Классификация трубопроводов и схемы газоснабжения

2339

Дата актуализации: 

14.06.2023

Подача природного газа потребителям происходит по газораспределительным сетям, которые строятся в соответствии со схемами газоснабжения. Они разрабатываются для региона в целом и для отдельных муниципальных образований. Схемы газоснабжения служат для предпроектного обоснования эффективного и безопасного функционирования систем газоснабжения с учетом территориального расположения и расхода газа потребителями. Газораспределительная сеть должна быть простой и удобной в обслуживании, обеспечивать возможность отключения отдельных участков газопроводов для производства ремонтных и аварийных работ.

Неравномерность потребления газа

Рис.1 График потребления газа бытовыми потребителями

Основной параметр, учитываемый при разработке схем газоснабжения, – расход газа промышленным, коммунальным и жилым секторами. Для газового топлива характерны сезонная, суточная и часовая неравномерность потребления. Причина сезонной неравномерности – особенности климата. Зимой сжигается больше газа, так как необходимо отопление. Особенно заметна разница при газоснабжении населения в индивидуальных жилых домах (рис.1). Летом газа надо в разы меньше. Для сглаживания сезонной неравномерности обустраивают подземные газохранилища, в которые в теплое время газ закачивают, а в холода – отбирают.

Суточная неравномерность выражается в разном расходе газа по дням недели. В выходные дни промышленные предприятия используют меньше топлива. Часовая неравномерность характеризуется уменьшением потребления газа в ночные часы. Граждане спят, предприятия, кроме непрерывного цикла, не работают. Пики суточной и часовой неравномерности покрываются благодаря аккумулирующей способности магистральных газопроводов. Газопровод представляет собой протяженную емкость большого объема. При уменьшении потребления (при равномерном поступлении) давление в нем растет, газ накапливается, при необходимости, прежде всего в рабочие дни в дневные часы - расходуется.

Тупиковые и закольцованные газопроводы 

Газораспределительная система должна обеспечивать бесперебойную и безаварийную подачу газа потребителям. Ключевые слова - безаварийное и бесперебойное газоснабжение - являются девизом многих поколений газовиков. Аварии, даже если они случаются, не всегда приводят к прекращению подачи газа. Достигается это с помощью «закольцовок».

Рис.2 Тупиковый ПРГ

По принципу построения газораспределительные сети поселений делят на тупиковые, кольцевые и смешанные. Тупиковые газопроводы подают газ потребителям от одного источника газоснабжения. При газификации небольших поселений к ним подводят газ высокого или среднего давления, устанавливают пункт редуцирования газа (ПРГ), который понижает давление газа до низкого и подает его в распределительные газопроводы (рис.2). Пункты редуцирования газа являются основным объектом газораспределительной сети, обеспечивающим необходимое давление газа.

При отключении ПРГ (отказ оборудования, авария на входном газопроводе) поселение остается без газа. Кроме того, у разных потребителей давление газа будет отличаться, оно уменьшается при удалении от ПРГ.

Рис.3 Закольцованные ПРГ

Кольцевые сети состоят из газопроводов с давлением одной категории, которые соединяются между собой. Это обеспечивает более равномерный режим давления у потребителей. Выходные газопроводы закольцованных ПРГ сообщаются между собой (рис.3), при отключении одного и даже нескольких ПРГ (в зависимости от количества закольцованных ПРГ) газоснабжение потребителей не прекращается. Возможно понижение давления на отдельных участках, но в большинстве случаев оставшиеся в работе ПРГ позволяют избежать полного прекращения подачи газа. Соединение выходных газопроводов различных ПРГ (выполнение «закольцовок») является лучшим способом обеспечения бесперебойной подачи газа. Другим способом повышения надежности газоснабжения потребителей является резервная линия редуцирования в ПРГ.

Классификация газопроводов по давлению газа

По давлению газа газопроводы природного газа делятся на несколько категорий:

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

• высокого давления II категории – от 0,3 до 0,6 МПа;

• среднего давления – от 0,005 МПа до 0,3 МПа;

• низкого давления – до 0,005 МПа.

