Техника безопасности при эксплуатации магистрального газопровода
Соблюдайте правила техники безопасности на участках где происходит установка магистрального газопровода
Магистральный трубопровод – это потенциально опасное сооружение, использовать которое можно только в соответствии со специальными инструкциями, регламентирующими строительство и эксплуатацию магистральных газопроводов.
За работой газопровода обязаны следить промышленные организации, использующие его. Они также должны завести специальный паспорт в двух экземплярах. К ним прилагается схема, на которую нанесены все трубопроводные детали, указан их тип, фирма-производитель, материал, установленная арматура.
Периодичность обхода или облета всей территории сооружения устанавливается в зависимости от нормативов обслуживания. В случае стихийного бедствия, которое могло повредить трубы, должен быть проведен внеочередной осмотр. Обследование переходов трубопровода через автомобильные дороги проводится ежегодно.
Какие требования к проектированию?
Основное требование к проекту газоснабжения частного дома – это его соответствие действующим нормам. В настоящее время в России и странах СНГ существует целый ряд Строительных Норм и Правил (сокращенно СНИП) по проектированию газоснабжения частных домов, которые отображены в существующем законодательстве. Такие требования касается каждого аспекта проектирования газопроводов. Например, СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение» предоставляет общие требования к газоснабжению, а СНиП П-35-76 Котельные установки. Нормы проектирования – более конкретную информацию исключительно о нормах проектирования отопительных систем.
Важно отметить, что для получения окончательного проекта газоснабжения необходимо купить все требуемое оборудование. Это нужно делать в специализируемых магазинах для уверенности в качестве материалов
Также данную работу можно поручить компании-подрядчику.
После окончания разработки проекта газификации частного дома происходит его согласование с контролирующими органами ГорГаза. Данная процедура может занять около 15 дней. Далее проектная компания проводит надзор за выполнением проекта при монтаже и запуске системы газоснабжения.
Основные сооружения, входящие в комплекс магистрального газопровода
Согласно СНиП, магистральный газопровод включает в себя трубопровод и все ответвления с диаметром труб не более 1420 мм. Избыточное давление передаваемого газа не должно превышать 10 МПа.
В состав газопроводного комплекса входят следующие объекты:
Состав сооружений магистрального газопровода
- газовая скважина со «шлейфом»;
- газосборный пункт;
- газопромысловый коллектор;
- очистительные сооружения;
- газокомпрессорная станция;
- магистральный газопровод;
- запорные устройства;
- переходная компрессорная станция;
- переходы;
- линия связи;
- запасной набор труб;
- вдольтрассовая дорога с подъездами;
- газораспределительные станции;
- отводы;
- защитные сооружения;
- лупинг;
- городские газовые сети.
Лупинг – это трубы, укладка которых осуществляется параллельно основному трубопроводу. Лупинги сооружаются, если нужно повысить производительность трубопровода. Их месторасположения не имеет значения.
Лупинг газопровода
Планируемые к возведению газопроводы в России
Карта газопроводов России на стадии разработки включает в себя пять участков. Не реализован проект «Южного потока» между Анапой и Болгарией, строится «Алтай» — это газопровод между Сибирью и Западным Китаем. Прикаспийский газопровод, который будет поставлять природный газ с Каспийского моря, в перспективе должен проходить через территорию РФ, Туркменистан и Казахстан. Для поставок из Якутии в страны Азиатско-Тихоокеанского региона строится еще одна трасса — «Якутия-Хабаровск-Владивосток».
Магистральные газопроводы представляют собой комплексы сооружений, которые предназначены для перемещения горючих газов с мест их добычи или производства к конечным местам потребления.
Классификация магистральных газопроводов (согласно рабочему давлению):
- І класса – высокого давления, более 25 кгс/см2;
- ІІ класса – среднего давления, 12-25 кгс/см2;
- ІІІ класса – низкого давления, до 12 кгс/см2.
Кроме того, газопроводы могут быть:
- магистральными – сооружают с целью передачи газа из мест добычи к конечным пунктам (как уже говорилось ранее);
- местными – с целью сбора природного газа для распределения его в городах, промышленных предприятиях.
Магистральные газопроводы России имеют разную производительность. Она определяется, исходя из данных по топливно-энергетическому балансу тех районов, где предполагается создание газопровода, определение рационального годового количества газа с учетом объемов использования ресурса на перспективу лет после начала эксплуатации магистрального газопровода.
