книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов

Таблички-указатели необходимо предусматривать для опреде­ ления местоположения газопровода на углах поворота, в местах из­ менения диаметров, размещения соединительных элементов и дру­ гих устройств на газопроводе. Таблички устанавливают на прямо­ линейных участках на территории населенных пунктов через 200 м, вне поселений через 500 м. Таблички-указатели располагаются над газопроводом или вблизи от него на стенах зданий и сооружений или на специальных ориентирных столбиках. На таблички-указате­ ли наносятся данные о глубине заложения, материале газопровода, давлении газа, расстоянии до газопровода или характерной точки и телефон организации, обслуживающей газопровод.

Для перехода от подземного полиэтиленового газопровода к надземному металлическому участку, расположенному в непо­ средственной близости к зданию, предусматриваются разные вари­ анты вводов. Выполнение соединения «полиэтилен — сталь» воз­ можно на горизонтальном или вертикальном участке. Если переход с полиэтилена на сталь предусматривается на горизонтальном уча­ стке газопровода-ввода, то соединение «полиэтилен — сталь» сле­ дует располагать на расстоянии пе менее 1 м для газопроводов низ­ кого давления и 2 м для газопроводов высокого и среднего давления от фундамента газифицируемого здания.

На выходе из земли вертикальный участок газопровода заключа­ ется в стальной футляр, как показано на рис. 2Л5. На горизонтальном участке предусматривается неразъемное соединение «полиэтилен — сталь», к которому на расстоянии не менее 500 мм присоединяется полиэтиленовый газопровод с помощью муфты с закладными нагре­ вательными элементами.

Также входы и выходы из земли могут выполняться из полиэти­ леновых труб с защитным покрытием из стеклопластика. Конструк­ ция ввода, покрытого стеклопластиком, выполняется в заводских условиях и не требует устройства дополнительного металлического футляра на выходе из земли. В этом случае переход «полиэтилен — сталь» располагается выше уровня земли.

Проектные решения выполнения выходов из земли и вводов могут существенно различаться. Для обеспечения надежности дан­ ных узлов рекомендуется соблюдать ряд принципов.

Во-первых, необходимо обеспечивать компенсацию темпера­ турных и иных деформационных напряжений, возникающих на

41

Рис. 2.15. Цокольный ввод газопровода вздание: 7 — зонт; 2— пластина; 3 —футляр на выходе из земли; 4 —труба; 5—шту­ цер; 6— изолирующее фланцевое соединение; 7 —фланцевое соединение; 8 — задвижка; 9 — отвод; * —размер уточняется при монтаже

42

участке ввода, за счет Z-образных, Г-образных, П-образных ком­ пенсаторов.

Во-вторых, для предотвращения охлаждения полиэтиленовых труб во время эксплуатации ниже -15 °С необходимо предусматри­ вать тепловую изоляцию футляра.

В-третьих, переход «полиэтилен — сталь», соединяющий ме­ таллический и полиэтиленовый участки, рекомендуется распола­ гать ниже уровня земли.

В-четвертых, если подземный участок полиэтиленового газо­ провода выполнен «свободным изгибом», то данный участок за­ ключается в пластмассовый футляр, который плотно соединяется с вертикальным металлическим футляром.

В-пятых, при надземном расположении футляр должен обеспе­ чивать надежную защиту газопровода от механических и темпера­ турных воздействий, поэтому его рекомендуется выполнять из ста­ ли. Футляр герметично заделывается с обоих концов. Для отбора проб предусматривается контрольная трубка или штуцер.

Контрольные вопросы

1.Свойства полиэтиленовых газопроводов и требования, предъявляемые к ним.

2.Область применения полиэтиленовых газопроводов.

3.Соединительные элементы для полиэтиленовых газопрово­ дов.

4.Отключающая арматура для газораспределительных систем и требования, предъявляемые к ней.

5.Назначение и устройство колодцев, коверов.

6.Назначение и устройство футляров.

7.Устройство вводов газопроводов в здание.

