Общие сведенья об инженерных сетях. По дисциплине Общие сведения об инженерных сетях территорий и зданий
 Скачать 3.96 Mb.
|
|
Раздел 4. Газоснабжение населенных мест Введение в раздел Главной целью изучения данного раздела является получение общетеоретических сведений о системах газоснабжения и основных правилах их трассировки с учетом всех действующих нормативных документов. Целью изучения раздела является изучение особенностей устройства и проектирования систем газоснабжения, обретение навыков по расчетам нормы и составлению режимов потребления газа в городах и населенных пунктах, способность правильного выбора расчетной схемы сетей и определения расчетных нагрузок. Вопрос 1. Газовые месторождения и основные магистральные газопроводы России. Горючие газы. Современные города требуют больших затрат топлива на бытовые и промышленные нужды. Наиболее совершенным видом топлива для жилищно-коммунального хозяйства и промышленности является газообразное топливо. Его можно транспортировать по трубам на большие расстояния, централизованно распределять по территории города. Наиболее крупные месторождения сосредоточены в Тюменской области (города Надым, Уренгой, Вуктыл, Ямбург), Якутии, Оренбурской области и Ставропольском крае. Введены в действие крупнейшие системы магистральных газопроводов, основными из которых на территории России являются: Уренгой – Помары – Ужгород; Уренгой – Вуктыл – Ухта – Ярославль – Москва; Уренгой – Уфа – Петровск – Москва; Оренбург – Ужгород и многие другие. В настоящее время в России создана единая автоматизированная система газопроводов страны, объединяющая газопроводы Европейской части Урала, Севера. Газообразное топливо представляет собой смесь нескольких газов, причем основную часть их составляют горючие газы – углеводороды (метан, этан, пропан и др.), водород и окись углерода (в искусственных газах). В состав негорючих примесей (балласта) входят азот, углекислота и др. Горючие газы добывают из природных источников – недр земли (природные газы), из жидкого и твердого топлива путем его термической переработки (искусственные газы). Состояние горючего газа определяется его объемом, давлением и температурой. Любое состояние может быть приведено к определенным нормальным условиям, обычно к 103 температуре 0 °С и давлению 1,1 МПа. Объем газа в этом случае выражают в кубических метрах. Известно много видов горючих газов, различных по физико-химическим свойствам и теплоте сгорания. Однако из технико-экономической целесообразности для газоснабжения городов применяют только те газы, теплота сгорания которых больше 13-15 МДж/м. Наибольшую ценность для газоснабжения городов представляют природные газы, состоящие главным образом из углеводородов метанового ряда. Особенностью природных газов является их высокая теплотворная способность, низкое содержание балласта и для большинства месторождений – отсутствие сероводорода и других вредных примесей. Эти газы имеют теплоту сгорания 32-36 МДж/м, плотность 0,73-0,75 кг/м 3 и содержат (по объему) метана 75-98 %, этана, пропана, бутана и пентана 0,5-11 %, углекислого газа 0,1-0,7 %, азота 0,5- 15 %. Характерной особенностью природных газов чисто газовых месторождений является их более или менее постоянный состав. Попутные газы нефтяных месторождений имеют теплоту сгорания 38-63 МДж/м 3 , плотность 0,8-1,5 кг/м 3 и содержат (по объему) метана 44- 93 %, этана, пропана, бутана и пентана 1-59 %, углекислого газа 0,2-11 %, азота 0,1-20 %. Состав газов газонефтяных месторождений непостоянен и зависит от природы нефти, величины газового фактора, условий разделения нефтегазовых смесей и др. Искусственные горючие газы делятся на две группы. К первой группе относятся газы высокотемпературной (1000 °С) и среднетемпературной (500-600 °С) перегонки, которые получаются при нагревании твердого или жидкого топлива без доступа воздуха. Представителями этой группы являются коксохимические, коксогазовые, газосланцевые и другие газы. Их теплота сгорания составляет 16-18 МДж/м 3 , плотность 0,45-0,5 кг/м 3 Ко второй группе относятся газы без остаточной газификации, получаемые при нагревании топлива с частичным сжиганием его в потоке воздуха, кислорода или их смеси с водяным паром. К ним относятся генераторные и доменные газы. Их низшая теплота сгорания составляет 5,5 МДж/м 3 , плотность может быть более 1 кг/м 3 В горючих (особенно в искусственных) газах содержатся вредные и балластные примеси. Вредными и ядовитыми примесями являются сероводород, аммиак, цианистые соединения и окись углерода. Наиболее опасный и вредный компонент горючих газов – сероводород – высокотоксичный яд, сильно коррозирующий металлы. Содержание в газе кислорода и водяных паров также вызывает явление коррозии металлов. Смола и водяные пары при их конденсации, а также пыль, окалина и нафталин способны уменьшать сечение газопроводов и вызывать их закупорку. Наличие в горючих газах балластных примесей 104 снижает теплотворную способность и увеличивает плотность. И то и другое приводит к увеличению диаметров газопроводов, то есть вызывает повышенный расход металла и капитальных вложений на сооружение магистралей. Горючие газы, применяемые для газоснабжения населенных мест, должны отвечать требованиям ГОСТ 5542-87. Содержание вредных примесей в граммах на 100 м 3 газа не должно превышать следующих значений: сероводорода – 2; аммиака – 2; меркаптановой серы – 3,6; цианистых соединений в пересчете на HCN – 5; механических примесей – 0,1. Содержание кислорода в горючих газах должно быть не больше 1 % (по объему), за исключением