Давление в газопроводе: технические нормы + особенности распределения на линии по давлению газа

Близость газопроводной сети к населенному пункту еще не гарантирует отсутствия проблем с подключением к ней. У транспортирующих самое популярное топливо коммуникаций разные задачи, отчего давление в газопроводе тоже разное.

Мы расскажем, как работает газотранспортная сеть и под каким давлением находится поставляемое потребителю горючее в ее линейных сегментах. В представленной нами статье детально изложены принципы организации систем газоснабжения разного уровня. Приведены механизмы отключения газа.

Снабжение природным газом

Работающее на природной смеси газообразных углеводородов бытовое и промышленное оборудование хорошо известно каждому. В жилых домах установлены котлы, газовые плиты и колонки.

В распоряжении многих предприятий имеются котельное оборудование и огороженные «домики» ГРУ. А на улицах располагаются газораспределительные пункты, привлекающие внимание желтым окрасом и ярко-красной надписью «Газ. Огнеопасно».

Каждому известно – газ поступает по трубам. Только как он попадает в эти самые трубы? Путь, пройденный природным газом до каждой квартиры, каждого дома поистине огромен. Ведь от месторождения до конечных потребителей топливо следует по разветвленным герметичным каналам, протянутым на тысячи километров.

Сразу после добычи на месторождении смесь газов подвергает очистке от примесей и готовится к прокачке. Нагнетаемый компрессорными станциями до высоких значений давления, природный газ направляется по магистральному трубопроводу к станции газораспределения.

Ее установки давление понижают и одоризируют газовую смесь метаном, этан и пентан тиолами, этилмеркаптаном и подобными веществами, чтобы придать ему запах (в чистом виде природный газ запаха не имеет). Пройдя дополнительную очистку, газообразное топливо направляется в газопроводы населенных пунктов.

Газопотребляющие приборы нуждаются в подаче горючего газа под определенным давлением. Комплекс ГРП регулирует (обычно понижает) сетевое давление газа перед подачей во внутридомовые сети с максимальным расходом газа до 30 тыс. кубометров в час

Затем природный газ поступает к пунктам газораспределения внутри городских кварталов. Перед направлением в сеть газопроводов квартала, давление транспортируемого газа снижается до требуемого минимума. Наконец газ следует в внутридомовую сеть газоснабжения – к газовой плите, водонагревательной колонке или напольному котлу.

Каждая газоперерабатывающая установка оснащается специальной горелкой, смешивающей перед сжиганием магистральное топливо с воздухом. В чистом виде (т.е. без доступа кислорода) горючесть природного газа нулевая.

Комплексы ГРС используются на отводах от главных газовых магистралей, они понижают давление и управляют подачей объемов газа в локальные сети потребителей (максимально 500 тыс. кубометров в час)

Состав системы газоснабжения

Газотранспортный комплекс образуют трубопроводы и сооружения, а также технические устройства, выполняющие поставку и распределение потока между потребителями. Интенсивность подачи газа определяется потребностями конечных пользователей – промышленных и коммунальных организаций, частных домовладений.

Газоснабжающая сеть состоит из:

• трубопроводов высокого, среднего и низкого давления;
• газорегуляторных устройств – станций (ГРС), пунктов (ГРП), установок (ГРУ);
• автоматов управления и контролирующей системы;
• диспетчерско-эксплуатационной службы.

Под высоким давлением магистральный газопровод доставляет природный газ к распределяющим станциям, понижающих уровень давления до требуемого при помощи клапанов автоматических регуляторов.

Далее газовые сети направляют топливо к потребителям. ГРС автоматически поддерживают показатели давления в заданном диапазоне.

Как организована система газоснабжения?

Ее иерархия определяется классами элементов газотранспортной сети, связанными с давлением прокачиваемого природного газа.

Закладка газопроводящих коммуникаций в городской черте требует достаточного пространства вокруг труб в качестве зоны безопасности. Тем более, если это газопровод значительного сечения с рабочим давлением свыше 0,6 МПа

Принципы устройства газопроводной сети

В состав газопроводов первого уровня входят газовые коммуникации, в которых давление природного газа высокое или среднее. Для исключение тупиковых участков производится резервирование газовых трубопроводов – дублирование отдельных сегментов или кольцевание. Создание тупиковой сети допускается лишь в малых населенных пунктах.

Находящийся под высоким давлением природный газ проходит несколько последовательных ступеней, где его давление понижается. Процесс снижения давления в пунктах газорегуляции происходит скачками, на выходе из них давление постоянное. В городской черте газовые коммуникации с давлением среднего и высокого уровня формируют гидравлически связанную общую сеть.

Подобными знаками обозначается положение подземных газовых коммуникаций и границ охранной зоны. На этом знаке отображен номер пикета (его нет), указана категория газопроводной магистрали (II-я), диаметр трубопровода (800 мм), периметр охранной зоны (2 м влево и вправо, 1 м вперед), контактный телефон (Т.051)

Применение ГРП позволяет снабжать потребителей газом различного давления, даже если они расположены на одной улице – газопроводы неодинаковых давлений  размещаются параллельно.

Газопроводы второго уровня обеспечивают подачу газового топлива под низким давлением для основного числа потребителей. Такие сети выполняются смешанными, с преобладанием тупиковых сегментов. Кольцеванию подвергаются лишь главные трубопроводы.

Состоящий под низким давлением газопровод не должен пересекать крупные техногенные (автострады, ж/д пути) или природные (озера, реки, овраги) преграды. Не допускается монтаж таких коммуникаций в промышленных зонах.

К потребителю газа в частных домовладениях газ поступает по веткам низкого давления. Параметры давления на входе в прибор должны соответствовать указанным в техпаспорте данным

Газовые сети, поставляющие топливо под низким давлением, не могут образовывать гидравлически связанную систему крупного населенного пункта. Они проектируются исключительно в качестве локальных комплексов, питаемых несколькими ГРП.

В свою очередь подключенными к сетям среднего давления, которые в свою очередь по аналогии подсоединяются к магистралям высокого давления. Третий уровень сетевых газопроводов используется на потребляющих объектах – на территориях предприятий, в постройках жилого и общественного назначения.

Потребность в давлении для таких сетей определяется их назначением и рабочими характеристиками газоиспользующих приборов (установок). Резервирование (частичное дублирование) на газовых коммуникациях третьего уровня обычно не производится.

Типы и категории газопроводов

Деление газоснабжающих трубопроводов по типам отражено в СНиП 42-01-2002. Магистральные газопроводы высокого давления соответствуют одному типу, подразделяемому на две категорий.

Проводящие газ коммуникации первой категории размещаются исключительно для потребителей промышленного сектора, что потребляют значительные объемы газообразного топлива под стабильно высоким (0,6-1,2 МПа) давлением.

К примеру, это сталеплавильные комбинаты. Подключение каждого промышленного потребителя к газовой магистрали первой категории требует подготовки специального проекта газоснабжения.

Современные стандарты монтажа газовых сетей допускают их построение трубами ПВХ с «желтой» маркировкой. Однако через любые преграды трубы газовых коммуникаций требуется вести только в стальном защитном футляре

Проводящие природный газ линии второй категории создаются для прочих производственных объектов, нуждающихся в поставке газовой смеси под высоким давлением, но меньшем (0,3-0,6 МПа), чем потребители первой категории. Такие же газопроводы поставляют топливо котельным, отапливающим производственные постройки.

Трубопроводы, снабжающие газом среднего (0,005-0,3 МПа) уровня давления, подводятся к котельным, отапливающим бытовые и административные объекты. Их же применяют для обеспечения общественных построек, нуждающихся в повышенном объеме топлива.

Газопроводные магистрали низкого уровня давления (до 0.005 МПа) тянутся к бытовым потребителям. Все бытовое оборудование рассчитано именно на такие характеристики подачи газа.

Иначе, чем максимально снизив параметры давления, достичь максимальной безопасности на газовых коммуникациях для жилых объектов невозможно. Организация газоснабжения жилых домов магистралями среднего давления и выше категорически запрещена.

Многоступенчатость системы газоснабжения

Потребность создания нескольких ступеней в местной системе снабжения природным газом в т.ч. вызвана наличием потребителей, нуждающихся в поставках газообразного топлива под различным давлением.

Градация газопроводов по ступеням

По количеству ступеней давления различаются следующие газоснабжающие системы:

• Двухступенчатые. Образованы сетями под давлением низким и средним, либо с низким и высоким;
• Трехступенчатые. Состоят из коммуникаций с давлениями высоким, средним и низким;
• Шагоступенчатые. Их формируют газопроводами с давлениями всех уровней.

Чередование магистралей с высоким и средним давлением требуется из-за значительной протяженности сетевых трубопроводов, а также из-за нескольких направлений транспортировки. В местностях со значительной плотностью населения прокладка газопроводов, проводящих газообразное горючее под высоким давлением, не рекомендуется.

Основные газопроводящие коммуникации города размещены под землей. Иначе крупных аварий на газовых сетях из-за ошибок управления автотранспортом избежать было бы невозможно

Еще одна частая причина – в районах старой застройки городские улицы недостаточно широки, чтобы протянуть под ними газоснабжающие линии высокого давления. Ведь чем выше давление перемещающегося по трубопроводу газа, тем более значительная дистанция необходима между коммуникациями и соседними постройками.

Потребность в ступенчатой схеме газоснабжения также вызвана технологическими требованиями к присоединению и монтажу газорегуляторных установок, устанавливаемых на зданиях.

Типы городских сетей согласно назначения

Территории городских районов оборудуются наиболее разветвленной сетью газоснабжающих коммуникаций.

В состав снабжающего природным газом городского комплекса входят следующие типы газопроводов:

• распределительные, проводящие газ под различным (фактически необходимым) давлением. Обеспечивают транспортировку по обслуживаемой территории;
• ответвления абонентские, снабжающие газом от распределительных магистралей  конкретных абонентов;
• внутридомовые и внутрицеховые.

Проектируемая для города схема распределительных газовых коммуникаций, направляющих газ под средним и высоким давлением, образует общую сеть. Со спецификой разработки проекта для газификации частного дома ознакомит предложенная нами статья.

Шкафной регуляторный пункт газоснабжения используется на конечных потребляющих сетях мощностью не более 1800 кубометров в час. Он способен уменьшить давление до 2 кПа

Т.е. коммунальным потребителям, котельным и промышленным объектам природный газ поставляется по общей газораспределительной сети. Построение отдельных магистральных сетей для коммунально-бытовых, либо промышленных потребителей невыгодно  с позиции экономики.

При выборе планировочных решений для городского газоснабжения учитывается планировка и размеры города, плотность населения и застройки, потребности электростанций и промышленных объектов. В расчет принимаются перспективы будущего развития города, наличие крупных препятствий (искусственных, естественных) для ведения газопроводных коммуникаций.

Особенности городской планировки газоснабжения

В границах города идеальная схема поставок природного газа обязана быть экономически выгодной, эксплуатационно-безопасной и надежной, удобной и несложной в работе с ней.

Таким шаровыми задвижками оборудуются сети газовых коммуникаций для крупных потребителей и для многоступенчатых систем. Данная запорная арматура
устанавливается на газопроводе при его выводе через газорегуляторную станцию, позволяя переключать газоснабжающие контуры системы

Трубопроводная сеть газоснабжения обязана допускать безаварийное отключение отдельные ее сегментов для выполнения ремонта. Обязательное условие – полная однотипность узлов, оборудования и сооружений в составе одной системы.

