Городские газопроводы
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Сжиженные газы
2. Газораспределительные
сети в городах и
3. Устройство наружных газопроводов
4. Устройство подземных газопроводов
5. Устройство внутридомовых газопроводов
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ.
Природные газы, добываемые из недр земли, представляют собой смесь, состоящую из горючих газов, балластных газов и примесей.
Горючие газы состоят из метана (СН4), предельных углеводородов (СnН2n+2) и непредельных углеводородов (CnH2n). В сумме предельные и непредельные углеводороды называются тяжелыми углеводородами (ТУ). Водород (Н2) и оксид углерода (СО) в природных газах отсутствуют.
Балластные газы состоят из азота — N2, углекислого газа - СО2 и кислорода — О2.
Примеси, входящие в состав природных газов, состоят в основном из водяных паров (Н2О), сероводорода (H2S) и пыли.
Рассмотрим свойства горючих газов.
Метан (СН4) — горючий газ без цвета, запаха и вкуса. Не токсичен, но при большой концентрации в воздухе вызывает удушье. Низшая теплота сгорания Q = 35840 кДж/м3, плотность ρ=0,717 кг/м3, молекулярная масса µ= 16 кг/кг — моль.
К тяжелым углеводородным газам, имеющим формулу СnН2n+2, относятся: этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10). Все эти газы, как и метан, не имеют цвета, запаха и вкуса, не токсичны. Их физические свойства зависят от величины молекулярной массы (µ).
Чем больше µ, тем выше плотность тяжелых углеводородов (ρ), больше теплотворная способность (Q), больше требуется воздуха для сжигания 1 м3 тяжелых углеводородов.
К непредельным тяжелым углеводородным газам (С2Н2n+2) относятся: этилен (С2Н4), пропилен (С3Н6), бутилен (С4Н8). Их свойства также изменяются с увеличением µ, как и у тяжелых углеводородов.
Балластные газы.
1. Азот (N2) — инертный
газ, без цвета, запаха и
вкуса. На долю азота в
До температур 1400 °С азот не реагирует с воздухом, а при более высоких температурах образует оксиды азота, которые сказывают более вредное воздействие на человека, чем оксид углерода. Предельно допустимая норма оксидов азота в атмосферном воздухе 0,085 мг/м3.
Диоксид углерода (СО2) является инертным газом со слегка кисловатым запахом и вкусом.
Кислород (О2) — входит в состав атмосферного воздуха в виде второй составляющей в количестве 21%. Во всех процессах горения кислород играет роль окислителя. Содержание кислорода в природном газе не допускается более 1%, исходя из соображений взрывобезопасности и защиты газового оборудования от коррозии.
Примеси. В виде примесей природный газ в основном содержит водяные пары, сероводород и пыль.
Концентрация водяных паров (Н2О) в природном газе, подаваемом бытовым и промышленным потребителям, не должна превышать 500 — 1000 г на 100 м3 природного газа.
Сероводород Н2 — бесцветный газ, имеющий запах испорченных яиц, является ядом и оказывает раздражающее действие на дыхательные пути и глаза.
Предельно допустимая концентрация H2S в воздухе помещений равна 0,1 мг/л. H2S — коррозионно-агрессивный газ.
Содержание H2S в природном газе после очистки на газовых промыслах не должно превышать 2 г на 100 м3 природного газа.
Содержание пыли не должно превышать 0,1 г на 100 м3 природного газа.
1. СЖИЖЕННЫЕ ГАЗЫ
Сжиженные газы, состоящие в основном из пропана (С3Н8) и бутана (С4Н10), получают на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах. Сжиженный газ широко используют для газоснабжения сельской местности и районов, не подключенных к магистральным газопроводам. Хранятся жидкие газы в баллонах и емкостях, а перевозятся в цистернах.
Мелкие потребители (одно- и двухэтажные жилые строения, дачи) имеют для хранения жидкого газа баллоны, емкостью до 501 л каждый.
Крупные потребители (3 — 4-этажные жилые дома, столовые, рестораны; коммунальные предприятия, оздоровительные лагеря дома отдыха) имеют для хранения жидкого газа емкости объемом 2,2 и 4 м3, которые устанавливаются ниже уровня земли. Запас жидкого газа в баллонах и емкостях должен обеспечивать нормальное газоснабжение потребителей в течение 7 — 10 дней.
В емкостях и баллонах жидкий газ всегда представляет собой двухфазную систему. В верхней зоне емкости или баллона находится паровая фаза пропан-бутановой смеси, а в нижней зоне жидкая фракция, которая испаряется по мере отбора потребителями паровой фазы. Паровая фракция всегда представляет собой насыщенную смесь из С3Н8 и С4Н10. Упругость указанных газов (Рг) зависит от температуры наружного воздуха (для баллонов) или температуры грунта (для подземных емкостей). В табл. 1 показана зависимость упругости паров пропана и бутана от температуры.
Таблица 1
В баллонах и емкостях
(2,2 и 4 м3) упругость паровой фазы
или фактическое рабочее
Сжиженные газы должны содержать H2S не более 5 г на 100 м3 паровой фазы, а запах их должен ощущаться при содержании паров H2S в воздухе в размере 0,5%.
Воспламенение газов. Воспламенение газов может происходить только в том случае, если их содержание в газовоздушной смеси находится в определенных пределах, которые называются пределами воспламеняемости или взрываемости.
Существуют верхний и нижний пределы воспламеняемости. Например, для метана нижний предел равен ~5% содержания его в газовоздушной смеси, а верхний ~ 15%. Вне этих пределов метановоздушные смеси не горят и не взрываются.При чрезмерно малом содержании горючего газа в газовоздушной смеси, например, метана менее ~5% теплоты от запального устройства оказывается недостаточно для доведения соседних слоев газовоздушной смеси до температуры воспламенения. В данном случае смесь оказывается «бедной». Она слишком разбавлена балластными компонентами (азотом и кислородом) и вообще не способна к воспламенению. Аналогичное явление происходит в газовоздушной смеси, когда имеется избыточное количество метана (более 15%). Здесь газовоздушная смесь получается «богатой», и для ее нормального воспламенения не хватает О2, который является окислителем. В табл. 2 показаны пределы воспламеняемости отдельных горючих газов.
Таблица 2
Явления взрыва газов
могут возникнуть при нарушении
правил розжига переведенных на газ
котлов, при негерметичных задвижках
газовой аппаратуры и вышедшей из
строя защитной автоматики. При этом
толка и газоходы котлов могут
заполниться взрывоопасной
При взрыве всего объема газовоздушной смеси масса ее тут же превращается в продукты сгорания. Последние, восприняв теплоту реакции взрыва, мгновенно расширяются и оказывают динамическое давление на стенки топки и газоходов. Максимальное давление, возникающее при взрыве смеси природного газа с воздухом, находится в пределах 0,44 — 0,75 МПа. Взрывная волна возникает в топке и распространяется по газоходам практически мгновенно, со скоростью примерно 1 км/с.
2. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ
СЕТИ В ГОРОДАХ И
От газораспределительной станции (ГРС) природный газ подается в город.
В городах распределительные газопроводы делятся на:
а) газопроводы низкого давления, ρ до 3000 Па (300 мм вод. ст.);
б) газопроводы среднего давления, 3000 Па <ρ < 0,3 МПа;
в) газопроводы высокого давления 0,3<ρ<0,6 МПа — I ст.,0,6<ρ<1,2МПа — IIст.
Газопроводы низкого
давления используются для газоснабжения
жилых домов, общественных зданий и
мелких коммунально-бытовых
Газопроводы среднего
и высокого давления (I ступени) служат
для питания: ГРП, средних промышленных
предприятий, коммунально-бытовых
Схемы газоснабжения городов и рабочих поселков разделяются на одно-, двух и трехступенчатые. Для крупных городов применяются многоступенчатые схемы, одна из которых показана на рис. 1.
Рис. 1 Принципиальная схема газоснабжения большого города:
1-магистральные газопроводы, 2-газораспределительные станции (ГРС); 3 – контрольно-регулировочные пункты (КРП); 4 — газопроводы низкого давления, 5 - газорегуляторные пункты (ГРП), 6 — кольцо газопроводов высокого давления (2 МПа); 7 - кольцо газопроводов высокого давления 1,2 МПа; 8 — газопроводы высокого давления, 0,6 МПа; 9- кольцо газопроводов среднего давления, 0,3 МПа; 10 - перемычка, 11 —подземное хранилище газа
Выбор схемы газоснабжения определяется различными факторами, важнейшими из которых являются, размер города, плотность застройки города и концентрация промышленности в нем, перспектива газификации города.
В небольших городах
или населенных пунктах с малым
расходом газа осуществляется, как
правило, одноступенчатая система
низкого давления. В средних городах
применяются главным образом
двухступенчатые системы, а в
крупных городах с населением
примерно более 1 млн. чел жилыми массивами
со зданиями от 5 до 12 этажей и большой
концентрацией промышленности применяют
многоступенчатые системы (рис. 1). Из магистрального
газопровода газ поступает в
газорегуляторную станцию, где давление
снижается до 2 МПа (при наличии
многоступенчатой схемы) и затем
газ поступает в сеть высокого
давления, которая в виде кольца
окружает город. К этому кольцу через
контрольно-регулировочный пункт присоединяется
подземное газовое хранилище. Это
хранилище и
В системе газоснабжения города особое место занимают (рис. 2) газорегуляторные установки.
В принципе все
указанные редуцирующие установки
построены по единому принципу. Газ
среднего или высокого давления поступает
в газораспределительные пункты
и последовательно проходит по основной
линии диафрагму (служит для учета
потребляемого газа), задвижку, фильтр,
предохранительно-запорный клапан, регулятор
давления, задвижку и затем выходит
в газовую сеть низкого давления.
Предохранительно-запорный клапан и
регулятор давления соединены с
газопроводом низкого давления импульсными
линиями. На выходе в сеть низкого
давления устанавливается
На рис. 3 показана схема шкафного регуляторного пункта, разработанного институтом Мосгазниипроектом. Размеры его 1000 х 1000 х 600 мм.
Рис.3. Схема шкафного регуляторного пункта:
1 — запорный кран; 2 — сетчатый фильтр; 3 — манометр;
4 - клапан - отсекатель; 5 — регулятор прямого действия;
6 — запорный кран; 7, 8 — импульсная линия; 9 - газовая
сеть низкого давления; 10 — газовая сеть среднего давления
Он крепится непосредственно к стене здания и состоит из двух одинаковых по исполнению газовых коммуникаций (левой и правой), отключенных друг от друга задвижками. Предположим, что газ с давлением 0,6 МПа входит снизу в левую линию шкафного регуляторного пункта. Тогда он последовательно проходит открытую задвижку, фильтр, предохранительный клапан — отсекатель, регулятор прямого действия и затем входит в сеть низкого давления (3000 Па). В том случае, если в сети низкого давления резко увеличивается значение ρ (больше 3000 Па), то срабатывает предохранительно-сбросной клапан и выпускает газ в атмосферу. Если значение ρ и в этом случае не приходит в норму, срабатывает клапан - отсекатель и подача газа в сеть низкого давления прекращается.
Правая линия шкафного регуляторного пункта, которая является зеркальным отражением левой, вводится в действие тогда, когда требуется прочистить фильтр или осмотреть другие узлы левой линии этой редуцирующей установки.
Газораспределительные установки работают по такому же принципу и устанавливают их в котельных различного рода промышленных предприятий.
Газораспределительные станции устанавливаются на конечном участке магистрального газопровода на входе в город. После газораспределительной станции давление газа может снижаться до величины, необходимой городу (2,0; 1,2; 0,6; 0,3 МПа).
3. УСТРОЙСТВО НАРУЖНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Как правило, на территории
городов и населенных пунктов
газопроводы прокладываются в земле.
Исключение составляют территории промышленных
предприятий, где их можно прокладывать
по эстакадам и различным
Газопроводы высокого
давления можно прокладывать только
по сплошным стенам или над окнами
верхних этажей производственных зданий.
При пересечении надземных
Возможна прокладка
газопроводов на эстакадах совместно
с линиями водопроводов, паропроводов,
но при условии обеспечения
Надземные газопроводы прокладываются с учетом компенсации температурных удлинений, которые зависят от расчетной температуры воздуха. Наиболее просто устранять продольные деформации за счет изгибов газопроводов или п-образной прокладки.
Переход газопроводов через реки, каналы, мелкие озера осуществляют подводным способом с помощью дюкеров. Возможна в этом случае прокладка по мостам или эстакадам. При прокладке дюкерами газопровод обязательно выполняется в две линии, каждая из которых должна иметь 75% расчетного расхода газа. Для тупиковых газопроводов, питающих только промышленные предприятия, дюкер можно прокладывать в одну линию, но лишь в том случае, если эти предприятия имеют резервное топливо (мазут). Подводные переходы погружаются в грунт примерно на 1 м и выполняются с весьма усиленной изоляцией. Чтобы газопровод, проложенный по дну реки, не всплывал, на него по всей длине укладывают железобетонные плиты.
При прокладке
наружных газопроводов имеются ограничения.
Газопроводы низкого, среднего и
высокого давлений нельзя прокладывать
по железнодорожным мостам. Однако
в ряде случаев газопроводы можно
прокладывать по мостам, но при этом
их обязательно следует
4. УСТРОЙСТВО ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Такого рода газопроводы
прокладываются главным образом
по городским проездам, а также
в зоне зеленых насаждений. Расстояния
по горизонтали между подземными
газопроводами и другими
Таблица 3
При пересечении
газопровода с трамвайными
Газопроводы выполняют
из стальных труб, соединяя их электросваркой.
В местах установки газовых приборов,
арматуры и другого оборудования
применяют фланцевые и
Глубина заложения газопроводов зависит от состава транспортируемого газа. При влажном газе глубину заложения труб принимают ниже средней глубины промерзания грунта для данной местности. Газопроводы осушенного газа можно укладывать в зоне промерзания грунта, но заглубление должно быть не менее 0,8 м от поверхности земли. Газопроводы прокладывают с уклоном не менее 1,5 мм/пог. м, что обеспечивает отвод конденсата из газа в конденсатосборники и предотвращает образование водяных пробок.
Для выключения отдельных участков газопровода или отключения потребителей устанавливается запорная арматура, размещаемая в колодцах.
При изменениях температурных условий на газопроводе появляются растягивающие усилия, которые могут разорвать сварной стык или задвижку. Чтобы избежать этого, на газовых сетях и, в особенности у задвижек, устанавливают линзовые компенсаторы, воспринимающие эти усилия. Кроме восприятия температурных деформаций компенсаторы позволяют легко демонтировать
и заменять задвижки и прокладки, так как компенсатор при помощи особых приспособлений можно сжать или растянуть. Линзовые компенсаторы устанавливают в одном колодце с задвижками, причем располагают их после задвижек, считая по ходу газа (рис. 4).
Газопроводы низкого давления (до 5000
Па) можно прокладывать в подземных
коллекторах совместно с
При прокладке нескольких газопроводов в одной траншее расстояние между ними в свете должно быть не менее 0,4 м при диаметре труб до 300 мм и не менее 0,5 м при диаметрах более 300 мм.
Глубина заложения
газопровода на проездах с усовершенствованным
покрытием (асфальтобетонным, бетонным)
должна быть не менее 0,8 м, а на участках
без усовершенствованных
Отключающие устройства на газопроводах устанавливают в следующих случаях.
На распределительных
газопроводах низкого давления для
отключения отдельных микрорайонов
и газопроводах среднего и высокого
давления, проложенных на отдельных
участках. На ответвлениях от распределительных
газопроводов всех давлений к предприятиям
и группам жилых и общественных
зданий; отключающие устройства на
ответвлениях от распределительных
газопроводов устанавливают вне
территории объекта ближе к
Для удобства эксплуатации
и ремонта газовых сетей на
них монтируют специальную
В связи с тем, что в грунте температурные колебания незначительны, компенсаторы фактически способствуют только удобству монтажа и демонтажа задвижек. Наиболее широко распространены линзовые компенсаторы (рис. 5)
Рис. 5. Линзовый компенсатор:
1 — патрубок, 2— фланец, 3— рубашка, 4 — полулинза, 5— ребро, 6— лапа, 7 — гайка, 8 — тяга
На газопроводах диаметром 100 мм и менее в колодцах устанавливаются гибкие компенсаторы. При скоплении конденсата в газопроводах в них нарушается нормальное движение газа. Для отвода конденсата из пониженных точек газовой сети применяют конденсатосборники (рис. 6)
Рис. 6. Конденсатосборники:
а — высокого давления, б — низкого давления;1—кожух, 2-внутренняя трубка, 3 — контакт, 4- контргайка, 5 — кран, 6-ковер, 7-пробка, 8-подушка под ковер железобетонная, 9- электрод заземления, 10 — корпус конденсатосборника, 11 - газопровод, 12- прокладка, 13 – муфта, 14-стояк.
которые устанавливают в сетях низкого, среднего и высокого давления. В первом случае конденсат выкачивают насосом, во втором случае удаляют под давлением газа.
5. УСТРОЙСТВО ВНУТРИДОМОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Внутридомовые газопроводы
служат для передачи природного газа
от газорегуляторных пунктов к газовым
приборам жилых домов (газовые плиты,
быстродействующие или
Рис. 7. Цокольный ввод газопровода в здание:
1 — цокольный отвод; 2 — отвод 90°; 3 — пробка; 4 — футляр; 5 — контргайка; 6 — кран; 7 — муфта; 8 — сгон; 9— просмоленная пакля; 10 — битум
Основными элементами системы газоснабжения дома является ответвления от городских (уличных) газопроводов, дворовые газопроводы, вводы, стояки, квартирные газопроводы.
Ответвления служат для подачи газа из уличного газопровода к дому. На тротуаре или у линии застройки домов на ответвлении обычно монтируется отключающее устройство. Если по ответвлению подача газа должна осуществляться в несколько точек подъездов или корпусов, то ответвление образует дворовую разводку. Подвальных разводов стараются избегать и от цокольного ввода по наружной стене здания проводят кольцевой газопровод, от которого он отпочковывается в лестничные клетки. Вводы могут устраиваться непосредственно в кухнях.
Газовые стояки служат в жилых домах для подачи газа в квартирные разводки. Стояки проходят через все этажи вертикально. Они выполняются только из стальных труб на сварке.
Прокладка стояков в жилых домах производится в кухнях. Все газовые стояки в верхней части должны заканчиваться пробками, после вывертывания которых через шланг производится продувка системы для удаления газовоздушной смеси при первичном пуске газа. Если стояк обслуживает 2 этажа и более, то у основания стояка должен быть установлен отключающий кран. В целях предотвращения повреждения газопроводов при осадке зданий, а также защиты стояков от коррозии в местах пересечения трубами междуэтажных перекрытий и лестничных площадок их необходимо прокладывать в футлярах (гильзах) большего диаметра. Нижний обрез футляра устанавливается заподлицо, снизу перекрытия, а верхний конец выводится на 5 см выше пола или лестничной площадки. Пространство между газопроводом и футляром заделывается просмоленном прядью с битумом, а сам футляр — цементом.
Квартирная разводка (рис. 8) служит для подачи газа от стояков к газовым приборам.
Рис. 8. Квартирная разводка газопровода:
1 — дверка для чистки газохода; 2 - ввод газохода; в дымовой канал; 3 - стояк газопровода; 4 — кран; 5 — сгон, б — газовая плита; 7 — ванна; 8 — быстродействующий газовый водонагреватель
Она состоит из квартирных вводов (при расположении стояков в лестничных клетках), разводящих газопроводов и опусков к приборам. Все разводящие линии прокладываются с уклоном не менее 0,001 к стояку и приборам. Опуски к приборам должны выполняться отвесно. Газопроводы разрешается прокладывать только по нежилым помещениям (кухни, коридоры). Перед каждым газовым прибором на опуске должен быть установлен кран. При открытой прокладке внутри помещения должны соблюдаться определенные расстояния от строительных конструкций.
Газопроводы не должны
пересекать оконные и дверные
проемы. В жилых зданиях газопроводы
крепят к стенам с помощью крюков
вбитых в стену. При диаметре трубы
более 40 мм крепление газопроводов
выполняют с помощью
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Приемка законченного строительством объекта системы газоснабжения, сооруженного в соответствии с проектом и требованиями СНиП 3.05.02 — 88, должна производиться приемочной комиссией в соответствии с действующими правилами. В состав приемочной комиссии включаются представители: заказчика (председатель комиссии), генерального подрядчика и эксплуатационной организации (предприятия газового хозяйства или газовой службы предприятия). Представители органов Госгортехнадзора Российской Федерации включаются в состав приемочной комиссии при приемке объектов, подконтрольных этим органам.
Генеральный подрядчик
на каждый законченный строительством
объект системы газоснабжения
Приемка законченного
строительством объекта системы
газоснабжения оформляется
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений: Учебник/ Е.Н.Бухаркин, В.М.Овсянников, К.С.Орлов и др.; Под ред. Ю.П.Соснина.- М.: Высшая школа, 2001.-415с.
Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1981.- 272с.

- Городские геодезические сети и их классификации
- Городские грамоты
- Городские земли как объект исследования и управления
- Городские земли как объект исследования и управления
- Городские и районные архивы Витебской области: на этапе возрождения и укрепления
- Городские и сельские поселения
- Городские ландшафты и их особенности формирования
- Городская цивилизация Средней Азии
- Городская экология
- Городская этика и зарождение этики просветительского направления (ереси)
- Городские агломерации как инструмент динамичного социально-экономического развития регионов России
- Городские агломерации мира
- Городские восстания XVII в
- Городские восстания в России в XVII веке