Газгольдер

Отредактировано 29.09.2024

Газгольдер - резервуар для хранения газообразных веществ, таких, например, как природный газ, биогаз, сжиженный нефтяной газ, воздух и т.д. Применяется в частных домах и на промышленных предприятиях. Кроме самой ёмкости в состав установки входит регулирующая, предохранительная и распределительная аппаратура.

Использование газгольдера в частном доме оправдано в случае, когда газификация от централизованных сетей невозможна или экономически нецелесообразна.

Топливо (то есть газ) для экономии места хранится в сжиженном состоянии. Один литр жидкого пропан-бутана при испарении занимает объём 0,26 м³, то есть увеличивается в объёме примерно в 260 раз.
При испарении жидкого газа в свободной части образуется воздушно-газовая смесь. Испарение возможно только при температуре выше 0°С, что предъявляет требования к способу монтажа и составу дополнительного оборудования. Газовая смесь по трубопроводу поступает к приборам-потребителям.

Ёмкость заполняют не больше, чем на 85%. Газа в ёмкости должно оставаться не менее 5%... хотя рекомендуется оставлять 20%. Эти показатели позволяют поддерживать в газгольдере рабочее давление, с которым его эксплуатация будет безопасной.

Газгольдер бывает стационарный и мобильный. Мобильный чаще всего используют как временный вариант при незавершённом строительстве или для использования на даче.

В статье ниже в будет приводиться или общая информация или информация об стационарных газгольдерах.

И именно для домашних газгольдеров, так как существуют ещё и большие газгольдеры, которые применяются в промышленности и имеют свои особенности.

Конструкция и комплектация газгольдеров

Классическая конструкция газгольдеров для дома состоит из металлической ёмкости и дополнительного оборудования.
Часть заводов изготавливает газгольдеры из полимерных материалов. Они удобнее в доставке и установке из-за низкой массы, но дороже металлических аналогов того же объёма.

В верхней части бака расположена горловина, которая предназначена для заправки и забора газа для потребителей. Здесь иногда монтируют необходимую оснастку.
Доставку и заправку газа должна осуществлять лицензированная компания, на специальных транспортных средствах. Если газгольдер есть у соседей, то заказ машины с газом на несколько участков может выйти дешевле.

В нижней части предусмотрены кронштейны для установки и крепления ёмкости к поверхности.

В зависимости от предназначения и модели производители оборудуют газгольдеры:

• клапанами для наполнения, забора газа и предохранительным
• измерителем уровня для контроля остатков газа
• манометром для обеспечения безопасности и регулировки режимов использования
• редуктором, регулирующим давление в параметрах, безопасных для работы котлов, печей
• сборником конденсата и клапаном для слива отходов

В зависимости от способа монтажа могут устанавливаться дополнительные баки-испарители.

Возможно 2 вида горловины газгольдера:

• высокая горловина (российский стандарт)
• без горловины (евро)

Оборудование без горловины стоит дешевле, но не всегда отказ от нее оправдан. Наличие горловины позволит установить площадку с арматурой как можно выше, что позволит обезопасить ее от попадания влаги. Если вода попадет в редуктор, то подача газа будет остановлена. Есть также газгольдеры без горловины, но арматура у них находится на высоких трубках, и за попадание воды в нее можно не беспокоиться.

Монтаж газгольдера

При проектировании газоснабжения нужно определиться, как установить газгольдер: на поверхности земли или в вырытом котловане.

Газгольдер наружной установки

Наземные (наружная) установка газгольдера - хороший вариант для небольших по площади домов и тех домов, где зимой не живут. Ведь в этих случаях нет необходимости в хранилище большого объёма.

Плюсы:

• для уличных моделей не нужно рыть котлован и проводить работы по дальнейшему благоустройству участка
• под землёй активно проходят процессы коррозии, поэтому защита от них потребует дополнительных материальных вложений
• наземные газгольдеры открыты и за их состоянием можно следить (устраняя локальные очаги коррозии сразу после их появления)
• наземный монтаж - единственный вариант в случае высоких грунтовых вод на участке
• быстрая и простая установка (по сравнению с подземной установкой)

Минусы наземных газгольдеров:

• повышенные требования безопасности, влекущие увеличение стоимости монтажных работ и аппаратуры
• сложность теплоизоляции - при понижении температуры воздуха замедляется переход жидкой фракции в газообразное состояние, падает давление в системе подводящих труб и давления газа уже не хватает для работы газового оборудования
• трудности с размещением газгольдеров большого объёма на небольших участках, уменьшаются возможности спланировать участок исходя из ландшафтных предпочтений

Газгольдер подземной установки

В РФ подземная установка является необходимостью, которая связана с принципом работы газгольдеров.

Как работает газгольдер: при плюсовой температуре сжиженный газ в газгольдере испаряется и переходит в газообразное состояние. А при минусовых температурах (что бывает весной, осенью и, в первую очередь, зимой) газ не испаряется.

При небольших дополнительных затратах ёмкости, установленные под землёй, имеют множество преимуществ:

• подземные газгольдеры погружаются ниже промерзания грунтов, что обеспечивает стабильную работа в любых климатических условиях - температура окружающего пространства не изменяется резко и не опускается до критических для процесса испарения величин. Особенно это важно зимой, так как у замёрзшего газа в газгольдере нет испарения и газ не будет поступать в дом.
• повышенная безопасность - при утечке газа вероятность взрыва минимальна
• над ёмкостью остаётся свободная площадь

Отрицательные стороны связаны в основном с общестроительными и земляными работами:

• рытьё котлована для больших газгольдеров потребует работы на участке тяжёлой строительной техники, лишнюю землю придётся куда-то вывозить
• необходимость обустройства надёжной подушки под ёмкость
• повышенные требования к антикоррозийной обработке
• на глинистых грунтах необходима защита от подвижек
• не получится использовать участок земли над установленным газгольдером: над газгольдером нельзя строить дома или размещать грядки с посадками (этот участок должен быть пустым)

При всех минусах дополнительные затраты окупаются за счёт удобства эксплуатации, безопасности, отсутствия дополнительного оборудования на поверхности.

Ориентация газгольдера при монтаже

В зависимости от индивидуальных особенностей участка, решаемых задач по газоснабжению установка газгольдера может быть осуществлена в вертикальной и в горизонтальной плоскостях.
Решение, какой тип установки выбрать, принимают на основе всестороннего анализа конкретных условий эксплуатации.

Вертикальная ориентация газгольдера

При потребителях небольшой мощности вертикальный тип подходит больше, так как давление в системе поддерживается стабильнее. К тому же такие газгольдеры занимают довольно мало места на участке.

У вертикальных газгольдеров небольшая площадь испарения газа, что снижает продуктивность газгольдера, особенно в холодное время года. Если для европейского климата подобная проблема незначительна, то в российском суровом климате ее необходимо решать. И для решения этой проблемы устанавливают дополнительное оборудование:

• нагреватели, потребляющие электроэнергию
• дополнительные ёмкости-испарители

Дополнительные элементы конструкции повышают её стоимость, затраты на монтаж и пуск и наладку. Кроме того, чем больше оборудования, тем выше риск поломки одного из элементов.

При подземной установки вертикального газгольдера приходится копать глубже и это может сделать далеко не каждая техника... а уж руками вообще сложно провести такие земляные работы.

Горизонтальная ориентация газгольдера

Монтаж горизонтально-ориентированных газгольдеров предпочтительнее для холодных регионов и часто единственно-возможный вариант для домов большой площади.

Преимущества горизонтальных моделей:

• большая производительность за счёт повышенной площади испарения. И, при прочих равных условиях, надежность поставки газа для потребителя у горизонтальных газгольдеров выше.
• минимум дополнительного оборудования для обеспечения требуемых параметров газоснабжения.
• увеличенные габариты повышают продолжительность периода между заправками.
• большая ёмкость газгольдеров подземной установки при одновременной экономии полезной площади участка.
• горизонтальные газгольдеры имеют большой модельный ряд.

Отрицательные моменты:

• большая занимаемая площадь при наземной установке
• большой объём земляных работ
• высокая стоимость оборудования с высокой горловиной для глубокой установки

Порядок установки газгольдера

Процедура установки и пуска в эксплуатацию газгольдера для дома или дачи состоит из нескольких этапов.

