Наличие газопроводной инфраструктуры в непосредственной близости от населенного пункта не исключает потенциальных сложностей с подключением к ней. Разные задачи, связанные с транспортировкой одного из наиболее распространенных видов топлива, могут приводить к различному давлению в газопроводах.
В данной статье мы подробно рассмотрим, как функционирует система газоснабжения, а также какое именно давление обеспечивает подачу газа в разных участках этой системы. Мы представим основные принципы организации газоснабжения на различных уровнях и обсудим механизмы отключения подачи газа.
Краткое содержание статьи
Снабжение природным газом
Бытовое и промышленное оборудование, функционирующее на основе природной газовой смеси, знакомо многим. В домах можно встретить котлы, газовые плиты и водонагреватели.
Множество предприятий располагают котельными и защищенными газорегуляторными установками (ГРУ). На уличных газораспределительных пунктах привлекает внимание яркий желтый цвет и выделяющаяся красная надпись «Газ. Огнеопасно».
Общеизвестно, что газ транспортируется по трубопроводам, однако, как именно он попадает в эти трубы? Путь, который проходит природный газ до каждой квартиры и дома, представляет собой длительное и сложное путешествие через разветвленную сеть герметичных труб, которые могут достигать тысяч километров в длину.
Сначала на газовых месторождениях смесь газы очищается от загрязняющих веществ и подготавливается для транспортировки. Затем компрессорные станции нагнетают газ до высоких показателей давления, после чего он отправляется по магистральным трубопроводам к газораспределительным станциям.
На этих станциях происходит снижение давления и добавление одоризаторов, таких как метан, этан и пентан-тиолы, а также этилмеркаптан, чтобы на газе появился запах (в чистом виде природный газ абсолютно без запаха). После дополнительной очистки газ поступает в газопроводы местных населенных пунктов.
Приборы, использующие газ, требуют подачи топлива под определённым давлением. Газорегуляторные пункты обычно снижают давление перед поступлением в дома, обеспечивая максимальную пропускную способность до 30 тысяч кубометров в час.
После этого газ направляется к газораспределительным пунктам в жилых зонах. Перед его подачей в квартальные газопроводы давление понижается до необходимого уровня. В конечном итоге газ поступает во внутридомовые сети, подавая топливо к плитам, водонагревателям или напольным котлам.
Каждая газовая установка имеет специализированную горелку, которая смешивает газ с воздухом перед сжиганием. Природный газ в чистом виде не может гореть без доступа кислорода.
Газораспределительные станции используются для отклонений от главных магистральных газопроводов; они снижают давление и контролируют потоки газа в местные сети потребителей с максимальной подачей до 500 тысяч кубометров в час.
Состав системы газоснабжения
Газотранспортная система включает в себя трубопроводы, сооружения и технические устройства, которые обеспечивают поставку и распределение газа среди потребителей. Интенсивность подачи газа зависит от потребностей конечных пользователей, таких как промышленные предприятия, коммунальные службы и частные домовладения.
Структура газоснабжающей сети состоит из:
- трубопроводов высокого, среднего и низкого давления;
- газорегуляторных установок (ГРС), пунктов (ГРП) и устройств (ГРУ);
- автоматических систем управления и контроля;
- диспетчерско-эксплуатационных служб.
Под высоким давлением магистральные газопроводы доставляют газ к распределительным станциям, которые снижают давление до нужного уровня с помощью автоматических регуляторов.
Затем газопроводные сети перенаправляют топливо к потребителям. ГРС автоматически поддерживают давления в установленном диапазоне.
Как организована система газоснабжения?
Структура газоснабжающей системы определяется классами элементов, связанных с давлением газа, который проходит через систему.
При проведении газопроводов в городских условиях необходимо обеспечить достаточное пространство вокруг трубопроводов для соблюдения мер безопасности, особенно если это касается газопроводов большого диаметра с рабочим давлением выше 0,6 МПа.
Принципы устройства газопроводной сети
Системы первого уровня включают в себя газовые трубопроводы с высоким или средним давлением. Чтобы избежать образования тупиков, предусмотрено резервирование трубопроводов, что заключается в дублировании участков или создании кольцевых схем. В малых населенных пунктах допустимо использование тупиковых сетей.
Заправленный высоким давлением природный газ проходит ряд этапов, на которых его давление постепенно снижается. Этот процесс осуществляется в регулирующих пунктах, где давление уменьшается, но на выходе остается постоянным. В urban-областях газовые коммуникации со средним и высоким давлением формируют взаимосвязанную сеть.
Специальные знаки указывают на расположение подземных газовых коммуникаций и границы защитной зоны. На знаках отображаются номер пикета, категория газопровода (II-я), диаметр трубопровода (800 мм), границы охранной зоны (по 2 метра в каждую сторону и 1 метр вперед) и контактный телефон (Т.051).
Система ГРП позволяет подавать газ разного давления потребителям, даже если они расположены на одной улице — газопроводы с разными давлениями могут быть установлены параллельно.
Газопроводы второго уровня обеспечивают подачу газа под низким давлением основной массы потребителей. Эти сети довольно часто содержат тупиковые сегменты. Кольцеванию подвергаются лишь ключевые трубопроводы.
Газопроводы низкого давления не должны пересекать крупные техногенные или природные барьеры, такие как автострады, железные дороги, реки или озера. Также установка таких коммуникаций в промышленных зонах абсолютно нецелесообразна.
Газ поступает в частные дома по ветвям низкого давления. Давление на входе в устройства должно соответствовать значениям, указанным в технических паспортах.
Сети, поставляющие газ под низким давлением, не могут образовывать межсистемные связи в крупных населенных пунктах. Они проектируются исключительно как локальные системы, получающие газ от нескольких ГРП.
Эти системы подключаются к сетям среднего давления, которые, в свою очередь, соединяются с магистралями высокого давления. Газопроводы третьего уровня используются в промышленных зонах и жилых комплексах.
Необходимое давление в этих сетях определяется их назначением и рабочими характеристиками газоиспользующих установок. Резервирование на третьем уровне обычно не планируется.
Типы и категории газопроводов
Классификация газоснабжающих трубопроводов представлена в СНиП 42-01-2002. Магистральные газопроводы высокого давления подразделяются на разные категории.
Трубопроводы первой категории предназначены исключительно для крупных промышленных потребителей, требующих значительные объемы газа под стабильным высоким давлением (0,6-1,2 МПа).
Например, это могут быть сталеплавильные заводы. Для подключения таких промышленных потребителей к газовой магистрали первой категории необходимо разработать специальный проект газоснабжения.
В соответствии с современными стандартами, газовые сети могут использовать трубы ПВХ с «желтой» маркировкой. Однако любая прокладка трубопроводов через преграды должна производиться только в стальных защитных шлангах.
Газопроводы второй категории создаются для остальных промышленных объектов, которым требуется газ под высоким давлением, но ниже (0,3-0,6 МПа), чем для потребителей первой категории. Также такие трубопроводы обеспечивают котельные, обогревающие производственные здания.
Трубопроводы, которые обеспечивают доставку газа под средним давлением (0,005-0,3 МПа), подводятся к котельным для отопления жилых и административных объектов, а также к общественным зданиям, нуждающимся в значительных объемах топлива.
Магистрали низкого давления (до 0,005 МПа) обращены к бытовым клиентам. Все домашние аппараты разработаны именно под эти параметры подачи газа.
Иначе говоря, можно достичь максимальной безопасности на газопроводах для жилых объектов путем их подключения лишь к источникам низкого давления. Запрещено организовывать газоснабжение домов с магистралями среднего давления и выше.
Многоступенчатость системы газоснабжения
Необходимость создания нескольких уровней в местной системе газоснабжения обусловлена наличием потребителей, которые требуют различные уровни давления.
Градация газопроводов по ступеням
По количеству уровней давления различают следующие типы газоснабжающих систем:
- Двухступенчатые. Состоящие из сетей с низким и средним давлением или с низким и высоким;
- Трехступенчатые. Формируются из коммуникаций с высоким, средним и низким давлением;
- Шагоступенчатые. Создаются из газопроводов всех уровней давления.
Чередование магистралей с высоким и средним давлением необходимо из-за большого расстояния, которое они покрывают, а также из-за различных направлений транспортировки. В местах с высокой плотностью населения прокладка газопроводов под высоким давлением не рекомендуется.
Основные газопроводы расположены под землей. В противном случае избежать серьезных аварий на газовых сетях из-за неправильных действий автотранспорта было бы невозможно.
Одной из распространенных проблем является то, что в старых районах города уличные пространства не обладают достаточной шириной для прокладывания под ними магистралей с газом под высоким давлением. Это связано с тем, что по мере увеличения давления газа, транспортируемого в трубах, необходимо обеспечивать значительное расстояние между коммуникациями и близлежащими зданиями.
Кроме того, потребность в многоуровневых схемах газоснабжения обоснована техническими потребностями при монтаже и подключении газорегуляторных станций, которые устанавливаются на крышах зданий.
Классификация городских газовых сетей по функции
Городские зоны оснащены наиболее разветвленной сетью газораспределительных систем.
Компоненты городской сети по снабжению природным газом включают следующие виды газопроводов:
- распределительные, которые транспортируют газ под разными (необходимыми) давлениями, обеспечивая его доставку по обслуживаемой территории;
- отводы абонентские, которые снабжают газом конкретных пользователей от распределительных магистралей;
- внутренние и цеховые газопроводы.
Проектирование распределительных газовых коммуникаций, работающих под средним и высоким давлением, создает общую газовую сеть. Об особенностях проектирования для газификации частных домов можно узнать в статье, которую мы представим далее.
Шкафной газорегуляторный пункт предназначен для конечных сетей с мощностью не более 1800 кубометров в час и может понижать давление до 2 кПа.
То есть, коммунальное хозяйство, котельные и промышленные объекты получают природный газ через общую газораспределительную сеть. Строительство отдельных магистралей для коммунальных или промышленных потребителей нецелесообразно с экономической точки зрения.
При выборе проектных решений для городской газификации принимаются во внимание планировка города, его размеры, плотность застройки и населения, потребности в энергии от электростанций и промышленных предприятий. С учетом учитываются перспективы будущего развития города и наличие крупных препятствий (как искусственных, так и природных) для прокладки газопроводов.
Особенности городской планировки газоснабжения
Проектирование схемы подачи природного газа в городах должно быть экономически оправданным, безопасным в эксплуатации, надежным, а также удобным в обслуживании.
Системы газовых коммуникаций для крупных потребителей и многоуровневых систем оснащаются шаровыми задвижками. Эти запорные устройства
устанавливаются на газопроводах при их выводе с газорегуляторной станции, что позволяет переключать контуры газоснабжения в системе.
Сеть газоснабжения должна обеспечивать возможность аварийного отключения отдельных сегментов для проведения ремонтных работ. При этом необходимо соблюдать полную унификацию узлов, оборудования и сооружений в рамках одной системы.
На схемах городские газопроводы обычно отображаются последовательно, однако прокладка параллельных коммуникаций в пределах улиц разрешена, при этом они должны находиться под различным давлением.
Такой подход оправдан с точки зрения экономики, так как позволяет сократить расход труб:
- газовые магистрали низкого давления получают питание от нескольких газорегуляторных пунктов;
- к центральным газорегуляторным пунктам метан подводится параллельными газопроводами среднего или высокого давления.
Аналогичные схемы прокладки используются для снабжения котельных и промышленных объектов, расположенных в жилых районах.
Структура городской застройки требует создания сети низкого давления в виде двух несвязанных зон. Для обеспечения резерва в условиях низкого давления газорегуляторные пункты каждой зоны подключаются к трубопроводам большого диаметра, транспортирующим газ под низким давлением.
В городах малого и среднего размера применяется двухуровневая система газопроводов, комбинирующая низкое и высокое давление (не более 0,6 МПа).
Если прокладка газовых труб в центре города невозможна, проектные мощности распределяются между сетями высокого давления (которые располагаются на периферии) и среднего давления (которые находятся в центральной части).
В результате формируется трехуровневая система газоснабжения, состоящая из распределительных газопроводов диаметром от 50 до 400 мм.
Перед созданием отдельной ветки газотранспортной системы и перед подключением к существующему газопроводу необходимо провести проектирование нового участка, выполнить гидравлические расчеты, которые позволят выбирать трубы для газа и арматуру для строительства сети.
Механизмы отключения подачи природного газа
Для выполнения ремонтных работ требуется периодическое отключение определенных участков городских газовых коммуникаций, которые находятся под высоким и средним давлением, а также некоторых сетей низкого давления.
Поэтому системы трубопроводов для сетей, общественных и жилых зданий, а также для промышленных объектов или нескольких зданий оснащаются устройствами отключения – задвижками (также называемыми пробковыми кранами).
Сборка коммуникационной системы завершается опрессовкой газопровода, что позволяет выявить возможные проблемные участки, которые чаще всего обнаруживаются в местах размещения запорных устройств.
Эти задвижки устанавливают снаружи, как в защитном шкафу, так и без него, для полного отключения зданий от газоснабжения.
Монтаж задвижек производится:
- на газовых трубопроводах в газорегуляторных пунктах (как на входящих, так и на выходящих);
- на ответвлениях главных газопроводов, которые идут в жилые микрорайоны;
- перед значительными препятствиями, пересекаемыми трубопроводами (например, водоемами, автомобильными или железнодорожными путями).
На наружных газопроводах задвижки монтируются с установкой в колодцах. Также вместе с ними устанавливаются линзовые компенсаторы, которые предназначены для определения напряжения (монтажного, температурного) в трубопроводе, а также для упрощения процесса установки и снятия запорной арматуры.
Колодцы допускается размещать на расстоянии более 2 м от ближайших зданий или заборов.
Запорная арматура на газовводах в здания размещается на стенах. Газовые краны, замена которых будет рассмотрена в следующей статье, располагаются с соблюдением метра расстояния от ближайших проемов.
Независимо от давления, разветвленности и протяженности трубопровода, проводящего газ, количество устройств отключения должно быть минимальным, с объяснением каждого их расположения.
Цена подключения к магистральному газу является важным аспектом для владельцев, и детали ее определения можно найти здесь. Рекомендуем ознакомиться с этой полезной информацией.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Процесс газоснабжения многоквартирного дома:
Видео #2. Устройство и изготовление шаровой запорной арматуры для газопроводов:
Система газопровода обеспечивает надежную подачу природного газа только при условии ее сбалансированной работы. Любые манипуляции с газотранспортным оборудованием должны выполнять только квалифицированные специалисты газовой службы. Незаконное вмешательство в работу газовой сети представляет собой огромную опасность – имейте это в виду!
Оставляйте свои комментарии в блоке ниже. Делитесь ценными советами и информацией, которая будет полезна другим посетителям сайта. Задавайте вопросы, размещайте фотографии и делитесь своим мнением.
