Гост р 56290-2014 системы газораспределительные. требования к сетям газораспределения. часть 3. реконструкция (переиздание)

От чего зависит выбор коммуникаций

За проект нового газопровода отвечает специальная комиссия, которая определяет маршрут магистрали, способ ее устройства, точки строительства ГРС.

При выборе способа прокладки учитывают следующие критерии:

• заселенность территории, куда планируется протянуть газопровод;
• наличие на территории уже протянутых подземных коммуникаций;
• тип грунта, вид и состояние покрытий;
• характеристики потребителя – промышленный или бытовой;
• возможности разного рода ресурсов – природных, технических, материальных, кадровых.

Предпочтительным считают подземную прокладку, которая снижает риск случайного повреждения труб и обеспечивает стабильный температурный режим. Именно такой вид практикуют чаще, если нужно подвести газ к жилым районам или отдельно стоящим зданиям.

На промышленных предприятиях магистрали проводят надземным путем – на специально установленных опорах, вдоль стен. Внутри строений также соблюдается открытая прокладка

В редких случаях газовые трубы разрешено маскировать под бетонным полом – в лабораториях, местах общественного питания или бытового обслуживания населения. В целях безопасности газопровод помещают в антикоррозийную изоляцию, заливают цементным раствором, в местах выхода наружу помещают в надежные футляры, обеспечивающие стабильность.

Компрессорные станции

Компрессорные станции нужны для поддержания уровня давления и транспортировки необходимого объема газа по трубопроводу. Там газ проходит очищение от посторонних веществ, осушение, повышение давления и охлаждение. Пройдя обработку, газ под определенным давлением попадает обратно в газопровод.

Компрессорные станции, наряду с газораспределительными станциями и пунктами, входят в комплекс наземных сооружений магистрального газопровода.

К району стройки компрессорные установки транспортируются в виде полностью готовых к сбору блоков. Они возводятся на расстоянии примерно 125 километров друг от друга.

В состав компрессорного комплекса входят:

Компрессорная станция магистральных газопроводов

• сама станция;
• ремонтно-эксплуатационный и служебно-эксплуатационные блоки;
• территория, на которой расположены пылеуловители;
• градирня;
• емкость для воды;
• масляное хозяйство;
• газоохлаждаемые устройства и др.

Рядом с компрессионной установкой обычно возводят жилой поселок.

Такие станции считаются отдельным видом техногенного влияния на природную среду. Исследования показали, что на территории компрессорных установок концентрация оксида азота в воздухе превышает максимально допустимый уровень.

Они также являются мощным источником шума. Ученые выяснили, что длительное воздействие шума от компрессорной станции становится причиной нарушений в человеческом организме, и, как следствие, вызывает различные болезни и может привести к потере трудоспособности. Кроме того, шум вынуждает животных и птиц уходить на новые места обитания, что приводит к их переуплотнению и уменьшению продуктивности охотничьих угодий.

Узел установки предохранительной системы

Обозначение газопроводов

В России каждый газопровод должен быть обозначен специальным знаком. Установка знаков должна быть оформлена совместным актом землепользователя предприятия, использующего магистральный трубопровод.

Гост маркировка трубопроводов

Знаки входят в магистральный газопроводный комплекс и являются важной его частью. Они служат ориентиром для обнаружения трубопровода. Благодаря им во время работ в охранной зоне можно увидеть территорию, по которой проходят трубы

Знаки показывают, что предприятие действует по нормам магистральных трубопроводов

Благодаря им во время работ в охранной зоне можно увидеть территорию, по которой проходят трубы. Знаки показывают, что предприятие действует по нормам магистральных трубопроводов.

На знаке содержатся предупреждения и информация о магистральном газопроводе. Он представляет собой столб с двумя плакатами.

На одном, расположенном перпендикулярно поверхности, находятся сведения о ширине охраняемой территории, месте и глубине залегания труб, дополнительные технические параметры. На втором написано расстояние в километрах по всей длине труб. Он предназначен для обнаружения газопровода с воздуха, поэтому расположен с небольшим наклоном (до 30 градусов).

Факторы, влияющие на способ монтажа газопровода по участку

Пучинистый грунт деформирует трубы при подземной укладке

При планировании прокладки газопровода по участку учитываются все объективные и субъективные факторы.

На выбор способа монтажа влияют следующие обстоятельства:

• Тип грунта. В пучинистом, подвижном и скальном устанавливать подземные трубопроводы запрещается.
• Наличие на участке подземных коммуникаций, пересекающих газопровод. Это может сделать невозможным прокладку траншеи.
• Выращивание декоративных культур или сооружений, которые нельзя разобрать или передвинуть.

Присутствие таких факторов становится причиной монтажа газопровода над землей.

Разновидности газопроводов

Газопроводы, как правило, подразделяют на типы по двум основным показателям:

• расположению;
• давлению.

Рассмотрим, какой показатель давления газа могут иметь эти коммуникации:

• низкий;
• средний;
• высокий.

Максимально допустимое давление газа в газопроводной коммуникации низкого давления составляет до 5 кПа. Конструкции, максимальное давление в которых доходит до 0,3 МПа, относят к газопроводам среднего давления. Газопроводы с высоким давлением могут выдерживать максимальный показатель давления среды до 1,2 МПа. Коммуникации с высокими показателями давления эксплуатируются для поставок газа к крупным промышленным предприятиям или газораспределительным сооружениям. Такие конструкции называют магистральными.

Трубопроводы со средними показателями давления подводят газ к газораспределительным точкам жилых сооружений. Коммуникации низкого давления доставляют газ непосредственно к потребителям.

Все газовые магистрали имеют свое рабочее давление, наибольший его показатель — 1,2 МПа — характерен для газопровода высокого давления

А также все газопроводы классифицируются по своему расположению на:

• прокладываемые под землёй (подземные);
• монтируемые надземным методом;
• наружные;
• внутренние.

Монтаж каждого из этих типов отличается своими особенностями и нюансами.

Расчет газопровода со вставкой

Увеличить пропускную
способность газопровода можно путем
прокладки участка (вставки) некоторой
длины большого диаметра, чем диаметр
всего газопровода. Для газопровода со
вставкой запишем

где x
— длина вставки диаметром D₂;
λ₁и
λ₂
— коэффициенты гидравлического
сопротивления основного газопровода
и вставки.

Увеличение
пропускной способности найдем относительно
пропускной способности (М_о)газопровода
без вставки:

(8.52)

Необходимая длина
вставки при заданном увеличении расхода
и неизменном перепаде давления равна

(8.53)

Если
условиями строительства вынуждены
задаваться определенной длиной вставки,
то из формулы (8.52) или (8.53) можно определить
необходимый диаметр D₂
вставки при установленном увеличении
расхода газа. Расчетные формулы (8.52) и
(8.53) получены при условии, что коэффициент
гидравлического сопротивления основной
линии газопровода после установки
вставки большего диаметра остается
неизменным или изменяется незначительно.

Ограничения использования полимерных труб

Несмотря на большой спрос и преимущества труб из полимера, существуют ограничения к их применению, а именно следующие:

Полиэтиленовая труба

• В климатических регионах, где температура окружающей среды может опуститься до -45 градусов по Цельсию.
• При транспортировке сжиженного газа.
• В районах, где амплитуда землетрясения может превышать семь баллов.
• В случае монтажа надземных газопроводных коммуникаций.
• При прохождении газовой конструкции над автомобильными или железнодорожными путями.
• При прокладке газопроводной коммуникации, транспортирующей газ наружного и внутреннего вида.

В случаях невозможности установки полимерных труб, используют трубы из стали. При соблюдении всех требований к эксплуатации они обладают прочностью и длительным сроком службы. Стальные трубы можно использовать для любого способа прокладки газопроводных коммуникаций.

Как выполнить расчет лупинга

Руководящие документы позволяют выполнять расчет лупинга только с помощью специальных формул. Часть из них будет приложена ниже, но заранее можно сказать, что производить исчисления смогут только специалисты. Так как при его выполнении используется большое количество различных переменных, что делает задачу сложной.

То есть человек или организация, заинтересованные в разработке проекта и строительстве лупинга, не смогут сэкономить даже на предварительных расчетах.

Потому что в отличии от ряда других аналогичных процедур, например, гидравлического расчета, простой и доступный компьютерный способ не используется. В результате проектировщик должен обладать достаточным запасом специальных знаний.

После выполнения расчета рекомендуется обратиться в горгаз для выполнения согласования. Если этого не выполнить и разработать проект полностью, то это может привести к существенным финансовым потерям. Так как могут быть не соблюдены какие-либо из многочисленных требований газовщиков.

Этапы транзитной прокладки газопровода

На всей магистрали установлены контролирующие системы подачи газа

Когда на пути газопровода находятся здания, принимается инженерное решение о транзитной прокладке через фасад или высокий ленточный фундамент в зависимости от устройства строения.

Процедура состоит из следующих этапов:

1. Подготовка. Проводятся расчеты, составляется проектная документация. Стена очищается от внешней отделки, в ней делается отверстие нужного диаметра.
2. Монтаж. В проделанное отверстие вставляется гильза. Делается определение горизонтали и на ее уровне устанавливается ближняя и последующие опоры. Труба проводится сквозь здание и выводится из него аналогичным способом. Делая ввод газопровода в здание, требования СНиП соблюдаются на каждой фазе прокладки.
3. Контроль и приемка работы. Комиссионная проверка герметичности системы, полноты и правильности установки приборов и оборудования. Также проводятся замеры относительно нормированных дистанций от обогревательных, электрических устройств и систем водоснабжения.

Внесенные изменения отображаются в техническом паспорте дома.

Что представляет собой лупинг?

Название процесса лупинг произошло от английского слова «looping», которое в переводе означает «петля». И это точное наименование процесса с одноименным названием. Так как он представляет собой прокладывание нового участка газопровода, причем параллельного основной линии.

Такое ответвление всегда является частью уже действующей системы и его начало — врезка в главную ветку. А там, где в конструкции отпадает необходимость делить потоки газа, петля замыкается.

Газопровод низкого давления с лупингом позволяет разгрузить основную линию, транспортировать топливо с наименьшими потерями, что всегда выгодно

Лупинг газопроводов служит для решения двух главных задач, среди которых увеличение имеющейся пропускной способности основной линии или снижение потери давления во время транспортировки газа.

В первую очередь это касается магистралей с высоким напором, так как именно в них создаются максимально нестабильные условия, приводящие к снижению эффективности. А, следовательно, к финансовым потерям.

Но стабилизация давления возможна и во всех остальных видах сетей, то есть транспортирующих газ при среднем или низком давлении. Так как параллельная труба помогает снизить давление в начале пути и существенно повысить его в конце.

С помощью лупинга специалисты способны решать и еще ряд задач, среди которых следующие:

1. Использование дополнительной линии во время ремонта основной.
2. Применение такой артерии для изменения конфигурации главной. К примеру, во время того, как газ будет проходить по параллельной ветке, на основной можно корректировать положение напорных станций, что в будущем будет способствовать более эффективной работе системы.

Важным преимуществом такой конструкции является возможность использовать ее в виде основной магистрали для транспортировки газа. Это помогает в кратчайшие сроки получить нужный результат, причем сэкономив средства на обустройстве нового газопровода.

