Лабораторная работа по газовым сетям. ЛР1_Деркач_1. Городские системы газоснабжения
 Скачать 465.31 Kb.
|
 МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ)
Лабораторной работа №1 по дисциплине «Эксплуатация и обслуживание газовых сетей и установок» на тему «Городские системы газоснабжения» Выполнил студент гр. Б3119- 21.03.01эоотх М.Е. Деркач Проверил: ассистент Р.Ф. Добрянский (оценка) г. Владивосток 2022 СодержаниеВведение 3 1 Классификация городских систем газоснабжения 4 2 Устройство наружных газопроводов 7 3 Устройство подземных газопроводов 8 4 Назначение и классификация ГРП (ГРУ) 9 Заключение 11 Список литературы 12 ВведениеЦелью лабораторной работы является изучение интерактивного электрифицированного стенда «Городская система газоснабжения». Необходимо узнать основное назначение городских распределительных систем, изучить теорию лабораторной работы согласно списку рекомендуемой литературы к этой работе, а также ответить на контрольные вопросы. Итогом лабораторной работы является реферат с выводом о проделанной работе на данную тематику с оформлением схемы на выбор на листе формата А3. Городская система газоснабжения - сложный комплекс сооружений, технических устройств и трубопроводов, обеспечивающий подачу и распределение газа между промышленными, коммунальными и бытовыми потребителями в соответствии с их спросом. Современные городские распределительные системы представляют собой сложный комплекс сооружение, состоящий из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давления; газораспределительных станций, контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов и установок; в указанных станциях и установках давление газа снижают до необходимой величины и автоматически поддерживают постоянным. Они имеют автоматические предохранительные устройства, которые исключают возможность повышения давления в сетях сверх нормы; системы связи и телемеханизации. Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасной в эксплуатации, простой и удобной в обслуживании, должна предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов или участков газопроводов для производства ремонтных или аварийных работ. 1 Классификация городских систем газоснабжения Газопроводы классифицируют по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа газопроводы разделяют на следующие группы: - газопроводы низкого давления с давлением газа до 5 кПа; - газопроводы среднего давления с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа; - газопроводы высокого давления II категории с давлением от 0,3 до 0,6 МПа; - газопроводы высокого давления I категории для: а) природного газа и газовоздушных смесей от 0,6 до 1,2 МПа; б) для сжиженных газов до 1,6 МПа. Современные схемы систем газоснабжения имеют иерархичность в построении. Верхний иерархический уровень составляют газопроводы высокого давления. Они должны быть зарезервированными, лишь для небольших систем можно ограничиться тупиковыми схемами. Резервируют сети кольцеванием или дублированием с обязательной проверкой пропускной способности при наиболее напряженных гидравлических режимах. Сеть высокого давления гидравлически соединяется с остальной частью системы через регуляторы давления, оснащенные предохранительными устройствами, предотвращающими повышение давления после регуляторов. Таким образом, система разделяется на несколько иерархических уровней, на каждом уровне автоматически поддерживается максимально допустимое давление газа. С переходом на более низкий уровень давление газа снижается (дросселируется) на клапанах регуляторов, которые поддерживают давление после себя постоянным, но более сниженным соответственно нормам. По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения можно разделить на: 1) одноступенчатые, обеспечивающие подачу газа потребителям по газопроводам одного давления, как правило, низкого; 2) двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или среднего и высокого (до 0,6 МПа) давлений; 3) трехступенчатые, включающие в себя газопроводы низкого, среднего и высокого (до 0,6 МПа) давлений; 4) многоступенчатые, в которых газ подается по газопроводам низкого, среднего и высокого давления обеих категорий. По назначению газопроводы можно разделить на следующие группы: • распределительные газопроводы, по которым газ транспортируют по снабжаемой территории и подают его промышленным потребителям, коммунальным предприятиям и в районы жилых домов. Они бывают высокого, среднего и низкого давлений, кольцевые и тупиковые, а их конфигурация зависит от характера планировки города или населенного пункта; • абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям; • внутридомовые газопроводы, транспортирующие газ внутри здания и распределяющие его по отдельным газовым приборам; • межпоселковые газопроводы, прокладываемые вне территории населенных пунктов. По принципу построения системы газоснабжения делятся на: • кольцевые; • тупиковые; • смешанные. В тупиковых газовых сетях газ поступает потребителю в одном направлении, т.