При изображении на схеме городские газопроводы показаны последовательно. Однако по улицам допускается укладка параллельных газовых коммуникаций, при условии различного давления в них.

Такая планировка экономически эффективна, поскольку позволяет сократить расход труб:

• газовые магистрали низкого давления запитываются несколькими ГРП;
• к центральным ГРП метан поставляется параллельно уложенными газопроводами среднего, либо высокого давления.

Аналогичные схемы прокладки коммуникаций используются для снабжения котельных и предприятий, находящихся внутри жилых районов.

Структура городской застройки требуют построения сети низкого давления в формате двух несвязанных зон. Для резервирования по низкой ступени давления ГРП каждой из двух зон подключаются к трубопроводам большого диаметра, проводящим газ под низким давлением.

В городах небольшой и средней площади используется двухступенчатый комплекс газопроводов, сочетающий коммуникации низкого и высокого  давления (не более 0,6 МПа).

При невозможности закладки газовых труб в центре города для прокачки газовой смеси высокого давления, их проектные мощности разделяются между сетями высокого давления (укладываются в периферии) и среднего давления (создаются в центральной части).

В результате образуется трехступенчатая система снабжения природным газом, обустроенная распределительными газопроводами диаметром 50-400 мм.

Перед сооружением отдельной газотранспортной ветки и перед врезкой в существующую газовую трубу производится проектирование запланированного участка системы, выполняется гидравлический расчет, предоставляющий возможность подобрать трубы для газа и арматуру для обустройства сети.

Механизмы отключения подачи природного газа

Выполнение ремонта требует периодического отключения определенных участков городских газовых коммуникаций, состоящих под давлением высокого и среднего уровня, а также определенных сетей под низким давлением.

Поэтому газопроводные системы сетевых, общественных и жилых трубопроводов, а также промышленных объектов или нескольких зданий оборудуются устройствами отключения – задвижками (иное наименование – пробковые краны).

Сборка коммуникационной системы по правилам завершается опрессовкой газопровода, позволяющая выявить проблемные места. Они чаще всего проявляются в местах расположения запорных устройств.

Устанавливаемые наружно в защитном шкафу или без него, эти задвижки используются при потребности полного отключения домовладения от газоснабжающей сети

Монтаж задвижек выполняется:

• на газовых трубах в ГРП (выходящих и входящих);
• на ответвлениях главных газопроводов, идущих в микрорайоны и кварталы;
• перед крупной преградой, пересекаемой трубопроводом (водоемы, автомобильные и ж/д трассы).

На наружных газопроводах задвижки устанавливаются с заглублением в колодцы. Вместе с ними монтируются линзовые компенсаторы, предназначенные для съема показаний напряжения (монтажного, температурного) по трубопроводу, а также для облегчения процедур постановки и снятия запорной арматуры.

Колодцы допустимо закладывать на дистанции более 2 м от ближайшей постройки или ограждения.

Запорная арматура на газовых вводах в здания размещается на стене. Газовые краны, с заменой которых ознакомит следующая статья, размещают с выдерживанием метровой дистанции от ближайших проемов.

Независимо от уровня давления, разветвленности и протяженности проводящего газовую смесь трубопровода число устройств отключения должно быть минимально необходимым, с обоснованием каждого местоположения.

Немаловажный для собственников вопрос — цена подключения к магистральному газу, подробности определения которой приведены здесь. Рекомендуем ознакомиться с полезным материалом.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Как происходит снабжение газом многоквартирного дома:

Видео #2. Как устроена и как изготавливается шаровая запорная арматура для газопроводов:

Система газопровода обеспечивает исправное снабжение природным газом лишь при условии ее сбалансированности. Любые работы с газотранспортным оборудованием могут производится исключительно сотрудниками газовых служб. Посторонние вмешательства в работу газовой сети недопустимы и крайне опасны – помните это!

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь ценными рекомендациями и  сведениями, которые будут полезны посетителям сайта. Оставляйте посты, размещайте фото по теме, задавайте вопросы.