Основные определения и классификации

2 Основные определения и классификации

2.1 Классификация газопроводов

В системах газоснабжения в зависимости от давления транспортируемого газа различают:

- газопроводы высокого давления I категории (рабочее давление газа свыше 0.6 до 1,2 МПа).

- газопроводы высокого давления II категории (рабочее давление свыше 0,3 до 0,6 МПа)

- газопроводы среднего давления (рабочее давление газа свыше 0,005 до 3МПа);

- газопроводы низкого давления (рабочее давление газа в пределах 0,005 МПа)

Газопровод является важным элементом системы газоснабже­ния, так как на его сооружение расходуется 70...80% всех капи­тальных вложений. При этом 80 % от общей протяженности при­ходится на газопроводы низкого давления и 20 % — на газопрово­ды среднего и высокого давлений. Газопроводы низкого давления служат для подачи газа к жи­лым домам, общественным зданиям и коммунально-бытовым пред­приятиям. Газопроводы среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП) снабжают газом газопроводы низкого давления, а также промышленные и коммунально-бытовые предприятия. По газопроводам высокого давления газ поступает в ГРП промыш­ленных предприятий и газопроводы среднего давления. Связь меж­ду газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП и газорегуляторную установку (ГРУ).

В зависимости от расположения газопроводы делятся на наруж­ные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые) и внутренние (расположенные внутри зданий и помещений), а так­же на подземные (подводные и надземные (надводные).

В зависимости от назначения в системе газоснабжения газопро­воды подразделяются на распределительные, газопроводы-вводы, вводные, продувочные, сбросные и межпоселковые.

Распределительными являются наружные газопроводы, обес­печивающие подачу газа от источников газоснабжения до газопроводов-вводов, а также газопроводы высокого и среднего давлений, предназначенные для подачи газа к одному объекту.

Газопроводом-вводом считают участок от места присоединения к распределительному газопроводу до отключающего устройства

на вводе.

Вводным газопроводом считают участок от отключающего уст­ройства на вводе в здание до внутреннего газопровода.

Межпоселковыми являются распределительные газопроводы, прокладываемые вне территории населенных пунктов.

Внутренним газопроводом считают участок от газопровода-ввода или вводного газопровода до места подключения газового прибора или теплового агрегата.

В зависимости от материала труб газопроводы подразделяют на металлические (стальные, медные) и не металлические (полиэтиленовые).

Различают также трубопроводы с природным и сжиженным уг­леводородным газами.

По принципу построения системы газопроводов делятся на коль­цевые, тупиковые и смешанные. В тупиковых газовых сетях газ по­ступает потребителю в одном направлении, т. е. потребители име­ют одностороннее питание.

В систему газоснабжения входят распределительные газопроводы всех давлений, газораспределительные станции (ГРС) и газорегуляторные пункты. Все элементы систем газоснабжения долж­ны обеспечивать надежность и безопасность подачи газа потреби­телям.

В зависимости от числа ступеней давления газа в газопроводах системы газоснабжения городов и населенных пунктов делятся на одно-, двух-, трех - и многоступенчатые.

Одноступенчатые системы газоснабжения обеспечивают пода­чу газа потребителям по газопроводам только одного давления, как правило, низкого. Двухступенчатые системы газоснабжения обеспечи­вают распределение и подачу газа потребителям по газопроводам среднего и низкого или высокого и низкого давлений.

Трехступенчатая система газоснабжения позволяет осуществлять распределение и подачу газа потребителям по газопроводам низ­кого, среднего и высокого давлений.

Многоступенчатая система газоснабжения предусматривает рас­пределение газа по газопроводам высокого I категории (до 1,2 МПа), высокого II категории (до 0,6 МПа), среднего (до 0,3 МПа) и низ­кого (до 500 даПа) давлений.

2.2 Классификация потребителей газа

Все виды потребления газа в городе можно сгруппировать сле­дующим образом:

- бытовое (в квартирах);

- коммунальное (на предприятиях бытового обслуживания, об­щественного питания, по производству хлебобулочных изделий и учреждениях здравоохранения);

- на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий;

- промышленное.

Годовое потребление газа является основой при составлении проекта газоснабжения любого населенного пункта. Годовой рас­ход газа для каждой категории потребителей определяют на конец расчетного периода. Расход газа на бытовые и коммунально-быто­вые нужды населения зависит от множества факторов: применя­емого газового оборудования, благоустройства и заселенности квартир, степени коммунально – бытового обслуживания населения, наличие централизованного теплоснабжения, климатических условий. Большинство из этих факторов не поддаются учету, поэтому годовое потребление газа рассчитывают по средним нормам, разработанным в результате анализа многолетнего опыта фактического его потребления.

3 Рассмотрение проекта «Газоснабжение жилых домов №1- 16 по улице Торговой ст. Буранная»

3.1 Содержание проекта

Согласно постановлению Правительства Российской Федерации №87 от 01.01.01 «О составе проектной документации и требованиях к их содержанию» проект должен состоять из следующих частей:

"Пояснительная записка" должен содержать:

в текстовой части

а) реквизиты одного из следующих документов, на основании которого принято решение о разработке проектной документации;

федеральная целевая программа, программа развития субъекта Российской Федерации,

решение Президента Российской Федерации, Правительства Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации и органов местного

решение застройщика;

б) исходные данные и условия для подготовки проектной документации на объект капитального строительства.

в) сведения о функциональном назначении объекта капитального строительства

г) сведения о потребности объекта капитального строительства в топливе, газе, воде и электрической энергии; I

д) данные о проектной мощности объекта капитального строительства

е) сведения о сырьевой базе, потребности производства в воде, топливно-энергетических ресурсах

ж) сведения о комплексном использовании сырья, вторичных энергоресурсов, отходов производства

з) сведения о земельных участках, изымаемых во временное (на период строительства) и (или) постоянное пользование, обоснование размеров изымаемого земельного участка;

и) сведения о категории земель, на которых располагается объект капитального строительства;

к) сведения о размере средств, требующихся для возмещения убытков правообладателям земельных участков

м)технико-экономические показатели проектируемых объектов капитального строительства;

о) данные о проектной мощности объекта капитального строительства,

а также о численности работников и их профессионально-квалификационном составе

п) сведения о компьютерных программах, которые использовались при выполнении расчетов конструктивных

р) обоснование возможности осуществления строительства объекта капитального строительства

т) заверение проектной организации о том, что проектная документация разработана в соответствии с градостроительным планом земельного участка, заданием на проектирование, градостроительным регламентом, документами об использовании земельного участка для строительства

Подраздел «Система газоснабжения» должен содержать:

- в текстовой части:

а) сведения об оформлении решения об установлении видов и лимитов топлива для установок, потребляющих топливо, для объектов производственного назначения;

б) характеристику источника газоснабжения в соответствии с техническими условиями

в) сведения о типе и количестве установок, потребляющих

г) расчетные данные о потребности объекта капитального строительства в газе

е) описание технических решений по обеспечению учета и контроля расхода газа и продукции, вырабатываемой с использованием газа

ж) описание и обоснование применяемых систем автоматического регулирования и контроля тепловых процессов;

з) описание технических решений по обеспечению учета и контроля расхода газа, применяемых систем автоматического регулирования - для объектов непроизводственного назначения;

и) описание способов контроля температуры и состава продуктов сгорания газа - для объектов производственного назначения;

к) описание технических решений по обеспечению теплоизоляции

ограждающих поверхностей агрегатов и теплопроводов

л) перечень сооружений резервного топливного хозяйства

м) обоснование выбора маршрута прохождения газопровода и границ охранной зоны присоединяемого газопровода, а также сооружений на нем;

н) обоснование технических решений устройства электрохимической защиты стального газопровода от коррозии;

о) сведения о средствах телемеханизации газораспределительных сетей, объектов их энергоснабжения и электропривода;

п) перечень мероприятий по обеспечению безопасного функционирования объектов системы газоснабжения, в том числе описание и обоснование проектируемых инженерных систем по контролю и предупреждению

возникновения потенциальных аварий, систем оповещения и связи;

р) перечень мероприятий по созданию аварийной спасательной службы и мероприятий по охране систем газоснабжения

- в графической части:

с) схему маршрута прохождения газопровода с указанием границ его охранной зоны и сооружений на газопроводе;

т) план расположения производственных объектов и газоиспользующего оборудования с указанием планируемых объемов использования газа;

у) план сетей газоснабжения.

3.2 Разработка плана газопровода

ведется в соответствии с требованиями, устанавливаемыми СП

3.2.1 Устройство подземных газопроводов.

Система газоснабжения должна быть надежной и экономичной, что определяется правильным выбором трассы газопровода, который зависит от расстояния до потребителя, ширины проездов, вида дорожного покрытия, наличия вдоль трассы различных сооружений и препятствий, а также от рельефа местности.

Минимальная глубина заложения газопроводов должна быть не менее 0,8 м. В местах, где не предусматривается движение транс­порта, глубина заложения газопровода может составлять 0,6 м.

Расстояние от газопровода до наружной стены колодцев и ка­мер подземных сооружений должно быть не менее 0,3 м.

Допускается укладка двух и более газопроводов в одной тран­шее на одном или разных уровнях. При этом расстояние между газопроводами в свету должно быть достаточным для их монтажа и ремонта.

Расстояние по вертикали между подземными газопроводами всех давлений и другими подземными сооружениями и коммуникаци­ями должно составлять:

при пересечении водопровода, канализации, водостока, кана­лов телефонных и теплосети — не менее 0,2 м;

электрокабелей и телефонных бронированных кабелей – не менее 0,5 м;

электрокабелей маслонаполненных (на 110...220 кВ) - не менее 1,0 м.

Допускается уменьшать расстояние между газопроводом и элек­трокабелем при прокладке их в футлярах. При этом концы футляра электрокабеля должны выходить на 1 м по обе стороны от стенок пересекаемого газопровода.

При пересечении каналов теплосети, коллекторов, туннелей, каналов с переходом над или под ними следует предусматривать прокладку газопровода в футляре, выходящем на 2 м в обе стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений, а также проверку физическими методами контроля всех сварных стыков в пределах пересечения и на расстоянии 5 м в стороны от наружных стенок этих сооружений.

Запорную арматуру и конденсатосборники на газопроводах ус­танавливают на расстоянии не менее 2 м от края пересекаемой коммуникации или сооружения.

Газопроводы в местах прохода через наружные стены зданий заключают в футляры диаметром не менее чем на 10мм больше диаметра газопровода.

3.2.2 Устройство надземных и наземных газопроводов.

Надземные га­зопроводы прокладывают на отдельно стоящих опорах, эстакадах и колоннах. Газопроводы с рабочим давлением до 0,6 МПа допус­кается также прокладывать по стенам производственных зданий с помещениями категории безопасности В...Д, газопроводы с дав­лением до 0,3 МПа — по стенам общественных зданий и жилых домов не ниже III, Ша степеней огнестойкости, а газопроводы низкого давления — по стенам общественных зданий и жилых до­мов IV и V степеней огнестойкости.

Таблица 1 - Минимальные расстояния по горизонтали от надземных газопроводов, проложенных на опорах, до различных зданий и сооружений, м

Здания и сооружения	Рабочее давление газопровода
Низкое	среднее	Высокое II кате- гории	Высокое I кате- гории
Производственные и складские здания с помещениями категорий А и Б	5	5	5	10
То же, категорий В, Г и Д	-	-	-	5
Жилые и общественные здания I и IIIа степеней огнестойкости	-	-	5	10
То же, IV и V степеней огнестойкоcти	-	5	5	10
Открытые склады легковоспламеня­ющихся и горючих жидкостей и склады горючих материалов, расположенные вне территории промышленных предприятий	20	20	40	40
Железнодорожные и трамвайные пути (до ближайшего рельса) Подземные инженерные сооружения: водопровод, канализация, тепловые сети, телефонные кабели, электрические кабельные блоки (от края фундамента опоры газопровода)	3 1	3 1	3 1	3 1
Дороги (от бордюрного камня, внешней бровки кювета или подошвы насыпи)	1,5	1,5	1,5	1,5
Ограда открытого распределительного устройства и открытой подстанции	10	10	10	10

Надземные газопроводы проектируют с учетом компенса­ции продольных деформаций по фактически возможным температурным условиям работы, а в случае, когда не обеспечивается самокомпенсация, - с учетом установки компенсатора. Высоту прокладки принимают с учетом возможности его осмотра и ремонта.

Под оконными проемами и балконами жилых и общественных зданий газопроводы не должны иметь разъемных соединений.

Минимальные расстояния по горизонтали от газопроводов, проложенных на опорах, до зданий и сооружений приведены в табл. 2.1. Расстояния между надземными газопроводами и трубопроводами другого назначения при их совместной прокладке и пересечении принимают следующими:

при диаметре газопровода до 300 мм — не менее диаметра газо­провода, но не менее 100 мм;

при диаметре более 300 мм — не менее 300 мм.

При пересечении с воздушными линиями электропередачи на­земные газопроводы размещают ниже этих линий, причем мини­мальные расстояния по вертикали между ними зависят от напря­жения:

Напряжение ЛЭП, кВ.... до 10

Расстояние, м..............,,5

Прокладка газопроводов по железнодорожным и автомобильным мостам осуществляется таким образом, чтобы исключить воз­можность скопления газа в случае его утечки в конструкциях моста. Газопроводы, подвешиваемые к мостам, должны выполняться из стальных бесшовных или прямошовных труб, изготовленных элек­тродуговой сваркой, и иметь компенсирующие устройства.

Газопроводы, проложенные по металлическим и железобетон­ным мостам, плотинам и другим гидротехническим сооружениям, должны быть электроизолированы от металлических частей.

Расстояние между опорами надземных газопроводов определя­ется расчетом. Узлы и детали крепления газопроводов выполняют­ся по рабочим чертежам типовых конструкций.

3.3 Гидравлический расчет газопровода

Диаметры газопроводов определяют посредством гидравличес­кого расчета, исходя из условия обеспечения бесперебойного снаб­жения газом всех потребителей в часы максимального его по­требления. При проектировании газопроводов определяют диа­метр труб на основе значений расчетного расхода газа и удельных потерь давления. При реконструкции газопроводов по заданным значениям диаметров и новым расходам газа определяют потери давления.

Сопротивление движению газа в трубопроводе складывается и: линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений. Со­противление трения имеется по всей длине трубопровода. Мест­ные сопротивления образуются в местах изменения скорости и направления движения газа.

Источниками местных сопротивлений являются: переходы с одного размера газопровода на другой, колена, отводы, тройники, компенсаторы, запорная, регулирующая арматура, сборники конденсата и другие устройства, приводящие к сжатию, расширению и изгибу потоков газа.

Учитывая падение давления из-за местных сопротивлений, увеличивают расчетную длину газопровода на 5…10%.

Порядок расчёта:

Вычерчивается расчетная схема газопровода, нумеруются основные узлы, указываются длины (Приложение Г).

Составляется расчетная таблица, куда заносятся все исходные данные и расчетные величины.

Задается необходимое начальное давление Рн=2000 Па, необходимое минимальное конечное давление Рк=1400 Па

Определяются удельные потери давления по формуле

:,

где ΔРдоп = Рн - Рк = = 600 (Па)

L = 620 м – расстояние до самой удаленной точки

Т. о.

Внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле

где А, В, m – коэффициенты, определяемые по таблицам 6 и 7 СП в зависимости от категории сети и материала труб, в нашем случае А=626, В=0,022, m=2

Рассмотрим участок 1 – 2, dp = 80 мм

Расчетный расход газа на участке определяется по формуле:

Qp = Qэкв + Qтр = 0, 55Qп +Qтр

где Qп = Qгп*N +0,85 QАОГВ*N = 39,52 м3/ч

Далее рассчитывается число Рейнольдса по формуле:

=0, 0354*39,52/0,08*14,6=11977,8

где ν = 14,6 м2/с – коэффициент кинематической вязкости газа

Qo – расход газа, м3/ч

d – внутренний диаметр газопровода, м

Коэффициент гидравлического трения λ зависит от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса

- для критического режима движения газа Re =

λ = 0,0025 Re0,333;

- при 4000 < Re < 100 000

λ =

- при Re >

λ =

- для шероховатых стенок при Re > 4000

λ = 0,11

где п — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных труб – 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных – 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации – 0,0007 см

В нашем случае Re=11977,8 , т. е. 4000<Re< значит λ = 0,03

Потери давления на участке определяются по формуле:

Рн – Рк = 626,1λ

Рн – Рк = 68,85 Па

Рк = 2000 – 68,85=1931,15 Па

Подобным образом рассчитываются все остальные участки и определяются давления во всех узлах.