е. потребители имеют одностороннее питание, и могут возникнуть затруднения при ремонтных работах. Недостаток этой схемы – различная величина давлений газа у потребителей. Причем по мере удаления от источника газоснабжения или ГРП давление газа падает. Эти схемы применяют для внутриквартальных и внутридворовых газопроводов. Надежность кольцевых сетей выше, чем тупиковых. Кольцевые сети представляют систему замкнутых газопроводов, благодаря чему достигается более равномерный режим давления газа у потребителей и облегчается проведение ремонтных и эксплуатационных работ. Положительным свойством кольцевых сетей является также то, что при выходе из строя какого-либо газорегуляторного пункта нагрузку по снабжению потребителей газом принимают на себя другие ГРП. На рисунке 1 представлена принципиальная схема ГРП.  Смешанная система состоит из кольцевых газопроводов и присоединяемых к ним тупиковых газопроводов. При изучении вопросов трассировки сетей низкого и высокого (среднего) давлений нужно обратить внимание на характер промышленного объекта или застройки города. Застройка может быть старой квартальной или новой микрорайонной, имеющей внутренние проезды, что позволяет убрать сеть низкого давления с уличных проездов. 2 Устройство наружных газопроводов Как правило, на территории городов и населенных пунктов газопроводы прокладываются в земле. Исключение составляют территории промышленных предприятий, где их можно прокладывать по эстакадам и различным переходам сверху проезжей части заводской автотрассы. Надземную прокладку газопроводов производят по наружным несгораемым стенам жилых и общественных зданий. По стенам жилых и общественных зданий допустима прокладка газопроводов с давлением не более 0,3 МПа. Газопроводы высокого давления можно прокладывать только по сплошным стенам или над окнами верхних этажей производственных зданий. Надземные газопроводы прокладываются с учетом компенсации температурных удлинений, которые зависят от расчетной температуры воздуха. Наиболее просто устранять продольные деформации за счет изгибов газопроводов или п-образной прокладки. Переход газопроводов через реки, каналы, мелкие озера осуществляют подводным способом с помощью дюкеров. Возможна в этом случае прокладка по мостам или эстакадам. При прокладке дюкерами газопровод обязательно выполняется в две линии, каждая из которых должна иметь 75% расчетного расхода газа. Для тупиковых газопроводов, питающих только промышленные предприятия, дюкер можно прокладывать в одну линию, но лишь в том случае, если эти предприятия имеют резервное топливо (мазут). Подводные переходы погружаются в грунт примерно на 1 м и выполняются с весьма усиленной изоляцией. Чтобы газопровод, проложенный по дну реки, не всплывал, на него по всей длине укладывают железобетонные плиты. При прокладке наружных газопроводов имеются ограничения. Нельзя прокладывать газопроводы под железнодорожными и трамвайными путями, а также автодорогами без футляров. 3 Устройство подземных газопроводов Такого рода газопроводы прокладываются главным образом по городским проездам, а также в зоне зеленых насаждений. При пересечении газопровода с трамвайными путями или при вынужденной прокладке газопровода поперек какого-либо канала применяются футляры из стальных труб, на концах которых устанавливаются контрольные трубки. Газопроводы выполняют из стальных труб, соединяя их электросваркой. В местах установки газовых приборов, арматуры и другого оборудования применяют фланцевые и резьбовые соединения. Для защиты стальных труб от коррозии перед укладкой в землю их изолируют. Глубина заложения газопроводов зависит от состава транспортируемого газа. При влажном газе глубину заложения труб принимают ниже средней глубины промерзания грунта для данной местности. Газопроводы осушенного газа можно укладывать в зоне промерзания грунта, но заглубление должно быть не менее 0,8 м от поверхности земли. Газопроводы прокладывают с уклоном не менее 1,5 мм/пог. м, что обеспечивает отвод конденсата из газа в конденсатосборники и предотвращает образование водяных пробок. Для выключения отдельных участков газопровода или отключения потребителей устанавливается запорная арматура, размещаемая в колодцах. При изменениях температурных условий на газопроводе появляются растягивающие усилия, которые могут разорвать сварной стык или задвижку. Чтобы избежать этого, на газовых сетях и, в особенности у задвижек, устанавливают линзовые компенсаторы, воспринимающие эти усилия. Кроме восприятия температурных деформаций компенсаторы позволяют легко демонтировать и заменять задвижки и прокладки, так как компенсатор при помощи особых приспособлений можно сжать или растянуть 4 Назначение и классификация ГРП (ГРУ) Основное назначение газорегуляторных пунктов (ГРП, ГРПШ) и установок (ГРУ) — снижение входного давления газа (дросселирование) до заданного выходного и поддержание последнего в контролируемой точке газопровода постоянным (в заданных пределах) независимо от изменения входного давления и расхода газа потребителями. Кроме этого, в ГРП (ГРУ) производятся: очистка газа от механических примесей, контроль за входным и выходным давлением и температурой газа, учет расхода (если отсутствует специально выделенный пункт измерения расхода), предохранение от возможного повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода сверх допустимых пределов. Наличие в системе газоснабжения постоянного давления (в заранее заданном диапазоне его колебания) является одним из важнейших условий безопасной и надежной работы этой системы и подключенных к ней газопотребляющих объектов и агрегатов. ГРП и ГРУ оснащаются практически одним и тем же оборудованием и отличаются друг от друга в основном своим расположением. ГРУ монтируют непосредственно в помещениях, где расположены агрегаты, использующие газовое топливо (цеха, котельные и т. п.). ГРП размещают в зависимости от назначения и технической целесообразности: в отдельно стоящих зданиях; в пристройках к зданиям; на несгораемом покрытии промышленного здания, в котором расположены потребители газа; в шкафах, устанавливаемых на несгораемой стене снаружи газифицируемого здания, на отдельно стоящей несгораемой опоре или (при наличии опорных стоек) на бетонном фундаменте. В зависимости от давления газа на вводе ГРП и ГРУ подразделяют на: — ГРП и ГРУ среднего давления (более 5 кПа до 0,3 МПа); — ГРП и ГРУ высокого давления (более 0,3 МПа до 1,2 МПа). ГРУ размещают в непосредственной близости от ввода газопровода в помещение цеха (котельной), так чтобы не создавались помехи при эксплуатации и ремонте основного технологического оборудования. Подача газа от ГРУ к потребителям, расположенным в других зданиях, не допускается. Питание газом агрегатов, расположенных в других помещениях здания, от одной ГРУ допускается, если эти агрегаты работают при одинаковых давлениях газа и в любое время суток обеспечен свободный доступ обслуживающего персонала газовой службы в эти помещения. ГРУ с давлением газа от 0,6 до 1,2 МПа допускается размещать только в помещениях тех цехов, где такое давление газа необходимо по условиям технологии производства. Заключение С целью улучшения условий формирования комфортной среды для жизнедеятельности населения на ближайшую и отдаленную перспективу правительством в последние годы масштабно ведётся работа по стратегическому градостроительному развитию территорий муниципальных и городских образований, сельских и городских поселений. Результатом этой работы является разработка генеральных планов населенных пунктов, учитывающих изменившиеся требования к пространству внутри освоенных территорий. К этим требованиям относится плотность и этажность застройки, увеличение количества школ, детских садов, больниц, торговых комплексов и предприятий обслуживания населения. Также имеется тенденция развития и расширения существующих населенных пунктов, особенно районных центров, в результате которой образуются новые микрорайоны, коттеджные и дачные поселки, производственные и сельскохозяйственные предприятия. Это влечет за собой заметные изменения в структуре энергообеспечения. В ходе данной лабораторной работе был изучен интерактивный электрифицированный стенд «Городская система газоснабжения». Изучено основное назначение городских распределительных систем. Изучена теория согласно списку рекомендуемой литературы к этой работе. Помимо этого, была построена технологическая схема ГРП. Список литературы Шур И.А. Газорегуляторные пункты и установки – Л.: изд. Недра, 2004. - 288с Гольянов А.И. Газовые сети и газохранилища: учебное. ‒ Уфа: Монография, 2004. ‒ 302 с Ионин А.А. Газоснабжение – М.: Стройиздат, 2006. – 440с Стаскевич, Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик В.Я. – Л.: Недра2008. – 766с. Порецкий Л.Я. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных / Порецкий Л.Я., Рыбаков Р.Р., Столпнер Е.Б., Тасс О.А., Шур И.А. –Л.: Недра, 2010. –272 с. Контрольные вопросы: Факторы влияющие на выбор системы газоснабжения города. Размеры города, особенности его планировки и застройки, плотность населения; число и характер промышленных потребителей и электростанций; наличие больших естественных или искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек, озер, железнодорожных узлов и пр.); перспективный план развития города. Принципиальная схема газоснабжения города.  Принципиальная схема газоснабжения крупного города: 1 – магистральные газопроводы, 2 – ГРС; 3 – контрольно-регуляторные пункты; 4 – газгольдерные станции; 5 – ГРП, 6 – кольцо газопровода высокого давления; 9 – кольцо газопровода среднего давления – 0,3 МПа;10 – кольцо газопровода среднего давления – 0,1 МПа; 11 – подземные хранилища газа Источником газоснабжения является магистральный газопровод 1, который подает газ на ГРС 2. На выходе из ГРС давление газа снижается до 2 МПа и направляется в газопровод высокого давления 6, который в виде кольца окружает город. К этому газопроводу через контрольно-регуляторный пункт (КРП) присоединено подземное хранилище газа 11. Подземное хранилище газа, КРП, ГРС и газопроводы высокого давления относятся к системе магистральных газопроводов. Городские газовые сети начинаются с газопроводов высокого давления 7, которые снабжаются газом от ГРС и КРП. Все городские сети различных давлений связаны между собой через регуляторные пункты (ГРП). Если подземное хранилище газа предназначено для выравнивания сезонной неравномерности потребления газа, то для выравнивания суточного графика потребления газа служат газгольдерные станции 4. Расположенные в городе крупные потребители газа (промышленные предприятия, электростанции, отопительные котельные) питаются газом от сетей высокого и среднего давления. Жилые дома, коммунально-бытовые предприятия присоединяются к сетям низкого давления. Категории давления газопровода. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы: газопроводы низкого давления, с давлением газа до 5 кПа (500 мм вод. ст. избыточных); газопроводы среднего давления, с давлением от 5 кПа до 0,3 МПа (до 3 кгс/см2 избыточных); газопроводы высокого давления II категории, с давлением от 0,3 до 0,6 МПа (от 3 до 6 кгс/см2 избыточных); газопроводы высокого давления I категории, для природного газа и газовоздушных смесей от 0,6 до 1,2 МПа (от 6 до 12 кгс/см2 избыточных), для сжиженных углеводородных газов до 1,6 МПа (до 16 кгс/см2 избыточных). Классификация городских газопроводов по назначению. распределительные газопроводы, по которым газ транспортируют по снабжаемой газом территории и подают его промышленным потребителям, коммунальным предприятиям и в районы жилых домов (распределительные газопроводы бывают высокого, среднего и низкого давления, кольцевые и тупиковые, а их конфигурация зависит от характера планировки города); абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям; внутридомовые газопроводы, транспортирующие газ внутри здания и распределяющие его по отдельным газовым приборам. ГРП, определение и назначение. Основное назначение газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ) - снижение входного давления газа (дросселирование) до заданного выходного и поддержание последнего в контролируемой точке газопровода постоянным (в заданных пределах) независимо от изменения входного давления и расхода газа потребителями. Технологическое оборудование ГРП и ГРУ. В ГРП (ГРУ) предусматривают установку: фильтра, предохранительного запорного клапана ПЗК, регулятора давления газа, предохранительного сбросного клапана ПСК, запорной арматуры, контрольно-измерительных приборов КИП, приборов учета расхода газа (при необходимости), а также устройство обводного газопровода (байпаса) с установкой последовательно двух отключающих устройств и продувочного трубопровода между ними на случай ремонта оборудования. Регуляторы давления, их назначение и устройство. Регулятор давления газа (далее РД) — это устройство для редуцирования (понижения) давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа, что достигается автоматическим изменением степени открытия регулирующего органа регулятора, вследствие чего также автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. РД представляет собой совокупность следующих компонентов: Д — датчик, который осуществляет непрерывный мониторинг текущего значения регулируемой величины и подает сигнал к регулирующему устройству; З — задатчик, который вырабатывает сигнал заданного значения регулируемой величины (требуемого выходного давления) и также передает его на регулирующее устройство; Р — регулирующее устройство, которое осуществляет алгебраическое суммирование текущего и заданного значений регулируемой величины, и подает командный