цепочку затрат где Згм, 30тв, Звг - удельные приведенные затраты в головную магистраль уличных газораспределительных сетей, в ответвления от головной магистрали, в дворовые и внутридомовые газопроводы, руб/(год-кв.); АРгм,АРотв,АРвг - потери давления на соответствующих участках газораспределительной сети, Па. В качестве ограничений к целевой функции (4.8) и (4.9) используются следующие соотношения: где АР, П — минимальный располагаемый перепад давлений в газораспределительной сети, Па, определяемый в соответствии с рекомендациями параграфа 3.1. Расчетные уравнения для определения составляющих целевой функции Зсг сд и Зшгрп, а также для определения расчетных затрат Згм,3отв,Зиг в услови ях оптимального распределения располагаемого перепада давлений АР между элементами газораспределительной сети приводятся в [18, 37, 38, 43, 44, 58-62]. Расчетные уравнения для определения топливной составляющей целевой функции А Г приводятся в параграфе 3.2 настоящей работы. Наличие сложной зависимости целевой функции от двух управляющих параметров п и АР обусловливает определенные трудности, связанные с её последующим анализом. В этой связи сформулируем необходимые предпосылки к упрощению постановки задачи.
Отметим, что влияние параметра АР на целевую функцию задачи весьма ограниченно. Как показывают конкретные расчеты, даже при относительно небольшой централизации двухступенчатых систем газопотребления: п 4 (ленточная застройка населенного пункта); п 16 (многорядная застройка населенного пункта) оптимальное значение управляющего параметра APDpl выходит за границы ограничения (3.7). В этой связи, при большей централизации поселковых систем газоснабжения параметр АР целевой функции может быть переведен из разряда управляющих в разряд заданных (АР = APm = 596 Па). Отметим также, что топливная составляющая затрат АГ в целевой функции (4.8) занимает относительно небольшую долю в общем объеме затрат в систему газоснабжения. Для оценки удельного веса топливной составляющей АГ примем вариант централизованной системы газоснабжения со следующими техническими характеристиками: - характер застройки населенного пункта - многорядная; - плотность населения газ о снабжаемой территории q = 7,5-10" чел/м (площадь приусадебного участка 4 сотки); - прокладка газовых уличных сетей среднего и низкого давления — подземная (50% стальных и 50% полиэтиленовых труб), в т.ч. 25% по территории с асфальтовым покрытием; - прокладка дворовых газовых сетей — надземная по металлическим опорам и стенам зданий; - жилые здания усадебного типа с существующим уровнем тепловой защиты оборудованы газовыми плитами и отопительными печами периодического действия. Принятый вариант системы газоснабжения обусловливает минимальную величину неэнергетической составляющей затрат (3%д + 3ШГРП + 3" д) и максимальную величину энергетической составляющей А Г. Как видно из графика (рисунок 4.9, кривая 2), приведенные затраты в систему газоснабжения в условиях её оптимальной централизации составляют Здгстт = 6500 руб/(год-кв.). В то же время топливная компонента затрат по результатам соответствующих расчетов даже при полном использовании расчетного перепада давлений в газовых сетях АР = АР т = 596 Па составляет всего AT = 436 руб/(год-кв.)5 то есть 6,7%. В этой связи для определения энергетической составляющей целевой функции можно воспользоваться уравнениями, приведенными в параграфе 3.2, положив АР = ДР;П. Реализация указанного допущения завышает затраты в централизованные системы газоснабжения не более чем на 3-4%, что вполне допустимо и соответствует практике технико-экономических расчетов. Для нахождения оптимальной централизации поселковых систем газоснабжения наиболее целесообразным представляется применение метода вариантных расчетов. Задаваясь рядом значений управляющего параметра nh п2, ... nh ... пт вычисляем соответствующие значения целевой функции Здгсу,ЗдссЛ;... 3tX,cl\ ... Здгсп. Минимальному значению целевой функции Здгстт соответствует оптимальное количество квартир (зданий) noph подключаемых к одной газорегуля-торной установке. В целях численной реализации экономико-математической модели двухступенчатых систем газоснабжения были проведены соответствующие расчеты. В расчетах использовались исходные данные и предпосылки, изложенные в параграфе 4.1 настоящей работы. Результаты соответствующих расчетов представлены на графиках (рисунок 4.7-4.9). Как видно из графиков, оптимальная централизация поселковых систем газоснабжения изменяется в очень широких пределах от 5-7 квартир (рисунок 4.7) до 100-170 квартир (рисунок 4.9), то есть более чем в 20 раз.
При этом определяющее влияние на степень централизации оказывают структура застройки поселка и плотность населения газоснабжаемой территории q. Минимальные приведенные затраты в системы газоснабжения Здгстт в условиях их оптимальной централизации также изменяются в широких пределах: от 4000 руб/год-кв. (поселки с многорядной застройкой, плотность населения q = 7,5-10" чел/м , усадебные (коттеджные) здания с повышенным уровнем теплозащиты, газовое оборудование квартир: газовые плиты и газовые котлы двухцелевого назначения) до 26000 руб/год-кв. (поселки с однорядной застройкой, плотность населения q = в-ША чел/м2, усадебные здания с существующим уровнем теплозащиты, газовое оборудование квартир: газовые плиты и отопительные печи периодического действия), то есть более чем в 6 раз. При наличии значительной пологости целевой функции в районе экстремума с погрешностью решения задачи, не превышающей 3- -5%, в качестве диапазона оптимальной централизации поселковых систем газоснабжения рекомендуются следующие обобщенные значения