Параллельная линия газопровода может быть подключена к действующей артерии в любом месте, а все что для этого нужно — это врезка самой трубы, установка двух отсечных клапанов и фитингов

Такой способ был известен давно, но пик использования приходится на данное время. Происходит это потому, что газовая система на постсоветской территории сформировалась давно (1975-1990 гг.), а сейчас происходит ее доработка, усовершенствование под современные нужды.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что на сегодня лупинг активно используется по нескольким причинам, к которым относятся:

• стадийность строительства — изначально все газопроводы строятся с учетом имеющихся потребностей, а затем по мере необходимости происходит увеличение пропускной способности;
• нехватка собственных средств или инвестиций для строительства новых сетей — происходит это из-за снижения спроса на газ, а соответственно и уменьшения интереса к отрасли кредиторов, инвесторов и даже обычных потребителей.

Указанная информация свидетельствует, что лупинг может быть более дешевым вариантом, чем строительство полноценного нового газопровода.

Компрессорные станции

Компрессорные станции нужны для поддержания уровня давления и транспортировки необходимого объема газа по трубопроводу. Там газ проходит очищение от посторонних веществ, осушение, повышение давления и охлаждение. Пройдя обработку, газ под определенным давлением попадает обратно в газопровод.

Компрессорные станции, наряду с газораспределительными станциями и пунктами, входят в комплекс наземных сооружений магистрального газопровода.

К району стройки компрессорные установки транспортируются в виде полностью готовых к сбору блоков. Они возводятся на расстоянии примерно 125 километров друг от друга.

В состав компрессорного комплекса входят:

Компрессорная станция магистральных газопроводов

• сама станция;
• ремонтно-эксплуатационный и служебно-эксплуатационные блоки;
• территория, на которой расположены пылеуловители;
• градирня;
• емкость для воды;
• масляное хозяйство;
• газоохлаждаемые устройства и др.

Рядом с компрессионной установкой обычно возводят жилой поселок.

Такие станции считаются отдельным видом техногенного влияния на природную среду. Исследования показали, что на территории компрессорных установок концентрация оксида азота в воздухе превышает максимально допустимый уровень.

Они также являются мощным источником шума. Ученые выяснили, что длительное воздействие шума от компрессорной станции становится причиной нарушений в человеческом организме, и, как следствие, вызывает различные болезни и может привести к потере трудоспособности. Кроме того, шум вынуждает животных и птиц уходить на новые места обитания, что приводит к их переуплотнению и уменьшению продуктивности охотничьих угодий.

Узел установки предохранительной системы

Классификация газопроводов по глубине заложения и виду прокладки

Кроме газа, важно обращать внимание такие факторы, как:

• нагрузка от тяжелого транспорта;
• возможность механического повреждения грунта или дорожного покрытия;
• влияние осадков;
• расстояние, на котором находятся городские коммуникации и т. д.

Если дорога покрыта асфальтом или бетоном, то глубина заложения должна быть более 0,8 метра. Если покрытия нет, то минимальная допустимая глубина увеличивается до 0,9 метра. Если коммуникации будут проходить под участком, где нет движения транспорта, они могут находиться на расстоянии 0,6 метра до поверхности.

Чем глубже расположена магистраль, тем дороже обойдутся ремонтно-строительные работы, которые неизбежны при установке труб.

По способу прокладки газовые коммуникации делятся на:

• надземные;
• наземные;
• подземные;
• подводные.

Таблица прокладки газовой коммуникации

В зависимости от того, как будет проложен трубопровод, выбирается материал для труб. Надземные установки чаще всего сделаны из стали, а для строительства подземных, помимо стали, используют также полиэтилен. Этот материал становится все более популярным, поскольку устойчив к коррозии, соответственно, нет необходимости подбирать метод антикоррозионной защиты. Отличительной чертой трубопровода из полиэтилена является долговечность.

Кроме типа прокладки, на выбор материала для газопровода влияют также блуждающие токи и коррозийная агрессивность грунта.

Возможные способы присоединения

Подключение новой сети подачи голубого топлива к действующей осуществляется при помощи врезки или сварки.

В первом случае работа магистрального трубопровода не подвергается кардинальным изменениям, поскольку процесс холодной врезки в газовую трубу осуществляется без использования сварки. Объем прокачиваемого вещества и его давление не изменяются и по-прежнему удерживаются в рабочем диапазоне сети.

Этот способ используется для подключения новых потребителей. Для выполнения работ, связанных с центральной сетью, нужно иметь разрешение и допуск на проведение газоопасных действий.

Без специальной подготовки вмешиваться в функционирование главного трубопровода категорически нельзя. Нарушение может обернуться трагичными последствиями с летальным исходом или тюремным заключением.

В некоторых случаях врезку в газопровод следует выполнять с пересечением осей сетей. Пояснения к схеме: 1 – присоединяемая труба, 2 – труда рабочего газопровода, 3 – “окно” (вырезаемая стенка), 4 – козырек, 5 – деревянный диск, 6 – сварной шок, 7 соединительный патрубок, 8 – стержень для извлечения, 9 – накладка (+)

Второй вариант присоединения более привычен для большинства обывателей. Он надежен и успел пройти проверку временем. Однако, специалист, проводящий врезку таким способом, обязательно должен обладать высоким уровнем профессиональной квалификации, а также иметь специальный допуск.

Сами же способы присоединения бывают:

• врезка в газопровод под низким давлением;
• под газом среднего и высокого давления, когда применяют специальные приспособления;
• с отключением газа и полным освобождением от него труб.

Выбор способа подключения к газопроводу зависит от ряда факторов. Поэтому решение должно приниматься людьми, осуществляющими подсоединение, в каждом отдельно взятом случае.

Что касается исполнителя, то здесь может быть 2 варианта: представители газовой службы или сотрудники частной компании, имеющие юридическое право на совершение действий, а также необходимое оборудование и допуск к проведению газоопасных работ.

Причем во втором случае контора может взять на себя обязательства по подготовке и оформлению пакета документов для законной врезки в главную газовую сеть. Правда, все дополнительные услуги отразятся на конечной стоимости подключения.

От правильного выбора труб зависит не только безупречная работоспособность газопровода, но и безопасность функционирования всей газотранспортной системы

Что влияет на подготовку проекта

Если отсутствуют специальные навыки, самостоятельное проектирование нежелательно и вряд ли осуществимо. В процессе работы над проектом должны быть учтены множество факторов, которые известны только специалистам.

Среди них такие:

• глубина залегания грунтовых вод, специфика грунта, ландшафтные и климатические особенности;
• глубина, на которой проходит центральная трасса;
• расстояние от трубопровода до строения с учетом глубины отвода;
• требования СниПов к оборудованию и точкам соединения.

Кроме перечисленного в проекте, обязательно отображают способ прокладки магистрали, диаметр газопровода, необходимый комплект приборов и фурнитуры, используемые материалы, особенности стыков и внутренней разводки.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

Газопровод через воду

• арочные;
• балочные;
• висячие.

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Гибкий переход – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам.

Еще один пример лупинга

Одним из самых известных газопроводов с лупингом, введенным в строй за последние годы, является параллельная линия магистрали «Пелятка-Северо-Соленинское». Ее протяженность 30 км, но для строительства пришлось обустроить немалые 160 км дороги.

Кроме того, понадобилось проложить почти 90 км кабеля. Работы осуществляли более полутысячи квалифицированных специалистов на протяжении полугода.

Обустройство состояло из следующих этапов:

• установки свай, чему предшествовало бурение;
• монтажа с последующей сваркой опорных конструкций;
• укладки со сваркой самих труб лупинга;
• контроля качества сварных соединений;
• прочистки лупинга;
• испытаний с последующим запуском в тестовом режиме;
• антикоррозийной обработки всех металлических элементов.

Этапы перечислены в нужном порядке. В результате указанный лупинг позволяет с наименьшими затратами транспортировать газ к потребителям, причем бесперебойно.

Как указывали специалисты, экономический эффект от использования этой 30-ти километровой трубы составит внушительные 6,5 млрд рублей и это только за 2 года с момента ввода линии в строй.

Примеры расчета газопроводов

Пример
8.1.
Определить расход газа в газопроводе
длиной 5 км, диаметром 500 мм. Избыточное
давление в начале и в конце газопровода
соответственно равно р₁=
3 · 105
Н/м3
и р₂=
1·105
H/m3.
Газовая
постоянная 500 (Н·м)/(кг·К). Температура
газа 5° С. Коэффициент гидравлического
сопротивления λ= 0,02. Плотность газа 0,7
кг/м3.

Решение. Абсолютная
температура газа

Коэффициент
отклонения значения реальных газов от
значения идеальных принимаем равным
единице (z
= 1). Массовый расход будет равен

Объемный расход
газа

Часовой расход
газа

Пример
8.2.
Определить перепад давления в
горизонтальном газопроводе длиной 10
км, диаметром 300 мм, при расходе газа
500000 м3/сут.
Плотность газа 0,7 кг/м3,
газовая постоянная R
= 500
(Н·м)/(кг·К). Коэффициент гидравлического
сопротивления %,
=
0,015. Коэффициент Z
= 1. Температура газа в газопроводе равна
7° С. Абсолютное давление в конце
газопровода равно р₂
= 6·106
Па.

Решение. Выразим
секундный массовый расход газа через
объемный

Определяем разность
квадратов давлений

Перепад давления

Пример
8.3.
Определить давление столба газа в
наклонном газопроводе, если Δz
= 500 м, Т
=
280 К, р₂
= 5·105
Па (давление абсолютное), R=
500 (Н·м)/(кг·К). Газопровод остановлен
(М_о=
0)

Решение.
Определяем значение коэффициента b

Определяем давление
столба газа

Пример
8.4.
Определить давление столба газа в
наклонном газопроводе, если Δz
= 280 м, абсолютное давление в начальной
точке газопровода р
=
= 3·105
Па; R=
490 (Н·м)/(кг·К); Т
= 280
К. Газопровод остановлен (М
=
0).

Решение.
Определяем коэффициент b

Определяем давление
столба газа

или
р₁—
р₂
составляет 2% от давления в начале
газопровода р₁.

Пример
8.5.
Определить массовый и объемный расход
газа метана в газопроводе длиной 10 км,
внутренним диаметром 0,3 м. Положительная
разность отметок газопровода составляет
500 м. Избыточное давление в начале
газопровода равно р₁=
15 кгс/см2,
в конце газопровода р₂
= 14
кгс/см2.
Температура газа 5° С, плотность ρ = 0,7
кг/м3,
газовая постоянная 500 (Н·м)/(кг·К).

Решение.
Определяем коэффициент b

Приведенные
давление и температура

Коэффициент
сжимаемости по графикам устанавливаем
равным 0,95. Массовый расход будет равен

Объемный расход

Суточный расход
газа

Объемный суточный
расход

Пример
8.6.
Определить перепад давления в наклонном
газопроводе при положительной разности
отметок Δz
= 300
м. Диаметр газопровода 200 мм, длина 5 км.
Температура газа 7° С, газовая постоянная
500 (Н·м)/(кг·К), плотность при нормальных
условиях ρ_н
== 0,7 кг/м3.
Объемный расход газа Q_н
= 100 000 м3/сут.
Избыточное давление в начале газопровода
р₁
= 6
кгс/см2.
Коэффициент гидравлического сопротивления
газопровода λ = 0,02.

Решение. Определяем
секундный массовый расход газа

Определяем
коэффициент сжимаемости Zпо
приведенным параметрам:

и

Коэффициент
сжимаемости из графика Z≈1.

Находим
коэффициент b

Из выражения

находим давление

Перепад давления
будет равен: