Автономное газоснабжение

В этой статье: устройство системы автономного газоснабжения; эксплуатационные характеристики; стоимость основных элементов; какой газ используется в системе; оснастка емкости для СУГ; как выбрать газгольдер; порядок монтажа системы автономного газоснабжения; как ее эксплуатировать.

Основной и весьма серьезный недостаток размещения дома вдали от благ цивилизации — полное отсутствие привычных коммуникаций. Электроэнергии, газоснабжения, водоснабжения и канализации в экологически чистой глухомани нет и в помине. И если два последних вида коммуникаций как-то можно еще организовать за счет колодца и туалета с септиком, то качественная жизнь и отдых без электричества/газа просто невозможна — слишком уж мы привыкли к ним. Тут может быть два варианта решения задачи — ветрогенератор (правда, он не сможет обеспечить уровень комфорта на 100% или обойдется слишком дорого) или комплекс автономного газоснабжения. Рассмотрим составляющие и возможности автономного газоснабжения подробнее…

Автономное газоснабжение дома

В этом нет какой-то сенсации — многие населенные пункты не оборудованы газопроводом по сей день. Единственным вариантом сэкономить при приготовлении пищи на электричестве были и есть баллоны со сжиженным пропаном-бутаном — заключался договор на обслуживание, приобретались 50-ти или 80-ти литровые газовые баллоны и, по мере их опустошения, специально оборудованный грузовик привозил газонаполнительной станции полный баллон, взамен забирая пустой.

Если потребность в газе возникает лишь для приготовления пищи, если служба доставки баллонов с газом обслуживает данный район без проблем — то такой «баллонный» способ газоснабжения вполне подходит. Для приготовления пищи в небольшой семье (2-3 человека) содержимого 50-ти литрового баллона хватит на пару месяцев. В этом варианте газообеспечения нужно иметь в доме два заполненных газом баллона — один присоединенный к газовой плите, второй — запасной (пригодится между сменами первого пустого баллона на полный).

Но как быть, если дом настолько удален от населенных пунктов, что доставка полного баллона с газом обойдется дороже стоимости самого баллона и газа в нем? Если газ необходим для отопления помещений и для получения электроэнергии? Решением здесь будет более серьезная система автономного газоснабжения — ее емкость для газа не транспортируема, сжиженный газ транспортируется в нее!

Цилиндрический резервуар для хранения смеси пропана-бутана (газгольдер) выполняется из 10 мм стали холодного проката, он рассчитан на давление в 1,6 МПа, внешне похож на ж/д цистерну и имеет уникальный заводской номер. Закачиваемая в этот резервуар смесь пропана-бутана находится в жидком состоянии, постепенно испаряясь и поступая к бытовым приборам, составляющим комфорт нашей жизни. На заводах-изготовителях газгольдеров производятся емкости объемом от 2 700 м3 до 20 000 м3, наименьшая предназначена для дома площадью не более 200 м², самая крупная — для зданий площадью более 1000 м². Пополнять запасы газа в такой емкости требуется 2-3 раза в год, заказывая автогазовоз.

Эксплуатационные характеристики автономного газоснабжения

Прежде всего, своей автономностью — решение когда, как и в каких объемах использовать газ целиком за владельцем оборудования. Не будет никакого понижения давления в системе, столь частого на магистральных линиях газоснабжения, не будет отключений в самый ответственный момент.

С точки зрения экономии система сжиженного газа уступает лишь газовому котлу, соединенному с магистральной линией, но выигрывает у жидкотопливных (работающих на дизтопливе) и электрических котлов. Средний срок полной окупаемости, по данным производителей газгольдеров — три года.

По практичности и сроку службы — минимальный срок работы системы автономного газоснабжения составляет 20-30 лет (при условии, если монтаж выполнен профессионально). Самопроизвольные утечки и возгорания газа исключены полностью.

Это оборудование отличается высокой экологичностью — никаких отходов сгорания, никакого запаха, угроз заражения почвы при разливе.

Система автономного газоснабжения позволяет полностью покрыть потребности в отоплении, нагреве воды для гигиенических нужд, приготовлении пищи, снабжении электроэнергией (для этого необходима установка газового генератора — стоимость от 43 000 руб.).

Как устроена система автономного газоснабжения

Основными ее элементами являются: резервуар-газгольдер (подземный или надземный, лучше первый вариант); газопровод, выдерживающий высокое давление; испаритель (доводит давление газа в газопроводе до атмосферного); газопровод низкого давления (по нему парообразный газ поступает к потребляющим его приборам).

Помимо уже описанных свойств, газгольдеры бывают вертикальными и горизонтальными (второй тип дешевле первого). По площади «зеркала испарения» горизонтальные цистерны для газа более производительны, однако вертикальный газгольдер может быть погружен на большую глубину (в силу своей конструкции) и оттого менее подвержен влиянию низких температур холодного сезона. Газгольдер для вертикальной установки не нуждается в испарителе — его внешняя поверхность хорошо извлекает тепло из земли.

Отечественные производители емкостей для хранения жидкого газа производят только горизонтальные газгольдеры, ассортимент импортных производителей шире и включает в себя вертикальные газгольдеры. Впрочем, импортных вертикальных газгольдеров на российском рынке мало — европейские емкости для сжиженного газа горизонтальной установки представлены намного шире.

Обязательное условие — каждый газгольдер должен иметь защиту от коррозии! Компании-производители выбирают свое антикоррозийное покрытие — оно может быть битумным или стеклобитумным (толщина до 4 мм), эпоксидным (0,8 мм) или полиуретановым (1,5 мм), состоять из 8 мм слоя изопласта. Эффективен такой способ защиты от коррозии — гальваническая защита (стоимость — от 15 000 руб.), состоящая из электрода сравнения (Сu/CuSO4), соединенного с 2-3 анодами из магниевого сплава, помещенными в грунт вблизи емкости газгольдера. Принцип действия такой защиты: магниевые аноды окисляются, восстанавливая железо емкости и продлевая срок ее службы на десятилетия. Аноды при этой реакции постепенно разрушаются — один их комплект прослужит около 5 лет.

Каждый газгольдер оборудуется редукционной головкой или горловиной (стоимость — от 55 000 руб.), входящей в обязательный комплект импортных емкостей, в отечественных зачастую реализуемой отдельно. Редукционная головка предохраняет оснастку контроля и управления газгольдера — клапаны сбросный и предохранительно-запорный, уровнеметр и регулятор давления, датчик (сигнализатор) уровня заправки и устройство заземления автогазовоза, редуктор и манометр — от проникновения влаги и пыли.

Элементы оснастки газгольдера:

• оснащенный манометром сбросный (предохранительный) клапан, самостоятельно понижающий давление в емкости при его критическом возрастании. Сбрасывает газ;
• предохранительно-запорный клапан, прекращающий поступление газа в парообразном состоянии (паровой фазе) при опасно высоком давлении, его поломке или при падении давления в системе, вызванном повреждением газопровода;
• уровнеметр, показывающий оператору автогазовоза уровень критического наполнения емкости (более 85% от внутреннего объема газгольдера);
• датчик (сигнализатор) уровня заправки, сообщающий о критическом наполнении емкости и автоматически прекращающий подачу СУГ в емкость из автогазовоза;
• устройство заземления автогазовоза, заземляющее машину доставщика СУГ во избежание искры;
• редуктор, понижающий давление газа.

Заполнение газгольдера свыше 85% от внутреннего объема угрожает его разгерметизацией. Причина: повышение температуры вызывает серьезное расширение жидкого пропана, входящего в состав сжиженного углеводородного газа. А сжать сжиженный пропан внутри газгольдера невозможно…

По газопроводу высокого давления смесь пропана-бутана направляется к испарителю — устройству, повышающему количество испаряемой смеси газа при недостаточном естественном испарении. Испарительная установка (стоимость — от 145 000 руб.) нуждается в теплоносителе — горячей воде или водяном паре, электрическом нагревателе. Если мощность отопительного котла или суммарная мощность нескольких котлов, потребляющих газ от одного газгольдера, не превышает 100 КВт, то потребность в испарительной установке отсутствует и естественного испарения будет достаточно.

Парообразная смесь пропана-бутана поступает к потребляющим устройствам по стальным или полиэтиленовым трубам диаметром от 23 до 63 мм. Трубы из ПНД (полиэтилена низкого давления) вполне подходят — они легко выдерживают низкое давление газа, не гниют и не повреждаются при подвижках грунта, в котором уложены.

Внимание: При монтаже труб для подачи газа допускается только сварное соединение! Возле точки ввода газопровода в здание создается цокольный узел, оборудованный фланцевым соединением — от него выполняется ввод в дом (используется только стальная труба!).

Какой газ используется в системе автономного газоснабжения

Наиболее выгодным для потребителей является использование природного газа (метана). Однако он доставляется лишь магистрально — по газопроводам, а их прокладка обходится достаточно дорого. В автономном газоснабжении используется сжатый до жидкого состояния углеводородный газ (аббревиатура — СУГ) — его получают из нефти. Он состоит из смеси двух газов — пропана и бутана. Пропан обладает отличной испаряемостью даже при низких температурах, но в теплый сезон давление газовой фазы его паров быстро поднимается до высокого значения в 1,6 МПа. Кроме того, пропан недешев — удешевление газовой смеси достигается соединением пропана с бутаном, менее подверженным испарению при высоких летних температурах и более дешевым, чем пропан. Процентное соотношение пропана к бутану в газовой смеси зависит от текущего сезона: летом процентное соотношение пропана к бутану ниже (50:50 или 60:40), зимой — выше (около 70:30).

Внимание: СУГ не токсичен, но тяжелее воздуха — при утечке этот газ будет накапливаться в самой нижней точке на площади. По этой причине котельные, потребляющие углеводородный газ, категорически запрещено устраивать в подвалах или цокольных помещениях, суммарная площадь оконных проемов в которых не превышает 1 м².

