Gazyfikacja obiektów przemysłowych: warianty i normy gazyfikacji zakładów produkcyjnych

Co powoduje konieczność przeprowadzenia systemu gazociągów do fabryki, do zakładu, do kombinatu lub do elektrowni? Przede wszystkim gazyfikacja obiektów przemysłowych zapewnia im nieprzerwane ogrzewanie.

Po drugie, jest to możliwość ciągłego dostarczania ciepłej wody. Po trzecie, gaz może być wykorzystywany w różnych procesach technologicznych jako paliwo, a niektóre zakłady potrzebują dostarczania pary.

Opowiemy o tym, jak przebiega organizacja systemów wodociągowych w zakładach produkcyjnych. W przedstawionym przez nas artykule szczegółowo opisano warianty urządzeń systemów gazociągów i ich poszukiwane odmiany. Rozważono koszty przeznaczone na budowę obwodów dostarczania gazu magistralnego.

Warianty paliwa gazowego

Głównymi odbiorcami gazu są fabryki i elektrownie. Używają gazu jako efektywnego paliwa. Przedsiębiorstwa przemysłu chemicznego, hutniczego, maszynowego również wykorzystują gaz w realizacji procesów technologicznych. W miastach na użycie gazu aktywnie przechodzi przemysł spożywczy.

Zaopatrzenie w gaz przedsiębiorstwa przemysłowego w zależności od źródeł paliwa może być realizowane na różne sposoby. Duże zakłady przemysłowe wykorzystują własne źródła gazu. W większości przypadków jest to gaz generatorowy, koksowniczy lub wielkopiecowy. Przy obróbce węgla kamiennego wydzielają się gazy sztuczne: gaz świetlny, gaz koksowniczy i inne.

Oddziaływanie pierwiastków chemicznych w procesach produkcji powoduje wydzielanie gazu jako produktu ubocznego. Jeśli występuje niedostateczność i brak zasobu, to przedsiębiorstwa przemysłowe często podłączają się do magistralnego gazociągu, gdzie dostarczają gaz ziemny: standardowy lub towarzyszący ropie naftowej.

Koksowanie lub piroliza węgla kamiennego odbywa się poprzez jego podgrzewanie do bardzo wysokich temperatur. Piece, w których zachodzi ten proces, nie przepuszczają do środka tlenu. W rezultacie, oprócz szeregu produktów ubocznych, otrzymuje się również związki gazowe.

Najlepszym wariantem paliwa do zaopatrzenia w gaz jest gaz ziemny.

Wynika to z następujących zalet:

• niska cena gazu ziemnego;
• wysoka wartość opałowa;
• możliwość szybkiego i taniego transportu;
• niewielka ilość szkodliwych emisji do powietrza podczas spalania;
• pełna automatyzacja spalania.

Gaz wypada korzystnie na tle innych paliw, ponieważ jego dostawa odbywa się głównie rurociągami.

Pozwala to właścicielom zakładów przemysłowych zwolnić teren przeznaczony dla paliw stałych i ich odpadów. Znika również potrzeba posiadania pojazdów do ciągłego transportu dużych ilości paliwa.

Rodzaje systemów gazociągów

Zakłady przemysłowe mogą być zgazyfikowane według kilku schematów, które różnią się w zależności od warunków projektowania każdego obiektu.

Zastosowanie konkretnego schematu gazowniczego lub połączenie i kombinacja kilku schematów zależy od indywidualnych warunków projektowania. Łączenie schematów jest zwykle projektowane w przypadkach, gdy zapotrzebowanie na gaz w halach zakładu znacznie się różni.

Jednostopniowe systemy gazownicze są projektowane w przypadkach, gdy:

• planowane jest podłączenie zakładu do miejskiej magistrali gazowej o niskim ciśnieniu;
• przewiduje się przyłączenie zakładu przemysłowego do miejskiej sieci gazowej za pośrednictwem centralnego punktu regulacji gazu w przypadku konieczności zapewnienia niskiego ciśnienia w gazociągu obiektu;
• opracowuje się podłączenie obiektu przemysłowego do sieci miejskich poprzez połączenie z systemem centralnym przez punkt dystrybucji gazu z przyszłym średnim ciśnieniem gazu w rurach.

Instalacja systemów dwustopniowych jest przewidziana w następujących przypadkach:

• przy podłączaniu haliowych instalacji dystrybucji gazu obiektu przemysłowego do miejskiej magistrali gazowej przez punkty dystrybucji o średnim i niskim ciśnieniu w haliowych gazociągach;
• przy przyłączaniu haliowych instalacji dystrybucji gazu zakładu przemysłowego do miejskiej sieci gazowej średniego ciśnienia przy średnim ciśnieniu w haliowych gazociągach;
• przy podłączaniu haliowych instalacji dystrybucji gazu do centralnego punktu dystrybucji gazu sieci miejskich przy średnim ciśnieniu w międzyhaliowych gazociągach i niskim ciśnieniu w haliowych gazociągach;
• przy podłączaniu haliowych instalacji dystrybucji gazu do centralnego punktu dystrybucji gazu sieci miejskich przy średnim ciśnieniu gazu w międzyhaliowych gazociągach i przy średnim ciśnieniu w haliowych gazociągach.

Podczas projektowania systemu gazowniczego dla pojedynczego zakładu przemysłowego inżynierowie często spotykają się z koniecznością łączenia schematów zasadniczych pod konkretne warunki zgazyfikowanego obiektu.

Scentralizowana gazyfikacja zakładów przemysłowych

Przemysłowe systemy gazownicze obejmują szereg elementów składowych.

Do podstawowych składowych należą:

• wprowadzenia gazociągu na teren organizacji;
• sieć międzyhaliowych gazociągów;
• wewnętrzny system zaopatrzenia w gaz;
• punkty regulacyjne i instalacje;
• przyrządy do pomiaru przepływu gazu;
• gazociągi przyłączeniowe urządzeń zużywających gaz.

Gazyfikacja poprzez podłączenie do gazociągu magistralnego jest charakterystyczna dla największych zakładów – flagowych przedsiębiorstw przemysłowych. Zdecydowana większość małych i średnich przedstawicieli przemysłu korzysta z usług miejskiego zaopatrzenia w gaz.

Układanie rurociągu jest wykonywane ściśle zgodnie z rozwiązaniem technicznym w projekcie. Uwzględnia ono wszystkie cechy i indywidualne warunki układania rur. Jako element nośny podczas układania wykorzystuje się głównie nasypy ziemne lub podpory.

Zasilanie obiektów przemysłowych gazem odbywa się z pierścieniowej sieci dystrybucyjnej. Wyróżnia się trzy poziomy ciśnienia: wysokie, średnie i niskie. Większość zakładów i fabryk jest zasilana z pierścieniowej sieci rozdzielczej (ZRS) wysokiego i średniego ciśnienia. Tylko niewielka liczba małych miejskich obiektów przemysłowych zadowala się niskim ciśnieniem.

Do dużych obiektów przemysłowych doprowadza się dwa rurociągi wejściowe z różnych magistral, które następnie łączą się na terenie obiektu. Rurociągi transportujące gaz na obiekt wykonuje się jako naziemne lub podziemne.

Rurociągi naziemne są bardziej popularną opcją, ponieważ łatwiej je kontrolować i konserwować. W przypadku wycieków gazu takie rurociągi nie są tak niebezpieczne. Ponadto nie są narażone na ciągły proces korozji.

Instalowane są na podporach lub prowadzone wzdłuż ognioodpornych ścian zewnętrznych i budowli. Wysokość ułożenia jest określona w dokumentach normatywnych.

Gazociągi naziemne transportują paliwo w warunkach niestabilnego reżimu termicznego. Dopuszcza się ich instalację wzdłuż ścian zewnętrznych budynków, w których znajdują się pomieszczenia produkcyjne zakwalifikowane do kategorii G i D. Możliwe jest również ułożenie na ognioodpornych pokryciach pomieszczeń pierwszego i drugiego stopnia odporności ogniowej.

Na długości rury instaluje się kilka kranów lub zasuw z kompensatorem soczewkowym: jeden za terenem budynku przemysłowego i kilka, w zależności od potrzeb przedsiębiorstwa, bezpośrednio na terenie obiektu.

