Давление газа в трубе: устройство газопроводов низкого и среднего давления

Что такое охранная зона газопровода

Охранной зоной, по Земельному Кодексу, признается местность с особенными условиями пользования. Эксплуатация таких земельных участков ограничена их целевой принадлежностью.

Когда на пути охранных зон, при прокладке новой газовой сети, оказываются земли других владельцев, им возмещаются убытки. А установка опознавательных знаков согласуется с землепользователями и оформляется актом.

Цели устанавливаемых газопроводных охранных зон.

• Исключение несчастных случаев среди населения.
• Безопасность эксплуатации и не допущение порчи имущества газового хозяйства.
• Предотвращение засорения прилежащих территорий.

Главная задача – организация бесперебойной работы и максимальной безопасности, путем обеспечения быстрого доступа при плановых осмотрах, текущем и аварийном обслуживании. В основном она достигается охраной примыкающих к газовым трассам земельных участков.

Охранные зоны газораспределительных сетей

Ширина зон особого использования оговаривается «Правилами охраны газораспределительных сетей» и зависит от видов прокладки и степени предполагаемого риска при авариях:

1. В пределах двух метров по обеим сторонам сетей наружного исполнения.
2. Не менее десяти метров с двух сторон подземных трубопроводов расположенных в грунтах вечной мерзлоты.
3. В радиусе десяти метров от ГРП (если они наружного исполнения).
4. 100 метров с обеих сторон газопроводов залегающих в водных просторах рек, озёр и т.п.
5. Трехметровую дистанцию от межпоселочных сетей проложенных в лесах и сквозь подобную многочисленную растительность.
6. Расстояние от наружных трасс до деревьев должно составлять не меньше высоты этих деревьев (весь период эксплуатации).

Пожаро- и взрывоопасность газов определяет необходимость введения зон особого использования и их обозначения опознавательными знаками.

Вне населенных пунктов устанавливаются железные или железобетонные столбики высотой не более 1,5 м, с шагом не менее 0,5 км.

Предназначены для указания мест:

• пролегания подземных газораспределительных сетей;
• пересечения с автомагистралями;
• железными дорогами;
• на поворотах у колодца, сборника конденсата, ковера и т.п.;
• на берегах водоемов, в случае подводной прокладки.

Опознавательные знаки содержат:

• расстояние от сети;
• материал трубопровода;
• диаметр;
• значение давления – для сетей ВД и СД, для сетей с низким давлением просто ставится пометка «н.д».
• угол поворота (УП);
• глубина прокладки;
• контакты ответственной АДС (аварийной диспетчерской службы) и др.

Охранная зона газопровода низкого давления, сколько метров

Газопроводы низкого давления – это неотъемлемая часть газораспределительной сети, по ним обычно производится поставка газа конечному потребителю, поэтому их охране также отводится немаловажное значение. Ширина охранной зоны исчисляется от центральной оси трубопровода в обе стороны:

Ширина охранной зоны исчисляется от центральной оси трубопровода в обе стороны:

• для наружных сетей НД составляет по 2 метра;
• для подземных – по 3.

Профилактические меры:

• Проведение инструктажей по технике безопасности с гражданами, являющимися собственниками земель, расположенных в охранных зонах – не реже 1 раза в пол года.
• Ежегодное обследование трасс, проведение необходимых работ, внесение корректировок в проектную документацию.
• Восстановление опознавательных знаков и обновление табличек.
• Обеспечение трасс табличками, распознаваемыми с воздуха.

Охранная зона газопровода высокого давления

Правила охраны сетей высокого давления указывают на необходимость обустройства защитных зон. Охранная территория газопроводов с высоким давлением газа определяется соответствующей категорией и регламентируется требованиями СНиП – 42-01-2002.

Охранная зона магистралей с высоким давлением – 50 м, распределительных – до 10.
Выбирать землю под строительство жилого дома либо дачного участка, безусловно лучше ближе к газопроводу. Тогда затраты на газификацию частного дома будут минимальными, но при этом необходимо учитывать расстояние охранной зоны газопровода. В случае отсутствия возможности подключения к центральному газопроводу, стоит рассмотреть вариант использования автономной газификации (газгольдеров или газовых баллонов).

