Материалы, оборудование и арматура системы газоснабжения

 

1 Трубы и соединительные детали

2. Трубопроводная арматура и оборудование газопроводов

3. Вспомогательные материалы

 

Трубы и соединительные детали

Стальные трубы. Для строительства систем газоснабжения применяют стальные прямошовные и спиральношовные свар­ные и бесшовные трубы, изготовленные из хорошо свариваю­щейся стали, содержащей не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для строительства систем газоснабжения давлением до 1,6 МПастальные трубы выбирают в зависимости от минимальной расчетной температуры наружного воздуха рай­она строительства и способа прокладки (месторасположения) га­зопровода.

Трубы, предусмотренные для системы газоснабжения, долж­ны быть испытаны гидравлическим давлением на заводе-изгото­вителе или иметь запись в сертификате о гарантии того, что тру­бы выдержат гидравлическое давление, соответствующее требо­ваниям стандартов или технических условий на трубы.

Стальные трубы, как правило, соединяют сваркой. Сварные соединения стальных труб должны быть равнопрочные основ­ному металлу труб или иметь гарантированный заводом-изго­товителем согласно стандарту или техническим условиям на трубы коэффициенту прочности сварного соединения. Указан­ное требование следует вносить в заказные спецификации на трубы.

Изготовление соединительных частей и деталей для систем га­зоснабжения предусматривают из спокойной стали (литые, кова­ные, штампованные, гнутые или сварные) или из ковкого чугу­на в соответствии с ГОСТами и ОСТами, перечень которых рег­ламентирован СНиП 2.04.08—87.

Полиэтиленовые трубы. При проектировании подземных газопроводов необ­ходимо предусматривать использование газораспределитель­ных полиэтиленовых труб в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50839-95. При строительстве газопроводов можно применять мерные и длинномерные трубы. При реконструкции стальных газо­проводов рекомендуют применять длинномерные трубы.

Соединительные детали газопроводов (втулки под фланцы, переходы, отводы, тройники и др.) следует предусматривать в со­ответствии с требованиями технических условий, утвержденных в установленном порядке.

 

Трубопроводная арматура и оборудование газопроводов

 

 

Выбор арматуры. С помощью газовой арматуры включают, от­ключают, изменяют расход, давление или направление газового потока, а также удаляют газы.

При выборе арматуры для установки в системах газоснабже­ния следует учитывать свойства металла и характер воздействия на него транспортируемого газа, а также условия эксплуатации (давление газа и температуру окружающей, среды).

По назначению газовую арматуру разделяют на:

запорную — для периодических герметичных отключений отдельных участков газопровода, аппаратуры и приборов;

регулирующую — для снижения давления и поддержания его в заданных пределах;

предохранительную — для предупреждения возможности по­вышение давления газа сверх установленных пределов;

арматуру обратного действия — для предотвращения движе­ния газа в обратном направлении;

аварийную и отсечную — для автоматического прекращения движения газа к аварийному участку при нарушении заданного режима.

Согласно ГОСТ 356—80 арматура и соединительные части трубопроводов характеризуются условным р_у, рабочим р_р и проб­ным р_пр давлением. В зависимости от условного давления арма­туру можно разделить на три основных вида: низкого (р„ до 1,0 МПа); среднего (р_у= 1,6...6,4 МПа) и высокого р_у = 6,4...40 МПа) давления.

По способу присоединения к газопроводам, оборудованию и приборам арматуру подразделяют на фланцевую, муфтовую, цапковую и с концами под сварку.

Газовая запорная арматура. Запорная арматура, устанавливае­мая на газопроводах, должна обеспечивать: герметичность от­ключения; минимальные потери давления в открытом положе­нии, особенно на газопроводах низкого давления; удобство об­служивания и ремонта; быстроту открытия и закрытия, которые при ручном управлении должны производиться с небольшим усилием.

К запорным устройствам относят трубопроводную арматуру (краны, задвижки, вентили), гидравлические задвижки и затво­ры, а также быстродействующие (отсечные) устройства с пневма­тическим или электромагнитным приводом.

Применяемые в газовом хозяйстве задвижки классифициру­ют: по материалу, из которого они изготовлены (чугунные и стальные); по конструкции приводов затворов (с выдвижным или невыдвижным шпинделем) и самих затворов (параллельные и клиновые). Используемые в качестве отключающих устройств чу­гунные задвижки устанавливают вместе с линзовыми компенсато­рами. На газопроводах диаметром менее 100 мм применяют гну­тые или сварные крутоизогнутые П-образные компенсаторы. Стальные задвижки на прямых участках газопроводов устанавли­вают без компенсаторов, но с применением косых вставок, облег­чающих выполнение ремонтных работ при демонтаже отключаю­щего устройства, установке заглушки, замене прокладки и т.д.

