Магистральный газопровод: нюансы проектирования и строительства
Транспортировка газа по трубопроводу — один из самых экономных и эффективных способов доставки голубого горючего. Единственный его существенный недостаток — большие капитальные вложения при проектировании и строительстве.
Поначалу может казаться, что магистральный газопровод влетает в копеечку. Однако со временем траты окупаются, а небольшие расходы на содержание позволяют владельцу экономить немалые суммы. Все о проектировании и сооружении снабжающей газом трубопроводной системы вы узнаете из предложенной нами статьи.
Общая характеристика центральных газопроводов
Газопровод магистрального типа — это система труб и сооружений, используемых для доставки топлива из мест добычи или изготовления к клиентам. Он включает в себя основные и дополнительные трубы. Диаметр последних определяется особенностями объекта транспортировки, однако, не может превышать 1420 мм.
Трубопроводы делятся на три класса в зависимости от давления, под которым переносится вещество. Этот показатель обязательно нужно учитывать, поскольку в случае превышения нормы возрастает вероятность аварии.
Магистральные газопроводы делятся на надземные, подземные и подводные. Первые благодаря небольшому подъему не мешают движению транспортных средств. Этот вариант доставки используется для преодоления водных препятствий, оврагов и прочих преград.
Подземные сети прокладываются в специальных траншеях. Глубина последних зависит от уровня промерзания грунтов. Поэтому при организации транспортировки влажного газа важно учитывать климатические особенности местности, структуру грунта, диаметр труб и др.
А для труб с осушенным газом подойдет траншея глубиной 0,8 м. Ее дно покрывают слоем утрамбованного песка, укладываемые трубы покрывают несколькими слоями битумно-полимерной мастики или полимерной скорлупой, затем заполняют грунтом.
Подводные системы создаются с целью транспортировки продуктов из морских территорий, по дну рек или крупных озер.
Стандартный трубопровод оборудован главной и промежуточной компрессорными станциями. Каждая из них распределяет поток горючего по веткам с запроектированным диаметром и снижает его давление.
Например, газ перед попаданием к конечному потребителю проходит через главный, затем промежуточный распределительный пункт. В итоге давление уменьшается до значения, которое предусмотрено местными трубопроводами.
А для обеспечения сбалансированности функционирования системы непосредственно в районе потребления создаются специальные хранилища. К примеру, в летний период может накапливаться газ, который используется в холодное время года.
Нельзя допустить разрушение труб в результате их контакта с грунтом, водой или воздухом. Эта задача решается за счет внешней противокоррозионной изоляции.
Важно обеспечить надежность газовой сети. Она гарантируется за счет перекачивающего оборудования на компрессорных станциях, использования качественных стальных труб, создания дополнительных параллельных линий, которые сочетаются с основной благодаря перемычкам.
Ключевые моменты в работе сети
Во-первых, производительность. Она рассчитывается с учетом топливно-энергетического баланса районов, куда будет осуществляться транспортировка. Прогнозируются максимальные нагрузки. А также нужно учесть, что конкретный регион может развиться в будущем, поэтому возрастет и объем доставляемого газа.
Для повышения производительности используется лупинг газопровода. Если трубопровод работает в средней мощности, тогда центробежные нагнетатели особо не сказываются на эффективности. Зато их роль возрастает при повышении нагрузки.
Во-вторых, автоматическая регулировка. При проектировании сети анализируются особенности управления магистральными газопроводами. Для этого определяют устойчивость системы и обнаруживают процессы, которых не хватает для сбалансированного функционирования.
Современные технические средства позволяют изменять производительность в автоматическом порядке. Если необходимое оборудование отсутствует, тогда скорость и эффективность транспортировки падают буквально к нулю.
С одной стороны, движение вещества происходит под воздействием инерции. Зато с другой — система замедляет перемещение как за счет закруглений труб, так и непосредственно из-за внутреннего сопротивления. Учитывая сложность устройства оборудования, к обоим факторам нужен индивидуальный подход.
Третий ключевой момент — обозначения. Специальные символы выполняют информационную и предупредительную функции. Размещение знаков — обязательное правило использования магистральных газопроводов.
Обозначения позволяют определить объекты, зону и глубину трубопровода. Фактически это столбики с двумя информационными блоками. На вертикальном указывается площадь территории особой опасности, место залегания и другие важные особенности.
А горизонтальный, с информацией о размещении опасного участка, устанавливают под углом до 30 градусов относительно поверхности земли. Он показывает расстояние в километрах по всей трассе.
Как проектируют и строят газопровод?
От правильного проектирования, гидравлического расчета газопровода и соблюдения технологических требований в сооружении зависит безопасность. Поэтому работу нужно выполнять последовательно и ответственно.
Основы составления проекта
Первый и ключевой этап. Предусматривает формирование системы документов, где отображается техническая информация. Здесь отмечается диаметр и рабочее давление труб. Указывается количество станций, которые будут отвечать за перекачку.
Проект содержит схему предполагаемого размещения магистрального газопровода, классификацию сетей в зависимости от давления. В документе отмечается расположение центральной и других регуляторных установок.
Проект должен гарантировать:
Кроме документов технического и экономического направления, нужно также учесть нюансы внешней среды. В соответствующем разделе описываются экологические факторы, структура грунта, особенности географического размещения и др.
Вся документация проходит строгую экспертизу в ответственных государственных органах. Эта мера направлена на предотвращение возможных негативных последствий из-за ошибок в схеме магистрального газопровода. Специалисты могут разрешить, требовать внести корректировки или не позволить строительство.
Правильно сформированный проект — это гарантия комфорта и безопасности транспортировки, минимизация угроз жизни и здоровью людей, предупреждения негативных воздействий на окружающую среду.
Учет и соблюдение ограничений
При проектировании систем газоснабжения любого уровня необходимо учитывать ограничения законодательных актов, соответствующих стандартов и технических рекомендаций.
В частности, категорически запрещено строительство трубопроводов в любых населенных пунктах, на участках, где осуществляются сельскохозяйственные работы, в непосредственной близости от аэропортов и железнодорожных путей. Существуют ограничения и в отношении портов и пристаней.
А также запрещается совмещать трубопроводы, каждый из которых предназначен для транспортировки веществ с различными характеристиками. Как уже упоминалось, основная линия может разветвляться — дополнительные трубы связывают перемычками, чтобы удобно было осуществлять ремонтные работы.
Глубина залегания подземных труб определяется типом транспортируемого вещества и уровнем промерзания грунта в конкретном регионе. Последнее особенно актуально для перекачки влажного газа.
В большинстве случаев речь идет об осушенном веществе, поэтому уровень заглубления ветвей газопровода составляет от 0,8 до 1 метра. Но и здесь свои особенности. Если данный участок будет осушаться, тогда показатель должен составлять больше 1,1 метра. Это связано с будущей осадкой грунта.
Особенности перевозки труб
Для транспортировки трубопроката используются специализированные автомобили, оснащенные прицепами-роспусками, турникетными коньками и крепежным оборудованием. Прицеп отличается усиленным соединением с кузовом транспортного средства. А кабина имеет специальный щит, который гарантирует безопасность водителя.
Непосредственно перед строительством осуществляется внешний контроль качества труб. Если последние имеют механические изъяны или повреждены коррозией, тогда их не используют. А также осматриваются фитинги и используемые материалы.
Для надземных и подземных трубопроводов используются трубы из стали. Для вторых также актуальны полиэтиленовые. Хотя стальные являются универсальными, но по некоторым характеристикам они уступают другим вариантам.
Например, полиэтиленовые аналоги имеют больший срок службы, повышенную устойчивость к разрушению и не требуют использования дополнительных материалов против коррозии. При обустройстве внутренних сетей газопровода часто наряду со стальными трубами применяют более дорогие изделия из меди.