Правовые вопросы

Регистрации в надзорных органах подлежат ёмкости для хранения газов больше 100 литров. Газгольдер не бывает меньше 450 литров. Однако требования о регистрации и постановке на учёт касаются только юридических лиц и индивидуальных предпринимателей. Физическим лицам регистрация газгольдера не требуется.

За монтаж газгольдера без регистрации на сегодняшний день штрафных санкций не предусмотрено. Какие законодательные решения будут приняты в будущем, неизвестно...

Проектирование и покупка оборудования газгольдера

Составление проекта лучше поручить организации, имеющей лицензию на данный вид деятельности.

Ведь надо рассчитать

• необходимый объём газгольдера
• геологическую обстановку
• размер территории под газгольдер
• какие финансы можете потратить
• и т.п.

На основании спецификации проводится подбор и закупка оборудования. Стоит отдать предпочтение крупным компаниям - зачастую аппаратура у них дешевле, гарантийного ремонта добиться проще, чем у мелких фирм.

Расчёт объёма газгольдера

Потребление газовой смеси не постоянно в течение года и зависит от уличной температуры, способа монтажа газгольдера, индивидуальных предпочтений по уровню комфортной температуры в комнатах и подсобных помещениях, качества утепления строительных конструкций и т.п..

Производители рекомендуют считать расход топлива по формуле 22-25 литров объема газа на каждый метр площади дома.

Для жилья площадью 100 м² понадобится ёмкость на 2500 литров. С учётом работы газовой плиты и нагревателя воды в тёплое время года следует делать запас 10%. Учитывают возможные экстремально низкие температуры, когда топлива потребуется больше. Следовательно, необходимо приобретать газгольдер на 3000 литров, если проводить заправку 1 раз в год.

Для удобства приблизительного значения объема газгольдера приведена ниже таблица соотношения отапливаемой площади дома и оптимального объема газгольдера

Расход газа газгольдером в зависимости от площади дома

Но если хотите, то прогнозируемый расход газа от площади можно рассчитать

где:
      Q - необходимая тепловая мощность котла обеспечивающая создание комфортной температуры для проживания, Вт/ч. В среднем, на каждые 10 м² отапливаемой площади расходуется 1 кВт мощности. Следовательно, для дома до 100 м² нужен котел 10 кВт, 150  - 15 кВт, 200 м²  - 20 кВт, 260 м²  - 26 кВт и т.д.
      k_нер - коэффициент неравномерности работы котла - 0,474;
      q - минимальное удельное значение теплоты сгорания топлива, кВт•ч/кг. Заправка газгольдеров для коммунально-бытовых нужд осуществляется смесью пропана и бутана, теплота сгорания которого 46,8 МДж/кг=13 кВт・ч/кг.
      η - коэффициент полезного действия (КПД) системы газоснабжения, %. С учётом отопления, подогревом воды, приготовлением пищи, камином, баней, уличным барбекю, резервным электроснабжением составляет 94%.
      k_пер - коэффициент перевода кг/ч в л/ч составляет - 0,54
      t - длительность суток, часов - 24
      N - продолжительность работы котла, дней - 30. Подставив в формулу значение N равное количеству дней в отопительном периоде получим сезонную потребность на отопительный период.

Вот примеры расчёта

Требования к размещению газгольдера

Место для монтажа газгольдера на участке выбирают исходя из требований:

• СП 62.13330.2011 "Газораспределительные системы"
• СП 42-103-2003 "Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов"
• СП 31-106-2002 "Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов"
• ТР ТС 032/2013 "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением"
• Федеральный закон РФ N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности"

Основные правила:

