Системы и схема газоснабжения.

6.1. Общие сведения.

Газ – один из источников энергии, необходимой человеку в быту и на производстве. Газ обладает рядом преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом. Это полнота сгорания, высокий КПД газового оборудования, отсутствие дыма и копоти, возможность транспортировки на большие расстояния, низкая стоимость и др. В качестве газового топлива в быту и промышленности используют природные и искусственные газы.

Природные газы получают из газовых или нефтяных месторождений путем бурения скважин до газового пласта или скопления над слоем нефти. Под действием внутрипластового давления газ выходит из скважины на поверхность, и после соответствующей обработки подается потребителю.

Искусственные газы получают в процессе термической обработки твердого и жидкого топлива и как вторичный продукт некоторых производств (при переработке кокса, нефти и т.д.).

В населенных пунктах, удаленных от магистральных газопроводов, для газоснабжения используют сжиженные газы – смесь углеводородов (пропан, пропилен, бутан, бутилен и т.п.), переходящих при относительно небольшом давлении или пониженной температуре в жидкое состояние.

При переходе в нормальные условия жидкость снова превращается в газ. Сжиженные газы хранят в специальных баллонах под давлением 1 – 1,6 Мпа.

6.2. Централизованные системы газоснабжения.

(Рис. 6.1.) состоят из скважин 4, от которых газ поступает на головные сооружения 5, где он подвергается обработке (осушению, удалению вредных веществ) и по магистральным газопроводам подается к городам и населенным пунктам.

Рис. 61. Централизованные системы

газаснабжения природным газом

1 – газоповоды; 2 – газовый прибор; 3 – фильтр: ГНД, ГСД, ГВД – газопроводы соответственного низкого, средного и высокого давления; 4– скважины; 5 – головные сооружения; 6 – компрессорная станция; 7 – магистральный газопровод; 8 – ГРС; 9, 10 – ГРП, 11 – ввод в грп; 12 – обводная линия; 13 – выходной трубопровод; 14 – пункт учета газа; 15 – гидрозатвор; 16 – регулятор давления; 17 – клапан

Чтобы увеличить пропускную способность, газ по магистральным трубопроводам транспортируется под большим давлением (5 : 7,5 Мпа), создаваемым компрессорными стадиями 6. Для понижения давления газа на ответвлениях от магистрали устанавливают газорегуляторные станции (ГРС) 8, от которых начинается система распределения газа, включающая в себя газопроводы различного давления, газорегуляторные пункты (ГРП) 9, 10, газгольдерные станции, средства связи и телеуправления, электрической защиты газопроводов от коррозии, сооружения и службы эксплуатации газового хозяйства.

При проектировании газоснабжения городов должны учитываться как действующие потребители газа, так и перспективы потребления на будущее. Система газоснабжения должна быть надежной, безопасной и в тоже время простой и удобной в обслуживании. Оборудование, сооружения и комплектующие узлы должны быть типовыми.

В настоящее время газифицированы практически все города и крупные населенные пункты. Большинство предприятий являются потребителями природного газа. По газовым распределительным сетям, проложенным по территории города, газ подается в жилые дома, коммунальные и промышленные предприятия. В зависимости от максимального рабочего давления городские газораспределительные сети подразделяются, исходя из двления газа на:

Газопроводы низкого давления …… до 0,05 кгс/смІ [5 кПа];

Газопроводы среднего давления ….. 0,05 : 3 кгс/смІ [5: 300 кПа];

Газопроводы высокого давления …. 3 : 6 кгс/смІ [300: 600 кПа];

Газопроводы сверхвысокого давления …. 6 : 12 кгс/смІ [600: 1200 кПа];

К газопроводам низкого давления подключаются жилые дома, общественные здания, мелкие коммунально-бытовые предприятия. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий – до 5 кПа.

Газопроводы среднего и высокого давления (до 600 кПа) служат для питания газовых распределительных сетей низкого давления через газорегуляторные пункты (ГРП), а также крупных потребителей газа (промышленные предприятия, хлебозаводы, бани и др.).

Городские газопроводы сверхвысокого давления являются основными артериями, питающими крупный город. Их выполняют как по радиальной, так и кольцевой схеме.

Газовые сети могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми, трехступенчатыми и многоступенчатыми.

В средних городах применяется, главным образом, двухступенчатые системы, в крупных – трехступенчатые, так как крупные потребители требуют газ с более высокими параметрами, а мелкие – с низкими.

Наличие нескольких ступеней давления газа объясняется еще тем, что системы газоснабжения больших городов строили, расширяли и реконструировали в течение многих лет, а газопроводы в центральной части города были запроектированы раньше на меньшие давления, т.е. меньше тех, которые разрешаются в настоящее время.

Городские газопроводы можно распределить на следующие группы:

1) Распределительные газопроводы. Это газопроводы, осуществляющие подачу газа промышленным потребителям, коммунальным и жилым объектам. Распределительные газопроводы могут быть также высокого, среднего и низкого давления с различной конфигурацией схемы, зависящей от планировки города.

2) Абоненские ответвления. Это газопроводы, подающие газ от распределительных сетей до ввода к отдельным абонентам (потребителям).

3) Внутридомовые (внутрицеховые) газопроводы. Через них осуществляется подача газа внутри здания и распределение его по отдельным газовым приборам.

Городские распределительные газопроводы высокого и среднего давления выполняют как единую сеть. Это экономически выгоднее, чем сооружение раздельных сетей при параллельной прокладке трубопроводов. Кроме того коммунальная и бытовая нагрузка по газу является небольшой в сравнении с промышленной. Включение ее в общий поток приводит лишь к небольшому увеличению стоимости сети. Коммунальное потребление газа в больших городах составляет 15 – 20%, а в небольших – около 40% от общего потребления.

Сравнительные стоимостные показатели строительства газопроводов говорят в пользу сетей высокого давления в газоснабжении коммунально-бытовой сферы (стоимость раздельной прокладки сетей больше в 3 – 4 раза).

Приведенные данные показывают экономическую эффективность строительства единой распределительной сети высокого и среднего давления, что в свою очередь повышает и надежность газоснабжения объектов.

При выборе системы газоснабжения города необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на их структуру и расположение. Это размеры города, особенности его планировки, плотность населения, число и характер промышленных предприятий, наличие рельефных и искусственных препятствий на пути прокладки газопроводов и др.

На рис. 6.2. показана трехступенчатая схема газоснабжения города, включающая газопроводы высокого, среднего и низкого давления. По этой схеме весь газ, поступающий от источника газоснабжения, подается по транзитным газопроводам высокого давления к ГРС и газгольдерным станциям, откуда и после соответствующего снижения давления, он поступает в распределительные сети среднего давления с последующей подачей ГРП в сети низкого давления.

Рис. 6.2. Трехступенчатая схема

снабжения газом города

1 – ГРС; 2 – газгольдерные станции; 3 – ГРП среднего давления;

4 - ГРП низкого давления; 5 – газопровод высокого давления;

6 - газопровод среднего давления; 7 - газопровод низкого давления;

8 – магистральный газопровод ГРП от источника газоснабжения

На схеме для большей наглядности газопроводы расположены последовательно. В действительности по одним и тем же улицам и проездам параллельно проходят газопроводы высокого и низкого давления или среднего и низкого давления. Это вызвано тем, что сети низкого давления охватывают всю селитебную зону и являются протяженными и для сокращения расхода металла их питают в нескольких точках через ГРП. Газ к ГРП поступает из газопроводов высокого или среднего давления.