Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Системы газоснабжения городов
• 1.1 Классификация газопроводов
• 1.2 Состав технологического потока при сооружении участка газопровода
• 1.3 Способы очистки полости и испытания газопровода, обоснование выбранного способа
• 2. Исходные данные
• 3. Определение годовых расходов теплоты
• 3.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах
• 3.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях бытового обслуживания
• 3.3 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях общественного питания
• 3.4 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в учреждениях здравоохранения
• 3.5 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на хлебозаводах и пекарнях
• 3.6 Определение годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
• 3.7 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания населения, школ и ВУЗов
• 4. Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями города
• 5. Построение графика годового потребления газа городом
• 6. Выбор и обоснование системы газоснабжения
• 7. Определение оптимального числа ГРС и ГРП
• 7.1 Определение числа ГРС
• 7.2 Определение оптимального числа ГРП
• 8. Типовые схемы ГРП и ГРУ
• 8.1 Газорегуляторные пункты
• 8.2 Газорегуляторные установки
• 9. Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок
• 9.1 Выбор регулятора давления
• 9.2 Выбор предохранительно-запорного клапана
• 9.3 Выбор предохранительно-сбросного клапана
• 9.4 Выбор фильтра
• 9.5 Выбор запорной арматуры
• 10. Конструктивные элементы газопроводов
• 10.1 Трубы
• 10.2 Детали газопроводов
• 11. Гидравлический расчёт газопроводов
• 11.1 Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления ГРП
• 11.1.1 Расчет в аварийных режимах
• 11.1.2 Расчет ответвлений
• 11.1.3 Расчёт при нормальном потокораспределении
• 11.2 Гидравлический расчет многокольцевых газовых сетей низкого давления
• 12. Технико - экономический расчет
• 13. Техника безопасности
• 13.1 Охрана труда и техника безопасности
• 13.2 Требования безопасности перед началом работы
• 13.3 Требования безопасности во время работы
• 13.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях
• 13.5 Техника безопасности при погрузочно-разгрузочных работах
• 13.6 Техника безопасности при монтаже и испытании газопроводов
• 13.7 Мероприятия по технике безопасности
• 14. Экология и газоснабжение
• 14.1 Характеристика возможных выбросов при эксплуатации газопроводов
• 14.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ при сгорании топлива в котельных
• 14.3 Решения по охране окружающей природной среды
• 14.3.1 Охрана атмосферного воздуха
• 14.3.2 Защита окружающей среды от загрязнения производственными и хозбытовыми сточными водами
• 14.4 Оценка воздействия на земельные ресурсы, почвенно-растительный покров и животный мир
• Заключение
• Список использованных источников


Введение

Газовая промышленность является одной из самых динамично развивающихся отраслей экономики Российской Федерации. В последние годы она вышла на первое место по производству топливно-энергетических ресурсов. газопровод теплота установка

Из общего объёма добываемого в стране природного газа 94% приходится на Российское акционерное общество «Газпром».

Главная задача этого мощного комплекса - обеспечить надёжное снабжение газом, газовым конденсатом и продуктами их переработки потребителей Российской Федерации, а также поставка газа на экспорт за границу.

ОАО «Газпром» в настоящее время владеет лицензиями на разработку более 92 газовых и газоконденсатных месторождений, а это - более 32.2 триллионов метров кубических газа, что составляет 67 % от общероссийских запасов и 23 % от мировых.

Разработка газовых и газоконденсатных месторождений в системе ОАО «Газпром» должна обеспечить добычу газа к 2015 году около 820 млрд. м і, а конденсата в 2015 и 2030 годах приблизительно 19, 4 млн. тонн.

ОАО «Газпром» в настоящее время эксплуатирует на территории России магистральные газопроводы общей протяжённостью свыше 150 тысяч километров. Для начала наращивания экспортных поставок газа предусматривается начать строительство магистрального газопровода Ямал - Европа общей протяжённостью свыше 4000 километров, который пройдёт по территории России, Белоруссии и Польши до границы Германии. С целью диверсификации и повышения надежности поставок газа в Южную Европу и Турцию, реализован проект «Голубой поток», предусматривающий строительство уникального участка газопровода по дну Черного моря.

Экспорт природного газа за границу является главным источником валютных поступлений в бюджет страны, поэтому строительство экспортных магистральных газопроводов имеет огромное значение для всей экономики Российской Федерации.

Инвестиционной программой на 2013 г. важнейшими проектами в области добычи определены дальнейшее обустройство Харвутинской площади Ямбургского месторождения, освоение Южно-Русского, Штокмановского, Приразломного и Бованенковского месторождений. Также предполагается финансирование проектов по освоению и разработке месторождений за рубежом. Основными направлениями развития в транспорте газа являются проекты по строительству газопроводов СРТО - Торжок и Грязовец - Выборг, расширение Уренгойского газотранспортного узла, а также реконструкция действующих объектов транспорта и хранения газа.

После 2013 г. предполагается освоение новых стратегических районов газодобычи на полуострове Ямал, шельфе Баренцева моря, в акваториях Обской и Тазовской губ, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Освоение месторождений в этих труднодоступных районах с суровым климатом потребует уже в ближайшие годы значительных инвестиций в связи с необходимостью решения сложных технических задач при бурении, осуществлением мероприятий по охране окружающей среды, прокладке трубопроводов и коммуникаций.

В 2006 г. принято стратегическое решение о начале разработки месторождений полуострова Ямал. Суммарные запасы крупнейших месторождений Ямала - Бованенковского, Харасавэйского и Новопортовского, - лицензии, на разработку которых принадлежат обществам Группы Газпром, составляют 5,8 трлн. мі газа, 100,2 млн. т конденсата и 227 млн. т нефти.

Приоритетным экспортным проектом является газопровод «Северный поток» по дну Балтийского моря. По морскому трубопроводу протяженностью 1 200 км газ будет поставляться из России в Германию, откуда далее он может быть транспортирован в Великобританию, Нидерланды, Бельгию и Францию. Первую нитку газопровода пропускной способностью 27,5 млрд. мі в год намечено ввести в строй в 2010 г.

На территории России ведется строительство газопровода из северных районов Тюменской области до г. Торжок (СРТО - Торжок), что позволит увеличить поставки газа потребителям Северо-Западного региона России, а также на экспорт по газопроводу Ямал - Европа. По состоянию на конец 2006 г. полностью введена в эксплуатацию линейная часть газопровода общей протяженностью более 2 000 км и четыре компрессорные станции. На 2007 г. по данному проекту запланированы инвестиции в размере 17,4 млрд. руб. Для подачи газа Штокмановского месторождения на Северо-запад России также планируется строительство газопровода Видяево - Волхов.

Началось строительство магистрального газопровода Грязовец - Выборг для обеспечения поставок газа на Северо-запад России и в газопровод «Северный поток». Инвестиции на 2012 г. - 26,8 млрд. руб.

Важнейшим проектом после 2012 г. станет строительство многониточной ГТС для транспортировки газа с месторождений полуострова Ямал в район г. Торжок. Система протяженностью свыше 2400 км рассчитана на повышенное рабочее давление газа и будет состоять из труб диаметром 1420 мм. В настоящее время выполняются проектные работы.

Снабжение природным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью:

- улучшение бытовых условий населения;

- замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, на коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания и т. п.;

- улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.

Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй.

На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий.

Прокладку газопроводов выполняют в соответствии с требованиями СНиП.

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах.

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, для приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

В сельском хозяйстве природный газ используется для приготовления корма животным, для обогрева сельскохозяйственных зданий, в производственных мастерских.

При проектировании газовых сетей городов и поселков приходится решать следующие вопросы:

- определить всех потребителей газа на газифицируемой территории;

- определить расход газа для каждого потребителя;

- определить места прокладки распределительных газопроводов;

- определить диаметры всех газопроводов;

- подобрать оборудование для всех ГРП и ГРУ и определить места их расположения;

- подобрать всю запорную арматуру (задвижки, краны, вентили);

- определить места установки контрольных трубок и электродов для контроля за

состоянием газопроводов время их эксплуатации;

- разработать способы прокладки газопроводов при их пересечении с другими

коммуникациями (дорогами. теплотрассами, реками, оврагами и т.п.);

- определить сметную стоимость строительства газопроводов и всех сооружений на

них;

- разобрать мероприятия для безопасной эксплуатации газопроводов.

Целью данной работы является проектирование системы газоснабжения города Мончегорск Мурманской области для обеспечения данным видом топлива все муниципальные здания, жилые дома, а так же перевод имеющейся котельной , работающей на мазуте, на газ.

1. Системы газоснабжения городов

1.1 Классификация газопроводов

Система газоснабжения города включает в свой состав источник газоснабжения, подземную сеть газопроводов, а также арматуру для подачи и регулирования давления газа, внутреннее газооборудование. Источниками газоснабжения служат месторождения природного газа или искусственные газы, получаемые на газовых заводах. Потребителями газа являются жилые дома, коммунально-бытовые предприятия, общественные здания, промышленные предприятия.

Для передачи газа с мест добычи или газовых заводов к потребителям применяют трубопроводы высокого давления, обеспечивающего движение газа в трубах. С этой целью на магистрали газопровода или на газовом заводе устраивают головные компрессорные станции. Давление газа в газопроводе значительно превосходит допустимое в городской сети, поэтому при вводе в населенный пункт устраивают газораспределительную станцию (ГРС). Для небольших городов и поселков может быть установлен контрольно-распределительный пункт (КРП).

Для распределения газа потребителям наиболее целесообразна кольцевая система газовых сетей. Преимуществом ее является надежность газоснабжения, которая не нарушается при выключении отдельных участков сети и дает возможность поддерживать равномерное давление газа в сети.

Городские газопроводы различают по величине давления, под которым подается газ. В зависимости от этого городские газопроводы бывают низкого, среднего и высокого давления. Сети низкого давления обеспечивают подачу газа к жилым домам и мелким коммунальным потребителям. Поскольку для подачи определенного количества газа, особенно в отдаленные районы города, при высоком давлении требуются меньшие диаметры труб, отдельные городские газопроводные сети целесообразно устраивать высокого или среднего давления, которые служат для питания сети низкого давления, а также для снабжения газом крупных коммунально-бытовых и промышленных предприятий через газорегуляторные пункты. Газорегуляторные пункты бывают одноступенчатыми, оборудованными регуляторами, снижающими давление с высокого на среднее, со среднего на низкое или с высокого на низкое, и двухступенчатыми, оборудованными регуляторами первой и второй ступеней для снижения давления сначала с высокого на среднее, а затем со среднего на низкое. Обычно газорегуляторный пункт (ГРП) помещают в одноэтажном здании, покрывая его легкими несгораемыми конструкциями. Здание отапливается, двери его должны открываться наружу.

Городские газопроводы прокладывают в грунте главным образом из стальных труб на сварке (диаметр труб чаще всего бывает от 100 до 400 мм). Для защиты труб от коррозии перед укладкой на них наносят изоляцию.

Газопроводы, прокладываемые в городах и населенных пунктах, классифицируются по следующим основным показателям:

· по виду транспортируемого газа -- на газопроводы природного и попутного нефтяного газа, сжиженных углеводородных, искусственных и смешанных газов;

· по давлению газа -- на газопроводы низкого, среднего и высокого давления.

Давление газа для газопроводов городов и населенных пунктов

Низкое до 5000 Па (0,05 кгс/см 2 )

Среднее свыше 0,005 до 0,3 МПа (от 0,05 до 3 кгс/см 2 )

Высокое свыше 0,3 до 1,2 МПа (от 3 до 12 кгс/см 2 )

Газопроводы низкого давления предназначаются для подачи газа к жилым домам и общественным зданиям, а также к коммунально-бытовым предприятиям. Газопроводы среднего давления через ГРП снабжают газом газопроводы низкого давления, а также газопроводы промышленных и коммунально-бытовых предприятий. По газопроводам высокого давления газ поступает в местные ГРП крупных промышленных; предприятий, а также предприятий, технологические процессы которых требуют применения газа высокого давления до 1,2 МПа (12 кгс/см 2 ), а также через ГРП в газопроводы среднего давления. Связь между газопроводами различных давлений осуществляется только через ГРП или ГРУ;

· по расположению в системе планировки городов и населенных пунктов -- на наружные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутридомовые, внутрицеховые); по местоположению относительно отметки земли -- на подземные (подводные) и надземные. На территории городов и населенных пунктов наружные газопроводы прокладывают в грунте (подземные газопроводы), а также по фасадам зданий и опорам (надземные газопроводы). На территории промышленных и коммунально-бытовых предприятий рекомендуется надземная прокладка газопроводов;

· по назначению в системе газоснабжения -- на городские магистральные, распределительные, вводы, вводные (ввод в здание), импульсные и продувочные; по принципу построения -- на закольцованные (кольцевые), тупиковые и смешанные (закольцованные и тупиковые). Кольцевые сети представляют собой систему замкнутых газопроводов, благодаря чему достигается более равномерный режим давления газа у всех потребителей.

Тупиковые сети представляют собой газопровод, разветвляющийся по различным направлениям к потребителям газа. Недостатком этой сети является различная величина давления газа у отдельных потребителей, причем по мере удаления от источника газоснабжения давление газа снижается. Так как питание газом всех сетей происходит только в одном направлении, то возникают затруднения при ремонтных работах.

Смешанные сети представляют собой сочетание кольцевых и тупиковых сетей газопроводов. В настоящее время крупные и средние города газифицируют в основном по кольцевой и смешанной схемам. Совокупность газопроводов и сооружений на них называют системой газоснабжения города или населенного пункта. Система газоснабжения должна обеспечить бесперебойную подачу газа всем потребителям, быть простой, удобной и безопасной в обслуживании, предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов для производства аварийных и ремонтных работ.

Городские системы газоснабжения представляют собой комплекс сооружений, состоящий из источника Газоснабжения, газопроводов низкого, среднего и высокого давления, газораспределительных станций, ГРП и ГРУ, подземных хранилищ газа или газгольдерных станций; средств телемеханизации.

Газопроводы являются важным элементом системы газоснабжения, так как на сооружение их затрачивается 70--80 % всех капитальных вложений. При этом из общей протяженности газопроводов 70--80 % составляют газопроводы низкого давления и только 20--30 % -- газопроводы среднего и высокого давления.

Система газоснабжения населенных пунктов подразделяют на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые, данная классификация зависит от числа ступеней перепада давления газа в газопроводах.

Различают:

- одноступенчатые системы газоснабжения ,

- двухступенчатые системы газоснабжения ,

- трехступенчатые системы газоснабжения ,

- многоступенчатые системы газоснабжения .

Одноступенчатой системой газоснабжения называют такую систему, при которой распределение, а также подача газа непосредственно потребителям осуществляются по газопроводам только одного - низкого давления. Данный вид газопроводов применяется для небольших населенных пунктов, при этом присоединяемых к магистральным газопроводам. Также данная систтема применима для поселков с автономным газоснабжением

Двухступенчатой системой газоснабжения называют систему, обеспечивающую распределение, подачу газа потребителям по газопроводам не более чем двух категорий, к примеру, таких как: среднего и низкого или высокого и низкого давлений. Двухступенчатая система газоснабжения применяется для городов с большим числом жителей (потребителей), оторые размещенны на большой по площади территории

Трехступенчатые системы газоснабжения это системы, где распределение и подача газа по потребителям осуществляются с помощью применения газопроводов трех категорий давления- низкого, среднего и высокого. Данная система применяется в крупных и густонаселенных городах - мегаполисах.

Многоступенчатые системы газоснабжения обеспечивают распределение газа по газопроводам четырех давлений, таких как: - высокого I категории (до 1,2 МПа), - высокого II категории (до 0,6 МПа), - среднего (до 0,3 МПа), - низкого (до 500 даПа). Данная система газоснабжения применяется в крупных городах с большим числом промышленных потребителей. Газопроводы связываются между собой газопроводами различного давления,входящими в систему газоснабжения, через ГРП или ГРУ.

Все виды систем газоснабжения в зависимости от характера и плотности застройки могут быть кольцевыми, тупиковыми или смешанными, а также разветвленными или комбинированными.

Помимо вышеуказанной классификации системы газоснабжения населенных пунктов также классифицируют по: - принципам, заложенным в схемы распределительных сетей газоснабжения; - по характеру «запитывания» городской распределительной сети; - по наличию подземных хранилищ или наличию аккумулирующих емкостей; - по типу оборудования и сооружений, применямых на сетях газоснабжения

Надёжность и экономичность системы газоснабжения зависит от количества сооружаемых ГРС, питающих газопроводы высокого давления.

Технологичность систем газоснабжения определяется способностью снабжения потребителей газом в необходимых количествах и при давлениях, обеспечивающих оптимальные режимы эксплуатации.

1.2 Состав технологического потока при сооружении участка газопровода

Магистральные газопроводы, имея большую протяжённость при узком и подвижном фронте работ, характеризуются линейностью строительства в отличие от строительства площадочных сооружений.

Линейность строительства позволяет выполнять работы всех видов по неизменяющейся технологической схеме на участках с одинаковым типом местности.

Основные технологические операции выполняются механизированными способами последовательно, с одинаковой линейной скоростью по трассе. С ростом механизации, увеличением мощности, специализацией машин и усовершенствованием отдельных технологических операций совмещённый метод приобретает всё большее значение для строительства газопроводов. Совмещённый метод заключается в том, что все основные технологические операции (сварка труб на трассе, укладка трубопровода, обвалование и др.) совмещёны в единый комплексный процесс и одновременно выполняются на относительно небольшом (150-200 м) участке трубопровода.

При совмещённом методе, строительство ведётся по поточной технологии при непрерывном движении комплексной механизированной колонны по трассе газопровода. Все основные потоки строительства движутся друг за другом в строгой последовательности и пока не закончит работу предыдущий поток, следующий не может начать работу на том же участке газопровода. Поточная технология строительства позволяет применять автоматические и телемеханические системы управления работой механизированных колонн.

Лишь некоторые из технологических операций (подготовка полосы строительства, осушка болот, заготовка монтажных элементов) выполняются с опережением графика производства основных строительно-монтажных работ и выпадают из общего потока.

Подготовительные работы.

Цель подготовительных работ - обеспечение возможности выполнения основных видов работ по прокладке трубопровода, а так же работ по строительству переходов его через естественные и искусственные препятствия в соответствии с установленными сроками. Качественное и своевременное выполнение подготовительных работ обуславливает успех всего строительства магистрального газопровода в целом.

В состав подготовительных работ входят:

Расчистка трассы от леса и кустарника;

срезка крутых продольных склонов (косогоров);

проведение защитных противообвальных и противооползневых мероприятий;

проведение мероприятий, обеспечивающих минимальное промерзание грунта;

строительство временных дорог, водопропускных, водоотливных и осушительных сооружений на подъездах к трассе и вдоль неё, а так же мостов и переправ через реки, ручьи, овраги;

защита подъездных дорог от снежных заносов;

устройство временных баз или складов для хранения материалов и оборудования;

подготовка вертолётных площадок;

создание системы диспетчерской связи;

подготовка строительных площадок для проведения строительно-монтажных работ по сооружению переходов газопроводов через естественные и искусственные преграды и прокладке трубопровода в туннелях с необходимыми временными бытовыми и технологическими помещениями;

снятие плодородного слоя земли и перемещение его в отвал для временного хранения.

В условиях вечной мерзлоты подготовительные работы должны вестись так, чтобы по возможности не повреждался моховой покров, ибо повреждение его при льдонасышенных вечномерзлых грунтах ведет к образованию термокарста.

Работы по инженерной подготовке трассы начинаются с уточнения разбивки трассы и обследования условий и характера местности в границах полосы строительства и прилегающих к ней сложных участков, чтобы своевременно внести необходимые изменения в проектные решения.

Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы.

При строительстве магистрального газопровода транспортные и погрузочно-разгрузочные работы включают: выгрузку труб на прирельсовых площадках; погрузку труб на автомобильные транспортные средства, складирование труб на прирельсовом, базисном или притрассовом складе; погрузку - разгрузку на трубосварочных базах, погрузку и транспортировку секций труб и их разгрузку на трассе.

Для сооружения магистрального газопровода на трассу доставляют и развозят по ней трубы, секции труб, запорную арматуру (краны, задвижки), железобетонные крупногабаритные изделия, изоляционные материалы, монтажное оборудование, механизмы и другие специальные грузы. Основной объём транспортируемых грузов составляют трубы и секции труб.

К отдельным пунктам трассы грузы доставляются железнодорожным, водным и автомобильным транспортом. От мест разгрузки трубы и трубные секции развозят по трассе или на трубосварочные базы специальным автотранспортом - трубовозами.

В труднодоступных районах со сложными дорожными условиями, транспортные работы играют решающую роль. Ведь от качества их выполнения будет зависеть процесс строительства определённого участка и соответствие отведённым срокам сооружения всего магистрального газопровода в целом. Для транспортировки труб и трубных секций к месту проведения работ по сооружению газопровода в условиях бездорожья, применяют специальные транспортные средства повышенной проходимости на автомобильном или тракторном ходу.

Секции труб, доставленные к месту производства монтажных работ, как правило, разгружают с транспортных средств трубоукладчиками.

В сложных районах транспортные работы могут выполняться со значительным опережением основного потока производства работ по сооружению магистрального газопровода.

Ведущую роль в своевременном выполнении транспортных работ играет качественное проведение подготовительных работ, а именно наличие или отсутствие временных дорог, переправ через реки, ручьи, а так же переходы через овраги и промоины.

Сварочно-монтажные работы.

Основу трубопроводного строительства составляют сварочно-монтажные работы, в значительной степени определяющие надёжность сооружаемых объектов. При строительстве линейной части магистральных газопроводов сварочно-монтажные работы выполняют, как правило в два этапа: на первом этапе отдельные трубы с заводской длиной 12 м и менее на полустационарных трубосварочных базах сваривают с поворотом в 24-, 36- и даже 48-метровые секции; на втором этапе из этих вывезенных на трассу длинномерных секций сваривают непрерывную нитку трубопровода. Эта схема сварочно-монтажных работ принята во многих странах. Технология так называемой поворотной сварки непрерывно совершенствуется в направлении исключения выполняемых вручную операций как по сварке, так и по транспортировке труб по трубосварочной базе. Технология сварки совершенствуется в направлении увеличения производительности и повышения качества.

Сборку труб под сварку выполняют с помощью внутренних либо наружных звеньевых центраторов. Зазор между кромками зависит не только от толщины стенки труб и вида сварки, но и типа электродов, применяемых при сварке корневого шва. Необходимый зазор устанавливают щупами и фиксируют трубы прихватками по всему периметру.

Монтажные работы при наличии труб с заводской изоляцией имеют некоторые особенности. Трубы должны доставляться труботранспортными машинами с оборудованием, исключающим повреждение покрытия в местах их контакта с конниками трубовоза. Их выгружают и погружают с помощью траверсы. Стрелы трубоукладчиков покрывают амортизирующими обрезиненным ми прокладками толщиной не менее 20 мм. трубы и трубные секции разгружаются только на заранее подготовленные деревянные лежки, на которых имеются мягкие прокладки и деревянные клинья.

Для монтажа изолированных труб и секций на трассе применяются опоры из деревянных лежек. Верхние лежки имеют амортизирующие прокладки. Использование земляных или грунтовых призм не допускается.

Кривые вставки изготавливают на трубогибочных станках с обязательным использованием дорнов. Опорные поверхности башмаков ложемента упора станков снабжаются прокладками из резины.

Земляные работы.

При выполнении земляных работ на строительстве линейной части магистрального газопровода способом наземной укладки осуществляются следующие виды работ: создание амортизирующей песчаной подкладки под газопровод; обвалование; отсыпку насыпей; рекультивация.

После разбивки трассы сооружаемого участка магистрального газопровода и выполнения подготовительных работ, сооружают амортизирующую прокладку. Прокладку сооружают из привозного песка с последующим уплотнением слоёв. Толщина амортизирующей прокладки варьируется в пределах 100-150 мм и должна полностью перекрывать острые камни, куски твёрдого грунта и т.д., способные повредить заводское противокоррозионное покрытие.

После укладки сваренного участка газопровода на амортизирующую подкладку приступают к обвалованию. При обваловании построенного газопровода используют привозной песок. Для создания нужной формы валика используют бульдозеры и одноковшовые экскаваторы. Песчаный валик должен обеспечивать полное укрытие трубопровода с достаточным запасом, для предотвращения механического воздействия на газопровод. Работы по сооружению песчаного валика должны вестись с максимальной осторожностью, чтобы исключить все механические воздействия на трубу. В результате чего может быть повреждено изоляционное покрытие или сама труба.

Все виды земляных работ выполняются с помощью мерительного и геодезического инструмента.

Как правило, при строительстве линейной части магистральных газопроводов, земляные работы выполняются специализированными трестами под контролем представителя заказчика.

Изоляционно-укладочные работы.

При строительстве магистрального газопровода из труб с заводской изоляцией, изоляционные работы сводятся к механической очистке стыков труб и установке термоусадочных манжет. Термоусадочные манжеты устанавливаются вручную и нагревают газовой горелкой. После установки термоусадочные манжеты прокатывают валиком для предотвращения появлений воздушных пузырей и неплотностей между металлом трубы и самой манжетой.

При строительстве участка магистрального газопровода способом наземной прокладки с последующим его обвалованием применяют усиленные термоусадочные манжеты.

Интервал во времени между установкой термоусадочных манжет и засыпкой газопровода песком должен быть как можно короче, чтобы исключить появление вздутий изоляции и её повреждение. При отрицательных температурах окружающего воздуха поверхность трубы в местах нанесения термоусадочных манжет должна быть предварительно прогрета газовой горелкой.

Укладку сваренного газопровода осуществляют с помощью трубоукладчиков. При этом, для предотвращения повреждений заводского изоляционного покрытия, применяются мягкие полотенца для укладки.

Работы по очистке полости и испытанию газопровода.

После сварки, укладки и засыпки, магистральный газопровод должен быть очищен, испытан на прочность и проверен на герметичность. Очистка внутренней полости газопровода производится при помощи пропуска очистных поршней. Очистной поршень движется по очищаемому участку газопровода под воздействием высокого давления природного газа. Который подаётся из расположенного по близости действующего газопровода. Продувка участка построенного магистрального газопровода с пропуском очистного поршня считается законченной, если после вылета поршня из выходного патрубка выходит струя незагрязнённого газа. В противном случае пропуск очистного поршня повторяется до получения положительного результата.

После очистки участка газопровода приступают к испытанию на прочность и проверке на герметичность. Линейные краны при этом должны быть закрыты, а через узел подключения подаётся природный газ из действующего газопровода. При проверке на прочность испытуемое давление плавно повышают до 1,1 от рабочего давления и выдерживают участок под этим давлением в течении 24 часов. Если газопровод не разрушился, давление снижают до максимального рабочего и приступают к проверке на герметичность. Проверка на герметичность производится не менее 12 часов.

1.3 Способы очистки полости и испытания газопровода, обоснование выбранного способа

В соответствии с действующими СНиП магистральные трубопроводы до ввода в эксплуатацию подвергают очистке, испытанию на прочность и проверке на герметичность. Очистка полости трубопровода необходима для его надёжной работы с заданной производительностью без изменения физико-химических свойств транспортируемого продукта. Она обеспечивает на всём протяжении (или на отдельных участках) установленные проектом полное проходное сечение и коэффициент гидравлического сопротивления, а также беспрепятственный пропуск по трубопроводу в ходе его эксплуатации разных разделительных (для последовательной перекачки продуктов) и очистных устройств. Испытания магистрального трубопровода на прочность и проверка на герметичность - гарантия его надёжной работы при эксплуатации [3].

Работы по очистке полости и испытанию трубопровода проводят в соответствии со специальной инструкцией, учитывающей конкретные местные условия, под руководством комиссии из представителей генерального подрядчика, субподрядных организаций, заказчика. В инструкции должны быть предусмотрены способы, параметры, последовательность и сроки выполнения работ, методы и средства выявления и устранения отказов (застревание очистных устройств, разрывы трубопровода, утечки и т.п.), схема организации связи; требования пожарной, газовой, технической безопасности и указания о размерах охранной зоны. Возможность использования природного газа для очистки полости и испытания в обязательном порядке должна согласовываться с Газнадзором ОАО «Газпром» [4].

Очистка полости трубопровода является подготовкой его к испытанию. Её цель - удаление из трубопровода окалины, грунта, случайно попавшей грязи, воды, снега, кусков льда, посторонних предметов. Свод правил (СП) [4] рекомендует очищать полость газопровода в два этапа: предварительная очистка и окончательная - со сбором загрязнений в конце очищаемого участка.

Предварительную очистку полости трубопровода проводят на трубосварочных базах при сварке труб в секции и на трассе при сварке секции труб в плети или сплошную нитку путём протаскивания через секции труб очистного устройства. После очистки полости участка магистрального трубопровода на концах его устанавливают заглушки.

Окончательная очистка полости трубопроводов выполняется: промывкой, продувкой, вытеснением загрязнений в потоке жидкости. Промывка или продувка осуществляется одним из следующих способов: с пропуском очистного или разделительного устройства; без пропуска очистного или разделительного устройства. Промывку и продувку с пропуском очистных или разделительных устройств выполняют на трубопроводах диаметром 219 мм и более. Промывку и продувку без пропуска очистных или разделительных устройств производят: на трубопроводах диаметром менее 219 мм; на трубопроводах любого диаметра при наличии крутоизогнутых вставок радиусом не менее пяти диаметров трубопровода или при длине очищаемого участка менее 1 км. Полости подземных трубопроводов очищают после их укладки в траншею и засыпки, наземных - после укладки и обвалования, надземных - после укладки на опоры и закрепления.

Продувка.

Продувку с пропуском очистных поршней осуществляют на трубопроводах проложенным любым способом. При этом очистные поршни пропускают по участкам трубопровода, длина которых не превышает расстояния между двумя соседними отключающими устройствами - кранами или задвижками. Поршень движется под давлением сжатого воздуха, подаваемого непосредственно от компрессоров, или природного газа из действующего газопровода, проходящего вблизи строящегося объекта или подаваемого с газового промысла. При продувке также применяют системы подачи воздуха или газа с использованием ресиверов. Давление воздуха (газа) в ресивере (соотношение его длины и длины очищаемого участка 1:1) зависит от диаметра трубопровода [3].

Магистральные газопроводы, проложенные надземно на опорах, продувают одновременно с пропуском очистных поршней-разделителей под давлением сжатого воздуха или газа (скорость не более 10 км/ч, протяжённость участков не более 10км). Окончательно загрязнения удаляют продувкой без пропуска очистных устройств путём создания в трубопроводе скоростных потоков воздуха или газа. Протяжённость участка трубопровода, продуваемого без пропуска очистного поршня, не должна превышать 5 км.

Продувка считается законченной, если после прохождения по участку трубопровода очистного устройства из продувочного патрубка выходит струя незагрязненного воздуха или газа. В противном случае продувка повторяется до получения положительных результатов. Если после вылета очистного устройства из продувочного патрубка поступает вода, то по очищаемому участку магистрального трубопровода для его осушки необходимо пропустить поршень-разделитель. Эффективность осушки повышает использование метанола как водопоглощающей среды. В этом случае метанольные пробки расчетного объема помещают между двух поршней-разделителей, пропускаемых под давлением сухого сжатого воздуха или газа.

Промывка.

Промывке подвергают трубопроводы любого назначения, испытание которых предусмотрено в проекте гидравлическим способом. Пропуск очистного или разделительного устройства по трубопроводу осуществляется под давлением жидкости, закачиваемой для гидравлического испытания. При промывке перед очистным поршнем или поршнем-разделителем заливают воду (10-15% объема очищаемого участка). Скорость перемещения очистных поршней или поршней-разделителей при промывке трубопроводов - не менее 1 км/ч.

Пропуск очистного или разделительного устройства в потоке жидкости обеспечивает удаление из трубопровода не только загрязнений, но и воздуха, что исключает необходимость установки воздухоспускных кранов, повышает надёжность обнаружения утечек с помощью манометра.

Промывка считается законченной, когда очистное или разделительное устройство выйдет из трубопровода неразрушенным. При промывке без пропуска очистного или разделительного устройства качество очистки обеспечивается скоростным потоком жидкости. Скорость потока жидкости при промывке без пропуска очистных и разделительных устройств должна составлять не мене 5 км/ч. Промывка без пропуска очистного или разделительного устройства считается законченной, когда из сливного патрубка выходит струя незагрязненной жидкости.

Вытеснение загрязнений в потоке жидкости.

Очистка полости трубопровода вытеснением загрязнений в скоростном потоке жидкости осуществляется в процессе удаления жидкости после гидроиспытания с пропуском поршня-разделителя под давлением сжатого воздуха или газа. Скорость перемещения поршня-разделителя в едином совмещённом процессе очистки полости и удаления воды должна быть не менее 5 км/ч и не более величины, определяемой технической характеристикой применяемого поршня-разделителя. Протяжённость участка очистки полости вытеснением загрязнений в скоростном потоке жидкости устанавливается с учётом рельефа местности, давления в трубопроводе в начале очищаемого участка и характеристики поршня-разделителя (предельной длины его пробега).

Испытание на прочность и проверка на герметичность.

Магистральные газопроводы должны испытываться в соответствии с рабочим проектом гидравлическим (водой, незамерзающими жидкостями), пневматическим (природным газом, воздухом) или комбинированным (воздухом и водой или газом и водой) способами. Все способы равноценны и применимы для трубопроводов любого назначения.

Испытания линейной части магистральных трубопроводов на прочность и проверку их на герметичность проводят после завершения всех предшествующих работ (укладки, засыпки, обвалования или закрепления на опорах, очистки полости, врезки линейной арматуры, приварки катодных выводов, а также представления и проверке исполнительной документации). На магистральных трубопроводах испытание на прочность и проверку на герметичность осуществляют гидравлическим (водой) или пневматическим (воздухом, природным газом) способами. Гидравлическое испытание магистральных трубопроводов водой при отрицательной температуре воздуха допускается при условии, что трубопровод, линейную арматуру и приборы предохраняют от замораживания. Способы испытания, границы участков, величины испытательных давлений, схему проведения испытания (места забора и слива воды, согласованные с заинтересованными организациями, пункты подачи, обустройство временных коммуникаций) устанавливают проектом. Протяженность участков газопроводов, испытуемых пневматическим способом, не ограничивается, а участков, испытуемых гидравлическим или комбинированным способами, определяется с учетом гидростатического давления.

Испытываемый на прочность и проверяемый на герметичность трубопровод делят на участки, которые ограничивают заглушками или линейной арматурой (в данном случае отключающими кранами или задвижками).

Магистральный газопровод считается выдержавшим испытание на прочность и проверку на герметичность, если за время испытания на прочность труба не разрушилась, а при проверке на герметичность давление остаётся неизменным и не будут обнаружены утечки [5].

Гидравлическое испытание.

Для проведения гидравлического испытания давление внутри трубопровода создают водой или жидкостями с пониженной температурой замерзания, предусмотренными проектом. В качестве источников воды для гидравлического испытания используют естественные или искусственные водоёмы (реки, озёра, водохранилища, каналы и т.п.), пересекаемые строящимся трубопроводом или расположенные вблизи него [5].

Гидравлическое испытание магистральных трубопроводов - наиболее эффективный способ. Он позволяет создать в трубопроводе повышенное давление практически без дополнительной закачки воды в трубопровод после его заполнения, что обеспечивает более полное выявление скрытых дефектов, а также относительную безопасность проведения работ. Для гидравлического испытания установлены следующие основные параметры: давление в нижней точке участка газопровода равно давлению при заводском испытании труб (не более давления, соответствующего минимальному нормативному пределу текучести материала труб, а давление в верхней точке участка 1.1 проектного рабочего). Продолжительность испытания на прочность - 24 часа. С учётом разности давлений в нижней и верхней точках магистрального газопровода определяют протяжённость участка испытания.

На герметичность участки всех категорий трубопровода проверяют после испытания на прочность и снижения испытательного давления до максимального рабочего. Продолжительность проверки на герметичность при гидравлическом и пневматическом испытаниях определяется временем, необходимым для тщательного осмотра трассы газопровода с целью выявления утечек, но не менее 12 часов.

Чтобы полностью удалить воздух из магистрального газопровода при его заполнении водой для гидравлического испытания, в процессе промывки пропускают поршни-разделители или вытесняют воздух через воздухоспускные краны, устанавливаемые в местах скопления воздуха. Диаметр воздухоспускных кранов выбирают в зависимости от суммарной производительности наполнительных агрегатов и диаметра испытываемого газопровода.

Для полного удаления воды (после испытания магистрального газопровода гидравлическим способом) по нему пропускают не менее двух поршней-разделителей (основного и контрольного) под давлением сжатого воздуха или газа. Скорость поршней-разделителей при удалении воды обычно составляет 3-10 км/ч. Результаты считают удовлетворительными, если контрольный поршень-разделитель вышел из газопровода неразрушенным. В противном случае пропуск контрольного поршня-разделителя повторяют.

Достоинства: обеспечивается наибольшая безопасность, исключаются взрывы и возгорания; длина разрушений не превышает нескольких метров; исключены затраты времени и средств на очистку полости.

Недостатки: необходимость наличия на трассе источников воды; ограниченное применение при отрицательных температурах; требуется осушка внутренней полости; проблемы экологического характера.

Пневматическое испытание.

Пневматическое испытание магистральных газопроводов осуществляют лишь в тех случаях, когда по каким-либо причинам проведение гидравлического испытания невозможно (отсутствие источника воды, недостаток воды в существующих источниках, температура наружного воздуха ниже -25єС, невозможность обеспечения охранной зоны, наличие участков вечной мерзлоты и т.п.). Как правило, пневматическое испытание сжатым воздухом в 2-3 раза продолжительнее испытания гидравлическим способом. При таком испытании давление принимают равным 1.1 максимального рабочего, а продолжительность выдержки под этим давлением 12 часов.

При пневматическом испытании магистральный газопровод (его участок) заполняют воздухом или газом через полностью открытые краны обводных линий при закрытых линейных кранах. Для выявления утечки воздуха или газа в процессе их закачки в газопровод добавляют одорант (через одоризационные установки) в объёме 50-80 г на 1000 мі воздуха или газа. Давление в магистральном газопроводе поднимают плавно. При достижении давления 0.3 от испытательного (но не более 2 МПа) трассу осматривают. На это время подъём давления прекращают. После осмотра трассы подъём давления в газопроводе до испытательного ведётся без остановок. Под испытательным давлением на прочность магистральный газопровод выдерживают при открытых кранах обводных линий и закрытых линейных кранах. Это делается для стабилизации давления и температуры в газопроводе. После 12 часовой выдержки давление в газопроводе снижают до максимального рабочего, а краны обводных линий закрывают. Затем осматривают трассу, проводят наблюдения и замеры давления в течении не менее 12 часов.

Магистральный газопровод считают выдержавшим испытание на прочность и проверку на герметичность, если за время испытания на прочность (12 ч) давление в нём снизилось не более чем на 1%, труба не разрушилась, а при проверке на герметичность давление оставалось неизменным и не было обнаружено утечек. При обнаружении утечек и мест их нахождения при любом способе испытания магистрального газопровода визуально, по звуку, запаху или с помощью приборов участок трубопровода ремонтируют, а затем вновь подвергают испытанию на прочность и проверке на герметичность.

Достоинства: возможность сохранения чистоты полости; возможность проведения испытаний на резкопересечённой местности и при низких температурах.

Недостатки: высокая степень вероятности возникновения взрывов и пожаров; большая протяжённость разрушения при разрыве; велика продолжительность испытаний.

Комбинированное испытание.

При комбинированном испытании давление внутри трубопровода создают двумя средами - природным газом (воздухом) и жидкостью (водой или антифризами). Испытываемый участок заполняют природным газом от скважины (действующего газопровода) или сжатым воздухом от компрессорных установок до создания в нём давления, равного давлению в действующем газопроводе или максимальному давлению нагнетания компрессора. После заполнения участка газом или воздухом подъём давления в нём до испытательного производят опрессовочными агрегатами, закачивая в трубопровод жидкость. Давление при комбинированном испытании на прочность должно быть равно в верхней точке 1.1 максимального рабочего давления трубопровода, а в нижней точке - не превышать заводского испытательного давления труб. Продолжительность выдержки участка под этим давлением - 12 часов. В основном, комбинированному испытанию подвергают газопроводы, прокладываемые в горных условиях вблизи действующих газопроводов.

Обоснование выбранного метода очистки полости и испытания участка газопровода.

В связи с тем, что в районе сооружаемого участка магистрального газопровода зимний период, с понижением температуры до отметки - 45-50єС, длится большую часть года, а также на всём протяжении сооружаемого участка газопровода почва представляет собой вечномёрзлые грунты - считаю целесообразным очистку полости газопровода произвести методом продувки газом с пропуском трёх очистных поршней типа ОП и пневматическое испытание природным газом на прочность и проверку на герметичность.

2. Исходные данные

Район строительства: г. Мончегорск Мурманский район.

Численность населения: 45 361 человек.

Охват газоснабжением (%):

- кафе и ресторанов (4) 50

- бань и прачечных (2) 100

- хлебозаводов (2) 50

- лечебных учреждений (2) 50

- школ (2) 100

- детских садов (1) 100

- котельных (1) 100

Доля населения (%), пользующаяся:

- кафе и ресторанами 10

- банями 50

- прачечными 20

Расход теплоты на промпредприятие: 250 *10⁶ МДж/год.

Начальное давление газа в кольцевом газопроводе: 0,6 МПа.

Конечное давление газа в кольцевом газопроводе: 0,15 МПа.

Начальное давление газа в сети низкого давления: 5 кПа.

Допустимый перепад давления в сети низкого давления: 1200 Па.

3. Определение годовых расходов теплоты

Расход газа на различные нужды зависит от расходов теплоты, необходимой, например, для приготовления пищи, стирки белья, выпечки хлеба, выработки того или иного изделия на промпредприятии т. п..

Точный расчет расхода газа на бытовые нужды сделать очень сложно, так как расход газа зависит от целого ряда факторов, которые не поддаются точному учету. Поэтому потребление газа определяют по усредненным нормам расхода теплоты, полученным на основании статистических данных. Обычно эти нормы определяются в расчете или на одного человека, или на один завтрак иди обед, или на одну тонну белья, или на единицу выпускаемой продукции промпредприятием. Расход теплоты измеряют в МДж или в кДж.

Нормы расхода теплоты по СНиП [2] на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды приведены в таблице 3.1.[10].

3.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах

Расчётная формула для определения годового расхода теплоты (МДж/год) при потреблении газа в квартирах записывается в виде

Q_K = Y_K * N * (g _K1 * Z ₁ + g _K2 * Z ₂ + g _K3 * Z ₃), МДж/год, (3.1)

здесь Y_K - степень охвата газоснабжением города (определяется заданием);

N - число жителей ;

Z ₁ - доля людей, проживающих в квартирах с централизованным горячим водоснабжением (определяется расчетом);

Z ₂ - доля людей, проживающих в квартирах с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей (определяется расчётом);

Z ₃ - доля людей, проживающих в квартирах без централизованного горячего водоснабжения и не имеющих газовых водонагревателей (определяется расчетом);

...