смеси сжиженных газов с воздухом. Сжиженные газы, употребляемые для бытовых целей, должны отвечать требованиям ГОСТ 20448-80. Этим ГОСТом предусмотрено, что горючие газы должны обладать характерным запахом. Резкий запах позволяет легко обнаружить газ в помещении и принять срочные меры для ликвидации утечки. Если природные газы не имеют естественного характерного запаха, то им придают этот запах искусственно (одорируют). Характерный запах должен ощущаться при содержании в воздухе даже 1 % природного и 0,5 % сжиженного газа. Вопрос 2. Нормы и режим потребления газа. В населенных местах газ расходуется жителями, коммунально- бытовыми предприятиями и учреждениями, автотранспортом, промышленностью и теплоэлектростанциями. Кроме того, он используется для отопления зданий. Средние нормы расхода газа (в тепловых единицах) на различные нужды определяются по СНиП 42-01- 2002 «Газораспределительные системы». Как населением, так и промышленностью газ потребляется неравномерно (особенно на нужды отопления). Неравномерность потребления газа в отопительный период находится в прямой зависимости от температуры наружного воздуха. В течение суток меняется расход газа и на бытовые нужды. Промышленные предприятия с непрерывным технологическим процессом потребляют газ более равномерно. Режим расхода газа потребителями различных категорий зависит от многих факторов и может измениться с течением времени. Систему газоснабжения рассчитывают на максимальный часовой расход, определяемый по совмещенному суточному графику потребления газа всеми потребителями. 105 Расчетный часовой расход газа Qhd (м 3 /ч) на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды рекомендуется определять как долю годового расхода газа по формуле: , где – коэффициент часового максимума, коэффициент перехода от годового расхода к максимальному часовому расходу газа; – годовой расход газа (м 3 ). Для каждого района газоснабжения коэффициент часового максимума расхода газа следует принимать дифференцированно, если сети представляют собой самостоятельную систему, гидравлически не связанную с системами других районов. Значения для населенных мест принимают в зависимости от численности населения, снабжаемого газом, а для коммунально-бытовых потребителей – в зависимости от назначения предприятий. Расчетный расход газа на технологические и отопительные нужды промышленных предприятий следует определять, как долю газового расхода топлива с применением коэффициентов часового максимума и поправкой на изменение КПД оборудования и приборов при работе на газовом топливе. Расчетный часовой расход газа Qhd (м 3 /ч) находят как сумму номинальных расходов газа, принимаемых для приборов с учетом коэффициента одновременного их действия, по формуле: , где – коэффициент одновременности для однотипных приборов или группы приборов; – номинальный расход газа прибором или группой приборов; – количество однотипных приборов или группы приборов. Количество газа, необходимое для целей отопления, вентиляции и централизованного горячего водоснабжения, вычисляют с учетом максимальных тепловых потоков, определяемых по требованиям нормативных документов и теплоты сгорания газа. 106 Системы газоснабжения. Газораспределительная система – это имущественный производственный комплекс, состоящий из технологически, организационно и экономически взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспортировки и подачи газа непосредственно его потребителям. Газораспределительная сеть состоит из системы наружных газопроводов от источника до ввода газа потребителям, а также сооружения и технические устройства на них. Источником газораспределения является элемент системы газоснабжения (например, газораспределительная станция – ГРС), служащий для подачи газа в газораспределительную сеть. Газовое хозяйство населенных мест состоит из следующих основных сооружений: газораспределительных станций ГРС, газгольдерных станций, наружных распределительных газопроводов различного давления, газорегуляторных пунктов ГРП, ответвлений и вводов на объекты, использующие газ, а также из внутренних газопроводов и приборов потребления газа. В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы подразделяют на следующие категории: низкого давления – с давлением газа не более 5 кПа; среднего давления – с давлением газа от 5 кПа до 0,3 МПа; высокого давления: o категория с давлением газа более 0,6 до 1,2 МПа; o категория с давлением газа 0,3 и до 0,6 МПа. Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения газом жилых и общественных зданий, а также мелких промышленных и коммунально-бытовых предприятий. Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладывают для питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления (через газорегуляторные пункты), а также промышленных и коммунально-бытовых предприятий (через местные газорегуляторные установки). Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 0,6 МПа) предназначены для подачи газа к городским газорегуляторным пунктам, местным газорегуляторным пунктам крупных предприятий, а также к предприятиям, технологические процессы которых требуют применения газа высокого давления. По числу ступеней давления в газовых сетях системы газоснабжения подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые. Применение той или иной схемы определяется величиной населенного пункта, планировкой его застройки, расположением жилой (селитебной) и промышленных зон и расходом газа отдельными потребителями. В небольших населенных пунктах с 107 малым расходом газом и средних городах применяют главным образом двухступенчатые системы, а в крупных – трехступенчатые или многоступенчатые. Рис. 26. Одноступенчатая система газоснабжения населенных мест: 1 – групповая установка сжиженного газа; 2 – газорегуляторный пункт Рис. 27. Двухступенчатая система газоснабжения населенных мест 108 Рис. 28. Двухступенчатая система газоснабжения населенных мест Одноступенчатая система распределения газа состоит из газгольдерной станции низкого давления, конечного газорегуляторного пункта низкого давления, кольцевых газопроводов, ответвлений к потребителям и тупикового газопровода низкого давления. Двухступенчатая система газоснабжения. Газ среднего давления по газопроводу подводится к газорегуляторным пунктам, размещаемым вне кварталов на свободных от застройки площадях. Из газорегуляторных пунктов после снижения давления газа поступает в газопроводы низкого давления, из которых через вводы он подводится к внутридомовой сети. Трехступенчатая система газоснабжения. В этом случае газ от источника подается к отдельным районам города под высоким давлением на газорегуляторные пункты, снижающие до среднего. Внутри размещены ГРП, снижающие давление до низкого. Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ) служат для снижения давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно сооружают для питания газом распределительных сетей, а ГРУ – для питания отдельных потребителей. ГРП размещают в отдельно стоящих зданиях или шкафах снаружи здания, ГРУ – в помещениях предприятия, где расположены агрегаты, использующие газ. Могут применяться блочные газорегуляторные пункты заводского изготовления в зданиях контейнерного типа (ГРПБ) и шкафные (ШРП). Основные требования к размещению ГРП и ГРПБ: ГРП следует размещать: отдельно стоящими; пристроенными к газифицируемым производственным зданиям, котельным и общественным зданиям с помещениями производственного характера; встроенными в одноэтажные газифицируемые производственные здания и котельные (кроме помещений, расположенных в подвальных и цокольных этажах); на покрытиях газифицируемых производственных зданий I и II степеней огнестойкости класса СО с негорючим утеплителем; 109 вне зданий на открытых огражденных площадках под навесом на территории промышленных предприятий. Таблица 14. Расстояния от отдельно стоящих ГРП, ГРПБ и ШРП до зданий и сооружений Примечания. 1. Расстояние следует принимать от наружных стен зданий ГРП, ГРПБ или ШРП, а при расположении оборудования на открытой площадке – от ограждения. 2. Требования таблицы распространяются также на узлы учета расхода газа, располагаемые в отдельно стоящих зданиях или в шкафах на отдельно стоящих опорах. 3. Расстояние от отдельно стоящего ШРП при давлении газа на вводе до 0,3 МПа до зданий и сооружений не нормируется. ГРПБ следует размещать отдельно стоящими. Отдельно стоящие газорегуляторные пункты в поселениях должны располагаться на расстояниях от зданий и сооружений, не менее указанных в таблице 14, а на территории промышленных предприятий и других предприятий производственного назначения – согласно СНиП Н-89-80. В стесненных условиях разрешается уменьшение на 30 % расстояний от зданий и сооружений до газорегуляторных пунктов пропускной способностью до 10000 м 3 /ч. Отдельно стоящие здания ГРП и ГРПБ должны быть одноэтажными, бесподвальными, с совмещенной кровлей и быть не ниже II степени огнестойкости и класса СО по пожарной опасности по СНиП 21-01-97*. Разрешается размещение ГРПБ в зданиях контейнерного типа (металлический каркас с несгораемым утеплителем). ГРП могут пристраиваться к зданиям не ниже II степени огнестойкости класса СО с помещениями категорий Г и Д по нормам противопожарной безопасности. ГРП с входным давлением газа свыше 0,6 МПа могут пристраиваться к указанным зданиям, если использование газа такого давления необходимо по условиям технологии. 110 Пристройки должны примыкать к зданиям со стороны глухой противопожарной стены, газонепроницаемой в пределах примыкания ГРП. При этом должна быть обеспечена газонепроницаемость швов примыкания. Расстояние от стен и покрытия пристроенных ГРП до ближайшего проема в стене должно быть не менее 3 м. Встроенные ГРП разрешается устраивать при входном давлении газа не более 0,6 МПа в зданиях не ниже II степени огнестойкости класса СО с помещениями категорий Г и Д. Помещение встроенного ГРП должно иметь противопожарные газонепроницаемые ограждающие конструкции и самостоятельный выход наружу из здания. Стены, разделяющие помещения ГРП и ГРПБ, должны быть противопожарными I типа по СНиП 21-01-97* и газонепроницаемыми. Устройство дымовых и вентиляционных каналов в разделяющих стенах, а также в стенах зданий, к которым пристраиваются ГРП (в пределах примыкания ГРП), не допускается. Вспомогательные помещения должны иметь самостоятельный выход наружу из здания, не связанный с технологическим помещением. Двери ГРП и ГРПБ следует предусматривать противопожарными и открываемыми наружу. Помещения, в которых расположены узлы редуцирования с регуляторами давления отдельно стоящих, пристроенных и встроенных ГРП и ГРПБ, должны отвечать требованиям СНиП 31-03 и СНиП 21-01- 97*. ШРП размещают на отдельно стоящих опорах или на наружных стенах зданий, для газоснабжения которых они предназначены. Расстояния от отдельно стоящих ШРП до зданий и сооружений должны быть не менее указанных в таблице 14. При этом для ШРП с давлением газа на вводе до 0,3 МПа включительно расстояния до зданий и сооружений не нормируются. ШРП с входным давлением газа до 0,3 МПа устанавливают: на наружных стенах жилых, общественных, административных и бытовых зданий независимо от степени огнестойкости и класса пожарной опасности при расходе газа до 50 м 3 /ч; на наружных стенах жилых, общественных, административных и бытовых зданий не ниже III степени огнестойкости и не ниже класса С1 при расходе газа до 400 м 3 /ч. ШРП с входным давлением газа до 0,6 МПа устанавливают на наружных стенах производственных зданий, котельных, общественных и бытовых зданий производственного назначения, а также на наружных стенах действующих ГРП не ниже III степени огнестойкости класса СО. ШРП с входным давлением газа от 0,6 до 1,2 МПа на наружных стенах зданий устанавливать не разрешается. 111 При установке ШРП с давлением газа на вводе до 0,3 МПа на наружных стенах зданий расстояние от стенки ШРП до окон, дверей и других проемов должно быть не менее 1 м, а при давлении газа на вводе от 0,3 до 0,6 МПа; не менее 3 м. Разрешается размещение ШРП на покрытиях с негорючим утеплителем газифицируемых производственных зданий I, II степеней огнестойкости класса СО со стороны выхода на кровлю на расстоянии не менее 5 м от выхода. ГРУ могут размещаться в помещении, где располагается газоиспользующее оборудование, а также непосредственно у тепловых установок для подачи газа к их горелкам. Разрешается подача газа от одной ГРУ к тепловым агрегатам, расположенным в других помещениях одного здания, при условии, что эти агрегаты работают в одинаковых режимах давления газа и в помещениях, где находятся агрегаты, обеспечен круглосуточный доступ персонала, ответственного за безопасную эксплуатацию газового оборудования. Количество ГРУ, размещаемых в одном помещении, не ограничивается. При этом каждое ГРУ не должно иметь более двух линий регулирования. ГРУ могут устанавливаться при входном давлении газа не более 0,6 МПа. При этом ГРУ размещаются: в помещениях категорий Г и Д, в которых расположены газоиспользующие установки, или в соединенных с ними открытыми проемами смежных помещениях тех же категорий, имеющих вентиляцию по размещенному в них производству; в помещениях категорий В1-В4, если расположенные в них газоиспользующие установки вмонтированы в технологические агрегаты производства. Не допускается размещать ГРУ в помещениях категорий А и Б. ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ должны быть оснащены фильтром, предохранительным запорным клапаном (ПЗК), регулятором давления газа, предохранительным сбросным клапаном (ПСК), запорной арматурой, контрольными измерительными приборами (КИП) и узлом учета расхода газа, а также обводным газопроводом (байпасом) с двумя последовательно расположенными отключающими устройствами на нем. Разрешается не предусматривать устройство байпаса в ШРП, предназначенном для газоснабжения одноквартирного дома. При давлении на входе свыше 0,6 МПа ГРП или ГРУ с расходом газа свыше 5000 м 3 /ч, а ШРП с расходом газа свыше 100 м 3 /ч должны оборудоваться двумя линиями редуцирования вместо байпаса. 112 При размещении части запорной арматуры, приборов и оборудования за пределами здания ГРП, ГРПБ или ШРП должны быть обеспечены условия их эксплуатации, соответствующие указанным в паспортах заводов-изготовителей. Оборудование, размещенное за пределами здания ГРП, ГРПБ и ШРП, должно быть ограждено. Фильтры, устанавливаемые в ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ, должны иметь устройства для определения перепада давления в нем, характеризующего степень засоренности фильтрующей кассеты при максимальном расходе газа. ПЗК и ПСК должны обеспечивать соответственно автоматическое прекращение подачи или сброс газа в атмосферу при изменении давления в газопроводе, недопустимом для безопасной и нормальной работы газоиспользующего и газового оборудования. В ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ следует предусматривать систему продувочных и сбросных трубопроводов для продувки газопроводов и сброса газа от ПСК, которые выводятся наружу в места, где обеспечиваются безопасные условия для рассеивания газа. В ГРП, ГРПБ, ШРП и ГРУ следует устанавливать или включать в состав АСУ ТП РГ показывающие и регистрирующие приборы для измерения входного и выходного давления газа, а также его температуры. В ШРП могут применяться переносные приборы. Контрольно-измерительные приборы с электрическим выходным сигналом и электрооборудование, размещаемые в помещении ГРП и ГРПБ с взрывоопасными зонами, следует предусматривать во взрывозащищенном исполнении. КИП с электрическим выходным сигналом в нормальном исполнении должны размещаться снаружи, вне взрывоопасной зоны в закрывающемся шкафу из негорючих материалов или в обособленном помещении, пристроенном к противопожарной газонепроницаемой (в пределах примыкания) стене ГРП и ГРПБ. Ввод импульсных газопроводов в это помещение для передачи к приборам импульсов давления газа следует осуществлять таким образом, чтобы исключить возможность попадания газа в помещение КИП. Электрооборудование и электроосвещение ГРП и ГРПБ должны соответствовать требованиям правил устройства электроустановок. По надежности электроснабжения ГРП и ГРПБ поселений следует относить к 3-й категории, а ГРП и ГРПБ промышленных предприятий; по основному производству. Молниезащита ГРП и ГРПБ должна отвечать требованиям, предъявляемым к объектам II категории молниезащиты. В системе газоснабжения микрорайона могут быть установлены также комбинированные ГРП, одновременно снижающие давление газа от высокого до среднего и от среднего до низкого. 113 При выборе схемы распределительной сети следует помнить, что самой рациональной будет та, которая удовлетворяет следующим требованиям: обеспечивает подачу всем потребителям расчетного количества газа заданного давления; имеет наименьшие строительную и эксплуатационную стоимости; надежна в работе. Тип распределительной сети для данного объекта выбирают в зависимости от конкретных местных условий: характера застройки, наличия тех или иных потребителей, необходимого давления газа, поступающего к объекту. Вопрос 3. Трассировка сетей и размещение сооружений. По начертанию в плане системы распределения газа делятся на тупиковые, кольцевые и смешанные. Конфигурация газовых сетей, а также принимаемые в них рабочие давления в условиях города влияют на размещение газораспределительные станции (ГРС) и газорегуляторные пункты (ГРП). С целью обеспечения бесперебойности газоснабжения следует проектировать кольцевые и смешанные сети. Тупиковые сети сооружают только в тех случаях, когда возможен перерыв в подаче газа на объект потребления. При трассировке газопроводов, исходя из экономических соображений, следует стремиться к тому, чтобы газ из сети поступал на объект по наикратчайшему расстоянию. Сети и сооружения необходимо проектировать с учетом очередности их строительства и дальнейшего развития. Проектируя трассу газопровода по незастроенным территориям, нужно учитывать возможность и характер будущей застройки. Газопроводы высокого давления трассируют по окраине населенного места или по районам с малой плотностью населения, а газопроводы среднего и низкого давления; по всем улицам, причем газопроводы больших диаметров по возможности следует прокладывать по улицам с неинтенсивным движением. Газовые сети обычно прокладывают в земле (подземные прокладки). На территориях промышленных и коммунально-бытовых предприятий возможно применение надземной прокладки по стенам и крышам зданий, по колоннам и эстакадам. Допускается надземная прокладка внутриквартальных (дворовых) газопроводов на опорах и по фасадам зданий. Разрешается прокладывать два и более газопровода в одной траншее, но в этом случае расстояния между газопроводами в свету следует назначать из условия удобства монтажа и ремонта трубопроводов (не менее 0,4 м при диаметре труб до 300 мм и не менее 0,5 м при больших диаметрах). 114 Газопроводы, транспортирующие влажный газ, прокладывают ниже уровня промерзания грунта (считая до верха трубы). Для стока и удаления конденсируемой влаги их кладут с уклоном не менее 0,002 и в нижних точках размещают сборники конденсата. Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, прокладывают в зоне промерзания грунта на глубине 1,2 м от поверхности земли. Газовые сети сооружаются из металлических и пластмассовых труб. Их диаметры и протяженность в значительной степени зависят от количества и расположения ГРС и ГРП. При выборе количества и мест размещения ГРС и ГРП необходимо учитывать поддержание заданного режима работы газовых сетей, возможность дублирования одного сооружения другим при аварии, соблюдение оптимального расстояния до наиболее удаленных точек, питаемых данным сооружением. Для приближенных расчетов рекомендуется принимать расстояние между ГРС по внешнему кольцу сети в пределах 10-15 км, если на каждый километр длины кольца в среднем приходится 50-100 тыс. м расхода газа в сутки, радиус действия ГРП 500-1000 м и пропускную способность одного ГРП 500-5000 м 3 /ч. Вопрос 4. Проектирование сетей газоснабжения. Проектирование и строительство новых, реконструкцию и развитие действующих газораспределительных систем осуществляют в соответствии со схемами газоснабжения, разработанными в составе федеральной, межрегиональных и региональных программ газификации субъектов Российской Федерации в целях обеспечения предусматриваемого этими программами уровня газификации жилищно- коммунального хозяйства, промышленных и иных организаций. Газораспределительная система должна обеспечивать подачу газа потребителям в необходимом объеме и требуемых параметров. Для неотключаемых потребителей газа, перечень которых утверждается в установленном порядке, имеющих преимущественное право пользования газом в качестве топлива и поставки газа которым не подлежат ограничению или прекращению, должна быть обеспечена бесперебойная подача газа путем закольцовывания газопроводов или другими способами. Внутренние диаметры газопроводов должны определяться расчетом из условия обеспечения газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа. Качество природного газа должно соответствовать ГОСТ 5542-87, сжиженного углеводородного газа (далее; СУГ); ГОСТ 20448-90 и ГОСТ 27578-87. 115 После того как произведена трассировка газовой сети, составляют расчетные схемы. При небольшом количестве потребителей с известными расходами и давлением газа необходимо составить схему и определить расчетные расходы на каждом участке сети. Для городских распределительных сетей, где количество потребителей велико, принимают упрощенную схему разбора газа, условно допуская равномерное потребление газа по всей длине газопровода. При проектировании систем газоснабжения следует руководствоваться указаниями ПБ 12-609-03 «Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы», утвержденных Госгортехнадзором России; «Правил пользования газом в народном хозяйстве», утвержденных Мингазпромом; «Правил устройства электроустановок» (ПЭУ), утвержденных Минэнерго России; СНиП42-01-2002. Давление газа в газопроводах, прокладываемых внутри зданий, следует принимать по таблице 15. Таблица 15. Давление газа в газопроводах, прокладываемых внутри зданий Потребители газа Давление газа, МПа (кгс/см 2 ) 1. Производственные здания промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также отдельно стоящие котельные и предприятия бытового обслуживания производственного характера (бани, прачечные, фабрики, химчистки и т. д.). 