Общее устройство систем газоснабжения городов и промышленных объектов

Газовое хозяйство населенных мест состоит из следующих основных сооружений: газораспределительных станций (ГРС) (природный газ) или газовых заводов (искусственный газ), 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:

1) низкого давления - с давлением газа не более 0,5 кгс/кв.см;

2) среднего давления - с давлением газа от 0,5 до 3 кгс/кв.см;

3) высокого давления:

I категории с давлением газа более 6 и до 12 кгс/кв. см;

II категории с давлением газа более 3 и до 6 кгс/кв. см.

Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения газом жилых и общественных зданий, а также жилых промышленных и коммунально-бытовых предприятий.

Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладывают для питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления (через регуляторные пункты, а также промышленных и коммунально-бытовых предприятий (через местные регуляторные установки).

Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 6 кгс/кв.см) 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 начертанию в плане системы распределения газа, по аналогии с системами водоснабжения, делятся на тупиковые, кольцевые и смешанные (рисунок 79).

Тупиковые газопроводы разветвляются по различным направлениям, не соединяясь друг с другом. Недостаток тупиковых газовых сетей в том, что по мере удаления от источника газоснабжения или ГРП давление газа в них падает и потребители получают газ с переменным давлением. Значительные затруднения возникают и при ремонтных работах. Применяют эту схему в небольших населенных пунктах или отдельных районах, чаще всего в начальный период газификации. Единственное их преимущество - минимальная длина газопроводов по сравнению с кольцевыми схемами.

Рисунок - 79 Расчетные схемы газовой сети

а-тупиковая; б-кольцевая

Кольцевые сети представляют собой систему замкнутых газопроводов, благодаря чему достигается более равномерный режим давления газа у всех потребителей и значительно облегчаются различные ремонтные и эксплуатационные работы. В настоящее время крупные и средние города газифицируются в основном по кольцевой и смешанной схеме.

Конфигурация газовых сетей, а также принимаемые в них рабочие давления в условиях города влияют на размещение ГРС, ГРП.

По числу ступеней давления в газовых сетях системы газоснабжения подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые (рисунок 80).

Необходимость совместного применения нескольких ступеней давления газа в городах возникает из-за большой протяженности городских газопроводов, несущих большие газовые нагрузки, наличия потребителей, которые требуют различных давлений, из-за условий эксплуатации и др.

Одноступенчатая система распределения газа состоит из газгольдерной станции низкого давления, конечного газорегуляторного пункта низкого давления, кольцевых газопроводов низкого давления, ответвлений к потребителям и тупикового газопровода низкого давления.

При питании отводной точки газовые сети имеют большие диаметры, а распределение газа по сети характеризуется относительно большой неравномерностью. Поэтому, обычно, питание сети газом осуществляется в нескольких точках, для чего применяют газораспределительные станции.

При двухступенчатой схеме системы газоснабжения, газ среднего давления по газопроводу подводится к газорегуляторным пунктам, размещаемым вне кварталов на свободных от застройки площадях. От газорегуляторных пунктов, после снижения давления, газ поступает в газопроводы низкого давления, из которых через вводы он подводится к внутридомовой сети.

В крупных городах с развитой промышленностью при наличии потребителей газа среднего давления может применяться трех- или многоступенчатая система распределения газа: высокого (одной или двух категорий), среднего и низкого давления. В этом случае газ от источника подается к отдельным районам города под высоким давлением на регуляторные пункты, снижающие давление газа до среднего. Внутри районов размещены ГРП, снижающие давление газа до низкого. На эти станции газ поступает по газопроводам среднего давления. Сеть низкого давления имеет наибольшие разветвления и протяженность.

Рисунок - 80 Системы газоснабжения населенных мест

а-одноступенчатая; б-двухступенчатая; в-трехступенчатая; г-многоступенчатая;

1 -групповая установка газа сжиженного (ГС);2 - газорегуляторный пункт (ГРП);

3, 5, 6 - соответственно трубопроводы низкого (СНД), среднего (ССД), высокого (СВД) давления; 4 - ответвления к потребителям; 7 - газораспределительная станция;

8 - промышленное предприятие

В системе газоснабжения могут быть предусмотрены также комбинированные ГРП, одновременно снижающие давление газа от высокого до среднего и от среднего до низкого.

В зависимости от потребности в определенном напоре газа, отдельные потребители могут подключаться к любой сети при помощи индивидуальных регуляторных установок.

Необходимость установки индивидуальных регуляторов давления, удорожающих строительство и усложняющих эксплуатацию газовых сетей, является недостатком распределительных сетей среднего и высокого давления.

В зависимости от конкретных условий проектирования промышленных систем газоснабжения используют различные принципиальные схемы, которые классифицируются на одноступенчатые и двухступенчатые.

1. Одноступенчатые системы газоснабжения (рисунок 80,а):

а) при непосредственном присоединении предприятий к городским распределительным сетям низкого давления;

б) при присоединении промышленных объектов к городским сетям через центральный ГРП и с низким давлением в промышленных газопроводах;

в) при присоединении промышленных объектов к городским сетям через центральный ГРП и со средним давлением в промышленных газопроводах.

2. Двухступенчатые системы (рисунок 80,б):

а) при непосредственном присоединении промышленных объектов к городским сетям среднего давления цеховыми ГРУ и с низким давлением в цеховых газопроводах;

б) при непосредственном присоединении промышленных объектов к городским сетям среднего давления цеховыми ГРУ и со средним давлением в цеховых газопроводах;

в) при присоединении к городским сетям через центральный ГРП, со средним давлением в межцеховых газопроводах, цеховыми ГРУ и с низким давлением в цеховых газопроводах;

г) при присоединении к городским сетям через центральный ГРП, со средним давлением в межцеховых газопроводах, цеховыми ГРУ и со средним давлением в цеховых газопроводах.

У средних и крупных предприятий агрегаты в отдельных цехах обычно оборудуют горелками, которые работают на различных давлениях.

Рисунок - 81 Классификация промышленных систем газоснабжения.

Поэтому часто встречаются схемы промышленной системы газоснабжения с центральным ГРП и ГРУ только у отдельных цехов.

При трассировке газопроводов, исходя из экономических соображений, следует стремиться к тому, чтобы газ из сети поступал на объект по наикратчайшему расстоянию.

Газопроводы высокого давления трассируют по окраине населенного пункта 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. На территориях промышленных и коммунально-бытовых предприятий возможно применение надземной прокладки по стенам и крышам зданий, по колоннам и эстакадам. Допускается надземная прокладка внутриквартальных газопроводов на опорах и по фасадам зданий.

Разрешается прокладывать два и более газопровода в одной траншее, но в этом случае расстояние между газопроводами в свету должно быть не менее 0,4 м при диаметрах труб до 300 мм включительно и не менее 0,5 м при больших диаметрах.

При пересечении газопроводами других подземных коммуникаций расстояния между ними по вертикали в свету должны быть не менее: 0,15 м при пересечении водопровода, канализации, телефонной сети; 0,5 м - электрокабеля или телефонного бронированного кабеля; 1 м маслонаполненного электрокабеля высокого напряжения. Арматура, устанавливаемая на газопроводах, располагается не ближе 2 м от края пересекаемых коммуникаций и сооружений.

Газопроводы, транспортирующие влажный газ, прокладывают ниже уровня промерзания грунта (считая до верха трубы). Для стока и удаления конденсата их укладывают с уклоном на менее 0,002 и в нижних точках размещают сборники конденсата. Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, прокладывают в зоне промерзания грунта на глубине не ниже 0,8 м от поверхности земли.

Переходы газопроводов через реки, каналы и другие водные преграды осуществляют подводными (дюкерами) и надводными (по мостам, эстакадам и др.) способами.