بخشی از مقاله
چکیده
برای انجام محاسبات و طراحی و سایزینگ حطوط تغذیه و شبکه توزیع گاز شهرها و روستاها داشتن اطلاعات و امار میزان مصرف گاز طبیعی که بر مبنای مصارف سوخت قبلی مصرف کنندگان و یا سایر روش های براورد انجام میگردد، الزامی می باشد. لیکن به دلیل انکه در عمل همه مشترکین و مصرف کنندگان گاز طبیعی از همه ظرفیت های وسایل گازسوز خود اعم از گرمایشی، پخت و پز ، آب گرم و...... استفاده به عمل نمی آورند می بایست از عاملی به نام ضریب همزمانی در انجام محاسبات مزبور کمک گرفت.
طبق بررسی های به عمل آمده در این مقاله بیانگر این واقیت هست که رفتار خطوط گاز و مصرف واقعی گاز طبیعی به دلایلی که توضیح داده خواهد شد با اعمال ضریبی غیر از 1 مطابقت داشته و از نظر اقتصادی نیز تفاوت های زیادی را خواهیم داشت.
مقدمه
نظر به اینکه ضریب همزمانی در هر لحظه برابر حاصل تقسیم جمع مصارف در حال جریان به جمع ظرفیت وسائل گازسوز متصل به سیستم می باشد بنابراین مورد صحیح کاربرد این ضریب در مواردی است که در تعیین ظرفیت شبکه از روش آمارگیری از ظرفیتهای وسائل گاز سوز متصل به سیستم استفاده شده باشد. در حالیکه ظرفیت شبکه گاز شهرها از طریق آمارگیری از مصارف مواد نفتی معادل برآورد گردیده است.
در نظر گرفتن ضریب همزمانی به مقدار یک از اطمینان بیشتر برخوردار است. ودلایل عمده آن گسترش بی رویه شهرها در آینده ، سرمای شدید و طولانی بودن فصل زمستان و عمومیت نداشتن استفاده از سیستم حرارت مرکزی در سطح شهر و موجود نبودن ترموستات روی بخاریهای خانگی می باشد.ولی بررسی های کارشناسی بیانگر این واقیت هست که رفتار خطوط گاز و مصرف واقعی گاز طبیعی به دلایلی که توضیح داده خواهد شد با اعمال ضریبی غیر از یک مطابقت داشته واز نظر اقتصادی نیز تفاوت های زیادی را خواهیم داشت.
اگر بخواهیم به طور خلاصه تعریفی از ضریب همزمانی به عمل بیاوریم عبارتست از : لیست حجم مصرف عملی یک گروه مصرف کننده در یک زمان معین بمقداری که اگر همان گروه در همان زمان تمام وسائل گازسوز خود را مورد بهره برداری قرار دهند.
عوامل موثر در ضریب فوق عبارتند از :
الف: تعداد واحدهای مصرف کننده: هر چه تعداد مصرف کنندگان افزایش یابد این ضریب کاهش می یابد.
ب: نوع گروه مصرف کننده : از جمله خانگی، تجاری و صنعتی
ج: نوع مصرف: مصارف مختلف از قبیل مصارف تهیه آب گرم، پخت و پز ، گرمایش که هر یک ضریبی مختص خود دارند. ضریب همزمانی با تغییر عوامل دیگری از جمله شرایط اجتماعی و فرهنگی و اقتصادی تغییر می کند لذا این ضریب در مناطق و کشورهای مختلف فرق می نماید و با آمارگیری و استفاده از تجربیات گذشته درهر منطقه تعیین می گردد. ضریب همزمانی برای واحدهای خانگی در مورد مصرف گرمایش حدود %70 برای تعداد بیشتر از 1000 واحد می باشد.
هرچند در نظر گرفتن ضریب همزمانی به مقدار یک از اطمینان بیشتر برخوردار است. و دلایل عمده آن گسترش بی رویه شهرها در آینده ، سرمای شدید و طولانی بودن فصل زمستان و عمومیت نداشتن استفاده از سیستم حرارت مرکزی در سطح شهر و موجود نبودن ترموستات روی بخاری های خانگی می باشد
کلیات
در طراحی سیستم توزیع جدید شبکه گاز یا توسعه یا بهبود یک شبکه موجود، داوری و تصمیمگیری و انعطاف-پذیری خاصی نیاز میباشد. برای مثال برای استخراج بارِ طراحی در ساعات اوج برای خدمترسانی به نیاز مصرفکنندگان ،داوری و تصمیمگیری نیاز است. این مساله به ویژه در حالتی که به کارگیری وسایل گازسوز با دقت کافی قابل پیشبینی نباشد، وجود دارد. یک مثال در این زمینه ، نیاز به انعطافپذیری یک LOOP است که برای کاهش افت فشار در سیستم لازم است.
معمولا چند محل ممکن برای LOOP وجود دارد در حالی که طول و قطر خود حلقه میتواند تغییر کند. در چنین مواردی اداره - Division - این حقیقت را که طراح ممکن است هر طرح انتخابی را برگزیند، تصدیق کرده و به طور کلی میپذیرد. با این وجود، هنگامی که طرح جایگزینی با کارایی بهتر و اقتصادیتر از نظر اداره وجود داشته باشد، تقاضای استفاده از این طرح جایگزین را میکند. در حال حاضر از نوعی لوله های پلیاتیلنی با چگالی و عملکرد بالا - PE100 - در سیستمهای توزیع گاز استفاده میشود
تعیین بارهای طراحی در ساعت اوج مصرف گاز
در طراحی یک سیستم توزیع، قطر لوله اصولا با ماکزیمم حجم گاز در ساعت که سیستم باید منتقل کند، مشخص میشود. به همین منظور، اگر طراح میخواهد از بهینه بودن طراحی سیستم اطمینان داشته باشد - و از آن نیز زیاد تجاوز نکند - ، باید بارهای طراحی ساعت اوج مصرف با توجه خاصی تعیین گردند. حجم گازی که سیستم باید منتقل کند با توجه به ترکیبی از معیارهای زیر تعیین میگردد:
حداکثر مصرف لحظه ای
بار متصل بیشینه هر مصرفکننده میتواند با تعیین و جدولبندی نرخ ورودی شعله تمام وسایل گازسوز محاسبه گردد. برای مثال فرض بر این است که امکان دارد مصرف کننده در یک زمان مشخص یک کوره، آبگرمکن، خشککن لباس، فر و تمام مشعلهای اجاق را روشن کند. هرچند ممکن است این شرایط در بسیاری از زمانها اتفاق نیفتد، این بار مصرفی کل بالقوه گاز باید برای تعیین اندازه خطوط لوله و البته کنتور گاز استفاده شود.
تعیین ماکزیمم دبی مصرفی گاز به منظور تعیین اندازه خطوط لوله و کنتور در مواردی که برای مثال تجهیزات کشاورزی خاص مانند موتورهای آبیاری گاز سوز و دانهخشککنها از خط لوله گازمصرف میکنند، کار ساده ای نیست. به دلیل بهکارگیری فصلی این تجهیزات، استفاده ساده از نرخ مصرف ماکزیمم تمام اسباب و تجهیزات معقول نمیباشد. در این موارد، طراح باید داوری و تصمیمگیری کند
حداکثر دبی مصرفی گاز
ماکزیمم دبی طراحی، بارِ ساعتی میباشد که برای تعیین عناصر اصلی سیستم استفاده میشود و با اعمال یک "ضریب همزمانی" بر حداکثر بار براورد - بازاریابی - شده، تعیین میگردد. مقدار ضریب همزمانی به صورت غیرمستقیم با تعداد مصرفکنندگانی که از خط اصلی تغذیه میشوند تغییر میکند- هر چه تعداد مصرف-کنندگان بزرگتر باشد، مقدار ضریب همزمانی کوچکتر است. برای مثال خطی که به تعداد زیادی از مصرف-کنندگان گاز میرساند ممکن است لازم باشد که بار طراحی بیشینه به دلیل فاکتورهایی مانند تناوب تقاضای گاز برای بار حرارتی، تغییراتی که عادت مصرفکنندگان و درجه مشعل کورهها در اثر اتلاف حرارتی ساختمان وجود دارد حداقل %50 کل بیشینه مصرف لحظه ای گروه مصرفکنندگان را منتقل کند،. در این مثال ضریب همزمانی 0/5 این اطمینان را میدهد که سایز خط اصلی به گونهای تعیین شود که ظرفیت کافی ولی نه اضافی برای تامین نیاز مصرفکنندگان به گاز طبیعی را در اوج مصرف منتقل کند
تعیین ضریب همزمانی
این مسئولیت طراح است که فاکتورهای ضریب همزمانی معقولی برای تعیین اندازه عناصر اصلی به کار گیرد. طراح تشخیص خواهد داد که هر سیستم توزیع به دلیل تغییرات مشخصی که بین تعداد و نوع مصرفکنندگان وجود دارد، تاثیر بار مصارف خانگی ، بارهای صنعتی که به تغییرات دمای محیط حساس نیستند و فاکتورهای دیگر یکتاست. از آنجایی که مطالعات جامع که بر روی فاکتورهای ضریب همزمانی انجام شده است، تنها بر سیستمهای گازرسانی شهرهای بزرگ متمرکز هستند، هیچ دستورالعمل صنعتی مشخصی برای کمک به طراح در استخراج ضریب همزمانی برای سیستم توزیع گاز کشاورزی وجود ندارد. بنابراین یک طراح باید دستورالعمل-های خود را بر اساس مقایسه بین افت فشار تئوری محاسبه شده و افت فشار تجربه شده در کمترین دمای محیط به کار بندد
بررسی بار مصرفکننده
هنگامی که بررسی بار مصرفکننده باید به منظور تهیه بیشینه مصرف لحظه ای برای طراح و ایجاد امکان برون-یابی بارهای طراحی بیشینه انجام گیرد، فرم نشان داده شده در شکل 1.4 یا یک معادل قابل قبول آن باید به کار گرفته شود. برای تعیین ملزومات بار آینده و ملزومات برای تجهیزات با مصرف گاز زیاد - شامل سیستمهای آب گرم لحظهایِ جدید - باید دقت نمود زیرا این اطلاعات تاثیر قابل توجهی بر اندازه و هزینه سیستم دارد. در حالی که باید بارهای اضافی آتی را در صورت وجود در نظر داشت، بار به کار گرفته شده باید پیشبینی معقولی از ملزومات آینده مصرفکننده باشد. به همین شکل، تجهیزات با بار زیاد باید با دقت تحلیل شوند تا مطمئن بود که حجم گازی که برای این ملزومات در نظر گرفته شده کافی باشد اما زیاد نباشد.