0,6 (6) 2. Предприятия бытового обслуживания производственного характера, перечисленные в позиции 1, пристроенные к зданиям другого производственного назначения или встроенные в эти здания. 0,3 (3) 3. Предприятия бытового обслуживания непроизводственного характера и общественные здания. 500 4. Жилые дома. 300 На газопроводах в жилых и общественных зданиях, детских учреждениях, учебных заведениях, магазинах, парикмахерских отключающие устройства устанавливают: на вводах в здания; при устройстве от одного ввода двух и более стояков; на каждом стояке, обслуживающем более четырех этажей; перед счетчиками; перед каждым газовым прибором; на ответвлениях к отопительным печам или приборам; на газопроводах перед горелками газовых, бытовых приборов, пищеварочных котлов, ресторанных плит, отопительных печей. 116 Вводы газопроводов в жилые здания должны предусматриваться в нежилых, доступных для осмотра газопроводов помещениях (например, кухни, теплогенераторные). Устройство вводов газопроводов низкого давления в технические подполья и технические коридоры и разводка по этим помещениям жилых и общественных зданий допускается только при подводке к указанным зданиям наружных газопроводов во внутриквартальных коллекторах в соответствии с требованиями по проектированию внутриквартальных инженерных коммуникаций. Вводы газопроводов в общественные здания, предприятия общественного питания, объекты коммунально-бытового хозяйства надлежит предусматривать непосредственно в помещения, где установлены газовые приборы. Согласно «Правилам пользования газом в народном хозяйстве», в проекте должна быть обеспечена высокая эффективность использования газа в результате принятия оптимальных проектных решений, выбранных на основе вариантных проработок, применения наиболее экономичных технологических схем, процессов и оборудования, отвечающих современным достижениям науки и техники, наиболее полного использования теплоты отходящих газов в различных технологических процессах. Критерием эффективности работы установок, использующих газовое топливо, является КПД агрегатов и удельный расход условного топлива на единицу выработанной продукции. Газораспределительные сети, резервуарные и баллонные установки, газонаполнительные станции и другие объекты СУГ должны быть запроектированы и построены так, чтобы при восприятии нагрузок и воздействий, действующих на них в течение предполагаемого срока службы, который может устанавливаться заданием на проектирование, были обеспечены необходимые по условиям безопасности их прочность, устойчивость и герметичность. Не допускаются температурные и другие деформации газопроводов (в том числе от перемещений грунта), которые могут привести к нарушениям их целостности и герметичности. Выбор способа прокладки и материала труб для газопровода на выходе из ГРС следует предусматривать с учетом пучинистости грунта и других гидрогеологических условий, а также с учетом температуры газа, подаваемого из ГРС. Расчет газопроводов на прочность должен включать определение толщины стенок труб и соединительных деталей и напряжений в них. При этом для подземных и наземных стальных газопроводов следует применять трубы и соединительные детали с толщиной стенки не менее 3 мм, для надземных и внутренних газопроводов; не менее 2 мм. 117 Характеристики предельных состояний, коэффициенты надежности по ответственности, нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий и их сочетания, а также нормативные и расчетные значения характеристик материалов следует принимать в расчетах с учетом требований ГОСТ 27751-88 и СНиП 2.01.07-85*. Стальные газопроводы должны быть защищены от коррозии. Подземные и наземные с обвалованием стальные газопроводы, резервуары СУГ, стальные вставки полиэтиленовых газопроводов и стальные футляры на газопроводах (далее; газопроводы) следует защищать от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами в соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-89. Стальные футляры газопроводов под автомобильными дорогами, железнодорожными и трамвайными путями при бестраншейной прокладке (прокол, продавливание и другие технологии, разрешенные к применению) должны быть, как правило, защищены средствами электротехнической защиты (ЭХЗ), при прокладке открытым способом; изоляционными покрытиями и ЭХЗ. Надземные и внутренние стальные газопроводы следует защищать от атмосферной коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11- 85*. Газораспределительные системы поселений с населением более 100 тыс. чел. должны быть оснащены автоматизированными системами дистанционного управления технологическим процессом распределения газа и коммерческого учета потребления газа (АСУ ТП РГ). Для поселений с населением менее 100 тыс. чел. решение об оснащении газораспределительных систем АСУ ТП РГ принимается эксплуатирующими организациями или заказчиком. Для строительства газораспределительных систем должны применяться материалы, изделия, газоиспользующее и газовое оборудование по действующим стандартам и другим нормативным документам на их поставку, сроки службы, характеристики, свойства и назначение (области применения) которых соответствуют условиям их эксплуатации. Пригодность для применения в строительстве систем газораспределения новых материалов, изделий, газоиспользующего и газового оборудования, в том числе зарубежного производства, при отсутствии нормативных документов на них должна быть подтверждена в установленном порядке техническим свидетельством Госстроя России. Для подземных газопроводов следует применять полиэтиленовые и стальные трубы. Для наземных и надземных газопроводов следует применять стальные трубы. Для внутренних газопроводов низкого давления разрешается применять стальные и медные трубы. 118 Стальные бесшовные, сварные (прямошовные и спиральношовные) трубы и соединительные детали для газораспределительных систем должны быть изготовлены из стали, содержащей не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Выбор материала труб, трубопроводной запорной арматуры, соединительных деталей, сварочных материалов, крепежных элементов и других следует производить с учетом давления газа, диаметра и толщины стенки газопровода, расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства и температуры стенки трубы при эксплуатации, грунтовых и природных условий, наличия вибрационных нагрузок. Величина ударной вязкости металла труб и соединительных деталей с толщиной стенки 5 мм и более должна быть не ниже 30 Дж/см 2 для газопроводов, прокладываемых в районах с расчетной температурой ниже -40 °С, а также (независимо от района строительства) для газопроводов: давлением свыше 0,6 МПа, диаметром свыше 620 мм; подземных, прокладываемых в районах сейсмичностью свыше 6 баллов; испытывающих вибрационные нагрузки; подземных, прокладываемых в особых грунтовых условиях (кроме слабопучинистых, слабонабухающих, просадочных I типа); на переходах через естественные преграды и в местах пересечений с железными дорогами общей сети и автодорогами I-III категорий. При этом величина ударной вязкости основного металла труб и соединительных деталей должна определяться при минимальной температуре эксплуатации. Сварные соединения труб в газопроводах по своим физико- механическим свойствам и герметичности должны соответствовать основному материалу свариваемых труб. Типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений должны соответствовать действующим стандартам. Для стальных подземных газопроводов должны применяться стыковые и угловые соединения, для полиэтиленовых; соединения встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями (ЗН). Швы не должны иметь трещин, прожогов, незаваренных кратеров, а также недопустимых в соответствии с требованиями нормативных документов или проекта смещений кромок, непровара, включений, пор, несоосности труб и других дефектов, снижающих механические свойства сварных соединений. У каждого сварного соединения наружных газопроводов должно быть нанесено обозначение (номер, клеймо) сварщика, выполнившего это соединение. 119 Размещение сварных соединений в стенах, перекрытиях и в других конструкциях зданий и сооружений не допускается. Герметичность трубопроводной запорной и регулирующей арматуры (затворов кранов и задвижек) с условным проходом до 80 мм, устанавливаемой на газопроводах с природным газом, должна быть не ниже класса В, свыше 80 мм; не ниже класса С, а герметичность арматуры, устанавливаемой на газопроводах жидкой фазы СУГ, должна быть не ниже класса А по ГОСТ 9544-2005. Строительство и реконструкцию газораспределительных систем следует осуществлять в соответствии с проектом, утвержденным в установленном порядке. При проектировании и строительстве газораспределительных систем следует предусматривать мероприятия по охране окружающей среды в соответствии с действующим законодательством. Границы охранных зон газораспределительных сетей и условия использования земельных участков, расположенных в их пределах, должны соответствовать Правилам охраны газораспределительных сетей, утвержденными Правительством Российской Федерации. Работоспособность и безопасность эксплуатации газораспределительных систем должны поддерживаться и сохраняться путем проведения технического обслуживания и ремонта в соответствии с эксплуатационной документацией, техническими регламентами, Правилами безопасности в газовом хозяйстве, утвержденными Госгортехнадзором России, и другими документами. Вопрос 5. Выбор расчетной схемы сетей и расчетные нагрузки. В каждой сети можно наметить основные направления потоков газа, определяемые конфигурацией сети, расположением точек питания (регуляторов и т. д.) и расположением крупных потребителей газа. К крупным потребителям и в удаленные районы подача газа обычно намечается кратчайшим от источника направлением. Эти газопроводы являются транзитными. Газопроводы, направление которых близко к перпендикулярному по отношению к транзитным газопроводам, которые предназначаются для питания прилегающих к ним потребителей, называются распределительными. Они, в свою очередь, получают питание от транзитных газопроводов. Такую же роль выполняют и периферийные газопроводы. Их целесообразно использовать как транзитные ввиду относительно большой протяженности пути транспортируемого газа, несмотря на то, что общее направление их совпадает с основными направлениями потока газа. Эти газопроводы также следует рассматривать как распределительные. 