Как подобрать газгольдер

По объему — выбирать емкость менее 2,7 м3 (стоимость: наземная от 142 000 руб., подземная — от 225 000 руб.) нецелесообразно, даже если площадь здания мала и вы бываете в нем лишь периодически. Причина проста: топливным компаниям не выгодно доставлять малые объемы сжиженного газа на большие расстояния, т.к. расходуется время, топливо и человеко-часы (время оператора-водителя). Большинство из них либо откажется, либо заломят цену.

По мощности потребляющего оборудования: отопительный котел на 10 кВт расходует за час 1,44 литра смеси пропана-бутана в жидком виде, т.е. при 10-часовой ежедневной работе запаса газа в емкости хватит на 5,5 месяцев. Соответственно, при мощности котла в 15 кВт целесообразен выбор 4,5 м3 газгольдера, при 20 кВт — 6,4 м3, 30 кВт котел потребует 10 кубового газгольдера. Учитывая, что емкость под СУГ запрещается заполнять более чем на 85% от внутреннего объема, заправка газгольдеров по описанному соотношению мощность котла/емкость резервуара понадобится около 1,5-2 раз за год.

Установка автономного газоснабжения

Прежде, чем остановить свой выбор на одной монтажной организации, проведите мониторинг предложений, удостоверьтесь в профессионализме потенциальных исполнителей. Старайтесь приобрести только сертифицированное оборудование и только у известных, давно работающих на рынке поставщиков — больше гарантий, что система будет работать без внештатных ситуаций.

Ни одна компания, выполняющая монтажные работы таких систем, не согласится производить монтажные работы без проекта газификации, разработанного специально для этого объекта. Проект состоит из: генплана, характеристик газгольдера (резервуарной установки); решения молниезащиты, заземления и химзащиты; плана наружного газопровода; характеристик сборника конденсата и испарительной установки (при потребности в них).

При планировании размещения системы автономного газоснабжения учитываются следующие условия противопожарной безопасности:

• дистанция от любого жилого дома — от 10 м;
• от водоема (колодца, скважины) — 15 м;
• от септика, гаража, развесистого дерева — 5 м;
• от забора — 2 м;
• от ЛЭП — не менее половины длины ее опоры.

Необходимо тщательно спланировать подъездные пути для автогазовоза — этот оснащенный цистерной грузовик не особо поворотлив.

По завершении проектных работ и согласовании всех вопросов, начинается процесс монтажных работ:

1. Отрывается котлован на глубину ниже точки промерзания грунта — дистанция от верхней части газгольдера до поверхности земли должна быть не менее 1 500 мм. Отрываются траншеи под газопроводные трубы — ниже точки промерзания, глубиной от 1 900 мм возле газгольдера и с уменьшением глубины траншеи до 1 500 мм у цоколя здания (точки ввода газопровода в дом). Земляные работы могут быть выполнены как силами заказчика, так и монтажной организацией;
2. В подготовленный котлован укладывается бетонная плита — она послужит основанием для емкости газгольдера и воспрепятствует его смещению при подвижках грунта. Емкость устанавливается на бетонной плите, между ней и плитой прокладывается слой армированной кислото-щелочестойкой резины, закрепляется на бетонной основе анкерами из нержавеющей стали через крепления ножек или через стальные полосы-обручи. По окончании установки газгольдера проводится его освидетельствование на техническую пригодность — до проведения этого испытания закачку сжиженного газа производить нельзя;
3. Монтируются молниеотвод контура заземления, замеряется его сопротивление. При необходимости устанавливается испарительная установка;
4. В нижней точке газопровода устанавливается сборник конденсата — в него будут поступать неиспарившиеся фракции пропана-бутана, прогреваться за счет естественного тепла грунта и вновь поступать в газопровод. Выполняется укладка газопровода до точки ввода в дом — гибкая полиэтиленовая труба проектного диаметра, длиной 10-15 м. Перед укладкой на дно траншеи засыпается песок;
5. Выполняется ввод газопровода — от цокольного узла до точек потребления газа в здании, устанавливаются контроллеры загазованности, срабатывающие автоматически. Очередь теста системы автономного газопровода на качество монтажных работ — компрессором закачивается воздух под давлением 5 кг/см²;
6. Спустя сутки и по результатам испытательных работ, емкость газгольдера и газопровод засыпаются песком (песок — отличный проводник тепла), поверх слоем в 100 мм до уровня земли засыпается грунт. Закачанный воздух удаляется путем прокачки системы азотом;
7. Монтаж завершен. При первой закачке СУГ присутствие представителя монтажной организации обязательно!

Обслуживание системы

Она не нуждается в контроле пользователя — датчики системы справятся с внештатными ситуациями самостоятельно. Раз в 10 лет выполняется проверка оборудования и целостности емкости для СУГ — ее проводит представитель монтажной организации или производителя газгольдера.

Правила пользования автономным газоснабжением разъясняются пользователю представителем монтажной организации.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру