Технологические потери природного газа при транспортировке по газопроводам. Магистральные газопроводы. Наружные газопроводы. Внутридомовые газопроводы

В Приложении 6 показан пример расчета объёма выброса природного газа в атмосферу при аварии на газопроводе, связанной с частичным раскрытием газопровода.

При полном раскрытии газопровода расход газа определяется после анализа режима истечения газа по формулам (19) и (21).

При некритическом режиме истечения газа Vг, м3/ч, определяется по формуле [6]

где S — площадь отверстия, м2;

Pг — абсолютное давление газа перед местом утечки, Па;

ρог — плотность газа в нормальных условиях, кг/м3 (ρог=1,07326ρ); Tг — абсолютная температура газа перед местом утечки, К;

P1 — абсолютное давление газа на выходе из места утечки, Па. ϕ — коэффициент снижения скорости.

При критических условиях истечения газа Vг, м3/ч, определяется по формуле [6]

где S — площадь отверстия, м2;

Pа — абсолютное давление газа перед местом утечки, Па;

ρог — плотность газа в нормальных условиях, кг / м3

(ρог=1,07326ρ);

Tг — абсолютная температура газа перед местом утечки, К;

ϕ— коэффициент снижения скорости.

ВПриложении 7 приведен расчет объёма выброса газа при полном раскрытии газопровода.

śǯȱʆ˓˘ʺ˕ˆȱʶʲ˄ʲȱ˔˕ˆȱ˘˕ʲˑ˖˔˓˕˘ˆ˕˓ʵˊʺȱ

˔˓ȱʵˑ˙˘˕ˆʹ˓ː˓ʵ˩ːȱʶʲ˄˓˔˕˓ʵ˓ʹʲː

В этой главе рассмотрены потери газа, возникающие во внутридомовых газопроводах и оборудовании.

41

Причины возникновения потерь природного газа во внутридомовых газопроводах и источники возникновения потерь отражены в табл. 17

Таким образом, потери во внутридомовых сетях можно свести

кчетырем группам:

rпотери вследствие негерметичности внутридомовых газовых

систем и оборудования;

rпотери, связанные с заполнением и продувкой газопроводов и оборудования;

rпотери, связанные с обслуживанием газопроводов и оборудования;

rпотери газа, связанные с авариями и инцидентами на газопроводах и газовом оборудовании.

42

5.1. Потери вследствие негерметичности внутридомовых газовых систем и оборудования

Для расчета потерь природного газа вследствие негерметичности внутридомовых газопроводов используются формулы (17) и (18).

Нормативные технологические потери природного газа вследствие негерметичности разъемных соединений газопроводов, Vгд, м3/год, определяются по формуле [7]

i 1

где Vгд.норм.i — норма технологических потерь газа для i-го участка газопровода здания вследствие негерметичности разъемных

соединений, м3/п. м в год, принимается по табл. 18;

Li— протяженность i-го участка газопровода соответствующего диаметра и давления, п.м.

Таблица 18

При отсутствии технического обслуживания внутридомового газового оборудования технологические потери природного газа

43

возрастают в десять раз. В скобках указаны индивидуальные нормы технологических потерь, которые могут применяться для расчетов в случае, когда техническое обслуживание внутридомового газового оборудования не проводится.

Нормативные технологические потери природного газа вследствие негерметичности газоиспользующего оборудования, Vго, м3/год, определяются по формуле [7]

i 1

где Vго. норм.i — индивидуальная норма технологических потерь газа вследствие негерметичности газоиспользующего оборудования i-го типа, м3/шт. год, принимается по табл. 19;

Ni— количество газоиспользующего оборудования i-го типа, шт.

Общие потери природного газа из-за негерметичности во внутридомовых сетях, Vобщ., м3/год, определяются как сумма потерь газа в газопроводах и в газовом оборудовании

44

5.2. Потери, связанные с заполнением и продувкой газопроводов и оборудования

Количество газа, необходимого на продувку и заполнение газопровода, Vпр, м3, можно определить расчетным методом по формуле (24)

где L — длина газопровода, м; r — радиус газопровода, м;

Ратм — атмосферное давление, Па; Рг — давление газа в газопроводе при продувке (избыточное), Па; tг — температура газа, °С.

Объём газа, необходимый на продувку и заполнение газопровода, можно определить по нормативному расходу газа, Vпр, м3/год,

i 1

где Vпр.норм.i — индивидуальная норма расхода природного газа на освобождение от газа i-го газопровода при ремонте домо-

вого газового оборудования с последующим возобновлением подачи газа потребителям (его заполнением), м3/п. м., принимается по табл. 20;

Li — протяженность i-го газопровода, подлежащего ремонту, п.м./год.

45

Окончание таблицы 20

Пример расчета объёма газа, необходимого на пуск газа в населенном пункте (новая газификация), приведен в Приложении 8.

5.3. Потери газа, связанные с обслуживанием оборудования

Нормативный расход газа на технологические нужды при выполнении работ по содержанию и ремонту домового газового оборудования, связанный срегулировкой и настройкой газоиспользующего оборудования, Vто, м3/год, определяется по формуле [7]

i 1

где Vто.норм.i — индивидуальная норма расхода природного газа на проведение регулировки и настройки единицы газои-

спользующего оборудования i-го типа, м3/ед., принимается по табл. 21;

Ni — количество единиц газоиспользующего оборудования i-го типа, ед.

Расчет годовых потерь природного газа на внутридомовом газопроводе приведен в Приложении 9.

46

5.4. Потери газа, связанные с авариями и инцидентами на газопроводах и газовом оборудовании

Объемы потерь газа при авариях и объёмы газа, необходимые на технологические нужды, связанные с восстановлением газоснабжения после ликвидации аварий, Vав., м3/год, определяются по формуле

где Vу — объем утечки газа из отверстия в газопроводе, м3, определяется по формулам (28), (29) или (32);

Vуп — объём утечки при полном раскрытии газопровода, м3, определяется по формулам (33) или (34) или (40);

Vпр — объём газа, необходимый на продувку и заполнение газопровода, м3, определяется по формулам (24) или (39).

Объем утечки газа из газопровода при полном раскрытии газопровода, Vуп, м3, можно определить с помощью нормативных потерь газа [7]

где Vуп нормi — индивидуальная норма потерь газа при полном раскрытии i-газопровода, м3/ед.ч, принимается по табл. 22;

τ — время истечения, ч.

Таблица 22

47

Ŝǯȱ ʺ˘˓ʹ˩ȱ˖ˑˆʾʺˑˆˮȱ˔˓˘ʺ˕˪ȱ˔˕ˆ˕˓ʹˑ˓ʶ˓ȱ ʶʲ˄ʲȱ˔˕ˆȱʺʶ˓ȱ˘˕ʲˑ˖˔˓˕˘ˆ˕˓ʵˊʺȱ˔˓ȱˑʲ˕˙ʾˑ˩ːȱ ˆȱʵˑ˙˘˕ʺˑˑˆːȱʶʲ˄˓˔˕˓ʵ˓ʹʲː

Мероприятия по снижению потерь природного газа можно разделить на два направления: организационные и технические.

К организационным мероприятиям относятся: rсовершенствование организации и профилактического обслуживания систем газоснабжения эксплуатационными службами; rпланирование работ по эксплуатации распределительных сетей природного газа — работ по техническому обслуживанию и плановым ремонтам с проведением предварительных расчетов потерь природного газа и последующий мониторинг потерь;

rпри проведении работ по присоединению новых построенных наружных сетей природного газа к действующим газопроводам, производить разделение потерь для их оплаты небытовыми потребителями;

rпроведение согласований с газораспределительными организациями при производстве земляных работ вблизи действующих сетей природного газа для исключения их повреждения. Выполнение расчетов аварийных утечек газа и компенсация этих расходов за счет виновных лиц;

rдокументирование всех потерь природного газа, их анализ, принятие решений об оптимизации потерь, мониторинг этого процесса.

Технические мероприятия по снижению потерь: rобязательное оснащение измерительным оборудованием всех мест потребления, использования природного газа для технологических нужд (в том числе технических кабинетов, учебных полигонов), его учет и анализ;

rповышение герметичности систем газоснабжения за счет применения новых видов оборудования, арматуры и уплотнительных материалов;

rсовершенствование материалов и оборудования, применяемого для пассивной и активной защиты от электрохимической коррозии газопроводов, своевременного нахождения повреждений изоляции, включая новые виды изоляционных материалов, современ-

48

ных конструкций катодных станций и приборной техники нового поколения на основе микропроцессоров, а также переход на использование полиэтиленовых труб, не подверженных коррозии; rсовершенствование приборной техники диагностирования и контроля герметичности элементов систем газоснабжения природным газом.

ŝǯȱʇʲ˖ˣʺ˘ȱ˘ʺˠˑ˓ˏ˓ʶˆˣʺ˖ˊ˓ʶ˓ȱ˄ʲ˔ʲ˖ʲȱʶʲ˄ʲȱ

ʵȱʶʲ˄˓˔˕˓ʵ˓ʹʺ

Зачастую при проведении ремонтных работ на ГРС, на газораспределительных сетях или при возникновении аварийной ситуации на газопроводе возникает необходимость газоснабжения потребителей из запасов природного газа, находящегося в газопроводах. При проведении вышеуказанных работ необходимо заранее знать объём запаса газа в газопроводах, для этого газораспределительные организации регулярно проводят инвентаризацию имеющихся газопроводов (с учетом выбывших из эксплуатации и вновь построенных газопроводов) и определяют объём запаса газа. Объём запаса газа в газораспределительных сетях определяется по каждой ГРС (по источнику газоснабжения) с разбивкой по категориям газопроводов (по давлению газа). Существующие категории газопроводов отражены в табл. 23.

49

Окончание таблицы 23

Для локальных участков газопроводов (протяженностью до 5км) при отсутствии отводов и при небольшой скорости газового потока объём запаса газа рассчитывается по формуле (16)

P ¸T

Vзапас Vп ¸ ¸а ¸с ,

Tг Z Pс

где Vп — геометрический объем пространства (полости) газопровода;

Pа –давление газа абсолютное, МПа; Tг –температура газа, К;

Pс — давление газа при стандартных условиях, МПа; Tс — температура газа при стандартных условиях, К;

Z — коэффициент сжимаемости газа (определяется по формуле 4).

На протяженных участках (свыше 5 км), при многочисленных отводах и при скорости газа более 15 м/с, в расчетах необходимо учитывать падение давления газа в конце участка газопровода и изменение температуры газа в начале участка газопровода и в конце. Изменение давления газа связано с тем, что на протяжении участка газопровода существуют отводы, по которым производится отбор газа, а также падение давления газа связано с физическими свойствами природного газа — динамической вязкостью газа, что также приводит к падению давления в конце участка.

Причиной изменения температуры газа в газопроводе является внешняя среда. Если в зимнее время газ двигался сначала по надземному газопроводу и затем длительное время по подземному газопроводу, то в конце участка газопровода температура газа может быть выше, чем в начале участка, поэтому необходимо учитывать температуру грунта.

Объём запаса газа на протяженных участках определяется по формуле

50