• необходимо организовать подъезд с твёрдым покрытием для заправщика и пожарных автомобилей
• расстояние от заглубленных фундаментов строений и сооружений до газгольдера не менее 2 м
• фундамент выполняют из готовых железобетонных плит или заливают армированным бетоном толщиной не менее 16 см.
• до открытых водоёмов расстояние должно быть не менее 50 м
• до элементов инфраструктуры и соседних участков не менее 10 м при объёме газгольдера до 10 м³ и 20 м при ёмкости больше 20 м³
• расстояние от забора до газгольдера не регламентировано. Но лучше устанавливайте его на расстоянии не менее 2 метров от забора.
• над газгольдером не должны располагаться хозяйственные постройки, растения, плитка и т.п.
• организовывать лужайки с поливом нельзя из-за повышенной коррозии подземных частей.
• арматура газгольдера должна быть установлена выше уровня земли, а к горловине должен быть свободный доступ для дозаправки.
• при подземной установке надо в котловане обустроить гравийную подушку, насыпав гравий на дно котлована. Также важно озаботиться созданием бетонной основы - ее можно залить, а можно просто уложить бетонную плиту на дно котлована. Саму ёмкость надо закрепить на бетоне или бетонной плите.
• стенки котлована должны быть пологими, 2 метра шириной и как минимум 1,9 метра в глубину. Длина котлована зависит от объема емкости:
  - 5 метров для газгольдера объемом 4850 литров
  - 7 метров для газгольдера объемом 6400 литров
  - 10 метров для газгольдера объемом 9200 литров.
• важно, чтобы шильдик (табличка, на которой обозначен заводской номер и основная информация о газгольдере) можно было свободно прочитать в любое время года в течение всего срока эксплуатации этого газгольдера.

Основные требования к газопроводу:

• глубина укладки - от 1,2 до 1,8 метра, в среднем не менее 1,5 метров.
• ширина траншеи - из условия возможности выемки грунта.
• уклон - не менее 1 см на 1 метр.
• допустимая разуклонка - не более 100 мм.
• подземный газопровод изготавливается из полиэтиленовых труб марки ПЭ100 с повышенным содержанием нитрила, предназначенных специально для сжиженного углеводородного газа (пропан-бутан).
• надземный и внутренний газопровод изготавливаются из стальных газовых труб.
• полиэтиленовый подземный газопровод не должен подниматься на высоту, температура земли на которой может опускаться ниже -20°С.
• соединения газопровода не могут быть разъемными. Для полиэтиленового газопровода должна использоваться только электромуфтовая или стыковая сварка, для стального - электро- или газосварка.
• все подземные металлические части должны быть надежно гидроизолированы.
• газопровод должен быть снабжен конденсатосборником (сборником-испарителем бутана)

Особенности эксплуатации газгольдера зимой

При низких температурах газ в газгольдере становится слишком густым и газ переходит идти.

• Использовать зимой следует газ (вернее газовую смесь), который предназначен для использования зимой. Ведь если газ с большим содержанием бутана (какой обычно и бывает в так называемом "летнем газе"), то зимой он испаряться не будет. И, к тому же, может забить редуктор.
  Впрочем если у вас подземный газгольдер, сохраняющий плюсовую температуру, или утеплённый газгольдер, то такая проблема зимой не страшна.
• Газгольдера перед холодами следует заполнить до максимально возможно уровня. Ведь зимой не всегда можно подъехать к дому и добавить газ в газгольдер и в результате вы можете остаться без газа в самый неподходящий момент.
  К тому же газгольдер работает от естественного давления и чем больше газа в нём, тем давление будет выше и система будет работать более стабильно. Также снизится вероятность, что при минусовой температуре на улице газ просто перестанет испаряться.
• Подземная установка является лучшим вариантом, так как газ там зимой дольше остаётся в газообразном состоянии.
• Если газгольдер установлен на улице, то перед наступлением холодов его нужно утеплить. Для этого можно использовать любые утеплители (минеральная вата, пенополистирол и т.п.). При утеплении важно не оставлять мостиков холода.
  Не лишним будет обмотать газгольдер саморегулирующимся греющим кабелем под утеплителем. Правда между кабелем и утеплителем будет не лишним использовать рулонный фольгированный материал.
  
• Ведущие к дому трубы от газгольдера утепляются. Не лишним будет дополнительно проложить саморегулирующийся греющий кабель.
• В газгольдер будете не лишним поставить испаритель, который обеспечивает постоянную подачу газа в дом даже в сильные морозы. Это связано с конструкцией испарителя, который забирает жидкий газ из газгольдера, пропускает через себя, нагревает до газообразного состояния и уже дальше подаёт газ.