43

3. ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ ПУНКТЫ

Безопасную и надежную работу системы газораспределения обеспечивают газорегуляторные пункты. Оборудование газорегу­ ляторных пунктов выполняет ряд функциональных задач. Одна из основных задач — это снижение давления газа и поддержание его в заданных пределах. В газораспределительных системах использу­ ются газорегуляторные пункты (ГРП), блочные газорегуляторные пункты (ГРПБ), шкафные регуляторные пункты (ШРП) и газорегу­ ляторные установки (ГРУ).

3.1. Принципиальная схема и основное оборудование газорегуляторных пунктов

Размещение ГРП, ГРПБ и ШРП следует предусматривать в со­ ответствии с требованиями норм и правил [2,3,5] в зависимости от входного давления и расхода газа.

В ГРП, ГРПБ, ГРУ и ШРП, как правило, предусматривается ус­ тановка следующего газового оборудования: регулятора давления газа, предохранительного запорного и предохранительного сброс­ ного клапанов, фильтра, прибора учета расхода газа, отключающей арматуры, контрольно-измерительных приборов.

Оборудование ГРП может размещаться в отдельно стоящих или пристроенных зданиях, а также встраиваться в здания. Здания ГРП должны относиться к I—II степени огнестойкости класса СО, быть одноэтажными, бесподвальными, с совмещенной кровлей.

ГРП могут встраиваться и пристраиваться к одноэтажным га­ зифицируемым производственным зданиям, бытовым зданиям производственного назначения. Допускается располагать ГРП на покрытиях газифицируемых производственных зданий I—II степе­ ни огнестойкости класса СО с негорючим утеплителем и на откры­ тых огражденных площадках.

ГРП не пристраиваются к жилым, общественным, администра­ тивным и бытовым зданиям (кроме зданий производственного ха­ рактера) и не встраиваются в них, а также не допускается размещать их в подвальных и цокольных помещениях зданий.

44

ГРПБ представляют собой основное газовое оборудование, ко­ торое размещено в контейнере из трехслойных ограждающих кон­ струкций (двух слоев металла и утеплителя из негорючих материа­ лов). ГРПБ располагаются отдельно от зданий.

Оборудование ШР11 размещается в металлическом шкафу. ШРП с входным давлением до 0,6 МПа могут устанавливаться на наружных стенах газифицируемых производственных зданий, ко­ тельных, бытовых и общественных зданий производственного на­ значения, на наружных стенах действующих ГРП. ШРП с входным давлением 0,6-1,2 МПа должны быть отдельно стоящими.

ШРП с входным давлением до 0,3 МПа могут устанавливаться на наружных стенах жилых, административных, бытовых и обще­ ственных зданий (при расходе газа до 50 м3/ч — независимо от степени огнестойкости и класса пожарной опасности, при расходе газа до 400 м3/ч — III степени огнестойкости и класса пожарной опасности С1).

ГРУ могут размещаться непосредственно в газифицируемом помещении. Количество ГРУ, которые могут размещаться в произ­ водственном помещении, не ограничивается.

Принципиальная упрощенная схема и основное газовое обору­ дование ГРП показаны на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Принципиальная схемаГРП: 1 —отключающееустройство, 2—счетчик газа; 3—газовыйфильтр, 4—предохранительный запорный клапан, 5—регуля­ тор давления, 6— импульсные линии, 7—предохранительный сбросной клапан, 8 —сбросная свеча, 9—байпас

45

По надежности электроснабжения ГРП и ГРПБ поселений от­ носятся к третьей категории, а ГРП и ГРПБ промышленных пред­ приятий к разным категориям в зависимости от основного произ­ водства.

Регулятор давления предназначен для автоматического сниже­ ния давления газа и поддержания его на заданном уровне. Автома­ тические регуляторы представляют собой устройства, состоящие из чувствительного элемента и регулирующего органа, которые со­ единены исполнительной связью. Чувствительные элементы регу­ лятора воспринимают импульс изменения давления и могут пред­ ставлять собой мембраны, сильфоны или поршни. Регулирующий орган (одно-, двухседельный клапан или задвижка) изменяет расход газа. Исполнительная связь может быть грузовой, пружинной, пневматической, гидравлической.

Различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регу­ ляторах прямого действия (РД, РДК, РДГ, РДСГ) передвижение клапана, изменяющего количество проходящего газа, происходит за счет усилия регулируемого параметра, т. е. за счет конечного давления после регулятора.