Обычно производительность магистрального газопровода характеризуют как количество газа, которое поступает в него за год. В основном, производительность будет иметь показатель, меньший за это значение из-за неравномерного использования газа по дням недели или сезонам года. Это обусловлено колебаниями температуры внешнего воздуха и режимом работы пользователей газа. Это обусловлено колебаниями температуры внешнего воздуха и режимом работы пользователей газа.
Для увеличения производительности магистральных газопроводов на разных участках могут быть сооружены лупинги. В случае расчетов стационарных режимов работы газопроводов во время решения некоторых задач место расположения лупинга не имеет значения.
Существенным образом увеличить производительность газопровода может монтаж на компрессорных станциях центробежных нагнетателей с приводом от газовых турбин или мощных электромоторов. Первый тип машин использует топливо в виде газа, а именно – транспортируемый газ. Сжигание такого газ в камерах сгорания этих аппаратов не представляет большой проблемы по сравнению с применением жидкого топлива.
Это один из главных факторов, который влияет на выбор определенной системы автоматического регулирования производительности объектов. Протекание переходных процессов в газопроводах не должно осуществляться произвольно. Переходные процессы в системах с автоматическим регулированием обычно имеют затухающий характер.
Во время расчета и исследования динамики процессов регулирования производительности магистральных газопроводов, исследователи имеют дело с инерционными процессами, которые обязаны своей спецификой движущемуся потоку газа по трубопроводу; с другой стороны – малоинерционными процессами, порожденными влиянием масс подвижных элементов компрессионных аппаратов. Принимая к вниманию сложность этого автоматизированного комплекса, вполне допустимо рассмотрение влияние этих факторов разных порядков отдельно.
Управление магистральным газопроводом России обычно осуществляется государственной компанией, которая следит за состоянием всей системы и нанимает квалифицированных работников. Также она следит за регулярным повышением уровня квалификации последних.
Сооружение линейной части магистрального газопровода
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Сооружение линейной
части магистрального газопровода
Введение
Трубопровод — сооружение, состоящее из плотно соединенных
между собой труб, деталей трубопроводов, запорно-регулирующей аппаратуры,
контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, опор и подвесок,
крепежных деталей, прокладок, материалов и деталей тепловой и
противокоррозионной изоляции и предназначенное для доставки массовых жидких и
газообразных продуктов с мест их добычи к местам потребления.
Современные экономические условия поставили ряд проблем
отрасли строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности: ускорение
темпов, ликвидация сезонности и повышение качества трубопроводного
строительства.
Комплексное решение этих проблем может быть выполнено на
основе системного анализа и зависит, прежде всего, от принятия оптимальных
проектных решений, принятия новых материалов и конструкций, повышения уровня
механизации, разработки и внедрения более современной технологии производства
работ, а также прогрессивных форм организации строительства мощных
трубопроводных систем.
Линейное строительство, к которому относится и строительство
трубопроводов, обладает одной важной особенностью — разнообразием и
изменчивостью характера местности вдоль трассы трубопроводов, требующих
применения различных технологических схем и технологии строительства. Это
изменение может быть настолько существенным, что требует полного технического
переоснащения строительных подразделений, выполняющих определенный вид работ
Данная работа посвящена проектированию и разработке
технологии строительства участка газопровода протяженностью 1000 м и диаметром
1220 мм, проходящего в грунтах типа суглинки легкие. При этом конструктивная
схема прокладки — подземная с прямоугольной формой траншеи.
Принимаем к использованию трубы в заводской изоляции, поэтому
на месте производится только изолирование сварных стыков труб. Следует учесть и
наличие подъездных путей хорошего качества к месту непосредственного проведения
работ, имеющихся вследствие освоенности данной территории.
Разработка траншеи производится экскаватором с обратной
лопатой ЕТ-26-30, т.к. в породе нет твёрдых включений и валунов.
Устройство основания траншеи выполняется песком, который
доставляется автосамосвалами из карьера, расположенного на расстоянии 17
километров от строительного участка газопровода. Погрузка песка в автосамосвал
производится карьерным погрузчиком Амкодор 352. Разгрузка песка в траншею
производится с помощью лотка, устройство основания траншеи производится
бригадой — землекопов, которые выравнивают основание траншеи.
Доставка труб с предприятия — изготовителя осуществляется
железнодорожным транспортом. По прибытию железнодорожного состава на пункт
разгрузки, находящийся на расстоянии 10 километров от места ведения работ,
производится разгрузка железнодорожных вагонов с одновременной погрузкой труб
на трубоплетевозы.
