ВВЕДЕНИЕ

Доля природного газа в топливном балансе России составляет 60%. Так как природный газ является высокоэффективным энергоносителем, в условиях экономического кризиса газификация может составить основу социально-экономического развития регионов России, обеспечить улучшение условий труда и быта населения, а также снижение загрязнения окружающей среды.

По сравнению с другими видами топлива природный газ имеет следующие преимущества:

- низкую себестоимость;

- высокую теплоту сгорания, обеспечивающею целесообразность транспортирования его по магистральным газопроводам на значительные расстояния;

- полнее сгорание, обеспечивающие условия труда персонала, обслуживающего газовое оборудование и сети;

- отсутствие в его составе оксида углерода, что особенно важно при утечках газа, возникающих при газоснабжении коммунальных и бытовых потребителей;

- высокую жаропроизводительность (более2000градусов);

- возможность автоматизации горение и достижения высоких КПД.

Кроме того, газ является ценным сырьем для химической промышленности.

Использование газового топлива позволяет внедрять эффективные методы передачи теплоты, создавать экономические и высокопроизводительные топливные агрегаты с меньшими габаритными размерами, стоимостью и высоким КПД, а также повышает качество продукции.

Безопасность, надежность, экономичность газового хозяйства зависит от степени подготовки обслуживающего персонала.

Основной задачей при использовании природного газа является его рациональное потребление, т.е. снижение удельного расхода посредством внедрения экономичных технологичных процессов, при которых наиболее полно реализуются положительные свойства газа. Применение газового топлива позволяет избежать потерь теплоты, определяемых механическим и химическим недожогом. Уменьшение потерь теплоты с уходящими продуктами горения достигается сжиганием газа при малых коэффициентах расхода воздуха.

При работе агрегатов на газовом топливе возможно также ступенчатое использование продуктов горения.

Основными задачами в области развития систем газоснабжения является:

- применение для сетей нового оборудования, новых полимерных материалов, новых конструкций труб и соединительных элементов, а также новых технологий;

- внедрение эффективного газоиспользующего газового оборудования;

- расширение использования газового топлива в качестве моторного топлива на транспорте;

- внедрение энергосберегающих технологий;

- обеспечение на основе природного газа производства тепла и электроэнергии для децентрализованного тепло-энергоснабжения небольших городков и сельских пунктов;

- мониторинг и диагностирование технологической цепочки поставки газа потребителю(от контроля технического состояния объектов газораспределения до системы учета распределения газа).

1. Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии

1. Характеристика квартала

Квартал состоит из двух шестисекционных, трёх трехсекционных и двух двухсекционных пятиэтажных домов. В квартале расположена котельная, предназначеная для отопления и горячего водоснабжения. К котельной подводится газопровод высокого давления диаметром 108мм. В квартале имеется баня и прачечная, к которым подводится газопровод среднего давления диаметром 133мм.

Жилые дома подключаются к квартальному газопроводу низкого давления. Для отключения квартального газопровода предусмотрен шаровый кран, установленный подземно, отключающее устройство выводится под крышку ковера.

Данным проектом предусматривается перекладка стального квартального газопровода с вводами в кухни первых этажей. Квартиры жилых домов оборудованы четырехкомфорочными газовыми плитами марки Indesit.

Данным проектом предусмотрена комплексная защита от почвенной электрохимической коррозии стальных подземных газопроводов низкого, среднего и высокого давления, водопроводов и теплосетей. В квартале предусмотрено место для размещения анодных заземлителей, выполненных из чугунных труб и катодной станции которая подключается к источнику тока.

1.2 Проектирование электрохимической защиты вновь построенных газопроводов

Проектирование электрохимической защиты подземных газопроводов осуществляется одновременно с проектированием трубопроводов.

Защита стальных подземных газопроводов от почвенной коррозии и коррозии, вызванной блуждающими токами, может осуществляться путем изоляции трубопроводов от контакта с окружающим грунтом (рациональный выбор трасс прокладки трубопроводов, применение различных типов изоляционных покрытий) и путем катодной поляризации металла трубопровода.

Катодную поляризацию стальных подземных газопроводов проводят так, чтобы исключить вредное влияние ее на соседние металлические сооружения. В случае, когда при осуществлении катодной поляризации нельзя избежать вредного влияния на соседние металлические сооружения необходимо выполнить совместную защиту этих сооружений.

Контрольно-измерительные пункты устанавливаются на участках газопровода, где ожидаются минимальные и максимальные значения поляризационных защитных потенциалов:

- на участках газопровода, ограничивающих заданную зону защиты;

- в пунктах подключения дренажного кабеля газопровода и на участках максимального сближения газопровода с анодными заземлителями;

- в пунктах установки электрических перемычек со смежными подземными коммуникациями.

Определение параметров электрохимической защиты подземных газопроводов производится расчетным путем. Методика расчета позволяет определить параметры катодной станции, необходимые для обеспечения защитных потенциалов на всех сооружениях, расположенных в зоне действия установок.

1.3. Методика расчета катодной защиты стальных подземных газопроводов

За основной расчетный параметр принимается средняя плотность защитного тока, представляющая собой отношение тока катодных станций к суммарной поверхности трубопроводов, защищаемых данной установкой.

Площадь поверхности каждого из трубопроводов, которые имеют между собой технологические соединения, обеспечивающие электрический контакт, либо соединяемые специальными перемычками определяют по формуле:

(1.1)

Где, di – диаметр сооружения, мм.

li – длина участка сооружения данного участка, имеющего данный диаметр.

S_Г1 = 3,14*57*117*0,001=23,66м²

S_Г2 = 3.14*76*105,5*0.001=25,17м²

S_Г3 = 3.14*89*180*0.001 = 50,03м²

S_Г4 = 3.14*108*118*0.001 = 40,016 м²

S_Г5 = 3.14*133*39*0.001 = 16,28 м²

S_Г6 = 3.14*159*24*0.001 = 11,98 м2

ΣSг =167,406м²

S_В1 = 3.14*100*265*0.001 = 83,21 м²

S_В2 = 3.14*60*138,5*0.001= 26,1 м²

ΣSв = 109,31 м²

S_Т1 =3.14*2*80*291,5*0.001 =146,45 м²

S_Т2 =3.14*80*291,5*0.001 =73,2248 м²

ΣSто =219,67 м²

Суммарная площадь поверхности всех трубопроводов, электрически связанных между собой определяется по формуле:

Sобщ = ΣSг + ΣSт + ΣSв (1.2)

Sобщ = 167,406+219,68+109,31=496,396 м²

Определяем удельный вес поверхности каждого из трубопроводов в общей массе

сооружения, %.

1. Водопровод

(1.3)

b = (109,31/496,396)*100% = 22%

2. Теплопровод

(1.4)

c = (219,67/496,396)*100% = 44,5%

3. Газопровод.

(1.5)

g = (167,406/496,396)*100% = 33,7%

Определяем плотность поверхности каждого из трубопроводов, приходящуюся на единицу поверхности территории, /га

Определяем площадь территории с учетом перспективы развития:

Sтер = Sкв*1,25 (1.6)

Sтер = 1,25*3,25 =4,0625м²/га.

1. Газопровод:

(1.7)

d = 167,406/4,0625 = 41,2 /га

2. Водопровод:

(1.8)

e = 109,31/4,0625 = 26,9 /га

3. Теплопровод:

(1.9)

f = 219,67/4,0625 = 54,07 /га

плотность защитного тока необходимого для защиты трубопроводов, мА/

i = 30-(100b+128c+34d+3е+0.6f+5ρ)*0.001 (1.10)

где, ρ – удельное сопротивление грунта.

i = 30-(100*22+128*44,5+34*41,2+3*26,9+0.6*54,07+5*6,5)*0.001 = 20,56мА/

Значение суммарного защитного тока, который необходим для обеспечения катодной поляризации подземных сооружений расположенных в данном районе равно, А/

I = 1.3*i*ΣSобщ (1.11)

I = 1,3*0,02*496,396 =13,268 А/

Число катодных станций определяется из условий оптимального размещения анодных заземлителей. К установке принимаем катодную станцию с силой тока 30А

Число катодных станций определяется по формуле:

(1.12)

n = 13,268/30 = 0,4 – 1станция.

После размещения катодной станции и анодных заземлителей на генплане рассчитываем зону действия катодной станции.

Радиус действия катодной станции определяется по формуле:

(1.13)

где, К – удельная плотность сооружения.

R = 60√(30/0.02056*112,189) = 207,43

(1.14)

К = 496,396/4,0625= 122,89

Полученный радиус действия катодной станции охватывает всю территорию района защиты. По паспорту для тока Iкс =30А и ρ = 6,5 Ом*м. Выбираем анодные заземлители из чугунных труб диаметром 150мм. длиной 12м в количестве 6 штук с сопротивлением растекания тока Rа.з. = 0,11 Ом*м.