Давление газа в газопроводе дома – каким оно должно быть? + Видео
Газификация частного сектора – сегодня норма жизни, хотя каких-то десять лет назад об этом многие могли только мечтать. Однако использование газа большим кругом потребителей вызывает ряд проблем, о которых следует знать заранее. Эти знания пригодятся вам при выборе жилья или покупке дорогостоящих газовых котлов и прочего оборудования, потребляющего голубое топливо.
Газовые вены – как циркулирует газ по системе?
Прежде, чем газ загорится голубым пламенем на вашей кухонной плите, он проходит сотни и тысячи километров по газопроводам. Самой главной артерией газотранспортной системы является газовая магистраль. Давление в таких магистралях очень большое – 11,8 МПа, и совершенно не подходит для частного потребления.
Голубое пламя газа на кухонной плите
Однако уже в газораспределительных станциях (ГРС) происходит снижение давления до 1,2 МПа. Кроме того, на станциях происходит дополнительная очистка газа, ему придается специфический запах, который ощутим человеческим обонянием.
Без одоризации – так называется этот процесс – мы бы не ощущали наличие газа в воздухе при его утечке, поскольку сам по себе метан не имеет ни цвета, ни запаха. Для придания запаха зачастую используют этантиол – даже если в воздухе будет находиться одна часть этого вещества на несколько десятков миллионов частей воздуха, мы почувствуем его наличие.
Газораспределительная станция
Из газораспределительных станций путь газа пролегает к газорегуляторным пунктам (ГРП). Эти пункты фактически и являются точкой распределения голубого топлива между потребителями. На ГРП автоматическое оборудование контролирует давление и распознает потребность в его повышении или понижении. Также на газорегуляторных пунктах происходит еще один этап фильтрации газа, а специальные приборы регистрируют степень его загрязнения до и после очистки.
Низкое или среднее – какое давление лучше?
Раньше большинство жилых домов снабжались газопроводом низкого давления (0.
003 МПа), поскольку магистраль со средним давлением (0.3 МПа) требует более масштабных монтажных работ и закупки специального оборудования, которое снижает давление непосредственно на входе газа в трубы внутри дома.
Однако с ростом количества потребителей в газопроводе низкого давления топлива может попросту не хватать на всех – особенно это становится заметно зимой, когда большинство включает на полную мощность газовые котлы. В системе со средним давлением такая проблема практически исключена. Следует учитывать и высокие требования современных газовых котлов. При недостаточном давлении многие агрегаты в лучшем случае выдают меньшую мощность, чем указал производитель, а в худшем случае – отключаются до момента появления нужного давления в системе.
Современные газовые котлы
Приобретать дорогостоящие котлы потребителям низкого давления – все равно, что выбрасывать деньги на ветер, поскольку такая покупка себя совершенно не оправдает. Решать проблему с перебоями газа приходится самим потребителям.
Как вариант, можно приобрести комбинированный твердотопливный котел, который можно загружать твердым топливом во время отсутствия или слишком низкого давления газа. На кухне же можно пользоваться баллоном со сжиженным газом, установив одну конфорку под такой тип топлива.
При повышенном давлении ситуация ничуть не лучше – если в домах не установлены распределительные аппараты, повышается риск возникновения аварийных ситуаций. Поскольку газ с низким давлением считается более безопасным, его использование предписано в общественных учреждениях, таких как школы, детсады, больницы, а также заводы и предприятия различного типа, где газ используют в целях отопления. Также газовые магистрали с низкими показателями прокладывают в небольшие населенные пункты.
Газовая магистраль в небольшом населенном пункте
В крупных городах с высоким социальным статусом прокладывают газопровод с высоким давлением. Решение об этом принимают, исходя не только из количества потребителей, но и из их финансовой возможности оплатить приобретение более дорогостоящего и мощного оборудования.
По большому счету, потребители не выбирают, каким газопроводом пользоваться, разве что только при выборе места жительства.
Отличие газопроводов по типу прокладки
Газовая магистраль может быть проложена разными способами. Чаще всего сегодня используют кольцевой способ прокладки и тупиковый. В случае с тупиковой сетью газ поступает к пользователю только с одной стороны, тогда как в кольцевой магистрали газ поступает с двух сторон и движется дальше по типу замкнутого кольца.
Прокладка газопровода кольцевым способом
В тупиковой системе существует большой недостаток – когда газовые службы проводят ремонтные или профилактические работы, они вынуждены отключать от газа огромное количество потребителей. Если вы проживаете именно в такой зоне, то при выборе газового котла следует учесть наличие автоматического отключения оборудования при отсутствии давления, иначе агрегат будет работать вхолостую.
Ремонтные работы газовой службы
В кольцевой системе такого недостатка нет – газ поступает с двух сторон. Благодаря этому давление равномерно распределяется между всеми потребителями, тогда как в тупиковой системе чем дальше будет находиться дом от ГРП, тем меньше давление будет в трубе. Опять же, этот фактор следует учесть при покупке дома – чем дальше дом находится от газорегуляторного пункта, тем сильнее нивелируется качество газоснабжения.
Причины отключения газа – ремонт или профилактика?
Поломки в системе газоснабжения – явление довольно редкое. Чаще всего отключение газа происходит по той причине, что кому-то из потребителей понадобились услуги газовой службы по замене или переустановке газового оборудования. Только специалист может осуществлять подобные процедуры, и желательно, чтобы это был мастер с большим опытом подобных работ. Газовую трубу обесточивают в том случае, если необходима ее обрезка.
Обесточивание трубы
В частном секторе сделать это намного проще, чем в многоэтажном доме. Если частник может попросту закрыть кран, то житель многоэтажки сначала должен получить специальное разрешение от соответствующей инстанции.
Закрытие крана
Советоваться со специалистами следует и в случае необходимости установить или поменять тот или иной аппарат, который будет подключен к газовой магистрали. Как уже было отмечено выше, разное оборудование предназначено для разных состояний самого газа в сети. Именно по причине неосведомленности потребителей им приходится впоследствии переделывать целые проекты. Поэтому всегда сначала подбирайте оборудование, и только потом приступайте к составлению проекта. Пренебрегать давлением газа в системе нельзя ни в коем случае, иначе это может обернуться весьма плачевными ситуациями.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Давление газа в газопроводе дома
По различным магистралям газ транспортируется под разным давлением, которое определяется характеристиками системы и нуждами потребителей.
Для частных и многоквартирных домов государством утверждены специальные нормы. Соблюдение параметров обеспечивает надежное функционирование всех элементов в системе газоснабжения.
Рекомендуем: Как измерить (проверить) давление газа в газопроводе дома
Природный газ и его перемещения по газопроводу
Природный газ – это ценное ископаемое, которое добывается под землей.
К потребителям этот ресурс доходит в виде очищенного топлива. Состав природного газа отличается, но основу составляет метан (больше 80 %). Остальные элементы загрязняют трубы и приводят к разрушению магистралей.
Природное ископаемое не имеет запаха, поэтому узнать об утечке практически нереально. Для обеспечения безопасности к топливу добавляют разные примеси, придающие газу специфический аромат.
В центральной магистрали обычно наблюдается высокое давление – в среднем 11,8 МПа.
Такой показатель не подходит для труб в частных домах и квартирах, поэтому газ сначала попадает в распределительную станцию.
Дальше топливо направляется в пункты газорегулятора, и только потом попадает к пользователям.
Виды магистралей разного назначения
Для разных газопроводов отведена конкретная сфера применения. Подводить газ к жилым домам от центральной магистрали опасно и нецелесообразно, так как перед каждым газовым прибором придется монтировать редукционную технику. К потребителям топливо должно поступать по трубам с низким давлением, что гарантирует безопасность на бытовом уровне.
Рекомендуем: Газопроводы высокого, среднего и низкого давления и Какие существуют виды давления
Классификация газовых сетей по рабочему давлению
Для обеспечения газом жилые дома и предприятия разработана масштабная сеть. Для ее безопасного функционирования на каждом участке устанавливается разное рабочее давление.
Категории газовых трубопроводов
- Магистральные сети, которые доставляют газ в больших объемах к станциям распределения. Здесь используется наиболее высокие показатели, достигающее 12 атмосфер.
- Трубы для транспортировки топлива в котельные и магистральную разводку. Для этого используются параметры 3-6 атмосфер.
- Коммуникации, поставляющие топливо промышленным организациям и станциям, обеспечивающим отопление домов. Давление в такой сети среднее – до 3 атмосфер.
- Трубы, доставляющие газ в жилые дома. Обычно параметры не превышают 0,05 атмосфер.
При поломках система не может подавать газ под нужным давлением, что приводит к аварийным ситуациям и нарушениям работы отопительного оборудования.
Разновидности прокладки газовых сетей
Трубы прокладываются разными способами. Чаще всего используется кольцевой или тупиковый метод. При первом варианте топливо подается к жильцам с двух сторон, тем самым замыкая кольцо. Тупиковый способ подразумевает одностороннюю подачу газа.
Оптимальное давление для домашних трубопроводов
Газопроводы в зависимости от места монтажа классифицируются на наземные, подземные, наводные и подводные. Их назначение – транспортировка топлива с места добычи к конечному пользователю.
Газ подается под определенным давлением. Параметр зависит от участка газопровода.
Наиболее высокое давление природного газа наблюдается в центральных магистралях. Самые низкие показатели применяются при доставке топлива непосредственно в жилище потребителя.
Параметры обычно не превышают 0,5 кгс/см2.
Распределительное оборудование и настройка
Для соединения труб с разным давлением газа в сети применяют специальные регуляторы. Для этого в газорегуляторных пунктах находятся уникальные агрегаты, предназначены для управления потоками газа, определяя их дальнейшее направление.
Разновидности оборудования для настройки оптимальных показателей:
- Редукционные установки, уменьшающие показатели.
- Коммутационные аппараты, распределяющие топливо по отдельным квартирам и другим магистралям.
- Параметры системы контролируют различные датчики – манометры, счетчики, прочее.
- Для очищения газа предусмотрено фильтрационное оборудование.
Современные системы функционируют на автоматическом управлении, что позволяет упростить регулировку параметров. Также удается обезопасить газовые магистрали и приборы, которые подключаются к ним.
Категории давления
Выделяют 4 категории давления бытового газа: низкое, среднее, высокое и очень высокое. Для первого варианта характерны показатели, которые не превышают 0,05 атмосфер. Норма среднего – 0,5-3 атмосферы. В газопроводах высокого давления параметры составляют 3-6 атмосфер, а очень высокого – 6-12 атмосфер.
Правильный выбор давления – среднее или низкое
Оптимальное давление газа в газопроводе дома должно находиться в пределах 0,05 атмосфер.
Эти показатели обеспечивают надежное функционирование газового оборудования в квартире и частном доме. Государственные стандарты допускают небольшое отклонение, но оно не должно превышать 0,005 кг/см2.
Недостаточное давление становится причиной перебоев с подачей топлива в многоэтажных домах.
Чем больше потребителей, тем выше потребности в использовании топлива. В зимнее время расход газа значительно увеличивается, ведь требуется обогреть квартиры.
В частных домах перебои в работе сети возникают из-за характеристик газовых приборов. Для нормального функционирования котлов должно соблюдаться определенное давление в трубах. Если показатели слишком низкие, то работы приборов постепенно ухудшается. Чтобы предотвратить поломки устанавливают насосы для повышения давления газа.
Высокие показатели могут спровоцировать серьезные аварии, в результате которых могут погибнуть люди. Для предотвращения проблемных ситуаций монтируются системы распределения. Их основная цель – поддержание оптимальных показателей в сети, основываясь на сезоне года.
Подвод газа к жилым домам
В загородных домах применяется природный газ, который проходит предварительную очистку. Топливо подается по трубам под давлением не больше 0,05 атмосфер.
Показатель качества газа, добытого из недр земли – количество метана.
Обычно в природном ресурсе его больше 80 %. Чтобы придать газу запаха добавляют одоранты – специальные добавки, помогающие своевременно выявить утечку газа. Если говорить об автономной системе газификации, то газ в дом подается через специальные емкости (газгольдеры).
Читайте по теме больше: Что такое газгольдер и Какой расход сжиженного газа при пользовании газгольдером
Показатели давления в квартирах и многоэтажных домах в больших городах
Для всех жилых домов, в том числе городских квартир, используется давление четвертой категории – 0,05 атмосфер.
Если показатели будут выше, то оборудование может просто взорваться из-за перенапряжения. Низкое — не удовлетворит потребности жильцов, из-за чего газовое оборудование выйдет из строя.
Почему отключают подачу топлива
Поломки в системе газопровода случаются крайне редко. Ремонт должен выполнять специалист с большим опытом и необходимыми для работы инструментами.
Чтобы устранить поломку, сначала требуется перекрыть подачу газа. Намного проще обесточить сеть в частном секторе, так как в многоквартирном доме такой процесс принесет массу неудобств всем жителям многоэтажки.
Чаще всего газ отключают, когда требуется заменить какие-либо элементы системы. Трубы обесточиваются, когда требуется их обрезать. Для замены конкретного прибора или устранения поломки требуется предварительно проконсультироваться со специалистом.
Мне нравитсяНе нравитсяЧитайте так же по теме: Расход газа при отоплении частного дома и Как экономить при газовом отоплении
Страница не найдена
Северо-Запад
143405, г. Красногорск, ул.Заводская, д.26
+7 (498) 569-03-04Array
Все контакты филиала
Юго-Восток
140411 г.
Коломна, пр. Кирова, д. 9
Array
Все контакты филиала
Север
141002, г. Мытищи, ул. Белобородова, д.6
+7 (498) 687-47-04Все контакты филиала
Восток
142412, г.
Ногинск, ул. Ревсобраний, д.1
Все контакты филиала
Запад
143000, г. Одинцово, Транспортный пр-д., д.5
+7 (498) 690-43-04Все контакты филиала
Юг
142110, г.
Подольск, ул.Кирова, д.31-а
Все контакты филиала
Не ваш филиал?
«Минск — Вильнюс — Каунас — Калининград»
Поставки природного газа потребителям Калининградской области
Газопровод «Минск — Вильнюс — Каунас — Калининград» обеспечивает поставки природного газа потребителям Калининградской области — самой западной территории России, полностью отделенной от основной части страны сухопутными и морскими границами иностранных государств.
Цифры и факты
Протяженность на территории Калининградской области — около 155 км.
Основной диаметр — 500 мм.
Рабочее давление — 5,4 МПа.
Производительность — 2,5 млрд куб. м в год.
Мощность КС «Краснознаменская» — 12 МВт.
Реализация проекта
Первая нитка участка газопровода на территории Калининградской области была введена в эксплуатацию в 1985 году.
В 2005 году «Газпром» построил компрессорную станцию (КС) «Краснознаменская». В 2009 году введена в эксплуатацию вторая нитка газопровода на территории Калининградской области и увеличена с 8 до 12 МВт мощность КС. В результате проектная производительность газопровода достигла 2,5 млрд куб. м газа в год. Кроме того, были проведены мероприятия по расширению газотранспортных мощностей на территории Литвы, в том числе построена КС «Яунюняй» в районе Вильнюса.
В 2016 году введен в эксплуатацию газопровод-отвод до г. Черняховска протяженностью около 25 км и автоматизированная газораспределительная станция производительностью 23,4 тыс. куб. м газа в час.
В октябре 2017 года «Газпром» завершил сооружение двух газопроводов-отводов к городам Гусеву и Советску.
Это повысило надежность газоснабжения новых теплоэлектростанций — Маяковской и Талаховской.
Технологии
При реализации проекта строительства второй нитки газопровода были применены технические решения, учитывающие природно-климатические и инженерно-геологические особенности прохождения трассы — значительную обводненность и заболоченность территории, пересечение крупных рек (Дейма и Шешупе), автомобильных и железных дорог, а также других инженерных коммуникаций.
При увеличении мощности КС «Краснознаменская» был установлен дополнительный газоперекачивающий агрегат, оснащенный современной системой автоматизации и дистанционного управления.
Экология
В соответствии с Конвенцией по защите природной морской среды Балтийского моря (Хельсинкская конвенция 1992 года) ПАО «Газпром» принимает соответствующие меры по охране экосистемы Балтийского моря и сохранению биологического разнообразия региона. В ходе строительства газопровода и КС выполнялись мероприятия, обеспечивающие минимизацию воздействия объектов на окружающую среду.
Социально-экономическое значение
Расширение мощностей газопровода «Минск — Вильнюс — Каунас — Калининград» значительно повысило энергобезопасность Калининградской области.
Репортажи и фотоальбомы
Проблемы газопротребления сегодня
Мы резко перешли от простых отечественных котлов КЧМ и АОГВ к оборудованию с более совершенными системами управления таких известных во всем мире производителей, как Viessmann, Buderus, Vaillant, а также других «законодателей моды» в области отопительного оборудования. В этом немалая заслуга торговых компаний и представительств, которые занимаются активным внедрением современных технологий в системы газопотребления в России.
Производители техники постоянно форсируют развитие инноваций и усиленно работают над новыми решениями, которые позволяют более экономно использовать газовое топливо, поддерживать необходимый уровень экологической безопасности и обеспечивать высокий уровень комфорта.
Однако, как известно, ни один прибор не работает сам по себе.
Первый вариант
Сеть (рис. 1), в которой подача газа производится от пункта редуцирования газа (ПРГ) по распределительным газопроводам низкого давления 20 мбар к оборудованию потребителя.
Предупреждение гидратобразования в газопроводах-отводах и на газораспределительных станциях Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»
УДК 622.
279.23:665.632
В.В. Капыш, Н.В. Кулемин, В.А. Истомин
Предупреждение гидратобразования в газопроводах-отводах и на газораспределительных станциях
Одним из серьезных технологических осложнений, возникающих в газопроводах при транспорте природного газа, является образование газовых гидратов. Для предотвращения гидратообразования обычно используют традиционные методы, например подогрев газа или подачу ингибитора гидратообразования (метанола), что приводит к значительным операционным затратам. Кроме того, подогрев газа довольно трудоемок в реализации. В то же время в некоторых случаях для уменьшения остроты проблемы гидратообразования вполне достаточно проведения оптимизации технологического процесса. Ниже анализируется опыт ООО «Газпром трансгаз Волгоград» и других организаций, в которых проводятся систематические работы по анализу и устранению причин образования гидратов.
Рассматривается ряд методических примеров, отражающих решение вопросов предупреждения гидратообразования в газопроводах-отводах и на газораспределительных станциях (ГРС).
Для образования гидратов необходимо одновременное выполнение трех условий: наличие воды в газе, достаточно низкая температура и высокое давление газа. При этом следует учитывать, что в определенных случаях пары воды из газа непосредственно конденсируются в газовые гидраты, минуя жидкую водную фазу [1, 2]. Поэтому нужно различать температуру точки росы осушенного газа по гидратам (ТТР) и температуру точки росы газа по жидкой воде (ТТРД. Для достаточно осушенного газа в газопроводе значение ТТР, выше значения ТТРв на несколько градусов Цельсия [2].
Проанализируем каждое из трех вышеуказанных условий.
Вода в газопроводе-отводе может появиться по нескольким технологическим причинам: остаться после проведения гидроиспытаний, попасть из магистрального газопровода при пропуске очистного поршня (когда перед поршнем скапливается вода, попадающая в газопровод-отвод в месте врезки) или же сконденсироваться в газопроводе из-за понижения температуры газа ниже ТТРв.
Способы предупреждения первых двух причин достаточно ясны — необходимо соблюдение требований СТО ГП 2-3.5-354-2009 [3] и перекрытие крана в начале газопровода-отвода (на нулевом километре).
Подробнее рассмотрим процесс конденсации воды в газопроводе при понижении температуры газа ниже ТТР, когда это обусловлено контактом газа с холодными стенками газопровода, а также редуцированием потока газа.
В соответствии с СТО Газпром 2-2.1-249-2008 [4] заглубление трубопроводов до верха трубы при условном диаметре менее 1000 мм надлежит принимать не менее 0,8 м. Во многих случаях заглубление трубопровода фактически и составляет ~0,8 м. При таком заглублении низкая температура стенок газопровода в холодное время года обусловлена промерзанием грунта. До 2000 г. глубина промерзания грунта регламентировалась СНиП 2.01.01-82 [5]. В настоящее время этот документ утратил действие, но для ориентировки его показатели можно использовать.
В соответствии с [5] глубина промерзания грунта для большей части территории России составляет 0,8 м и более. Таким образом, в зимний период практически повсеместно температура стенки газопровода имеет отрицательные (по Цельсию) значения. Если по какой-либо причине глубина заложения газопровода окажется меньше проектной, это может создать
Ключевые слова:
газовые гидраты,
условия
образования
и предупреждения
газовых гидратов,
газопроводы-
отводы,
температура точки росы газа по влаге.
Keywords:
gas hydrates, hydrate formation, prevention of gas hydrates, gas pipelines-branches, water dew-point.
№ 4 (15) / 2013
126
Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
благоприятные условия для образования гидратов, что обусловливает необходимость контроля глубины залегания газопроводов.
Сильное охлаждение стенки газопроводов в зимнее время года имеет место на участках воздушных переходов. На стенках охлажденного трубопровода может начаться конденсация воды как в жидкой фазе, так и в виде газогидратов (иногда льда или льдогидратов) в зависимости от соотношения температуры внутренней стенки трубы, давления и ТТРв природного газа. Аналогичное явление имеет место на территории ГРС, если газопровод выполнен в надземном исполнении и не имеет обогрева -обслуживающий персонал ГРС неоднократно фиксировал наличие гидратов на внутренней стенке газопровода, например образовавшиеся гидраты обнаруживались при демонтаже газового счетчика, расположенного со стороны высокого давления, причем они покрывали весь внутренний периметр трубы.
В рассматриваемых случаях реализуется следующий механизм появления и накопления воды (водной фазы) в газопроводе. В зимнее время на участках уменьшения глубины залегания газопровода (в местах промерзания грунта) или воздушного перехода температура стенки газопровода понижается, и на внутренней поверхности трубы начинают образовываться газовые гидраты. При подаче метанола они разлагаются, а водометанольный раствор (ВМР) стекает в низкие места трассы газопровода, где и скапливается. Если образовавшиеся гидраты привели к значительному перекрытию сечения газопровода и, соответственно, появлению перепада давления, подачу метанола осуществляют в экстренном порядке. При образовании небольшого количества гидратов перепад давления не регистрируется. В этом случае подача метанола проводится в соответствии с графиком профилактической заливки, и образовавшиеся гидраты разлагаются метанолом. Однако на параметры работы газопровода это практически не влияет, т.
е. гидраты остаются необнаруженными. При дальнейшей работе газопровода из скопившегося на пониженном участке трассы ВМР будет испаряться преимущественно метанол, и в результате в жидкой фазе останется вода (точнее, водный раствор с незначительной концентрацией метанола). В зависимости от дальнейшего температурного режима газопровода скопившаяся вода либо «загидратится» (при достаточно низкой
температуре газа), либо будет продолжать испаряться в газовую фазу. При этом повышается ТТРв газа, поэтому далее по трассе при определенном термобарическом режиме газопровода не исключается процесс отложения гидратов, вплоть до формирования сплошной гидратной пробки и возникновения аварийной ситуации.
Например, подобное явление имело место на наземном участке газопровода низкого давления (~1,2 МПа) на территории завода удобрений Ахема (Литовская республика) [6]. Вода скопилась на пониженном участке подземной части газопровода из-за недостаточно эффективной очистки полости газопровода после гидроиспытаний, а проходящий через этот участок осушенный газ с ГРС насыщался парами воды.
При этом ТТРв газа составила, по оценкам авторов, от 2 до 4 °С. Далее в холодную зиму 2003-2004 гг. в наземной части этого нетеплоизолированного газопровода (проходящего по технологической эстакаде завода) постепенно образовалась практически сплошная гидратная пробка с прекращением подачи газа на электростанцию. После «самопроизвольного» уменьшения подачи газа персонал отключил турбину и перевел газ на свечу. Тем самым был создан перепад давлений на гидрат-ной пробке, обусловивший ее срыв и ускоренное движение с последующим сбросом части надземного газопровода с эстакады.
Таким образом, диагностика наличия водной фазы (воды или ВМР) в газопроводе является актуальным вопросом. Традиционный способ диагностики — измерение ТТР в начале и в конце обследуемого участка газопровода. Если в конце участка ТТР будет выше чем в начале, это может свидетельствовать о наличии воды в газопроводе. В ходе реализации такого способа диагностики в ООО «Газпром трансгаз Волгоград» применялся конденсационный анализатор точки росы Chandler (модель 13-1200, США).
характерно для составов природных газов, транспортируемых по магистральным газопроводам ООО «Газпром трансгаз Волгоград». Приблизительно в 90 % случаев при попытке измерения ТТР анали-
№ 4 (15) / 2013
Проблемы эксплуатации газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений
127
затором Chandler первыми конденсировались углеводороды, что не позволяло измерить ТТРв. Для возможности определения ТТРв при условии ТТРв < ТТРу был протестирован новый анализатор точек росы природного газа Hygrovision-ВL (ООО «НПФ Вымпел», г. Саратов). Параллельные измерения ТТР двумя разными анализаторами показали, что даже в тех случаях, когда на зеркале анализатора Chandler первыми конденсировались углеводороды, анализатор Hygrovision-BL корректно определял именно ТТРв.
Еще одна причина конденсации воды или гидратов в газопроводе — редуцирование газа, например на узле редуцирования ГРС. В соответствии с эффектом Джоуля-Томпсона (изоэнтальпийное расширение газа) при падении давления на 1 МПа температура газа понижается примерно на 1-3 °С (для типичных термо -барических условий в газопроводе). Если температура газа в самом регуляторе давления или после него опустится ниже ТТР, из газа начнет конденсироваться вода, и могут возникнуть условия для начала образования гидратов. При этом следует учитывать, что температура газа в регуляторе всегда ниже, чем после него (поскольку в первом приближении внутри регулятора первоначально реализуется эффект изоэнтропийного понижения температуры). Поэтому если температура газа после регулятора выше ТТРв, еще не гарантируется отсутствие процесса гидратообразования в самом регуляторе.
Часто на газопроводах-отводах встречаются участки, на которых диаметр трубопровода изменяется с большего на меньший, но понижения температуры потока при этом, как можно было бы предположить, не происходит.
Это связано с тем, что в соответствии с уравнением Бернулли в потоке газа динамическое давление (скоростной напор) на несколько порядков меньше статического давления. По этой причине уменьшение сечения потока не приводит к существенному возрастанию динамического давления и уменьшению статического давления газа, и поэтому не происходит понижения температуры. Это означает, что если на участке с большим диаметром нет условий для образования гидратов, то их не будет и в месте сужения потока. На основании анализа уравнения Бернулли можно сделать еще один важный вывод: когда на газопроводе фиксируется возрастание перепада давления из-за образования
гидратов, большая часть внутреннего диаметра трубы (в некоторых случаях — до 40 % диаметра) уже перекрыта гидратами.
Третье условие, необходимое для образования гидратов, — высокое давление транспортируемого газа. Например, для уменьшения вероятности гидратообразования на одном из газопроводов-отводов было принято техническое решение о снижении давления газа с
6,0 до 3,5 МПа на время отопительного сезона.
И если ранее на линейной части, а также на ГРС, расположенных вдоль трассы газопровода, неоднократно отмечались перепады давления, вызванные образованием гидратов, то за последующие три года таких случаев отмечено не было.
Далее рассмотрим возможности оптимизации работы входного участка ГРС типа «Энергия» (рис. 1). Участок 1 газопровода имеет наружный диаметр 110 мм, участок 4 -60 мм, участок 5 — 90 мм. При образовании гидратов, приводящих к понижению давления газа в подогревателе газа 7, появляется повышенный шум в трубопроводе с наименьшим диаметром — на выходе газа из фильтра 2. После подачи метанола в газопровод в точку врезки между фильтром 2 и фланцем 3 повышенный шум исчезает, и давление газа восстанавливается. По условиям работы ГРС нет необходимости в участке 4 с уменьшенным диаметром газопровода, и его можно увеличить до 90 мм. Если принять, что перепад давления фиксируется при уменьшении диаметра проходного сечения газопровода более чем на 40 %, это будет соответствовать постепенному нарастанию гидратов и уменьшению диаметра проходного сечения газопровода с 50 до 30 мм (при толщине стенки газопровода 5 мм).
В этом случае увеличение диаметра участка 4 с 60 до 90 мм приведет к тому, что площадь сечения газопровода, в котором могут накапливаться гидраты до появления перепада давления, увеличится в три раза. Таким образом, только за счет увеличения диаметра трубопровода на участке 4 можно существенно уменьшить риски образования ги-дратной пробки на входе в ГРС.
Аналогичные выводы можно сделать в отношении газопроводов-отводов. Если газопроводе-отводе имеется участок, на котором уменьшается диаметр трубы, то этот участок практически не создает дополнительных условий для начала процесса образования гидратов. Однако если процесс образования гидратов на-
№ 4 (15) / 2013
128
Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
чался, то гидратная пробка быстрее перекроет трубопровод с меньшим диаметром.
Следует отметить, что в большинстве случаев нет технической или технологической целесообразности в «заужении участков» — они зачастую появляются в результате выполнения работ неспециализированными организациями.
Другая возможность оптимизации входного участка ГРС (см. рис. 1) — уменьшение потерь теплоты. В рассматриваемом случае участки 1, 4, 5 протяженностью 16 м выполнены в надземном необогреваемом исполнении и зимой фактически выполняют роль «холодильников». На рис. 2 приведены температура газа в подземной части газопровода-отвода (Твх) на входе в участок 1, температура газа (Твых), фиксируемая датчиком 6 на выходе рассматриваемого участка перед подогревателем газа 7, и температура окружающей среды (Т ). Наглядно представлена зависимость Твых от Токр. Согласно графику в некоторых случаях Твых опускалась до -10 °С, при этом температура газа на входе в участок 1 составляла около 3-4 °С. Таким образом, отсутствие теплоизоляции надземного участка газопровода приводит к охлаждению газа, поступающего в подогреватель, на 10 °С и более.
Эффективная теплоизоляция этого участка как бы соответ-
ствует «подогреву газа» на 10 °С по сравнению со случаем отсутствия изоляции.
Приведем пример ГРС, где рассматриваемая проблема выражена наиболее ярко: значительная протяженность входного надземного необогреваемого участка — около 40 м -обусловлена наличием измерительных трубопроводов системы учета расхода газа. По наблюдениям обслуживающего персонала, даже утепление только начального участка (4 м) способствовало уменьшению вероятности образования гидратов.
На другой ГРС входной нетеплоизолированный надземный участок газопровода перед счетчиком учета расхода газа составляет всего 8 м. Но из-за достаточно высокого давления газа (4,5 МПа и выше) и наличия этого участка оказалось достаточно для образования гидратов в зимний период.
Подобные участки, выполняющие роль «конденсаторов гидратов», встречаются в разных вариантах как на ГРС, так и на линейной части газопроводов-отводов.
На рис. 3 приведен пример двух ГРС исполнения «Ташкент-2» с разной привязкой на местности. На ГРС-1 весь газопровод от выхода его из-под земли и до подогревателя газа 4 выполнен в надземном исполнении, на ГРС-2 большая часть газопровода
№ 4 (15) / 2013
Проблемы эксплуатации газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений
129
Рис. 2. Влияние температуры окружающей среды (воздуха) на температуру газа
ГРС-1
3
ГРС-2
4
4
проложена под землей. Кроме того, длина надземных участков 1 и 3 составляет: на ГРС-1 -около 33 м; на ГРС-2 — около 11 м.
Несмотря на то, что эти ГРС находятся на одном газопроводе и работают при одинаковом давлении (расположены на расстоянии около 30 км друг от друга), на ГРС-1 из-за переохлаждения газа в газопроводе отмечались случаи образования гидратов в конце участка 3 (перед входом в подогреватель газа), а на ГРС-2 таких случаев не было. На этих ГРС подогретый газ возвращается из подогревателя 4 по газопроводу 5 в блок редуцирования 2. Для газопровода 5 эффективная теплоизоляция также позволила бы уменьшить расход газа на подогрев.
Таким образом, на реальных примерах показано, что технически грамотное применение теплоизоляции участков газопроводов в ряде случаев позволяет практически исключить необходимость в подогревателях (как это в общем виде и рекомендуется в литературе, например в работе [7]).
Рассмотрим еще несколько примеров технических решений, реализованных на газопроводах-отводах.
Газопровод-отвод (Ду = 200 мм) был передан для эксплуатации в ООО «Г азпром трансгаз Волгоград» из другой организации.
При его работе отмечались случаи образования гидратов. При проведении обследования было выявлено,
№ 4 (15) / 2013
130
Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
что в месте, где по проекту должен быть подводный переход газопровода через речку, реализован «воздушный переход»: газопровод со стороны крутого берега выходит из-под земли, далее — надземный и надводный участки длиной около 5 м, а в середине речки газопровод уходит под воду. Этот участок как раз и является вероятным местом образования гидратов. Для устранения указанного нарушения запланирована работа по укладке трубопровода в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-2.1-249-2008.
На одном из газопроводов-отводов кран на нулевом километре был выполнен в надземном исполнении.
Длина надземной части газопровода составляла около 1,5 м. На этом газопроводе-отводе также отмечались случаи образования гидратов. С учетом низкой скорости газа при движении по газопроводу-отводу можно полагать, что этот надземный участок является одним из гидратоопасных мест. Поэтому при проведении капитального ремонта надземный участок был заменен на участок в подземном исполнении.
Еще на одном газопроводе-отводе для выяснения причины появления гидратов, была проведена проверка глубины его залегания в местах переходов через балки и овраги. Было обнаружено, что в одной из балок, где глубина залегания в соответствии с проектом должна была составлять 1,3 м, она составила 0,7 м (из-за размыва грунта).
Для того чтобы эффективно бороться с гидратами, необходимо как можно более точно определить места их образования. Однако большая протяженность участков газопроводов между соседними линейными кранами усложняет выявление гидратоопасных мест.
Для решения этой задачи при появлении перепада давления в газопроводах планируется выполнение работы по определению времени от момента начала заливки метанола до момента начала снижения перепада давления. При известной скорости газа в трубопроводе это позволит определить место образования гидратов.
В некоторых случаях предотвратить образование гидратов можно, используя теплоту компримированного газа. В одном из линейнопроизводственных участков магистрально газопровода (ЛПУ МГ) ООО «Газпром трансгаз Волгоград» в начале газопровода после компрессорной станции установлен регулятор давления типа МокуеШ (Голландия), регулирую-
щий подачу газа в газопровод и не оснащенный системой подогрева. Когда регулятор начинает закрываться, ограничивая подачу газа в газопровод, в нем возникает перепад давления, понижается температура, и при определенных термобарических условиях начинается процесс образования гидратов.
Более высокая температура газа будет препятствовать этому. Повысить температуру газа на входе в регулятор можно несколькими способами.
1. За счет повышения температуры газа на выходе компрессорной станции до значений, близких к верхнему значению, допустимому по технологическим ограничениям.
2. При низких температурах окружающего воздуха целесообразно не включать в работу вентиляторы агрегатов воздушного охлаждения (АВО) газа.
3. При еще более низких температурах газ может излишне охлаждаться, даже проходя через АВО с неработающими вентиляторами, тем самым температура газа на выходе станции станет значительно ниже допустимой. Если в этом случае в регуляторе давления МокуеИ образуются гидраты, представляется целесообразным на выходе компрессорного цеха пропускать газ в обход АВО через байпас. Однако техническая проблема состоит в том, что в этом цехе нет байпаса.
Но он имеется во втором цехе этого ЛПУ МГ. Поэтому когда второй цех выведен из работы (при этом газ по газопроводу проходит, минуя второй цех), и есть технологическая возможность, целесообразно включать в работу второй цех вместо первого, и пускать газ в обход АВО.
4. В случае неработающей компрессорной станции газ, минуя ее, поступает в регулятор давления с достаточно низкой температурой. В связи с этим целесообразно рассмотреть с диспетчерской службой предприятия вопрос, есть ли технологическая возможность включения в работу агрегатов этого ЛПУ за счет вывода из работы соответствующего количества агрегатов в другом ЛПУ на предыдущем участке магистрального газопровода. Тем самым оптимизируется технологический режим работы газопровода.
Как отмечалось выше, существенным моментом предотвращения гидратообразования является мониторинг ТТРг. Особенно актуален этот вопрос на граничных станциях, где одна газотранспортная организация передает газ другой.
Здесь необходимо правильно выбрать
№ 4 (15) / 2013
Проблемы эксплуатации газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений
131
Кран V
№ 8 Т
t
1
ЧХ1-
Кран № 20
t
3
1
Магистральный
газопровод
V Кран Т № 7
\
2
^ К компрессорному цеху
Рис.
4. Возможные места установки анализатора точки росы
места установки анализаторов ТТР. На некоторых газопроводах ООО «Газпром трансгаз Волгоград» анализаторы точки росы установлены в точке 2 после крана № 7 (рис. 4). Недостатком установки анализатора в этом месте является то, что когда компрессорный цех выведен из работы и газ идет через кран № 20, измерение ТТР не может проводиться. И когда после одной из граничных станций в газопроводе было зафиксировано повышение ТТРг, данных, свидетельствующих о появлении дополнительной влаги в газопроводе на этом конкретном участке не было (анализатор точки росы не мог проводить замеры). Точка 1 (см. рис. 4) также не является подходящим решением для установки анализатора, так как пробозаборный зонд
будет мешать прохождению поршня при очистке газопровода или при проведении внутритрубной дефектоскопии. Для схемы подключения цеха, изображенной на рис.
4, наилучшим местом пробоотбора является точка 3, где имеет место поток газа как при работе цеха, так и при выводе его из работы.
Таким образом, авторами детально проанализированы условия эксплуатации и выявлены причины, осложняющие эксплуатацию газопроводов-отводов и ГРС из-за процесса гидратообразования; рассмотрены технические решения, способствующие предотвращению гидратообразования; даны рекомендации, позволяющие уменьшить риски отложения гидратов.
Список литературы
1. Истомин В. А. Г азовые гидраты в природных условиях / В.А. Истомин, В.С. Якушев. — М.: Недра, 1992. — 236 с.
2. Истомин В.А. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа / В.А. Истомин, В.Г. Квон. — М.: ИРЦ Газпром, 2004. — 508 с.
3.
СТО Газпром 2-3.5-354-2009 «Порядок проведения испытаний магистральных газопроводов в различных природноклиматических условиях».
4. СТО Газпром 2-2.1-249-2008 «Магистральные газопроводы».
5. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».
6. Квон В.Г. Особенности образования гидратных отложений в технологических газопроводах осушенного газа / В.Г. Квон, В.А. Истомин,
Ш. Драгунявичюс // Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны:
сб. докл. межд. конф. — Якутск, 2005. — Т 2. -С. 179-182.
7. Кэрролл Дж. Гидраты природного газа /
Дж. Кэрролл.
— М., 2007. — 290 с.
№ 4 (15) / 2013
Решение проблемы низкого давления газа и отказа котла
На данную статью меня подтолкнула одна тема в форуме, где был поставлен вопрос можно ли природный газ довести до жидкого состояния, чтобы в случае перебоев подачи газа можно было испарять и использовать заранее запасенный газ. Хочу сразу отметить, что для того чтобы природный газ (не путать с сжиженным — пропан-бутановой смесью) довести до жидкого состояния необходима либо очень низкая температура (−158…−163 °C), либо очень высокое давление. Но в мире нет ничего невозможного, и уже существует технология сжижения природного газа в несколько ступеней с пошаговым охлаждением — правда при этом теряется около 25% энергии этого самого природного газа, что не мало.
Но сжимается в результате газ в 600 раз. В принципе для транспортировки такой способ может подойти, но для хранения (не забываем про температуру -160°C) гораздо дешевле использовать подземные хранилища, да и для транспортировки проще построить газопровод, если смотреть в долгосрочную перспективу.
Но вернемся к проблеме с перебоями газа. Не знаю как в других странах, а Беларуси перебоев с газом фактически нет, за исключением проведения ремонтных или аварийных работ на газопроводах или других объектах газораспределения, но если Вы всерьез озабочены тем, что у Вас пропадет газ — я бы порекомендовал использовать баллон со сжиженным газом. Единственный нюанс в том, что сжиженный газ жирнее и от его использования на газовых приборах остается копоть. Этого можно избежать. Например если у Вас часто возникают перебои с газом, то можно на газовой плите одно сопло для природного газа заменить на сопло для СУГ (сжиженного). Сопло для СУГ примерно в 4 раза меньше (само отверстие). Решение для конкретного котла нужно искать в паспорте на котел. Конечно если у Вас часто возникают перебои с природным газом, то на котле часто запаришься просто менять горелку, проще купить комбинированный котел под твердое топливо, например, и топить им пока не вернется голубое топливо. В случае жестких перебоев газа.
Поставил бы дома или на улице (смотри СНИП как именно) баллон с редуктором, а от него газопровод подключил бы через 3-х ходовой кран к внутридомовому газопроводу (только для частного дома). При чем кран должен менять источник откуда подавать в дом газ: с газопровода, либо с баллона. При желании, можно придумать решение с автоматическим переключением. И при перебое с газом просто переключался бы на СУГ. А изобретать велосипед и строить подземное хранилище, либо хранилище для сжатого газа — несоизмеримо дорого, по сравнению с данным решением в масштабах частного жилого дома.
Но все дело в том, что полностью газ нигде не отключают, а имеет место проблема сильного понижения давления газа в газораспределительной системе и непосредственно у абонента на газовых приборах, в связи с интенсивным разбором газа. Давайте попробуем разобраться в механизме возникновения данной проблемы, чтобы определиться с решением:
В проект газовых сетей закладывают мощности котла, рассчитанного отопление среднего дома, а наши люди, привыкшие делать все с запасом, устанавливают (как показывает практика) котлы, способные отопить несколько таких домов как у них.
В результате, в моменты сильного увеличения потребления газа населением, что случается в сильные морозы и зимние праздники (в частности — Новый Год, Рождество), давления для пуска котла не хватает, и котел выдав ошибку о отсутствии газа (или слабом давлении) запускаться отказывается. Это происходит потому, что именно в момент пуска котел «высасывает» весь газ из Вашей внутридомовой разводки, состоящей из труб малого диаметра условного прохода (15-20 мм) и останавливается.
Резервная бочка для котла
Разобравшись с сутью возникшей проблемы предлагаю следующие решения:
Во-первых:
Звоним в аварийную газовую службу (в Беларуси тел. 104) — к Вам приезжают — замеряют давление газа. Если давление недостаточное (для котла нужно минимум 110 мм в ст, уточняем по паспорту) — настаиваем на повышении давления на ближайшем газорегуляторном пункте (ГРП), а лучше во всем кольце ГРП вашего района. Максимум, что могут официально — это поднять до 300 мм.
в. ст. для низких сетей (различие низких и средних смотрим здесь), неофициально при использовании дополнительных методах воздействия (жалобах, просьбах и т.д.) на руководство предприятия, обслуживающего Ваш город — 400-450мм. в. ст. — нельзя, конечно, но делается. А если это происходит из года в год, то нужно настаивать на постройке дополнительного ГРП, питающего Вашу газораспределительную сеть.
Во-вторых:
Часто не хватает давления в момент именно пуска котла, как это говорилось выше. Для решения именно этой проблемы, если по первому пути идти не получилось, можно сделать «бочку» (смотри рисунок) уже непосредственно перед котлом в подвальном котельном помещении из куска трубы диаметром 150-300 мм, чем больше сделаете, тем стабильнее будет запускаться. Тогда, в момент пуска котла, газ будет отсасываться непосредственно из бочки, и не будет такого разряжения во внутридомовом газопроводе, как это описано выше. С размером бочки придется поэкспериментировать самостоятельно, тут нужно учитывать мощность котла.
Я бы, примерно, рассчитывал около 2 м.п. двухсотой трубы на средний двухэтажный котедж (не проверял точно). Правда это придется делать втихую, никто проект Вам на это не даст. И рассчеты лучше произвести самостоятельно. Удачи Вам, во всех начинаниях.
PS: Вопросы и предложения в комментарии.
Если статья оказалась полезной, в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже — это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!»Транспортировка природного газа NaturalGas.org
Транспортировка природного газа
Для эффективного и действенного перемещения природного газа из регионов добычи в регионы потребления требуется разветвленная и продуманная транспортная система. Во многих случаях природный газ, добываемый из конкретной скважины, должен пройти большое расстояние, чтобы достичь точки использования. Система транспортировки природного газа состоит из сложной сети трубопроводов, предназначенных для быстрой и эффективной транспортировки природного газа от места его происхождения в районы с высоким спросом на природный газ.
Транспортировка природного газа тесно связана с его хранением: если транспортируемый природный газ не потребуется немедленно, его можно поместить в хранилища, когда он понадобится.
На маршруте транспортировки есть три основных типа трубопроводов: система сбора, система межгосударственных трубопроводов и система распределения. Система сбора состоит из трубопроводов низкого давления и небольшого диаметра, по которым неочищенный природный газ транспортируется от устья скважины к перерабатывающему заводу.Если природный газ из конкретной скважины имеет высокое содержание серы и диоксида углерода (высокосернистый газ), необходимо установить специальный трубопровод для сбора высокосернистого газа. Кислый газ является коррозионным, поэтому его транспортировка от устья скважины к очистительной установке должна производиться осторожно. Обзор обработки и переработки природного газа.
Трубопроводы можно охарактеризовать как межгосударственные и внутригосударственные. Межгосударственные трубопроводы аналогичны межгосударственным магистралям: они транспортируют природный газ через государственные границы, а в некоторых случаях — через всю страну.
С другой стороны, внутригосударственные трубопроводы транспортируют природный газ в пределах определенного государства. В этом разделе будут рассмотрены только основные сведения о межгосударственных газопроводах, однако обсуждаемые технические и эксплуатационные детали по существу одинаковы для внутригосударственных трубопроводов.
Межгосударственные газопроводы
| Межгосударственные газопроводы |
| Источник: Национальная лаборатория энергетических технологий, DOE |
Сеть межгосударственных газопроводов транспортирует переработанный природный газ с перерабатывающих заводов в добывающих регионах в районы с высокими потребностями в природном газе, особенно в большие густонаселенные городские районы.Как видно, трубопроводная сеть простирается по всей стране.
Межгосударственные трубопроводы — это «магистрали» транспортировки природного газа.
Природный газ, который транспортируется по межгосударственным трубопроводам, движется по трубопроводу под высоким давлением, от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (psi). Это позволяет сократить объем транспортируемого природного газа (до 600 раз), а также объем транспортировки природного газа по трубопроводу.
В этом разделе будут рассмотрены компоненты системы межгосударственных трубопроводов, строительство трубопроводов, а также проверка и безопасность трубопроводов.Для получения дополнительной информации о межгосударственных газопроводах в целом щелкните здесь, чтобы посетить веб-сайт Межгосударственной ассоциации природного газа Америки.
Компоненты трубопровода
Межгосударственные трубопроводы состоят из ряда компонентов, которые обеспечивают эффективность и надежность системы, которая доставляет такой важный источник энергии круглый год, двадцать четыре часа в сутки, и включает в себя ряд различных компонентов.
Трубопроводы передачи
| Трубы в пути |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Трубы передачи могут иметь диаметр от 6 до 48 дюймов, в зависимости от их функции.
Некоторые компоненты трубных секций могут даже состоять из труб небольшого диаметра, всего 0,5 дюйма в диаметре. Однако эта труба небольшого диаметра обычно используется только в системах сбора и распределения. Магистральные трубопроводы, являющиеся основным трубопроводом в данной системе, обычно имеют диаметр от 16 до 48 дюймов. Боковые трубопроводы, по которым природный газ подается в магистраль или из нее, обычно имеют диаметр от 6 до 16 дюймов. Диаметр большинства крупных межгосударственных трубопроводов составляет от 24 до 36 дюймов.Сам трубопровод, обычно называемый «линейной трубой», состоит из прочного материала из углеродистой стали, спроектированного в соответствии со стандартами, установленными Американским институтом нефти (API). Напротив, некоторые распределительные трубы изготовлены из высокотехнологичного пластика из-за необходимости гибкости, универсальности и простоты замены.
Магистральные трубопроводы производятся на сталелитейных заводах, которые иногда специализируются на производстве только трубопроводов.
Существует два различных метода производства: один для труб малого диаметра, а другой — для труб большого диаметра.Для труб большого диаметра, от 20 до 42 дюймов, трубы производятся из листов металла, которые складываются в форму трубы, а концы свариваются вместе, образуя отрезок трубы. С другой стороны, трубы малого диаметра могут изготавливаться без швов. При этом металлический стержень нагревается до очень высоких температур, а затем делается отверстие в середине стержня для получения полой трубы. В любом случае труба проверяется перед отправкой с сталелитейного завода, чтобы убедиться, что она соответствует стандартам давления и прочности для транспортировки природного газа.
Line также покрыта специальным покрытием, предотвращающим коррозию после помещения в землю. Покрытие предназначено для защиты трубы от влаги, вызывающей коррозию и ржавчину. Есть несколько различных методов нанесения покрытия. Раньше трубопроводы покрывали специальной каменноугольной эмалью. Сегодня трубы часто защищают так называемой эпоксидной смолой, которая придает трубе заметный голубой цвет.
Кроме того, часто используется катодная защита; Это метод пропускания электрического тока через трубу для предотвращения коррозии и ржавчины.
Компрессорные станции
Как уже упоминалось, природный газ находится под высоким давлением, поскольку он проходит через межгосударственный трубопровод. Для обеспечения того, чтобы природный газ, протекающий по любому трубопроводу, оставался под давлением, необходимо периодически производить сжатие этого природного газа вдоль трубы. Это достигается с помощью компрессорных станций, которые обычно размещаются с интервалами от 40 до 100 миль вдоль трубопровода. Природный газ поступает на компрессорную станцию, где сжимается турбиной, двигателем или двигателем.
| A Компрессорная станция |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Турбинные компрессоры получают энергию за счет использования небольшой доли природного газа, который они сжимают.
Сама турбина служит для работы центробежного компрессора, который содержит тип вентилятора, который сжимает и перекачивает природный газ по трубопроводу. Некоторые компрессорные станции управляются с помощью электродвигателя, который вращает центробежный компрессор того же типа.Этот тип сжатия не требует использования природного газа из трубы, однако требует наличия поблизости надежного источника электроэнергии. Поршневые двигатели, работающие на природном газе, также используются для питания некоторых компрессорных станций. Эти двигатели напоминают очень большой автомобильный двигатель и работают на природном газе, поступающем из трубопровода. Сгорание природного газа приводит в действие поршни снаружи двигателя, которые служат для сжатия природного газа.
Помимо сжатия природного газа, компрессорные станции также обычно содержат какой-либо тип сепаратора жидкости, очень похожий на те, которые используются для осушки природного газа во время его обработки.Обычно эти сепараторы состоят из скрубберов и фильтров, которые улавливают любые жидкости или другие нежелательные частицы из природного газа в трубопроводе.
Хотя природный газ в трубопроводах считается «сухим» газом, нередко определенное количество воды и углеводородов конденсируется из газового потока во время транспортировки. Сепараторы жидкости на компрессорных станциях обеспечивают максимальную чистоту природного газа в трубопроводе и обычно фильтруют газ перед сжатием.
Узлы учета
Помимо сжатия природного газа для уменьшения его объема и проталкивания его по трубе, узлы учета периодически размещаются вдоль межгосударственных газопроводов.Эти станции позволяют трубопроводным компаниям контролировать количество природного газа в своих трубах. По сути, эти измерительные станции измеряют поток газа по трубопроводу и позволяют трубопроводным компаниям «отслеживать» поток природного газа по трубопроводу. Эти узлы учета используют специальные счетчики для измерения расхода природного газа по трубопроводу, не препятствуя его движению.
Клапаны
| Клапан заземления |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Межгосударственные трубопроводы включают большое количество арматуры по всей своей длине.
Эти клапаны работают как шлюзы; они обычно открыты и позволяют природному газу свободно течь, или их можно использовать для остановки потока газа на определенном участке трубы. Существует множество причин, по которым трубопровод может ограничивать поток газа в определенных областях. Например, если часть трубы требует замены или обслуживания, клапаны на любом конце этой части трубы могут быть закрыты, чтобы обеспечить безопасный доступ инженеров и рабочих бригад. Эти большие клапаны могут быть размещены через каждые 5–20 миль вдоль трубопровода и подлежат регулированию в соответствии с правилами техники безопасности.
C Станции управления и системы SCADA
Компании, занимающиеся трубопроводом природного газа, имеют потребителей на обоих концах трубопровода — производителей и переработчиков, которые подают газ в трубопровод, а также потребителей и местных газовых компаний, которые забирают газ из трубопровода. Чтобы управлять природным газом, который поступает в трубопровод, и гарантировать, что все клиенты получают своевременную поставку своей части этого газа, требуются сложные системы контроля для отслеживания газа, когда он проходит через все участки, что может быть очень долгим.
трубопроводная сеть.Для выполнения этой задачи по мониторингу и контролю природного газа, проходящего по трубопроводу, централизованные станции контроля газа собирают, ассимилируют и обрабатывают данные, полученные от станций мониторинга и компрессорных станций по всей длине трубы.
| Пункт управления трубопроводом |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Большая часть данных, получаемых станцией управления, предоставляется системами диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).Эти системы по существу представляют собой сложные системы связи, которые проводят измерения и собирают данные вдоль трубопровода (обычно на измерительных или компрессорных станциях и арматуре) и передают их на централизованную станцию управления. Показания расхода через трубопровод, рабочего состояния, давления и температуры могут использоваться для оценки состояния трубопровода в любой момент времени.
Эти системы также работают в режиме реального времени, а это означает, что между измерениями, выполненными вдоль трубопровода, и их передачей на станцию управления есть небольшая задержка.
Данные передаются на централизованную станцию управления, что позволяет инженерам трубопроводов всегда точно знать, что происходит вдоль трубопровода. Это позволяет быстро реагировать на сбои в работе оборудования, утечки или любую другую необычную активность на трубопроводе. Некоторые системы SCADA также включают возможность удаленного управления определенным оборудованием вдоль трубопровода, включая компрессорные станции, что позволяет инженерам централизованного центра управления немедленно и легко регулировать расход в трубопроводе.
Строительство газопровода
По мере увеличения использования природного газа возрастает необходимость в транспортной инфраструктуре для удовлетворения возросшего спроса. Это означает, что трубопроводные компании постоянно оценивают потоки природного газа через США и строят трубопроводы, чтобы обеспечить транспортировку природного газа в районы, которые недостаточно обслуживаются.
| Обследование полосы отвода |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Строительство газопроводов требует серьезного планирования и подготовки.Помимо фактического строительства трубопровода, необходимо завершить несколько разрешительных и регулирующих процессов. Во многих случаях, до начала процессов выдачи разрешений и доступа к земле, компании, работающие с природным газом, готовят технико-экономический анализ, чтобы убедиться, что существует приемлемый маршрут для трубопровода, который оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и уже существующую общественную инфраструктуру.
Если трубопроводная компания получит все необходимые разрешения и выполнит все нормативные требования, можно начинать строительство трубы.Завершено обширное обследование предполагаемого маршрута, как с воздуха, так и на суше, чтобы гарантировать отсутствие каких-либо сюрпризов во время фактической сборки трубопровода.
Установка трубопровода очень похожа на процесс на сборочной линии, при этом участки трубопровода завершаются поэтапно. Во-первых, путь трубопровода очищается от всех устранимых препятствий, включая деревья, валуны, кусты и все остальное, что может помешать строительству. После того, как трасса трубопровода очищена в достаточной степени, чтобы позволить строительной технике получить доступ, секции труб укладываются вдоль намеченной трассы, и этот процесс называется «натягиванием» трубы.Эти участки труб обычно имеют длину от 40 до 80 футов и зависят от их назначения. То есть на определенных участках предъявляются разные требования к материалу покрытия и толщине трубы.
| «Нанизать» трубу |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
После установки трубы вдоль уложенной трубы выкапываются траншеи.
Эти траншеи обычно имеют глубину от пяти до шести футов, так как правила требуют, чтобы труба располагалась как минимум на 30 дюймов ниже поверхности.Однако на некоторых участках, включая дорожные переходы и водоемы, труба заглублена еще глубже. После того, как траншеи вырыты, труба собирается и контурируется. Это включает сварку секций трубы вместе в один непрерывный трубопровод и, при необходимости, его небольшой изгиб, чтобы он соответствовал контуру пути трубопровода. Покрытие наносится на концы труб. Покрытие, наносимое на стане для нанесения покрытий, обычно оставляет концы трубы чистыми, чтобы не мешать сварке. Наконец, все покрытие трубы проверяется на отсутствие дефектов.
После того, как труба сварена, согнута, покрыта и осмотрена, ее можно опускать в ранее вырытые траншеи. Это делается с помощью специального строительного оборудования, которое поднимает трубу ровно и опускает ее в траншею. После опускания в землю траншея тщательно засыпается, чтобы труба и ее покрытие сохраняли целостность. Последний этап строительства трубопровода — это гидростатические испытания. Он состоит из проточной воды под давлением, превышающим давление, необходимое для транспортировки природного газа, по всей длине трубы.Это служит проверкой, чтобы убедиться, что трубопровод достаточно прочен и нет каких-либо утечек трещин, прежде чем природный газ будет прокачиваться по трубопроводу.
| Трубка опускная |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Укладку труб через ручьи или реки можно выполнить одним из двух способов. Открытый переход предполагает рытье траншей на дне реки для размещения трубы.Когда это делается, сама труба обычно оснащается бетонным кожухом, который гарантирует, что труба остается на дне реки, и добавляет дополнительное защитное покрытие для предотвращения утечки природного газа в воду. В качестве альтернативы может использоваться форма направленного бурения, при которой «туннель» пробуривается под рекой, через которую может проходить труба. Те же методы используются для пересечений дорог — либо через дорогу выкапывается открытая траншея, которая заменяется после установки трубы, либо под дорогой может быть пробурен туннель.
После того, как трубопровод установлен и перекрыт, предпринимаются значительные усилия по восстановлению пути трубопровода до исходного состояния или по смягчению воздействия на окружающую среду или других воздействий, которые могли возникнуть в процессе строительства. Эти шаги часто включают замену верхнего слоя почвы, заборов, оросительных каналов и всего остального, что могло быть удалено или нарушено в процессе строительства. Для получения дополнительной информации о строительстве газопровода посетите веб-сайт Межгосударственной газовой ассоциации Америки.
Контроль и безопасность трубопроводов
| Свинья — Инструмент для осмотра трубопроводов |
| Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada |
Чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу разветвленной сети газопроводов, трубопроводные компании регулярно проверяют свои трубопроводы на предмет коррозии и дефектов. Это достигается за счет использования сложного оборудования, известного как «умные свиньи».«Умные скребки — это интеллектуальные роботизированные устройства, которые перемещаются по трубопроводу для оценки внутренней части трубы. Умные скребки могут проверять толщину и округлость трубы, проверять наличие признаков коррозии, обнаруживать мелкие утечки и любые другие дефекты внутри трубопровода, которые могут либо препятствовать потоку газа, либо представлять потенциальную угрозу безопасности для работы трубопровод. Отправка «умного» скребка по трубопроводу уместно называется «очисткой» трубопровода.
В дополнение к проверке с помощью умных свиней существует ряд мер предосторожности и процедур, позволяющих минимизировать риск несчастных случаев.Фактически, транспортировка природного газа — один из самых безопасных способов транспортировки энергии, в основном из-за того, что инфраструктура закреплена и находится под землей. По данным Министерства транспорта (DOT), трубопроводы — самый безопасный способ транспортировки нефти и природного газа. По данным Управления безопасности трубопроводов Департамента транспорта в 2009 году, в 2009 году число смертей на линиях электропередачи превышало 100 человек, а в системах распределения — 10 смертей.Чтобы узнать больше о безопасности трубопроводов, посетите Управление безопасности трубопроводов DOT.
Некоторые меры безопасности, связанные с трубопроводами природного газа, включают:
- Воздушное патрулирование — Самолеты используются для предотвращения строительных работ слишком близко к трассе трубопровода, особенно в жилых районах. Согласно INGAA , несанкционированное строительство и земляные работы являются основной угрозой безопасности трубопровода.
- Обнаружение утечек — Оборудование для обнаружения природного газа периодически используется персоналом трубопроводов на поверхности для проверки на утечки.Это особенно важно в регионах, где природный газ не одорирован.
- Маркировка трубопроводов — Знаки на поверхности над трубопроводами природного газа указывают на наличие подземных трубопроводов для населения, чтобы уменьшить вероятность любого вмешательства в трубопровод.
- Отбор проб газа — Регулярный отбор проб природного газа в трубопроводах обеспечивает его качество и может также указывать на коррозию внутренней части трубопровода или приток загрязняющих веществ.
- Профилактическое обслуживание — Это включает в себя тестирование клапанов и устранение поверхностных препятствий для проверки трубопровода.
- Реагирование на чрезвычайные ситуации — Трубопроводные компании имеют обширные группы реагирования на чрезвычайные ситуации, которые тренируются на случай возникновения широкого спектра потенциальных аварий и чрезвычайных ситуаций.
- Программа одного звонка — Все 50 штатов ввели так называемую программу «одного звонка», которая предоставляет экскаваторам, строительным бригадам и всем, кто заинтересован в копании земли вокруг трубопровода, по одному номеру телефона, который может быть вызывается, когда планируются какие-либо раскопки.Этот звонок предупреждает трубопроводную компанию, которая может пометить район или даже послать представителей для наблюдения за раскопками. Национальный трехзначный номер для одного звонка — «811».
В то время как крупные межгосударственные газопроводы транспортируют природный газ из регионов переработки в регионы-потребители и могут напрямую обслуживать крупных оптовых потребителей, таких как промышленные потребители или потребители электроэнергии, именно система распределения фактически доставляет природный газ большинству розничных потребителей, в том числе бытовые потребители природного газа.
Знайте типы, прежде чем копать
Природный газ проходит от устья скважины к конечным потребителям по серии трубопроводов. Эти трубопроводы, включая выкидные трубопроводы, линии сбора, линии передачи, распределительные линии и линии обслуживания, транспортируют газ с переменным давлением. Чем выше давление газа в трубопроводе, тем более опасной может быть авария с этим трубопроводом.
Трубопроводы обычно прокладываются под землей, и маркеры трубопроводов не всегда располагаются непосредственно над трубопроводами.
Трубопроводы
Выкидные трубопроводы соединяются с одним устьем добывающего месторождения. По напорным трубопроводам природный газ транспортируется от устья скважины к близлежащим резервуарам для хранения, компрессорным станциям или дожимным станциям перерабатывающих предприятий. Отводные трубопроводы представляют собой относительно узкие трубы, по которым неодорированный сырой газ проходит под давлением примерно 250 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм).
Как правило, они зарыты на глубину 4 фута под землей и могут подвергаться коррозии, особенно если они переносят влажный газ.Также они подвержены утечке метана. По данным EPA, «утечка метана из выкидных трубопроводов является одним из крупнейших источников выбросов в газовой промышленности».
Линии сбора
Линии сбора собирают газ из нескольких трубопроводов и перемещают его в централизованные точки, такие как перерабатывающие предприятия, резервуары или морские доки. Линии сбора представляют собой стальные трубы среднего размера (обычно диаметром менее 18 дюймов), по которым проходит неочищенный неочищенный газ под давлением примерно 715 фунтов на квадратный дюйм.
Как правило, трубопроводы заглубляются на глубину 4 фута под землей и несут в себе коррозионные вещества, которые могут повлиять на целостность трубопровода в течение нескольких лет.
Магистральные трубопроводы
По трубопроводам природный газ транспортируется на большие расстояния, а иногда и через государственные границы, обычно к компрессорам и от них, или в распределительный центр или хранилище. Линии электропередачи представляют собой большие стальные трубы (обычно от 2 до 42 дюймов в диаметре; чаще всего более 10 дюймов в диаметре), которые регулируются на федеральном уровне.Они переносят неодорированный газ под давлением примерно от 200 до 1200 фунтов на квадратный дюйм.
Трубопроводы передачи могут выйти из строя из-за разрыва швов, коррозии, разрушения материалов и дефектной сварки.
Распределительные трубопроводы
Распределительные трубопроводы, также известные как «магистральные», являются промежуточным звеном между линиями передачи высокого давления и линиями обслуживания низкого давления. Распределительные трубопроводы работают при промежуточном давлении. В этом типе трубопровода используются трубы малого и среднего размера (от 2 до 24 дюймов в диаметре), которые регулируются на федеральном уровне и по которым проходит одорированный газ при различных уровнях давления, начиная с нуля.От 3 до 200 фунтов на квадратный дюйм.
Распределительные трубопроводы обычно работают ниже своей пропускной способности и изготавливаются из различных материалов, включая сталь, чугун, пластик и иногда медь.
Сервисные трубопроводы
Сервисные трубопроводы подключаются к счетчику, который поставляет природный газ отдельным потребителям. Подводящие трубопроводы представляют собой узкие трубы (обычно менее 2 дюймов в диаметре), по которым проходит одорированный газ при низком давлении, например 6 фунтов на квадратный дюйм. Подводящие трубопроводы обычно изготавливаются из пластика, стали или меди.
Звонок 811
В каждом штате США есть телефонный центр 811, который предоставляет различный объем информации о расположении инженерных сетей, включая газопроводы. Если вы планируете какой-либо проект, связанный с раскопками в вашей собственности, настоятельно рекомендуется использовать эту услугу или иным образом определить расположение газопроводов и других инженерных сетей на вашей территории. Коммунальные предприятия обычно маркируют вашу собственность в течение нескольких дней после вашего звонка, поэтому убедитесь, что вы звоните задолго до того, когда планируете копать.
Даже небольшие проекты, такие как установка столбов для забора, могут привести к проблемам, если домовладельцы продолжат работу, не зная, что может быть под местом, где они копают. Узнавайте о методах сноса, пока вы занимаетесь этим.
Газопроводные системы и эксплуатация
Читатели требовали редакционных материалов, демонстрирующих основные знания, общие концепции и процессы, а также непрерывное образование в газоперерабатывающей промышленности, и компания Gas Processing & LNG откликнулась.Во второй части этой обучающей серии статей автор исследует основы газопроводных систем и эксплуатации. Следите за новыми статьями «Назад к основам» в следующих выпусках журнала Gas Processing & LNG.
В 4 веке до нашей эры китайский историк Чан Цюй описал странный «воздух огня», который использовался для освещения комнат и для производства соли путем кипячения рассола. Чанг также сообщил об изобретательной бамбуковой системе, запечатанной битумом, которая использовалась для транспортировки природного газа из трещины в открытой сельской местности в деревни; якобы он описал первый известный трубопровод.
В 1859 году американский бизнесмен Эдвин «полковник» Дрейк пробурил скважину с нефтью и попутным газом недалеко от Титусвилля в Пенсильвании. Газ доставлялся в Титусвилл по 2-дюймовому трубопроводу длиной 9 км, в основном для освещения. Дрейк доказал, что природный газ можно безопасно и легко транспортировать от источника к рынку, проложив путь для развития газовой промышленности.
Сегодня общая протяженность трубопроводов составляет 2,76 млн км в более чем 120 странах мира.Только в 2019 году было завершено строительство трубопроводов общей протяженностью 7830 км, или около одной пятой окружности Земли. Эти цифры красноречиво говорят о важности трубопроводных систем в газовой промышленности.
Эта статья дает представление о составных элементах трубопроводных систем. В нем также излагаются технические вопросы, связанные с сектором транспортировки и распределения природного газа, и то, как обрабатываются сезонные колебания спроса.
Магистральные и распределительные сети. Трубопроводные системы — это сложные инфраструктуры, соединяющие источники энергии с конечными пользователями, которые обычно расположены далеко от точек доставки. Пункты доставки обычно соответствуют узлам учета на производственных объектах, где природный газ передается от производителя к отправителю, или узлам учета на границах стран-импортеров.
Транспортная система содержит передающие сети или магистральные линии вместе с распределительной сетью. Магистральный трубопровод представляет собой трубопровод высокого давления (40–80 бар изб. Для береговых сооружений, до 200 бар изб. Для некоторых морских применений) большого диаметра (20 дюймов).–48 дюймов) труба проходит на большие расстояния, часто по трансграничным маршрутам. Он предназначен для обработки больших объемов газа, поступающего из нескольких точек входа (системы сбора, центральные технологические объекты и другие точки приема). Как правило, точки выхода из сети передачи ограничены боковыми линиями для подключения к региональным (внутригосударственным) сетям, инфраструктурам хранения и ключевым зонам потребителей.
Распределительные сети предназначены для обслуживания рынков. В целом, эту часть системы можно отнести к категории региональной распределительной системы, работающей при пониженном давлении (20–40 бар изб.) Для подачи газа промышленным потребителям, электростанциям и местным распределительным компаниям.Он получает газ от магистральных трубопроводов или от местных производителей.
Местные распределительные сети получают природный газ из региональных сетей, работающих под давлением 5–15 бар. Это давление дополнительно снижается местными распределительными компаниями, чтобы удовлетворить потребности конечных пользователей. Например, газ поставляется бытовым потребителям под давлением от 20 до 40 мбар.
Природный газ — продукт без цвета и запаха. Чтобы сделать утечки легко обнаруживаемыми и снизить риски токсичности и взрыва, в природный газ в местной системе распределения добавляется ароматизирующий состав.Трет-бутилмеркаптан является наиболее часто используемым одорирующим веществом; 10 мг / см 3 будет достаточно.
Компрессорные станции. Природный газ, протекающий по линиям электропередачи, подвержен потерям давления из-за трения. В результате расширение газа снижает пропускную способность трубопровода в ущерб транспортной экономике. Компрессорные станции должны быть установлены вдоль магистрального трубопровода, чтобы ограничить скачок плотности газа. Как показывает практика, максимально допустимый перепад давления между двумя последовательными компрессорными станциями составляет примерно 25–30% от давления нагнетания на вышестоящих станциях.
Большая компрессорная станция может включать до 12 компрессоров (центробежных или поршневых). Эти компрессоры обычно приводятся в действие газовой турбиной с потребляемой мощностью до 60 МВт. Счет за электроэнергию для транспортировки природного газа является важным элементом финансовой отчетности транспортной компании.
Общая конфигурация системы трубопроводов показана на Рис. 1 . Некоторые крупные пользователи получают питание напрямую от магистральной линии, чтобы они могли справляться с переходными процессами нагрузки.В самом деле, низкое давление в распределительной сети не обеспечило бы большой емкости хранилища, на которую можно было бы положиться в переходных условиях.
Рис. 1. Общее устройство трубопроводной системы. |
Трубопроводные системы для транспортировки природного газа изготовлены из углеродистой стали, обладающей высоким пределом текучести и пределом прочности. Класс API 5L X65 и выше является наиболее популярным материалом из углеродистой стали, используемой для трубопроводов высокого давления.Для морских применений в основном используется класс L450 по API 5L. Распределительные системы были построены из множества различных материалов, включая чугун, сталь, медь и пластмассовые трубы. Пластиковые трубы сегодня широко используются в газораспределительных системах.
Диспетчерские центры. Пункты входа, доставки и выхода (включая входящие / исходящие потоки систем хранения), компрессорные станции и работы по техническому обслуживанию должны тщательно координироваться, контролироваться и контролироваться, чтобы гарантировать безопасную и эффективную работу и сбалансировать фактический спрос.Значительные колебания спроса наблюдаются в течение дня и недель, а также по сезонам.
Эта деятельность осуществляется через диспетчерские центры, в основе которых лежат телеметрические сети, системы удаленной передачи данных и централизованные системы мониторинга, наблюдения и контроля сбора данных. Ядром диспетчерского центра является сложная программная система диспетчерского управления и сбора данных, или SCADA. Система SCADA способна обрабатывать сотни тысяч данных, поступающих из множества измерений в режиме реального времени.
Основы проектирования трубопроводов. Новый рынок природного газа формируется из-за ограниченной клиентской базы. Трубопровод должен быть спроектирован с учетом динамики обслуживаемых рынков. Это потребует оптимального сочетания диаметров трубопроводов, станций сжатия и расстояний до них с учетом желаемой гибкости и расширяемости.
Для данного диаметра и длины трубопровода транспортные расходы снижаются с увеличением пропускной способности, поскольку отношение капитальных затрат к пропускной способности уменьшается быстрее, чем возрастают затраты на сжатие, как показано на рис.2. По мере того, как емкость продолжает расти, наклон кривой уменьшается из-за более чем пропорционального увеличения стоимости сжатия, которая становится преобладающей справа от оптимальной точки.
Трубы разного диаметра имеют разные профили стоимости; поэтому транспортные операторы должны выбрать оптимальную конфигурацию трубопроводов с учетом прогнозируемого развития рынка.
Рис. 2 также показывает, что трубопроводы могут принести значительную экономию на масштабе: оптимальная точка уменьшается с увеличением диаметра трубы.По этой причине общепринято строить трубопроводную систему с большим диаметром трубы, чем требовалось изначально, но с ограничением мощности компрессора текущими потребностями. Новые компрессоры могут быть добавлены позже, когда возрастет потребность в транспортных мощностях.
Рис. 2. Инвестиционные затраты в зависимости от пропускной способности трубопровода. |
Когда рынок выходит за пределы оптимальной мощности, транспортные операторы сначала пытаются удовлетворить дополнительный спрос, увеличивая давление подачи существующего компрессора, прежде чем вкладывать средства в расширение.Однако этот подход допускает ограниченное «пространство для маневра», поскольку поток увеличивается только пропорционально квадратному корню из перепада давления вдоль линии, в то время как потребление энергии компрессорами увеличивается более чем пропорционально. После извлечения максимальной дополнительной мощности из существующей конфигурации трубопроводов, новый рыночный спрос может быть удовлетворен путем чередования кольцевания существующей линии с добавлением новых компрессорных станций.
Зацикливание — это когда один трубопровод проложен параллельно между двумя компрессорными станциями, образуя две линии из одной, как показано на Рис.3 . Для заданной производительности перепад давления между двумя последовательными станциями замкнутой системы составляет одну четвертую по сравнению с одиночной линией. Станция сжатия справа от петлевой секции может поднять давление до значения, соответствующего увеличенной производительности, при сохранении желаемого давления в точке выхода. Петлевой подход позволяет увеличить пропускную способность трубопроводной системы.
Рис.3.Обводка трубопровода. |
Расстояние между двумя компрессорными станциями составляет 100–200 км. Петлевые трубы могут увеличивать расстояние между компрессорными станциями. Иногда замораживание используется для создания емкости для хранения, где природный газ может быть упакован в трубопровод, чтобы увеличить поставки местным потребителям в периоды пиковой нагрузки. Помимо регулирования давления нагнетания и создания петель, еще одним вариантом увеличения пропускной способности трубопровода является установка нового компрессорного оборудования.
Подводные трубопроводы. При морской разведке и добыче газа подводные трубопроводы используются для соединения платформ с материком. Эти трубопроводы обычно изготавливаются из композитных материалов. Сердечник представляет собой трубу из углеродистой стали, рассчитанную на высокое давление. В зависимости от конфигурации системы трубопроводов внутренняя поверхность этих труб может быть покрыта покрытием, обычно материалом на основе эпоксидной смолы, для уменьшения трения. Снаружи металлическая часть трубы окутана многослойным полиэтиленовым покрытием для защиты от коррозии.В конечном итоге навес из бетонного материала обеспечит фундаментальную устойчивость и защиту от внешних воздействий.
Коммерческие трубы соединяются горизонтально на палубе судна и скользят по дну в традиционной S-образной форме. Затем их переставляют горизонтально на морском дне. Наклонный участок трубы между морским дном и трубоукладочным судном должен быть достаточно длинным, чтобы избежать изгибающего напряжения сборки.
Альтернативой S-образной формации является J-образная прокладка.Он заключается в соединении двух последовательных отрезков трубы вертикально на судне-укладчике. Затем труба вертикально опускается на морское дно. Техника «J» позволяет достигать больших глубин.
Примечание: На небольших расстояниях компрессорной станции на производственной платформе достаточно для доставки газа на береговую компрессорную станцию. На большие расстояния компрессорное оборудование необходимо устанавливать на стояках, что требует значительного увеличения затрат.
В качестве альтернативы, транспортировка природного газа на большие расстояния без промежуточных компрессорных станций может осуществляться за счет повышения давления в трубопроводе.Трубопровод Nord Stream пересекает Балтийское море от Выборга, Россия, до Грайфсвальда, Германия, протяженностью 1224 км без промежуточных стояков. В условиях эксплуатации трубопровода температура газа падает внутри оболочки образования гидратов и пробок «сырого газа».
Образование пробок / гидрата может нанести ущерб целостности трубопроводной системы; поэтому перед подачей природного газа в трубопровод его необходимо обработать так, чтобы в трубопроводе не могли образоваться куски жидкости или гидраты. На рис. 4 показаны специальные газоперерабатывающие установки, предназначенные для подводной транспортировки газа без промежуточной рекомпрессии.
Рис. 4. Газоперерабатывающий завод для международной транспортировки газа. Фото любезно предоставлено Siirtec Nigi SpA. |
Узлы природного газа. Концентраторы — важные инструменты для развития товарного рынка. Это места, физические или виртуальные, где можно свободно торговать природным газом и поставлять его через рыночный механизм, требующий разнообразных источников поставки газа (включая внутреннюю добычу, импорт трубопроводов и отгрузку СПГ за границу), хранилищ и сильной потребительской базы среди конкурирующих компаний. покупательский интерес.
В идеале, лучшие физические места для размещения концентратора — это точки схождения различных систем трубопроводов. Объединив эти системы, можно перемещать природный газ из районов поставки и экспортировать на основные рынки потребления. На открытых рынках регулирование играет ключевую роль в разрешении отечественным и иностранным участникам торговли и свободного доступа к трубопроводам и хранилищам.
Хенри Хаб — один из самых известных хабов. Расположенный в Эрате, штат Луизиана, Henry Hub соединяет девять межгосударственных и четыре внутриштатных трубопроводных системы, а также имеет возможность подключения к газовым хранилищам.
Управление сезонностью. Среди ископаемых видов топлива природный газ отличается заметными сезонными колебаниями спроса. Почасовые, еженедельные, ежемесячные и сезонные колебания потребления являются результатом сочетания отраслевых видов использования. Промышленность, электроэнергетика, сельское хозяйство, транспорт и жилищный сектор используют природный газ для своей работы. Тем не менее, каждый сектор имеет разнообразный профиль потребления.
Рис. 5 показывает профили спроса для различных секторов в Италии, стране с умеренным климатом на юге Европы.Как можно видеть, промышленный сектор имеет почти плоский профиль, который имеет тенденцию сглаживать общий цикл наряду с производством электроэнергии. Однако ежедневные колебания выработки электроэнергии увеличиваются вследствие роста использования возобновляемых источников энергии. Предложение возобновляемой энергии подвержено резким и непредсказуемым колебаниям, в результате чего газовые турбины для выработки электроэнергии должны питаться природным газом, чтобы заполнить разрыв между спросом и предложением.
Рис.5. Структура спроса на газ по секторам в Италии. |
В жилом секторе месячные пики спроса в три раза превышают минимальные. Рис. 5 показывает, что спрос значительно увеличивается с ноября по апрель и падает с конца апреля по октябрь. В целом тенденция спроса на природный газ представляет собой последовательность пиков и спадов со значительной амплитудой колебаний.
Предложение же, напротив, почти ровное.Это по техническим и экономическим причинам. В резервуарах газ должен диффундировать через пористость субстрата; поэтому значительные колебания в добыче газа могут нарушить добычу. Не имеет экономического смысла проектировать трубопровод для максимальной мощности, рассчитанный всего на несколько месяцев в году; поэтому для профиля подачи можно сделать только ограниченный допуск, как показано синей линией на рис. 5 , рис. 5, .
Несбалансированность спроса и предложения может быть устранена с помощью складских помещений в подземных геологических формациях.Эти буферы можно разделить на три типа:
- Площадки подземных хранилищ газа (ПХГ), включая истощенные резервуары, водоносные горизонты и соляные полости
- Емкости для хранения СПГ
- Линейные пакеты.
Более 80% ПХГ — это истощенные резервуары, которые относительно легко преобразовать в хранилища. Водоносный горизонт подходит для хранения природного газа, если водоносная осадочная порода перекрыта непроницаемой покрывающей породой.Это требование ограничивает использование водоносных горизонтов в качестве хранилищ газа.
Право собственности на буферы принадлежит транспортным компаниям, поскольку нормативные акты обычно не предусматривают выделение хранилищ из других активов в цепочке поставок природного газа. Как правило, эти объекты расположены рядом с потребительскими районами.
Природный газ, хранящийся под давлением около 150 бар изб. В ПХГ, включает рабочий газ и буферный газ, как показано в Рис. 6 . Первый — это газ, который можно добывать из хранилищ для удовлетворения спроса.Рабочий газ составляет около 50% от общего количества (или 70% в случае соляных пещер). Амортизирующий газ обеспечивает тягу, необходимую в фазе подачи. Этот газ невозможно извлечь из хранилища без нарушения работы объекта.
Рис. 6. Иллюстрация подземного хранилища газа. |
Зимой, когда спрос на природный газ резко возрастает, объем, необходимый для компенсации дополнительного потребления, обеспечивается рабочим газом.С весны до осени поступающий из магистральных трубопроводов газ сжимается и закачивается в хранилище. Таким образом обеспечивается баланс спроса и предложения.
Соляные пещеры вырезаны из геологических образований в результате процесса выщелачивания, который может длиться до 4 лет. Среди ПХГ соляные пещеры — самые дорогие сооружения; однако их способность к быстрой смене циклов (оборачиваемость запасов) в сочетании с реагированием на ежедневные (и даже ежечасные) изменения потребностей клиентов снижает годовые затраты на 1 000 м 3 запасов газа, закачиваемых и забираемых.Возможность оборота запасов делает соляные каверны подходящим инструментом для снятия пиков, что оправдывает их высокие инвестиционные затраты.
Это описание относится к обычному использованию UGS. Однако площадки ПХГ могут также использоваться в качестве стратегических резервов для решения непредсказуемых событий, таких как не по сезону холодные зимы или перебои в потоках из-за непредвиденных происшествий, саботажа или геополитических споров. Эта функция ПХГ имеет первостепенное значение для тех стран / государств, в которых импорт природного газа составляет постоянную долю потребления газа.Как правило, этот рабочий газ нельзя добывать без разрешения правительства.
ПХГ также используются в спекулятивных целях. Если инвесторы ожидают роста цен в будущем, они могут купить желаемый объем природного газа на рынке, хранить его в ПХГ и перепродать, когда цена вырастет до или выше ожидаемой стоимости. Разница между продажной ценой и суммой покупной цены и стоимости хранения должна составлять безубыточность или прибыль.
В конце концов, ПХГ из истощенных резервуаров предоставляет поставщикам ограниченное пространство для маневра, чтобы справиться с временными скачками спроса.Тем не менее, система распределения должна быть способна удовлетворить краткосрочный пиковый спрос и колебательный спрос, который может происходить ежедневно или даже ежечасно. В этих случаях другие источники, используемые для пополнения запасов, — это линейная насадка и хранилище СПГ.
Метод линейной упаковки использует физический объем газа, содержащийся в трубопроводах. При давлении 80–100 бар в магистральном трубопроводе диаметром 40 дюймов и длиной 1000 км находится примерно 60 млн. М 3 –100 млн. М 3 . Вариации рабочего давления в трубопроводе на несколько бар обеспечивают модуляцию — ограниченную несколькими десятками ммм 3 — и гибкость подачи.Эту гибкость можно использовать для удовлетворения мгновенных колебаний спроса.
В отличие от систем распределения других сырьевых товаров, роль, которую играет сектор переработки и сбыта природного газа, выходит далеко за рамки взаимосвязи спроса и предложения. Системы газопроводов позволяют повсеместно использовать природный газ в основных секторах современной экономики и могут быстро реагировать на неблагоприятные события, тем самым обеспечивая непрерывность поставок.
Капиллярная диффузия магистральных трубопроводов и распределительных сетей, их взаимосвязь через узлы, своевременная координация точек входа, большое количество точек доставки и безопасность, предлагаемая ПХГ, делают поставки природного газа на конечные рынки безопасными и надежными. GP
Лоренцо Микуччи — старший директор Siirtec Nigi SpA. Он имеет более чем 30-летний опыт работы в машиностроительной и подрядной отраслях, большая часть из которых была потрачена в секторе природного газа. В 2001 году он присоединился к Siirtec Nigi в Милане, где руководил отделом технологического проектирования и эксплуатации, а также отделом исследований и разработок. За время работы в качестве руководителя отдела исследований и разработок Siirtec Nigi было выдано три патента, два из которых были реализованы в промышленных масштабах.В настоящее время он является старшим директором департаментов технологий и маркетинга. Г-н Микуччи также работал в Saipem (Снампроджетти) в качестве проектировщика заводов с комбинированным циклом газификации и GTL. Он имеет степень магистра химического машиностроения в Болонском университете в Италии и внесен в Реестр Миланского ордена инженеров в качестве квалифицированного инженера.
Новое строительство жилых домов Программа 2 PSIG
Системы трубопроводов природного газа в жилых односемейных и многосемейных домах обычно работают при стандартном давлении подачи, 1/3 фунта на квадратный дюйм.Наша программа с манометром 2 фунта на квадратный дюйм (2 фунта на квадратный дюйм) обеспечивает давление подачи выше стандартного, помогая уменьшить размер и стоимость системы трубопроводов природного газа в новых жилых домах, где расстояние от счетчика до первого прибор отличный.
Преимущества
Проще говоря, 2 фунта на квадратный дюйм означает меньшие затраты.
Наша программа 2 PSIG поможет вам с наименьшими затратами доставлять газовые приборы и соединения, которые предпочитают жители, а строители знают, что они обеспечат жильцам комфорт, удержание и снижение коммунальных платежей.Как правило, эксплуатационные расходы жилых домов, оборудованных системами нагрева воды на природном газе, комфортного отопления, приготовления пищи и сушки одежды, намного ниже, чем у электрических альтернатив.
Обеспечивая более высокое рабочее давление, можно уменьшить как размер, так и стоимость системы трубопроводов природного газа. По мере того, как жилые дома становятся все больше и сложнее с дополнительными приборами, работающими на природном газе, традиционный метод обеспечения необходимого объема природного газа достигается за счет увеличения размера трубы.Использование 2 фунтов на квадратный дюйм позволит уменьшить размер трубы, что приведет к экономии материальных и трудовых затрат и повышению эффективности, поскольку трубы меньшего размера проще в обращении и установке.
Программа 2 PSIG доступна для домов на одну семью, а также проектов многоквартирных домов, таунхаусов и кондоминиумов на нашей обслуживаемой территории, которые соответствуют всем требованиям программы.
Как принять участие
- Подайте онлайн-заявку на жилищное строительство (Запрос на газоснабжение жилых домов)
- Свяжитесь с вашим представителем по планированию SoCalGas, прежде чем указывать какую-либо систему 2 PSIG
- Загрузите, просмотрите, заполните и отправьте форму запроса 2 PSIG и соглашение вашему представителю по планированию SoCalGas
- Примечание. Требования к программе указаны в Соглашении 2 PSIG .
- Изучите требования к установке с вашим представителем по планированию SoCalGas и подрядчиком по сантехнике.
Основы распределения 2 PSIG
Дело не в «давлении». . . это «перепад давления», который перемещает природный газ внутри трубы. Системы трубопроводов в жилых домах традиционно работают при 8-дюймовом водяном столбе (WC) или 1/3 PSIG. Повышение давления до 2 фунтов на квадратный дюйм дает несколько преимуществ при строительстве жилых домов, где расстояние от счетчика до первого прибора велико.
Размер трубы определяется количеством энергии, которое может быть потеряно (также называемым перепадом давления) для перемещения природного газа, при этом остается давление, достаточное для удовлетворения минимальных требований органов управления устройством (обычно от 4 до 6 дюймов). .ТУАЛЕТ). По мере увеличения давления увеличивается и допустимый перепад давления. Чем больше перепад давления, тем большее количество природного газа можно «протолкнуть» через трубу для данного размера. Для данного количества природного газа размер трубы может быть уменьшен по мере увеличения допустимого падения давления. Как показано на рисунке ниже, количество природного газа (934 кубических фута в час или CFH), которое может быть перемещено по трубе длиной 100 футов — 3/4 дюйма (работающей при давлении 2 фунта на квадратный дюйм), потребует диаметра 2 дюйма. труба, когда та же система работает на 8-дюймовом унитазе.
Как это работает
Система 2 фунта на кв. Дюйм, на самом деле представляет собой две разные системы, объединенные в одну. Хотя каждый сегмент системы проектируется отдельно, общая цель состоит в том, чтобы минимизировать размеры труб и снизить стоимость установки. Сегмент 2 фунта на квадратный дюйм используется для подачи природного газа от счетчика к каждой жилой единице. В многоквартирных домах и больших индивидуальных домах на одну семью расстояние от счетчика до первого прибора намного больше, чем в типичных односемейных домах.
Во многих случаях длина этого участка трубы может составлять от 100 до 200 футов. Использование давления 2 фунта на квадратный дюйм обычно приводит к получению трубы диаметром 1/2 или 3/4 дюйма для этого участка по сравнению с трубой диаметром 1 или 1/4 дюйма, обычно используемой в системах низкого давления. Попав внутрь жилого помещения, линейный регулятор снижает давление природного газа до традиционного 8-дюймового туалета. Линейный регулятор необходим, потому что бытовые приборы рассчитаны на сжигание природного газа только при низком давлении.
Конфигурация внутренних трубопроводов природного газа
Существует множество способов настройки внутренней сети трубопроводов природного газа в зависимости от планировки здания, количества приборов в жилом помещении (ах) и расположения счетчиков природного газа.Программа 2 PSIG основана на требованиях программы SoCalGas, в которой каждый жилой дом должен обслуживаться собственным счетчиком природного газа. Каждое жилое здание в некоторой степени уникально, когда дело доходит до проектирования блока счетчиков, необходимого для удовлетворения этого требования, а также других требований, перечисленных в Соглашении 2 PSIG.
Расположение здания относительно магистрали природного газа на улице и линии собственности будет влиять на расположение счетчика (ов). Расположение и конструкция счетчика (ов), в свою очередь, повлияет на конструкцию системы трубопроводов природного газа внутри здания.Следующие ниже примеры представляют собой лишь некоторые из различных возможностей для многоквартирных домов. Система трубопроводов может включать любой утвержденный материал трубопровода и / или комбинацию материалов
Малоэтажная установка с коллектором и ответвлениями
Малоэтажная установка с параллельными ответвлениями
Базовый размер трубы
Во избежание путаницы размеры трубопроводных систем природного газа 2 фунта на квадратный дюйм могут быть подобраны с использованием традиционного метода наибольшей длины в соответствии с UPC (Единый сантехнический кодекс), но с небольшими изменениями.Система 2 PSIG разбита на две независимые секции, размер каждой секции определяется отдельно.
1) Раздел 2 PSIG
От счетчика к линейному регулятору давления
- Рассчитайте нагрузку по природному газу (сложив номинальные значения на паспортной табличке) для всех подключенных устройств.
- Измерьте длину трубы от счетчика до регулятора давления в линии, расположенного внутри жилого помещения.
- Если имеется несколько линейных регуляторов давления, измерьте расстояние от счетчика до регулятора, наиболее удаленного от счетчика.
- Максимально допустимое падение давления для секции 2 фунта на квадратный дюйм составляет 1 фунт на квадратный дюйм.
- Ссылаясь на таблицу A для систем 2PSI с перепадом давления 1PSI, найдите это расстояние в верхнем ряду или следующее большее расстояние, если точное расстояние не указано.
- Проследите этот столбец до тех пор, пока не будет найдена нагрузка по природному газу или до следующей большей мощности, если точное значение не указано.
- Вернитесь к левой колонке таблицы и выберите соответствующий размер трубы.
- Если в системе несколько регуляторов, размер каждого сегмента линии должен соответствовать его фактической нагрузке по природному газу, но с использованием максимальной длины, определенной ранее.
Расположение параллельных ответвлений (секция 2 фунта / кв. Дюйм)
Расположение коллектора и ответвления (секция 2 фунта / кв. Дюйм)
2) Секция низкого давления
Все трубопроводы после регулятора давления в линии
- Измерьте расстояние от регулятора давления в линии до устройства, наиболее удаленного от регулятора.
- Используйте это расстояние для определения размеров всех участков аппарата низкого давления.
- См. Таблицу B для 8 дюймов. В системах с унитазом с перепадом давления в унитазе 1/2 дюйма найдите это расстояние в верхнем ряду или на следующем большем расстоянии, если точное расстояние не указано.
- Проследите этот столбец до тех пор, пока не будет найдена нагрузка прибора по природному газу или нагрузка для этого участка трубы; найдите следующую большую емкость, если точное значение не указано.
- Найдите в таблице левый столбец и выберите соответствующий размер трубы.
- Повторите этот процесс для каждого подключенного устройства или участка трубопровода.
Расположение параллельных ответвлений (секция низкого давления)
Устройство коллектора и ответвления (участок низкого давления)
Приложение
Таблица A. Данные о размерах труб
Максимальная пропускная способность труб различного диаметра и длины в кубических футах природного газа в час при начальном давлении 2,0 фунта на квадратный дюйм и удельном весе природного газа 0,06.
Скачать Adobe PDF, 132 КБ
Таблица B. Данные о размерах труб
Максимальная пропускная способность труб различного диаметра и длины в кубических футах природного газа в час для начального давления 7 дюймов водяного столба с перепадом давления 0,5 дюйма водяного столба и природного газа с удельным весом 0,6
Скачать Adobe PDF, 121
Информация для правильного определения размеров газовых линий для использования с безбаквальными водонагревателями — Справочная служба Eccotemp
Eccotemp Systems, LLC.Бесконтактное водяное отопление
ФАКТЫ О ГАЗОПРОВОДАХ
Информация по правильному выбору газовых линий для использования с безбаквальными водонагревателями
Для любого газового прибора важно, чтобы система подачи газа имела надлежащий размер, чтобы выдерживать нагрузку системы в БТЕ. Бесконтактные водонагреватели могут быть отличным решением для обеспечения горячей водой; тем не менее, большинство водонагревателей без резервуаров имеют мощность от 140 000 до 200 000 и более БТЕ, что делает водонагреватель без резервуара одним из самых крупных отдельных приборов в типичной газовой системе.Необходимо убедиться, что система может обрабатывать мощность безбаквального водонагревателя вместе со всеми другими газовыми приборами в системе. В этом руководстве будут рассмотрены основы и факты определения размеров газовых труб для систем природного газа низкого давления (до 2 фунтов на квадратный дюйм) с использованием жестких железных труб.
Факты о газотрубной системе
Будет ли безрезервуарный водонагреватель работать на ½-дюймовом газопроводе?
Да и Нет. Типичная бытовая газовая система — это система низкого давления, что означает, что в дом подается газ с давлением около 7 дюймов.Туалет. (дюймы водяного столба). Размер трубопровода должен быть достаточным, чтобы падение давления составляло полдюйма водяного столба или меньше, когда все газовые приборы включены. Это может быть ограничивающим фактором при попытке использовать существующие трубопроводы и модернизации от типичного водонагревателя резервуарного типа до водонагревателя без резервуара. Как правило, необходимо модернизировать газопровод для поддержки безбаквального водонагревателя из-за необходимого объема топлива. В таблицах 2 и 3 представлена производительность по размеру и длине трубы на основе максимально допустимых падений давления.Во всех случаях для газового прибора мощностью около 200 000 БТЕ потребуется как минимум ¾-дюймовая линия подачи газа.
В определенных условиях может использоваться газовая линия диаметром ½ дюйма. В Национальном кодексе топливного газа 2012 года (NFPA54. ANSI Z223.1) 3,0 дюйма водяного столба Добавлен график падения давления для определенных условий. Эта диаграмма позволяет установить газовый прибор на 200 000 БТЕ на ½-дюймовую газовую линию длиной до 40 футов. Однако должны быть соблюдены следующие условия: Минимальное статическое давление газа должно составлять 8 дюймов водяного столба. или выше; Расчетное падение давления (статическое давление минус 3.Падение давления 0 дюймов), должно быть больше, чем максимальное минимальное давление газа, требуемое для любого из газовых приборов в системе. См. Таблицу 4, где указаны размеры и пропускная способность труб с 3-дюймовым водяным столбом. падение давления. Чтобы выбрать трубу правильного диаметра, сначала определите давление подачи природного газа для системы.
Будет ли существующий регулятор и счетчик поддерживать безбаковый водонагреватель?
Газовые системы новой конструкции обычно представляют собой гибридную систему давления, в которой входное давление составляет около 2 фунтов на квадратный дюйм, и каждое устройство или группа устройств обслуживаются одним регулятором.Во многих старых районах и зданиях система поставляется с одной газовой системой низкого давления (около 7 дюймов водяного столба) от поставщика. В любом случае мощность регулятора (ов) и счетчика необходимо будет проверить, чтобы убедиться, что система может подавать достаточно газа для поддержки добавления в систему безбаквального водонагревателя. В системах низкого давления давление должно быть больше, чем наивысшее минимальное требование для газовых приборов, плюс соответствующий перепад давления.
Газопровод какого размера мне понадобится для моего безбаквального водонагревателя?
Размер газовой линии будет зависеть от номинальной мощности в BTU водонагревателя, других газовых приборов и места их установки на каждом ответвлении от счетчика и регулятора.Существует два метода определения требуемого размера трубы: метод наибольшей длины или метод длины ответвления. См. «Определение размеров газовой системы» для получения дополнительной информации.
Как мне узнать, какой у меня регулятор или измеритель размера?
Каждый метр имеет производительность в кубических футах в час (CFH). Найдите этот регулятор числа и умножьте его на 1024 (BTUH / CFH), чтобы получить приблизительную мощность для природного газа. Мощность счетчика и регулятора должна быть больше, чем общая сумма максимального номинала в БТЕ всех бытовых приборов в доме.Если мощность системы слишком мала, газовые приборы не будут получать объем газа, необходимый для правильной работы.
Что означают все эти разные давления газа?
Давление газа можно измерить двумя способами: в фунтах на квадратный дюйм (psi) или в дюймах водяного столба (дюймы водяного столба). Сторона высокого давления в гибридных газовых системах, работающих под давлением, обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм. Это давление составляет около 2 фунтов на квадратный дюйм. Дюймы водяного столба обычно используются для измерения газовых систем низкого давления, которые питают большинство приборов.Например, 27,7 дюйма вод. в 1 фунт / кв. дюйм.
Что такое дюймы водяного столба?
дюйма водяного столба — это мера того, сколько силы требуется, чтобы подтолкнуть столб воды вверх на несколько дюймов. Обычно он используется для измерения газовых систем низкого давления.
Как вы измеряете давление газа?
Вам понадобится прибор, называемый манометром. Этот инструмент позволяет измерять давление газа в системе. Доступны манометры, которые измеряют определенный диапазон давления в дюймах водяного столба или фунтах на квадратный дюйм.Цифровой манометр может измерять более широкий диапазон давлений. См. Инструкции производителя по правильному использованию манометра.
Где вы можете найти рейтинг в БТЕ для моих приборов?
На каждом приборе должна быть табличка с техническими данными. На этой табличке будут указаны номинальные значения БТЕ устройства и необходимое давление газа для правильной работы. Информацию о размещении паспортной таблички на каждом газовом приборе см. В инструкциях производителя.
Может ли газовый клапан отрицательного давления решить проблему недостаточного размера газовой системы?
Хотя газовый клапан отрицательного давления в приборе может работать при очень низком давлении газа, он может оказывать неблагоприятное воздействие на газовую систему меньшего размера.Этот тип устройства может фактически украсть газ из других устройств, таких как печь, и, возможно, вызвать неприятные перебои в работе. Размеры трубопроводов и системы должны выдерживать объем газа, а не только давление.
Как малоразмерная газовая система повлияет на бытовую технику?
Газовая система недостаточного размера может привести к ухудшению работы приборов. Это может привести к образованию сажи в горелках, выключению контрольных ламп и горелок или к образованию конденсата в теплообменнике печи или водонагревателя.Конденсат вызовет коррозию и, в конечном итоге, неисправность в приборах, не предназначенных специально для этого. Загрязнение может засорить горелки или дымоходы, что может привести к отказу прибора или образованию вредных выхлопных газов, таких как угарный газ.
Размер газового соединения в соответствии с моделью Eccotemp:
- Переносные (L5, EL5, CEL5, L7, EL7, L10, CEL10) — 1/2 «
- Средний (FVi12, i12) — 1/2 «
- Wholehome (20H / HI, 45H / HI, EL22 / 22i) — 3/4 дюйма
- Электрический (iE-11, iE-18, iE-27) — 3/4 дюйма
Газопроводов природного газа — У.S. Управление энергетической информации (EIA)
Сеть газопроводов США представляет собой высоко интегрированную сеть, по которой природный газ транспортируется по всей континентальной части Соединенных Штатов. Сеть трубопроводов насчитывает около 3 миллионов миль магистральных и других трубопроводов, которые соединяют районы добычи и хранилища природного газа с потребителями. В 2019 году по этой газотранспортной сети было доставлено около 28,3 триллиона кубических футов (трлн фут3) природного газа примерно 76,9 миллионам потребителей.
Что составляет эту транспортную сеть?
- Системы сбора, в основном состоящие из трубопроводов малого диаметра и низкого давления, перемещают сырой природный газ от устья скважины на завод по переработке природного газа или к соединению с большим магистральным трубопроводом.
- Установки по переработке природного газа отделяют жидкие углеводородные газы, неуглеводородные газы и воду от природного газа перед подачей природного газа в магистральную транспортную систему.
- Межгосударственные газопроводы большого диаметра и высокого давления, пересекающие государственные границы, и внутригосударственные газопроводы, работающие в пределах государственных границ, транспортируют природный газ от мест добычи и переработки к хранилищам и распределительным центрам. Компрессорные станции (или насосные станции) в трубопроводной сети обеспечивают движение природного газа по трубопроводной системе.
- Местные распределительные компании поставляют природный газ потребителям по трубопроводам малого диаметра с низким давлением.
Нажмите для увеличения
Газопроводы природного газа
Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)
Как эта передающая и распределительная сеть стала такой большой?
Около половины существующей магистральной сети передачи природного газа и большая часть местной распределительной сети были проложены в 1950-х и 1960-х годах, поскольку потребительский спрос на природный газ после Второй мировой войны увеличился более чем вдвое.Распределительная сеть продолжала расширяться, обеспечивая газом новые коммерческие объекты и жилые дома.
В период с 2003 по 2008 год цены на природный газ существенно выросли. Повышение цен дало производителям природного газа стимул к расширению разработки существующих месторождений и началу разведки ранее неразработанных месторождений природного газа. Достижения в области бурения и добычи привели к увеличению добычи из сланца и других плотных геологических формаций.Это увеличение производства способствовало общему снижению цен на природный газ с 2009 года, что, в свою очередь, способствовало увеличению спроса на природный газ для производства электроэнергии и в промышленности. Следовательно, были построены новые магистральные трубопроводы и строятся другие, чтобы связать расширенные и новые источники производства с большим количеством потребителей по всей стране, особенно на северо-востоке.
Последнее обновление: 3 декабря 2020 г.
В чем разница между типами газопроводов?
На природный газ приходится почти четверть энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, и 33 штата производят его в промышленных количествах.У компании более 68 миллионов жилых и пяти миллионов бизнес-клиентов в США, которые получают природный газ по трубопроводам протяженностью 2,6 миллиона миль. Газопроводы классифицируются по-разному, в зависимости от их пропускной способности, назначения и юрисдикции. Например, эти трубопроводы можно классифицировать как линии сбора, передачи и распределения, которые определяют не только то, как они используются, но и то, как они регулируются. Любой, кто связан с газопроводами, должен понимать иногда тонкие различия между этими классификациями трубопроводов.
Линии сбора
Линии сбора транспортируют газ от производственного объекта, такого как устье скважины, к линии передачи, также известной как магистраль. Диаметр этих труб колеблется от двух до восьми дюймов, что относительно мало. Линии сбора могут быть такими узкими, потому что они обычно используют полевые компрессоры для создания давления, которое перемещает газ по трубопроводу. В этих устройствах используется турбина или двигатель внутреннего сгорания, который обычно приводится в действие небольшой частью транспортируемого газа.
Некоторые системы сбора включают оборудование для обработки, которое выполняет дополнительные функции, такие как удаление примесей. Такие вещества, как вода, диоксид углерода и сера, могут вызывать коррозию труб, в то время как инертные газы, такие как гелий, снижают энергетическую ценность природного газа. Эти примеси часто используются в таких областях, как химическое сырье.
Линии передачи
Природный газ перемещается из системы сбора в систему передачи, которая транспортирует газ на большие расстояния. Диаметр этих труб обычно составляет от 6 до 48 дюймов, а давление составляет от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм), в зависимости от метода производства.Эти высокие давления необходимы для транспортировки газа из регионов добычи в местные распределительные компании (НРС), которые могут находиться на расстоянии в тысячи миль.
Трансмиссионные трубопроводы обычно рассчитаны на гораздо большее давление, чем когда-либо потребуется в качестве меры безопасности. Например, трубопроводы в населенных пунктах обычно не работают при более чем половине расчетного предельного давления. Более того, многие из этих конвейеров являются замкнутыми, что означает, что между одним и тем же источником и пунктом назначения проходит более одного линейного конвейера.Эта избыточность увеличивает максимальную пропускную способность магистрального трубопровода, которая может потребоваться в периоды пикового спроса.
Распределительные линии
Газ в магистральном трубопроводе обычно проходит через шлюзовую станцию, когда попадает в местное газовое предприятие. Затвор снижает давление в линии до уровня распределения, который составляет от 0,25 до 200 фунтов на квадратный дюйм. Эта установка также вводит одорант в природный газ, который обычно не имеет запаха. Одорант придает газу кисловатый запах, который потребители могут обнаружить в небольших количествах в качестве меры безопасности.Затворная станция также измеряет расход газа, чтобы определить количество, полученное газовым коммунальным предприятием.
Затем газ перемещается от запорной станции к распределительной линии, диаметр которой обычно составляет от 2 до 24 дюймов. В распределительных линиях обычно есть секции, которые работают при разном давлении, которое регулируется регуляторами. Размер трубы и давление обычно уменьшаются по мере приближения распределительной линии к заказчику.
Операторы центра управления газовой компанией непрерывно контролируют расход и давление газа в различных точках, чтобы гарантировать, что газ достигает потребителей с достаточным расходом и давлением для работы оборудования.Они также должны гарантировать, что давление остается ниже установленных пределов в целях безопасности. Близость распределительных линий к потребителям обычно ограничивает их давление до 20 процентов от проектного максимума.
Регуляторы регулируют поток газа через распределительную систему. Они откроются для увеличения потока газа, когда давление в секции упадет ниже указанной уставки, и закроются, когда давление поднимется выше другой уставки. Распределительные трубопроводы также имеют предохранительные клапаны, которые могут выпускать газ в атмосферу в качестве дополнительной меры безопасности, чтобы предотвратить разрыв труб.
Современные газораспределительные системы используют программное обеспечение для оценки своей мощности и обеспечения того, чтобы потребители получали газ с давлением выше минимального, необходимого для модернизации оборудования. Эти линии также соединены между собой в виде сетки с рядом запорных клапанов, которые сводят к минимуму перебои в обслуживании во время технического обслуживания и аварийных ситуаций.
Строительство
Безопасность является важным фактором при строительстве газопроводов из-за давления, которое они должны выдерживать, и последствий разрыва трубопровода.Линии распределения соответствуют самым высоким стандартам строительства из-за их близости к людям. Трубы необходимо проверять на соответствие государственным и отраслевым стандартам безопасности. Сборные и транспортировочные трубопроводы специально спроектированы для их предполагаемой роли в газопроводе, хотя оба они, как правило, изготавливаются из проката из высокоуглеродистой стали. Длина каждого сегмента трубы обычно составляет от 40 до 80 футов. Диаметр и толщина сильно зависят от таких факторов, как преобладающие почвенные условия, география и плотность населения.
Распределительные трубопроводы изначально были из чугуна, который с возрастом становится хрупким. Сталь по-прежнему является обычным материалом для старых трубопроводов, хотя новые трубопроводы все чаще изготавливаются из высокопрочного пластика или композитных материалов. Старые распределительные трубы могут быть изготовлены из пластика Aldyl-A, который особенно подвержен хрупкости. Национальный совет по безопасности на транспорте рекомендовал замену распределительных трубопроводов из этого типа пластика.
Трубопроводы подвержены постоянным напряжениям, которые могут вызвать их разрушение. Движение грунта из-за циклов замерзания / оттаивания является основной причиной этих напряжений, которые обычно называют морозным пучением. В некоторых штатах требуется инспекция трубопроводов в зимний период, позволяющая отремонтировать их до того, как они разорвутся.
Установка
Исторически сложилось так, что трубопроводы прокладывались с открытыми траншеями, что до сих пор является наиболее распространенным методом сбора и передачи труб.Распределительные линии с большей вероятностью будут проложены бестраншейными методами, такими как бурение и горизонтально-направленное бурение (ГНБ), поскольку они вызывают меньшее нарушение окружающей среды. Растачивание особенно распространено для распределительных трубопроводов в городских условиях из-за его полезности при пересечении дорог.
Бестраншейные методы представляют больший риск повреждения существующих коммуникаций, поскольку они предполагают бурение и бурение, а не открытое копание. Металлические линии относительно легко обнаружить с помощью оборудования для обнаружения металлов, но канализационные трубы из глины и пластика требуют обнаружения менее надежными ультразвуковыми технологиями.Кроме того, поврежденные канализационные трубы могут оставаться незамеченными, пока домовладелец не заметит забитый канализационный сток. Наибольший риск возникновения поперечного отверстия заключается в том, что сантехники часто используют приводной шнек для очистки забитой канализационной линии, которая может нарушить газовую линию.
Федеральные правила, как правило, требуют, чтобы все линии электропередачи и некоторые линии сбора были проложены под землей на глубине не менее 30 дюймов в сельской местности и не менее 36 дюймов в населенных пунктах. Дороги и железнодорожные переезды также требуют, чтобы эти линии были заглублены на глубину не менее 36 дюймов.Минимальная глубина для водных переходов может варьироваться от 18 до 48 дюймов, в зависимости от состава почвы или породы. Линии распределения обычно должны быть заглублены на глубину не менее 24 дюймов, хотя минимальная глубина снижается до 18 дюймов вдоль дорог и 12 дюймов на частной собственности. Эти минимальные глубины применяются только при установке и не требуют поддержания в течение долгого времени.
Underground Services, Inc. — одна из старейших компаний в Соединенных Штатах, предлагающих полный комплекс услуг по подземному инженерному строительству (SUE).