Давление газа в газопроводе: классификация, виды и категории труб

Расчет расхода на ограниченном участке

Если газопровод состоит из отдельных участков, то расчет суммарного расхода на каждом из них придется выполнять отдельно. Но это несложно, так как для вычислений потребуются уже известные цифры.

Определение данных с помощью программы

Зная изначальные показатели, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам плит и котлов, можно приступать к расчету.

Для этого выполняются следующие действия (пример приведен для внутридомового газопровода именно низкого давления):

Количество котлов умножается на производительность каждого из них.
Полученное значение умножается на уточненный с помощью специальной таблицы коэффициент одновременности для этого вида потребителей.
Количество плит, предназначенных для приготовления пищи, умножается на производительность каждой из них.
Полученное после предыдущей операции значение умножается на коэффициент одновременности, взятый из специальной таблицы.
Полученные суммы для котлов и плит суммируются.

Подобные манипуляции проводятся для всех участков газопровода. Полученные данные вводятся в соответствующие графы программы, с помощью которой выполняются исчисления. Все остальное электроника делает сама.

Расчет с использованием формул

Этот вид гидравлического расчета схож с описанным выше, то есть потребуются те же данные, но процедура будет длительной. Так как все придется выполнять вручную, кроме того, проектировщику понадобится осуществить ряд промежуточных операций, чтобы использовать полученные значения для окончательного подсчета.

А также придется уделить достаточно много времени, чтобы разобраться во многих понятиях, вопросах, которые человек не встречает при использовании специальной программы. В справедливости вышеизложенного можно убедиться, ознакомившись с формулами, которые предстоит использовать.

В применении формул, как и в случае с гидравлическим расчетом с использованием специальной программы, есть особенности для газопроводов низкого, среднего и, конечно же, высокого давления. И об этом стоит помнить, так как ошибка чревата, причем всегда, внушительными финансовыми издержками.

Вычисления с помощью номограмм

Какая-либо специальная номограмма представляет собой таблицу, где указаны ряд значений, изучив которые можно получить нужные показатели, не выполняя вычислений. В случае с гидравлическим расчетом — диаметр трубы и толщину ее стенок.

Существуют отдельные номограммы для полиэтиленовых и стальных изделий. При расчете их использовались стандартные данные, к примеру, шероховатость внутренних стенок. Поэтому за правильность информации можно не переживать.

Назначение магистрального газопровода

Под магистральным газопроводом понимается трубопровод, сконструированный для доставки газа из района месторождения или обработки к месту потребления, или система труб, связывающая между собой отдельные месторождения газа. Он относится к Единой системе газоснабжения России и является одним из ключевых элементов системы транспортировки газа.

Трубопровод, подсоединенный к магистральному газопроводу и предназначенный для передачи части газа к конкретным населенным пунктам или предприятиям, называется ответвлением.

По такому газопроводу может транспортироваться природный или попутный нефтяной углеводородный газ (из месторождений) или сжиженные углеводородные газы (из мест производства).

Магистральные трубопроводы могут быть:

однониточными, т. е. с трубами равного диаметра на всей протяженности системы;
многониточными, представляющими собой систему, где параллельно главной ветке расположены еще несколько;
телескопическими т. е. на протяжении от головных сооружений до конечной газораспределительной станции диаметр труб меняется.

Диаметр труб газопровода составляет от 720 мм до 1420 мм. Пропускная способность газопровода равна 30–35 млрд куб. м газа в год.

Классификация газопроводов

подземные (с расстоянием 0,8–1 м до главной пропускной трубы);
надземные (т. е. трубы устанавливаются на опорах);
наземные (т. е. в насыпных дамбах).

Если газ требуется доставить с мест подводной добычи на берег, то сооружаются подводные газопроводы.

За управление российскими магистральными газопроводными системами обычно отвечает государственная компания. Она обязана осуществлять проверку состояния труб, нанимать рабочих и следить за повышением их квалификации.

Причины падения

При введении жилых объектов в строй система газоснабжения настраивается на оптимальные параметры, что должно полностью удовлетворять бытовые потребности. Однако, нередко возникают ситуации, когда давление в газопроводе падает.

Сколько составляет рост потребления при низкой температуре?

В зимнее время падение давления газа наблюдается наиболее часто. Это связано, прежде всего, с резким увеличением его потребления за счет включения на полную мощность различных газовых приборов (котлы, бойлеры, отопительные приборы, камины и т.п.).

Многие жильцы прогревают помещение за счет включенной горелки на плите. Кроме того, снижается и пропускная способность подводящего трубопровода. В трубах образуется конденсат, который при минусовой температуре замерзает, что существенно уменьшает внутренний диаметр магистрали.

Плохое техническое состояние газопровода

Вторая по распространенности причина – неудовлетворительное состояние оборудования распределительной станции и самих труб. Если не проводится периодически профилактика и ремонт, то это, безусловно, скажется на давлении в газопроводе.

Нередко виновником становится коррозия металла труб, особенно, если трубопровод изготовлен с нарушением нормативов, и использовались низкокачественные, дешевые материалы.

Утечка: как это происходит?

Утечка газа не только снижает его давление, но и пожароопасна. Такое явление, чаще всего, наблюдается в местах стыка труб, установки запорной аппаратуры, отводов, подключения газовых приборов. Оно может возникать как внутри помещения, так и вне его (в подвалах, подъездах, на магистрали).

Присоединение новых потребителей

Газовые сети при проектировании рассчитываются на определенное потребление с установленным запасом на непредвиденные случаи. На практике, нередки варианты, когда подключаются дополнительные потребители, способные заметно изменить всю картину распределения газа.

Жильцы часто производят несогласованное подключение различных газовых приборов приличной мощности. Наиболее часто, меняется 2-х конфорочная плита на 4-х конфорочный аппарат, да еще с мощной духовкой. Одна квартира мало повлияет на систему, но несколько таких изменений способно снизить давление в общем газопроводе.

Наиболее сильное влияние оказывает предпринимательская деятельность на первом этаже многоквартирного дома. Предприятия общественного питания и другие потребители газа должны иметь индивидуальную газовую сеть, не связанную с газопроводом дома. Однако, фиксируются случаи врезки их в существующую магистраль, что заметно влияет на давление газа.

Нормы потребления газа на отопление дома

Ограничения в потреблении коммунальных услуг могут проявляться в минимальных тарифах, допустимой мощности и нормах отпуска ресурса. Необходимость в существовании норм появляется там, где отсутствуют счётчики учёта.

Нормы потребления природного газа населением определяются по следующим направлениям его использования:

приготовления еды в расчёте на 1 человека в месяц;
подогрев воды при автономном газо и водоснабжении в условиях отсутствия или наличия газового водонагревателя;
индивидуальное отопление жилых помещений и хозяйственных построек;
на нужды содержания домашних животных;

Нормы газа на отопление рассчитываются исходя из расхода в равных долях по месяцам всего года. Измеряются в кубометрах на 1 м 2 отапливаемой площади или на 1 м 3 отапливаемого объема. Если здание многоэтажное, то расчёт производится по каждому этажу отдельно. Как правило, к отапливаемым помещениям причисляются мансарды, цокольные этажи, а также некоторые подвальные помещения.

Правила выполнения расчета

Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.

Документ свидетельствует, что основным способом выполнения исчисления является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемую потерю давления между участками будущего газопровода или нужный диаметр труб.

Если нет таких программ или человек считает, что их использование нецелесообразно, то можно применять другие, разрешенные Сводом правил, методы.

К которым относятся:

расчет по приведенным в СП формулам — это самый сложный способ расчета;
расчет по, так называемым, номограммам — это более простой вариант, чем использование формул, ведь какие-либо исчисления производить не придется, потому что необходимые данные указаны в специальной таблице и приведены в Своде правил, и их просто нужно подобрать.

Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам. А поэтому вновь построенный газопровод будет способен обеспечить своевременную, бесперебойную подачу планируемого количества топлива даже в часы его максимального использования.

Что ещё учитывается при расчёте газопроводной магистрали

В результате трения о стенки скорость газа по сечению трубы различается – по центру она быстрее. Однако применяется для расчётов средний показатель – одна условная скорость.

Различают два вида перемещения по трубам: ламинарное (струйное, характерное для труб с малым диаметром) и турбулентное (имеет неупорядоченный характер движения с непроизвольным образованием вихрей в любом месте широкой трубы).

Расчет диаметра трубопровода магистрального газоснабжения

Газ перемещается не только из-за оказываемого на него внешнего давления. Его слои оказывают давление между собой. Поэтому учитывается и фактор гидростатического напора.

На скорость перемещения влияют и материалы труб. Так в стальных трубах в процессе эксплуатации увеличивается шероховатость внутренних стенок и оси сужаются по причине зарастания. Полиэтиленовые трубы, наоборот, увеличиваются во внутреннем диаметре с уменьшением толщины стенок. Всё это учитывается при расчётном давлении.

Обозначение газопроводов

В России каждый газопровод должен быть обозначен специальным знаком. Установка знаков должна быть оформлена совместным актом землепользователя предприятия, использующего магистральный трубопровод.

Гост маркировка трубопроводов

Знаки входят в магистральный газопроводный комплекс и являются важной его частью. Они служат ориентиром для обнаружения трубопровода

Благодаря им во время работ в охранной зоне можно увидеть территорию, по которой проходят трубы. Знаки показывают, что предприятие действует по нормам магистральных трубопроводов.

На знаке содержатся предупреждения и информация о магистральном газопроводе. Он представляет собой столб с двумя плакатами.

На одном, расположенном перпендикулярно поверхности, находятся сведения о ширине охраняемой территории, месте и глубине залегания труб, дополнительные технические параметры. На втором написано расстояние в километрах по всей длине труб. Он предназначен для обнаружения газопровода с воздуха, поэтому расположен с небольшим наклоном (до 30 градусов).

Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета

Для безопасной и безотказной работы газоснабжения его нужно спроектировать и рассчитать

Важно безупречно подобрать трубы для магистралей всех типов давления, обеспечивающих стабильную поставку газа к приборам

Чтобы подбор труб, арматуры и оборудования был максимально точным, производят гидравлический расчет трубопровода. Как его сделать? Признайтесь, вы не слишком сведущи в этом вопросе, давайте разбираться.

Мы предлагаем ознакомиться со скрупулезно подобранной и досконально обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета для газопроводных систем. Использование представленных нами данных обеспечит подачу в приборы голубого топлива с требующимися параметрами давления. Тщательно проверенные данные опираются на регламент нормативной документации.

В статье предельно обстоятельно рассказано о принципах и схемах производства вычислений. Приведен пример выполнения расчетов. В качестве полезного информативного дополнения использованы графические приложения и видео-инструкции.

Что такое охранная зона газопровода

Охранной зоной, по Земельному Кодексу, признается местность с особенными условиями пользования. Эксплуатация таких земельных участков ограничена их целевой принадлежностью.

Когда на пути охранных зон, при прокладке новой газовой сети, оказываются земли других владельцев, им возмещаются убытки. А установка опознавательных знаков согласуется с землепользователями и оформляется актом.

Цели устанавливаемых газопроводных охранных зон.

Исключение несчастных случаев среди населения.
Безопасность эксплуатации и не допущение порчи имущества газового хозяйства.
Предотвращение засорения прилежащих территорий.

Главная задача – организация бесперебойной работы и максимальной безопасности, путем обеспечения быстрого доступа при плановых осмотрах, текущем и аварийном обслуживании. В основном она достигается охраной примыкающих к газовым трассам земельных участков.

Охранные зоны газораспределительных сетей

Ширина зон особого использования оговаривается «Правилами охраны газораспределительных сетей» и зависит от видов прокладки и степени предполагаемого риска при авариях:

В пределах двух метров по обеим сторонам сетей наружного исполнения.
Не менее десяти метров с двух сторон подземных трубопроводов расположенных в грунтах вечной мерзлоты.
В радиусе десяти метров от ГРП (если они наружного исполнения).
100 метров с обеих сторон газопроводов залегающих в водных просторах рек, озёр и т.п.
Трехметровую дистанцию от межпоселочных сетей проложенных в лесах и сквозь подобную многочисленную растительность.
Расстояние от наружных трасс до деревьев должно составлять не меньше высоты этих деревьев (весь период эксплуатации).

Пожаро- и взрывоопасность газов определяет необходимость введения зон особого использования и их обозначения опознавательными знаками.

Вне населенных пунктов устанавливаются железные или железобетонные столбики высотой не более 1,5 м, с шагом не менее 0,5 км.

Предназначены для указания мест:

пролегания подземных газораспределительных сетей;
пересечения с автомагистралями;
железными дорогами;
на поворотах у колодца, сборника конденсата, ковера и т.п.;
на берегах водоемов, в случае подводной прокладки.

Опознавательные знаки содержат:

расстояние от сети;
материал трубопровода;
диаметр;
значение давления – для сетей ВД и СД, для сетей с низким давлением просто ставится пометка «н.д».
угол поворота (УП);
глубина прокладки;
контакты ответственной АДС (аварийной диспетчерской службы) и др.

Охранная зона газопровода низкого давления, сколько метров

Газопроводы низкого давления – это неотъемлемая часть газораспределительной сети, по ним обычно производится поставка газа конечному потребителю, поэтому их охране также отводится немаловажное значение. Ширина охранной зоны исчисляется от центральной оси трубопровода в обе стороны:

Ширина охранной зоны исчисляется от центральной оси трубопровода в обе стороны:

для наружных сетей НД составляет по 2 метра;
для подземных – по 3.

Профилактические меры:

Проведение инструктажей по технике безопасности с гражданами, являющимися собственниками земель, расположенных в охранных зонах – не реже 1 раза в пол года.
Ежегодное обследование трасс, проведение необходимых работ, внесение корректировок в проектную документацию.
Восстановление опознавательных знаков и обновление табличек.
Обеспечение трасс табличками, распознаваемыми с воздуха.

Охранная зона газопровода высокого давления

Правила охраны сетей высокого давления указывают на необходимость обустройства защитных зон. Охранная территория газопроводов с высоким давлением газа определяется соответствующей категорией и регламентируется требованиями СНиП – 42-01-2002.

Охранная зона магистралей с высоким давлением – 50 м, распределительных – до 10.
Выбирать землю под строительство жилого дома либо дачного участка, безусловно лучше ближе к газопроводу. Тогда затраты на газификацию частного дома будут минимальными, но при этом необходимо учитывать расстояние охранной зоны газопровода. В случае отсутствия возможности подключения к центральному газопроводу, стоит рассмотреть вариант использования автономной газификации (газгольдеров или газовых баллонов).

Правила выполнения расчета

Любой гидравлический расчет выполняется после создания расчетной схемы, включающей основные показатели. Более того, в соответствующие графы пользователь вносит известные данные

К которым относятся:

расчет по приведенным в СП формулам — это самый сложный способ расчета;
расчет по, так называемым, номограммам — это более простой вариант, чем использование формул, ведь какие-либо исчисления производить не придется, потому что необходимые данные указаны в специальной таблице и приведены в Своде правил, и их просто нужно подобрать.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

Газопровод через воду

арочные;
балочные;
висячие.

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Гибкий переход – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам.

Таблицы соотношения единиц измерения

Более наглядное и подробное понятие о категориях газопроводов получим из таблицы 1.

Таблица 1.

Единица измерения	Показатели давления газа
Низкое	Среднее	Высокое 2 кат.	Высокое 1 кат
МПа	до 0,005	от 0,005 до 0,3	от 0,3 до 0,6	от 0,6 до 1,2
кПа	до 5,0	от 5 до 300	от 300 до 600	от 600 до 1200
мбар	до 50	от 50 до 3000	от 3000 до 6000	от 6000 до 12000
бар	до 0,05	от 0,05 до 3	от 3 до 6	от 6 до 12
атм	до 0,049	от 0,049 до 2,96	от 2,960 до 5,921	от 5,921 до 11,843
кгс/см2	до 0,050	от 0,5 до 3,059	от 3,059 до 6,118	от 6,118 до 12,236
н/м2 (Па)	до 5000	от 5000 до 300000	от 300000 до 600000	от 600000 до 1200000

Здесь приведены показатели в различных системах измерения, которые часто используются в технической и нормативной литературе.

Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета

Для безопасной и безотказной работы газоснабжения его нужно спроектировать и рассчитать

Основные сооружения, входящие в комплекс магистрального газопровода

Согласно СНиП, магистральный газопровод включает в себя трубопровод и все ответвления с диаметром труб не более 1420 мм. Избыточное давление передаваемого газа не должно превышать 10 МПа.

В состав газопроводного комплекса входят следующие объекты:

Состав сооружений магистрального газопровода

газовая скважина со «шлейфом»;
газосборный пункт;
газопромысловый коллектор;
очистительные сооружения;
газокомпрессорная станция;
магистральный газопровод;
запорные устройства;
переходная компрессорная станция;
переходы;
линия связи;
запасной набор труб;
вдольтрассовая дорога с подъездами;
газораспределительные станции;
отводы;
защитные сооружения;
лупинг;
городские газовые сети.

Лупинг – это трубы, укладка которых осуществляется параллельно основному трубопроводу. Лупинги сооружаются, если нужно повысить производительность трубопровода. Их месторасположения не имеет значения.

Лупинг газопровода

Виды газопроводов

Газопроводные системы связываются с уровнями давления газообразного вещества, которое перемещается по ним, делятся на следующие виды:

1. Газопроводная конструкция с наличием высокого давления первого сорта в условиях рабочего давления газового вещества в пределах 0,71,3 МПа для натурального вещества и газовоздушной смеси и до 1,7 МПа для СУГ;

2. Газопроводный канал с высоким уровнем давления второй категории в условиях давления в рамках 0,40,7 МПа;

3. Газопроводное сооружение со средними показателями давления имеется давление в рабочем режиме в пределах 0,0060,4 МПа;

4. Газовый канал с низким давлением уровень давления до 0,006 МПа.

Давление газа в надземных газопроводах в зависимости от класса потребителей и особенностей размещения

Почему необходимо проводить расчёт газопровода

На протяжении всех участков газопроводной магистрали проводятся расчёты для выявления мест, где в трубах вероятны появления возможных сопротивлений, изменяющих скорость подачи топлива.

Если все вычисления сделать правильно, то можно подобрать наиболее подходящее оборудование и создать экономичный и эффективный проект всей конструкции газовой системы.

Это избавит от лишних, завышенных показателей при эксплуатации и расходов в строительстве, которые могли бы быть при планировании и установке системы без гидравлического расчёта газопровода.

Появляется лучшая возможность подбора нужного размера в сечении и материалов труб для более эффективной, быстрой и стабильной подачи голубого топлива в запланированные точки системы газопровода.

Обеспечивается оптимальный рабочий режим всей газовой магистрали.

Застройщики получают финансовую выгоду при экономии на закупках технического оборудования, строительных материалов.

Производится правильный расчёт газопроводной магистрали с учётом максимальных уровней расхода горючего в периоды массового потребления. Учитываются все промышленные, коммунальные, индивидуально-бытовые нужды.

Влияние материала труб на расчет

Для строительства газопроводов можно использовать трубы, изготовленные только из определенных материалов: стали, полиэтилена. В некоторых случаях применяются изделия из меди. Скоро будут массово использоваться металлопластиковые конструкции.

Сегодня нужные сведения можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет можно выполнять только с учетом их характеристик, чего требует профильный Свод правил. А также в документе указаны необходимые для исчисления данные.

Коэффициент шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:

для всех полиэтиленовых труб, причем независимо новые они или нет, — 0,007 см;
для уже использовавшихся стальных изделий — 0,1 см;
для новых стальных конструкций — 0,01 см.

Для каких-либо других видов труб этот показатель в Своде правил не указывается. Поэтому их использовать для строительства нового газопровода не стоит, так как специалисты горгаза могут потребовать внести коррективы. А это опять же дополнительные расходы.

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:

В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:

Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:

Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных.

Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта — процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.

Появились вопросы, нашли недочеты или можете дополнить наш материал ценной информацией? Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.

Источник