Газопровод низкого давления это: Классификация газопроводов по давлению | Gidrotgv.ru

Автор

Содержание

Классификация газопроводов по давлению газа, назначению, способу прокладки

Современные системы газоснабжения предполагают использование достаточно сложного комплекса оборудования, с помощью которого организовывается доставка природного топлива конечным потребителям.

Как правило такая доставка организуется через сложную систему газопроводов, причем капитальные затраты на ее создание, как правило, составляет не меньше 80% от стоимости всех затрат на снабжение конечного объекта природным газом.

Как и для любых других стандартных решений принята определенная классификация нефте и газопроводов, причем такое разделение по видам и типам предусматривает несколько критериев, которые дают возможность точно определить назначение и функции отдельного участка системы, а также обозначить материалы, технологии и стандарты создания и обслуживания таких участков. К основным из таких критериев относится разделение всех существующих газотранспортных магистралей по уровню давления передаваемой среды.

Классификация газопроводов по давлению газа

Современные системы передачи газа по трубопроводам используют принцип избыточного давления, то есть в начале магистрали создается определенное давление, при помощи которого и выполняется транспортировка газовой среды. По уровню такого давления газопроводы делят на четыре типа:

  • высокого давления первой категории с уровнем давления 1.6 до 1 2 МПа;
  • высокого давления второй категории с уровнем давление от 0,3 до 0,6 МПа;
  • среднего давлением от 0,005 до 0,3 МПа;
  • низкого давления до 0,005 МПа.

Дополнительная классификация газопроводов

Из классификации по уровню давлением логично вытекает дополнительная классификация или расшифровка классификация газопроводов по назначению:

  • транспортировки газа между населенными пунктами. В магистралях передачи этого вида топлива применяют газопроводы высокого давления;
  • для подвода к крупным потребителям и газорегуляторным пунктам используют газопроводы среднего давления;
  • системы низкого давления используют для подачи газом бытовым потребителям, коммунальным предприятиям и учреждениям с незначительным потреблением этого вида топлива.

 По выполняемым функциям существующие виды газопроводов делят на:

  • распределительные. К ним относятся газопроводы, размещенные снаружи объектов и поставляющие к ним газ от магистральных трубопроводов или газораспределительных пунктов;
  • газопроводы ввода-вывода. Это отдельные участки газопровода, которые размещаются на узлах соединения газопроводов разного типа и представляют собой небольшой участок от места подключения до запорной арматуры основного трубопровода;
  • внутренние. газопровод низкого давления от водного участка до конечного потребителя, то есть газового прибора определенного типа.

По месту прокладки принято разделять такие системы на:

  • наземные;
  • подземные и подводные;
  • проложенные внутри зданий и сооружений.

Как правило, магистральные трубопроводы и трубопроводы среднего давления прокладываются комбинированным методом, то есть часть трубы может идти под землей, под водой, а также по воздуху.

В качестве материалов для изготовления трубопроводов в основном используется сталь. Для газопроводов низкого давления могут применяться полимерные трубки.

Естественно, что что объединение в единый комплекс управления, обслуживания, и ремонта такой системы невозможно без элементов автоматики, обеспечения безопасности, запорной арматуры.

Наш завод «ВолНА» проектирует и изготавливает различное оборудование для нефтегазовой промышленности, в том числе для обустройства газопроводов разного типа и назначения. С ассортиментом продукции вы можете познакомиться на нашем сайте или напрямую обратиться к специалистам для заказа требуемого оборудования и выбора наиболее выгодного варианта доставки по России.

Газопроводы низкого, высокого и среднего давления

Система газоснабжения представляет собой сложный комплекс сооружений, предназначенный для транспортировки, обработки и распределения газа потребителям.

В систему газоснабжения входят:

- газовые сети (газопроводы) низкого, среднего и высокого давления;

- газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки;

- службы и вспомогательные сооружения, предназначенные для нормальной работы системы.

Система должна быть надежной, бесперебойной и безопасной в эксплуатации, удобной и простой в обслуживании, а также должна предусматривать возможность отключения отдельных элементов или участков для производства ремонтных работ.

Основным элементом газовых сетей являются газопроводы, которые классифицируются по следующим признакам:

по давлению: газопроводы низкого давления — до 5кПа;

газопроводы среднего давления — 5кПа — 0,3МПа;

газопроводы высокого давления — 0,3 — 1,2МПа.

высокого давления I категории 0,6 МПа – 1,2 МПа;

высокого давления II категории 0,3-0,6Мпа.

Газопроводы низкого давления служат для снабжения газом бытовых потребителей, предприятий общественного питания, небольших отопительных котельных.

Газопроводы среднего давления и газопроводы высокого давления служат для подвода газа к городским распределительным сетям низкого и среднего давления через газораспределительные пункты (ГРП), а также для подачи газа через ГРП и газорегуляторные установки (ГРУ) к промышленным и коммунальным предприятиям.

Из городских газопроводов высокого давления природный газ через ГРП и ГРУ поступает всем потребителям города. Обычно городские газопроводы высокого давления сооружаются в виде колец, полуколец или лучей. Связь между газопроводами с различным давлением газа осуществляется только через ГРП.

По местоположению относительно отметки земли газопроводы подразделяются на подземные (подводные) и наземные (надводные).

По назначению в системе газоснабжения — на городские магистральные (от газораспределительной станции (ГРС) до головных ГРП), распределительные (от ГРП до вводов в здание, включая отключающее устройство на вводе в здание), импульсные (от газового оборудования до контрольно измерительных приборов) и продувочные (газопроводы для удаления воздуха из системы газоснабжения).

По расположению в системе газоснабжения потребителей — наружные (уличные, квартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутрицеховые, внутридомовые — от ввода в здание до потребителя).

По конфигурации — на кольцевые, полукольцевые, тупиковые и смешанные.

По материалу труб — на стальные, полиэтиленовые (обозначение Пэ), резинотканевые (к плите, например).

Трассы газопроводов обычно проектируются по кратчайшему расстоянию до потребителя. Обычно газопроводы прокладываются в населенных пунктах по свободным от строительных сооружений местам — проездам, улицам.

При разработке систем газоснабжения учитываются естественные и искусственные препятствия. Число переходов через них должно сводиться к минимуму. Так, подводные переходы осуществляют несколькими нитками. Газопроводы при подводной прокладке покрываются изоляцией весьма усиленного типа.

Природный газ от городских распределительных сетей поступает на территорию промышленного предприятия через главное отключающее устройство, которое расположено вне территории предприятия в доступном и удобном для обслуживания месте. На вводе газопровода в цех отключающее устройство может устанавливаться либо снаружи, либо внутри здания. Внутри здания (цеха) газопроводы прокладываются по стенам или колоннам в виде тупиковых линий (кольцевые газопроводы сооружаются только в особо ответственных цехах). Отключающие устройства устанавливаются также перед каждым потребителем газа. С целью освобождения газопроводов от воздуха (перед пуском газопровода в эксплуатацию) или газа (при выполнении ремонтных работ) газопроводы промышленных предприятий оборудуются продувочными трубопроводами. Отводы к продувочным трубопроводам предусматриваются в конце каждого тупикового участка и перед последним отключающим устройством потребителя газа.

Расстояния между газопроводами и различными коммуникациями регламентируются правилами безопасности в газовом хозяйстве и называется охранной зоной газопровода .

Для распределения природного газа промышленным предприятиям применяются следующие системы газоснабжения:

— одноступенчатые, состоящие из газопровода низкого или среднего или высокого давления;

— двухступенчатые, состоящие из сетей среднего и низкого или высокого и низкого давления;

— трехступенчатые, состоящие из сетей высокого, среднего и низкого давления;

Многоступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давления .

В небольших городах и населенных пунктов обычно принимают двухступенчатую систему. При невозможности прокладки газопровода высокого давления (в местах наибольшего скопления населения) проектируют газопроводы среднего давления или применяют трехступенчатую систему.

Многоступенчатые системы газоснабжения с газопроводами высокого давления применяют только в крупных населенных пунктах. Кольцевые системы газоснабжения обычно прокладываются в крупных и средних населенных пунктах, а небольших городах используются тупиковые системы газоснабжения.

Крупные потребители природного газа (например, ТЭЦ, крупные заводы, химические комбинаты) могут подключаться через специальные газопроводы к ГРС или магистральным газопроводам .

Строительство газопроводов низкого давления - стоимость прокладки газопровода НД за метр

Большое спасибо работникам компании Проект Сервис. Пытался провести трубу к построенному дому сперва через госкомпанию. Промучился с оформлением, но мне предложили проект только от магистрали до ближайшей точки участка. А по участку, мол, делайте своими силами. Извиняюсь, а оно мне надо, такой геморрой с двойным подключением? Так что обратился в Проект, мне сделали полный расчет, согласо...

Видно, что в «Проект Сервис» репутацией дорожат. Работают с каждым клиентом на высоком уровне профессионализма. Мы заказывали здесь отопление по двухконтурному типу, с газовым котлом для небольшого загородного дома. У нас рядом магистраль, и в принципе не было никаких проблем с подключением. Но правки в проект мы, как одни из самых нерадивых клиентов у них, наверное, все-таки успели внес...

Пришел в Проект сервис, чтобы осуществить давнюю мечту – газифицировать дом. Раньше боялся даже браться, так как от одного слова проект становилось не по себе. Это ж надо искать людей, которые смогут грамотно сделать документы, все рассчитать, потом искать уже исполнителей… Оказывается, что можно все сделать в одной организации! Сотрудникам проект Сервис за помощь в выборе оборудования –...

Мой отзыв о сотрудничестве с данной организацией будет положительный. Работали на участке недолго (газ вели), но при этом сделали такую масштабную работу, за которую я боялся браться уже много месяцев. Начиная с бумажек. По документам помогли полностью, – начиная с расчетов, и заканчивая утверждением, все делали с Проект сервис. Жена даже не знала, что сейчас можно обратиться куд...

пенсионер

Пользовался услугами этой конторы для проведения канализации на даче. Автономной, отдельно от других. Приехали ко мне ребята, порасспрашивали про участок, что именно я хочу, для каких целей оно мне надо. В общем, спрашивали много чего, такого, что мне иногда казалось, не совсем по делу. Будьте к этому готовы. В принципе, рассказали мне все подробно. Посоветовали строить септику – согласи...

Поделюсь своим мнением о сотрудничестве с Проект Сервис. Я обратилась в эту компанию для того, чтобы навести порядок в проекте газификации дома. После ремонта мы решили переставить газовую плиту, добавить колонку для нагрева воды, но совсем не продумали, как это все узаконить, ведь есть определенные нормы, которые нужно соблюдать. Позвонили в Проект Сервис, объяснили ситуацию (хорошо...

Когда мы проводили в дом газ, думали, что будет тепло. Котел выбрали мощный, радиаторы новые, насос для разгона воды поставили, но частный сектор есть частный сектор. Только на градуснике установились стабильные январские минус 15 градусов, в доме стало очень некомфортно. Мерзнешь, когда спишь или купаешься, при этом газ на счетчике мотает интенсивно, а толку мало. Полез читать форумы. М...

Генеральный директор ООО «ДентаРус»

«В условиях сжатых сроков работы ООО «Проект-Сервис» показало себя достойным уважения партнером, способным оперативно решать рутинные трудоемкие задачи».

Занялся газификацией дома, но искал варианты подешевле, если честно признаться. Особыми финансами не располагал, хоть и понимал, что на таком ответственном деле не экономят, но жизнь поставила в определенные рамки, к сожалению. И ни разу еще не пожалел, что обратился сюда. Спасибо за профессиональную подготовку каждому специалисту, оказывается, что сейчас есть столько возможностей, чтобы...

Как ни опасаешься браться за газификацию дома, все равно к этому приходишь, ведь хочется и тепла, и нормальных жилищных условий. Мы с мужем обратились в Проект Сервис только за консультацией. Просто здесь быстрее остальных сайтов ответили на звонок и довольно доходчиво ответили на все вопросы. Подумали и решили, что, наверное, уже и останемся тут, тем более что пообещали за каждый день п...

Ростехнадзор разъясняет: Идентификация и надзор за сетями газораспределения с 1 сентября 2016г.

Письмо Ростехнадзора от 18.07.2016 N 00-06-06/1413 "О внесении изменений в Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов"


ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ

ПИСЬМО от 18 июля 2016 г. N 00-06-06/1413

О ВНЕСЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ В ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН "О ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ"

Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору в связи с вступлением в силу 1 сентября 2016 г. Федерального закона от 2 июня 2016 г. N 170-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (далее - Федеральный закон N 170-ФЗ) разъясняет.


Федеральный закон N 170-ФЗ уточняет критерии идентификации сетей газораспределения и сетей газопотребления в качестве опасных производственных объектов. Согласно внесенным изменениям к опасным производственным объектам не относятся сети газораспределения и сети газопотребления, работающие под давлением природного или сжиженного углеводородного газа до 0,005 МПа включительно.

В отношении сетей газораспределения и сетей газопотребления с давлением до 0,005 МПа включительно Ростехнадзором будет осуществляться контроль (надзор) за соблюдением эксплуатирующими организациями требований технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 29 октября 2010 г. N 870, в соответствии с требованиями Федерального закона от 26 декабря 2008 г. N 294-ФЗ "О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля".

При этом сети газораспределения и сети газопотребления с давлением до 0,005 МПа включительно как опасные производственные объекты не рассматриваются и идентифицируются как объекты технического регулирования с учетом величины давления природного газа.

При идентификации объектов в качестве сети газораспределения и сети газопотребления необходимо учитывать, что каждая из указанных сетей является единым производственно-технологическим комплексом, включающим в себя соответствующие газопроводы, сооружения, технические и технологические устройства, газоиспользующее оборудование.


Объекты, включая межпоселковые газопроводы и сети газораспределения населенных пунктов с давлением свыше 0,005 МПа, находящиеся на балансе газораспределительной организации или иной организации, до точки разграничения балансовой принадлежности в соответствии с Правилами подключения (технологического присоединения) объектов капитального строительства к сетям газораспределения, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г. N 1314, до границы давлений (0,005 МПа и ниже) в ГРП, ГРУ, ГРПШ и других редуцирующих устройствах, являются опасными производственными объектами независимо от количества единовременно находящегося в них газа и формы собственности (юридические лица и индивидуальные предприниматели).

Согласно разделу 11 Требований к ведению государственного реестра опасных производственных объектов в части присвоения наименований опасным производственным объектам для целей регистрации в государственном реестре опасных производственных объектов, утвержденных приказом Ростехнадзора от 7 апреля 2011 г. N 168 [»], в составе сети газопотребления учитываются наружные и внутренние газопроводы, сооружения, технические и технологические устройства, площадки газифицированных котельных и их оборудование, газораспределяющее оборудование, а также газовая часть газопотребляющего оборудования и установок, газовых турбин, технологических линий и др. в зданиях и сооружениях на территории организации.

То есть сеть газопотребления представляет собой единый производственно-технологический объект.

Таким образом, объект "Сеть газопотребления" попадает под критерии опасного производственного объекта при наличии оборудования, работающего под давлением природного или сжиженного углеводородного газа свыше 0,005 МПа, даже если в составе опасного производственного объекта есть оборудование, работающее под давлением природного или сжиженного углеводородного газа 0,005 МПа и ниже. При этом в сведениях, характеризующих опасный производственный объект, отражаются все характеристики объекта, в том числе участки газопроводов и оборудование низкого давления. Разделение объекта "Сеть газопотребления" на регистрируемые и не регистрируемые в реестре опасных производственных объектов мелкие участки, технологически связанные и эксплуатируемые в рамках одного предприятия, необоснованно.


Начиная с даты вступления в силу Федерального закона N 170-ФЗ сети газораспределения и сети газопотребления, работающие под давлением природного газа или сжиженного углеводородного газа до 0,005 МПа включительно, подлежат исключению из государственного реестра опасных производственных объектов на основании заявления эксплуатирующей организации по основанию, предусмотренному подпунктом "в" пункта 7 Правил регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 24 ноября 1998 г. N 1371.

В целях недопущения ошибок при идентификации сетей газораспределения и сетей газопотребления территориальным органам Ростехнадзора необходимо обеспечить особый контроль, в том числе при проведении поверок, за правильностью идентификации объектов с учетом ее подтверждения проектной документацией, техническими условиями, актами разграничения балансовой принадлежности и актами вводов в эксплуатацию.

В настоящее время в соответствии с поручением Ростехнадзора от 14 января 2016 г. N ПЧ-1 "Об усилении контроля за исполнением технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 29 октября 2010 г. N 870", территориальными органами Ростехнадзора организована регистрация поступивших заявлений об участии должностных лиц территориальных органов Ростехнадзора в работе приемочных комиссий по приемке сетей газораспределения и сетей газопотребления.

В целях оптимизации учета поднадзорных объектов на территориальные органы Ростехнадзора возлагается ответственность за ведение реестра сетей газораспределения и сетей газопотребления, работающих под давлением природного или сжиженного углеводородного газа до 0,005 МПа включительно.

Также следует отметить, что в соответствии с пунктом 5 Приложения к Положению о лицензировании эксплуатации взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектов I, II и III классов опасности, утвержденному постановлением Правительства Российской Федерации от 10 июня 2013 г. N 492 [»], организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты "Сеть газораспределения" и "Сеть газопотребления", должны иметь лицензию на эксплуатацию взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектов I, II и III классов опасности, с правом выполнения работ по транспортированию опасных веществ.

С.Г.РАДИОНОВА


Вопрос от 27.03.2018:

Как идентифицируются объекты технического регулирования в качестве сети газораспределения?

Ответ: Объект технического регулирования может быть идентифицирован в качестве сети газораспределения, если транспортирует природный газ:

  • а) по территориям населенных пунктов - с давлением, не превышающим 1,2 к газоиспользующему оборудованию газифицируемых зданий и газоиспользующему оборудованию, размещенному вне зданий, - с давлением, не превышающим 1,2 мегапаскаля.
  • б) к газотурбинным и парогазовым установкам - с давлением, не превышающим 2,5 мегапаскаля.
  • в) между населенными пунктами - с давлением, превышающим 0,005 мегапаскаля.

Вопрос от 01.03.2018:

Технический регламент, общие положения, термин "сеть газопотребления": При регистрации ОПО что определяет слово "производственная площадка", если до производственной площадки от места подключения газопровода собственника еще 3,5 км. до территории предприятия, а по территории предприятия 1,2 км до объектов газопотребления. Куда отнести при регистрации ОПО наружные сети до территории предприятия (Сеть газораспределения или газопотребления)?

Ответ: Сеть газопотребления является единым технологическим комплексом и идентифицируется, прежде всего, по технологическому предназначению (использование газа в качестве топлива) и составу. При этом протяженность газопроводов от места подключения к сети газораспределения значения не имеет. Выражение «находящийся на одной производственной площадке» следует понимать как «использующийся для газоснабжения одной организации». Подводящий газопровод, транспортирующий газ к конкретному предприятию, по технологическому назначению не может быть идентифицирован как «сеть газораспределения».


Вопрос от 01.03.2018:

Понятие "Газопровод-ввод" в Техническом Регламенте отсутствует, а в ГОСТ Р 56865-2010 понятие "Газопровод-ввод" есть. Чем руководствоваться?

Ответ: «Газопровод-ввод» является частью газопровода, входящего в состав сети газопотребления. Никаких отдельных требований к эксплуатации сети газопотребления, связанных с существованием термина «газопровод-ввод», не установлено, и необходимости чем-либо руководствоваться в связи с этим не возникает.


Вопрос от 01.03.2018:

В соответствии с пунктом 11.5. «Сеть газопотребления» <31>» Приложения №1 к приказу Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору «Об утверждении Требований к регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведению государственного реестра опасных производственных объектов» от 25.11.2016 № 495 [»] дано определение «Сеть газопотребления», с идентификацией по признакам 2.1. и 2.2. В частности, в нем указывается различное оборудование с давлением природного газа свыше 1,2 Мпа или сжиженного углеводородного газа под давлением свыше 1,6 Мпа.

В связи с эти возникает вопрос: к какому ОПО отнести наружные (межцеховые) газопроводы СУГ, в том числе газоиспользующее оборудование с давлением 0,3 Мпа, а также межцеховые газопроводы природного газа с давлением 0,3 Мпа?

Ответ: В примечании <31> к п. 11.5. давление природного газа свыше 1,2 Мпа или сжиженного углеводородного газа свыше 1,6 Мпа. указано как признак сетей газопотребления II класса опасности.

В том же примечании выше указываются признаки сетей газопотребления III класса опасности: «с давлением природного газа до 1,2 Мпа». Очевидно, что в данном случае упущено упоминание о сетях СУГ. В то же время, в соответствии с п. 4 приложения 2 Федерального закона № 116-ФЗ сети газопотребления СУГ с давлением газа свыше 0,005 Мпа и до 1,6 Мпа включительно являются ОПО III класса опасности.

Таким образом, указанные вами газопроводы и газоиспользующее оборудование должны входить в состав ОПО ««Сеть газопотребления» III класса опасности.


Вопрос от 01.03.2018:

В информационном письме Ростехнадзора «О внесении изменений в Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 18.07.2016 № 00-06-06/1413 (см.выше) дается разъяснение по регистрации ОПО, связанных с потреблением СУГ и природного газа. При этом по тексту письма имеются ссылки на отмененные нормативные документы. Например, «Требования к ведению государственного реестра», утвержденные приказом Ростехнадзора от 07.04.2011 № 168 [»] и др.

В связи с этим вопрос: актуальны ли на сегодняшний момент настоящие разъяснения и в какой степени ими можно руководствоваться при регистрации (перерегистрации, снятии с государственного регистрационного учета) объектов, использующих СУГ.

Ответ: В указанном вами письме Ростехнадзора даются разъяснения, связанные идентификацией ОПО «сеть газораспределения» и «сеть газопотребления» с учетом вступления в силу изменений в Федеральный закон № 116-ФЗ о том, что не относятся к ОПО сети низкого давления (до 0,005 Мпа). Разъяснения по этому вопросу полностью актуальны. Приказ Ростехнадзора от 07.04.2011 № 168 утверждал только лишь типовые наименования ОПО.

Стабилизаторы - устройство снижающее давление

До 2011 года в населенных пунктах допускалось прокладывать газопроводы только низкого давления. При данном способе устанавливается головной газораспределительный пункт (ГРПШ) и от него протягивается газопровод к каждому потребителю (см. рис. 1).

Рисунок 1 - Схема газификации населенного пункта газопроводом низкого давления

Недостатки газификации низким давлением

Данный тип газификации имеет несколько существенных недостатков:

  • просадка давления подводящего газа у удаленного потребителя
  • большая стоимость работ по монтажу газопровода низкого давления 

При пиковом отборе газа в утренние и вечерние часы, когда жители максимально потребляют газ (включены газовые плиты пищеприготовления, включены газовые котлы (отопление +ГВС), у абонентов, которые ближе расположены к ГРПШ, давление стабильное обычно это 3.0 кПа (СП 62.13330-2011) дальше по распределительному газопроводу давление начинает снижаться из-за сопротивлений в газопроводе.  Вследствие чего конечные потребители недополучают номинальный расход, который требуется для стабильной работы оборудования.

На схеме (см. рис.1) видно, что потери давления газа весьма существенные. Если у ближайших потребителей к ГРПШ давление газа составляет 2,8-3,0 кПа, то у дальнего потребителя возможно снижение до 1,1 кПа и менее. Что существенно ниже уровня необходимого для стабильной работы газового котла (требуется от 2,0 до 3,0 кПа).

Варианты решения без реконструкции

Один из вариантов решения для стабильной подачи давления потребителям без реконструкции действующего газопровода – это поднять давление в сети до 5,0 кПа (повышается выходное давление в головном ГРПШ, перенастраиваются устройства безопасности ПЗК и ПСК), а перед потребителем поставить устройство снижающее давление до необходимого (3,0 кПа) – стабилизатор давления газа (см. рис.2)

Рисунок 2 - Схема газификации населенного пункта газопроводом низкого давления с применением стабилизаторов давления газа марки Stab (Pietro Fiorentini)

В настоящий момент можно найти огромное количество моделей стабилизаторов различных изготовителей, которые присутствуют на рынке.

Предлагаем присмотреться к модели стабилизаторов Stab (разработки и производства Pietro Fiorentini) (см. рис.3).

Рисунок 3 - Стабилизатор давления газа модели Stab (Pietro Fiorentini).

 

Преимущество стабилизатора давления газа модели Stab

Для начала работы данного стабилизатора модели Stab не требуется ждать формирования обратного противодавления в газопроводе перед потребителем, в связи с чем он начинает работать сразу же после подачи входного давления и позволяет в течение 5 секунд возобновить работу газопотребляющего оборудования после запуска головного ГРПШ.

Стабилизатор модель Stab представляет собой классический пружинный одноступенчатый регулятор давления газа прямого действия со сбалансированным затвором и двойной предохранительной мембраной с большим выбором конфигураций: с фильтром, с предохранительным клапаном от превышения и понижения давления (ПЗК).

Так же существует модель стабилизатора Stab со встроенным ПЗК (предохранительный запорный клапан) с защитой от просадки и от превышения выходного давления (см. рис.4).

Рисунок 4 – Фотография и схема стабилизатора Stab с встроенным ПЗК (Pietro Fiorentini)

Стабилизатор Stab отличается повышенной надежностью, а так же наличием второй рабочей мембраны, которая служит предохранителем на случай разрыва основной рабочей мембраны, в связи с чем данные стабилизаторы можно применять в замкнутом пространстве без необходимости монтажа вентиляционной трубы. Так же стабилизатор Stab снабжен балансировочной мембраной, которая исключает влияние входного давления газа на работу дроссельного узла, так же оснащен точками замера входного/выходного давления. 

Посмотреть стабилизатор Stab в каталоге

Не допустить угрозы жизни и здоровью людей

На территории городского округа Воскресенск находятся здания, которые возведены, созданы в границах зон с особыми условиями использования территорий: распределительного газопровода высокого давления 1 категории D = 426 мм, распределительного газопровода высокого давления 2 категории, D = 159 мм, распределительного газопровода низкого давления D = 159 мм, распределительного газопровода низкого давления D = 57 мм, газопроводов-вводов низкого давления D = 57 мм (далее – охранная зона), принадлежащих на праве собственности АО «Мособлгаз».
Согласно статье 28 ФЗ от 31.03.1999 № 69 «О газоснабжении в Российской Федерации», на земельных участках, прилегающих к объектам систем газоснабжения, в целях безопасной эксплуатации таких объектов устанавливаются охранные зоны газопроводов.
Порядок определения и режим охранных зон объектов газового хозяйства установлен Правилами охраны газораспределительных сетей, утвержденными Постановлением Правительства РФ от 20.11.2000 № 878 (далее – Правила охраны). Так, согласно пункту 14 Правил на земельные участки, входящие в охранные зоны газораспределительных сетей, в целях предупреждения их повреждения или нарушения условий их нормальной эксплуатации налагаются ограничения (обременения), которыми запрещается:
а) строить объекты жилищно-гражданского и производственного назначения;
б) сносить и реконструировать мосты, коллекторы, автомобильные и железные дороги с расположенными на них газораспределительными сетями без предварительного выноса этих газопроводов по согласованию с эксплуатационными организациями;
в) разрушать берегоукрепительные сооружения, водопропускные устройства, земляные и иные сооружения, предохраняющие газораспределительные сети от разрушений;
г) перемещать, повреждать, засыпать и уничтожать опознавательные знаки, контрольно-измерительные пункты и другие устройства газораспределительных сетей;
д) устраивать свалки и склады, разливать растворы кислот, солей, щелочей и других химически активных веществ;
е) огораживать и перегораживать охранные зоны, препятствовать доступу персонала эксплуатационных организаций к газораспределительным сетям, проведению обслуживания и устранению повреждений газораспределительных сетей;
ж) разводить огонь и размещать источники огня;
з) рыть погреба, копать и обрабатывать почву сельскохозяйственными и мелиоративными орудиями и механизмами на глубину более 0,3 метра;
и) открывать калитки и двери газорегуляторных пунктов, станций катодной и дренажной защиты, люки подземных колодцев, включать или отключать электроснабжение средств связи, освещения и систем телемеханики;
к) набрасывать, приставлять и привязывать к опорам и надземным газопроводам, ограждениям и зданиям газораспределительных сетей посторонние предметы, лестницы, влезать на них;
л) самовольно подключаться к газораспределительным сетям.
Таким образом, нахождение в границах охранных зон газопроводов каких-либо объектов недвижимости недопустимо, так как это сопряжено с непосредственной угрозой причинения вреда жизни или здоровью граждан, эксплуатации объектов капитального строительства ввиду возможности проявления техногенных воздействий.
В ходе осуществления АО «Мособлгаз», как собственником системы газораспределения, комплекса специальных мер по безопасному функционированию такой системы проведена проверка на предмет соблюдения ограничений использования земельных участков, осуществления хозяйственной деятельности в границах охранных зон.
В результате проверки на территории городского округа Воскресенск выявлены нарушения норм промышленной безопасности объектов газового хозяйства по следующим адресам:
1. д. Цибино, ул. Центральная, д. 2 А, объект расположен в 1,0 м от оси распределительного газопровода высокого давления 1 категории, D = 426 мм.
2. с. Фаустово, ул. Железнодорожная, объект частично расположен непосредственно на трассе распределительного газопровода высокого давления 2 категории D = 159 мм и на трассе распределительного газопровода низкого давления D = 159 мм и частично в 0,8 м и 1,2 м от оси данных газопроводов соответственно.
3. д. Ворщиково, ул. 1-я Луговая, д. 13, объект расположен непосредственно на трассе распределительного газопровода низкого давления D = 57 мм.
4. д. Ворщиково, ул. 1-я Луговая, д. 15, объект расположен непосредственно на трассе распределительного газопровода низкого давления D = 57 мм.
5. с. Юрасово, ул. Центральная, д. 11 А, объект расположен непосредственно на трассе газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
6. г. Воскресенск, ул. Беркино, д. 16, объект расположен в 0,2 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
7. г. Воскресенск, ул. Беркино, д. 22, объект расположен в 0,45 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
8. г. Воскресенск, ул. Живописная, д. 19, объект расположен в 1,2 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
9. г. Воскресенск, ул. Советская, д. 15, объект расположен в 0,2 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
10. г. Воскресенск, ул. Советская, д. 43/10, объект расположен в 0,5 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
11. г. Воскресенск, ул. Советская, д. 44, объект расположенв 1,3 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
12. г. Воскресенск, пер. Тихий, д. 6, объект расположен в 1,0 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
13. г. Воскресенск, пер. Тихий, д. 6, объект расположен в 1,6 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
14. г. Воскресенск, ул. Федотовская, д. 133, объект расположен в 0,1 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
15. г. Воскресенск, ул. Фосфоритная, д. 12, объект расположен в 0,7 м от оси газопровода-ввода низкого давления D = 57 мм.
Нахождение перечисленных выше объектов в границах охранных зон не соответствует ограничениям использования земельных участков, установленным в границах таких зон.
В силу положений пункта 1 статьи 55.33 Градостроительного кодекса РФ указанные объекты капитального строительства подлежат сносу и приведению их параметров и (или) разрешенного использования в соответствие с ограничениями использования земельных участков, установленными в границах зоны с особыми условиями использования территории, о чем правообладатели указанных объектов недвижимости в письменной форме уведомлены АО «Мособлгаз».
В целях недопущения возникновения угрозы жизни или здоровью людей и обеспечения безопасного функционирования системы газораспределения АО «Мособлгаз» уведомило правообладателей вышеупомянутых объектов капитального строительства о необходимости самостоятельно осуществить снос принадлежащих им объектов капитального строительства или привести параметры принадлежащих им объектов капитального строительства и (или) их разрешенного использования в соответствие с ограничениями использования земельных участков, установленными в границах зоны с особыми условиями использования территории, в срок, не превышающий 6 (шесть) месяцев с даты уведомления, направленного АО «Мособлгаз», о чем сообщить в указанный срок АО «Мособлгаз» по адресу: Московская область, г.о. Коломна, пр. Кирова, д. 9.
В случае неисполнения требований федерального законодательства АО «Мособлгаз» будет вынуждено обратиться в суд.
 

 

 

Охранные зоны газопровода, ограничения в охранной зоне газопровода

У владельцев земельных участков часто возникает вопрос: что такое охранная зона газопровода, какие ограничения она накладывает?

Охранная зона представляет собой участок земли, находящийся между двумя параллельными линиями, проходящими по обе стороны от оси газопровода (параллельно).

Расстояние от оси газопровода до границы зависит от категории газопровода в настоящее время действуют следующие нормативы СП СП 62.13330.2011* или СНиП 42-01-2002:

охранная зона газопровода высокого давления.- от 8 до 10 м;

охранная зона среднего или магистрального газопровода – 4м;

охранная зона газопровода низкого давления – 2 м.

Нормативные расстояния устанавливаются с учетом значимости объектов, условий прокладки газопровода, давления газа и других факторов, но не менее строительных норм и правил, утвержденных специально уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в области градостроительства и строительства. Данные нормативы введены Постановлением Правительства РФ от 20 ноября 2000 г. № 878 "Об утверждении Правил охраны газораспределительных сетей".

На земельные участки, попадающие в охранные зоны газовых сетей накладываются обременения:

Запрещается строить любые строения;

  • Производить реконструкцию и снос мостов с проложенными на них газопроводами без согласования с эксплуатирующей организацией;
  • Нельзя уничтожать знаки реперные и другие на газопроводах;
  • Запрещается устраивать свалки в охранной зоне, разливать кислоты щелочи и др. растворы;
  • Огораживать и перегораживать газопроводы, препятствовать доступу обслуживающего персонала;
  • Разводить огонь в охранных зонах и размещать источники огня;
  • Рыть погреба, обрабатывать почву на глубину больше тридцати сантиметров;
  • Самовольно подключаться к газораспределительным сетям;
  • Сельскохозяйственная деятельность производится на основании письменного разрешения эксплуатирующей организации.

Утверждение границ охранных зон и наложение обременения для существующих сетей производится без согласования с собственниками земельных участков. Для строящихся газопроводов необходимо согласие собственника земельного участка.

Для проведения работ в охранной зоне газопровода необходимо получить разрешение на проведение таких работ. Организация желающая производить работы в охранной зоне обязана не менее чем за три рабочих дня до начала работ пригласить представителей эксплуатирующей организации на место производства работ.

Любые работы в охранных зонах газораспределительных сетей должны производиться при строгом выполнении требований по сохранности вскрываемых сетей и других инженерных коммуникаций, а также по осуществлению безопасного проезда специального автотранспорта и прохода пешеходов.

Работы по ликвидации или предотвращению аварий производятся без согласования, но с уведомлением собственников земельных участков по которым проложен газопровод.

Как работает система доставки природного газа?

Как работает система доставки природного газа?

Как работает система доставки природного газа?

Перетекание газа от более высокого давления к более низкому - это основополагающий принцип системы подачи природного газа. Величина давления в трубопроводе измеряется в фунтах на квадратный дюйм.

Из скважины природный газ поступает в «сборные» линии, которые похожи на ветки на дереве, увеличиваясь по мере приближения к центральной точке сбора.

Системы сбора

Системе сбора может потребоваться один или несколько полевых компрессоров для перемещения газа в трубопровод или на перерабатывающий завод. Компрессор - это машина, приводимая в действие двигателем внутреннего сгорания или турбиной, которая создает давление, чтобы «протолкнуть» газ по трубопроводам. Большинство компрессоров в системе подачи природного газа используют небольшое количество природного газа из собственных трубопроводов в качестве топлива.

Некоторые системы сбора природного газа включают установку для обработки, которая выполняет такие функции, как удаление примесей, таких как вода, диоксид углерода или сера, которые могут вызвать коррозию трубопровода, или инертных газов, таких как гелий, которые могут снизить энергетическую ценность газа.Перерабатывающие предприятия также могут удалять небольшие количества пропана и бутана. Эти газы используются в качестве химического сырья и в других целях.

Система передачи

Из системы сбора природный газ поступает в систему передачи, которая обычно состоит из трубопровода из высокопрочной стали, протяженностью около 272 000 миль.

Эти большие линии передачи природного газа можно сравнить с национальной системой автомагистралей для автомобилей. Они перемещают большие объемы природного газа за тысячи миль от регионов добычи в местные распределительные компании (НРС).Давление газа в каждой секции трубопровода обычно составляет от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от типа области, в которой работает трубопровод. В качестве меры безопасности трубопроводы спроектированы и построены так, чтобы выдерживать гораздо большее давление, чем когда-либо фактически достигается в системе. Например, трубопроводы в густонаселенных районах работают при давлении менее половины от расчетного.

Многие крупные межгосударственные трубопроводы являются «кольцевыми» - есть две или более линий, идущих параллельно друг другу на одной полосе отчуждения.Это обеспечивает максимальную производительность в периоды пикового спроса.

Компрессорные станции

Компрессорные станции

расположены примерно через каждые 50-60 миль вдоль каждого трубопровода, чтобы повысить давление, которое теряется из-за трения природного газа, движущегося по стальной трубе. Многие компрессорные станции полностью автоматизированы, поэтому оборудование можно запускать или останавливать из центральной диспетчерской трубопровода. В диспетчерской также можно дистанционно управлять запорными клапанами в системе передачи.Операторы системы хранят подробные рабочие данные по каждой компрессорной станции и постоянно корректируют набор работающих двигателей, чтобы обеспечить максимальную эффективность и безопасность.

Природный газ движется по транспортной системе со скоростью до 30 миль в час, поэтому доставка газа из Техаса в пункт приема коммунальных услуг на северо-востоке занимает несколько дней. Попутно существует множество взаимосвязей с другими трубопроводами и другими инженерными системами, что дает системным операторам большую гибкость при транспортировке газа.

Линейный пакет

50-мильный участок 42-дюймовой линии электропередачи, работающий при давлении около 1000 фунтов, содержит около 200 миллионов кубических футов газа - этого достаточно для питания кухонной плиты более 2000 лет. Количество газа в трубе называется «линейным пакетом».

Повышая и понижая давление на любой сегмент трубопровода, трубопроводная компания может использовать этот сегмент для хранения газа в периоды, когда спрос на конце трубопровода меньше.Использование linepack таким образом позволяет операторам трубопроводов очень эффективно справляться с почасовыми колебаниями спроса.

Трубопроводы природного газа и коммунальные службы используют очень сложные компьютерные модели потребительского спроса на природный газ, которые связывают дневные и почасовые тенденции потребления с сезонными и экологическими факторами. Вот почему клиенты могут положиться на надежность природного газа - когда он нужен, он есть.

Выходы

Когда природный газ по магистральному трубопроводу достигает местного газового предприятия, он обычно проходит через "затворную станцию".«Коммунальные предприятия часто имеют шлюзовые станции, принимающие газ во многих разных местах и ​​из нескольких разных трубопроводов. Затворные станции служат трем целям. Во-первых, они снижают давление в трубопроводе с уровней передачи (от 200 до 1500 фунтов) до уровней распределения, которые варьируются от ¼ фунта до 200 фунтов. Затем добавляется одорант, характерный кислый запах, связанный с природным газом, так что потребители могут чувствовать запах даже небольшого количества газа. Наконец, шлюзовая станция измеряет расход газа, чтобы определить количество полученного утилитой.

Система распределения

От шлюзовой станции природный газ поступает в распределительные трубопроводы или «магистрали» диаметром от 2 дюймов до более 24 дюймов. Внутри каждой распределительной системы есть секции, которые работают при разном давлении, с регуляторами, регулирующими давление. Некоторые регуляторы дистанционно управляются коммунальным предприятием для изменения давления в частях системы для оптимизации эффективности. Вообще говоря, чем ближе природный газ к потребителю, тем меньше диаметр трубы и ниже давление.

Как правило, центральный центр управления газовой компанией непрерывно контролирует расход и давление в различных точках своей системы. Операторы должны гарантировать, что газ достигнет каждого потребителя с достаточным расходом и давлением для заправки оборудования и приборов. Они также гарантируют, что давление остается ниже максимального давления для контролируемых секций внутри системы. Линии распределения обычно работают при давлении менее одной пятой от расчетного.

По мере прохождения газа через систему регуляторы регулируют поток от более высокого до более низкого давления.Если регулятор обнаруживает, что давление упало ниже заданного значения, он соответственно откроется, чтобы пропустить больше газа. И наоборот, когда давление поднимается выше заданного значения, регулятор закрывается для регулировки. В качестве дополнительной меры безопасности на трубопроводах устанавливаются предохранительные клапаны для выпуска газа в атмосферу, где это необходимо.

Сложные компьютерные программы используются для оценки пропускной способности сети и обеспечения того, чтобы все клиенты получали достаточные запасы газа при минимальном уровне давления или выше, требуемом их газовыми приборами.

Распределительные сети соединены между собой в несколько схем сети со стратегически расположенными запорными клапанами. Эти клапаны сводят к минимуму необходимость прерывания обслуживания заказчиком во время операций по техническому обслуживанию и в аварийных ситуациях.

Подача природного газа в дом

Природный газ проходит из магистрали в дом или офис по так называемой линии обслуживания. Как правило, коммунальное предприятие, занимающееся природным газом, отвечает за техническое обслуживание и эксплуатацию газопровода и объектов, вплоть до счетчика газа в жилых домах.Ответственность за все оборудование и линии газоснабжения после бытового счетчика лежит на заказчике.

Когда газ достигает счетчика потребителя, он проходит через другой регулятор давления, чтобы при необходимости снизить его давление до менее ¼ фунта. По некоторым коммуникационным линиям идет газ, который уже находится под очень низким давлением. Это нормальное давление для природного газа в бытовой трубопроводной системе, которое меньше давления, создаваемого ребенком, надувающим пузыри через соломинку в стакане с молоком.Когда газовая печь или плита включена, давление газа немного выше, чем давление воздуха, поэтому газ выходит из горелки и воспламеняется своим знакомым чистым голубым пламенем.

»Транспортировка природного газа NaturalGas.org

Транспортировка природного газа

Для эффективного и действенного перемещения природного газа из регионов добычи в регионы потребления требуется разветвленная и продуманная транспортная система.Во многих случаях природный газ, добываемый из конкретной скважины, должен пройти большое расстояние, чтобы достичь точки использования. Система транспортировки природного газа состоит из сложной сети трубопроводов, предназначенных для быстрой и эффективной транспортировки природного газа от места его происхождения в районы с высоким спросом на природный газ. Транспортировка природного газа тесно связана с его хранением: если транспортируемый природный газ не потребуется немедленно, его можно поместить в хранилища, когда он понадобится.

На маршруте транспортировки есть три основных типа трубопроводов: система сбора, система межгосударственных трубопроводов и система распределения. Система сбора состоит из трубопроводов низкого давления и небольшого диаметра, по которым неочищенный природный газ транспортируется от устья скважины к перерабатывающему предприятию. Если природный газ из конкретной скважины имеет высокое содержание серы и диоксида углерода (высокосернистый газ), необходимо установить специальный трубопровод для сбора высокосернистого газа. Кислый газ является коррозионным, поэтому его транспортировка от устья скважины к очистительной установке должна производиться осторожно.Обзор обработки и переработки природного газа.

Трубопроводы можно охарактеризовать как межгосударственные и внутригосударственные. Межгосударственные трубопроводы аналогичны межгосударственным магистралям: они транспортируют природный газ через государственные границы, а в некоторых случаях - через всю страну. С другой стороны, внутригосударственные трубопроводы транспортируют природный газ в пределах определенного государства. В этом разделе будут рассмотрены только основные сведения о межгосударственных газопроводах, однако обсуждаемые технические и эксплуатационные детали по существу одинаковы для внутригосударственных трубопроводов.

Межгосударственные газопроводы

Межгосударственные газопроводы
Источник: Национальная лаборатория энергетических технологий, DOE

Сеть межгосударственных газопроводов транспортирует переработанный природный газ с перерабатывающих заводов в добывающих регионах в районы с высокими потребностями в природном газе, особенно в большие густонаселенные городские районы.Как видно, трубопроводная сеть простирается по всей стране.
Межгосударственные трубопроводы - это «магистрали» транспортировки природного газа. Природный газ, который транспортируется по межгосударственным трубопроводам, движется по трубопроводу под высоким давлением, от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (psi). Это позволяет сократить объем транспортируемого природного газа (до 600 раз), а также объем транспортировки природного газа по трубопроводу.

В этом разделе будут рассмотрены компоненты системы межгосударственных трубопроводов, строительство трубопроводов, а также проверка и безопасность трубопроводов.Для получения дополнительной информации о межгосударственных газопроводах в целом щелкните здесь, чтобы посетить веб-сайт Межгосударственной ассоциации природного газа Америки.

Компоненты трубопровода

Межгосударственные трубопроводы состоят из ряда компонентов, которые обеспечивают эффективность и надежность системы, которая доставляет такой важный источник энергии круглый год, двадцать четыре часа в сутки, и включает в себя ряд различных компонентов.

Трубопроводы передачи

Транзитные трубы
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Передаточные трубы могут иметь диаметр от 6 до 48 дюймов, в зависимости от их функции.Некоторые компоненты трубных секций могут даже состоять из труб небольшого диаметра, всего 0,5 дюйма в диаметре. Однако эта труба небольшого диаметра обычно используется только в системах сбора и распределения. Магистральные трубопроводы, являющиеся основным трубопроводом в данной системе, обычно имеют диаметр от 16 до 48 дюймов. Боковые трубопроводы, по которым природный газ подается в магистраль или из нее, обычно имеют диаметр от 6 до 16 дюймов. Диаметр большинства крупных межгосударственных трубопроводов составляет от 24 до 36 дюймов.Сам трубопровод, обычно называемый «линейной трубой», состоит из прочного материала из углеродистой стали, спроектированного в соответствии со стандартами, установленными Американским институтом нефти (API). Напротив, некоторые распределительные трубы изготовлены из высокотехнологичного пластика из-за необходимости гибкости, универсальности и простоты замены.

Магистральные трубопроводы производятся на сталелитейных заводах, которые иногда специализируются на производстве только трубопроводов. Существует два различных метода производства: один для труб малого диаметра, а другой - для труб большого диаметра.Для труб большого диаметра, от 20 до 42 дюймов в диаметре, трубы производятся из листов металла, которые сгибаются в форму трубы, а концы свариваются вместе, образуя отрезок трубы. С другой стороны, трубы малого диаметра могут изготавливаться без швов. При этом металлический стержень нагревают до очень высоких температур, а затем пробивают отверстие в середине стержня, чтобы получить полую трубу. В любом случае труба проверяется перед отправкой с сталелитейного завода, чтобы убедиться, что она соответствует стандартам давления и прочности для транспортировки природного газа.

Труба

Line также покрыта специальным покрытием, предотвращающим коррозию после помещения в землю. Покрытие предназначено для защиты трубы от влаги, вызывающей коррозию и ржавчину. Есть несколько различных методов нанесения покрытия. Раньше трубопроводы покрывали специальной каменноугольной эмалью. Сегодня трубы часто защищают так называемой эпоксидной смолой, которая придает трубе заметный голубой цвет. Кроме того, часто используется катодная защита; это метод пропускания электрического тока через трубу для предотвращения коррозии и ржавчины.

Компрессорные станции

Как уже упоминалось, природный газ находится под высоким давлением, поскольку он проходит через межгосударственный трубопровод. Для обеспечения того, чтобы природный газ, протекающий по любому трубопроводу, оставался под давлением, необходимо периодически производить сжатие этого природного газа вдоль трубы. Это достигается с помощью компрессорных станций, обычно размещаемых на расстоянии от 40 до 100 миль вдоль трубопровода. Природный газ поступает на компрессорную станцию, где сжимается турбиной, двигателем или двигателем.

A Компрессорная станция
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Турбинные компрессоры получают энергию за счет использования небольшой доли природного газа, который они сжимают. Сама турбина служит для работы центробежного компрессора, который содержит тип вентилятора, который сжимает и перекачивает природный газ по трубопроводу. Некоторые компрессорные станции управляются с помощью электродвигателя, который вращает центробежный компрессор того же типа.Этот тип сжатия не требует использования природного газа из трубы, однако требует наличия поблизости надежного источника электроэнергии. Поршневые двигатели, работающие на природном газе, также используются для питания некоторых компрессорных станций. Эти двигатели напоминают очень большой автомобильный двигатель и работают на природном газе, поступающем из трубопровода. Сгорание природного газа приводит в действие поршни снаружи двигателя, которые служат для сжатия природного газа.

Помимо сжатия природного газа, компрессорные станции также обычно содержат какой-либо тип сепаратора жидкости, очень похожий на те, которые используются для осушки природного газа во время его обработки.Обычно эти сепараторы состоят из скрубберов и фильтров, которые улавливают любые жидкости или другие нежелательные частицы из природного газа в трубопроводе. Хотя природный газ в трубопроводах считается «сухим» газом, нередко определенное количество воды и углеводородов конденсируется из газового потока во время транспортировки. Сепараторы жидкости на компрессорных станциях обеспечивают максимальную чистоту природного газа в трубопроводе и обычно фильтруют газ перед сжатием.

Узлы учета

Помимо сжатия природного газа для уменьшения его объема и проталкивания его по трубе, узлы учета периодически размещаются вдоль межгосударственных газопроводов.Эти станции позволяют трубопроводным компаниям контролировать количество природного газа в своих трубах. По сути, эти измерительные станции измеряют поток газа по трубопроводу и позволяют трубопроводным компаниям «отслеживать» поток природного газа по трубопроводу. Эти узлы учета используют специальные счетчики для измерения расхода природного газа по трубопроводу, не препятствуя его движению.

Клапаны

Клапан заземления
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Межгосударственные трубопроводы включают большое количество арматуры по всей своей длине.Эти клапаны работают как шлюзы; они обычно открыты и позволяют природному газу свободно течь, или их можно использовать для остановки потока газа на определенном участке трубы. Существует множество причин, по которым трубопровод может ограничивать поток газа в определенных областях. Например, если часть трубы требует замены или технического обслуживания, клапаны на любом конце этой части трубы могут быть закрыты, чтобы обеспечить безопасный доступ инженеров и рабочих бригад. Эти большие клапаны могут быть размещены через каждые 5–20 миль вдоль трубопровода и подлежат регулированию в соответствии с правилами техники безопасности.

C Станции управления и системы SCADA

Компании, занимающиеся трубопроводом природного газа, имеют клиентов на обоих концах трубопровода - производителей и переработчиков, которые подают газ в трубопровод, а также потребителей и местных газовых компаний, которые забирают газ из трубопровода. Чтобы управлять природным газом, который поступает в трубопровод, и гарантировать, что все клиенты получают своевременную поставку своей части этого газа, требуются сложные системы контроля, чтобы контролировать газ, когда он проходит через все участки, что может быть очень продолжительным. трубопроводная сеть.Для выполнения этой задачи по мониторингу и контролю природного газа, проходящего по трубопроводу, централизованные станции контроля газа собирают, ассимилируют и обрабатывают данные, полученные от станций мониторинга и компрессорных станций по всей длине трубы.

Пункт управления трубопроводом
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Большая часть данных, получаемых станцией управления, предоставляется системами диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).Эти системы по существу представляют собой сложные системы связи, которые проводят измерения и собирают данные вдоль трубопровода (обычно на измерительных или компрессорных станциях и арматуре) и передают их на централизованную станцию ​​управления. Показания расхода через трубопровод, рабочего состояния, давления и температуры могут использоваться для оценки состояния трубопровода в любой момент времени. Эти системы также работают в режиме реального времени, а это означает, что между измерениями, выполненными вдоль трубопровода, и их передачей на станцию ​​управления есть небольшая задержка.
Данные передаются на централизованную станцию ​​управления, что позволяет инженерам трубопроводов всегда точно знать, что происходит вдоль трубопровода. Это позволяет быстро реагировать на сбои в работе оборудования, утечки или любую другую необычную активность на трубопроводе. Некоторые системы SCADA также включают возможность удаленного управления определенным оборудованием вдоль трубопровода, включая компрессорные станции, что позволяет инженерам централизованного центра управления немедленно и легко регулировать скорость потока в трубопроводе.

Строительство газопровода

По мере увеличения использования природного газа возрастает потребность в транспортной инфраструктуре для удовлетворения возросшего спроса. Это означает, что трубопроводные компании постоянно оценивают потоки природного газа через США и строят трубопроводы, чтобы обеспечить транспортировку природного газа в районы, которые недостаточно обслуживаются.

Обследование полосы отвода
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Строительство газопроводов требует тщательного планирования и подготовки.Помимо фактического строительства трубопровода, необходимо завершить несколько разрешительных и регулирующих процессов. Во многих случаях, до начала процессов получения разрешений и доступа к земле, компании, работающие с природным газом, готовят технико-экономический анализ, чтобы убедиться, что существует приемлемый маршрут для трубопровода, который оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и общественную инфраструктуру, уже существующую.

Если трубопроводная компания получит все необходимые разрешения и выполнит все нормативные требования, можно начинать строительство трубы.Завершено обширное обследование предполагаемого маршрута, как с воздуха, так и на суше, чтобы гарантировать отсутствие неожиданностей во время фактического монтажа трубопровода.

Установка трубопровода очень похожа на процесс на сборочной линии, при этом участки трубопровода завершаются поэтапно. Во-первых, путь трубопровода очищается от всех устранимых препятствий, включая деревья, валуны, кусты и все остальное, что может помешать строительству. После того, как трасса трубопровода очищена в достаточной степени, чтобы позволить строительному оборудованию получить доступ, секции труб укладываются вдоль намеченной траектории; этот процесс называется «натягиванием» трубы.Эти участки труб обычно имеют длину от 40 до 80 футов и зависят от их назначения. То есть на определенных участках предъявляются разные требования к материалу покрытия и толщине трубы.

«Натягивание» трубы
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

После установки трубы вдоль уложенной трубы выкапываются траншеи. Эти траншеи обычно имеют глубину от пяти до шести футов, так как правила требуют, чтобы труба располагалась как минимум на 30 дюймов ниже поверхности.Однако на некоторых участках, включая дорожные переходы и водоемы, труба заглублена еще глубже. После того, как траншеи вырыты, труба собирается и контурируется. Это включает сварку секций трубы вместе в один непрерывный трубопровод и, при необходимости, его небольшой изгиб, чтобы он соответствовал контуру пути трубопровода. Покрытие наносится на концы труб. Покрытие, наносимое на стане для нанесения покрытий, обычно оставляет концы трубы чистыми, чтобы не мешать сварке. Наконец, все покрытие трубы проверяется на отсутствие дефектов.

После того, как труба сварена, согнута, покрыта и осмотрена, ее можно опускать в ранее вырытые траншеи. Это делается с помощью специального строительного оборудования, которое поднимает трубу ровно и опускает ее в траншею. После опускания в землю траншея тщательно засыпается, чтобы труба и ее покрытие сохраняли целостность. Последний этап строительства трубопровода - это гидростатические испытания. Он состоит из проточной воды под давлением, превышающим давление, необходимое для транспортировки природного газа, по всей длине трубы.Это служит испытанием, чтобы убедиться, что трубопровод достаточно прочен и нет каких-либо утечек трещин, прежде чем природный газ будет прокачиваться по трубопроводу.

Трубка опускная
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Прокладку труб через ручьи или реки можно выполнить одним из двух способов. Открытый переход предполагает рытье траншей на дне реки для размещения трубы.Когда это делается, сама труба обычно оснащается бетонным кожухом, который гарантирует, что труба остается на дне реки, и добавляет дополнительное защитное покрытие для предотвращения любых утечек природного газа в воду. В качестве альтернативы может использоваться форма направленного бурения, при которой «туннель» пробуривается под рекой, через которую может проходить труба. Те же методы используются для пересечений дорог - либо через дорогу выкапывается открытая траншея и ее заменяют после установки трубы, либо под дорогой может быть пробурен туннель.

После того, как трубопровод был установлен и перекрыт, предпринимаются значительные усилия для восстановления пути трубопровода до его исходного состояния или для смягчения любых экологических или других воздействий, которые могли возникнуть в процессе строительства. Эти шаги часто включают замену верхнего слоя почвы, заборов, оросительных каналов и всего остального, что могло быть удалено или нарушено в процессе строительства. Для получения дополнительной информации о строительстве газопровода посетите веб-сайт Межгосударственной газовой ассоциации Америки.

Контроль и безопасность трубопроводов

Свинья - Инструмент для осмотра трубопровода
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу разветвленной сети газопроводов, трубопроводные компании регулярно проверяют свои трубопроводы на предмет коррозии и дефектов. Это достигается за счет использования сложного оборудования, известного как «умные свиньи».«Умные скребки - это интеллектуальные роботизированные устройства, которые перемещаются по трубопроводу для оценки внутренней части трубы. Умные скребки могут проверять толщину и округлость трубы, проверять наличие признаков коррозии, обнаруживать мелкие утечки и любые другие дефекты внутри трубопровода, которые могут либо препятствовать потоку газа, либо представлять потенциальную угрозу безопасности для работы трубопровод. Отправка «умного» скребка по трубопроводу уместно называется «очисткой» трубопровода.

В дополнение к проверке с помощью умных свиней существует ряд мер предосторожности и процедур, позволяющих минимизировать риск несчастных случаев.Фактически, транспортировка природного газа является одним из самых безопасных способов транспортировки энергии, в основном из-за того, что инфраструктура закреплена и находится под землей. По данным Министерства транспорта (DOT), трубопроводы - самый безопасный способ транспортировки нефти и природного газа. По данным Управления безопасности трубопроводов Департамента транспорта США в 2009 году, по данным Управления безопасности трубопроводов Департамента транспорта, в 2009 г. погибло более 100 человек в год, а в сетях передачи - 10 смертей.Чтобы узнать больше о безопасности трубопроводов, посетите Управление безопасности трубопроводов DOT.

Некоторые меры безопасности, связанные с трубопроводами природного газа, включают:

  • Воздушное патрулирование - Самолеты используются для предотвращения строительных работ слишком близко к маршруту трубопровода, особенно в жилых районах. Согласно INGAA
  • , несанкционированное строительство и земляные работы являются основной угрозой безопасности трубопровода.
  • Обнаружение утечек - Оборудование для обнаружения природного газа периодически используется персоналом трубопроводов на поверхности для проверки на утечки.Это особенно важно в регионах, где природный газ не одорирован.
  • Маркеры трубопроводов - Знаки на поверхности над трубопроводами природного газа указывают на наличие подземных трубопроводов для населения, чтобы уменьшить вероятность любого вмешательства в трубопровод.
  • Отбор проб газа - Регулярный отбор проб природного газа в трубопроводах обеспечивает его качество, а также может указывать на коррозию внутренней части трубопровода или приток загрязняющих веществ.
  • Профилактическое обслуживание - Это включает в себя тестирование клапанов и устранение поверхностных препятствий для проверки трубопровода.
  • Реагирование на чрезвычайные ситуации - Трубопроводные компании имеют обширные группы реагирования на чрезвычайные ситуации, которые обучаются на случай возникновения широкого круга потенциальных аварий и чрезвычайных ситуаций.
  • Программа одного звонка - Все 50 штатов ввели так называемую программу «один звонок», которая предоставляет экскаваторам, строительным бригадам и всем, кто хочет копать землю вокруг трубопровода, с одним номером телефона, который может быть вызывается, когда планируются какие-либо раскопки.Этот звонок предупреждает трубопроводную компанию, которая может пометить район или даже послать представителей для наблюдения за раскопками. Национальный трехзначный номер для одного звонка - «811».

В то время как крупные межгосударственные газопроводы транспортируют природный газ из регионов переработки в регионы-потребители и могут напрямую обслуживать крупных оптовых потребителей, таких как промышленные предприятия или потребители электроэнергии, именно система распределения фактически доставляет природный газ большинству розничных потребителей, в том числе бытовые потребители природного газа.

В чем разница между типами газопроводов?

На природный газ приходится почти четверть энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, и 33 штата производят его в промышленных количествах. У компании более 68 миллионов жилых и пяти миллионов бизнес-клиентов в США, которые получают природный газ по трубопроводам протяженностью 2,6 миллиона миль. Газопроводы классифицируются по-разному, в зависимости от их пропускной способности, назначения и юрисдикции.Например, эти трубопроводы можно классифицировать как линии сбора, передачи и распределения, которые определяют не только то, как они используются, но и то, как они регулируются. Любой, кто связан с газопроводами, должен понимать иногда тонкие различия между этими классификациями трубопроводов.

Линии сбора

Линии сбора транспортируют газ от производственного объекта, такого как устье скважины, к линии передачи, также известной как магистраль. Диаметр этих труб колеблется от двух до восьми дюймов, что относительно мало.Линии сбора могут быть такими узкими, потому что они обычно используют полевые компрессоры для создания давления, которое перемещает газ по трубопроводу. В этих устройствах используется турбина или двигатель внутреннего сгорания, который обычно приводится в действие небольшой частью транспортируемого газа.

Некоторые системы сбора включают оборудование для обработки, которое выполняет дополнительные функции, такие как удаление примесей. Такие вещества, как вода, диоксид углерода и сера, могут вызывать коррозию труб, в то время как инертные газы, такие как гелий, снижают энергетическую ценность природного газа.Эти примеси часто используются в таких областях, как химическое сырье.

Линии передачи

Природный газ перемещается из системы сбора в систему передачи, которая транспортирует газ на большие расстояния. Диаметр этих труб обычно составляет от 6 до 48 дюймов, а давление составляет от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм), в зависимости от метода производства. Такое высокое давление необходимо для транспортировки газа из регионов добычи в местные распределительные компании (НРС), которые могут находиться на расстоянии в тысячи миль.

Трансмиссионные трубопроводы обычно рассчитаны на работу с гораздо большим давлением, чем когда-либо потребуется в качестве меры безопасности. Например, трубопроводы в населенных пунктах обычно не работают более чем на половину от расчетного предельного давления. Более того, многие из этих конвейеров являются замкнутыми, что означает, что между одним и тем же источником и пунктом назначения проходит более одного линейного конвейера. Эта избыточность увеличивает максимальную пропускную способность магистрального трубопровода, которая может потребоваться в периоды пикового спроса.

Распределительные линии

Газ в магистральном трубопроводе обычно проходит через шлюзовую станцию, когда попадает в местное газовое предприятие. Затвор снижает давление в линии до уровня распределения, который составляет от 0,25 до 200 фунтов на квадратный дюйм. Эта установка также вводит одорант в природный газ, который обычно не имеет запаха. Одорант придает газу кислый запах, который потребители могут обнаружить в небольших количествах в качестве меры безопасности. Затворная станция также измеряет расход газа, чтобы определить количество, полученное газовым коммунальным предприятием.

Затем газ перемещается от станции затвора к распределительной линии, диаметр которой обычно составляет от 2 до 24 дюймов. В распределительных линиях обычно есть секции, которые работают при разном давлении, которое регулируется регуляторами. Размер трубы и давление обычно уменьшаются по мере приближения распределительной линии к заказчику.

Операторы центра управления газовой компанией непрерывно контролируют расход и давление газа в различных точках, чтобы гарантировать, что газ достигает потребителей с достаточным расходом и давлением для работы оборудования.Они также должны гарантировать, что давление остается ниже установленных пределов в целях безопасности. Близость распределительных линий к потребителям обычно ограничивает их давление до 20 процентов от проектного максимума.

Регуляторы регулируют поток газа через распределительную систему. Они откроются для увеличения потока газа, когда давление в секции упадет ниже указанной уставки, и закроются, когда давление поднимется выше другой уставки. Распределительные трубопроводы также имеют предохранительные клапаны, которые могут выпускать газ в атмосферу в качестве дополнительной меры безопасности, чтобы предотвратить разрыв труб.

Современные газораспределительные системы используют программное обеспечение для оценки своей мощности и обеспечения того, чтобы потребители получали газ с давлением выше минимального, необходимого для модернизации оборудования. Эти линии также соединены между собой в виде сетки с рядом запорных клапанов, которые сводят к минимуму перебои в обслуживании во время технического обслуживания и аварийных ситуаций.

Строительство

Безопасность является критическим фактором при строительстве газопроводов из-за давления, которое они должны выдерживать, и последствий разрыва трубопровода.Линии распределения соответствуют самым высоким стандартам строительства из-за их близости к людям. Трубы необходимо проверять на соответствие государственным и отраслевым стандартам безопасности. Сборные и транспортировочные трубопроводы специально спроектированы для их предполагаемой роли в газопроводе, хотя оба они, как правило, изготавливаются из проката из высокоуглеродистой стали. Длина каждого сегмента трубы обычно составляет от 40 до 80 футов. Диаметр и толщина сильно зависят от таких факторов, как преобладающие почвенные условия, география и плотность населения.

Распределительные трубопроводы изначально были из чугуна, который с возрастом становится хрупким. Сталь по-прежнему является обычным материалом для старых трубопроводов, хотя новые трубопроводы все чаще изготавливаются из высокопрочного пластика или композитных материалов. Старые распределительные трубы могут быть изготовлены из пластика Aldyl-A, который особенно подвержен хрупкости. Национальный совет по безопасности на транспорте рекомендовал замену распределительных трубопроводов из этого типа пластика.

Трубопроводы подвержены постоянным напряжениям, которые могут вызвать их разрушение. Движение грунта из-за циклов замерзания / оттаивания является основной причиной этих напряжений, которые обычно называют морозным пучением. В некоторых штатах требуется инспекция трубопроводов в зимний период, позволяющая отремонтировать их до того, как они разорвутся.

Установка

Исторически сложилось так, что трубопроводы прокладывались с открытыми траншеями, что до сих пор является наиболее распространенным методом сбора и транспортировки.Распределительные линии с большей вероятностью будут проложены бестраншейными методами, такими как бурение и горизонтально-направленное бурение (ГНБ), поскольку они вызывают меньшее нарушение окружающей среды. Растачивание особенно распространено для распределительных трубопроводов в городских условиях из-за его полезности при пересечении дорог.

Бестраншейные методы представляют больший риск повреждения существующих коммуникаций, так как они предполагают бурение и бурение, а не открытое копание. Металлические линии относительно легко обнаружить с помощью оборудования для обнаружения металлов, но канализационные трубы из глины и пластика требуют обнаружения менее надежными ультразвуковыми технологиями.Кроме того, поврежденные канализационные трубы могут оставаться незамеченными, пока владелец дома не заметит забитый канализационный сток. Наибольший риск возникновения поперечного отверстия заключается в том, что сантехники часто используют приводной шнек для очистки забитой канализационной линии, которая может нарушить газовую линию.

Федеральные правила, как правило, требуют, чтобы все линии электропередачи и некоторые линии сбора были проложены под землей на глубине не менее 30 дюймов в сельской местности и не менее 36 дюймов в населенных пунктах. Дороги и железнодорожные переезды также требуют, чтобы эти линии были заглублены как минимум на 36 дюймов.Минимальная глубина для водных переходов может варьироваться от 18 до 48 дюймов, в зависимости от состава почвы или породы. Линии распределения обычно должны быть заглублены на глубину не менее 24 дюймов, хотя минимальная глубина снижается до 18 дюймов вдоль дорог и 12 дюймов на частной собственности. Эти минимальные глубины применяются только при установке и не требуют поддержания в течение долгого времени.

Underground Services, Inc. - одна из старейших компаний в Соединенных Штатах, предлагающих полный комплекс услуг по подземному инженерному строительству (SUE).Свяжитесь с нами сегодня по телефону (610) 738-8762 или запросите расценки онлайн, чтобы узнать, как мы можем помочь вам с вашим строительным проектом.

Газовые системы высокого и низкого давления в нефтегазовой отрасли | Марли Роуз

Многие скважины вместе с сырой нефтью добывают некоторое количество природного газа. Другие могут производить в основном или только природный газ. Когда из скважины поступает достаточно газа, чтобы его можно было собирать и продавать, необходимо добавить дополнительное оборудование и емкости в резервуарную батарею и на устье скважины.Все оборудование, предназначенное для совместной работы с газом, называется газовой системой. Он начинается в сепараторе, где происходит выброс газа из жидких продуктов скважины.

Рисунок 1. Схема аккумуляторной батареи. Газовая система имеет маркировку G.

Давление газа

Давление является важным фактором в любой резервуарной батарее. Он проталкивает жидкость и газ через разные сосуды и помогает предотвратить потери из-за испарения. Давление регулируется клапанами как в линии выхода газа, так и в линиях выхода воды и масла.В масляных и водяных линиях используются клапаны с диафрагменным управлением для поддержания противодавления. В газовой линии также будет использоваться мембранный обратный клапан. Мембранные клапаны имеют конструкцию, в которой используются пружина и болт в верхней части для регулировки давления сброса.

Рис. 2. Обратный клапан в разрезе. (любезно предоставлено Kimray, Inc.)

Жидкости могут течь только из резервуара с более высоким давлением в резервуар с более низким давлением, поэтому в сепараторе будет самое высокое давление среди всех резервуаров в батарее резервуаров, а в резервуарах для хранения будет самое низкое давление. .Этот баланс давления контролируется газовой системой.

Рисунок 3. Измеритель давления газа.

Скважины обычно проверяются регулярно каждый месяц. Частью этого тестирования является измерение давления и объема производимого газа. Скважина обычно проходит через резервуарную батарею, чтобы измерения можно было проводить с помощью метра, как показано на , рис. 3, .

Система высокого давления

Газовую систему можно условно разделить на систему высокого давления и систему низкого давления.Система высокого давления действительно не находится под высоким давлением, особенно по сравнению с давлением в скважине; сепаратор может быть единственным сосудом, который является частью системы высокого давления. Однако сепаратор может иметь давление от 20 до 50 фунтов на квадратный дюйм, что достаточно, чтобы потребовать осторожности.

В некоторых случаях, особенно с малопродуктивными скважинами, добываемого газа может быть очень мало. Кожух можно просто оставить открытым для выпуска любого добываемого газа. Однако в жидкости может оставаться достаточно газа, поэтому сепаратор все же может потребоваться.Другие сосуды, которые можно рассматривать как часть системы высокого давления, включают любые нагреватели-очистители или промывочные резервуары, которые могут находиться под давлением более нескольких фунтов.

Система низкого давления

Система низкого давления в основном состоит из атмосферных резервуаров, таких как резервуары для хранения. Резервуары для хранения обычно имеют противодавление от нескольких унций до нескольких фунтов, что помогает предотвратить потери из-за испарения. Газ обычно выходит из газовых отверстий резервуаров и оттуда в блок улавливания паров с небольшим давлением, удерживаемым клапаном.Несмотря на то, что давление довольно низкое, предохранительный клапан все равно необходим. Популярный простой вариант - использование трубы L-образной формы. Его можно использовать с диафрагменным клапаном в качестве предохранительного клапана, если в резервуаре должно повыситься давление.

Рисунок 4. Схема обратного клапана. Он поддерживает противодавление в одну унцию и предназначен для использования с атмосферными сосудами. (любезно предоставлено Sivalls, Inc.)

Блок улавливания паров также считается частью системы низкого давления.Он размещается между резервуарами высокого давления и резервуарами для атмосферного сырья и используется для регенерации испарившихся жидких углеводородов, обычно конденсатов с низким весом. Они конденсируются из газа и направляются обратно в сборные резервуары. Установки улавливания паров чаще всего требуются при расположении скважин в населенных пунктах. Один из них также может быть полезен, когда в аккумуляторной батарее используется нагреватель-очиститель, поскольку тепло может увеличивать потери из-за испарения.

Рис. 5. Пример установки для улавливания паров.

Чаще всего агрегат монтируется на салазках. Базовый агрегат состоит из компрессора и своего рода скруббера для удаления паров. Затем газ сжимается; Важно удалить как можно больше жидкости, поскольку компрессор обычно предназначен только для газа. Жидкость в компрессоре может повредить его. Компрессор необходим, так как газ закачивается обратно в сепаратор; газ должен находиться под более высоким давлением, чем в сепараторе. Уровень жидкости в компрессоре следует регулярно проверять.И наоборот, эти насосы необходимо смазывать, так как сухой газ может привести к трению между компонентами компрессора.

Система сбыта газа

Газ собирается со всех резервуаров, включая сепаратор, нагреватель-очиститель, резервуары для хранения и любые другие резервуары. Перед тем, как газ поступит в трубопровод, газовая компания будет измерять его объем с помощью газового счетчика. Также будет обратный клапан и обратный клапан, чтобы предотвратить потерю газа.

Давление в трубопроводе часто устанавливается довольно низким, ниже рабочего давления емкостей в резервуарной батарее.Это позволяет газу течь от батареи к трубопроводу. Далее по линии будет установлен компрессор, повышающий давление в трубопроводе до 500 фунтов на квадратный дюйм для транспортировки на большие расстояния.

Возможно, что газа добывается и отправляется по трубопроводу больше, чем продает газовая компания. Когда это произойдет, давление в трубопроводе вырастет. В результате добыча на скважине замедляется, возможно, совсем немного. Все по-прежнему работает нормально, но давление такое, что новый добытый газ направляется на факел для выпуска газа, а не по трубопроводу.Единственный вариант в этих случаях - закрыть скважину на короткое время.

Было бы полезно для оператора получать более своевременные, описательные и точные отчеты о добыче от ваших насосов в полевых условиях?

Pumpers, после завершения маршрута вы устали составлять производственные отчеты и отправлять эти билеты на продажу и обслуживание?

Если да, загляните в GreaseBook, чтобы узнать, как сотни операторов (и тысячи насосов) используют простое мобильное приложение, чтобы упростить свою отчетность!

www.greasebook.com

Системы и эксплуатация газопроводов

Читатели требовали редакционных материалов, демонстрирующих основные знания, общие концепции и процессы, а также непрерывное образование в газоперерабатывающей промышленности, и компания Gas Processing & LNG откликнулась. Во второй части этой обучающей серии статей автор исследует основы газопроводных систем и эксплуатации. Следите за новыми статьями «Назад к основам» в следующих выпусках журнала Gas Processing & LNG.

В 4 веке до нашей эры китайский историк Чанг Цюй описал странный «воздух огня», который использовался для освещения комнат и для производства соли путем кипячения рассола. Чанг также сообщил об изобретательной бамбуковой системе, запечатанной битумом, которая использовалась для транспортировки природного газа из трещины в открытой сельской местности в деревни; якобы он описал первый известный трубопровод.

В 1859 году американский бизнесмен Эдвин «полковник» Дрейк пробурил скважину с нефтью и попутным газом недалеко от Титусвилля в Пенсильвании.Газ доставлялся в Титусвилл по трубопроводу длиной 2 дюйма и 9 км, в основном для освещения. Дрейк доказал, что природный газ можно безопасно и легко транспортировать от источника к рынку, проложив путь для развития газовой промышленности.

Сегодня общая протяженность трубопроводов составляет 2,76 млн км в более чем 120 странах мира. Только в 2019 году было завершено строительство трубопроводов общей протяженностью 7830 км, или около одной пятой окружности Земли. Эти цифры красноречиво говорят о важности трубопроводных систем в газовой отрасли.

Эта статья дает представление о составных элементах трубопроводных систем. В нем также излагаются технические вопросы, связанные с сектором транспортировки и распределения природного газа, и то, как обрабатываются сезонные колебания спроса.

Магистральные и распределительные сети. Трубопроводные системы - это сложные инфраструктуры, соединяющие источники энергии с конечными пользователями, которые обычно расположены далеко от точек доставки. Пункты доставки обычно соответствуют узлам учета на производственных объектах, где природный газ передается от производителя к отправителю, или узлам учета на границах стран-импортеров.

Транспортная система содержит передающие сети или магистральные линии вместе с распределительной сетью. Магистральный трубопровод представляет собой трубу высокого давления (40–80 бар изб. Для береговых сооружений, до 200 бар изб. Для некоторых морских применений) и трубы большого диаметра (20–48 дюймов), проходящие на большие расстояния, часто по трансграничным маршрутам. . Он предназначен для обработки больших объемов газа, поступающего из нескольких точек входа (системы сбора, центральные технологические объекты и другие точки приема). Как правило, точки выхода из сети передачи ограничены боковыми линиями для подключения к региональным (внутригосударственным) сетям, инфраструктурам хранения и ключевым зонам потребителей.

Распределительные сети предназначены для обслуживания рынков. В целом, эту часть системы можно отнести к категории региональной распределительной системы, работающей при пониженном давлении (20–40 бар изб.) Для подачи газа промышленным потребителям, электростанциям и местным распределительным компаниям. Он получает газ от магистральных трубопроводов или от местных производителей.

Местные распределительные сети получают природный газ из региональных сетей, работающих под давлением 5–15 бар изб. Это давление дополнительно снижается местными распределительными компаниями, чтобы удовлетворить потребности конечных пользователей.Например, газ поставляется бытовым потребителям под давлением от 20 до 40 мбар.

Природный газ - продукт без цвета и запаха. Чтобы сделать утечки легко обнаруживаемыми и снизить риски токсичности и взрыва, в природный газ в местной системе распределения добавляется ароматизирующий состав. Трет-бутилмеркаптан является наиболее часто используемым одорирующим веществом; 10 мг / см 3 будет достаточно.

Компрессорные станции. Природный газ, протекающий по линиям электропередачи, подвержен потерям давления из-за трения.В результате расширение газа снижает пропускную способность трубопровода в ущерб транспортной экономике. Компрессорные станции должны быть установлены вдоль магистрального трубопровода, чтобы ограничить скачок плотности газа. Как показывает практика, максимально допустимый перепад давления между двумя последовательными компрессорными станциями составляет примерно 25–30% от давления нагнетания на вышестоящих станциях.

Большая компрессорная станция может включать до 12 компрессоров (центробежных или поршневых). Эти компрессоры обычно приводятся в действие газовой турбиной с потребляемой мощностью до 60 МВт.Счет за электроэнергию для транспортировки природного газа является важным элементом финансовой отчетности транспортной компании.

Общая конфигурация системы трубопроводов показана на Рис. 1 . Некоторые крупные пользователи получают питание напрямую от магистральной линии, чтобы они могли справляться с переходными процессами нагрузки. В самом деле, низкое давление в распределительной сети не обеспечило бы большой емкости хранилища, на которую можно было бы положиться в переходных условиях.

Рис.1. Общее устройство трубопроводной системы.

Трубопроводные системы для транспортировки природного газа изготовлены из углеродистой стали, обладающей высоким пределом текучести и пределом прочности. Класс API 5L X65 и выше является наиболее популярным материалом из углеродистой стали, используемой для трубопроводов высокого давления. Для морских применений в основном используется класс L450 по API 5L. Распределительные системы были построены из множества различных материалов, включая чугун, сталь, медь и пластмассовые трубы.Пластиковые трубы сегодня широко используются в газораспределительных системах.

Диспетчерские центры. Пункты входа, доставки и выхода (включая входящие / исходящие потоки систем хранения), компрессорные станции и работы по техническому обслуживанию должны тщательно координироваться, контролироваться и контролироваться, чтобы гарантировать безопасную и эффективную работу и сбалансировать фактический спрос. Значительные колебания спроса наблюдаются в течение дня и недель, а также по сезонам.

Эта деятельность осуществляется через диспетчерские центры, в основе которых лежат телеметрические сети, системы удаленной передачи данных и централизованные системы мониторинга, наблюдения и контроля сбора данных.Ядром диспетчерского центра является сложная программная система диспетчерского управления и сбора данных, или SCADA. Система SCADA способна обрабатывать сотни тысяч данных, поступающих из множества измерений в режиме реального времени.

Основы проектирования трубопроводов. Новый рынок природного газа формируется из-за ограниченной клиентской базы. Трубопровод должен быть спроектирован с учетом динамики обслуживаемых рынков. Это потребует оптимального сочетания диаметров трубопроводов, станций сжатия и расстояний до них с учетом желаемой гибкости и расширяемости.

Для данного диаметра и длины трубопровода транспортные расходы снижаются с увеличением пропускной способности, поскольку отношение капитальных затрат к пропускной способности уменьшается быстрее, чем возрастают затраты на сжатие, как показано на рис. 2. По мере того как пропускная способность продолжает расти, наклон кривой уменьшается из-за более чем пропорционального увеличения стоимости сжатия, которое становится преобладающим справа от оптимальной точки.

Трубы разного диаметра имеют разные профили стоимости; поэтому транспортные операторы должны выбрать оптимальную конфигурацию трубопроводов в соответствии с прогнозируемым развитием рынка.

Рис. 2 также показывает, что трубопроводы могут принести значительную экономию на масштабе: оптимальная точка уменьшается с увеличением диаметра трубы. По этой причине обычной практикой является строительство трубопроводной системы с большим диаметром трубы, чем это было изначально необходимо, но с ограничением мощности компрессора текущими потребностями. Новые компрессоры могут быть добавлены позже, когда возрастет потребность в транспортных мощностях.

Рис.2. Инвестиционная стоимость и пропускная способность трубопровода.

Когда рынок выходит за рамки оптимальной мощности, транспортные операторы сначала пытаются удовлетворить дополнительный спрос, увеличивая давление нагнетания существующего компрессора, прежде чем вкладывать средства в расширение. Однако этот подход допускает ограниченное «пространство для маневра», поскольку поток увеличивается только пропорционально квадратному корню из падения давления вдоль линии, в то время как потребление энергии компрессорами увеличивается более чем пропорционально.После извлечения максимальной дополнительной мощности из существующей конфигурации трубопроводов, новый рыночный спрос может быть удовлетворен путем чередования кольцевания существующей линии с добавлением новых компрессорных станций.

Зацикливание - это когда один трубопровод проложен параллельно между двумя компрессорными станциями, образуя две линии из одной, как показано на Рис. 3 . Для заданной производительности перепад давления между двумя последовательными станциями замкнутой системы составляет одну четвертую по сравнению с одиночной линией.Компрессионная станция справа от петлевой секции может поднять давление до значения, соответствующего увеличенной производительности, при сохранении желаемого давления в точке выхода. Петлевой подход позволяет увеличить пропускную способность трубопроводной системы.

Рис. 3. Обводка трубопровода.

Расстояние между двумя компрессорными станциями составляет 100–200 км. Петлевые трубы могут увеличивать расстояние между компрессорными станциями.Иногда петля используется для создания емкости для хранения, где природный газ может быть упакован в трубопровод, чтобы увеличить поставки местным потребителям в периоды пиковой нагрузки. Помимо регулирования давления нагнетания и создания петель, еще одним вариантом увеличения пропускной способности трубопровода является установка нового компрессорного оборудования.

Подводные трубопроводы. При морской разведке и добыче газа подводные трубопроводы используются для соединения платформ с материком. Эти трубопроводы обычно изготавливаются из композитных материалов.Сердечник представляет собой трубу из углеродистой стали, рассчитанную на высокое давление. В зависимости от конфигурации системы трубопроводов внутренняя поверхность этих труб может быть покрыта покрытием, обычно материалом на основе эпоксидной смолы, для уменьшения трения. Снаружи металлическая часть трубы окутана многослойным полиэтиленовым покрытием для защиты от коррозии. В конечном итоге навес из бетонного материала обеспечит фундаментальную устойчивость и защиту от внешних воздействий.

Коммерческие трубы соединяются горизонтально на палубе судна и скользят по дну в традиционной S-образной форме.Затем их переставляют горизонтально на морском дне. Наклонный участок трубы между морским дном и трубоукладочным судном должен быть достаточно длинным, чтобы избежать напряжения изгиба сборки.

Альтернативой S-образной формации является J-образная прокладка. Он заключается в соединении двух последовательных отрезков трубы вертикально на судне-укладчике. Затем трубу вертикально опускают на морское дно. Техника «J» позволяет достигать больших глубин.

Примечание: На небольших расстояниях компрессорной станции на производственной платформе достаточно для доставки газа на береговую компрессорную станцию.На большие расстояния компрессорное оборудование необходимо устанавливать на стояках, что требует значительного увеличения затрат.

В качестве альтернативы, транспортировка природного газа на большие расстояния без промежуточных компрессорных станций может осуществляться за счет повышения давления в трубопроводе. Трубопровод Nord Stream пересекает Балтийское море от Выборга, Россия, до Грайфсвальда, Германия, протяженностью 1224 км без промежуточных стояков. В условиях эксплуатации трубопровода температура газа падает внутри оболочки образования гидратов и пробок «сырого газа».”

Образование пробок / гидрата может нанести ущерб целостности трубопроводной системы; поэтому перед подачей природного газа в трубопровод его необходимо обработать так, чтобы в трубопроводе не могли образоваться куски жидкости или гидраты. На рис. 4 показаны специальные газоперерабатывающие установки, предназначенные для подводной транспортировки газа без промежуточной рекомпрессии.

Рис. 4. Газоперерабатывающий завод для международной транспортировки газа.Фото любезно предоставлено Siirtec Nigi SpA.

Узлы для природного газа. Хабы - важные инструменты для развития товарного рынка. Это места, физические или виртуальные, где можно свободно торговать природным газом и поставлять его через рыночный механизм, требующий разнообразных источников поставки газа (включая внутреннюю добычу, импорт трубопроводов и отгрузку СПГ за границу), хранилищ и сильной потребительской базы с конкурирующими покупательский интерес.

В идеале, лучшие физические места для размещения концентратора - это точки схождения различных трубопроводных систем. Объединив эти системы, можно перемещать природный газ из районов поставки и экспортировать на основные рынки потребления. На открытых рынках регулирование играет ключевую роль в разрешении отечественным и иностранным участникам торговли и свободного доступа к трубопроводам и хранилищам.

Хенри Хаб - один из самых известных хабов. Расположенный в Эрате, штат Луизиана, Henry Hub соединяет девять межгосударственных и четыре внутриштатных трубопроводных системы, а также имеет возможность подключения к газовым хранилищам.

Управление сезонностью. Среди ископаемых видов топлива природный газ отличается заметными сезонными колебаниями спроса. Почасовые, еженедельные, ежемесячные и сезонные колебания потребления являются результатом сочетания отраслевых видов использования. Промышленность, производство электроэнергии, сельское хозяйство, транспорт и жилищный сектор используют природный газ для своей деятельности. Тем не менее, каждый сектор имеет разнообразный профиль потребления.

Рис. 5 показывает профили спроса для различных секторов в Италии, стране с умеренным климатом на юге Европы.Как можно видеть, промышленный сектор имеет почти плоский профиль, который имеет тенденцию сглаживать общий цикл наряду с производством электроэнергии. Однако ежедневные колебания выработки электроэнергии увеличиваются вследствие роста использования возобновляемых источников энергии. Предложение возобновляемой энергии подвержено резким и непредсказуемым колебаниям, в результате чего газовые турбины для выработки электроэнергии должны питаться природным газом, чтобы заполнить разрыв между спросом и предложением.

Рис.5. Структура спроса на газ по секторам в Италии.

В жилом секторе месячные пики спроса в три раза превышают минимальные. Рис. 5 показывает, что спрос значительно увеличивается с ноября по апрель и падает с конца апреля по октябрь. В целом тенденция спроса на природный газ представляет собой последовательность пиков и спадов со значительной амплитудой колебаний.

Предложение же, напротив, почти ровное.Это по техническим и экономическим причинам. В резервуарах газ должен диффундировать через пористость субстрата; поэтому значительные колебания в добыче газа могут нарушить добычу. Не имеет экономического смысла проектировать трубопровод для максимальной мощности, рассчитанный всего на несколько месяцев в году; поэтому для профиля подачи можно сделать только ограниченный допуск, как показано синей линией на рис. 5 .

Несбалансированность спроса и предложения может быть устранена с помощью складских помещений в подземных геологических формациях.Эти буферы можно разделить на три типа:

  • Площадки подземных хранилищ газа (ПХГ), включая истощенные резервуары, водоносные горизонты и соляные полости
  • Емкости для хранения СПГ
  • Линейные пакеты.

Более 80% ПХГ - это истощенные резервуары, которые относительно легко преобразовать в хранилища. Водоносный горизонт подходит для хранения природного газа, если водоносная осадочная порода перекрыта непроницаемой покрывающей породой.Это требование ограничивает использование водоносных горизонтов в качестве хранилищ газа.

Право собственности на буферы принадлежит транспортным компаниям, поскольку нормативные акты обычно не предусматривают выделение хранилищ из других активов в цепочке поставок природного газа. Обычно эти объекты располагаются вблизи потребительских зон.

Природный газ, хранящийся под давлением около 150 бар изб. В ПХГ, включает рабочий газ и буферный газ, как показано в Рис. 6 . Первый - это газ, который можно добывать из хранилищ для удовлетворения спроса.Рабочий газ составляет около 50% от общего количества (или 70% в случае соляных пещер). Амортизирующий газ обеспечивает тягу, необходимую в фазе подачи. Этот газ невозможно извлечь из хранилища без нарушения работы объекта.

Рис. 6. Иллюстрация подземного хранилища газа.

Зимой, когда спрос на природный газ резко возрастает, объем, необходимый для компенсации дополнительного потребления, обеспечивается рабочим газом.С весны до осени поступающий из магистральных трубопроводов газ сжимается и закачивается в хранилище. Таким образом обеспечивается баланс спроса и предложения.

Соляные пещеры вырезаны из геологических образований в результате процесса выщелачивания, который может длиться до 4 лет. Среди ПХГ соляные пещеры - самые дорогие сооружения; однако их способность к быстрой смене циклов (оборачиваемость запасов) в сочетании с реагированием на ежедневные (и даже ежечасные) изменения потребностей клиентов снижает годовые затраты на 1 000 м 3 запасов газа, закачиваемых и отводимых.Возможность оборачиваемости запасов делает соляные каверны подходящим инструментом для снятия пиков, что оправдывает их высокие инвестиционные затраты.

Это описание относится к обычному использованию UGS. Однако площадки ПХГ могут также использоваться в качестве стратегических резервов для решения непредсказуемых событий, таких как не по сезону холодные зимы или перебои в потоках из-за непредвиденных происшествий, саботажа или геополитических споров. Эта функция ПХГ имеет первостепенное значение для тех стран / государств, в которых импорт природного газа составляет постоянную долю потребления газа.Как правило, этот рабочий газ нельзя добывать без разрешения правительства.

ПХГ также используются в спекулятивных целях. Если инвесторы ожидают повышения цен в будущем, они могут купить желаемый объем природного газа на рынке, хранить его в ПХГ и перепродать, когда цена вырастет до или выше ожидаемой стоимости. Разница между продажной ценой и суммой покупной цены и стоимости хранения должна составлять безубыточность или прибыль.

В конце концов, ПХГ из истощенных резервуаров предоставляет поставщикам ограниченное пространство для маневра, чтобы справиться с временными потрясениями спроса.Тем не менее, система распределения должна быть способна удовлетворить краткосрочный пиковый спрос и колеблющийся спрос, которые могут происходить ежедневно или даже ежечасно. В этих случаях другие источники, используемые для пополнения запасов, - это линейная насадка и хранилище СПГ.

Метод линейной упаковки использует физический объем газа, содержащийся в трубопроводах. При давлении 80–100 бар в магистральном трубопроводе диаметром 40 дюймов и длиной 1000 км находится примерно 60 млн. М 3 –100 млн. М 3 . Вариации рабочего давления в трубопроводе на несколько бар обеспечивают модуляцию - ограниченную несколькими десятками ммм 3 - и гибкость подачи.Эту гибкость можно использовать для удовлетворения мгновенных колебаний спроса.

В отличие от систем распределения других сырьевых товаров, роль, которую играет сектор добычи и переработки природного газа, выходит далеко за рамки взаимосвязи спроса и предложения. Системы газопроводов позволяют повсеместно использовать природный газ в основных секторах современной экономики и могут быстро реагировать на неблагоприятные события, тем самым обеспечивая непрерывность поставок.

Капиллярная диффузия магистральных трубопроводов и распределительных сетей, их взаимосвязь через узлы, своевременная координация точек входа, большое количество точек доставки и безопасность, предлагаемая ПХГ, делают поставки природного газа на конечные рынки безопасными и надежными. GP

Лоренцо Микуччи - старший директор Siirtec Nigi SpA. Он имеет более чем 30-летний опыт работы в машиностроительной и подрядной отраслях, большая часть из которых была потрачена в секторе природного газа. В 2001 году он присоединился к Siirtec Nigi в Милане, где руководил отделом технологического проектирования и эксплуатации, а также отделом исследований и разработок. За время работы в качестве руководителя отдела исследований и разработок Siirtec Nigi было выдано три патента, два из которых были реализованы в промышленных масштабах.В настоящее время он является старшим директором департаментов технологий и маркетинга. Г-н Микуччи также работал в Saipem (Снампроджетти) в качестве проектировщика заводов с комбинированным циклом газификации и GTL. Он имеет степень магистра химического машиностроения в Болонском университете в Италии и внесен в Реестр Миланского ордена инженеров в качестве квалифицированного инженера.

Системы трубопроводов природного газа на объекте - соображения прочности

К кодам, охватывающим системы природного газа высокого давления в крупномасштабных системах распределения природного газа, относятся следующие: a) CFR-2011, раздел 49, том 3, часть 192, Транспортировка природного и другого газа. по трубопроводу: минимальные федеральные стандарты безопасности и; б) ASME B31.8 Газотранспортные и распределительные системы трубопроводов.

Хотя эти правила могут не применяться конкретно к распределительным системам университетского городка, они предлагают множество правил по выбору материала труб и выбора регулятора, которые могут быть применимы к «оптимальным проектам» для этих небольших систем. К сожалению, Национальные нормы по топливному газу ANSI Z223.1 / NFPA 54 и Международные нормы по топливному газу не учитывают выбор материалов трубопроводов и толщины стенок труб.

Представитель владельца должен работать в тесном сотрудничестве с поставщиком природного газа и соблюдать их правила, положения и рекомендации при любой установке, поскольку поставщик лучше всего знаком с местными правилами, применимыми к проекту.Они будут иметь приоритет над кодами, указанными выше.

ASME B31.8 охватывает проектирование, изготовление, установку, инспекцию и испытания трубопроводов, используемых для транспортировки природного газа. Этот Кодекс также охватывает аспекты безопасности при эксплуатации и техническом обслуживании этих объектов. Обязательное приложение Q включает диаграммы объема работ. Лица, знакомые с правилами трубопроводов ASME, знают, что эти правила предоставляют методы для определения прочности и способности выдерживать давление различных материалов трубопроводов и требований к установке.Целью данного документа не является сокращение этих кодов до двух или трех абзацев.

Для целей данной статьи обсуждение будет ограничено трубопроводами, установленными в классах расположения 3 и 4 (пригородная и городская среда) и в распределительных системах низкого давления и линиях обслуживания (ниже по потоку от систем передачи), а также для трубопроводов NPS 12 (DN 300 ) и меньше.

Материалы трубопровода

В статье инженера-сантехника за сентябрь 2019 г. «Системы трубопроводов природного газа на распределительной площадке - материалы трубопроводов и требования к установке» обсуждалось использование труб из углеродистой стали для наземных установок и полиэтиленовых (PE) трубопроводов для подземных установок.С точки зрения прочности при низком давлении (менее 100 фунтов на кв. Дюйм / 689 кПа) стальные трубопроводы обладают значительной избыточной прочностью. Трубопроводы из полиэтилена требуют более тщательного изучения соображений прочности, поскольку полиэтилен далеко не такой жесткий и прочный, как сталь; Кроме того, подземные трубопроводы подвержены риску раздавливания под давлением грунта, в отличие от трубопроводов, расположенных над уровнем земли.

Технические средства контроля - давление в трубопроводе

Справочник по полиэтиленовым трубам Института пластиковых труб (PPI) предоставляет подробный обзор долговременной прочности материалов полиэтиленовых трубопроводов, а также требуемых атрибутов, которые следует использовать при проектировании систем трубопроводов из полиэтилена для систем природного газа.

Как упоминалось выше, полиэтиленовые трубы по прочности и жесткости не так надежны, как их металлические аналоги. Очевидное инженерное решение состоит в том, чтобы включить в систему трубопроводов достаточную толщину материала / стенок, чтобы обеспечить способность выдерживать давление, требуемую применением.

Номинальное давление для газораспределительной и транспортной трубы в приложениях, регулируемых на федеральном уровне США, определяется CFR Title 49 Part 192. CFR 192.121 требует, чтобы максимальное номинальное давление (PR) полиэтиленовой трубы определялось на основе рекомендованного гидростатического расчетного напряжения (HDS). ), который равен гидростатическому расчетному основанию материала (HDB), умноженному на расчетный коэффициент (DF), равный 0.32. (На момент написания этой статьи велись дискуссии об увеличении DF до 0,40. В Канаде газораспределительная труба регулируется в соответствии с CSA Z662-07. CSA позволяет применять расчетный коэффициент 0,40 к HDB для получения HDS для газораспределительной трубы.

HDB определяется посредством серии исследований и экстраполяций, связанных со временем. Разработка этих HDB описана в Руководстве Института пластиковых труб по полиэтиленовым трубам. Для пластмассовых материалов их долговременная рабочая прочность при температуре определяется на основе результата выдерживаемого напряжения в зависимости от времени до разрушения (т.е. стресс-разрыв) оценка. Стандартной основой для определения значения долговременной гидростатической прочности (LTHS) для материалов трубопроводов из полиэтилена являются результаты испытаний под давлением в воде или воздухе при базовой температуре 73 ° F (23 ° C). Однако многие коммерческие марки полиэтиленовых материалов также имеют LTHS, который был определен при повышенной температуре, обычно 140 ° F (60 ° C).

LTHS материала полиэтиленовых труб основывается на его стоимости в 100 000 часов (11,4 года), однако это не определяет его расчетный срок службы.Новые высококачественные полиэтиленовые трубы для труб - например, PE4710 - не демонстрируют спада до 50-летнего перерыва. Было проведено множество оценок влияния постоянной температуры на LTHS PE. Хотя результаты испытаний показали, что материалы могут подвергаться воздействию несколько по-разному, они также показывают, что в диапазоне примерно на 30 ° F (17 ° C) выше и ниже базовой температуры 73 ° F (23 ° C) эффект достаточно похож. так что он может быть представлен обычным набором множителей температурной компенсации.

Это эквивалентно тому, что для трубы HDPE, соответствующей требованиям ASTM D2513, HDS составляет 500 фунтов на кв. Дюйм (3450 кПа) при 73 ° F (23 ° C), а для трубы из MDPE, соответствующей ASTM D2513, HDS составляет 400 фунтов на квадратный дюйм. (2670 кПа) при 73 ° F (23 ° C). Настоящий Кодекс налагает дополнительные ограничения, такие как максимальное давление, при котором может эксплуатироваться полиэтиленовая труба (которое на момент написания составляет 125 фунтов на кв. Дюйм (860 кПа) для трубопроводов, установленных в классах расположения 3 и 4, а также в распределительных системах ) и допустимый диапазон рабочих температур.Федеральные правила ссылаются на PPI TR-4 для HDS для различных пластиковых материалов трубопроводов при различных температурах. PPI TR-3 предоставляет информацию для интерполяции информации между проверенными температурными пределами.

CFR 192 Расчет трубопроводов природного газа для поддержания давления

В CFR 192 параграф 192.121 касается конструкции пластиковых труб. Параграф 192.123 охватывает конструктивные ограничения для пластиковой трубы.

С учетом ограничений §192.123, расчетное давление для пластиковой трубы определяется по одной из следующих формул: CFR 192 параграф 192.121

P = 2 * S * t * DF / (D - t)

P = 2 * S * DF / (SDR - 1)

Где:

P = Расчетное давление, манометрическое, фунт / кв. Дюйм (кПа).

S = Для трубы из термопласта (PE) HDB определяется в соответствии с перечисленными спецификациями при температуре, равной 73 ° F (23 ° C), 100 ° F (38 ° C), 120 ° F (49 ° C) или 140 ° F (60 ° C).При отсутствии HDB, установленного при указанной температуре, HDB для более высокой температуры может использоваться при определении номинального расчетного давления при указанной температуре путем арифметической интерполяции с использованием процедуры, описанной в Части D.2 PPI TR – 3/2008, Политики HDB / PDB / SDB / MRS (включены посредством ссылки, см. §192.7).

t = Толщина стенки заданная, дюймы (мм).

D = Указанный наружный диаметр, дюймы (мм).

SDR = Стандартное соотношение размеров, отношение среднего заданного наружного диаметра к минимальной заданной толщине стенки, соответствующее значению из общей системы нумерации, полученной из предпочтительной числовой серии 10 Американского национального института стандартов.

DF = 0,32 (согласно обсуждению выше)

Ограничения по конструкции CFR для пластиковых труб

Расчетное давление не может превышать манометрическое давление 125 фунтов на кв. Дюйм (862 кПа) для пластиковой трубы, используемой в: (1) распределительных системах (низкого давления); или (2) локации классов 3 и 4. Когда размер трубы равен номинальному размеру трубы NPS-12 (DN 300) или меньше; материал - PE 2708 или PE 4710, как указано в ASTM D2513; а расчетное давление определяется в соответствии с расчетным уравнением, определенным в §192.121.

Пластиковая труба не может использоваться там, где рабочая температура (грунта или) трубы будет: (1) ниже -20 ° F (-29 ° C) или -40 ° F (-40 ° C), если все трубы и компоненты трубопровода, рабочая температура которых будет ниже -20 ° F (-29 ° C), имеют температурный рейтинг производителя, соответствующий этой рабочей температуре; или (2) выше температуры, при которой определяется HDB, использованная в расчетной формуле согласно §192.121.

PE Обозначение материала

Стандарты

для полиэтиленовых труб определяют допустимые материалы в соответствии со стандартным кодом обозначения.Это обозначение было разработано для быстрой идентификации основных структурных и проектных свойств материала трубы. Поскольку этот раздел посвящен этой теме, уместно сначала описать связь между обозначениями кода и этими основными свойствами. Для этой цели и в качестве примера далее поясняется значение одного обозначения PE4710.

Буквы «PE» обозначают, что это полиэтиленовый трубный материал. Первая цифра, в этом примере цифра «4», обозначает классификацию полиэтиленовой смолы по плотности в соответствии со стандартом ASTM D3350, Стандартными техническими условиями для полиэтиленовых пластиковых труб и материалов фитингов (диапазон: от 0 до 7).Вторая цифра, в этом примере цифра «7», обозначает стандартную классификацию материала по сопротивлению медленному росту трещин - также в соответствии с ASTM D3350 (диапазон: от 0 до 8) - относящуюся к его способности сопротивляться возникновению и распространению медленно растущие трещины при длительном усилении локальных напряжений. Третья и четвертая цифры вместе, цифра «10» в этом примере, обозначают рекомендуемое гидростатическое расчетное напряжение (HDS) материала для воды при температуре 73 ° F (23 ° C) в единицах 100 фунтов на квадратный дюйм.В этом примере цифра «10» означает, что HDS составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм. К сожалению, HDS - это обозначение воды, а HDB и HDS специально не связаны с природным газом.

Способность выдерживать кажущееся давление полиэтиленовой трубы

Ниже приведены примеры типичных расчетных напряжений и рабочих температур для полиэтиленовых материалов. При рассмотрении материала полиэтилена, который необходимо указать, инженер должен проконсультироваться с потенциальными производителями материала трубопроводов из полиэтилена и PPI TR-4, чтобы определить спецификацию материала, который будет использоваться, на основе расчетного давления системы.Ниже представлены данные одного из производителей полиэтиленовых труб.

При преобразовании этих гидростатических расчетных основ с SDR следующие номинальные значения расчетного давления становятся очевидными с использованием уравнений из CFR 192, параграф 192.121

Конструкция подземных полиэтиленовых труб

PPI «Проектирование трубопроводных систем из полиэтилена», Глава 6 Раздел 3 описывает, как рассчитать давление грунта, действующее на полиэтиленовую трубу из-за веса грунта и поверхностных нагрузок, как определить результирующий прогиб на основе свойств трубы и грунта и как рассчитать допустимое (безопасное) давление грунта для сжатия (раздавливания) стенок и изгиба колец для полиэтиленовых труб.Используемые расчеты в основном соответствуют формуле Айовы для установки пластиковых труб. Здесь возникает опасение, что труба может быть случайно раздавлена ​​из-за давления почвы или приложенных поверхностных нагрузок; особенно когда в трубе нет давления. Кроме того, если естественный грунт имеет низкое качество, устойчивость грунта в районе траншеи для труб можно повысить с помощью улучшенных материалов для засыпки.

Детальные расчеты не всегда необходимы для определения пригодности полиэтиленовой трубы для конкретного применения.Напорные трубы, которые попадают в окно проектирования, указанное в AWWA M-55 «Труба из полиэтилена - Проектирование и установка» в отношении SDR трубы, установки и глубины заглубления, соответствуют указанным пределам прогиба для трубы из полиэтилена, имеют коэффициент безопасности не менее 2,0 против коробление и не превышайте допустимое напряжение сжатия материала для полиэтилена. Таким образом, проектировщику не нужно выполнять обширные расчеты для труб, размеры и установка которых соответствуют Окну проектирования M-55.

Технические характеристики

AWWA M-55 Design Window:

a) Труба из полиэтилена, рассчитанного на нагрузку.

b) По существу, нет статической поверхностной нагрузки, накладываемой на трубу, нет грунтовых вод над поверхностью и предусмотрены меры для предотвращения плавучести неглубокой закрывающей трубы.

c) Материалы для заделки являются крупнозернистыми, уплотненными, по меньшей мере, до 85% стандартной плотности по Проктору, и имеют E ’не менее 1000 фунтов на кв. Дюйм (6,9 МПа). Родная почва должна быть устойчивой; другими словами, естественная почва должна иметь E ’не менее 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа).

г) Удельный вес естественного грунта не превышает 120 фунтов на фут (18.87 кН / м3).

e) Труба устанавливается в соответствии с рекомендациями производителя по контролю сдвигающих и изгибающих нагрузок, а также минимального радиуса изгиба и устанавливается в соответствии с ASTM D2774 для напорных труб.

AWWA M-55 Расчетное окно Максимальная и минимальная глубина покрытия, не требующая расчетов

Минимальная глубина заглубления для трубопровода природного газа в соответствии с CFR 192 составляет 36 дюймов (915 мм) до верха трубы, если только он не закопан в скале, тогда 24 дюйма (610 мм) являются приемлемыми.CFR 192 также требует, чтобы на участках, где глубокая обработка почвы или другие действия могут угрожать трубопроводу, верхняя часть трубопровода должна быть установлена ​​по крайней мере на один фут ниже предполагаемого глубокого проникновения в грунт.

Минимальная глубина заглубления составляет от 12 до 18 дюймов (от 305 до 457 мм) в IFGC и NFPA 54. ASME B31.8 требует прокладки коммуникационных линий на глубине, которая защитит их от чрезмерной внешней нагрузки и местных действий, таких как садоводство. . Требуется, чтобы укрытие составляло не менее 12 дюймов (300 мм) в частной собственности, а на улицах и дорогах - не менее 18 дюймов (460 мм).AGA рекомендует минимальную глубину трубы для сети 24 дюйма (610 мм).

Если подземная установка выходит за пределы окна проектирования AWWA M-55, в разделе 3 главы 6 «Проектирование систем трубопроводов из полиэтилена» приводятся подробные расчеты для проверки способности системы трубопроводов противостоять раздавливанию. Имейте в виду, что большинство ограничений, изложенных в окне проектирования AWWA M-55, являются рекомендуемыми методами установки для пластиковых, а также полиэтиленовых трубопроводов.

Монтаж подземных полиэтиленовых трубопроводов

Подземные трубопроводы из полиэтилена и природного газа должны устанавливаться в соответствии со стандартной практикой ASTM D 2774 для подземной прокладки трубопроводов под давлением из термопласта.ASTM D 2774 охватывает аспекты рытья траншей, подстилки, защиты и обратной засыпки для установки герметичных пластиковых подземных трубопроводных систем. ASTM D 2774 дополняется ASTM F1688, Стандартное руководство по процедурам строительства подземных пластиковых труб; это руководство содержит общую информацию о конструкции пластиковых труб и дополняет стандарты монтажа для различных типов труб, включая полиэтиленовые трубы. Гибкие трубы, такие как термопласт или стекловолокно, обычно рассчитаны на поддержку жесткости почвы, окружающей трубу.В контрактных документах должны быть описаны требования к соответствующей почвенной опоре.

После установки трубопровода, если глубина заглубления трубопровода составляет менее 36 дюймов (914 мм), важно защитить трубопроводы, закрыв траншеи защитными барьерами, если ожидается, что крупные грузовые автомобили пересекут путь трубопровода.

Термическое расширение и сжатие

Заглубленная труба, как правило, хорошо удерживается грунтовыми нагрузками и испытывает очень небольшое поперечное смещение.Однако следует учитывать ограниченные продольные движения концов трубы и возникающие в результате нагрузки.

При переходе на другие материалы труб, в которых используются механические муфты, необходимо рассчитать реакции, связанные с изменениями температуры. Как правило, плавкие соединения легко выдерживают эти силы; однако концевое соединение (безанодный стояк) необходимо будет закрепить.

Размер анкерного блока будет варьироваться в зависимости от грунтовых условий и осевой нагрузки, рассчитанной по следующим уравнениям:

σ = E * α * ∆T

F = σ * π / 4 * (Do ^ 2 - Di ^ 2)

Где:

F = Сила, создаваемая расширением / сжатием, фунты (Ньютоны)

σ = напряжение в трубе, создаваемое расширением / сжатием материала, фунт / кв. Дюйм (Н / мм 2 )

α = коэффициент теплового расширения материала трубы, дюйм / дюйм / ° F, (мм / мм / ° C)

E = Кажущийся модуль упругости материала трубы, фунт / кв. Дюйм (Н / мм 2 )

∆T = Изменение температуры материала трубы, ° F (° C)

Do = Наружный диаметр материала трубы, дюймы (мм)

Di = Внутренний диаметр материала трубы, дюймы (мм)

После определения сил на основе ожидаемых температур грунта необходимо будет спроектировать анкерные блоки.

Знайте типы, прежде чем копать

Природный газ проходит от устья скважины к конечным потребителям по серии трубопроводов. Эти трубопроводы, включая выкидные трубопроводы, линии сбора, линии передачи, распределительные линии и линии обслуживания, транспортируют газ с переменным давлением. Чем выше давление газа в трубопроводе, тем более опасной может быть авария с этим трубопроводом.

Трубопроводы обычно прокладываются под землей, и маркеры трубопроводов не всегда располагаются непосредственно над трубопроводами.

Трубопроводы

Выкидные трубопроводы соединяются с одним устьем добывающего месторождения. По напорным трубопроводам природный газ транспортируется от устья скважины к близлежащим резервуарам для хранения, компрессорным станциям или дожимным станциям перерабатывающих предприятий. Отводные трубопроводы представляют собой относительно узкие трубы, по которым неодорированный сырой газ проходит под давлением примерно 250 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм).

Обычно они зарыты на глубину 4 фута под землей и могут подвергаться коррозии, особенно если они переносят влажный газ.Также они подвержены утечке метана. По данным EPA, «утечка метана из выкидных трубопроводов является одним из крупнейших источников выбросов в газовой промышленности».

Линии сбора

Линии сбора собирают газ из нескольких трубопроводов и перемещают его в централизованные точки, такие как перерабатывающие предприятия, резервуары или морские доки. Линии сбора представляют собой стальные трубы среднего диаметра (обычно менее 18 дюймов в диаметре), по которым проходит неочищенный неочищенный газ под давлением примерно 715 фунтов на квадратный дюйм.

Как правило, трубопроводы заглубляются на глубину 4 фута под землей и несут в себе коррозионные вещества, которые могут повлиять на целостность трубопровода в течение нескольких лет.

Магистральные трубопроводы

По трубопроводам природный газ транспортируется на большие расстояния, а иногда и через государственные границы, обычно к компрессорам и от них, или к распределительному центру или хранилищу. Линии электропередачи представляют собой большие стальные трубы (обычно от 2 до 42 дюймов в диаметре; чаще всего более 10 дюймов в диаметре), которые регулируются на федеральном уровне.Они переносят неодорированный газ под давлением примерно от 200 до 1200 фунтов на квадратный дюйм.

Трубопроводы передачи могут выйти из строя из-за разрыва швов, коррозии, разрушения материалов и дефектной сварки.

Распределительные трубопроводы

Распределительные трубопроводы, также известные как «магистральные», являются промежуточным звеном между линиями передачи высокого давления и линиями обслуживания низкого давления. Распределительные трубопроводы работают при промежуточном давлении. В этом типе трубопроводов используются трубы малого и среднего размера (от 2 до 24 дюймов в диаметре), которые регулируются на федеральном уровне и по которым проходит одорированный газ при различных уровнях давления, начиная с нуля.От 3 до 200 фунтов на квадратный дюйм.

Распределительные трубопроводы обычно работают ниже своей пропускной способности и изготавливаются из различных материалов, включая сталь, чугун, пластик и иногда медь.

Сервисные трубопроводы

Сервисные трубопроводы подключаются к счетчику, который поставляет природный газ отдельным клиентам. Подводящие трубопроводы представляют собой узкие трубы (обычно менее 2 дюймов в диаметре), по которым проходит одорированный газ при низком давлении, например 6 фунтов на квадратный дюйм. Подводящие трубопроводы обычно изготавливаются из пластика, стали или меди.

Звонок 811

В каждом штате США есть телефонный центр 811, который предоставляет различный объем информации о расположении инженерных коммуникаций, включая газопроводы. Если вы планируете какой-либо проект, связанный с раскопками в вашей собственности, настоятельно рекомендуется использовать эту услугу или иным образом определить расположение газопроводов и других инженерных сетей на вашей территории. Коммунальные предприятия обычно маркируют вашу собственность в течение нескольких дней после вашего звонка, поэтому убедитесь, что вы звоните задолго до того, когда планируете копать.

Даже небольшие проекты, такие как установка столбов для забора, могут привести к проблемам, если домовладельцы продолжат работу, не зная, что может быть под местом, где они копают. Узнавайте о методах сноса, пока вы занимаетесь этим.

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *