Газ поступает в квартиры и частные дома по сложной и протяженной системе труб. Добываемая на месторождении смесь очищается, нагнетается под давлением в магистральный трубопровод и направляется по нему к станциям газораспределения. Здесь газ еще раз очищается и переправляется в газопроводы городов и сел, а затем следует по сети к потребителю. На этом пути напор природного газа постепенно изменяется.
Общая информация о давлении
Поддерживаемое давление газа зависит от назначения трубопровода
По определению давление – физическая величина, равная силе, которая действует на единицу площади под 90° к поверхности. Так как голубое топливо передается по трубопроводам, здесь условной поверхностью выступает площадь сечения трубы, а напор определяет скорость перемещения вещества.
Давление на разных участках газопровода от месторождения до форсунки в газовом котле поддерживается разное.
Виды давления
Напор в трубах жестко нормируется. Если в магистральной трубе величина слишком мала, переместить газ к другой станции попросту не удастся. Если давление в домовой сети будет слишком велико, на конечном пункте – горелке, газовую смесь не удастся смешать с кислородом в нужной пропорции, чтобы поддерживать горение, а не спровоцировать взрыв.
По величине напора классифицируют газопроводы. А так как он поддерживается постоянно, газ «связывают» с этой величиной.
Различают магистральные и распределительные газопроводы.
Магистральные – по такому трубопроводу газовую смесь передают на большие расстояния. С определенной частотой здесь установлены газокомпрессорные станции, которые поддерживают необходимый уровень. Конечным пунктом для магистрали служит местная распределительная станция. По уровню напора различают 2 вида:
- магистральные сети 1 класса – с рабочим давлением от 2,5 до 11,8 МПа включительно;
- 2 класса – поддерживается по нормативу 1,2–2,5 МПа.
Распределительные – по трубопроводу газ доставляют от станций к конечному потребителю – внутридомовым сетям. Различают:
- 1 категория – бытовой газ передается под давлением от 0,6 до 1,2 МПа;
- категория 1а – более 1,2 МПа;
- 2 категория – 0,3–0,6 МПа.
Жилые дома традиционно оборудуются сетями самого низкого давления. Однако с появлением газовых котлов ситуация несколько изменилась. Чтобы удовлетворить потребность в газе, к жилым многоэтажным домам подводят газопровод со средними показателями.
Единицы измерения
Измеряется давление самым разным образом. Но если речь идет о газовой линии, чаще всего используются следующие варианты:
- 1 мм. рт. ст – эта единица очень наглядна, особенно когда используют для измерения жидкостный манометр.
- 1 атм – единица измерения более традиционная. Первой величиной, которую можно было с чем-то сравнивать, было атмосферное давление. Величина, высчитываемая от абсолютного нуля, носит название абсолютная. Отсюда, избыточное давление равно разнице между абсолютной и атмосферной величиной. При изменении разряжения определяют, насколько уровень в некотором ограниченном объеме – трубопроводе – меньше атмосферного. Эту величину называют вакуумметрическим давлением. При ремонте или обследовании внутридомовых сетей измеряют вакуумметрическое в системе удаления дыма, и избыточное давление – в газопроводе.
- 1 бар – единица, более распространенная в Европе. 1 бар равен 100000 Па.
- 1 Па – единица измерения принятая в системе СИ. Неудобна тем, что слишком мала – всего 1 ньютон на 1 м². При обследовании газопроводов используют большую единицу – 1 МПа, равный 1000000 Па(паскалей).
Единицы легко перевести друг в друга, воспользовавшись онлайн-калькулятором.
На что влияет давление газа в трубах
Значительное повышение или снижение напора приводит к некорректной работе оборудования. Норма для жилых домов — 0,003 МПа
Для нормальной работы газового оборудования газ должен подаваться под тем напором, на которое оно рассчитано. Если это распределительная станция в цеху, напор в трубах должно быть высоким. Однако обычному пользователю – жителю квартиры или частного дома, приходится сталкиваться только с низким или условно средним значением в распределительных сетях.
На практике различают 3 ситуации.
- Среднее давление газа – голубое топливо подается на форсунки и горелки под нормальным напором. При этом газ в правильной пропорции смешивается с кислородом из воздуха и горит, обеспечивая подачу тепла.
- Выше нормы – часть газа не сгорает. Либо накапливается, либо окисляется только до угарного газа. Это может привести к отравлению, пожару или даже взрыву.
- Низкое давление газа – сгорает полностью, но подается в недостаточном количестве, в результате огонь на горелке нельзя сделать интенсивным. Отопительный котел не вырабатывает достаточного количества тепла.
При слишком низком напоре газовое оборудование отключается.
Приборы измерения давления
Напор в магистральном или домовом трубопроводе измеряют с помощью манометров. Приборы отличаются по точности измерений, принципу действия, стоимости, уровню защищенности.
По типу давления
Измерять можно как избыточное, так вакуумметрическое давление. По этому параметру манометры разделяют на 3 вида.
- Абсолютного давления – измеряют абсолютную величину, от абсолютного нуля.
- Манометры для измерения избыточного давления – разницы между абсолютным и атмосферным. Большинство моделей относится к этой категории.
- Вакууметры – определяют уровень разряжения газовой смеси.
Есть и дорогие варианты, чаще используемые в производстве: напоронометры, измеряющие малейшие изменения в избытке напора, тягонапорометры, определяющие с такой же точностью уровень разреженности.
По принципу работы
По механизму действия различают следующие виды.
- Деформационный – чувствительным элементом прибора выступает трубчатое-пружинное устройство. Давление газа в газопроводе влияет на внутреннюю поверхность трубки. Она деформируется, а по величине деформации вычисляется величина напора.
- Механический – прибор прямого преобразования. Напор смещает измерительный элемент – свободный конец пружины в данном случае, поводок переводит смещение на зубчатый селектор и стрелка на шкале сдвигается по отметкам.
- Электроконтактный – усовершенствованный вариант механического. Если стрелка при измерении достигает максимального допустимого значения, цепь замыкается и датчик запускает сигнализацию. Класс точности у таких аппаратов не превышает 1,5. Деформационный Механический Электромонтажный
- Самопишущие модели – манометр с дисковой диаграммой. Он предназначен для отслеживания динамики показателей в котельной, например, и в быту не применяется.
- Грузопоршневый – состоит из приспособления для создания давления – поршня, измеряющей системы и калибровочных грузов. Такие модели могут работать в очень широком диапазоне в зависимости от настройки и часто используются для регулировки других манометров.
- Жидкостный – «классический» U-манометр, состоящий из сообщающихся сосудов. Величина определяется по уровню жидкости. Грузопоршневый Жидкостный Самопишущий
Выпускаются и другие приборы – с более высоким классом точности, однако в быту надобности в них нет.
Разновидности манометров
Расходометры различают и по другим признакам. Измерители нужны на разных участках, где определяются очень разные величины. Точность измерений при этом тоже будет разной.
По классу точности
Под этим понимают допустимое отклонение погрешности измерения от измерения на шкале прибора. Показатель указывается на циферблате. При покупке прибора необходимо обращать на это внимание.
На российский рынок поступают манометры с классом точности: 4, 2,5, 1,5, 1, 0,6, 0,4, 0,25, 0,15. У зарубежных встречается также вариант с классом в 1,6.
Голос строительного гуру
Показатель позволяет быстро определить неисправность прибора или его несоответствие классу измерения. Если используется манометр с максимальным значением в 10 кгс/см², с классом точности 1,5, это означает, что допустимая погрешность составляет 1,5 от шкалы, иначе – 0,15 кгс/см². Если при использовании прибора выясняется, что погрешность больше, аппарат нужно менять.
По назначению
- Общетехнические – манометры для определения избыточного и вакуумметрического давления в любой газообразной среде, неагрессивной по отношению к материалу прибора. Используются для оценки газопотребления в сети с малосжимаемым газом и для определения расхода сжиженного пропана в баллоне.
- Специальные – рассчитаны на измерение в условиях конкретно заданной части агрессивной газовой среды.
- Эталонные – созданы для проверки и калибровки других манометров.
Манометры для газовых баллонов, используемые в частных домах, нужно проверять не реже 1 раза в год. Эту процедуру выполняют с помощью эталонного манометра.
Какое давление в газовой трубе
На разных участках газопровода поддерживается разный напор. Нормы следующие.
- Магистральный газ – в магистралях 1 класса поддерживается от 2,5 до 11,8 МПа, в трубопроводе 2 класса – от 1 до 2,5 МПа.
- Автономная система – давление газа в газопроводе частного дома должно находиться в диапазоне от 3 до 6 бар. Манометр устанавливается на газгольдере и оценивает уровень подачи. Если показатель падает ниже 1,5 бара, необходимо вызывать газовоз для заправки горючим. После редуктора нередко устанавливают еще один анализатор. Стандартный показатель в этой точке – 37–39 мбар. Внимание нужно обращать на постоянность цифры. Манометр на цокольном входе – третья контрольная точка системы, должен показывать то же значение, что и прибор возле редуктора – 37–38 мбар.
- В квартире и частном доме – стандартным выступает показатель в 0,3–0,6 МПа. В последнее время к зданиям порой подводят сети среднего давления – от 0,6 до 1,2 МПа. Связано это с повсеместной установкой газовых котлов для отопления.
Манометр позволяет контролировать напор во внутридомовой сети и вовремя принимать меры при поломке оборудования или утечке.
Причины низкого давления
Давление в газопроводе поддерживается при помощи специальных компрессионных станций. Поскольку сама сеть распределения голубого топлива предполагает снижение напора по мере достижения конечной точки, с высокими показателями в сети потребитель не сталкивается.
Низкое давление в газопроводе, как правило, связано с каким-то текущими работами на линии, врезке нового потребителя, переустановке труб, замене оборудования. Газопровод – система крайне надежная, ремонтировать ее приходится редко. Однако во время ремонтных работ отдельные фрагменты отключают и это тоже может стать причиной снижения показателя. Повлиять на ситуацию жилец квартиры или владелец дома не может.
Если же в частном жилище установлено автономное газоснабжение, снижение напора может быть обусловлено несколькими причинами. Самая банальная – опустошение газгольдера. Если в нем остается менее 20% газа, последний подается под очень низким напором. Та же картина наблюдается при засорении труб, переполнении конденсатосборника, замерзании редуктора. В первом случае следует посмотреть, что указывает уровнемер. Если шкала показывает наполненность на 20–25%, нужно вызвать газовозку и заправить газгольдер.
Во всех остальных случаях необходимо обратиться к специалистам, только они имеют право проверять и ремонтировать систему.
Природный газ перед использованием в жилище подвергается серии доработок. Горючую смесь очищают от вредных примесей, соединяют с добавками, чтобы придать запах, увеличить результативность горения. Топливо идет по магистралям, поставляется в газгольдеры, некоторые используют газовый баллон в частном доме. Состав смеси различается в зависимости от района добычи.
Газоснабжение жилых домов
Газ поставляется в дом или квартиру по магистральным трубам или из газгольдера/баллона
В домах используют несколько разновидностей газового топлива. Природная смесь объединяет в себе разные соединения углеводорода, среди которых есть метан и пропан.
Газ поставляют потребителям:
- по трубопроводам, непосредственно подводящим топливо к бытовым агрегатам (колонкам, плитам, генераторам и др.);
- посредством наземной транспортировки с помощью баллонов и газгольдеров (специализированных емкостей).
В резервуарах смесь перевозится в сжиженном виде, процесс преобразования отличается в зависимости от типа газа. Для обратного превращения потребителю достаточно открыть кран баллона на кухне. Система закрытых емкостей актуальна, если проводить магистраль к частным домам экономически невыгодно.
Магистральный газ
Газ в газопроводе к жилым домам поступает от месторождения и точки добычи. Магистральный трубопровод — основной вид снабжения бытовых потребителей многоквартирного, частного сектора.
В системе предусмотрены объекты газораспределения:
- трубопроводы — наземные, подземные, на насыпях (дамбах);
- ведущие и интервальные компрессорные пункты, станции осушки, очистки;
- газораспределительные сетевые установки на конечных ответвлениях, редукторы;
- подземные хранилища.
Строят линии из стальных труб, диаметр которых предусмотрен до 142 см, а планируемое давление внутри составляет 10 Мпа. Система газораспределения проводит 50 – 60 млрд кубометров топлива в год.
На всех объектах структуры работает автоматика, руководит работой и контролирует ее сеть диспетчеров.
Газгольдер
Емкости предназначены для сохранения газообразного топлива.
Различают два типа газгольдеров:
- Переменного объема. В них газ имеет напор, близкий к существующему в атмосфере, а его температура равна показателю окружающего воздуха. Емкости меняют объем с поступлением новой порции газа или при откачке. Материалом стенок служит прорезиненный материал, резина, железобетон, металл.
- Постоянного объема. Делают подземные, надземные, шарообразной или цилиндрической формы, внутри топливо имеет напор до 1,8 Мпа. Конструкции бывают горизонтального и вертикального расположения.
Различают по объему бытовые на основе группы баллонов — 100 – 500 л, цилиндрические для дач и загородных наделов 10 – 20 м³, промышленного газоснабжения — 20 – 50 м³.
Баллон
В герметичных сосудах хранят и перевозят жидкий и сжатый газ под избыточным напором. Материалом стен служит сталь 30ХМА, 34СrМо4, 30 ХГСА.
- сварные — в конструкции содержат днище, обечайку, горловину;
- бесшовные — состоят из днища, цилиндра, горловины.
Баллоны периодически проверяют, делают техническое освидетельствование. Емкости, которые не прошли проверку, не используют. При перевозке на емкость надевают резиновые кольца для безопасности.
Разновидности бытового газа
Энергоноситель для домашнего использования быстро зажигается, включает минимальный объем твердых частиц, горит без копоти и задымления. В составе содержит горючую смесь, небольшое количество модифицирующих добавок.
Бытовой газ в квартире бывает двух видов:
- природный;
- сжиженный.
Качество газового топлива, норма концентрации примесей для природного вида регламентируется в ГОСТ 55.42 – 1987, а для СУГ — в ГОСТ 20.448 – 1990.
Природный
Состоит из углеводородных соединений, в основном включает метан (около 98%), также добавки других газообразных веществ (бутан, этан, пропан, пентан). В земных недрах находится в газообразном виде или растворен в жидкости и нефти.
Характеристики природного топлива:
- плотность в сухой газообразной форме — 0,68 – 0,85 кг/м³, в жидкой — 400 кг/м³;
- воспламеняется самостоятельно при +650°С;
- начинает испаряться при +161,5°С;
- с воздухом становится взрывоопасным при концентрации 4,4 – 17% от объема.
Воздух тяжелее природной газообразной смеси в 1,8 раза, поэтому в случае утечки газ поднимается, а не собирается внизу.
Сжиженный
В такое состояние его приводят искусственным охлаждением до температуры -160°С, чтобы удобно перевозить и хранить. В итоге получают бесцветную жидкость, которая не имеет запаха.
- плотность 0,41 – 0,5 кг/л, значение изменяется с переменой температуры, давления;
- кипит при температуре -158° – -163°С;
- в сжиженном виде нетоксичен, не агрессивен и не взрывоопасен.
При обычной температуре и давлении жидкость превращается в газ и смешивается с воздухом. Если в это время есть контакт с открытым огнем, вещество воспламеняется. Транспортируют жидкую массу в газовозах с криоемкостями. После восстановления его можно перемещать в газопроводных магистралях.
Состав и давление газа в квартирах
Давление в трубопроводе отличается от напора газовой смеси, поступающей в квартиру или дом. Внутри главного участка магистрали показатель высокий, но на входе в ответвление для жилого сектора стоят редукторы, понижающие напор.
Показатели давления для разных объектов газопотребления:
- города и поселки, жилой сектор — 0,05 — 3 кгс/см²;
- снабжение промышленного региона — 6 кгс/см²;
- подача газа между городами — 12 кгс/см².
Давление в разных участках труб определяется ГОСТом. В составе бытового газа есть пропан, водяной пар, метан, сероводород, углекислота. Для запаха добавляют одоранты: этантиол и этилмеркаптан, чтобы была возможность обнаружить утечку.
Цвет пламени в конфорках
Красное пламя указывает на высокую концентрацию газа в воздухе
Цвет огня в горелке отличается в зависимости от качества голубого топлива. Чистый газ горит голубоватым равномерным пламенем без добавления других оттенков.
Значение цвета пламени:
- желтые язычки — присутствуют примеси;
- оранжевые проблески — в систему попал кислород, примешана пыль, сажа;
- красный огонь свидетельствует о повышенном выделении угарного газа в воздух.
Примеси снижают качество топлива, при сгорании выделяют вредные для здоровья компоненты. Газовая смесь с добавками выделяет меньше энергии, поэтому расход газа повышается. За подачу топлива отвечают коммунальные службы, поэтому при подозрении на плохое качество обращаются с письменным заявлением о проверке.
Опасность природного газа
Если в воздухе превышена норма содержания газа, такая атмосфера может стать причиной отравления. Опасная концентрация при наличии искры вызывает взрыв, приводит к пожарам и разрушениям конструкций дома.
Любая энергия опасна, если не контролировать исправность приборов. Смесь воздуха и газа становится взрывоопасной при превышении определенного процента в атмосфере помещения. В смеси вводят ароматизаторы, чтобы при утечке человек мог определить присутствие газа уже в объеме не больше 1/5 части нижней концентрации взрыва.
Токсичность
Превышение нормы газа в воздухе приводит к плохому самочувствию и даже смерти. Первыми признаками ухудшения состояния является головная боль и удушье.
Симптомы легкого отравления:
- в висках стучит;
- появляется боль в груди и сухой кашель;
- слезятся глаза, тошнит;
- иногда возникают слуховые и зрительные галлюцинации;
- ускоренно бьется сердце, повышается артериальное давление.
При тяжелом отравлении происходит потеря сознания, начинаются судороги, развивается коматозное состояние, наступает паралич. Чтобы избежать таких неприятностей, в газовой системе дома нужно устанавливать распознавательные автоматические датчики, которые могут отключать подачу.
При запахе газа человек должен немедленно перекрыть газ в квартире, вызывать аварийную службу.
Взрывоопасность
Утечка газа сама по себе не является катастрофой, но она приводит к аварийной ситуации, взрыву. Причиной воспламенения воздуха может стать горящая сигарета, зажженная спичка. При включении электроприборов вылетает случайная искра, что также вызовет взрыв. Если в доме ощущается кисловатый запах газа, нельзя включать электричество, свет.
Все взрослые и дети должны знать правила поведения при запахе газа:
- перекрыть вентиль или клапан подачи;
- открыть окна, двери, создать сквозняк;
- вызвать специалистов.
Соблюдение правил безопасности, своевременная проверка шлангов, горелок, агрегатов сохранит целостность помещения и здоровье.
Правила эксплуатации газового оборудования
Порядок работы с газовыми приборами несложный, но каждый пользователь должен выполнять простые условия. Баллоны с содержимым или пустые хранят вне помещения. При готовке находятся рядом с плитой, следят, чтобы выкипевшая жидкость не затушила огонь, и не стала причиной поступления несгоревшего газа.
Правила эксплуатации ГО:
- Баллоны ставят в кожухах, ящиках не ближе, чем 5 м от входа в дом, снабжают табличкой «Огнеопасно. Газ». Их снабжают решетками для вентиляции, запирают на замок.
- Запрещено пользоваться плитами, газовыми приборами, если есть запах газа, или слышится характерное шипение вырывающейся струи.
- Нельзя присоединять газовое оборудование инструментом, который образует искры. Герметичность соединений проверяют мыльной пеной, но не горящей спичкой или зажигалкой.
Причины взрывов газа в домах
Лучше всего поставить специальную систему сигнализации о повышенной концентрации угарного или бытового газа в атмосфере. Сигнал будет передаваться работникам газовой службы и спасателям.
Основные причины аварийной ситуации:
- изношенность общедомовых и внутриквартирных труб;
- неисправные приборы;
- человеческая небрежность.
Именно человеческая небрежность часто становится фактором риска. Хозяева обогревают помещение, включив горелки, чего нельзя делать. Огонь гаснет от сквозняка, поэтому оставленная без присмотра плита становится причиной трагедии.
Можно ли отказаться от газа
Каждый дом запроектирован на определенный источник энергии для приготовления пищи, поэтому жилец при вселении не имеет выбора. Но по правилам человек может отказаться от газа в квартире, заменить его электроплитой, для чего нужно оформление разрешения.
Есть условия для расторжения договора поставки:
- абонент полностью оплатил потребление газа по тарифу;
- оплатил расходы по отключению специализированной организации;
- спецслужба составила акт об отключении с обоюдными подписями.
Тубы демонтируют или заглушают. Во втором варианте жилец обеспечивает проход в квартиру раз в полгода для проверки состояния.
Куда обратиться
Для расторжения договора идут в территориальный участок газового хозяйства, пишут заявление с изложением просьбы об отключении. С собой берут паспорт и квитанции об оплате газа и услуг по демонтажу газовых труб. В тексте заявки указывают причину отключения. Иногда прерывают подачу только на определенный срок, например, при переезде на дачу, длительной поездке за рубеж.
Часто отключают не весь трубопровод в квартире, а только одну ветку. Например, оставляют снабжение газовой колонки, но отключают плиту.
Как получить разрешение
Самостоятельно перекрыть газ нельзя, нужно получить разрешение в газовом хозяйстве
Демонтаж газопровода связан с составлением нового проекта по прокладке труб для других жильцов в доме, поэтому такие перепланировки оговариваются в чертежах. Документацию заверяют в специальном отделе горгаза, затем выписывают разрешение на отключение газа.
В доме осматривают состояние электропроводки. Подключение электроплиты вызывает увеличение мощности, поэтому электропроводка иногда не выдерживает и горит. Потребуется заключение технической службы электриков о состоянии проводов, возможности повышения нагрузки.
Как перекрыть газ
После оформления всех документов, проекта, разрешения с пользователем связывается представитель инженерно-технической службы, уточняет время проведения работ по демонтажу газовых труб в отдельной квартире.
В день работ с клиентом подписывают договор, иногда оплату проводят на месте с применением портативного кассового аппарата. Работник государственной службы снимает показания счетчика, затем заваривает трубу. После отключения выдается акт выполненных работ. Самостоятельно такие работы проводить нельзя.
11,8 МПа — достигаемый уровень давления в магистральных газопроводах, проходящих по суше. До 1,2 МПа снижается давление газа на газораспределительных станциях (ГРС) на пути к потребителю.0,003 МПа — максимальный уровень давления в жилых домах.
Какое давление газа в газовой сети?
Системы газоснабжения — Система газоснабжения – сложный комплекс сооружений, технических устройств и трубопроводов, обеспечивающий подачу и распределение газа между промышленными, коммунальными, и бытовыми потребителями в соответствии с их спросом. Состоит из следующих основных элементов:
- газовые сети низкого, среднего и высокого давлений;
- газорегуляторные станции (ГРС), газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ);
- системы контроля и автоматами управлений;
- диспетчерские службы и системы эксплуатации.
Потоки природного газа поступают по магистральным газопроводам через газораспределительные станции в городские газовые сети. На газораспределительных станциях давление газа снижается клапанами автоматических регуляторов и поддерживается постоянным на требуемом для города уровне.
- низкого давления – до 5 кПа (избыточных);
- среднего давления – 5 кПа – 0,3 МПа;
- высокого давления II категории – 0,3–0,6 МПа;
- высокого давления I категории – 0,6–1,2 МПа.
По газопроводам низкого давления транспортируют и распределяют газ по жилым, общественным зданиям и предприятиям бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа, а предприятий бытового обслуживания и обществ, зданиях – до 5 кПа.
Обычно в сетях поддерживают низкое давление до 3 кПа, и все указанные здания и предприятий присоединяют к газовой сети непосредственно без регуляторов давления газа. По газопроводам высокого давления (0,6 МПа) газ подают через ГРП в сети низкого и среднего давлений. В ГРП установлена автоматическая защита, исключающая возможность повышения давления на низшей ступени сверх допустимой нормы.
По этим газопроводам через ГРП и ГРУ газ также подают промышленным и коммунальным предприятиям. По действующим нормам, максимальное давление для промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий, а также для отдельно стоящих отопительных и производственных котельных допускается до 0,6 МПа, для предприятий бытового обслуживания, пристроенных к зданиям, – не более 0,3 МПа.
- К ГРУ расположенным на стенах жилых и общественных зданий, можно подавать газ с давлением не более 0,3 МПа.
- Газопроводы среднего и высокого давлений составляют основу городской распределительной сети; газопроводы высокого давлении (до 1,2 МПа) применяют только в крупных городах.
- Промышленные предприятия можно присоединять к сетям среднего и высокого давлений непосредственно без регуляторов давления, если это обосновано техническими и экономическими расчетами.
Связь между газопроводами различных давлений осуществляется только через ГРП. Системы газоснабжения имеют иерархичность в построении, которая увязана с классификацией газопроводов по давлению: Первый иерархический уровень составляют сети высокого и среднего давлений, являющиеся основными газопроводами города.
- Их резервируют путем кольцевания или дублирования отдельных участков.
- Только у малых городов сети могут быть тупиковыми.
- Газ последовательно перетекает по ступеням со снижением давления, которое осуществляется скачками на клапанах регуляторов давления ГРП и поддерживается после них постоянным.
- При наличии разнородных потребителей в газоснабжаемом районе по одной и той же улице или проезду можно параллельно прокладывать газопроводы различных давлений.
Газопроводы высокого и среднего давлений образуют единую гидравлически связанную городскую сеть. Второй иерархический уровень составляют сети низкого давления, подающие газ многочисленным потребителям. Сети проектируются смешанного типа. Закольцовываются только основные газопроводы, а остальные выполняются тупиковыми.
- Газопроводами низкого давления не пересекают большие естественные (реки, озера, овраги) и искусственные (ж.-д.
- Линии, автомобильные магистрали) препятствия, их не прокладывают по промышленным зонам, поэтому они не составляют единую гидравлически связанную городскую сеть.
- Сети низкого давления проектируют как локальные системы, имеющие по несколько точек питания (ГРП), в которые газ поступает из сетей среднего или высокого давления.
Третий иерархический уровень – газовые сети жилых и общественных зданий, промышленных цехов и предприятий. Их выполняют, как правило, нерезервированными. Давление в них определяется назначением сетей и требуемым уровнем для газоиспользующих установок. Системы газоснабжения по числу ступеней давления разделяют на:
- двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого давлений;
- трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давлений;
- шагоступенчатые, состоящие из газопроводов всех градаций давлений.
Приведенная градация газопроводов по давлению вызвана необходимостью иерархического построения городской системы газоснабжения, а также следующими обстоятельствами: в городе имеются потребители, для систем газоснабжения которых, требуется различное давление газа.
Необходимость в среднем и высоком давлениях связана с большой протяженностью газовых сетей и направлениями их транспортирования; улицы и проезды центральных (старых) районов городов неширокие, и прокладка по ним газопроводов высокого давления может оказаться неосуществимой. Чем больше давление газа, тем большее расстояние требуется между газопроводом и зданиями.
Кроме того, прокладка газопроводов высокого давления в районах с высокой плотностью населения нежелательна; ограничения, накладываемые на условия присоединения газорегуляторных шкафных установок, размещаемых на зданиях, обусловливают необходимость наряду с сетями высокого давления проектировать и сети среднего давления.
- распределительные высокого, среднего и низкого давлений, транспортирующие газ по снабжаемой территории;
- абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям;
- внутридомовые и внутрицеховые.
Городские распределительные газопроводы высокого и среднего давлений проектируют как единую сеть, подающую газ промышленным предприятиям, отопительным котельным, коммунальным потребителям и в сетевые ГРП. Создание единой сети экономически выгоднее, чем разделительной для промышленности и коммунально-бытового сектора.
На выбор конкурентоспособных вариантов городской системы газоснабжения влияют следующие факторы: размеры города, его планировка, застройка, плотность населения и характеристики промышленных предприятий, электростанций, наличие больших естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов; перспективный план развития города.
Принятая городская система газоснабжения должна быть экономичной, безопасной и надежной в эксплуатации, проста и удобна при обслуживании, допускать выключение из работы отдельных частей для производства ремонта. Сооружения, оборудование и узлы в системе должны быть однотипными.
В городскую сеть многоступенчатой системы газоснабжения газ поступает по 2 магистральным газопроводам через ГРС, что повышает надежность газоснабжения. Газораспределительные станции связаны ответвлениями с кольцом высокого давления категории (до 1,2МПа), которое располагается по периферии города. Из этого кольца через несколько сетевых ГРП газ поступает в кольцевые сети высокого (до 0,6МПа) или/и среднего давления.
От них идут ответвления газопроводов к промышленным потребителям и в ГРП сетей низкого давления, после которых поддерживается давление до 3 кПа. На схеме газопроводы расположены последовательно, но по улицам могут прокладываться параллельные газопроводы разных давлений.
Это связано с тем, что для сокращения расхода металла сети низкого давления питаются в нескольких точках через ГРП и для подачи газа в центрально расположенные ГРП прокладывают параллельные газопроводы высокого или среднего давлений. Такие прокладки также необходимы для подачи газа отопительным котельным и промышленным предприятиям, расположенным внутри жилых массивов.