Наличие нескольких категорий давления обусловлено особенностями газообразного топлива. Транспортировать газ лучше при высоком давлении. Чем выше давление – тем меньший диаметр трубы необходим для передачи необходимого объема топлива. Поэтому между населенными пунктами в межпоселковых газопроводах используют высокое и среднее давление. Но газоиспользующее оборудование обычно сжигает газ низкого давления, что связано с конструкцией горелок. В жилые дома допускается подавать только низкое давление. Чем ниже давление, тем меньше опасность при утечке.

По поселениям газ транспортируют как с высоким (средним), так и с низким давлением. Распределительные сети высокого (среднего) давления являются основными, они образуют единую гидравлически связанную сеть населенного пункта. Но на газоиспользующее оборудование чаще всего подают газ низкого давления. Подача газа из газопровода одной категории в газопровод другой категории возможна только через пункт редуцирования газа .

Схемы газораспределительных сетей

Рис.4 Сети газораспределения поселений

В зависимости от наличия газопроводов с различными категориями давления газораспределительные сети подразделяют на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые. Ступенью, на которой происходит понижения давление, и, как следствие, изменение категории газопроводов, является ПРГ.

Одноступенчатая сеть подает потребителям газ с одним давлением (рис.4, а). Она получает газ высокого или среднего давления от газораспределительной станции (ГРС). На пункте редуцирования газа давление понижается до низкого, газ поступает бытовым потребителям. В ряде случаев возможно использование двух ПРГ. В этом случае сеть будет закольцованная, но все равно одноступенчатая. Такие схемы применяют при газификации небольших сельских поселений, когда отсутствуют потребители газа среднего и высокого давления: котельные, промышленные и сельскохозяйственные предприятия.

Двухступенчатое газоснабжение (рис.4, б) имеет две категории потребителей: получающих газ низкого давления (жилые дома, небольшие коммунально-бытовые объекты – магазины, кафе и т.д.) и газ высокого или среднего давления (котельные, производственные объекты). Двухступенчатые сети применяют в поселках и малых и средних городах. Газ поступает из ГРС с высоким (или средним) выходным давлением.

Трехступенчатая сеть подает газ потребителям по газопроводам высокого II категории, среднего и низкого давления, многоступенчатая - высокого I категории, высокого II категории, среднего и низкого давления. Такие сети применяются в больших городах, что обеспечивает транспортировку необходимых объемов газа с учетом особенностей планировки поселений и расположения крупных потребителей. В трехступенчатую сеть газ высокого давления I категории подается от ГРС (рис.4, в). В сети больших городов газ поступает с нескольких ГРС. Первую ступень составляют ТЭЦ, котельные, предприятия и ПРГ в жилых кварталах с высоким входным давлением. Головной ПРГ образует вторую ступень, на нем давление редуцируется до среднего. Далее газ поступает на ПРГ, подающие топливо с низким давлением в жилые дома. Эти газопроводы с давлением до 0,003 МПа образуют третью ступень. Также газ со средним давлением (после головного ПРГ) подается промышленным предприятиям, коммунальным котельным, коммунально-бытовым потребителям (котельные жилых домов, административных и общественных зданий и т.д.), имеющим собственные ПРГ. Такая схема газоснабжения имеет много «закольцовок» по сетям как низкого, так и высокого и среднего давления. В тоже время, имеются тупиковые участки: отдельные микрорайоны, котельные, производственные и коммунальные предприятия.

Рис.5 Логотип бренда ГАЗ

Газораспределительная сеть крупного города представляет собой сложную систему взаимосвязанных газопроводов, в которую газ поступает из нескольких ГРС. Например, Нижний Новгород питают 3 газораспределительные станции, принадлежащие ПАО «Газпром». Дальнейшая подача топлива на предприятия и в жилые дома происходит через 9 головных ГРП. Крупный потребитель – Горьковский автомобильный завод (рис.5) – покупает газ напрямую у ПАО «Газпром». Он транспортируется на предприятие по собственной газораспределительной сети.

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь