3.2. Преодоление препятствий газопроводом

Пересечение газопроводами водных преград осуществляется несколькими способами:

-подвеской к конструкциям существующих мостов;

-строительством специальных мостов;

-использование несущей способности самих труб с устройством из них арочных переходов;

-выполнение подводного перехода-дюкера.

Наиболее простой и экономичной является подвеска газопроводов к конструкциям существующих автострадных или пешеходных металлических и железобетонных мостов. Но этот способ применяется редко из-за отсутствия мостов в необходимых для выполнения переходов местах. Кроме того, он не обеспечивает условий безопасности, особенно при прокладке газопроводов высоких давлений.

Подвеска к конструкциям существующих мостов обеспечивает свободный доступ к газопроводам для осмотра и ремонта, компенсацию деформаций, возникающих из-за резкого суточного и сезонного колебаний температур наружного воздуха, и безопасное рассеивание в атмосфере возможных утечек газа.

Сооружать специальные мосты для прокладки газопроводов целесообразно через реки, для которых характерны быстрое течение, частые и бурные паводки, неустойчивые русло и берега, с целью одновременного использования этих мостов для пешеходного и автомобильного транспорта. Наиболее экономичными являются арочные переходы, выполненные из самих газопроводных труб, с опорными системами, заделанными в береговые бетонные устои. Глубину заложения дюкеров в грунте на не размываемых участках судоходных рек принимают не менее 1 м, а на несудоходных не менее 0,3 м. Для обеспечения устойчивого положения дюкеров на дне водоема их снабжают грузами, придающими газопроводам отрицательную плавучесть. Подводные переходы, по которым транспортируют влажный газ, для обеспечения стока конденсата прокладывают с уклоном в сторону одного или обоих берегов в зависимости от ширины водной преграды. При этом в низших точках переходов устанавливают сборники конденсата, снабженные трубками, выведенными на береговую поверхность под ковер, для удаления жидкости с помощью насосов.

Подземные газопроводы всех давлений в местах пересечения с железнодорожными, трамвайными путями и автомобильными дорогами прокладывают в стальных футлярах, концы которых уплотняют. При этом на одном конце футляра устанавливают контрольную трубку, выходящую под защитное устройство.

При вынужденном пересечении стенок канализационных и других коллекторов или туннелей газопроводы низкого и среднего давлений прокладывают в изолированных футлярах, не имеющих соединений внутри пересекаемых сооружений. Концы этих футляров выводят не менее чем на 0,5 м за пределы крайних стенок сооружений. Пересечение газопроводами высоких давлений коллекторов различного назначения недопустимо.

3.3 Запорная арматура

Запорную арматуру и конденсатосборники на газопроводах устанавливают на расстоянии не менее 2 м. от края пересекаемой коммуникации или сооружения. Газопроводы в местах прохода через наружные стены зданий заключают в футляры диаметром не менее чем на 0,1 и 0,2 м больше диаметра газопровода.

К запорной арматуре относится запорно-регулирующая трубная арматура. В газоснабжений применяются краны, задвижки, вентили, гидрозатворы. В основном применяются краны и задвижки.

Краны имеют хорошие герметизирующие качества и в основном используются как запорные устройства. Задвижки чаще применяют как запорно-регулирующие устройства. Применяемые на газопроводах краны различают по способу присоединения - муфтовые, цапковые, фланцевые. По форме затвора - конические, цилиндрические и сферические (шаровые). По способу уплотнения - натяжные и сальниковые. По проходу в пробке - полнопроходные и суженные. По применению смазки - со смазкой и без нее. По приводу – с ручным, гидравлическим, пневматическим и электрическим управлением. Краны более компактны, чем задвижки и вентили, их уплотнительные поверхности меньше подвержены внутренней коррозии и эрозии. Конструкция кранов позволяет повышать их герметичность путем смазки уплотнительных поверхностей. К недостаткам кранов относят трудность их притирки, возможность заедания пробки в корпусе и легкую повреждаемость твердыми частицами запирающих поверхностей.

Задвижки по устройству затвора различают параллельные и клиновые, по устройству подъема затвора - задвижки с выдвижным и не выдвижным шпинделем, по приводу - задвижки с ручным, электрическим, пневматическим и гидравлическим управлением.

3.4 Полиэтиленовые трубы имеют ряд значительных преимуществ, которое очень существенно сказывается на в процессе эксплуатации данного материала по сравнению по сравнению с обычными с жестяными и другими материалами, которое использовались в сооружение трубопроводов. Самым основным преимуществом перед всеми другими трубопроводами является то, что полиэтиленовые трубы не подвержены коррозиям. И они не требует специальной обработки всевозможными мастикам, битумными пленками и другими материалами. Полиэтиленовые трубы очень широко используется в строительных работах. С технологической стороны полиэтиленовые трубы проходят очень тщательную проверку и сертификации на качество. ГОСТ в производстве данного продукта соблюдается очень тщательно и именно за счет этого товар получается очень высокого качества. Монтаж полиэтиленовых труб не является сложным, но все-таки лучше, чтобы производил специалист. Преимущество полиэтиленовых труб требуется относительно небольшие энергетические и трудовые ресурсы, стоимость производства значительно дешевле стоимости производства любых металлических труб; в отличие от стальных подземных труб, срок службы которых составляет 25 лет, полиэтиленовые трубы гарантировано эксплуатируется на протяжение 50 лет, характерными свойствам полиэтиленовых труб является их низкая теплопроводность. Благодаря этому свойству, полиэтиленовые трубы не имеют значительных тепловых потерь, на их поверхности почти не образуется конденсат; уникальным достоинством полиэтиленовых труб является их пластичность.

К недостаткам полиэтиленовых труб относится, прежде всего, высокая кислородопроницаемость. Попавший в жидкость кислород особенно опасен для отопительных приборов или котлов, входящих в систему теплоснабжения. К другим отрицательным свойствам полиэтиленовых труб можно отнести недостаточную устойчивость к механическим воздействиям, солнечному излучению, а также возможную потерю прочности с течением времени или при изменение нагрузки.

Полиэтиленовые трубы используются при строительстве газопроводов во всех развитых странах мира. В России применять полиэтиленовые трубы наиболее выгодно, ведь они устойчивы к воздействиям отрицательных температур и их можно укладывать в грунт без специальной защиты. В любых районах- с пучинистыми почвами, суровыми климатическими условиями. А небольшой вес позволяет существенно снизить затраты на транспортировку и монтаж газопровода и любые работы с ним. Все это делает полиэтиленовые трубы наиболее практичным и экономным материалом, увеличивает их популярность.

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТОВ РАСХОДА ГАЗА

4.1 Расходом газа по участкам можно разделить на: путевые, транзитные, сосредоточенные.

Путевым расходом называются расходы, которые равномерно распространяются по длине участка или всего газопровода равные или почти по величине, они могут отбираться неравномерно по длине участка, но быть одинаковыми по размеру и для удобства подсчета они равномерно распределены. К этим расходом относятся расходы, которые потребляемыми однотипный газ приборами, например емкостные или проточные водонагреватели, газовыми плитами и.т.д.

Сосредоточенный расход. Сосредоточенным расходом называется расход, которые проходят по трубопроводу не изменяясь по длине и отбирается в определенной точке сети. Обычно потребителями сосредоточенных расходов являются крупные промышленные предприятия, котельные.

Транзитный расход. Это расход газа, который проходит по предыдущим сетям не изменяясь и обеспечивая расходом газа последующие участки сети на которых он является путевым.

4.2 В жилых домах устанавливают установочные 4-х горелочные газовые плиты типа «Gefest» с расходом газа 1,18-1,23 м³/ч. Для отопление используются емкостные водонагреватели типа «Нива» с расходом газа 1,5-2 м³/ч. Для приготовление горячей воды применяют проточные водонагреватели типа «КГС 10» с расходом газа 1,85-1,95 м³/ч

4.3 Газ расходуется потребителями не равномерно. Различают виды неравномерности потребления газа: сезонную, суточную и часовую неравномерность.

Определение часового расхода производится 2 способами: с использованием коэффициента часового максимума расхода или с учетом коэффициента одновременности включения газовых приборов в жилых домах. Второй метод менее точен, поэтому расчет ведется при помощи коэффициента часового максимума. Неравномерность потребления газа оказывает большое внимание на экономические, эксплуатационные гидравлические показатели систем газораспределения, наличие провалов и пиков в графике газопотребления приводит к неполному использованию мощностей газораспределительных систем, пропускной способности магистральных газопроводов, и к неполному использованию мощностей газовых промыслов. В конечном результате приводит к повышению себестоимости газа, необходимость строительства газовых хранилищ, созданию предприятий регуляторов, т.е. приводит к дополнительным капиталовложениям. Неравномерность режима потребления газа определяется многими факторами, но в 1-ю очередь климатическими условиями и степенью благоустройства, а также наличие крупных промышленных потребителей, которых на территории населенного пункта нет.

Для регулирования сезонной неравномерности потребления газа используют: подземное хранение запасов газа; потребители - регуляторы, которым сбрасывают излишки газа в летний период; резервные мощности промыслов и газопроводов. Газ закачивают в хранилища в период наименьшего его потребления, а в месяцы наибольшего потребления газ отбирают из них. Если емкость хранилища ограничена, то используют потребители - регуляторы, с помощью которых заполняют провалы в графике потребления, т.е. подавая им излишки газа. В качестве потребителей - регуляторов используют электростанции, котельные, промышленные предприятия, рассчитанные на двойное топливоснабжение: газ и мазут или газ и угольная пыль. В летний период такие предприятия используют избытки газа, а зимой они переходят на другой вид топлива.

Суточную неравномерность потребления также регулируют путем ограничения подачи газа электростанциям и промышленным предприятиям с двойным топливоснабжением. Перспективным направлением регулирования потребления газа являются создание изометрических хранилищ сжиженного газа и установок регазификации. Суточная неравномерность по дням недели зависит от уклада жизни населения, режима работы предприятий и изменения температуры наружного воздуха. При отсутствий резких колебаний наружной температуры, потребление газа в домах, в течение четырех дней недели, примерно одинаковое. В пятницу расход газа возрастает и достигается максимума в субботу. Максимальный коэффициент суточной неравномерности потребления газа в домах составляет 1,2-1,25. Наибольшей неравномерностью характеризуется предпраздничный дни, максимальный расход газа в квартирах приходиться на 31 декабря.

Часовая неравномерность описывается суточным графиком, характеризуемым двумя пиками – утренним и вечерним. У городов со значительной промышленной нагрузкой утренний пик больше вечернего. Наибольшая часовая неравномерность наблюдается у бытовых и коммунальных потребителей. Расход газа на отопление у крупных систем в течение суток изменяется мало. Он существенно изменяется у отопительных систем периодического действия, например, при использовании отопительных печей. Режим потребление газа промышленных предприятиями в основном определяется числом рабочих смен. Суточные графики характеризуются коэффициент неравномерности и коэффициент суточной несбалансированности. Второй представляет собой отношение количества газа, которое способно обеспечить спрос на газ при его равномерной подачи, к суточному потреблению. Максимальный коэффициент потребления газа в квартирах – 1,6-2,2. В ночное время, когда потребление подает, газ накапливается в газопроводах, давление газа растет, а в пики потребления аккумулированный газ используется, и давление в магистральных газопроводах падает.

5 гидравлический расчет тупикового газопровода.

5.1 Гидравлический расчет – это подбор оптимального диаметра газопровода для заданных расходов при минимальных потерях давлений, расчет можно вести по формулам газовой динамики, используя программу ПК и с использованием таблиц или номограмм, где указываются зависимость потерь давлений от расхода газа и диаметра труб. Гидравлический расчет тупикового газопровода выполняется на основании уравнений гидродинамики, устанавливающей связь между диаметрами, расходами, перепадами давления для газопровода известной длины и конструкции. Из уравнений можно определить любой параметр по заданным значениям двух основных. Использование общих уравнений гидродинамики газа для гидравлического расчета газопровода населенных пунктов производится с учетом эксплуатационных и экономических факторов отражающих специфичность систем распределения газа. Эксплуатационные требования выражаются в ограничении диапазона колебаний давления газа у потребителя, обеспечивая нормальную работу газовых приборов у потребителя, а также агрегатов коммунально-бытовых промышленных предприятий в пределах допускаемых отклонений от номинальной тепловой нагрузки.

Выполнение эксплуатационных требований достигается ограничением величин перепада давлений между ГРП и потребителем, а экономических за счёт оптимального распределения газовых нагрузок по отдельным участкам газопровода.

5.2 Гидравлический расчет наружных тупиковых газопроводов ведется различными способами. В данном проекте используются номограммы, в которых указывается зависимость потерь давления газа и диаметра труб. При расчетах необходимо учитывать сетевые ГРП. Они настраиваются на выходное давление 3 кПа. Потери наружных газораспределительных систем должны составлять 1,2 кПа. По внутренним 0,6 кПа и общие потери давления от ГРП до самого удаленного и неудобно расположенного газового прибора не должно превышать 1,8 кПа. Таким образом на вводе наиболее удаленный от ГРП жилой дом давление не менее 1,8 к Па. При гидравлическом расчете необходимо учитывать технико-экономические показатели транспортировки газа и соблюдать правила безопасной эксплуатации.

5.3 Гидравлический расчет производится после ознакомления с Генеральным планом населенного пункта, составлению расчетной схемы, на которой указываются все потребители. В первую очередь находим длину участков фактическую, измеряя длины участков с учётом масштаба. Масштаб генерального плана равен М 1:1000. Длины участков для расчёта определяются с учётом коэффициента местных сопротивлений, который равен 1,1; т.е. расчётная длина участка должна быть больше на 10% фактической длины. Учитываются при расчёте установленные газовые приборы у каждого потребителя – в поселке Степной. У потребителя установлены 4-х горелочные газовые плиты и для местного потребления АГВ-23. Расчёт ведётся с учётом одновременности работы газовых приборов.

Расчётная длина Lp находится по формуле

lp = К_мс *lф,

Где К_мс = 1,1 – коэффициент, учитывающий местные сопротивления; lф – заданная фактическая длина.

Тогда длина участков будет составлять

l = К_мс *lф, = 1,1*31=34,1

l = К_мс *lф, = 1,1*25=27,5

l = К_мс *lф, = 1,1*50=55

5.4 Расчёт потребления газа для приготовления пищи для ПГ-4 ведём по формуле

Qп = n* q_n

где n – число потребителей; q_n = 1,25 – расход газа газовыми плитами м³/ч.

Например:

Qп = q_n *n =1,20*2=2,4

Qп = q_n *n =1,20*4=4,8

Qп = q_n *n =1,20*5=6

5.4.1 Расход газа на отопление находим по формуле

Qот = *n * q_от

где  - КПД АГВ-23 равен 0,86%;

n – количество АГВ;

q_от = 1,90 – расход АГВ м³/ч.

Например:

Qот = q_от * *n = 1,90*0,86*2=3,26

Qот = q_от * *n = 1,90*0,86*4=6,53

Qот = q_от * *n = 1,90*0,86*5=8,17

5.4.2 Потребление газа на горячее водоснабжение находим по формуле:

Qгв = * n* q_гв

- КПД проточных водонагревателей равное 0,87%;

q_гв = 1,5-ВПГ м³/ч.

Например:

Qгв = q_гв ** n = 1,5*0,87*2=2,61

Qгв = q_гв ** n = 1,5*0,87*4=5,22

Qгв = q_гв ** n = 1,5*0,87*5=6,52

5.4.3 После суммируем расход газа на приготовление пищи, отопление и находим расчётный расход по формуле

Qобщ. = К_sim (Qп + Qот+ Qгв)

К_sim – коэффициент одновременности.

Например:

Qобщ. = К_sim (Qп + Qот+ Qгв)=1*(1,25+2,03+1,7)=4,98

Qобщ. = К_sim (Qп + Qот+ Qгв)=0,59*(2,5+4,05+3,4)=5,87

Qобщ. = К_sim (Qп + Qот+ Qгв)=0,42*(3,75+6,08+5,1)=6,27

После нахождения расходов по номограммам, производится подбор диаметров газопровода и определяются удельные потери давления на каждом участке в зависимости от диаметра и расхода.

5.5 Гидравлический расчет тупикового газопровода производится в табличной форме по расчетному пути.

6 ВНУТРЕННИЙ ГАЗОПРОВОД

6.1 Газопроводы в жилых, общественных, сельскохозяйственных зданиях прокладываются, как правило, тупиковыми. Только в крупных промышленных они прокладываются закольцованными. При прокладке закольцованных, подающих большие объемы газопроводы, делаются дополнительно с продувочными линиями.

Подводящие газопроводы от наружных подводящих сетей (абонентские ответвления, вводные газопроводы) имеют длину до 100м и прокладываются обычно подземно. Могут быть из стальных и полиэтиленовых труб, при условии рабочего давления до 0,6МПа. Ввод этих газопроводов в объекты пользования производится только в помещениях, где устанавливаются газовые приборы, в том числе котельные, промышленные цехи или подъезды жилых домов.

Наружная прокладка по стенам зданий разрешается только при специальном обосновании и при условии низкого давления на жилых и общественных зданиях. Среднее и высокое II категории применяются только на производственных.