Сеть низкого давления выполнена в виде 2 зон, которые не соединены между собой. Это вызвано структурой города. Для повышения надежности ГРП каждой зоны соединены газопроводами низкого давления больших диаметров. Это резервирует ГРП по низкой ступени давления.
В средних и небольших городах обычно применяют двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давлений. Если в центральной части города проложить газопроводы высокого давления нельзя, то их разделяют та две составляющие: сети среднего давления в центральные части и сети высокого давления на периферии.
Получается трехступенчатая система. Диаметры распределительных газопроводов обычно изменяются в пределах 50–400 мм. Для возможности отключения участков газопроводов высокого и среднего давлений, отдельных зон сетей низкого давления, сооружений на сетях и жилых, общественных и промышленных зданий или групп зданий устанавливают отключающие устройства — задвижки или пробковые краны.
- Задвижки устанавливают на вводах и выводах из ГРП, на ответвлениях от уличных газопроводов к микрорайонам, кварталам, группам жилых домов, при пересечении водных преград, железных и автомобильных дорог.
- Задвижки на наружных газопроводах располагают в колодцах совместно с линзовыми компенсаторами которые снимают температурные и монтажные напряжения, а также обеспечивают удобный монтаж и демонтаж запорной арматуры.
Колодцы разрешается устанавливать на расстоянии не менее 2 м от линии застройки или ограждения территории предприятий. Число отключающих устройств должно быть обоснованным и минимально необходимым. Задвижки на вводах в здания монтируют на стенах, выдерживая определенные расстояния от дверных и оконных проемов.
Что такое среднее давление газа?
Классификация газопроводов по рабочему давлению — Требования к газопроводам различного назначения и величине рабочего давления для различных объектов изложены в СНиП 42-01-2002. Данный документ определяет следующие типы газопроводов (категории): Магистральные трубопроводы для транспортировки газа
- К 1 категории относятся магистральные трубопроводы для транспортировки газа под давлением от 6 до 12 атмосфер включительно. Такой газопровод высокого давления используется для перекачки газообразных веществ по магистральным линиям и обеспечения групповых потребителей. В данном случае подача газа с такими параметрами осуществляется до газораспределительных станций, где осуществляется снижение давление до требуемых параметров. В некоторых случаях монтируются на предприятиях для обеспечения топливом определенных технологических процессов.
- Во 2 категорию так же относятся линии высокого давления, но рабочие параметры газа уже ниже. По таким трубопроводам транспортируется топливо с давлением от 3 до 6 атмосфер. Так же применяются для магистральной разводки и снабжения газом котельного оборудования.
- Газопроводы среднего давления предназначены для работы с топливом при давлении от 0,05 до 3 атмосфер. Среднее давление газа применяется для обеспечения отдельных видов потребителей.
- К жилым домам газ подается по сетям низкого давления, которое не должно превышать 0,05 атмосфер. Именно такие газопроводы используются в квартирах или при подключении частных домов.
Что такое газовая сеть высокого давления?
Общие сведения о газе и городской сети газопровода — Газ используют как топливо для кухонных плит и газовых водонагревателей, для отопительных печей и котлов систем центрального отопления и горячего водоснабжения. В промышленности газ применяют как топливо; кроме того, он является незаменимым сырьем для многих производств химической промышленности.
- Газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива.
- Главными из них являются полное сгорание без дыма, золы и копоти, возможность транспортирования по трубам на большие расстояния, низкая стоимость, несложный уход за газовыми приборами.
- Газы делятся на искусственные и природные (естественные).
Искусственный газ получается при переработке на заводах каменного угля, торфа, кокса, горючих сланцев и нефти. В зависимости от вида и способов переработки сырья получают следующие виды искусственных газов: генераторный, коксовый, сланцевый и нефтегазы.
- Выработанный на заводах газ очищают от вредных примесей (нафталина, сероводорода) и осушают от влаги.
- Не удаленная влага конденсируется в воду и в зимнее время замерзает, образуя в газопроводах ледяные пробки.
- Очищенный и осушенный газ поступает в городские хранилища газа — газгольдеры.
- Теплотворная способность искусственного и смешанного газа 3500—4500 ккал/нм5 при номинальном давлении 130 мм вод.
ст. Жидкий (сжиженный) газ— продукт переработки газа. В жидком состоянии он находится только при повышенном давлении в закрытых сосудах. При обычных условиях он переходит в газообразное состояние. Теплотворная способность сжиженных углеводородных газов 22 000—28000 ккал/нм5 при номинальном давлении 300 мм вод.
- Ст. Природный газ образуется в недрах земли, где он находится под большим давлением в порах и пустотах пластов горных пород.
- Природный газ добывают через естественные и искусственные скважины, откуда он выходит наружу, и транспортируется по трубам на большие расстояния к месту потребления.
- По теплотворной способности газ делится на низкокалорийный — до 2500 ккал/нм3, среднекалорийный — от 2500 до 5000 ккал/нм3 и высококалорийный — выше 5000 ккал!нм3.
Для бытовых нужд и в коммунальном хозяйстве используют газ ‘ с теплотворной способностью до 10000 ккал/нм3; при номинальном давлении газа у бытовых и газовых приборов 200 мм вод. ст. Отрицательными свойствами газа являются его ядовитость и взрывоопасность.
- Естественный газ, например саратовский, не имеет запаха, но он взрывоопасен.
- Для того чтобы потребитель мог обнаружить утечку газа, его насыщают пахучими веществами, называемыми «одорантами».
- Для систем газоснабжения городов и других населенных пунктов установлены следующие категории давления газа в газопроводах: низкое — не более 0,05 кгс/см2; среднее — более 0,05 до 3,0 кгс/см2; высокое — более 3 до 6 кгс/см2; высокое — от 6 до 12 кгс/см2.
Для газоснабжения жилых и общественных зданий, детских и лечебных учреждений, учебных заведений и предприятий общественного питания применяется газ низкого давления. Для снабжения газом промышленных предприятий применяется газ давлением до 6 кгс/см2 и только при технико-экономическом обосновании может быть использован газ давлением до 12 кгс/см2.
- В небольших городах прокладывают газовую сеть низкого давления.
- В больших городах, где имеется газовая сеть высокого давления, газ из этой сети последовательно поступает в сеть среднего давления, откуда направляется в районные или квартальные регу-ляторные станции, которые снижают давление газа до 300 мм вод.
ст. и ниже и направляют газ в сеть низкого давления. Для магистралей высокого и среднего давления применяют стальные цельнотянутые трубы, которые покрывают изоляцией из битумных материалов. Уличную сеть низкого давления прокладывают из стальных сваренных труб.
- Городская сеть газопроводов бывает двух видов: тупиковая и кольцевая.
- По тупиковой схеме потребителей снабжают газом лишь с одной стороны, а по кольцевой — с двух сторон по замкнутому кольцу.
- Недостатком тупиковой сети является то, что при капитальном Ж ремонте какой-либо части газопровода приходится отключать значительные участки сети и снабжение газом потребителей прекращается.
Этого нет при кольцевой схеме сети, когда выключается какой-либо участок между двумя задвижками, так как остальные потребители снабжаются газом с двух сторон. При кольцевой схеме легче поддерживать постоянное давление газа, чем при тупиковой, в которой давление газа в конце участка падает, ввиду того что газ разбирают по пути.
- Подземные газопроводы, транспортирующие влажный газ, укладывают ниже глубины промерзания грунта.
- Для Москвы, например, на глубине не менее 1,7 м от поверхности земли до верха трубы.
- Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, можно укладывать на глубину 0,8 м от поверхности земли до верха трубы.
- Распределительные трубопроводы с влажным газом укладывают с уклоном 0,0015, а ответвления и вводы —с уклоном 0,003 в сторону распределительного газопровода.
Надземная прокладка газопроводов допускается в местах прохода через водные протоки, овраги и другие естественные и искусственные преграды, а также на территории промышленных и коммунально-бытовых предприятий. Отключающие устройства на линиях газопровода необходимо устанавливать- в следующих местах: – на ответвлениях от распределительных газопроводов высокого и среднего давления; – на газопроводах всех давлений для отключения отдельных микрорайонов; – при пересечении газопроводами водных преград, железнодорожных путей и магистральных автомобильных дорог; – на вводах и выходах из газорегуляторных пунктов и хранилищ газа; – на вводах в отдельные здания и промышленные предприятия.
- Для сбора водяного конденсата в пониженных участках газопровода или в местах соединения труб с противоположными уклонами устанавливают сборники конденсата — сифоны, состоящие из конденсационного горшка и ковера (чугунного колпака).
- В конденсационный горшок сифона вставляют трубку, верхний конец которой прикрыт.
Где используется газ с низким показателем давления?
Область применения систем — В силу того что газ с низким давлением более безопасен, такие системы используются в зданиях общественного типа, таких как:
- детские и учебные учреждения;
- больницы;
- заводы и предприятия различного типа.
Чаще всего давление газа в магистралях такого типа не превышает показатель в 6 кгс/см 2, Газ с низким показателем давления используется в небольших населенных пунктах, где количество конечных потребителей не столь велико. Что же касается газопровода с высоким давлением, то, как уже отметили выше, данное решение имеет место в более крупных населенных пунктах, на что влияет не только количество потребителей, но и социальный статус.
Давление газа в газопроводе жилого дома отличается низкими или средними значениями. Чаще всего оно составляет около 0,05 кгссм2. Эта величина возрастает вместе с приближением к источнику подачи топлива. В магистральных трубах, расположенных на суше, показатели достигают 11,8 МПа, а в районе газораспределительных станций давление падает до 1,2 МПа. К конечному потребителю подается газ со значениями около 0,003 МПа.
Особенности бытового газа и его циркуляция
Основным компонентом бытового газа всегда является метан, его количество составляет от 80 до 100%. Чем больше этого элемента содержится в топливе – тем лучшим считается его качество. Также в составе присутствуют и другие включения – этан, пропан, бутан, водяные пары, азотные и гелиевые соединения. Большая доля таких веществ негативно влияет на состояние труб и окружающей среды, поэтому предпочтительным является газ с высоким содержанием метана.
Природный газ добывается на месторождениях и поставляется к потребителям по сложной системе газопроводов. На первом этапе топливо попадает в магистрали, где оно под большим давлением транспортируется на многие километры к различным населенным пунктам. Для того чтобы конечные потребители получили возможность безопасно использовать газ, существуют газораспределительные станции. На них расположено специальное оборудование, которое осуществляет снижение давления газа в трубах и подготавливает топливо к последующему употреблению. Параллельно происходит очищение газа и насыщение его одорантами – сигнальными веществами для выявления утечки продукта.
После прохождения ГРС газ транспортируется к распределительным пунктам, откуда он будет подан конечным пользователям. Эти объекты оборудованы регулирующей аппаратурой, с помощью которой происходит контроль состава и давления газа. Там же расположены фильтры, сквозь них топливо проходит для еще большего очищения. На пунктах выявляют наличие дополнительных веществ в газопроводе и определяют состав газа.
Законодательные нормативы
При составлении проекта на подключение жилого дома к газовой магистрали учитываются многие технические параметры. Для этого важно знать тип прокладки трубы и величину давления топлива. Исходя из подобных данных на газораспределительной станции принимается решение о выдаче согласования на проект.
Природный газ является одним из наиболее дешевых и экологичных видов топлива, поэтому он получил широкое распространение в быту и промышленности. Постоянно возрастающее количество пользователей газа обуславливает разработку новых законов и норм, которые регулируют его применение. К важным документам в законодательстве относят определение стандарта подключения дома к газовой магистрали.
В 2010 году в Российской Федерации были приняты нормативные акты, которые являются:
- Официальной документацией, требования которой обязательны к исполнению;
- Предметом контроля и проверок надзирательных органов для обеспечения безопасности оборудования;
- Основанием для судебных дел и подачи исков;
- Значимой причиной для наложения штрафных санкций в случае правонарушений.
Классификация газопроводов
В системе обеспечения населения природным газом важную роль играет сооружение и обслуживание газопроводов, через которые топливо подается к конечному потребителю. В это оборудование инвестируются основные средства газовых компаний, причем большей протяженностью обладают именно сети с низким и средним давлением. Современная классификация газовых магистралей включает в себя такие типы газопроводов:
- Высокого давления 1 категории (от 1,2 МПа). Это в основном крупные магистрали, по которым топливо транспортируется между населенными пунктами, а также распределяется между группами потребителей. Такие трубы прокладываются до ГРС, где происходит снижение давления.
- Высокого давления 2 категории (от 0,3 до 1,2 МПа). Подобные газопроводы располагаются в пределах городов и сел, по ним газ транспортируется на котлы и другое оборудование.
- Среднего давления (от 0,05 до 0,3 МПа). Большинство промышленных потребителей получают топливо из такого типа магистралей.
- Низкого давления (до 0,05 МПа). Этот вид труб характерен для газообеспечения жилых домов и квартир.
Разновидности газовых сетей по размещению
Газопроводы могут различаться своим расположением, в зависимости от особенностей которого выделяют следующие типы сетей:
- Надводные;
- Подводные.
Также играет важную роль назначение магистрали:
Способы монтажа газопровода
Существует несколько методов для подачи газа потребителям. Наиболее распространены кольцевой и тупиковый способ для доставки энергоносителя. В последнем случае пользователь получает топливо с одного конца трубы, а в ситуации с кольцевым расположением газ перемещается одновременно в двух направлениях. Способ расположения газопровода необходимо учитывать при выборе и подключении оборудования.
Если в квартире предусмотрена тупиковая разновидность газовой трубы, в ней могут возникнуть сложности при проведении ремонта. Для выполнения работ специалистам придется отключить от газоснабжения несколько пользователей сразу. Зная такие особенности системы, можно заранее приобрести котел с возможностью автоматического отключения, чтобы он не расходовал зря свой ресурс. Если же в жилище установлена кольцевая система, подобная проблема становится неактуальной. Газ поступает одновременно к группе потребителей и трубы функционируют независимо друг от друга.
Ремонт газового оборудования может быть плановым или происходить по решению пользователей. Чтобы заменить части аппаратуры или произвести некоторые изменения, необходимо предварительно перекрыть подачу газа в трубу. Проще выполнять работы в частном доме, а в многоквартирном строении придется согласовывать план ремонта с жильцами и контролирующими организациями.
Чтобы обеспечить безопасность общественных зданий, они подключаются к системам с низким давлением. Это касается образовательных и медицинских учреждений, школ, детских садов и жилых строений. В больших городах и промышленных центрах установлено современное оборудование, которое требует подключения сети со средними показателями давления. Для быстрой транспортировки топлива между населёнными пунктами используют магистрали с высоким напором газа.
Из чего изготавливают газовые трубы
Сети для транспортировки газа могут быть выполнены из различных материалов, среди которых наиболее популярными являются сталь, медь и полиэтилен. По трубам передают природный газ, а также сжиженное углеводородное топливо при сверхнизких температурах.
Различия среднего и низкого давления для бытового использования
При проектировании систем газоснабжения в жилых домах их старались выполнять с учетом низкого давления газа. Трубы со средними показателями потребовали бы установки специального оборудования, которое способно уменьшать эту величину на входе во внутреннюю сеть.
Со временем количество пользователей значительно увеличилось, и низкого давления стало недостаточно для обеспечения их потребности. В холодную пору года люди активно пользуются отоплением, что приводит к перегрузке сетей и сбоям в работе оборудования. Подобных проблем можно избежать, если использовать газопроводы со средними показателями давления. С такими значениями работает большинство современных котлов, поэтому выбор аппаратуры становится более широким.
Если в доме бывают перебои с давлением газа или его показатели не дотягивают до номинальных, не стоит приобретать котел, который рассчитан на среднее давление. В подобной ситуации лучше остановить свой выбор на комбинированном типе оборудования. Наличие твердотопливного котла позволит легко пережить периоды отсутствия газа и справиться с нестабильной подачей этого топлива.
Высокое давление газа в газопроводе также нежелательно для использования в жилых помещениях. Такие значения чреваты возникновением аварийных ситуаций, поэтому с точки зрения безопасности разумнее снабжать населенные пункты сетями с низкими и средними показателями. В пределах крупных городов могут быть расположены основные магистрали, но все они проходят через распределительные станции, где давление снижается.
Правила использования газовых приборов
Эксплуатация газового оборудования должна происходить согласно государственным стандартам. Важно соблюдать установленные правила при применении аппаратуры:
- Обслуживание внутренних и наружных сетей осуществляется квалифицированными специалистами, которые обладают лицензией на проведение такого вида работ;
- Запрещена замена деталей сети и газового оборудования без согласования с компетентными органами;
- Аппаратура должна монтироваться только профессиональными работниками, предварительно необходимо согласовать проект на установку в соответствующей организации.
Самостоятельный ремонт или замена оборудования недопустимы, все работы должны выполняться исключительно лицензированными специалистами. В противном случае может возникнуть угроза аварийной ситуации. Чтобы предотвратить утечку газа и другие неприятные последствия, важно обращаться к уполномоченным сотрудникам.
Оборудование для распределения и регулировки газа
Для объединения множества труб и магистралей в единую сеть используют распределительные станции, через которые проходят все потоки топлива. На этих объектах установлено специальное оборудование, управляющее подачей и давлением газа. С помощью станций крупные магистрали связываются с более мелкими трубами, направленными к потребителям. Для бесперебойной работы всей сети применяют такие устройства:
- Редукторы для снижения давления в трубах;
- Распределители для направления газовых потоков;
- Контролирующая аппаратура для поддержания работоспособности системы;
- Фильтрационная аппаратура для очищения транспортируемого газа.
Поскольку потребности пользователей в газовом топливе достаточно велики, справиться с задачей контроля и распределения газа может только автоматическая система. Такая сеть сама регулирует давление и другие показатели в трубах, а также направляет потоки к определенным объектам.