книги из ГПНТБ / Гордюхин, А. И. Эксплуатация и ремонт газовых сетей

ность деления становится тем более очевидной, если отметить, что границы давлений все время изменяются. Прошло немного времени с тех пор, когда предельным давлением для городских газопроводов считалось 3 кгс/см2, а для сетей среднего давле­ ния - 1 кгс/см2. По мере дальнейшего развития газификации

иповышения качества строительно-монтажных работ, а также улучшения защиты газопроводов от коррозии, надо полагать, допустимые величины давлений могут повышаться.

Сточки зрения обеспечения наивысшей пропускной способ­ ности сетей в газопроводах наиболее желательно иметь макси­ мальное давление. Однако при этом усложняется эксплуатация

иповышается опасность как для эксплуатационного персонала

при производстве работ, так и для • жителей, проживающих вдоль трасс действующих газопроводов. Объясняется это тем, что при образовании на подземных газопроводах каких-либо отверстий, например за счет коррозии или при разрыве сварных стыков, количество выходящего газа будет тем больше, чем выше давление в газопроводе. В такой же зависимости нахо­ дится скорость распространения и проникновения газа по грун­ ту в здания и сооружения. Вот почему с увеличением давления газопроводы стремятся относить на большие расстояния от границ зданий, инженерных сооружений и т. п. Эти расстояния устанавливаются в зависимости от величины давления в газо­ проводе (табл. 1). В связи с этим далеко не по всем проездам можно прокладывать газопроводы более высокого давления и приходится переходить на меньшее давление, в частности на среднее, хотя оно менее экономично.

Следует иметь в виду, что указанные расстояния ни в коей степени не исключают опасность при повреждениях газопрово­ дов, а лишь уменьшают ее и создают лучшие условия при вы­ полнении аварийно-восстановительных и эксплуатационных

работ.

Газопроводы высокого и среднего давления служат для по­ дачи газа из одного района города в другой и для питания сети низкого давления через регуляторные пункты, а также для снабжения крупных коммунально-бытовых и промышленных потребителей. При некоторых системах, как мы увидим далее, к ним могут присоединяться также жилые дома и другие потре-

10

Таблица 1

Минимальные расстояния по горизонтали между газопроводами и объектами, м

бители, но с обязательной установкой регуляторов, снижающих давление газа до величины, потребной для нормальной работы газовых приборов и установок. Газопроводы низкого давления в первую очередь используются для присоединения жилых до­ мов и мелких коммунально-бытовых потребителей.

. Классификация систем распределения газа

В газовых распределительных сетях населенного пункта может быть одно давление, например низкое, или несколько — среднее и низкое, высокое и низкое и т. п. В зависимости от этого различаются следующие системы распределения газа.

1. Одноступенчатая, при которой распределение и подача газа потребителям осуществляются только под одним давлени­ ем.

2.Двухступенчатая, предусматривающая подачу газа от общегородских ГРС до регуляторных пунктов (ГРП) по газо­ проводам высокого или среднего давления, а от районных ГРП до потребителей — по газопроводам низкого давления.

3.Трехступенчатая (многоступенчатая), объединяющая в своем составе газопроводы высокого, среднего и низкого давле­ ний. Высокое давление обычно используется для питания газо­ проводов среднего давления через головные газорегуляторные пункты (ГГРП), а также для подачи газа крупным промышлен­ ным потребителям.

4.Система распределения сжиженного газа. Она имеет свои особенности. Здесь, как правило, несколько источников газо­ снабжения и газовые сети не являются едиными.

Кроме указанных основных систем возможна их комбинация

для отдельных районов города.

11

Для любой системы газоснабжения весьма желательно иметь несколько источников, подающих газ с различных направлений города или района.

Одноступенчатая система (рис. 4) может работать как под низким, так и под средним или высоким давлением. Питание сетей в таких системах обычно осуществляется из одной точки. Одноступенчатая система низкого давления чаще всего приме­ няется для газоснабжения небольших населенных пунктов, в частности сел и отдельных городских районов. Основными недо­

больших диаметров и неравномерность давления газа у потре­ бителей: максимальное давление — у источника газоснабжения (ГРС, ГРП, завод) и минимальное — в наиболее удаленной точке сети. По одноступенчатой схеме низкого давления снаб­ жались с заводов искусственным газом Москва и Ленинград до 1930 г. Для того чтобы иметь представление о том, насколь­ ко велики должны быть городские газопроводы при газоснаб­ жении города под низким давлением, достаточно указать, что в Москве для суточной подачи газа до 200 тыс. м3 с завода вы­ ходили один газопровод диаметром 900 мм, два по 600 мм и один — 500 мм. В настоящее время города по одноступенчатой схеме низкого давления не снабжаются.

Отмеченные выше недостатки полностью устраняются, если в газопроводах вместо низкого применить среднее или высокое давление. Такая система весьма проста, экономична и обладает большой пропускной способностью, зависящей от величины дав­ ления. Однако при этом следует иметь в виду, что в настоящее время все бытовые газовые приборы сконструированы на низкое давление. Поэтому, чтобы в газопроводах повысить давление, перед всеми приборами или в каждом доме необходимо уста­ новить регуляторы давления. Такие схемы в заграничной прак­ тике имеют место. У нас эта проблема еще ждет своего реше­ ния.

12

Одноступенчатые системы повышенного давления в первую очередь могут получить распространение в отдельных городских районах и поселках с небольшой плотностью застройки. В этом случае при одноступенчатой системе низкого давления потребо­ валась бы прокладка газопроводов больших диаметров, что экономически нецелесообразно, а при двухступенчатой системе, как мы увидим далее, необходима прокладка параллельных газопроводов низкого и среднего (высокого) давления, что так­ же невыгодно.

Двухступенчатая система газоснабжения (рис. 5) в настоя-

Рис. 5. Двухступенчатая система газоснабжения.

/ — магистральный газопровод высокого давления (отвод); 2 — ГРС; 3 — газопро­ воды высокого (среднего) давления; 4 — газопроводы низкого давления; 5 —ГРП.

щее время получила наибольшее распространение. Она приме­ нима как в небольших, так и в крупных городах. Здесь помимо газопроводов низкого давления (первая ступень) проклады­ ваются также газопроводы среднего или высокого давления (вторая ступень), служащие для распределения газа по городу и питания сетей низкого давления через регуляторные пункты.

Газопроводы низкого давления используются для подачи газа бытовым потребителям и небольшим коммунальным пред­ приятиям. Практически все жилые дома присоединяются к сетям низкого давления.

Газопроводы высокого или среднего давления помимо пита- I ния сетей низкого давления служат для подачи газа промыш- У ленным и коммунальным предприятиям. К ним также присое- [ диняются отопительные котельные.

При выборе величины давления в газопроводах второй сту­ пени всегда возникает вопрос, под каким же давлением распре-

13

делять газ в городе. Снабжение городов природным газом по­ зволяет поддерживать любое давление, допускаемое в сетях населенных пунктов, так как по магистральным газопроводам к ГРС газ подходит с давлением не менее 15—20 кгс/см2. Не­ сколько лет назад отдавали предпочтение среднему давлению. В последнее время, если позволяют условия прокладки, исходя из расстояний до зданий, преимущественно применяют газопро­ воды с давлением 6 кгс/см2.

Однако следует иметь в виду, что при повышении давления в газопроводах усложняется эксплуатация и повышается опас­ ность при повреждениях. При этом также сокращается газголь­ дерная емкость концевых участков магистральных газопрово­ дов, которая может быть использована для покрытия суточной неравномерности газопотребления городом. Особенно невыгодно подавать газ под высоким давлением при газоснабжении города через газгольдерные станции, так как уменьшается степень ис­ пользования газгольдеров. Так, например, при рабочем давле­ нии газгольдеров 8 кгс/см2 для выравнивания часовой нерав­ номерности газопотребления города через газопроводы с дав­ лением 6 кгс/см2 может отбираться только 25% газа, храняще­ гося в газгольдерном парке. Чтобы увеличить степень исполь­ зования газгольдеров, газ. приходится отсасывать с помощью эжекторов или компрессорами, но это усложняет схему.

Трехступенчатые и многоступенчатые системы применяются для наиболее крупных городов, таких как Москва и Ленинград. Трехступенчатая система (рис. 6) применяется в тех случаях,

Рис. 6. Трехступенчатая система газоснабжения,

/--магистральный газопровод (отвод); 2 — ГРС; 3 — газопровод высокого давления (6 кгс/см2); 4 — ГГРП (с высокого на среднее давление); 5 — газопровод среднего давле­ ння; б — газопровод низкого давления; 7 — ГРП со среднего на низкое давление; б — ГРП с высокого на низкое давление; 9 — граница города.

14

когда при среднем давлении получаются очень большие диамет­ ры газопроводов, а перейти по всему городу на высокое давле­ ние не представляется возможным из-за небольшой ширины улиц, в связи с чем не обеспечиваются ¡необходимые расстояния от зданий до газопроводов. В этом случае от ГРС газ подается под высоким давлением, а далее оно снижается на среднее. Высокое давление используют также для подачи газа к наибо­ лее крупным промышленным потребителям и в наиболее уда­ ленные районы города. Под средним давлением газ распределя­ ется в центральной части города. От этих газопроводов через регуляторы питаются сеть низкого давления, отопительные ко­ тельные, а также коммунальные и промышленные предприятия. В сеть низкого давления через регуляторы газ может подавать­ ся также непосредственно из газопроводов высокого давления

Рис. 7. Многоступенчатая система га­ зоснабжения.

1 — магистральный газопровод (отвод);

2— ГРС; 3 — газгольдерные станции; 4 — регуляторные станции на выходе из газ­

давление.

Принципиальная схема многоступенчатой системы распреде­ ления газа представлена на рис. 7. В этой схеме обращает на себя внимание наличие помимо городских газопроводов высо­ кого давления (третья ступень) также загородных газопроводов с давлением 12 кгс/см2.

Загородные газопроводы, которых при трехступенчатой си­ стеме газоснабжения может не быть, по существу представляют еще одну ступень давления. Основное назначение их — подача газа к газгольдерным или распределительным станциям города. Наиболее целесообразно эти газопроводы замыкать в кольцо.

Помимо колец газопроводов высокого и среднего давления, от этих газопроводов в отдельные районы города отходят лучи с регуляторами в конечных пунктах. Некоторые лучи с проти­ воположных направлений соединяются между собой, образуя дополнительные кольца и обеспечивая тем самым повышенную

15

гибкость системы. Подобная схема газоснабжения очень надеж­ на и обладает большой пропускной способностью. По ней снаб­ жается газом Москва.

Очень широкое распространение в газоснабжении комму­ нально-бытовых потребителей получил сжиженный газ. Им снабжается большая часть всех газифицированных квартир в стране. Особенно широко используется сжиженный газ в сель­ ской местности.

Различают несколько систем газоснабжения сжиженным газом:

а) от индивидуальных балонных установок; б) от групповых баллонных установок; в) от групповых резервуарных установок.

Индивидуальная баллонная установка состоит из одного или двух баллонов, газового редуктора (регулятора давления) и плиты. Баллоны устанавливаются или ів специальном шкафу с наружной стороны здания, или непосредственно на кухне у плиты. Широко применяются так называемые плиты со встроен­ ными баллонами, у которых баллон размещается в шкафу пли­ ты. Здесь источником газоснабжения является баллон, который периодически заменяется. У всех индивидуальных баллонных установок баллон с плитой соединяется при помощи открыто проложенной газовой трубы или шланга. Подземные газопро­ воды здесь не применяются. Поэтому эксплуатация газобал­ лонных установок входит в круг обязанностей работников, осу­ ществляющих эксплуатацию внутридомового газооборудования.

Групповая баллонная установка (рис. 8) состоит из шкафа на несколько баллонов, устанавливаемого у дома, к которому подсоединяется домовая система газопроводов для подачи газа в квартиры. От групповой баллонной установки могут также снабжаться газом небольшие коммунальные предприятия и уч­ реждения (буфеты, школы, детские учреждения и др.). Шкафы изготавливаются на разное количество баллонов. При определе­ нии количества баллонов принято считать, что на каждую квартиру, снабжаемую газом от шкафной установки, должен приходиться один баллон. При газоснабжении коммунальных предприятий и учреждений суммарная емкость баллонов в шкафу должна обеспечивать запас газа на 7—10 дней. Шкафы с баллонами должны размещаться у глухих (не имеющих окон и дверей) несгораемых стен или на расстоянии 8—12 м от зда­ ний в зависимости от степени огнестойкости стен. В последнем случае от шкафа к дому прокладывается подземный газопро­ вод. В настоящее время наиболее часто применяют шкафы на 8—10 баллонов, что позволяет обеспечивать газом дома с ко­ личеством квартир до 10 или одну секцию двухэтажного дома. Все баллоны в шкафу подсоединяются к общей рампе (газопро­ воду), на которой устанавливается регулятор давления типа

РД.

16

Групповая резервуарная установка (рис. 9) состоит из двух или нескольких резервуаров для сжиженного газа, к которым через регуляторы давления подсоединяются подземные газопроводы для подачи газа в жилые дома или для коммунальных и

а.

Рис. 8. Система газоснабжения сжиженным газом от групповой (шкаф­ ной) баллонной установки.

а — схемы размещения шкафа; б — шкаф групповой установки. /— шкаф у глу­

подземно и надземно. Надземная установка резервуаров раз­ решается только в южных районах страны. В северных райо­ нах она допускается при использовании газа в летнее время (для полевых станов, при сушке зерна и т. п.). Объясняется это тем, что при надземном расположении резервуаров в зимнее время резко сокращается или полностью прекращается (в зави­ симости от состава) испарение газа.

Запас газа в резервуарной установке, принимается из рас­ чета обеспечения газопотребления без дополнительной достав­ ки в течение 8—12 дней. Максимальный геометрический объем групповой резервуарной установки не должен превышать: при надземной установке резервуаров — 20 м3, при подземной — 50 м3. Если учесть, что один подземный' резерві

2—849

кой емкостью 2,5 м3 обеспечивает нормальное газоснабжение 80—100 квартир, оборудованных плитами, то становится оче­ видным, что одна групповая резервуарная установка в состоя­ нии обеспечить газом для целей приготовления пищи поселок

Рис, 9. Система газоснабжения сжиженным газом от группо­ вой резервуарной установки.

одному резервуару, сокращается до 50—60.

18

Из сказанного видно, что в городах должно быть несколько резервуарных установок и количество их тем больше, чем круп­ нее город. Следовательно, в городе при снабжении сжиженным газом образуется несколько самостоятельных систем газоснаб­ жения.

У потребителей обычно устанавливается не менее двух ре­ зервуаров. У нас в стране получили распространение резервуа­ ры геометрической емкостью 2,5; 5,0 и 10,0 м3. Конструктивно резервуары для подземных установок (см. рис. 9, б) представ­ ляют собой цилиндрические сосуды с эллиптическими днищами. Резервуары имеют горловину, на фланце которой монтируется головка управления, закрытая защитным кожухом. Головка включает в себя: узел (трубка с вентилем) наполнения резер­ вуара газом, узел удаления остатков сжиженного газа, узел отбора паровой фазы, контрольные трубки для определения уровня сжиженного газа в резервуаре, предохранительный кла­ пан высокого давления. В расходную колонку входят регулятор давления РД-32М и предохранительно-запорный клапан ПЗК40М.

Головками оборудуют один резервуар из двух соединенных между собой. Если устанавливается нечетное число резервуа­ ров, например три, то головок должно быть две, а на пять ре­ зервуаров три и т. д. Наличие двух и более групп резервуа­ ров с головками позволяет непрерывно пользоваться газом да­ же в тех случаях, когда часть резервуаров (группа) отключена для проверки, ремонта и т. п.

От подземных резервуарных установок обычно снабжаются газом многоэтажные жилые дома, а также коммунальные пред­ приятия и объекты сельскохозяйственного производства, в част­ ности животноводческие помещения (горелки инфракрасного излучения).

Газопроводы от резервуарных установок, как правило, про­ кладываются в земле. К ним предъявляются такие же требова­ ния, как и к газопроводам, по которым подается природный газ. Но в связи с тем что сжиженный газ тяжелее воздуха, колод­ цы на газопроводах сжиженного газа стремятся не делать, а запорную арматуру (краны) устанавливают на цокольной ча­ сти вводов. Вводы в подвалы делать не разрешается.

Условия прокладки газопроводов

Городские газопроводы вне зависимости от назначения и давления газа в них, как правило, прокладывают в грунте. Надземная прокладка применяется весьма редко, главным об­ разом при пересечении естественных или искусственных препят­ ствий — в виде мостовых или арочных переходов, а также на территории промышленных предприятий — по стенам зданий или на опорах. В последнее время все чаще стали применять