Доставка труб на расстояние 10 километров осуществляется
автопоездом трубоплетевозным в составе автомобиля-тягача 596012 и
прицепа-роспуска 904702.
Разгрузка труб осуществляются автокраном марки КС — 45721.
Таким образом, основными задачами курсового проектирования
становятся разработка технологической схемы, обоснование используемых
строительных, транспортных машин и оборудования, а также организация проведения
работ.
Сравнение магистрального газа с газгольдером
Под магистралью чаще всего подразумевают ответвление газопровода с давленым ниже 0,005 МПа. Для газификации дома требуется спроектировать и установить внешний и внутренний газопровод, подключить газовые приборы внутри дома и подсоединить контур к местному газопроводу.
Газгольдер – резервуар для хранения сжиженного газа. Смесь пропана и бутана закачивают в стальной контейнер под давлением. Сжиженная смесь постепенно переходит в газообразную, вытесняясь в газопровод благодаря разнице в давлении. Резервуар устанавливают на участке возле дома, соединяют трубопроводом с газовыми приборами в здании. По мере исчерпания топлива газ периодически закачивают.
Все работы по установке магистрали и газгольдера выполняют только сотрудники газовых служб.
Оба варианта имеют свои плюсы и минусы:
- Магистральный газ – это метан на 98%. В резервуаре хранят смесь пропана и бутана.
- При авариях на трубопроводах магистральный газ могут отключить. Газгольдер обеспечивает автономность.
- Стоимость подключения к магистрали в среднем составляет 50–100 тыс. р. Строительство газгольдера и установка обслуживающее оборудования стоит не менее 200 тыс. р.
- Сроки сооружения зависят от многих факторов. Если газовая труба в поселке есть, подключение выполняется за 1–3 дня. Документы собирают дольше. Но если от здания до магистрали более 200 м, подключение затянется на 3–4 месяца. Установка газгольдера занимает 1–3 дня.
- Безопасность магистрального газа выше. Метан легче воздуха и при утечке поднимается вверх. Если в доме нормальная вентиляция, риск отравлении или пожара невелик. Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха и накапливается на уровне пола до критических величин совершенно незаметно.
Стоимость использования примерно равная. Хотя метан из магистрали стоит в 3–4 раза дешевле, на деле расходуется он намного быстрее. При сжигании метана выделяется всего 9 кВт, а при горении пропан-бутановой смеси – 28 кВт, поэтому при отоплении здания природного газа приходится сжечь в 3 раза больше.
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
Производительность магистральных газопроводов
Газопроводы в России
Под производительностью газопровода понимается количество газа, которое транспортируется по его трубам за год.
Российские газопроводы отличаются по производительности. Значение зависит от топливно-энергетического баланса зоны, где панируется укладка труб. Из-за колебаний температуры в течение года используется разное количество газа, поэтому фактическая производительность обычно имеет меньшее значение, чем вычисленная.
Чтобы значительно повысить производительность магистрального трубопровода, на компрессорных станциях устанавливаются центробежные нагнетатели, работающие благодаря газовым турбинам или электрическим моторам.
Чтобы выбрать систему автоматического регулирования производительности трубопровода, нужно изучить неустановившиеся процессы в системах, которые отвечают за дальнюю передачу газа. Переходные процессы в газопроводах не должны проходить бесконтрольно. При установке системы автоматического контроля данные процессы, как правило, характеризуются затуханием.
Изоляция для магистральных газопроводов
Особая часть работ по устройству газопровода, для которой также может разрабатываться отдельный проект. Главное требование к изоляции таких сооружений – стойкость перед коррозией и агрессивными веществами в составе почвы. Также покрытие должно быть сплошным, водонепроницаемым, прочным и термостойким. В практике строительства магистральных газопроводов чаще используются следующие виды изоляционных покрытий:
- Полиэтиленовые заводские полотна нанесения с порошковым покрытием и диэлектрическими свойствами.
- Покрытия на основе полиэтилена для трассовой укладки. Это широкая группа изоляторов, которые могут выполняться в ленточном виде или в составе с битумной смесью. Второй вариант отличается стойкостью к высоким температурам.
В некоторых случаях функции изоляторов для магистральных газопроводов могут выполнять и лакокрасочные материалы наподобие эпоксидной краски. Но такие решения допустимы только для контуров с наземной прокладкой, так как защитное покрытие этого типа будет требовать регулярного обновления.
Разновидности магистралей
Магистральный трубопровод – сложная система. Классифицируют ее по самым разным признакам: диаметру используемых труб, давлению, под которым передается голубое топливо, методу укладки, конструкции системы. Производительность и назначение газопроводов разные.
В зависимости от рабочего давления
По величине давления различают 2 класса магистралей для передачи газа:
- 1 – рабочее давление составляет 2,5–20 МПа. Допускается передача сжиженного газа.
- 2 – величина напора составляет 1,2–2,5 МПа.
Диаметр и толщина стенок определяется назначением и способом укладки газопровода. От таких показателей зависит материал трубы. Для изделий диаметром до 500 мм изготавливают из спокойных углеродистых и низкоуглеродистых сталей, для труб сечением до 1020 мм – из спокойных и полуспокойных низкоуглеродистых сплавов. Трубы размером до 1420 мм выполняют только из низколегированной стали.
В зависимости от назначения
Газовая магистраль сооружается для разных целей. Величина конструкции заметно отличается:
- Магистральные – выполняют транспортировку газа на большие расстояния. Система включает насосные установки, очистные сооружения, газораспределительные конструкции. Магистраль функционирует непрерывно, это одно из важнейших условий.
- Технологические – системы, обслуживающие предприятия. Могут передавать природный газ, пар и другие газы. Они же обеспечивают отвод отходов производства.
- Коммунально-сетевые – транспортируют пар. Давление здесь намного ниже, но конструкция такой системы обычно сложная. Различают распределительные, транзитные системы и разветвления.
- Судовые – конструкции для перекачки газа на судах.
- Машинные – напорные и безнапорные системы для подачи топлива, масла. Размеры их невелики.
Ключевые моменты в работе сети
Во-первых, производительность. Она рассчитывается с учетом топливно-энергетического баланса районов, куда будет осуществляться транспортировка. Прогнозируются максимальные нагрузки. А также нужно учесть, что конкретный регион может развиться в будущем, поэтому возрастет и объем доставляемого газа.
Для повышения производительности используется лупинг газопровода. Если трубопровод работает в средней мощности, тогда центробежные нагнетатели особо не сказываются на эффективности. Зато их роль возрастает при повышении нагрузки.
Во-вторых, автоматическая регулировка. При проектировании сети анализируются особенности управления магистральными газопроводами. Для этого определяют устойчивость системы и обнаруживают процессы, которых не хватает для сбалансированного функционирования.
Важность автоматической регулировки возрастает прямо пропорционально расстоянию транспортировки
Современные технические средства позволяют изменять производительность в автоматическом порядке. Если необходимое оборудование отсутствует, тогда скорость и эффективность транспортировки падают буквально к нулю.
С одной стороны, движение вещества происходит под воздействием инерции. Зато с другой — система замедляет перемещение как за счет закруглений труб, так и непосредственно из-за внутреннего сопротивления. Учитывая сложность устройства оборудования, к обоим факторам нужен индивидуальный подход.
За управление магистральным газопроводом отвечает государственная компания. В России это ОАО «Газпром»
Третий ключевой момент — обозначения. Специальные символы выполняют информационную и предупредительную функции. Размещение знаков — обязательное правило использования магистральных газопроводов.
Обозначения позволяют определить объекты, зону и глубину трубопровода. Фактически это столбики с двумя информационными блоками. На вертикальном указывается площадь территории особой опасности, место залегания и другие важные особенности.
А горизонтальный, с информацией о размещении опасного участка, устанавливают под углом до 30 градусов относительно поверхности земли. Он показывает расстояние в километрах по всей трассе.
Назначение магистрального газопровода
Под магистральным газопроводом понимается трубопровод, сконструированный для доставки газа из района месторождения или обработки к месту потребления, или система труб, связывающая между собой отдельные месторождения газа. Он относится к Единой системе газоснабжения России и является одним из ключевых элементов системы транспортировки газа.
Трубопровод, подсоединенный к магистральному газопроводу и предназначенный для передачи части газа к конкретным населенным пунктам или предприятиям, называется ответвлением.
По такому газопроводу может транспортироваться природный или попутный нефтяной углеводородный газ (из месторождений) или сжиженные углеводородные газы (из мест производства).
Магистральные трубопроводы могут быть:
- однониточными, т. е. с трубами равного диаметра на всей протяженности системы;
- многониточными, представляющими собой систему, где параллельно главной ветке расположены еще несколько;
- телескопическими т. е. на протяжении от головных сооружений до конечной газораспределительной станции диаметр труб меняется.
Диаметр труб газопровода составляет от 720 мм до 1420 мм. Пропускная способность газопровода равна 30–35 млрд куб. м газа в год.
Классификация газопроводов
- подземные (с расстоянием 0,8–1 м до главной пропускной трубы);
- надземные (т. е. трубы устанавливаются на опорах);
- наземные (т. е. в насыпных дамбах).
Если газ требуется доставить с мест подводной добычи на берег, то сооружаются подводные газопроводы.
За управление российскими магистральными газопроводными системами обычно отвечает государственная компания. Она обязана осуществлять проверку состояния труб, нанимать рабочих и следить за повышением их квалификации.
Классификация по назначению
Главная задача любого газопровода – доставка целевой смеси. Но конфигурация, схемы и условия транспортировки могут отличаться. На этом и основывается базовая классификация магистральных трубопроводов для газа:
- Распределительные системы. Внешние линии, которые поставляют ресурс от источника выработки до пунктов распределения.
- Вводный магистральный газопровод. Это отдельный участок транспортной линии, который следует от распределительного узла до устройства на вводе, отключающего систему. Своего рода технологический контур, замкнутый на центральной запорной арматуре.
- Начальный или промежуточный газопровод. Линия, связывающая отключающее устройство и внутренний трубопровод.
- Межпоселковый газопровод. Подобные коммуникации прокладываются вне населенных пунктов и по ответвлениям могут снабжать отдельные объекты потребления.
- Внутренний газопровод. Отрезок магистрального провода, который берет начало от вводной линии и направляется до конечного потребителя газа.
Прокладка трубопроводов
Согласно СНиП, магистральные трубопроводы следует прокладывать подземно. В качестве исключения при необходимости (переходы через естественные и искусственные препятствия) допускается прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи или на опорах. Допускается совместная прокладка нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов в одном техническом коридоре.
Выбор трассы трубопроводов должен производиться по критериям оптимальности, при этом в качестве таких критериев принимают затраты на сооружение, техобслуживание и ремонт трубопровода при эксплуатации, учитывая и затраты по обеспечению охраны окружающей среды. Кроме того, учитывается металлоёмкость, безопасность, заданное время строительства и наличие дорог.
Прокладка магистральных трубопроводов не допускается в населенных пунктах, сельскохозяйственных и промышленных предприятиях, на аэродромах и железнодорожных станциях, а также в пределах морских и речных портов и пристаней. Также не разрешается прокладка магистральных трубопроводов в тоннелях железных и автомобильных дорог, в тоннелях совместно с электрическими кабелями и кабелями связи и трубопроводами иного назначения. Также запрещена прокладка трубопроводов по мостам железных и автомобильных дорог. Помимо этого, не допускается прокладка трубопроводов в одной траншее с электрическими кабелями, кабелями связи и другими трубопроводами — исключение составляют кабели технологической связи данного трубопровода на подводных переходах и на переходах через железные и автомобильные дороги. Ещё одним исключением является прокладка газопроводов диаметром до 1000 мм и нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) диаметром до 500 мм по несгораемым мостам автомобильных дорог отдельных категорий. При прокладке трубопроводов по таким мостам, где проложены ещё и кабели связи, требуется согласование с Министерством связи России.
Минимальное расстояние от оси подземных (или наземных в насыпи) трубопровода до населенных пунктов, отдельных сельскохозяйственных и промышленных предприятий, зданий и сооружений, а также иных инфраструктурных объектов, рассчитывается в зависимости от класса и диаметра трубопровода и составляет от 10 м (кабели междугородной связи и силовые электрокабели) до 3000 м (от нефтепроводов до водозаборов). Допустимые расстояния указаны в части 3 СНиП 2.05.06-85 (СП. 36. 13330. 2012 -актуализированная редакция)
Заглубление трубопроводов до верха трубы следует принимать не менее 0,8 метра при диаметре трубы менее 1000 мм, и 1 метр при диаметре 1000—1400 мм (также при прокладке трубы в песчаных барханах, на пахотных и орошаемых землях). При этом на болотах или торфяных грунтах, подлежащих осушению, глубина заглубления должна составлять не менее 1,1 метра (то же — при пересечении оросительных и осушительных каналов). В скальных грунтах и болотистой местности при отсутствии проезда транспортных средств глубина заглубления должна составлять не менее 0,6 м.
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.