С ориентирами выбора труб для сооружения линий системы газоснабжения ознакомит следующая статья, прочесть которую мы очень советуем.
Тонкости монтажа газовой сети
Сначала очищается внутренняя часть труб. Далее, последние монтируются опытными специалистами. Нужно не только предупредить потерю вещества, но и учитывать скорость транспортировки и уровень давления.
Для монтажа системы используются:
Применение перечисленных элементов позволяет обеспечить оперативное строительство магистральных, а также менее значимых, газопроводов и создать герметичную конструкцию. В дальнейшем происходит сварка трубопровода: подготовительные работы, формирование тесных стыков, сварка в секции и в нить.
При этом используется газовая и электродуговая, стыковая контактная сварка, пайка и др. Учитывая ответственность, привлекаются исключительно профессионалы с аттестатом в соответствии с РД 03-495.
Работают с внутренними газопроводами сварщики 4 и 5 разряда. Сварка может выполняться как непосредственно в траншее (характерно для подземного газопровода), так и вблизи нее.
Балластировка и контроль объекта
Гарантировать правильное расположение трубопровода позволяет балластировка и закрепление. Например, для подземного типа используются такие методы: бетонирование, насыпание грунта, навешивание железобетонных утяжелителей и контейнеров. Чтобы закрепить трубопровод, применяются анкерные устройства.
Перед сдачей в использование газопроводная сеть происходит обязательную очистку внутренней поверхности труб. Последние осматривают и механически воздействуют в соответствии с предусмотренными мероприятиями в СНиП 42-01.
Результаты газовой и электродуговой сварки должны соответствовать ГОСТ 16037. Контролировать имеют право и представители заказчика.
Если трубопровод прошел все необходимые испытания и соответствует требованиям законодательства, стандартов и рекомендаций, тогда он сдается в эксплуатацию заказчику. Сначала нужно выпустить воздух, а потом начинать транспортировать соответствующее вещество.
Защита магистрального трубопровода
Центральная газовая сеть — далеко не игрушка. Поэтому устанавливаются строгие правила относительно ее использования. Деятельность субъектов хозяйствования вблизи участков, где проходит газопровод и выполнена врезка в систему газоснабжения, ограничена. Нужно получить соответствующее разрешение от органов местного самоуправления.
Предприятие-владелец должно хотя бы один раз в квартал проинформировать население прилегающих территорий относительно местоположения трубопровода. Используются печатные издания, местное телевидение или радио.
Трубопровод считается объектом повышенной опасности. Это определяется как непосредственно особенностями транспортировки, так и серьезными свойствами нефти, газа и других веществ.
Поэтому в случае разрушения целостности трубы возможны:
Обязательным является размещение в непосредственной близости от трубопровода информационных знаков на высоте в 1,5-2 метра от уровня земли. Они должны быть читабельными и заметными, располагаться с интервалом в 500 метров и на каждом повороте трассы.
Пересечение шоссе и трубопровода нежелательное, однако, в некоторых случаях его не избежать. На таких участках размещаются знаки, запрещающие автомобилям парковаться.
Основные правила и нюансы подключения частного дома к магистральной системе газоснабжения приведены в статье, с содержанием которой мы рекомендуем ознакомиться.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Подробно о нюансах проектирования трубопроводов первостепенной важности:
Видео #2. Строительство центральной газовой сети:
Видео #3. Антикоррозийная защита трубопроводов:
Магистральный трубопровод — объект повышенной опасности. При строительстве нужно учесть требования нормативных актов и привлекать исключительно специалистов, имеющих соответствующие сертификаты.
В дальнейшем нужно четко соблюдать требования эксплуатации объекта. Тогда он будет стабильным источником дохода для владельца и обеспечит конечных потребителей газом, нефтью и другими продуктами транспортировки.
Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Поделитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Задавайте вопросы по спорным моментам, размещайте интересные фотоснимки.
Общая характеристика магистральных газопроводов
Магистральный газопровод — это капитальная система инженерных сооружений линейного типа, предназначенных для транспортировки природного или искусственного газа из районов его добычи или производства в районы потребления (рис 1.1).
Рис. 1.1. Схема сооружений магистрального газопровода:
Магистральный газопровод характеризуют высокое давление (до 55—220 кгс/см 2 ), поддерживаемое в системе, большой диаметр труб (1020, 1220, 1420 мм) и значительная протяженность (сотни и тысячи километров).
В состав МГ входят (рис.1.2):
— система электрохимической защиты от коррозии;
— линии и сооружения технологической связи, средства телемеханики газопроводов;
— линии электропередачи, предназначенные для обслуживания газопроводов, и устройства электроснабжения и дистанционного управления запорной арматурой и установками электрохимической защиты газопроводов;
— противоэрозионные и защитные сооружения газопроводов;
— системы сбора и утилизации конденсата;
— здания и сооружения линейной службы эксплуатации газопроводов;
— постоянные дороги и вертолетные площадки, расположенные вдоль трассы газопровода, и подъезды к ним, опознавательные и сигнальные знаки местонахождения газопроводов;
— головные и промежуточные (линейные) компрессорные станции (КС);
— газоизмерительные станции (ГИС) и станция охлаждения газа (СОГ);
— газораспределительные сети (ГРС);
-станции подземного хранения газа (СПХГ);
— указатели и предупредительные знаки.
Управление магистральными газопроводами осуществляется по производственно-территориальному принципу. Все газопроводы распределены между газотранспортными предприятиями, подчиненными непосредственно ОАО «Газпром». Эти предприятия обеспечивают транспорт газа, осуществляют бесперебойное снабжение газом промышленных объектов, городов и поселков, обслуживание и ремонт линейных сооружений, компрессорных и газораспределительных станций.
Газотранспортные предприятия через диспетчерские службы обеспечивают заданные режимы работы линейной части магистральных газопроводов, компрессорных станций и оптимальное регулирование потоков газа в системе в соответствии с указаниями центрального диспетчерского управления (ЦПДУ) единой системы газоснабжения (ЕСГ) страны.
На стадии эксплуатации и реконструкции МГ проводятся энергосберегающие мероприятия:
— изменение конфигурации отдельных участка газотранспортной системы;
— переход на низконапорную технологию;
— внедрение автоматизированных систем управления;
— совершенствование систем измерения расхода газа;
— повышение эффективности заботы линейной части.
В состав линейных сооружений входят: газопровод с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения компрессорных станций, газоизмерительные станции, пункт редуцирования газа (ПРГ), узлами пуска и приема внутритрубных устройств (ВТУ), конденсатосборниками и устройствами для ввода метанола, система электроснабжения линейных потребителей, устройства контроля и автоматики, система телемеханизации, система оперативно-технической связи, система электрохимической защиты, здания и сооружения для обслуживания линейной части (дороги, вертолетные площадки, дома обходчиков и т.д.).
По характеру линейной части различают следующие магистральные газопроводы:
1) простые, с постоянным диаметром труб от головных сооружений до конечной ГРС, без отводов к попутным потребителям и без дополнительного приема газа по пути следования; их протяженность, как правило, незначительна, газ перекачивается за счет пластового давления без дополнительного компримирования;
2) телескопические, с различным диаметром труб по трассе. Их сооружают при использовании пластового давления или одной головной компрессорной станции, причем на начальном участке укладывают трубы меньшего диаметра, чем на последующих; быстрое падение давления на головном участке даст возможность большей части газопровода работать под меньшим давлением;
3) многониточные, когда параллельно основной проложены дополнительно одна, две или три нитки газопровода того же или иного диаметра; с учетом перемычек образуется система газопровода; если параллельные нитки сооружают на отдельных участках, их называют лупингами (обводами);
4) кольцевые, создаваемые вокруг крупных городов для увеличения надежности газоснабжения и равномерной подачи газа, а также для объединения магистральных газопроводов в единую газотранспортную систему страны.
В случае многониточных газопроводов между нитками сооружаются перемычки через 40-60 км и на входе и выходе каждой КС. В сложных условиях перемычки сооружаются у каждого линейного крана. Линейные краны устанавливаются через 20-30 км. Перемычка выполняется из труб диаметром не менее 0,7 меньшего из диаметров соединяемых ниток. При соединении ниток, имеющих различное рабочее давление, перемычки помимо крановых узлов оборудуются узлами редуцирования. Эксплуатируемые в настоящее время газопроводы имеют рабочее давление 5,45 и 7,35 МПа и степень сжатия 1,45-1,50. Длина участка между КС при этом составляет 100-150 км. В конец газопровода газ поступает с давлением 1,5-2 МПа. По пути газ выдается потребителям через газораспределительные станции.
Для предотвращения гидратообразования в начальный период эксплуатации предусматриваются устройства для заливки метанола в газопровод на выходе каждой КС и у линейного крана или перемычки посреди участка между КС.
Узлы линейной запорной арматуры, установки катодной защиты, усилительные пункты кабельной или радиорелейной линии связи, а также контролируемые пункты телемеханики следует предусматривать, как правило, совмещенными.
Диаметры резервных ниток перехода принимаются одинаковыми с диаметром МГ. Допускается предусматривать одну общую резервную нитку для газопроводов, проходящих в одном техническом коридоре и работающих с одинаковым рабочим давлением. Общую резервную нитку подключают автономно к каждому газопроводу.
Узлы очистки газопровода совмещают с узлами подключения КС. Для контроля положения очистных устройств в газопроводе следует предусматривать установку сигнализаторов (датчиков) за 1000 м до и после узла приема и запуска очистных устройств. На узлах очистки предусматриваются узлы сбора продуктов очистки полости газопровода.
Объем коллектора-сборника принимают по расчету в зависимости от загрязненности газа и устанавливаемого цикла очистки, но не более:
Коллектор-сборник изготавливается подземным из таких же труб, как и газопровод на участках I категории.
На запорной арматуре на перемычках, на подключениях и отводах, на нитках многониточных переходов следует предусматривать автоматы аварийного закрытия кранов. Они должны обеспечивать закрытие кранов при темпе падения давления в МГ на 10-15% в течение 1-3 минут. При отсутствии автоматов предусматривается телеуправление этими кранами.
Для каждого линейно-производственного управления (ЛПУ) МГ следует предусматривать телемеханизацию линейной части газопровода границах участков между КС. Предусматривается контроль температуры грунта на глубине оси заложения трубопровода в середине участка между КС с установкой датчиков с передачей (по требованию) данных в диспетчерский пункт КС.
Компрессорные станции должны обеспечивать проектную или плановую производительность газопровода путем повышения давления транспортируемого газа, и осуществлении следующих основных технологических процессов: очистки газа от жидких и твердых примесей, компримирования газа, охлаждения газа.
Комплекс компрессорной станции включаетодин или несколько компрессорных цехов. Оборудование КС делится на основное и вспомогательное.
К основному технологическое оборудование КС – газоперекачивающие агрегаты (ГПА) и технологическая трубопроводная обвязка КС, обеспечивающие необходимый режим транспортировки газа по магистральному газопроводу.
Вспомогательное оборудование КС можно разделить на две группы: обеспечивающее нормальную работу ГПА и объектов обслуживания.
— оборудование для охлаждения газа после его выхода из нагнетателей (АВОГ);
— оборудование систем смазки, уплотнения для центробежных нагнетателей,
— регулирования и защиты ГПА.
— оборудование системы охлаждения масла.
— оборудование системы подготовки топливного, пускового и импульсного газа.
К вспомогательному оборудованию КС второй группы относят:
оборудование систем водоснабжения, канализации, связи, телемеханики и электроснабжения.
КС выполняет три основных функции:
Газ, поступающий на КС, содержит в своем составе механические частицы (пыль, окалина) и жидкость (вода, конденсат).
Для предупреждения засорения труб и эрозионного износа компрессоров газ перед компримированием очищается. Очистка газа производится, как правило, в одну ступень в сепараторах, получивших название пылеуловителей (ПУ). На КС используются два типа ПУ: масляные (мокрые) и циклонные (сухие). В настоящее время в основном используются циклонные ПУ.
На каждой ступени очистки предусматривается замер потерь давления.
Циклонные ПУ представляют собой аппараты батарейного типа: в одном аппарате монтируется от 3 до 100 и более циклонов. ПУ с 3-5 циклонами называются циклонными, с большим количеством мультициклонными. На КС большой производительности в основном используется пятициклонный ПУ ГП.144.000 с пропускной способностью 20 млн. м 3 сут.
2. Компримирование газа.
Для компримирования газа КС оборудуется газоперекачивающими агрегатами (ГПА), состоящих из компрессора и приводящего его двигателя. На КС используются ГПА с поршневыми и центробежными компрессорами.
На МГ с суточной производительностью до 10 млн. м 3 /сут используются поршневые ГПА. В качестве привода чаще всего применяют двигатели внутреннего сгорания. В настоящее время на МГ используются следующие типы поршневых ГПА;
10ГКН, Q = l,0-l,2 млн. м 3 /сут;
ДР12, Q = 8,0-13,0 млн. м 3 сут.
Более 97% ГПА оборудованы центробежными нагнетателями (ЦН). Из них 85% имеют в качестве привода газотурбинные установки (ГТУ), остальные приводятся во вращение от электродвигателей.
Для привода ЦН используются три типа ГТУ:
— стационарные ГТН и ГТК;
В центробежных ГПА используются нагнетатели со степенью сжатия e = 1,23-1,27 и ε =1,35-1,5 (полнонапорные ЦН). В настоящее время отдается предпочтение полнонапорным ЦН.
Температура газа при сжатие в компрессоре повышается. Для повышения надежности и эффективности работы в МГ диаметром более 1,0 м. он охлаждается.
В общем случае газ охлаждается водой в градирнях и воздухом в аппаратах воздушного охлаждения (АВО). В настоящее время на МГ используются АВО, представляющие собой секции оребреных трубок малого диаметра, обдуваемых воздухом при помощи вентиляторов. Газ охлаждается до температуры на 10-15°С выше, чем температура воздуха. Температура газа на выходе из КС не должна превышать 45-50 С.
Количество АВО определяется при расчетных значениях температуры грунта и воздуха с 10% запасом по площади теплообмена. Уточнение количества АВО производится при абсолютной максимальной температуре воздуха и июльской температуре грунта.
На КС используются АВО типа 2АВГ-75с. Находят широкое применение импортные АВО «Крезо-Луар», «Пейя», «Ничимент». На КС МГ диаметром 1420 мм обычно устанавливается 10-15 аппаратов. МГ диаметром 1,0 м и менее могут оборудоваться АВО при соответствующем обосновании. Необходимость или целесообразность установки АВО может быть связана с превышением температуры газа на выходе КС выше 50°С или повышением экономичности транспорта газа.
Для снабжения газом населенных пунктов по трассе МГ сооружаются ГРС, предназначенные для снижения давления газа до нужного потребителю (0,6-1,2 МПа) и поддержания его на этом уровне, очистки и одоризации газа и учета отпускаемого количества газа. Функции конечног распределительго пункта (КРП) аналогичны функциям ГРС.
Дата добавления: 2017-02-13 ; просмотров: 7470 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