Ciśnienie w gazociągu: normy techniczne + cechy dystrybucji na linii według ciśnienia gazu

Bliskość sieci gazociągowej do miejscowości nie gwarantuje jeszcze braku problemów z podłączeniem do niej. Systemy przesyłowe transportujące najpopularniejsze paliwo mają różne zadania, dlatego ciśnienie w gazociągu również jest różne.

Opowiemy, jak działa sieć gazociągowa i pod jakim ciśnieniem znajduje się dostarczane konsumentowi paliwo w jej segmentach liniowych. W prezentowanym przez nas artykule szczegółowo przedstawiono zasady organizacji systemów gazowniczych różnych poziomów. Przedstawiono mechanizmy odcięcia gazu.

Zaopatrzenie w gaz ziemny

Urządzenia domowe i przemysłowe pracujące na naturalnej mieszaninie gazowych węglowodorów są dobrze znane każdemu. W domach mieszkalnych zainstalowane są kotły, kuchenki gazowe i przepływowe podgrzewacze wody.

Wiele przedsiębiorstw dysponuje urządzeniami kotłowymi oraz ogrodzonymi „domkami” stacji redukcyjno-pomiarowych. A na ulicach znajdują się punkty rozdzielcze gazu, przyciągające uwagę żółtym kolorem i jaskrawoczerwoną tablicą z napisem „Gaz. Łatwopalny”.

Każdemu wiadomo – gaz płynie rurami. Tylko jak on trafia do tych samych rur? Droga, jaką przebywa gaz ziemny do każdego mieszkania, każdego domu, jest naprawdę ogromna. W końcu od złoża do końcowych odbiorców paliwo podąża rozgałęzionymi szczelnymi kanałami, rozciągniętymi na tysiące kilometrów.

Natychmiast po wydobyciu na złożu mieszanka gazów poddawana jest oczyszczeniu z zanieczyszczeń i przygotowywana do tłoczenia. Sprężany przez stacje kompresorowe do wysokich wartości ciśnienia, gaz ziemny kierowany jest głównym rurociągiem do stacji rozdzielczej.

Jej urządzenia obniżają ciśnienie i odorują mieszankę gazową metanem, etanem i pentanem tiolami, etylomercaptanem i podobnymi substancjami, aby nadać mu zapach (w czystej postaci gaz ziemny nie ma zapachu). Po przejściu dodatkowego oczyszczenia, paliwo gazowe kierowane jest do gazociągów miejscowości.

Urządzenia gazowe wymagają dopływu gazu palnego pod określonym ciśnieniem. Zespół GRP reguluje (zazwyczaj obniża) ciśnienie sieciowe gazu przed podaniem do sieci wewnątrzbudynkowych przy maksymalnym przepływie gazu do 30 tys. metrów sześciennych na godzinę.

Następnie gaz ziemny trafia do punktów dystrybucji gazu wewnątrz dzielnic miejskich. Przed skierowaniem do sieci gazowej dzielnicy, ciśnienie transportowanego gazu jest obniżane do wymaganego minimum. Wreszcie gaz trafia do wewnątrzbudynkowej sieci gazowej – do kuchenki gazowej, podgrzewacza wody lub kotła stojącego.

Każda instalacja gazowa jest wyposażona w specjalny palnik, który przed spalaniem miesza paliwo sieciowe z powietrzem. W czystej postaci (tj. bez dostępu tlenu) palność gazu ziemnego jest zerowa.

Zespoły GRS są używane na odgałęzieniach od głównych magistral gazowych; obniżają one ciśnienie i zarządzają podażą objętości gazu do lokalnych sieci odbiorców (maksymalnie 500 tys. metrów sześciennych na godzinę).

Skład systemu gazowniczego

Kompleks transportu gazu tworzą rurociągi i obiekty, a także urządzenia techniczne realizujące dostawę i dystrybucję przepływu między odbiorcami. Intensywność podaży gazu jest określana przez potrzeby końcowych użytkowników – organizacji przemysłowych i komunalnych, prywatnych gospodarstw domowych.

Sieć gazownicza składa się z:

• rurociągów wysokiego, średniego i niskiego ciśnienia;
• urządzeń regulacyjnych gazu – stacji (GRS), punktów (GRP), instalacji (GRU);
• automatów sterujących i systemu kontroli;
• służby dyspozytorsko-eksploatacyjnej.

Pod wysokim ciśnieniem magistralny gazociąg dostarcza gaz ziemny do stacji dystrybucyjnych, które obniżają poziom ciśnienia do wymaganego za pomocą zaworów regulatorów automatycznych.

Następnie sieci gazowe kierują paliwo do odbiorców. GRS automatycznie utrzymują parametry ciśnienia w zadanym zakresie.

Jak zorganizowany jest system gazowniczy?

Jego hierarchia jest określona przez klasy elementów sieci transportu gazu, związane z ciśnieniem przesyłanego gazu ziemnego.

Układanie gazociągów na terenie miasta wymaga odpowiedniej przestrzeni wokół rur jako strefy bezpieczeństwa. Tym bardziej, jeśli jest to gazociąg o znacznym przekroju z ciśnieniem roboczym powyżej 0,6 MPa.

Zasady budowy sieci gazociągowej

W skład gazociągów pierwszego poziomu wchodzą komunikacje gazowe, w których ciśnienie gazu ziemnego jest wysokie lub średnie. Aby wyeliminować ślepe odcinki, stosuje się rezerwowanie gazowych rurociągów – dublowanie poszczególnych segmentów lub tworzenie pierścieni. Tworzenie sieci ślepej jest dozwolone tylko w małych miejscowościach.

Gaz ziemny pod wysokim ciśnieniem przechodzi przez kilka kolejnych stopni, w których jego ciśnienie jest obniżane. Proces obniżania ciśnienia w punktach regulacji gazu odbywa się skokowo, a na ich wylocie ciśnienie jest stałe. W granicach miasta sieci gazowe o średnim i wysokim ciśnieniu tworzą hydraulicznie połączoną wspólną sieć.

Podobne znaki oznaczają położenie podziemnych sieci gazowych i granic strefy ochronnej. Na tym znaku widnieje numer pikietu (brak), kategoria magistrali gazowej (II), średnica rurociągu (800 mm), obwód strefy ochronnej (2 m w lewo i w prawo, 1 m do przodu), numer telefonu kontaktowego (T.051).

Zastosowanie stacji redukcyjno-pomiarowych (SRP) pozwala na dostarczanie odbiorcom gazu o różnym ciśnieniu, nawet jeśli znajdują się oni na tej samej ulicy – gazociągi o różnych ciśnieniach są układane równolegle.

Gazociągi drugiego poziomu zapewniają dostawę paliwa gazowego pod niskim ciśnieniem dla większości odbiorców. Sieci te są wykonane jako mieszane, z przewagą odcinków ślepych. Tylko główne rurociągi są poddawane pętleniu.

Gazociąg znajdujący się pod niskim ciśnieniem nie powinien przecinać dużych przeszkód technogenicznych (autostrady, linie kolejowe) ani naturalnych (jeziora, rzeki, wąwozy). Niedopuszczalne jest montowanie takich sieci w strefach przemysłowych.

Do odbiorcy gazu w prywatnych gospodarstwach domowych gaz dociera niskociśnieniowymi odgałęzieniami. Parametry ciśnienia na wejściu do urządzenia muszą odpowiadać danym określonym w karcie technicznej.

Sieci gazowe dostarczające paliwo pod niskim ciśnieniem nie mogą tworzyć hydraulicznie połączonego systemu dużej miejscowości. Są projektowane wyłącznie jako lokalne kompleksy zasilane przez kilka stacji redukcyjno-pomiarowych (SRP).

Z kolei podłączone do sieci średniego ciśnienia, które z kolei analogicznie są przyłączane do magistral wysokiego ciśnienia. Trzeci poziom gazociągów sieciowych jest wykorzystywany w obiektach odbiorczych – na terenach przedsiębiorstw, w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej.