Врегуляторах прямого действия с усилителями (РДБК, РДУК) усилия контролируемого давления (Р2) недостаточно для переме­ щения клапана. Поэтому используются другие источники энергии (газ высокого давления).

Врегуляторах непрямого действия (приборные регуляторы) контроль давления на выходе осуществляется с помощью посто­ роннего источника, например электрической исполнительной свя­ зи.

Регуляторы давления должны обеспечивать надежную работу

вшироких диапазонах расхода газа. Поэтому при подборе регуля­ тора давления необходимо, чтобы коэффициент загрузки (К3) был не более 80 % и не менее 10 %.

По принципу регулирования давления газа в газораспредели­ тельной сети различают статические и астатические регуляторы давления.

Вастатических регуляторах давления после отклонения кон­ тролируемого давления от заданного значения регуляторы приво­ дят давление к заданному значению независимо от положения регу­ лирующего органа. Регулирование представляет собой периодиче­

46

ский незатухающий процесс, при котором давление после регулятора будет то больше, то меньше заданного давления на­ стройки регулятора. При этом газораспределительная сеть будет периодически переполняться или опорожняться. Если объект имеет достаточную емкость, то процесс регулирования может приобрести вид гармонически затухающих колебаний. Газораспределительные разветвленные сети достаточной емкости и кольцевые обладают свойствами самовыравнивания.

Если объект не обладает свойствами самовыравнивания, то на­ личие зон нечувствительности и люфтов в соединении рычагов при­ водит к расходящемуся процессу регулирования. Перемещение клапана относительно седла осуществляется по циклу «закрыто — открыто».

Неравномерность регулирования в астатических регуляторах практически равна 0. При изменении режима работы газораспреде­ лительной сети давление за регулятором всегда стремится к давле­ нию настройки.

Встатических регуляторах значение регулируемого давления при равновесии системы зависит от давления настройки и от поло­ жения регулирующего органа.

Для предотвращения перерегулировки в регулятор вводят ста­ билизирующее устройство, которое оказывает на регулирующий орган воздействие, замедляющее его перемещение.

Встатических регуляторах регулируемое давление будет отли­ чаться от давления настройки, за исключением того случая, когда расход газа через регулятор будет равен расходу газа при настрой­ ке. Неравенство регулируемого давления и давления настройки оп­ ределяет статическую ошибку, или неравномерность, регулирова­ ния.

Неравномерность регулирования — это отношение разности между максимальным и минимальным значениями регулируемого давления к его среднему значению:

птах г>min
8 = —------ 100 %,	(3.1)
р *

где Р * — среднее значение регулируемого давления в рассматри­ ваемом диапазоне расходов газа, Па;

47

p2m“ — максимальное давление газа после регулятора при ми­ нимальном расходе газа, проходящего через регулятор, Па;

Р2гат — минимальное давление газа после регулятора при наи­ большем расходе газа, проходящего через регулятор, Па.

Слишком большая неравномерность регулирования не позво­ ляет газовым приборам, подключенным к сети, работать в опти­ мальном режиме. Поэтому неравномерность регулятора не должна превышать 10 %.

Предохранительные запорные клапаны (ПЗК) служат для авто­ матического отключения подачи газа потребителям при недопусти­ мом понижении и повышении давления.

ПЗК должен обеспечить прекращение подачи газа при превы­ шении максимального рабочего давления после регулятора более чем на 25 %. Герметичность затвора ПЗК должна соответствовать классу А. Конструкция ПЗК должна исключать самопроизвольное открытие клапана без вмешательства обслуживающего персонала. Точность срабатывания должна составлять ±5 % заданных величин контролируемого давления для ПЗК, установленных вГРП, и ±10 % для ПЗК в ГРПШ и комбинированных регуляторах, инерци­ онность срабатывания не должна быть более 1 с. Устанавливаются ПЗК до регуляторов давления.

Предохранительные сбросные клапаны (ПСК) предназначены для сброса излишков газа в атмосферу при повышении давления. По конструктивному исполнению различают пружинные, гидрав­ лические, пружинно-мембранные клапаны.

ПСК устанавливается после регулятора давления, а при нали­ чии расходомера — после него. ПСК обеспечивает сброс газа в ат­ мосферу исходя из условий кратковременного повышения давле­ ния, не влияющего на промышленную безопасность и нормальную работу газового оборудования потребителей. Если нет особых ус­ ловий, то ПСК начинает сброс газа при повышении максимального рабочего давления после регулятора более чем на 15 %.

Газовые фильтры предназначены для очистки газа от механиче­ ских примесей (пыли, ржавчины), чтобы предотвратить засорение регулятора давления, предохранительного запорного клапана. До­

48

пускается не устанавливать фильтр, когда расстояние от ГРП до ГРУ не более 1000 м.

Для очистки газа применяются: сетчатые фильтры с чугунным корпусом (ФС-25, ФС-40) и со стальным корпусом (ФСС-40, ФСС-50); фильтры кассетные волосяные литые (ФВ), фильтры кас­ сетные сварные повышенной пропускной способности (ФГ); фильт­ ры висциновые для очистки газа высокого давления.

Для учета расхода газа применяются счетчики. Чувствитель­ ный элемент счетчика взаимодействует с потоком газа, преобразует его в величину, пропорциональную потоку газа. Измерение расхода газа осуществляется устройствами разного типа. Наиболее широ­ кое применение в системах газоснабжения нашли приборы пере­ менного перепада давления, обтекания, тахометрические, вихре­ вые, ультразвуковые.

Поскольку измеренный объемный расход газа зависит от тем­ пературы и барометрического давления, для приведения к стан­ дартным условиям (20 °С, 101325 Па) используется следующая формула:

(3.2)

где Гст — объем газа при стандартных условиях, м3/ч; Гст — температура газа при стандартных условиях, К; Рст — давление газа при стандартных условиях, Па;

V— объем газа при рабочих условиях по показанию счетчика, м3/ч;

Р — среднее рабочее избыточное давление газа, Па; Р6 — среднее барометрическое давление по данным метео­

службы, Па; Т— средняя температура газа при рабочих условиях, К;

к — коэффициент сжимаемости газа.

Размещение оборудования, газопроводов, арматуры и приборов должно обеспечивать их удобное обслуживание и ремонт. Ширина основного прохода в помещениях должна составлять не менее 0,8 м.

Для безопасной работы в ГРП необходимо предусматривать продувочные и сбросные трубопроводы, которые выводятся нару­ жу в места, обеспечивающие безопасные условия для рассеивания

49

газа, не менее чем на 1 м выше карниза или парапета здания. Проду­ вочные и сбросные газопроводы должны иметь диаметр не менее 20 мм и минимальное количество поворотов.

Продувочные газопроводы на ГРП предусматриваются: на входном газопроводе после первого отключающего устройства; на байпасе между отключающими устройствами; на участках с обору­ дованием, отключаемым для профилактического обслуживания и ремонта.

Отключающие устройства на вводе и выводе отдельно стоящих ГРП размещаются в удобном для обслуживания месте на расстоя­ нии от 5 до 100 м. В пристроенных помещениях ГРП отключающие устройства на газопроводе допускается устраивать на расстоянии менее 5 м от ГРП.

3.2. Основы расчета оборудования ГРП

Безопасность работы газораспределительной системы может быть обеспечена при правильном выборе газового оборудования, размещенного в ГРП.

При выборе регулятора давления определяется коэффициент загрузки К3 и проверяется условие

Ю < К ,< 8 0 .

Коэффициентом загрузки называется отношение максималь­ ной пропускной способности регулятора давления к пропускной способности регулятора при рабочем входном и выходном давле­ нии. Коэффициент загрузки определяется по формуле

£ , = ^ М 0 0 % ,	(3.3)
^рсг

где Fmax — максимальная пропускная способность регулятора дав­ ления, м3/ч, превышающая расчетную нагрузку ГРП на 20 %;

Грег — действительная пропускная способность регулятора при рабочем входном и выходном давлении, м3/ч.

Выбор регуляторов осуществляется согласно рекомендациям СП 42-101. Пропускная способность регулятора определяется по паспортным или справочным данным с помощью формулы

50