Виды газоснабжающих систем

Газоснабжающая система может иметь такие виды:

1. Одноуровневая, где подача газа потребляющим лицам производится только по газопроводному изделию одинаковых показателей давления (либо с низкими показателями, либо со средними);

2. Двухуровневая, где подача газа кругу потребляющих лиц осуществляется по газопроводному сооружению с двумя разными видами давления (показатели среднегонизкого либо среднеговысокого 1 или 2 уровня, либо высоких показателей 2 категории низких);

3. Трехуровневая, где прохождение газового вещества производится по газопроводу с тремя давлениями (высокое первого или второго уровня, среднее и низкое);

4. Многоуровневая, при которой газ движется по газовым линиям с четырьмя видами давления: высокое 1 и 2 уровня, среднее и низкое.

Связываться газопроводные системы с разными давлениями, которые входят в газоснабжающую систему, должны посредством ГРП, КДРД.

Давление газа в подающих магистралях для разных потребителей

Для теплоустановок промышленной отрасли и котельного оборудования, стоящих отдельно от газопроводных линий, допустимым считается применение газового вещества с имеющимся давлением в пределах 1,3 МПа при условии, если такие показатели давления необходимы для особенностей технического процесса. Нельзя прокладывать газопроводную систему с показателем давления больше чем 1,2 МПа для многоэтажного жилого дома в населенной местности, в участках нахождения сооружений общего пользования, в местах нахождения большого количества людей, например, рынок, стадион, торговый центр, здание театра.

Нынешние системы распределения газоснабжающей линии состоят из сложного комплексного состава сооружений, которые, в свою очередь, имеют вид основных элементов таких, как газовых кольцевых, тупиковых и смешанных сетей с низкими, средними и высокими показателями давления. Они проложены на городских участках, других населенных пунктах, в сердце микрорайонов или здания. Кроме того, они могут размещаться на трассах газораспределительной станции, газорегуляторного пункта и установки, системе связи, системе автоматических установок и телемеханического оборудования.

Вся конструкция должна обеспечить подачу потребительского газа без проблем. В конструкции должно иметься отключающее устройство, которое направлено на отдельные ее элементы и участки газопровода для осуществления ремонта и устранения аварийных ситуаций. Помимо прочего, она обеспечивает беспроблемную транспортировку газового вещества потребляющим газ лицам, иметь простой механизм, безопасную, надежную и удобную эксплуатацию.

Проектировать газоснабжение всей области, города или поселка необходимо на основании схематических чертежей и планировки района, генерального плана города, учитывая перспективное развитие. Все элементы, приборы, механизмы и узловые детали в газоснабжающей системе стоит использовать одинаковые.

Выбирать распределяющую систему и принципов постройки газопровода (кольцевого, тупикового, смешанного) стоит осуществлять, основываясь на технических и экономических расчетных операциях, учитывая объем, структуру и плотность потребления газа.

Выбранная система должна иметь самую большую эффективность, с экономической точки зрения, и обязательно предполагать строительные процессы и иметь возможность вводить в работу газоснабжающую систему частично.

Классификация газа . Газ среднего давления, низкого, высокого 1 и 2 категории

Газораспределительные сети

Газораспределительной сетью называют систему трубопроводов и оборудования, служащую для транспорта и распределения газа в населенных пунктах. На конец 1994 г. общая протяженность газовых сетей в нашей стране составляла 182 тыс. км.

Газ в газораспределительную сеть поступает из магистрального газопровода через газораспределительную станцию. В зависимости отдавления различают следующие типы газопроводов систем газоснабжения:

– высокого давления (0,3. 1,2 МПа);

– среднего давления (0,005. 0,3 МПа);

– низкого давления (менее 0,005 МПа).

В зависимости от числа ступеней понижения давления в газопроводах системы газоснабжения населенных пунктов бывают одно-, двух- и трехступенчатые:

1) одноступенчатая (рис. 16.5 а) – это система газоснабжения, при которой распределение и подача газа потребителям осуществляются по газопроводам только одного давления (как правило, низкого); она применяется в небольших населенных пунктах;

2) двухступенчатая система (рис. 16.5 б) обеспечивает распределение и подачу газа потребителям по газопроводам двух категорий: среднего и низкого или высокого и низкого давлений; она рекомендуется для населенных пунктов с большим числом потребителей, размещенных на значительной территории;

Рисунок 16.5 – Принципиальные схемы газоснабжения населенных пунктов:

а – одноступенчатая; б – двухступенчатая; в – трехступенчатая; 1 – отвод от магистрального газопровода; 2 – газопровод низкого давления; 3 – газопровод среднего давления; 4 – газопровод высокого давления; ГРС – газораспределительная станция; ГРП – газораспределительный пункт; ПП – промышленное предприятие

При применении двух- и трехступенчатых систем газоснабжения дополнительное редуцирование газа производится на газорегуляторных пунктах (ГРП).

Газопроводы низкого давления в основном используют для газоснабжения жилых домов, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий. Газопроводы среднего и высокого (до 0,6 МПа) давлений предназначены для подачи газа в газопроводы низкого давления через городские ГРП, а также для газоснабжения промышленных и крупных коммунальных предприятий. По газопроводам высокого (более 0,6 МПа) давления газ подается к промышленным потребителям, для которых это условие необходимо по технологическим требованиям.

По назначению в системе газоснабжения различают распределительные газопроводы, газопроводы-вводы и внутренние газопроводы. Распределительные газопроводы обеспечивают подачу газа от источников газоснабжения до газопроводов-вводов. Газопроводы-вводы соединяют распределительные газопроводы с внутренними газопроводами зданий. Внутренним называют газопровод, идущий от газопровода-ввода до места подключения газового прибора, теплоагрегата и т.п.

По расположению в населенных пунктах различают наружные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутрицеховые, внутридомовые) газопроводы.

По местоположению относительно поверхности земли различают подземные и надземные газопроводы.

По материалу труб различают газопроводы металлические (стальные, медные) и неметаллические (полиэтиленовые, асбоцементные и др.).

Подключение и отключение отдельных участков газопроводов и потребителей газа осуществляют с помощью запорной арматуры – задвижек, кранов, вентилей. Кроме того, газопроводы оборудуют следующими устройствами: конденсатосборниками, линзовыми или гибкими компенсаторами, контрольно-измерительными пунктами и т.п.

Добыча газа

Газ залегает в земной коре на расстоянии 1-6 км от поверхности, поэтому сначала проводят геологоразведочные работы. Глубоко в недрах планеты есть поры и трещины очень малых размеров, которые содержат в себе газ. Механизм естественного перемещения газа прост: метан вытесняется из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. По всей площади месторождения равномерно устанавливают скважины. Так как давление под землей во много раз больше атмосферного, газ сам выходит в скважину.

Подготовка и транспортировка

Газ не сразу пускают по трубопроводу, сначала его особым образом подготавливают в котельнях, ТЭЦ и на химических заводах. Осушают от водяного пара и очищают от примесей: сероводорода (вызывает коррозию труб), водяного пара (вызывает конденсат, мешает движению газа). Подготавливают и трубопровод: с помощью азота в нем создают инертную среду. Далее газ движется по большим трубам диаметром 1,5 м (под давлением 75 атмосфер). Так как при транспортировании потенциальная энергия газа тратится на силы трения между частицами самого газа и на трение между трубой и метаном, существуют компрессорные станции, поднимающие давление внутри трубы до 120 атмосфер. Подземные газопроводы укладывают на глубине 1,5 м, чтобы конструкция не замерзала.

Типы газопроводов

• Магистральные. Давление в системе 6-12 атмосфер поддерживается до газораспределительной станции, которая снижает давление до нужного уровня.
• Линии среднего давления. Давление в системе 3-6 атмосфер.
• Линии низкого давления. Давление при работе составляет от 0,05 до 3 атмосфер. Именно такое давление в газовой трубе в квартире или в частном доме.

Распределительные и регулирующие устройства

• Регулятор давления газа представляет собой оборудование для управления потоком рабочей среды.
• Системы контроля загазованности автоматически перекрывают подачу газа.
• Редукционный агрегат снижает давление топлива.
• Коммутатор перераспределяет магистральный поток на отдельные ветки.
• Манометры и расходомеры позволяют следить за параметрами системы.
• Фильтры очищают газовую смесь от примесей.

Все эти устройства обеспечивают безопасность магистральных трубопроводов и входят в систему автоматического регулирования параметров.

Охранная зона газопровода высокого давления: сколько метров по СНиП (СП)

Согласно СП 62.13330.2011 этот параметр самый большой. Зона газопровода должна в идеале занимать достаточное пространство, чтобы обезопасить окружающие объекты и предоставить быстрый доступ для починки.

Задвижка

Ведь в газопроводе с высоким давлением выше всевозможные риски. В случае какой-то чрезвычайной ситуации газ резко вырывается наружу, выталкиваемый сам собой, а также благодаря факторам, сообщающим веществу скорость (вследствие чего оно и движется).

