СИСТЕМИ ПОСТАЧАННЯ ПРИРОДНИМ ГАЗОМ.

Залежно відтиску газу в системах розрізняють газопроводи: високого тиску І категорії — при робочому тиску 0,6...1,2 МПа природного газу та газоповітряних сумішей, або 0,61...1,6 МПа зріджених вуглеводневих газів; високого тиску II категорії— при робочому тиску від 0,3 МПа до 0,6 МПа; середнього тиску—при робочому тиску від 0,005 МПа до 0,3 МПа; низького тиску—при робочому тиску газу до 0,005 МПа.

Розподільні газові мережі, що транспортують газ від газорозподільного пункту до споживачів можуть бути кільцевими, радіальними або тупиковими. Можливий і комбінований — радіально-кільцевий варіант компонування розподільної мережі.

Газопостачання може бути централізованим або місцевим. Для централізованого використовують природний газ, а для місцевого — зріджені вуглеводневі гази.

При централізованому газопостачанні газ надходить до ГРП від магістрального газопроводу по міжселищних газопроводах та газопроводах-відводах.

Якщо селище або село прилягає до газифікованої міської території, то найчастіше використовують міські газопроводи високого або середнього тиску. В тих випадках, коли відстань від міської системи газопостачання становить більше 10 км, рекомендується будувати відводи від магістральних газопроводів із газорозподільними станціями (ГРС). У цьому випадку відвід проектують на високий тиск (1,2 МПа) і він обслуговує один або кілька населених пунктів у радіусі 15...25 км.

На практиці застосовують одно- та двоступінчасту системи розподілу газу. У першому випадку споживачу подають газ середнього (до 0,3 МПа) та низького (до 0005 МПа) тиску. В другому випадку—середнього та низького, або високого (0,3...0,6 МПа) та низького тиску.

При невеликій щільності житлової забудови та великих об'ємах газоспоживання, як правило, застосовують одноступінчасті системи, що дозволяє значно знизити металоємкість газових мереж.

При значних віддалях між населеними пунктами в кожному з них споруджують ГРС або автоматичну газорозподільну станцію (АГРС).

Рисунок 13.2. Схема газопостачання із

використанням комбінованих регуляторів тиску.

1 – газопровід високого тиску (ГРС); 2 – комбінований регулятор з вихідним низьким тиском; 3 – газопровід середнього тиску; 4 – комбінований регулятор з вихідним низьким тиском.

3. ГАЗОПРОВОДИ ТА ЇХ ОБЛАДНАННЯ

За розміщенням відносно поверхні землі газопроводи поділяють на підземні (підводні), наземні та надземні (надводні).

За призначенням газопроводи бувають: розподільні, що подають газ від джерела газопостачання до газопроводів високого та середнього тисків, призначених для газопостачання конкретних об'єктів; газопроводи-відводи, що йдуть від розподільного газопроводу до вимикального пристрою на вводі; ввідні — від вимикального пристрою на вводі до внутрішнього газопроводу; міжселищні, котрі розміщені за межами території населених пунктів. Останні, іноді, також називають розподільними.

Для монтажу систем газопостачання на селі, здебільшого, використовують сталеві труби, рідше — поліетиленові.

Газові мережі обладнують приладами для вимірювання тиску та витрати газу, пристроями зв'язку, сигналізації, телекерування та автоматизації.

Контрольно-вимірювальні пункти встановлюють на підземних газопроводах для вимірювання поляризаційного потенціалу між газопроводом та землею, а також параметрів електрохімічного захисту. В межах селищ такі пункти розміщують з інтервалами не більше 200 м, а за їх межами — не більше 500 м. Контрольно-вимірювальні пункти слід розташовувати у тих місцях, де газопроводи перетинаються з іншими підземними металевими комунікаціями (крім силових кабелів), з рейковими шляхами електрифікованого транспорту, при переході газопроводу через водні перешкоди шириною від 75 м.

На поліетиленових газопроводах установлюють ту ж арматуру та обладнання, що й на сталевих.

При прокладці газопроводів керуються правилами та рекомендаціями, викладеними в СНиП 2.04.08-87, а також у роботах [4, 9].

Арматура газопроводів — це різного типу засувки, крани, гідравлічні затвори, конденсатозбірники, компенсатори тощо.

Для вмикання, вимикання, регулювання витрати, зміни тиску застосовують запірну та дросельну арматуру. Перша служить для герметичного відокремлення однієї ділянки газопроводу від іншої, друга — для зміни прохідного перерізу газопроводу.

Як запірну арматуру використовують різного типу засувки, а також крани з примусовим змащенням та прості поворотні. Поворотні крани бувають натяжними, сальниковими та самоущільнюючі. Поворотні крани застосовують, як правило, на наземних допоміжних лініях (вводи, скидні газовідводи тощо) та внутрішньооб'єктових газопроводах.

Гідравлічний затвор виконує функції запірного пристрою та збірника конденсату. Він являє собою ємкість з відводами для приєднання до газопроводу.

Конденсатозбірник призначений для збирання та видалення води з газопроводу. Його встановлюють у низинних точках газопроводу.

Компенсатори служать для компенсації лінійних видовжень (скорочень) газопроводу, викликаних зміною його температури. Розрізняють тарілчасті, лінзові, ліроподібні та П-подібні компенсатори. На підземних ділянках газопроводів найчастіше установлюють лінзові компенсатори, а на наземних та надземних—П-подібні.

Проектуючи системи газопостачання для районів з підвищеною сейсмічною активністю враховують вимоги СниП 2.04.08-87 та СНиП 11-7-81. Проектуючи газопроводи для місцевостей з грунтами, що просідають або набухають, потрібно додатково керуватись вказівками СНиП 2.02-01-83.

Газорегуляторні пункти (ГРП) та установки (ГРУ) служать для зниження тиску газу та автоматичного підтримання його на заданому рівні, а також для припинення подачі газу при підвищенні його тиску понад допустиму норму.

У системах газопостачання сільських населених пунктів досить часто використовують шафові ГРП. Вони випускаються промисловістю комплектними, тобто в металевих шафах розміщують крім обладнання ГРП ще й арматуру та контрольно-вимірювальні прилади (КВП).

Не дозволяється спорудження ГРП у підземних, підвальних та напівпідвальних приміщеннях.

Приміщення ГРП обладнують комплектом протипожежного інвентаря.

За кількістю ліній регулювання ГРП поділяють на дві групи: з однією або з двома паралельними лініями регулювання. У першому випадку може бути один регулятор тиску (одноступінчасте регулювання) або два послідовно з'єднаних регулятори тиску (двоступінчасте регулювання).

У другому випадку регулятор встановлюють на кожній лінії. У таких ГРП одна з ліній може бути резервною.

Можливий і такий варіант, коли задіяні обидві паралельні лінії на однаковий або різний вихідний тиск. До кожної із паралельних ліній під’єднується свій споживач, або група споживачів.

Регулятори тиску поділяють на регулятори прямої і непрямої дії та проміжного типу. Регулятори прямої дії для своєї роботи використовують механічну енергію газу, що рухається через них. Регулятори непрямої дії працюють за рахунок сторонніх джерел енергії — пневматичних, гідравлічних, електричних. Регулятори проміжного типу використовують механічну енергію газу в трубопроводі, що підсилена стороннім джерелом енергії, тобто вони являють собою синтез регуляторів двох перших типів. Регулятори прямої дії бувають двох типів: пілотні, що мають керуючий пристрій (пілот), та безпілотні.

У сільських газопровідних системах найпоширеніші безпілотні регулятори прямої дії РД,як найпростіші та надійніші в експлуатації.

Шафові газорегуляторні установки ШРУ-2Н випускаються на базі регулятора РД-50М, ШРУ-ЗН — на базі РД-32М, ШП-2—на базі РД-50М, ШП-3—на базі РД-32М, ГСГО-1—на базі РДУК-2-50, ГСГО-2—на базі РД-32М.

Запобіжний запірний клапан встановлюють перед регулятором тиску. Через імпульсну трубку він з'єднаний з газопроводом кінцевого тиску. При підвищенні або зниженні тиску в газопроводі (після регулятора тиску) зверх допустимого значення запірний клапан відключає подачу газу.

Запобіжно-запірні клапани поділяють на клапани низького (ПКН) та високого тиску (ПКВ).

Скидні запобіжні пристрої на відміну від запобіжно-запірних клапанів не перекривають подачу газу, а лише скидають частину його в атмосферу, зменшуючи тим самим, тиск газу. Запобіжно-скидні пристрої бувають гідравлічними (гідрозатвор), пружинними та мембранно-пружинними. Гідрозатвори встановлюють на підземних газопроводах низького тиску.

Фільтри, що встановлюють на ГРП та ГРУ для очистки газу від пилу, іржі та інших механічних домішок, бувають трьох типів: сітчасті (ФС), касетні волосяні (ФВ) та вісцинові з кільцями Рашига. Останні розміщують на великих ГРП та газопроводах високого тиску.

Контрольно-вимірювальні прилади (КВП), що встановлюються на ГРП та ГРУ, служать для контролю за режимом роботи обладнання, вимірювання температури, тиску, витрати газу. Термометри, манометри, витратоміри можуть бути як показуючими, так і реєструючими, лічильники — реєструючими. Прилади встановлюють безпосередньо в місці вимірювання або на окремому приладовому щиті. КВП повинні мати вибухобезпечне виконання (особливо, електрифіковані).

Для обліку споживання газу використовують як лічильники, так і витратоміри. На невеликих та середніх за пропускною спроможністю ГРП та ГРУ застосовують ротаційні лічильники газу РС та РГ. Івано-Франківським заводом газової апаратури випускаються ротаційні лічильники РС-25, РС-40, РС-100, РС-250, РС-400, РС-600, РС-1000.

Цифри 25...1000 вказують на номінальну пропускну спроможність лічильників у м³ за годину.

4. ПОСТАЧАННЯ ЗРІДЖЕНИМ ГАЗОМ.

Газопостачання віддалених від магістральних газопроводів та родовищ газу населених пунктів здійснюється зрідженими вуглеводневими газами: пропаном, бутаном та їх сумішами. Теплота згоряння пропану становить 91320 кДж/м³. бутану— 118740 кДж/м³.

Невеликі багатоквартирні житлові будинки, окремі квартири, садиби постачаються зрідженим газом у балонах.

Сільськогосподарські та комунально-побутові підприємства, багатоповерхові будинки, як правило, одержують газ від резервуарних установок по газопроводах. Допускається постачання зрідженого газу цілих кварталів та груп споживачів по газових мережах від великих групових резервуарів зрідженого газу.

Резервуари! установки та балони заповнюють зрідженим газом на газонаповнювальних станціях (ГНС) або на кущових базах зрідженого газу (КБЗГ), котрі одержують зріджений газ із заводів. Від ГНС та КБЗГ зріджений газ в автоцистернах може надходити також у газонаповнювальні пункти (ГНП) де і провадиться заповнення балонів зрідженим газом. Аналогічно надходить зріджений газ і до автомобільних газонаповнювальних станцій (АГНС), на яких заправляють балони автомобілів, що працюють на зрідженому газі.

Системи постачання зрідженим вуглеводним газом повинні задовольняти вимогам СНиП 2.04.08-87, Правилам безпеки в газовому господарстві, Правилам будови та безпечної експлуатації ємкостей, що працюють під тиском.

Крім того, вибір схеми газопостачання та продуктивності резервуарних установок у кожному конкретному випадку повинні виконуватись на основі відповідних техніко-економічних розрахунків із врахуванням кліматичних умов.

Балонне газопостачання доцільне, як правило, в невеликих селах з рідкою забудовою. Резервуари схеми використовують при значній віддаленості від ГНС (більше 150 км) та відсутності автошляхів з поліпшеним покриттям.

Балонні газові установки поділяютьна індивідуальні, групові та групові резервуарні.

Індивідуальними називають установки, котрі мають не більше двох балонів. Такі установки призначені для постачання споживачів із невеликою витратою газу. До комплекту входять балони (місткістю 5, 12, 25 або 50 л), редуктор, газопровід із краном, газова плита.

У балонах місткістю 5, 12, 25 л вмонтований самозакривний клапан типу КБ, а в балонах місткістю 50 л — кутовий балонний вентиль типу ВБ.

Максимально допустима маса зрідженого газу в балоні залежить від його місткості: 5л — 2 кг; 12л — 5 кг; 25 л — 11 кг; 50л—21 кг.

Балони можуть розміщуватись безпосередньо біля плити або в спеціальній шафі за межами приміщення, де встановлено плиту.

Не дозволяється установка балонів із зрідженим газом у житлових кімнатах, у цокольних та підвальних приміщеннях, а також у приміщеннях, розташованих під учбовими класами, аудиторіями, лікарняними палатами тощо.

Групові балонні установки мають у своєму складі більше двох балонів. Балони розміщують у спеціальних шафах або приміщенні.

У склад групової балонної установки входять крім балонів: колектор високого тиску, регулятор тиску газу (редуктор), загальний вимикальний пристрій, манометр, запобіжно-скидний клапан, газопроводи.

Групові резервуарні установки служать для централізованого газопостачання житлових та громадських об'єктів і мають у своєму складі не менше трьох резервуарів зрідженого газу місткістю 2,5 або 5 м³.

Резервуари розміщують у землі на глибині не менше 0,6 м, що забезпечує більшу безпеку при експлуатації.

Горловини резервуарів обладнують фланцем до якого кріплять арматурну (редукційну) головку резервуара. Редукційна головка має: приймально-відкачувальні патрубки (парової та рідкої фаз) із запірними вентилями та заглушками; рівномірні трубки з кутовими вентилями; патрубок для установки запобіжно-скидного клапана та пружинного манометра; редукційно-витратну колонку. Редукційно-витратна колонка має запірний вентиль; клапан; регулятор тиску, колектор; імпульсні трубки, рідинний манометр низького тиску.

Арматура та прилади резервуарних установок від атмосферних опадів та механічних пошкоджень захищають сталевим кожухом. Навколо резервуарної установки встановлюють огородження із негорючих матеріалів.

Розрахункову годинну витрату зріджених газів М_р.г., кг/г, при газопостачанні житлових будинків визначаютьза формулою:

(3.13)

де п—кількість мешканців, що користуються газом; К_річ — коефіцієнт добової нерівномірності споживання газу протягом року; Q_річ—річна витрата газу (у тепловому еквіваленті) одним мешканцем, кДж/рік; К_п—показник годинного максимуму добової витрати газу (можна приймати К_п=0,12); Q_н^р—теплота згоряння газу, кДж/кг.

При наявності в квартирах газових плит К_річ=1,4, а при наявності ще й проточних газових водонагрівників (колонок) — К_річ=2,0.

Резервуарні установки з вільним випарюваням зріджених газів не забезпечують надійного газопостачання в районах з низькими температурами, якщо в зрідженому газі високий вміст бутану.

У таких випадках застосовують примусове випарювання зрідженого газу.

Розрахункову кількість резервуарів зрідженого газу для резервуарної установки визначають за формулою:

n_р=М_г/q,(13.4)

де q — продуктивність одного резервуара, кг/год; М_г — середньо-годинна витрата газу усіми споживачами, що живляться газом від даної резервуарної установки, кг/г.

Величину q визначають за номограмами, наведеними в СНиП 2.04.08-87 (пункт 9.5, а):

n_р= (13.5)

де q— продуктивність одного резервуара, кг/год; т — коефіцієнт, що враховує теплову взаємодію резервуарів.

Продуктивність одного резервуара визначають за номограмою п. 9.5. СНиП 2.04.08-87. Значення коефіцієнта т залежить від кількості резервуарів в установці. При кількості резервуарів 2, 3, 4, 6, 8 т відповідно дорівнює 0,93; 0,84; 0,87; 0,67; 0,64.

Формулою (13.4) користуються за методом послідовних наближень. Визначаючи т на першому кроці покладають кількість резервуарів рівною 2. Одержане число n_р округлюють до цілого і по ньому уточнюють т для наступного кроку обчислення n_р.

5. ГАЗИФІКАЦІЯ ПРИВАТНИХ БУДИНКІВ.

Роботи з газифікації виконують підрядні організації, що мають на це відповідний дозвіл, згідно затвердженої схеми газифікації даного населеного пункту. Роботи з газифікації сіл регламентуються Положенням про порядок газифікації будинків, що належать громадянам на правах приватної власності.

До тупикової ділянки газопроводу можуть під'єднуватись й інші споживачі газу за умови пайової участі в витратах на будівництво та згоди підприємства газового господарства. Але, як правило, будівництво вуличних розподільних газопроводів виконується на замовлення і за рахунок коштів місцевих колгоспів, радгоспів та інших підприємств.

До кожного будинку прокладається один садибний ввідний газопровід (ввід). Виходячи із затвердженого плану газифікації житлової забудови, між власником (власниками) житлового будинку та підрядною організацією, що виконує роботи з газифікації, укладається двостороння угода. При спорудженні садибного вводу власник будинку повинен своїми силами виконати земляні роботи; роботи по обрізці та переносу зелених насаджень; перенести (при потребі) електромережу; встановити газифіковані опалювальні прилади, систему вентиляції, димохід та виконати інші загально-будівельні роботи. Після оплати рахунку внутрішньосадибна газова мережа (включаючи ввід) переходить у приватну власність власника садиби. Технічне обслуговування внутрішньосадибної газової мережі виконується підприємством газового господарства.

6. ГАЗОВІ ОПАЛЮВАЛЬНІ АПАРАТИ ТА ПРИЛАДИ.

У сільській місцевості на зміну опалювальним печам все більше приходять квартирні системи водяного опалення з опалювальними газовими апаратами. Сучасні опалювальні апарати обладнані автоматикою, що забезпечує безпеку використання газу та регулювання температури води.

Система квартирного водяного опалення, як правило, має верхню розводку нагрітої води та нижню зворотної (охолодженої в опалювальних приладах). Циркуляція води в системі вільна, тобто викликана різницею густин води на вході та на виході з опалювального апарата (котла).

Температура гарячої води може регулюватися в межах 50...90 °С. Для квартирного водяного опалення перевагу віддають тим опалювальним апаратам, котрі крім опалення можуть забезпечувати ще й гаряче водопостачання.

Апарати типу АГВ можуть використовуватися як для опалення, так і для гарячого водопостачання. Вони виготовляються в двох модифікаціях: модифікація У—для експлуатації в районах з помірним кліматом; модифікація ХЛ — для експлуатації в районах з холодним кліматом.

Технічні характеристики апаратів АГВ та АОГВ наведені у § 6.3.

Газові опалювальні водонагрівники встановлюють у нежитловому приміщенні об'ємом не менше 7,5 м³. Ці приміщення обладнують витяжним вентиляційним каналом. Приплив свіжого повітря в приміщеннях здійснюється через решітку або щілину між дверима та підлогою.

Віддаль від нагрівника до стіни, збудованої з негорючого матеріалу, повинна бути не менше 15 см.

У системах місцевого опалення в житлових, службових та виробничих приміщеннях застосовують газові нагрівальні прилади.

Газовий опалювальний прилад «Огонек» служить для забезпечення теплотою приміщень площею до 20 м². Він складається із повітронагрівника, системи автоматичного регулювання подачі газу залежно від температури повітря в приміщенні, пальника.

У сільськогосподарському виробництві для опалення використовують також газові пальники інфрачервоного випромінювання (ПІВ), котрі забезпечують безвогневе спалювання газу [7].

За рівнем капітальних та експлуатаційних витрат застосування ПІВ для опалення сільськогосподарських виробничих об'єктів має добрі перспективи. ПІВ мають малу теплову інерцію і тому швидко виводять на розрахунковий тепловий режим опалювані ними приміщення.