Для внутренних газопроводов низкого давления, а также на­ружных (фасадных и цокольных) применяют проходные краны, которые по способу создания удельного давления на уплотнительных поверхностях подразделяют на натяжные и сальнико­вые, по способу присоединения к газопроводам — на муфтовые (резьбовые) и фланцевые, а по материалу — на латунные и чугун­ные.

Поворотные краны должны иметь ограничители поворота и указатели положений «Открыто» и «Закрыто». На кранах с диа­метром условного прохода до 80 мм должна быть риска, указыва­ющая направление движения газа в пробке.

Привод к затворам запорной арматуры может быть ручным, механическим (устройство оборудуют штурвалом и зубчатой пе­редачей к штоку затвора); пневматическим или гидравлическим (оборудуют цилиндром, который шарнирно соединяется со што­ком затвора); электрическим (устанавливают электродвигатель и передающий механизм к штоку затвора) и электромагнитным (устройство оборудуют электромагнитом, сердечник которого шарнирно связывается со штоком затвора).

На газопроводах промышленных и коммунально-бытовых предприятий в качестве запорных устройств наиболее часто ис­пользуют краны и задвижки, реже — вентили с ручным приво­дом, гидрозатворы и гидравлические задвижки. В связи с автома­тизацией процессов сжигания газа все шире применяют вентили и клапаны с электромагнитным приводом. Электрооборудование приводов и других элементов выполняют в соответствии с Пра­вилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Шаровые краны, имеющие многочисленные конструктивные разновидности, можно разделить на два основных типа: краны с плавающей пробкой и краны с плавающими кольцами. Характе­ризуются они простотой конструкции, прямоточностью и низ­ким гидравлическим сопротивлением, постоянством взаимного контакта уплотнительных поверхностей.

На газопроводах низкого давления в качестве запорных уст­ройств допускается применение гидрозатворов. В настоящее вре­мя используют только стальные гидравлические затворы, в кото­рых устанавливают дополнительную продувочную трубу, к кото­рой в верхней части приваривают отвод с резьбой на конце для

изготав­ливают индивидуально строительно-монтажные организации в соответствии с требованиями, действующего типового проекта серии 4.9058/77 на D_у=50, 65, 80, 100 и 150 мм.

Вентили, краны, задвижки и затворы поворотные должны быть предназначены для газовой среды. Допускается применять для системы газоснабжения запорную арматуру общего назначе­ния при условии выполнения дополнительных работ по притир­ке и испытанию затвора арматуры на герметичность I класса.

Регуляторы давления газа. Управляют режимом работы в сис­теме газоснабжения с помощью регуляторов давления, которые являются основными узлами газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), предназначенными для сни­жения и автоматического поддержания заданного (требуемого) давления газа перед потребителем, независимо от интенсивности расхода и начального давления газа. Под автоматическим регули­рованием понимают дросселирование потока газа, которое про­исходит без вмешательства человека и поддерживается на задан­ном уровне. При этом давление снижается независимо от отбора газа потребителем.

Регулирование давления газа осуществляют путем автомати­ческого изменения степени открытия дросселирующего узла ре­гулятора, вследствие чего автоматически изменяется гидравли­ческое сопротивление потока газа. При увеличении гидравличес­кого сопротивления перепад давления на дросселирующем узле возрастает и давление за регулятором снижается; при уменьше­нии же гидравлического сопротивления перепад давления умень­шается, а давление за регулятором возрастает.

Регулятор давления настроен на заданное давление в системе регулирования, определяет его в данный момент времени, срав­нивает заданное давление с имеющимся в данный момент и при разности значений выдает управляющую команду, направленную на уменьшение этой разницы, поддерживая при этом после себя требуемое давление. Работая в автоматическом режиме, он по­зволяет автоматизировать производственные операции, обеспе­чить безаварийную работу потребителя и повысить общую произ­водственную культуру.

Регулятор давления состоит из дросселирующего и реагирую­щего узлов. Реагирующий узел (в дальнейшем мембранный при­вод) измеряет заданный параметр: выходное давление. Дроссели­рующий узел — седло и плунжер — изменяет количество проте­кающего через него газа. Мембранный привод и дросселирую­щий узел соединены исполнительным узлом, который выполняет команду мембранного привода для восстановления заданного па­раметра выходного давления.

При равновесном состоянии системы регулирования количе­ство газа в газопроводе остается постоянным. Приток газа Q_пр в систему регулирования равен количеству отбираемого, т.е. его расходу Q_расх. Следовательно, условием равновесия системы яв­ляется равенство Q_пр = Q_расх. При этом давление после регулято­ра сохраняет свое постоянное значение р₂ =const. Если равнове­сие будет нарушено вследствие изменения расхода газа, т.е. Q_пр¹Q_расх, тогда будет изменяться и заданное выходное дав­ление р₂.

ГРП (ГРУ) и выходной газопровод составляют замкнутую динамическую систему, поэтому весь процесс регулирования надо рассматривать совместно (рисунок 1). При отклонении вы­ходного давления за регулятором от заданного изменяется поло­жение мембранного привода, который непосредственно или че­рез исполнительный узел изменяет проходное сечение дроссели­рующего узла в требуемом направлении.

В результате нарушенное равновесие между притоком и рас­ходом газа восстанавливается.

Регуляторы давления подразделяют по конструкции дроссели­рующего узла на одно- и двухседельные; по регулируемому вы­ходному давлению — на регулирующие перевод с высокого дав­ления (0,6 МПа и более) на высокое (0,3...0,6 МПа), с высокого на среднее (более 0,005 МПа), с высокого на низкое (до 0,005 МПа), со среднего (до 0,3 МПа) на среднее (более 0,005 МПа), со среднего на низкое (до 0,005 МПа); по принципу действия — на регуляторы прямого и непрямого действия.

 

 

1-регулятор давления; 2-импульсный трубопровод; 3-система регулирования — газовая сеть; 4 — дросселирую­щий узел; 5— мембранный привод; 6— пружина

 

 

Рисунок 1 - Схема системы автоматического регулирования

 

 

Регуляторы прямого действия используют энергию рабочей среды для движения плунжера, т.е. энергию дросселируемого по­тока газа. Эти регуляторы в свою очередь делят на две группы: без командного узла; с командным узлом (пилотом). У регулято­ров первой группы изменение выходного давления воспринима­ется непосредственно мембранным приводом регулятора. Отно­сительно простая конструкция и большая надежность этих регу­ляторов обусловили их широкое применение (регуляторы РД-32М, РД-50М). Регуляторы второй группы конструктивно более сложны, так как имеют дополнительный регулятор управления (пилот), который использует энергию рабочей среды —дроссе­лируемого потока газа. К пилоту подают газ входного давления, которое в нем снижается и поступает к мембранному приводу исполнительного узла, выдавая сигнал на открытие дросселиру­ющего узла (РДУК2).

Регуляторами непрямого действия называют такие, у которых плунжер перемещается за счет энергии, подводимой извне (сжа­тый воздух, вода под давлением, электроэнергия).

Для комплектования шкафных ГРП типа ШРУ-н изготовляют регуляторы низкого давления D_у32 и D_у50 (прежнее обозначение РСД-32 и РСД-50), устройство и действие которых аналогичны РД-32М и РД-50М. Основное их отличие — отсутствие встроен­ных предохранительных сбросных клапанов.

Регуляторы давления универсальные конструкции Казанцева РДУК2 рассчитаны на применение газа с входным давлением до 1,2 МПа. В зависимости от производи­тельности отопительных котельных газорегуляторные установки оснащены регуляторами РДУК2-100/50 или РДУК2-100/70.

Регулятор РДУК2 состоит из двух основных узлов — регулиру­ющего клапана и пилота.

Регуляторы давления нового типа (блочные конструкции Ка­занцева РДБК) универсальны и отличаются повышенной надеж­ностью в работе. Изготовляют их в двух исполнениях: РДБК1 со­бран по схеме непрямого действия, имеет односедельный регу­лирующий клапан, стабилизатор, регулятор управления непря­мого действия, два регулируемых дросселя и дроссель из надмембранной камеры регулирующего клапана. Регулируемый дроссель из надмембранной камеры регулирующего клапана ус­танавливают на регуляторах D)_у50 и D_у100.

РДБК1П собран по схеме прямого действия, имеет односе­дельный регулирующий клапан, регулятор управления прямого действия, два регулируемых дросселя, дроссель из надмембран­ной камеры регулирующего клапана.

Регуляторы РД-32М и РД-50М заменяются в настоящее время регуляторами РДБК1-25, РДУК2-50 и РДУК2-100 — соответ­ственно РДБК1-50 и РДБК1-100.

Запорно-предохранительная арматура. Предохранительные за­порные клапаны (ПЗК), применяемые в ГРП и ГРУ для прекра­щения подачи газа к потребителям при недопустимом его повы­шении или понижении, должны соответствовать следующим тре­бованиям.

Точность срабатывания должна составлять ±5 % заданных значений контролируемого давления для ПЗК, устанавливаемых в ГРП, и ±10% для ПЗК, устанавливаемых в шкафных ГРП, ГРУ, а также комбинированных регуляторов.

Номенклатура ПЗК фактически ограничена двумя типами — ПКН (ПКВ) и ПКК-40М. В ГРП с регуляторами РДУК приме­няют ПЗК типа ПКН, а в отопительных котельных с газовыми горелками, работающими на среднем давлении, — типа ПКВ.

 

Предохранительно-сбросные клапаны (ПСК). Устанавливают их в ГРП (ГРУ), соблюдая следующие требования.

ПСК применяют в основном двух конструктивных разновид­ностей — ПСК-50 и П-117, которые по принципу действия явля­ются малоподъемными пропорциональными. Клапан П-117 по­ставляют только в комплекте с шкафным ГРП типа ШРУ.

Пропускную способность ПСК проверяют в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, ра­ботающих под давлением.

ПСК, в том числе встроенные в регуляторы давления, должны обеспечивать начало открытия при превышении установленного максимального рабочего давления не более чем на 5 % и полное открытие V- при превышении этого давления не более чем на 15 %. Давление, при котором клапан полностью закрывается, ус­танавливают соответствующими стандартами или техническими условиями на изготовление клапанов, утвержденными в установ­ленном порядке.

Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия. На газопроводах низкого давления допускается установка ПСК без приспособления для принуди­тельного открытия.

Фильтры. Устанавливают их в ГРП (ГРУ) для защиты регули­рующих и предохранительных устройств от засорения механи­ческими примесями, имеющимися в газе. Газовые фильтры име­ют следующие основные параметры.

Фильтры должны иметь штуцера для присоединения к ним дифманометров или другие устройства для определения потери давления на фильтре (степень засорения кассеты). Фильтрующие материалы должны обеспечивать требуемую очистку газа, но не образовывать с ним химических соединений и не разрушаться от постоянного воздействия газа.

В котельных с большим расходом газа применяют кассетные сварные фильтры типа ФГ.

Компенсаторы. Компенсаторы служат для компенсации уд­линения стальных газопроводов от изменения внешней темпе­ратуры и температуры газа. В газовых колодцах их устанавли­вают также для облегчения замены и профилактики запорных устройств (задвижек), смены прокладок и других ремонтных работ.

Для газопроводов применяют компенсаторы гибкие волнис­тые, линзовые, а также резинотканевые. Для изготовления гну­тых и сварных компенсаторов следует использовать трубы, рав­ноценные принятым для соответствующего газопровода.

Применение сальниковых компенсаторов на газопроводах не допускается.

 

Вспомогательные материалы

 

Плотность и срок службы фланцевых и резьбовых соединений во многом определяется правильным выбором уплотнительных материалов.

Для уплотнения фланцевых соединений следует применять про­кладки, изготовленные из паронита, резины маслобензостойкой, алюминия, меди.

Для уплотнения резьбовых соединений применяют: льняную прядь по ГОСТ 10330-76, которую перед намоткой на резьбу об­мазывают суриком (ГОСТ 19151—73) или свинцовыми белилами (ГОСТ 12287—77), замешанными на натуральной олифе (ГОСТ 7931— 76), фторопластовый материал (ФУМ) в виде ленты (ТУ 6-05-1388—Ф марки 1) и шнура (ТУ 6-05-1570-79 марок В и К). Фторопластовые материалы обмазки не требуют.

В зависимости от марки свариваемой стали с учетом техноло­гических инструкций на сварку, утвержденных в уставном по­рядке, подбирают типы и марки электродов, сварочной проволо­ки и флюсов. Материалы и конструкции, применяемые для за­щиты подземных газопроводов и резервуаров от коррозии, долж­ны соответствовать требованиям ГОСТ 9602—89.

Для анодных заземлителей катодных установок следует при­менять железнокремниевые, графитовые, графитопластовые и другие малорастворимые материалы, а также чугунные трубы без антикоррозионного покрытия.

Прокладки и подкладки для изоляции газопроводов от метал­лических и железобетонных конструкций необходимо изготавли­вать из полиэтилена по ГОСТ 16338—85Е или из других материа­лов, равноценных ему по диэлектрическим свойствам.