Откуда и вытекает, что для 2 категории (напором 0,3–0,6 МПа включительно), охранная зона газопровода высокого давления составляет 7 метров в каждую сторону. Благодаря этому удается избежать проблем в обслуживании коммуникаций или каких-то аварийных ситуаций.

Такие меры оправданны, и есть мнение, что охранная зона для труб с высоким давлением 2 категории должна даже быть больше. Хотя бы 7.4–7.8 метра. Но пока это только теория.

Надземный трубопровод

Накопившийся опыт достаточен, чтобы утверждать, что эти нормативы для газопроводов различного давления соответствуют современным потребностям. И вряд ли они будут меняться в ближайшие несколько десятков лет.

По крайней мере, до 2022 года изменений не ожидается. Ниже представлены нормы, актуальные и для населенных пунктов, включая города и села, и для частного сектора.

Состав природного газа

Эти цифры были выведены в процессе многолетней эксплуатации газопроводов, газовых коммуникаций. Согласно им может в итоге допускаться или не допускаться проведение земляных и других работ, строительства.

Объект	Расстояние от газопровода (0,3–0,6 МПа включительно)
Дом (до фундамента, а не до фасада)	7 метров
Дорога	7 метров
Водопровод	1,5 метра
Канализация	2 метра
ЛЭП (1–35 кВ)	5 метров

Важно учитывать, что давление в трубопроводе 2 категории составляет 0,3–0,6 МПа. Так что работы по обслуживанию данной системы газопроводов отличаются повышенной опасностью

Равно как и эксплуатация такого газопровода в целом более опасна.

Конечно, подобный трубопровод гораздо сложнее проложить в месте, где рядом расположено множество построек и сооружений, из-за охранного расстояния. Например, даже если это частный сектор, дома нередко расположены близко, а значит, близко расположены подземные и надземные сооружения, включая коммуникации с их охранными зонами.

Так что стоит несколько раз подумать, будет ли оправдано решение насчет прокладывания трубопровода с высоким давлением. Даже если было согласование, утверждение и вообще вся процедура пройдена без нареканий, возможно, это еще не повод прокладывать газопровод с такими параметрами.

Нормы расположения коммуникаций согласно СНиП и СП

Однако не следует забывать, что есть еще трубопроводы высокого давления первого класса, от 0.6 до 1.2 МПа. В таких системах охранная зона составляет 10 м в каждую сторону. До водопровода она будет 2 м, до канализации – 5 м.

Нормы отступов для газовых трубопроводов высокого давления 1 категории (свыше 0,6 и до 1,2 МПа) представлены в таблице ниже.

Объект	Расстояние от газопровода (свыше 0,6–1,2 МПа)
Дом	10 метров
Дорога	10 метров
Водопровод	2 метра
Канализация бытовая	5 метров

Конечно, можно и больше. Например, 5.5 м до канализации или 3 м до водопровода, включая колодец. Но это все равно еще параметры, применимые к ГРС (а также к ШРП и ГРП) и узлам. Так что и ограничения далеки от тех, что накладываются на магистральные трубопроводы.

Охранные зоны других сетей

Необходимо учитывать, что водопровод, канализация и другие коммуникации тоже имеют свои санитарно-защитные зоны. Их также называют охранными. Да, охранная территория газопровода уже это учитывает.

Подземная тепловая сеть

Однако перед проведением каких-либо работ важно учесть такие параметры для каждой сети, чтобы ничего не осталось без внимания. И чтобы в итоге не получилось так, что какая-то сеть никак не помещается относительно других

Важно учитывать, что санитарную зону у тех или иных коммуникаций требуется устанавливать в каждую сторону от оси. Для каждой такой системы с охранной зоной имеется своя таблица СНиП (СП) с нормативами расстояний до тех или иных объектов

Всегда стоит руководствоваться именно строительными нормами и правилами насчет того, сколько метров в каждую сторону следует отступать.

Нюансы охранных зон

Также важно учитывать, что магистральный газопровод – совсем другая история, нежели газораспределительная станция или узел. И охранная зона в трассах с высоким давлением достигает 50 метров

Размер защитной зоны магистральной трубы

Как правило, это трубы крупного диаметра. С такой шириной при аварии и утечка будет куда масштабнее и интенсивнее. Это связано с объемом вещества внутри и скорости его транспортировки.

Правила расположения охранных зон действуют везде, и в Москве, и в Нижегородской области. Ведь, согласно определению экспертов, этот трубопровод носит статус ОПО (опасный производственный объект).

Надземный магистральный газопровод

И дело не только в серьезных юридических последствиях для того, кто нарушит защитную зону. Судя по практике десятилетий, при неграмотном прокладывании газовых коммуникаций существует вероятность столкнуться с такими рисками, которые будут представлять угрозу для жизни окружающих.

Многоступенчатость системы газоснабжения

Потребность создания нескольких ступеней в местной системе снабжения природным газом в т.ч. вызвана наличием потребителей, нуждающихся в поставках газообразного топлива под различным давлением.

Градация газопроводов по ступеням

• Двухступенчатые. Образованы сетями под давлением низким и средним, либо с низким и высоким;
• Трехступенчатые. Состоят из коммуникаций с давлениями высоким, средним и низким;
• Шагоступенчатые. Их формируют газопроводами с давлениями всех уровней.

Чередование магистралей с высоким и средним давлением требуется из-за значительной протяженности сетевых трубопроводов, а также из-за нескольких направлений транспортировки. В местностях со значительной плотностью населения прокладка газопроводов, проводящих газообразное горючее под высоким давлением, не рекомендуется.

Основные газопроводящие коммуникации города размещены под землей. Иначе крупных аварий на газовых сетях из-за ошибок управления автотранспортом избежать было бы невозможно

Еще одна частая причина – в районах старой застройки городские улицы недостаточно широки, чтобы протянуть под ними газоснабжающие линии высокого давления. Ведь чем выше давление перемещающегося по трубопроводу газа, тем более значительная дистанция необходима между коммуникациями и соседними постройками.

Потребность в ступенчатой схеме газоснабжения также вызвана технологическими требованиями к присоединению и монтажу газорегуляторных установок, устанавливаемых на зданиях.

Типы городских сетей согласно назначения

Территории городских районов оборудуются наиболее разветвленной сетью газоснабжающих коммуникаций.

В состав снабжающего природным газом городского комплекса входят следующие типы газопроводов:

• распределительные, проводящие газ под различным (фактически необходимым) давлением. Обеспечивают транспортировку по обслуживаемой территории;
• ответвления абонентские, снабжающие газом от распределительных магистралей  конкретных абонентов;
• внутридомовые и внутрицеховые.

Проектируемая для города схема распределительных газовых коммуникаций, направляющих газ под средним и высоким давлением, образует общую сеть. Со спецификой разработки проекта для газификации частного дома ознакомит предложенная нами статья.

Шкафной регуляторный пункт газоснабжения используется на конечных потребляющих сетях мощностью не более 1800 кубометров в час. Он способен уменьшить давление до 2 кПа

Т.е. коммунальным потребителям, котельным и промышленным объектам природный газ поставляется по общей газораспределительной сети. Построение отдельных магистральных сетей для коммунально-бытовых, либо промышленных потребителей невыгодно  с позиции экономики.

При выборе планировочных решений для городского газоснабжения учитывается планировка и размеры города, плотность населения и застройки, потребности электростанций и промышленных объектов. В расчет принимаются перспективы будущего развития города, наличие крупных препятствий (искусственных, естественных) для ведения газопроводных коммуникаций.

Влияние материала труб на расчет

Для строительства газопроводов можно использовать трубы, изготовленные только из определенных материалов: стали, полиэтилена. В некоторых случаях применяются изделия из меди. Скоро будут массово использоваться металлопластиковые конструкции.

Каждая труба имеет шероховатость, что приводит к линейному сопротивлению, которое влияет на процесс перемещения газа. Причем, этот показатель значительно выше у стальных изделий, чем у пластиковых

Сегодня нужные сведения можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет можно выполнять только с учетом их характеристик, чего требует профильный Свод правил. А также в документе указаны необходимые для исчисления данные.

Коэффициент шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:

• для всех полиэтиленовых труб, причем независимо новые они или нет, — 0,007 см;
• для уже использовавшихся стальных изделий — 0,1 см;
• для новых стальных конструкций — 0,01 см.

Для каких-либо других видов труб этот показатель в Своде правил не указывается. Поэтому их использовать для строительства нового газопровода не стоит, так как специалисты горгаза могут потребовать внести коррективы. А это опять же дополнительные расходы.