5905

11

Высоту прокладки принимают такой, чтобы газопроводы были доступны для ремонта и осмотра, также исключена возможность их повреждения.

Минимальное расстояние от газопроводов, проложенных на опорах, до соседних зданий и сооружений принимаются по СниП 2.04.08-89.

Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, можно прокладывать без уклонов. Газопроводы, транспортирующие влажный газ прокладывают с уклоном не менее 0,002, а в низших точках предусматривают устройства для удаления конденсата (дренажные штуцера). Трубы и арматуру следует покрывать тепловой изоляцией.

Для компенсации тепловых удлинений следует применять линзовые или П-образные компенсаторы.

Пересечение газопроводами преград различного назначения. Переходы через водные преграды и овраги.

Пересечение газопроводами водных преград (протоков) может быть осуществлено несколькими способами: подвеской к конструкциям существующих мостов, строительством специальных мостов, использование несущей способности самих труб и прокладкой под водой (дюкеров).

Наиболее простой и экономичной является подвеска газопроводов к конструкциям существующих автомобильных и пешеходных мостов. Этот способ однако применяют редко, из-за отсутствия мостов в необходимых для перехода местах, а также по соображениям безопасности. Допускается подвеска на автомобильных и пешеходных мостах газопроводов давлением до 0,6 Мпа. Прокладка газопроводов любых давлений и назначений запрещена.

Подвеска газопроводов к конструкциям существующих мостов должна обеспечивать свободный доступ для ремонта и осмотра, компенсацию напряжений и безопасное рассеивание в воздухе возможных утечек газа.

Сооружать специальные мосты для прокладки газопроводов обычно целесообразно через реки с большими скоростями течения (выше 2 м/с), с частыми и бурными паводками, неустойчивыми руслом и берегами.

В городах наиболее применима прокладка газопроводов под водой (дюкеров). Выбор трассы для подводных переходов должен согласовываться с общей схемой газоснабжения города и одновременно обеспечивать удобство и безопасность эксплуатации сооружений.

Трассу дюкера необходимо располагать на прямолинейном участке реки с устойчивым руслом и берегами и пересекать реку под углом 90 градусов к прямолинейному участку.

Число ниток перехода зависит от системы ответственности перехода, принятой системы распределения газа и других местных условий. Если переходы входят систему основных газопроводов и если авария или ремонтные работы на таких переходах приводят к длительному или краткосрочному перебою подачи газа, то число ниток должно быть не менее 2х. Пропускная способность каждой нитки не менее 70% от общей пропускной способности подводящих газопроводов.

12

Однониточные переходы могут применяться при кольцевых системах газоснабжения, а также при подаче газа отдельным потребителям, способным без значительного ущерба перейти на другие виды топлива.

Для обеспечения устойчивого положения дюкеров на дне водоема их снабжают грузами.

Аналогично подводным переходам могут укладываться переходы по дну оврагов, пересыхающие ручьи и другие преграды.

Для всех видов переходов необходимо отводить охранную зону и предусматривать на берегах опознавательные знаки установленных образцов.

Тип переходов газопроводов через железнодорожные и трамвайные пути, через автомобильные дороги выбирают в зависимости от местных условий и экономической целесообразности.

Пересечения следует предусматривать под углом 90 градусов.

Подземные переходы газопроводов всех давлений в местах пересечения с железнодорожными, трамвайными, автомобильными путями I-III категории, а также скоростными магистралями в черте города прокладывают в стальных футлярах, концы которых должны быть уплотнены. На одном конце футляра должны быть установлены контрольные трубки, выходящие под контрольное устройство.

Размещение контрольных устройств на газопроводах.

Отключающие устройства устанавливают на газопроводах в следующих случаях: на вводах выводах из ГРП и хранилищ газа, на вводах в отдельные здания, а также перед наружными (открытыми) газопотребляющими установками, при пересечении в две нитки водных преград, а также при ширине водных преград 50м и более, при прокладке в коллекторе.

На переходах газопроводов через водные преграды отключающие устройства устанавливают на обоих берегах.

Отключающие устройства допускается устанавливать на газопроводах всех давлений для отключения отдельных участков или районов газоснабжения, на ответвлениях от распределительных газопроводов, а также при пересечении железных и автомобильных дорог.

Отключающие устройства на ответвлениях размещают в удобном и доступном для обслуживания месте.

На подземных газопроводах отключающие устройства устанавливают в колодцах как правило, вместе с компенсаторами.

На ответвлениях от распределительного газопровода, предназначенных для газоснабжения жилых зданий и мелких коммунальных объектов, отключающие устройства допускается размещать на стенах зданий. На вводах газопроводов высокого и среднего давления и газопроводов сжиженных газов, отключающие устройства размещают как правило, снаружи здания в удобном и доступном месте. Расстояние по горизонтали от отключающих устройств до дверных и оконных проемовне менее 0,5м.

13

Лекция 4 Защита газопроводов от коррозии.

Типы коррозии.

Коррозией металла называют разрушение металлической поверхности под влиянием химического или электрического воздействия окружающей среды.

Коррозия внутренней поверхности труб в основном зависит от свойств газа. Она обусловлена повышенным содержанием в газе кислорода, влаги, сероводорода и других агрессивных веществ. Борьба с внутренней коррозией сводится к удалению из газа агрессивных веществ, т.е к хорошей его очистке.

Значительно большие трудности представляет борьба с внешней коррозией труб уложенных в грунт.

Различают 2 вида коррозии - химическую и электрохимическую. Химическая коррозия характеризуется разрушением металла вследствие

его непосредственной реакции со средой неэлектролитом. Химическая коррозия не сопровождается появлением электрического тока.

Химическая коррозия является сплошной коррозией, она протекает по всей поверхности металла, при которой стенки трубы уменьшаются равномерно. Такой процесс является менее опасным, с точки зрения сквозного повреждения труб. В практике чаще всего встречается разрушение металла в следствии электрохимической коррозии.

Этот вид коррозии возникает в растворах электролитов. Механизм электрохимической коррозии в общих чертах сходен с процессом в гальванических элементах, одни участки поверхности служат анодом (-), а другие катодом (+). В таком гальваническом элементе химическая энергия превращается в электрическую. Металл при соприкосновении с грунтом посылает в него свои положительно заряженные ионы. Электроны остаются в металле и он приобретает отрицательный потенциал, а грунт заряжается положительно, т.к в нем накапливаются положительные ионы.

Почва (поверхностный слой земной коры) и грунт (нижележащие горные породы) содержат различные химические реагенты и влагу и обладают ионной электропроводимостью. это делает их коррозионно-активными электролитами по отношению к эксплуатируемым в них газопроводам. Электрохимическая неоднородность расположенных рядом участков газопровода вызывает разность их электродных потенциалов. Металл подвергается коррозии в анодных зонах и участках, т.к в них электроны металла выходят в грунт.

Электрохимическая коррозия имеет характер местной коррозии, т.е такой, когда на газопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины которые могут превратиться в сквозные отверстия в стенке трубы.

Местная коррозия гораздо опаснее сплошной коррозии. Электрохимическую коррозию внешних поверхностей труб, уложенных в

грунт называют почвенной коррозией.

14

Электрохимическая коррозия возникает также при воздействии на газопровод электрического тока, который движется в грунте.

В грунт токи попадают в результате утечек с рельсов электрифицированного транспорта - их называют блуждающими.

Коррозию возникающую под действим блуждающих токов называют электрической.

Блуждающие токи стекая с рельсов движутся к отрицательному полюсу тяговой подстанции. В местах где повреждена изоляция они попадают на газопровод. Вблизи тяговой подстанции токи выходят на поверхность земли в виде положительно заряженных ионов металла.

Участки выхода тока из газопроводов представляют собой анодные зоны. Электрическая коррозия блуждающими токами гораздо опаснее электрохимической коррозии. В городских условиях это наиболее распространенный вид коррозии.

Факторы влияющие на коррозию.

Основными факторами, влияющими на почвенную коррозию являются: тип грунта, влажность, температура, электропроводность, воздухопроницаемость, наличие солей и др.

Факторы влияющие на коррозию блуждающими токами: плотность блуждающего тока в земле, сопротивление грунта, сопротивление между газопроводом и землей, взаимное расположение газопроводов и источников токов

Сухие грунты менее активны, чем влажные. С увеличение влажности коррозионная активность грунта возрастает. Наибольшую активность грунт имеет при 11 - 13%. Дальнейшее увеличение влажности приводит к уменьшению активности. При высоких грунтовых водах процесс коррозии замедляется. При понижении температуры и при замерзании процесс коррозии замедляется. Увеличивается коррозионная активность при повышенном содержанни хлора и пониженном рН грунтовой воды.

Городские грунты, засоренные сточными водами, имеющие разнородную структуру и различные включения являются коррозионно-активными.

Высокой коррозионной активностью обладают торфяные грунты, засоренные мусором, богатые черноземом.

Средней - глинистые, солончаковые, известковые, бедные черноземом. Низкой - песчаные, песчанно - глинистые.

Коррозионная активность грунтов по отношению к стальным газопроводм оценивается визуально, в зависимости от удельного электрического сопротивления грунта и потери массы образцов.

Для выявления коррозионного состояния подземного газопровода проводя электрические измерения, основными их которых является определение потенциала газопровода по отношению к земле, а также направлению и глубине блуждающего тока.

Методы защиты газопровода от коррозии

15

Существующие методы защиты от коррозии делятся на 2 группы: пассивные и активные.

Пассивные методы заключаются в изоляции газопровода.

Требования к изоляционным материалам: монолитность покрытия, водонепроницаемость, хорошее прилипание к металлу, химическая стойкость в грунтах, высокая механическая прочность, наличие диэлектрических свойств. Изоляционные материалы не должны быть дефицитными.

Наиболее распространенными являются битумно - минеральные и битумно - резиновые мастики.

Для усиления изоляции применяют армирующие обертки их гидроизола бризоля, стекловолокна. Снаружи трубу обертывают крафт - бумагой. Защитные покрытия наносят только в цеховых условиях.

Изоляция бывает нормально усиленная и весьма усиленная. Применят также пластмассовые пленочные ленты.

Газопроводы, прокладываемые в пределах территории городов и других населенных пунктов, промышленных предприятий изолируют защитными покрытиями весьма усиленного типа.

На все материалы, применяемые для изоляции газопроводов должны иметься сертификаты качества.

К активным методам защиты относят катодную протекторную защиты, электрический дренаж. Основным методом защиты от блуждающих токов является электрический дренаж. Одна дренажная установка может защитить газопровод большой протяженности (несколько километров).

Газопроводы, прокладываемые в зоне блуждающих токов должны иметь весьма усиленную изоляцию независимо от коррозионной активности грунта.

При включении дренажной установки изменяется распределение токов и потенциалов во всей системе "реьс-земля-газопровод".

Для защиты газопроводов от почвенной коррозии применяют катодную заглушку.

При катодной заглушке на газопровод накладывается отрицательный потенциал при помощи постоянного тока, т.е переводят весь защищаемый участок в катодную зону

Отрицательный полюс источника тока присоединяется к газопроводу, положительный к зазелелнию (аноду). При этом постепенно разрушается анодное заземление защищая газопровод.

При катодной защите возникает замкнутый контур электрического тока, который течет от положительного полюса источника тока по изолированному кабелю к анодному заземлению, от анодного заземления ток растекается по грунту а попадает на газопровод, далее течет по газопроводу, а от него по изолированному кабелю возвращается к отрицательному полюсу источника питания. Установка может защищать участок газопровода от 1 до 20 км. В качестве анодов применяют малорастворимые материалы (чугунные, железокремниевые, графитовые).

16

При протекторной защите участок газопровода превращают в катод без постороннего источника тока, т.е путем использования в электрической цепи протекторов из металлов, обладающих в коррозионной среде более отрицательным потенциалом, чем металл трубопровода (цинк, магний, алюминий и их сплавы).

Анод помещают в грунт рядом с газопроводом. В образованной таким образом гальванической паре корродирует протектор (анод), а газопровод защищается от коррозии.

Для исключения возможности электрического контакта газопровода с заземленными конструкциями и коммуникациями потребителей на вводах газопроводов устанавливают изолирующие фланцевые соединения. Их также устанавливают на надземных и надводных переходах газопроводов через препятствия, также на вводах и выводах газопроводов в ГРС, ГРП и ГРУ.

В качестве прокладок используют паронит или текстолит.

Для защиты надземных газопроводов от атмосферной коррозии на них наносят лакокрасочные покрытия.

Все газопроводы, находящиеся внутри зданий, на наружных установках и коммуникациях, эстакадах, в подземных каналах, для быстрого их обнаружения должны быть окрашены в желтый цвет.

Лекция 5 Режим потребления газа.

Все городские потребители потребляют газ неравномерно.

Потребление газа изменяется по месяцам года, дням недели, часам суток. В зависимости от этого, различают:

1.Сезонную неравномерность или неравномерность по месяцам года.

2.Суточную неравномерность или неравномерность по дням недели.

3.Часовую неравномерность или неравномерность по часам суток. Наличие пиков и провалов в потреблении газа приводит к неполному

использованию мощностей газовых приисков и пропускной способности магистральных газопроводов.

Сезонная неравномерность.

Знание годовых графиков газопотребления позволяет позволяет правильно планировать спрос на газ по месяцам года, определять необходимую мощность городских потребителей - регуляторов, планировать проведение ремонтных работ.

Из всех видов потребления наибольшей сезонной неравномерностью характеризуется отопительная нагрузка. Наиболее равномерно потребляют газ заводы.

Наибольшие колебания расхода по месяцам будут наблюдаться в городах, где потребление газа на отопление и вентиляцию составляет значительную долю общего расхода.

17

Неравномерность газопотребления представляет собой отношение максимального расхода газа в единицу времени в течении определенного периода к среднему расходу в течении того же периода.

Если отопительная нагрузка:

Q=C(tв-tн)n

Где С- постоянная величина. tв -внутренняя температура

tн -наружная температура, средняя для периода n n-число часов или суток стояния температуры tн

Месячные расходы в % от годового расхода

qм = (tв - tсср )nм 100 ∑(tв - tсср )пм

По этой формуле можно рассчитать график расхода газа на отопительные нужды. Как для года, так и для каждого месяца.

Годовой график потребления газа.

Неравномерность потребления газа характеризуется двумя показателями: 1.Количеством газа в долях от годового потребления.

2.Максимальным значением коэффициента годовой неравномерности потребления газа.

Коэффициент сезонной месячной неравномерности потребления газа Км определяют как отношение среднесуточного расхода за данный месяц к среднесуточному расходу за год.

Км

= qм × 365

ni 100

a = ∑ Кi − N 100

12

N-число месяцев в году, для которых К>1.

Кi, ni- соответственно коэффициент неравномерности и число дней.

Если построить годовой график потребления на котором ордината представлена в виде коэффициентов неравномерности, то можно увидеть, что неравномерность потребления соответствует площади над средней линией подачи газа (избыток) или равной ей площади (недостаток газа под линией подачи). Равномерная подача газа, при которой удовлетворено потребление, соответствует Км=1

18

Суточная неравномерность.

Максимальное значение коэффициента суточной неравномерности за месяц и отопительный период можно определить, используя данные приведенные в СНиП 2.01.01-82 (строительная климатология и геофизика).

Максимальное значение суточной неравномерности отопительной нагрузки (за месяц).

Максимальные коэффициенты суточной неравномерности на бытовые и коммунальные нужды равны: для квартир, где газ используется только для приготовления пищи, К макс=1,2; для квартир, где газ используется для приготовления пищи и горячей воды – 1,25; для бань – 1,82; для различных отраслей промышленности – 1,1-1,2.

Часовая неравномерность.

Городские газовые сети рассчитывают на максимальные часовые расходы газа. Для всех городских потребителей характерна часовая неравномерность потребления газа в течении суток.

Суточный график потребления характеризуется двумя типами – утренним и вечерним. Суточные графики характеризуются теми же показателями, что и годовые; неравномерностью αсут и максимальным значением коэффициента неравномерности.

Регулирование неравномерности потребления газа.

Для регулирования сезонной неравномерности газопотребления применяют следующие способы:

1.Подземное хранение газа.

2.Использование потребителей – регуляторов, которым сбрасывают излишки в летний период.

3.Резервные мощности промыслов и газопроводов.

В результате технико – экономического анализа определяют оптимальный состав средств регулирования неравномерности потребления.

При регулировании неравномерности годового графика сначала выявлыют возможную степень его выравнивания путем использования подземных хранилищ. В периоды наименьшего потребления газ закачивают в хранилища, в результате увеличивается суммарное потребление, а в месяцы наибольшего потребления газ отбирают из хранилищ и тем самым уменьшают максимум подачи газа магистральным газопроводом. Если емкость хранилища ограничена, тогда используют потребителей – регуляторов. В качестве потребителей – регуляторов используют электростанции, котельные которые имеют двойное топливоснабжение: газ –

19

мазут или газ – угольная пыль. В летний период они используют избытки газа, а зимой переходят на другой вид топлива.

Наибольшие трудности представляет удовлетворение суточных пиковых нагрузок, возникающих при значительных снижениях наружной температуры (при морозах), т.е суточной неравномерности отопительной нагрузки. Использование для этой цели подземных хранилищ неэкономично.

Для уменьшения суточной неравномерности отопительной нагрузки приходится вводить ограничения, т.е прекращать или сокращать подачу газа промышленным предприятиям, переводя их газоиспользующие устанокки на другой вид топлива. Если использование двойного топливоснабжения для электростанций с сезонным потреблением газа экономически обосновано, то для большинства промышленных предприятий это связано с определенным ущербом. Рациональное решение рассматриваемого вопроса – это создание станций пикового покрытия неравномерности газопотребления. На таких станциях сооружают изотермические хранилища сжиженного метана или пропана и установки регазификации. Из испарившегося пропана до подачи в газораспределительную сеть приготавливают газовоздушную смесь, которая по теплотехническим характеристикам эквивалентна природному газу. Если на станции хранится сжиженный природный газ (метан), тогда его после испарения непосредственно подают в сеть.

Определение расчетных расходов газа.

Городские системы газоснабжения не имеют аккумулирующих емкость,

Qчмакс = Кч.гмакс × 8760Qг = Qгт

расположенных у потребителей. Отсюда, чтобы система нормально функ

ционировала, ежечасовая подача газа в городскую сеть должна строго соответствовать потреблению. Если потребление окажется меньше подачи, сети не примут лишний газ; если же оно будет больше подачи, тогда начнет падать давление в сетях и будет нарушено нормальное газоснабжение. Отсюда следует, что пропускную способность газовых сетей и элементов необходимо рассчитывать на пиковые, максимально – часовые расходы газа. Максимально – часовые расходы для городских газопроводов всех давлений и назначений определяют по годовым расходам и коэффициентам неравномерности потребления:

потребления в год

m – число часов использования максимума, m=8760/ Кч.тмакс

Если бы потребление газа в течении года было равномерным и арвным максимальному часовому расходу, тогда весь годовой расход потребили бы,

20

в m часов. Величину, обратную m, называют коэффициентом часового максимума:

Кm=1/m

Qчмакс= Qг Кm

Коэффициент часового максимума принимается по СНиП 2.04.08 – 87 таб

4.

Определение расчетных расходов газа для внутридомовых газопроводов и

квартальных газовых сетей.

При определении расчетных расходов газа нужно учитывать газовое оборудование квартиры, её населенность и число квартир, при соединении их к газопроводу.

Для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа Qр(м3/ч) следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия

п

Qр = ∑КоQномNi

1

Ко – коэффициент одновременности работы однотипных приборов или однотипных групп приборов: его берут для общего числа приборов, для жилых зданий это число квартир.

qном – номинальный расход прибором или группой приборов, м3/ч принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам приборов.

Ni – число однотипных приборов или групп приборов.

Можно поределить расчетных расход газа посредством максимальных коэффициентов часовой неравномерности по формуле:

n – число типов квартир.

ЛЕКЦИЯ 6 РЕГУЛИРОВАНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ГОРОДСКИХ СЕТЯХ.

Газовое топливо должно подаваться под определенным давлением в зависимости от условий его использования. Газосбытовая организация