Общие сведения о системах газоснабжения

План лекции
1. Основные свойства и состав газообразного топлива
2. Системы газораспределения городов
3. Газораспределительные станции
4. Газорегуляторные пункты
5. Газоснабжение жилых зданий и коммунально-бытовых объектов
6. Отвод продуктов сгорания
7. Расчет годового потребления газа городом
8. Неравномерность и регулирование потребления газа
9. Расчетный расход газа

Вопросы для самостоятельного изучения
1. Оборудование газовых сетей (задвижки, краны шаровые, пробковые, стальные и полиэтиленовые трубопроводы)
2. Коррозия подземных газопроводов. Методы защиты от коррозии (пассивный метод; активный метод: катодная, протекторная и дренажные защиты)
3. Расчет потребления газа в квартирах, на предприятиях бытового обслуживания, на предприятиях общественного питания, в учреждениях здравоохранения и хлебопекарных предприятиях
4. Регулирование неравномерностей потребления газа
5. Гидравлический расчет тупиковых газопроводов
6. Гидравлический расчет кольцевых газопроводов
7. Бытовые газовые приборы: газовые плиты, проточные водонагреватели, отопительные котлы, конденсационные котлы.

1. Основные свойства и состав газообразного топлива
Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащих некоторое количество примесей.
К горючим газам относятся углеводороды, водород и оксид углерода.
Негорючими компонентами являются азот, диоксид углерода и кислород.
К примесям относятся водяные пары, сероводород и пыль.

1. Основные свойства и состав газообразного топлива

2. Системы газораспределения городов
В зависимости от максимального рабочего давления газопроводы подразделяются:
на газопроводы низкого давления — при непосредственном присоединении потребителей к газовым сетям давление газа в них не должно превышать 5 000 Па;
газопроводы среднего давления — с давлением газа от 5 000 Па до 0,3 МПа;
газопроводы высокого давления II категории — с давлением газа от 0,3 до 0,6 МПа;
газопроводы высокого давления I категории — с давлением газа от 0,6 до 1,2 Мпа
газопроводы высокого давления Iа категории — с давлением газа свыше 1,2 МПа.

2. Системы газораспределения городов
По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газораспределения подразделяются:
на одноступенчатые с подачей различным потребителям газа только по газопроводам одного давления;
двухступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа двух давлений: среднего и низкого, высокого и низкого, высокого и среднего;
трехступенчатые с подачей потребителям по газопроводам газа трех давлений: низкого, среднего, высокого.

2. Системы газораспределения городов
Рис. 1. Принципиальная схема газораспределения крупного города:
1 — магистральные газопроводы; 2— газораспределительные станции; 3—контрольно- регуляторные пункты; 4— газгольдерные станции; 5— газорегуляторные пункты; 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— кольцо газопроводов среднего давления (0,1 МПа); 11 — подземное хранилище газа

3. Газораспределительные станции
На ГРС осуществляются следующие основные технологические процессы:
очистка газа от твёрдых и жидких примесей;
снижение давления (редуцирование);
одоризация;
учёт количества (расхода) газа перед подачей его потребителю.
Основное назначение ГРС – снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне
На выходе ГРС должна обеспечиваться подача заданного количества газа с поддержанием рабочего давления в соответствии с требуемыми объемами потребления с точностью до 10%.

3. Газораспределительные станции
На ГРС осуществляются следующие основные технологические процессы:
очистка газа от твёрдых и жидких примесей;
снижение давления (редуцирование);
одоризация;
учёт количества (расхода) газа перед подачей его потребителю.

3. Газораспределительные станции

4. Газорегуляторные пункты
В соответствии с назначением в ГРП и ГРУ входят следующие элементы:
регулятор давления, понижающий давление газа и поддерживающий его в контролируемой точке на заданном уровне независимо от расхода газа и изменения входного давления;
предохранительный запорный клапан (ПЗК), прекращающий подачу газа при повышении или понижении давления после регулятора сверх заданных пределов;
предохранительное сбросное устройство (ПСУ), сбрасывающее излишки газа из газопровода после регулятора, с тем чтобы давление газа в контролируемой точке не превысило заданного;

4. Газорегуляторные пункты
фильтр для очистки газа от механических примесей;
контрольно-измерительные приборы для измерения давления, перепада давления, расхода газа и температуры;
импульсные трубопроводы для соединения регулятора, ПЗК, ПСУ и контрольно-измерительных приборов (КИП) с теми точками на газопроводах, в которых контролируются давление и температура газа;
сбросные трубопроводы для стравления газа в атмосферу от ПСУ, продувочных линий;
запорные устройства для включения и отключения регулирующего и предохранительного оборудования. Число и расположение запорных устройств обеспечивают возможность отключения основного оборудования для ревизии и ремонта без прекращения подачи газа к потребителям.

4. Газорегуляторные пункты
В зависимости от давления газа на вводе различают:
ГРП и ГРУ среднего давления (более 0,005 до 0,300 МПа);
ГРП и ГРУ высокого давления (более 0,3 до 1,2 МПа).

4. Газорегуляторные пункты
Рис. 3. Схема шкафного регуляторного пункта с двумя линиями регулирования:
1 — регулятор давления со встроенным предохранительным запорным клапаном (ПЗК); 2 — датчик положения ПЗК; 3 — фильтр картриджный; 4 — кран игольчатый; 5 — индикатор засоренности; 6 — ротационный счетчик; 7 — ПСК; 8 — шаровой кран; 9 — кран шаровой; 10 — кран манометрический шаровой трехходовой; 11 — кран шаровой; 12— манометр на входе; 13 — манометр на выходе; 14— кран трехходовой под манометр; 15— кран шаровой 1"; 16 — заслонка дископоворотная; 17 — обогреватель газогорелочный; 18 — регулятор давления на горелку; 19 — термометр биметаллический; 20 — датчик температуры; 21 — датчик абсолютного давления; 22 — датчик перепада давления на фильтре; 23 — датчик несанкционированного доступа в отсеках; 24 — газопровод сбросный от ПСК; 25 — газопровод продувочный; 26 — патрубок; 27— патрубок

6.Газоснабжение жилых зданий и коммунально-бытовых объектов
Система газоснабжения включает в себя ответвление от уличного газопровода, ввод на территорию потребителя, дворовую разводку с вводом в здания и внутренние газопроводы
Внутренние газопроводы состоят из вводов, стояков и внутриквартирных разводок
Вводы газопроводов в здания осуществляются выше фундамента или через фундамент к лестничным клеткам. В жилых зданиях рекомендуется установка бытовых газовых плит в помещениях кухонь

6.Газоснабжение жилых зданий и коммунально-бытовых объектов
Внутренний газопровод проходит внутри здания от места его первичного пересечения конструкций здания до места подключения газовых приборов и аппаратов. Вводы газопроводов в жилые дома предусматриваются через нежилые помещения, доступные для осмотра и ремонта газопроводов
Газопроводы в местах прохода через стены и межэтажные перекрытия домов заключают в футляры
Стояки прокладывают строго вертикально. Соединения стальных труб осуществляют только сваркой. Резьбовые соединения размещают в местах установки запорной арматуры и приборов

6.Газоснабжение жилых зданий и коммунально-бытовых объектов
Внутридомовые газопроводы прокладывают по нежилым помещениям
При установке газовой плиты высота помещения не должна быть менее 2,2 м. Объем помещения для двухкомфорочных плит — 8 м3; для трехкомфорочных плит — 12 м3; для четырехкомфорочных плит —- 15 м3.
Проточные водонагреватели устанавливаются в кухнях или нежилых помещениях. Кухня (или помещение), в которой устанавливаются газовые проточные или емкостные водонагреватели, должна иметь вентиляционный канал и дымоход. Для притока воздуха следует предусматривать в нижней части двери или стены, выходящей в смежное помещение, решетку или зазор между дверью и полом сечением не менее 0,02 м2

6. Отвод продуктов сгорания
Температура продуктов сгорания на выходе из прибора должна составлять 180... 200 °С, а на выходе из оголовка на крыше она должна быть более 60 °С (56 °С — точка росы, при которой отводящие газы конденсируются в водяные пары).

6. Отвод продуктов сгорания
Рис. 4. Расположение оголовков дымохода на крыше (размеры приведены в м)

6. Отвод продуктов сгорания
Рис. 5. Зона ветрового подпора

7. Расчет годового потребления газа городом
Потребление газа в городе подразделяется:
на бытовое (в квартирах);
коммунальное (на предприятиях бытового обслуживания, общественного питания, по производству хлебобулочных изделий и в учреждениях здравоохранения);
идущее на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий;
промышленное.

8. Неравномерность и регулирование потребления газа
Неравномерность потребления газа характеризуется двумя показателями, которые проанализируем на примере потребления газа по месяцам года:
коэффициент α, определяющий количество газа в долях от годового потребления, которое является избыточным по отношению к средней равномерной его подаче (объемный показатель);
максимальный коэффициент сезонной неравномерности потребления газа (мощностной показатель), т.е. отношение расхода газа за данный месяц к среднемесячному расходу за год.

8. Неравномерность и регулирование потребления газа
Для регулирования сезонной неравномерности потребления газа используют:
подземное хранение запасов газа;
потребители-регуляторы, которым сбрасывают излишки газа в летний период;
резервные мощности промыслов и газопроводов.

8. Неравномерность и регулирование потребления газа
Газ закачивают в хранилища в период наименьшего его потребления, а в месяцы наибольшего потребления газ отбирают из них.
Если емкость хранилища ограничена, то используют потребители-регуляторы, с помощью которых заполняют провалы в графике потребления, т.е. подавая им излишки газа.
В качестве потребителей-регуляторов используют электростанции, котельные, промышленные предприятия, рассчитанные на двойное топливоснабжение: газ и мазут или газ и угольная пыль.
В летний период такие предприятия используют избытки газа, а зимой они переходят на другой вид топлива.

8. Неравномерность и регулирование потребления газа
Перспективным направлением регулирования потребления газа является создание изотермических хранилищ сжиженного газа и установок регазификации
Для покрытия часовой неравномерности потребления используют аккумулирующие емкости последних участков магистральных газопроводов. Если емкости последнего участка не хватает, то в нестационарный режим работы включается следующий участок магистрального газопровода

9. Расчетный расход газа

9. Расчетный расход газа
При определении максимальных часовых расходов газа для газопроводов жилых и общественных зданий применяют два метода:
Первый метод заключается в использовании коэффициента одновременности включения газовых приборов в пик потребления К0.
Второй метод расчета основан на использовании максимальных коэффициентов неравномерности потребления, представляющих собой отношение максимального часового расхода газа к среднечасовому расходу за год.

9. Расчетный расход газа

9. Расчетный расход газа