120 Транзитные газопроводы для выравнивания нагрузки в различные периоды эксплуатации и для обеспечения надежности работы всей системы соединяют несколькими поперечными линиями. В результате сеть основных газопроводов принимает вид замкнутых колец. Эта сеть и подвергается гидравлическому расчету. При расчете сетей задаются начальным и конечным давлением. Для газопроводов высокого и среднего давления за начальное принимают выходное давление газораспределительной станции города или района, то есть 0,6-1,2 МПа или 0,3 МПа. Конечное давление задается из условий обеспечения нормальной работы газорегуляторных пунктов в наиболее удаленных точках сети и обеспечения работы газогорелочных устройств без принудительной подачи воздуха. На практике для газопроводов высокого давления конечное давление принимают равным 0,15-0,2 МПа, а для газопроводов среднего давления - 0,1-0,12 МПа. Для газопроводов низкого давления за начальное давление на выходе газорегуляторных пунктов принимают давление: 3 кПа при номинальном давлении 2 кПа; 2 кПа при номинальном давлении 1,3 кПа. Номинальное давление перед газовыми приборами 2 кПа принимают для вновь газифицируемых городов и населенных пунктов природным газом с низшей теплотой сгорания 33600-40000 кДж/м 3 , а давление 1,3 кПа допускается принимать для ранее газифицируемых городов и поселков. К газовой сети присоединяются большое число потребителей, расположенных на различных расстояниях друг от друга. Величина расхода для этих потребителей неодинакова и неопределенна, так как расходы колеблются в различные часы суток. При составлении проекта газоснабжения города расчету подвергают не всю городскую сеть, а лишь основные газопроводы, от которых получают газ распределительные линии, домовые ответвления и крупные потребители. В связи с этим действительный учет сосредоточенных расходов, соответствующий всем домовым ответвлениям, даже для небольших населенных пунктов весьма затруднителен. Кроме того, неопределенность отдельных домовых расходов по времени не дает достаточно точной картины газоразбора. Поэтому при расчете городских газопроводов низкого давления обычно принимают условную расчетную схему газоразбора, для которой расчетные расходы газа на отдельных участках могут быть найдены более просто. Для этого весь расход газа условно принимают равномерным по длине сети. Следовательно, количество газа, расходуемого участком, пропорционально его длине. Эта условность, как показала практика, вполне допустима и на результаты расчета не оказывает существенного влияния. Расход, приходящий на 1 м длины сети, называют удельным расходом и находится по формуле: 121 , где - общий расход газа (м 3 /ч); - общая протяженность сети, расходующий газ (м). Удельный расход определяется по расчетному расходу. Если расчету подвергается уличная сеть, то выражает длину участков уличных газопроводов. В крупных городах с неодинаковой плотностью населения для различных районов города удельные расходы вычисляют отдельно для каждого района. Таким образом, в городских сетях, рассчитываемых по методу удельных расходов, фактические точки газоразбора заменяют газоразборными участками. При этом общий расход газа городом условно распределяют по отдельным участкам пропорционально их длине. Расход газа для каждого участка называется путевым расходом. Величина его определяется удельным расходом и длиной участка: Кроме метода распределения общего расхода газа по отдельным участкам пропорционально их длине применяют и другие методы, как, например, определение газоотдачи каждого участка в зависимости от обслуживаемой им площади города или района и от плотности застройки. При расчете городских газовых сетей обычно не все количество газа, подаваемого в город, распределяется равномерно по отдельным участкам сети. В городе всегда имеются потребители, которые выделяются по потреблению газа. К таким относятся многие промышленные предприятия и котельные, а также коммунальные предприятия и другие. Этих потребителей следует выделять из общей массы и в соответствующих точках сети для них намечать сосредоточенные расходы, соответствующие фактическим. Таким образом, городская газовая сеть имеет смешанный газоразбор, состоящий из равномерно распределенных и сосредоточенных расходов. При расчете газовой сети с небольшим числом потребителей, а также при расчете промышленных предприятий сеть рассчитывается по действительным расходам, сосредоточенных в местах ответвлений. Способ расчета сети по действительным расходам, сосредоточенным в отдельных ее точках, называется расчетом по сосредоточенным расходам. Расчетные расходы для сети с небольшим числом ответвлений одинаковы по всей длине каждого участка и равны расходу, сосредоточенному в конечной точке участка, плюс расход, проходящий через данный участок транзитом для питания последующих точек газоразбора: 122 Расчетный расход на участке, который имеет переменную нагрузку, называется постоянным расходом, который эквивалентен по создаваемой потере давления совместному действию путевого и транзитного расходов и определяется по формуле: , где - переменный коэффициент, зависящий от отношения транзитного расхода к путевому расходу. Значения коэффициента а для различных отношений приведены в таблице 16. Таблица 16. Значения коэффициента 1/100 1/10 1 10 100 0,576 0,565 0,525 0,5 0,5 При расчете газовых сетей значения обычно принимают равным 0,55 или 0,5. В этом случае величину расчетного расхода определяют по формуле: или Определение узловых расходов становится простым и удобным при пользовании расчетным расходом с коэффициентом = 0,5. В этом случае путевой расход каждого участка делится пополам и заменяется двумя сосредоточенными расходами, приложенными в начальной и конечной точках участка. При = 0,5 в общем виде: 123 За расчетный участок при расчете по сосредоточенным расходам принимается линия, на которой расход постоянен. При расчете по удельным расходам за расчетный участок принимают линию, расположенную между двумя узловыми точками сети, где нет сосредоточенных расходов. |