сигнал к исполнительному механизму. ИМ — исполнительный механизм, который преобразует командный сигнал в регулирующее воздействие, и в соответствующее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды. Предохранительно-запорные клапаны, устройство и назначение. Основное назначение предохранительного клапана – защита системы от повышенного давления, которое может привести к ее повреждению или даже разрушению. Клапан сбрасывает излишки рабочей среды при превышении предельного значения ее напора. Сброс происходит в дренажную систему или в атмосферу. После того, как давление в системе упадет до нормального, предохранительный клапан закрывается и сброс прекращается. Принцип работы любого предохранительного клапана чрезвычайно прост. Запирающий элемент прижимается к седлу пружиной. По мере роста давления оно начинает превозмогать силу сжатия пружины, сжимая ее и отодвигая запорный элемент от седла. В открытый просвет устремляются излишки жидкости или газа. По мере выхода напор снижается, пружина отжимает запорный элемент обратно к седлу. Устройство закрывается и готово к следующему рабочему циклу. Сила сжатия пружины, а, следовательно, порог срабатывания регулируется винтом. Предохранительные сбросные устройства, их назначение. Они предназначены для сброса газа в атмосферу в случае повышения его давления за регулятором не более, чем на 15% от рабочего. Газовые фильтры, их классификация и особенности использования. Фильтры газовые предназначены для очистки газа от пыли, ржавчины, смолистых веществ и других твердых частиц. Качественная очистка газа позволяет повысить герметичность запорных устройств, а также увеличить межремонтное время эксплуатации этих устройств за счет уменьшения износа уплотняющих поверхностей. При этом уменьшается износ и повышается точность работы расходомеров (счетчиков и измерительных диафрагм), особенно чувствительных к эрозии. Правильный выбор фильтров и их квалифицированная эксплуатация являются одним из важнейших мероприятий по обеспечению надежного и безопасного функционирования системы газоснабжения. По направлению движения газа через фильтрующий элемент все фильтры можно разделить на прямоточные и поворотные, по конструктивному исполнению — на линейные и угловые, по материалу корпуса и методу его изготовления — на чугунные (или алюминиевые) литые и стальные сварные. Сетчатые фильтры, особенно двухслойные, отличаются повышенной тонкостью и интенсивностью очистки. В процессе эксплуатации по мере засорения сетки повышается тонкость фильтрования при одновременном уменьшении пропускной способности фильтра. У волосяных фильтров, наоборот, в процессе эксплуатации фильтрующая способность снижается за счет уноса частиц фильтрующего материала потоком газа и при периодической очистке встряхиванием. Оборудование для учета расхода газа. Акустические (ультразвуковые) и вихревые расходомеры. Акустическими называются расходомеры, основанные на измерении эффекта, возникающего при проходе колебаний через поток жидкости или газа и зависящего от расхода. Почти все применяемые на практике акустические расходомеры работают в ультразвуковом диапазоне частот и поэтому называются ультразвуковыми. Достоинствами ультразвуковых расходомеров являются широкий диапазон измерения расхода и возможность применения микропроцессорной техники. Основным недостатком ультразвуковых расходомеров является чувствительность к содержанию твердых и газообразных включений. Вихревыми называются расходомеры, основанные на зависимости от расхода частоты колебаний давления, возникающих в потоке в процессе вихреобразования или колебания струи либо после препятствия определенной формы, установленного в трубопроводе, либо специального закручивания потока. Мембранные (диафрагменные, камерные) счетчики газа. Мембранный счетчик – счетчик газа, принцип действия которого основан на том, что при помощи различных подвижных преобразовательных элементов газ разделяют на доли объема, а затем производят их циклическое суммирование. В зависимости от конструкции и объемов измеряемого газа измерительный механизм может состоять из двух или четырех камер. Ротационные счетчики газа. Ротационный (роторный) счетчик – камерный счетчик газа, в котором в качестве преобразовательного элемента применяются восьмиобразные роторы. Турбинные счетчики газа. В турбинном счетчике газа под воздействием потока газа колесо турбины приводится во вращение, число оборотов которого прямо пропорционально протекающему объему газа. Число оборотов турбины передается на находящийся вне газовой полости счетный механизм, показывающий (по нарастающей) суммарный объем газа при рабочих условиях, прошедший через прибор. |