Zapotrzebowanie na ciśnienie dla takich sieci jest określane przez ich przeznaczenie i charakterystyki pracy urządzeń (instalacji) wykorzystujących gaz. Rezerwowanie (częściowe dublowanie) na sieciach gazowych trzeciego poziomu zazwyczaj nie jest wykonywane.

Typy i kategorie gazociągów

Podział rurociągów gazowych według typów jest odzwierciedlony w SNiP 42-01-2002. Magistralne gazociągi wysokiego ciśnienia odpowiadają jednemu typowi, podzielonemu na dwie kategorie.

Przewody gazowe pierwszej kategorii są umieszczane wyłącznie dla odbiorców w sektorze przemysłowym, którzy zużywają znaczne ilości paliwa gazowego pod stabilnie wysokim ciśnieniem (0,6-1,2 MPa).

Na przykład są to huty stali. Podłączenie każdego odbiorcy przemysłowego do gazociągu pierwszej kategorii wymaga przygotowania specjalnego projektu zaopatrzenia w gaz.

Nowoczesne standardy montażu sieci gazowych dopuszczają ich budowę z rur PVC z “żółtym” oznaczeniem. Jednak przez wszelkie przeszkody rury instalacji gazowych należy prowadzić wyłącznie w stalowej osłonie ochronnej.

Linie przewodzące gaz ziemny drugiej kategorii są tworzone dla innych obiektów przemysłowych, które potrzebują dostawy mieszanki gazowej pod wysokim ciśnieniem, ale niższym (0,3-0,6 MPa) niż odbiorcy pierwszej kategorii. Takie same gazociągi dostarczają paliwo do kotłowni ogrzewających budynki przemysłowe.

Rurociągi dostarczające gaz o średnim ciśnieniu (0,005-0,3 MPa) są doprowadzane do kotłowni ogrzewających obiekty mieszkalne i administracyjne. Stosuje się je również do zasilania budynków użyteczności publicznej, które potrzebują większej ilości paliwa.

Gazociągi magistralne niskiego ciśnienia (do 0,005 MPa) biegną do odbiorców bytowych. Całe wyposażenie domowe jest zaprojektowane właśnie na takie parametry dostawy gazu.

Inaczej niż poprzez maksymalne obniżenie parametrów ciśnienia nie można osiągnąć maksymalnego bezpieczeństwa na instalacjach gazowych dla obiektów mieszkalnych. Organizacja zaopatrzenia w gaz domów mieszkalnych gazociągami średniego ciśnienia i wyższymi jest kategorycznie zabroniona.

Wielostopniowość systemu gazowniczego

Potrzeba utworzenia kilku stopni w lokalnym systemie zaopatrzenia w gaz ziemny wynika m.in. z obecności odbiorców potrzebujących dostaw paliwa gazowego pod różnym ciśnieniem.

Gradacja gazociągów według stopni

Ze względu na liczbę stopni ciśnienia rozróżnia się następujące systemy zaopatrzenia w gaz:

• Dwustopniowe. Tworzone przez sieci o ciśnieniu niskim i średnim albo niskim i wysokim;
• Trójstopniowe. Składają się z instalacji o ciśnieniu wysokim, średnim i niskim;
• Stopniowane. Tworzone są z gazociągów o ciśnieniach wszystkich poziomów.

Przemienność magistrali o wysokim i średnim ciśnieniu wynika ze znacznej długości rurociągów sieciowych, a także z kilku kierunków transportu. Na obszarach o dużej gęstości zaludnienia układanie gazociągów przewodzących paliwo gazowe pod wysokim ciśnieniem nie jest zalecane.

Główne gazociągowe magistrale miasta są umieszczone pod ziemią. W przeciwnym razie nie dałoby się uniknąć poważnych awarii sieci gazowych spowodowanych błędami kierowców pojazdów.

Jeszcze jednym częstym powodem jest to, że w dzielnicach starej zabudowy ulice miejskie są zbyt wąskie, aby poprowadzić pod nimi gazociągi wysokiego ciśnienia. Im wyższe ciśnienie gazu przepływającego rurociągiem, tym większy dystans jest potrzebny między infrastrukturą a sąsiednimi budynkami.

Potrzeba schodkowej sieci gazowniczej jest również spowodowana wymaganiami technologicznymi dotyczącymi przyłączania i montażu gazowych stacji regulacyjnych instalowanych na budynkach.

Typy sieci miejskich według przeznaczenia

Tereny dzielnic miejskich wyposażane są w najbardziej rozgałęzioną sieć gazociągów.

W skład miejskiego kompleksu zaopatrującego w gaz ziemny wchodzą następujące typy gazociągów:

• rozdzielcze, prowadzące gaz pod różnym (faktycznie wymaganym) ciśnieniem. Zapewniają transport na obsługiwanym terenie;
• odgałęzienia abonenckie, zaopatrujące w gaz z sieci rozdzielczych konkretnych odbiorców;
• wewnątrzdomowe i wewnątrzzakładowe.

Projektowany dla miasta schemat gazowych sieci rozdzielczych, kierujących gaz pod średnim i wysokim ciśnieniem, tworzy wspólną sieć. Ze specyfiką opracowania projektu gazyfikacji domu jednorodzinnego zapozna proponowany przez nas artykuł.

Szafkowa stacja regulacyjna gazu jest używana na końcowych sieciach odbiorczych o mocy nie większej niż 1800 metrów sześciennych na godzinę. Jest w stanie zmniejszyć ciśnienie do 2 kPa.

To znaczy, że odbiorcom komunalnym, kotłowniom i obiektom przemysłowym gaz ziemny dostarczany jest przez wspólną sieć gazową. Budowanie oddzielnych sieci magistralnych dla odbiorców komunalno-bytowych lub przemysłowych jest nieopłacalne z ekonomicznego punktu widzenia.

Przy wyborze rozwiązań planistycznych dla miejskiego gazownictwa uwzględnia się układ i wielkość miasta, gęstość zaludnienia i zabudowy, potrzeby elektrowni i obiektów przemysłowych. Pod uwagę brane są perspektywy przyszłego rozwoju miasta, obecność dużych przeszkód (sztucznych, naturalnych) dla prowadzenia gazociągów.

Cechy urbanistycznego planowania gazownictwa

W granicach miasta idealny schemat dostaw gazu ziemnego musi być ekonomicznie opłacalny, bezpieczny eksploatacyjnie i niezawodny, wygodny i prosty w obsłudze.

Takimi zaworami kulowymi wyposażane są sieci gazowe dla dużych odbiorców i dla systemów wielostopniowych. Ta armatura odcinająca
instalowana jest na gazociągu przy jego wyprowadzeniu przez stację regulacyjną gazu, umożliwiając przełączanie obwodów zasilania gazem.

Sieć rurociągów gazowych musi umożliwiać bezpieczne odłączanie poszczególnych jej segmentów w celu przeprowadzenia napraw. Warunkiem koniecznym jest całkowita jednorodność węzłów, urządzeń i obiektów w ramach jednego systemu.

Na schemacie miejskie gazociągi są pokazane kolejno. Jednak wzdłuż ulic dopuszcza się układanie równoległych gazociągów, pod warunkiem różnego ciśnienia w nich.

Taki układ jest ekonomicznie efektywny, ponieważ pozwala zmniejszyć zużycie rur:

• gazociągi niskiego ciśnienia są zasilane przez kilka GRP;
• Do centralnych GRP metan jest dostarczany równolegle ułożonymi gazociągami średniego lub wysokiego ciśnienia.

Podobne schematy układania sieci są stosowane do zasilania kotłowni i zakładów znajdujących się w obrębie dzielnic mieszkaniowych.

Struktura zabudowy miejskiej wymaga budowy sieci niskiego ciśnienia w formie dwóch niepołączonych stref. W celu rezerwacji na niskim stopniu ciśnienia, GRP każdej z dwóch stref są podłączone do rurociągów o dużej średnicy, przewodzących gaz pod niskim ciśnieniem.

W miastach o małej i średniej powierzchni stosuje się dwustopniowy kompleks gazociągów, łączący sieci niskiego i wysokiego ciśnienia (nie więcej niż 0,6 MPa).

W przypadku braku możliwości ułożenia gazociągów w centrum miasta dla tłoczenia mieszaniny gazowej pod wysokim ciśnieniem, ich projektowane moce są rozdzielane między sieci wysokiego ciśnienia (układane na peryferiach) i średniego ciśnienia (tworzone w części centralnej).

W rezultacie powstaje trójstopniowy system zaopatrzenia w gaz ziemny, wyposażony w gazociągi rozdzielcze o średnicy 50-400 mm.

Przed budową oddzielnej nitki gazociągu oraz przed wcięciem w istniejącą rurę gazową wykonuje się projektowanie planowanego odcinka systemu, przeprowadza się obliczenia hydrauliczne, które umożliwiają dobór rur gazowych i armatury do wyposażenia sieci.

Mechanizmy odcięcia dostaw gazu ziemnego

Wykonanie napraw wymaga okresowego odłączania określonych odcinków miejskich gazociągów znajdujących się pod ciśnieniem wysokiego i średniego poziomu, a także określonych sieci pod niskim ciśnieniem.

Dlatego systemy gazociągów sieciowych, publicznych i mieszkalnych, a także obiektów przemysłowych lub kilku budynków są wyposażane w urządzenia odcinające – zasuwy (inna nazwa – zawory korkowe).

Montaż systemu sieci zgodnie z zasadami kończy się próbą ciśnieniową gazociągu, która pozwala wykryć problematyczne miejsca. Najczęściej ujawniają się one w miejscach lokalizacji urządzeń odcinających.

Instalowane na zewnątrz w szafie ochronnej lub bez niej, te zasuwy są używane w razie potrzeby całkowitego odłączenia posesji od sieci gazowej.

Montaż zasuw wykonuje się:

• na gazowych rurach w GRP (wychodzących i wchodzących);
• na odgałęzieniach głównych gazociągów prowadzących do dzielnic i kwartałów;
• przed dużą przeszkodą przeciętą przez rurociąg (zbiorniki wodne, trasy samochodowe i kolejowe).

Na zewnętrznych gazociągach zasuwy montuje się z zagłębieniem w studzienkach. Razem z nimi montuje się kompensatory soczewkowe, przeznaczone do odczytu naprężeń (montażowych, temperaturowych) na rurociągu, a także ułatwiające procedury zakładania i zdejmowania armatury odcinającej.

Studzienki dopuszcza się zakładać w odległości większej niż 2 m od najbliższego budynku lub ogrodzenia.

Armatura odcinająca na przyłączach gazowych do budynków umieszczana jest na ścianie. Zawory gazowe, z wymianą których zapozna następny artykuł, umieszcza się z zachowaniem metrowej odległości od najbliższych otworów.

Niezależnie od poziomu ciśnienia, rozgałęzienia i długości rurociągu przewodzącego mieszankę gazową, liczba urządzeń odcinających powinna być minimalnie niezbędna, z uzasadnieniem każdego miejsca.

Niebagatelne dla właścicieli pytanie – cena podłączenia do gazu magistralnego, szczegóły określenia której przedstawiono tutaj. Zalecamy zapoznać się z przydatnym materiałem.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Jak przebiega dostawa gazu do budynku wielorodzinnego:

Wideo #2. Jak zbudowana i jak jest wytwarzana kulowa armatura odcinająca do gazociągów:

System gazociągu zapewnia prawidłowe zaopatrzenie w gaz ziemny tylko pod warunkiem jego zrównoważenia. Wszelkie prace z urządzeniami gazociągowymi mogą być wykonywane wyłącznie przez pracowników gazowni. Obce ingerencje w działanie sieci gazowej są niedopuszczalne i wysoce niebezpieczne – proszę o tym pamiętać!

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Proszę dzielić się cennymi zaleceniami i informacjami, które będą przydatne dla odwiedzających stronę. Proszę zostawiać wpisy, zamieszczać zdjęcia na temat, zadawać pytania.