Классификация и устройство наружных трубопроводов

Транспортирование газа по магистральным газопроводам от мест получения к местам потребления происходит при весьма высоком давлении, которое недопустимо в городских и промышленных газовых сетях. Снижение давления газа в конце магистрального газопровода до уровня, приемлемого в городских сетях, происходит на газораспределительных станциях, располагаемых вне городской черты. Газораспределительная станция не входит в городское газовое хозяйство.

Классификация наружных сетей газопровода. Стабильные условия сжигания газа и поддержание необходимого давления у потребителей обеспечивают газорегу- ляторные пункты (ГРП), размещаемые у потребителей промышленных объектов и в отдельных районах города.

Отсюда понятно, что города и промышленные объекты снабжают газом по ступенчатой схеме. В Советском Союзе в настоящее время принята следующая градация городских газопроводов по давлению.

Газопроводы низкого давления: для искусственного газа—до 0,02 кгс/см2; для природного газа — до 0,03 кгс/см2, для сжиженного газа — до 0,035—0,04 кгс/см2.

При наличии у бытовых и коммунально-бытовых потребителей индивидуальных или бытовых регуляторов-стабилизаторов в распределительных газопроводах низкого давления допускается давление до 0,05 кгс/см2.

Для подачи газа газгольдерным станциям и отдельным промышленным предприятиям служат газопроводы среднего давления (до 3 кгс/см2)-, газопроводы высокого давления (3—6 и 6—12 кгс/см2).

Газораспределительные сети высокого давления, применяемые главным образом для снабжения газом больших городов, располагают за чертой города. От сети высокого давления питаются газом газорегуляторные станции (ГРС) среднего давления, которые в свою очередь подают газ в городскую газораспределительную сеть среднего давления.

Газораспределительные сети среднего давления, применяемые для снабжения газом промышленных и коммунальных предприятий, прокладывают по территории города.

Газовая сеть низкого давления обеспечивает газом бытовых потребителей.

По назначению городские газовые сети подразделяются на три основные группы: городские распределительные, ответвления и вводы в домовладения, внутриобъектные.

Городские распределительные газопроводы подают газ в пределах района или поселка. Ответвления и вводы служат для подачи газа от распределительной сети до отключающего устройства на вводе к потребителю. Bнутриобъектные газопроводы подают газ от отключающего устройства до установок, использующих газ.

Городские газовые сети могут состоять из газопроводов равных или разных давлений. В первом случае система одноступенчатая, так как она распределяет и подает потребителям газ одного давления (обычно низкого). Во втором случае система многоступенчатая, и в зависимости от количества проложенных газопроводов различных давлений ее называют соответственно двухступенчатой, трехступенчатой и т. д.

Одноступенчатую систему газоснабжения с низким давлением обычно применяют в небольших населенных пунктах. Основной недостаток этой системы — довольно большие диаметры газопроводов и неравномерность давления газа в различных точках сети.

Двухступенчатая система получила распространение в средних и больших городах. Газ подают от ГРС по распределительным газопроводам высокого и среднего давления через ГРП в сети низкого давления. Газопроводы высокого или среднего давления, кроме того, питают газом промышленные и коммунальные предприятия, отопительные котельные. Газопроводы низкого давления используют для подачи газа бытовым потребителям и небольшим коммунальным предприятиям.

По трехступенчатой и многоступенчатой схеме осуществляют газоснабжение наиболее крупных городов (Москва, Ленинград). Многоступенчатые системы дают значительную экономию металла, расходуемого на устройство газопроводов.

По начертанию в плане городские газопроводы бывают кольцевые, тупиковые и смешанные. Наиболее совершенными являются кольцевые сети (рис. 1), представляющие собой систему замкнутых контуров и колец. В этом случае газоснабжение не нарушается даже при выключении отдельных участков газопроводов.

Несмотря на то что тупиковая схема имеет меньшую протяженность газопроводов, чем кольцевая, ее применяют сравнительно редко. Тупиковые сети применяют при газоснабжении небольших районов, отдельных промышленных объектов или в начальный период газоснабжения города, когда строительство всей сети еще не закончено. Во всех остальных случаях применяют кольцевые или смешанные (частично закольцованные) сети.

На территории городов и других населенных пунктов газопроводы прокладывают в грунте. Для газопроводов промышленных и коммунальных предприятий целесообразно предусматривать надземную прокладку по стенам и крышам зданий, по колоннам и эстакадам. Допускается кладка дворовых газопроводов на опорах и стенах зданий. Подземные газопроводы прокладывают по городским проездам. Рекомендуется предусматривать прокладку в технической зоне или полосе залежей месторождений. Газопроводы высокого давления следует прокладывать в районах с малой плотностью застройки и по проездам с малой насыщенности другими подземными коммуникациями. Прокладка газопроводов по проездам и по усовершенствованным дорожным покрытиям, а также параллельно путям электрифицированных железных дорог на расстоянии менее 50 м не рекомендуется. Расстояние по горизонтам между подземными и другими сооружениями должна быть не менее предусмотренных СНиП 2.04.08-87 (от 1 до10 м).

Арматуру, устанавливаемую на газопроводах, следует располагать не ближе 2 м от края пересекаемых коммуникаций и сооружений. Глубина заложения газопроводов должна быть не менее 0,8 м до верха газопровода или футляра. Газопроводы, транспортирующие влажный газ укладывают ниже зоны сезонного промерзания грунта с уклоном более 0,002° и установкой конденсатосборников в низших точках.

Отключающие устройства на газопроводах устанавливают в следующих случаях или местах:

На распределительных газопроводах низкого давления для отключения отдельных микрорайонов, кварталов, групп жилых домов и на газопроводах

при отключении отдельных участков.

Надземную прокладку газопроводов производят по наружным несгораемым покрытиям зданий, отдельно стоящим колоннам и эстакадам. По стенам газифицируемых жилых и общественных зданий допустима прокладка газопровода с давлением не более 0,3 МПа (исключая транзитную прокладку). Газопроводы высокого давления до 0,6 МПа можно прокладывать только по глухим стенам или над окнами верхних этажей производственных зданий. Минимальные расстояния от газопроводов, проложенных на опорах, до соседних зданий и сооружений, лимитированы СНиП 2.04.08-87 и изменяются от 1 до 40 м и в зависимости от типа сооружения и давления газа.

Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, можно прокладывать без уклонов. При транспортировании влажного газа газопроводы следует прокладывать с уклоном не менее

0,003, а в низших точках предусматривать устройства для удаления конденсата.

Проходы газопровода через естественные и искусственные препятствия (реки, каналы и другие водные преграды) осуществляют подводными (дюкерами) и надводными (по местам, эстакадам и др.) способами.

70. Обработка природного газа - система технологических процессов, обеспечивающих необходимое качество газа по топливным характеристикам и санитарно-гигиеническим показателям при его использовании в помещениях, имеющих газовые приборы без отвода продуктов сгорания в дымоход. Качество природного газа оценивают по содержанию в нем: влаги, сероводорода (H2S), механических примесей, кислорода (О2), диоксида углерода (СО2). В соответствии со стандартами содержание вредных примесей в газе, предназначенных для газоснабжения городов, не должно превышать: сероводорода — 0,02 г/м; органической серы — 30—50 мг; механических примесей — 0,001 г/м3; диоксида углерода — не более 2%; кислорода — не более 1 % по объему. Отклонение теплоты сгорания от номинированного значения не должно быть более ±5%. Принятая технология обработки природного газа включает очистку от механических примесей (твердых включений, к которым относятся окиси алюминия, соединения кремния, железа, кальция, магния, серы), сероводорода и диоксида углерода, осушку и одоризацию. Существует сухая и мокрая очистка газа от механических примесей. К аппаратам сухой очистки относятся гравитационные-сепараторы, циклонные (мультициклонные) пылеуловители. В них под действием силы тяжести и изменения направления и скорости движения потока механической примеси отделяются от газа. Эти аппараты имеют небольшое аэродинамическое сопротивление и хорошо очищают газ от примесей с размером частиц более 40 мкм. К аппаратам мокрой очистки от механических примесей относятся масляные пылеуловители, висцинопые фильтры, в которых очистка газа происходит при соприкосновении загрязненного потока с жидкостью (смесь цилиндрового и солярового масла). Достоинство масляных пылеуловителей — высокая степень очистки газа (97 — 98%), недостатки — большое аэродинамическое сопротивление, унос жидкости и значительная металлоемкость. Для очистки газа используют абсорбционный способ. Очищаемый газ поступает в абсорбер, в котором навстречу потоку газа (противопотоком) подается поглотитель (реагент). Продукты взаимодействия поглотителей с H2S и СО2 проходят специальную обработку, в результате чего раствор поглотителя регенерируется и выделяются H2S и СО2, которые поступают на дальнейшую переработку для получения серы и серной кислоты. Регенерированный раствор снова подают в абсорбер. В качестве поглотитлей H2S и СО2 используют водные растворы этаиоламинов (моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин), водную суспензию неорганические соединения цинка. Эксплуатируемые установки обеспечивают очистку газа до концентрации 0,008 мг/м и почти полностью извлекают СО2.

При определенных условиях (температуре, давлении) водяные пары, содержащиеся в газе, могут конденсироваться и образовывать в газопроводе ледяные пробки и кристаллогидраты — соединения из молекул воды и газа. Во избежание этого газ осушают, принимая температуру точки росы на 5—7 С ниже рабочей температуры в газопроводе. Осушкой называют процесс удаления паров воды из газа. Ее осуществляют абсорбцией с применением жидких поглотителей или адсорбцией твердыми сорбентами и физическими способами — простым охлаждением или охлаждением с последующей абсорбцией. Преимущества жидких поглотителей — низкие потери давления газа в системе; возможность осушки газов, содержащих вещества, загрязняющие твердые сорбенты; меньшие и эксплуатационные затраты. Однако степень осушки с применением жидких поглотителей меньше, при этом температура осушаемого газа должна быть не выше 50°С. Для абсорбционной осушки природного газа в основном используют диэтиленгликоль и триэтиленгликоль, водные растворы которых обладают высокой влагоемкостью, нетоксичны, не вызывают коррозию металла и стабильны. Для осушки газа адсорбционным споробом в качестве поглотителей применяют силикагель, алюмогель, активированный боксит, природные цеолиты. Используемый в городских и сельских поселениях природный газ должен обладать сильным характерным запахом. Такой запах газу придают для повышения безопасности его применения и для обнаружения утечек. Этот процесс называют одоризацией. Одорант должен быть физиологически безвреден, неагрессивен к металлам и материалам газовых сетей и приборов, инертен к компонентам одорируемого газа или к содержащимся в нем примесям, малорастворимым в воде или конденсате; легко испаряться в потоке газа с высоким давлением и низкой температурой, а его продукты сгорания безвредны. По составу одоранты классифицируют на меркаптановые (каптан, колодорант, метилмеркаптан, этилмеркаптан) и сульфидные (триэтилсульфид, димэтилсульфид, тетрагидротифон). Для одоризации природных газов в основном применяют отилмеркаптан (C2H5SH). Количество вводимого в газ одоранта определяют таким образом, чтобы при концентрации в воздухе газа, не превышающего 1/5 нижнего предела воспламенения, ощущался резкий запах одоранта. Средняя норма расхода этилмеркаптана 16 г на 1000 м3 природного газа, поступающего в городские сети (в случае выявления утечек газа в подземных газопроводах кратковременно расход одоранта увеличивают в 10 раз). Для одоризации применяют установки двух типов: прямого действия и параллельного включения. Установки первого типа подают в одорант непосредственно в основной газопровод; второго — в параллельно проложенный газопровод, по которому проходит часть газа. По принципу работы установки подразделяют на капельные, фитильные, барботажные. Капельными одорант подается в газопровод отдельными каплями или тонкой струей, где он испаряется и смешивается с газовым потоком. Они просты по конструкции, но для них необходимо ручное регулирование подачи одоранта. В фитильных установках увеличение площади поверхности испарения создается с помощью матерчатых или керамических фитилей, частично погруженных в жидкий одоран и обладающих большой всасывающей способностью. В барботажных одорант испаряется при барботаже (пробулькивании) раздробленной струей газа через слой одоранта. Барботажные одоризаторы выпускают автоматизированными.

Дата добавления: 2015-07-15