W dużych zakładach każdy gazociąg międzywydziałowy ma osobno opracowany schemat, który jest sporządzany w zależności od poziomu zużycia gazu. Schematy gazociągów międzywydziałowych zasadniczo różnią się liczbą, lokalizacją i typem punktów regulacji gazu.

W małych fabrykach zasilanych z pierścieniowej sieci dystrybucyjnej o niskim ciśnieniu zwykle nie instaluje się punktów regulacji gazu, jednak wymagany jest montaż punktu pomiaru przepływu gazu.

Jeżeli poziom ciśnienia jest wyższy niż wymagany, na terenie obiektu przemysłowego instaluje się centralny punkt dystrybucji gazu. Urządzenie obniża ciśnienie do poziomu wymaganego w przedsiębiorstwie.

W przypadku konieczności zapewnienia innej wartości ciśnienia w jakimś warsztacie, instaluje się w nim instalację rozdzielczą gazu, za pomocą której można regulować wskaźniki ciśnienia.

Nowoczesne rozwiązania inżynieryjne umożliwiają wdrażanie nowego sprzętu. Sterowanie dopływem gazu i jego dystrybucją w rurach systemu jest znacznie uproszczone, co pozwala uniknąć niekorzystnych skutków w przypadku wycieków i nieprzewidzianych awarii.

Jeżeli w każdym warsztacie w przedsiębiorstwie potrzebny jest indywidualny poziom ciśnienia, przewiduje się możliwość przeprowadzenia gazociągu do każdego oddzielnego warsztatu. W tym celu należy wcześniej zainstalować instalację rozdzielczą gazu.

Zużycie gazu w różnych przedsiębiorstwach jest nierównomierne i zależy od wielu czynników. Zazwyczaj wzmożone zużycie zasobu występuje w ciągu dnia, gdy realizowane są główne procesy technologiczne w zakładach i fabrykach.

W dni powszednie w większości zakładów przemysłowych zużycie gazu jest większe niż w weekendy. Jednak niektóre fabryki pracują bez przestojów technologicznych.

Do obliczania zużycia gazu ważne jest uwzględnienie sezonowości. Zimą w zimnych regionach zużycie surowca jest kilka razy wyższe niż latem. Z powodu nierównomierności zużycia gazu powstaje szereg problemów.

W okresie letnim oddalone gazociągi nie pracują z pełną mocą, a zimą pojawia się potrzeba ograniczenia lub całkowitego wstrzymania dostawy gazu do poszczególnych odcinków.

Dzięki możliwości wyboru gazgoldera o odpowiedniej pojemności, zakłady przemysłowe zyskały możliwość zorganizowania efektywnego i nieprzerwanego zasilania gazem. Przy zakupie gazgoldera należy zwrócić uwagę na jego zgodność z europejskimi normami jakości.

W budowie autonomicznych sieci zasilania gazem dla przedsiębiorstw zlokalizowanych na terenach niedostępnych dla ułożenia gazociągu, stosuje się specjalne zbiorniki – gazgoldery przeznaczone dla obiektów przemysłowych. Ta opcja jest również stosowana, jeśli zorganizowanie standardowego gazociągu jest nieopłacalne.

Aby w pełni wykorzystać zasób w okresie letnim, instaluje się odbiorniki buforowe, które mogą pracować na kilku rodzajach paliwa. Są one zaprojektowane do szybkiego przełączania agregatu z zużycia jednego surowca na inny.

Autonomiczne zaopatrzenie w gaz organizacji

Jeżeli przedsiębiorca zastanawia się, jak zgazyfikować swoje przedsiębiorstwo, jednym z możliwych rozwiązań okazuje się przyłączenie do scentralizowanego zaopatrzenia w gaz. Jednak ustawodawstwo przewiduje również możliwość korzystania z autonomicznych źródeł gazu.

Do zalet autonomicznej gazyfikacji należy obniżenie poziomu zużycia gazu z sieci ogólnej. Koszty urządzenia autonomicznego magazynu gazu, podobnie jak koszt instalacji zbiornika gazu na działce podmiejskiej, są znacznie niższe niż wydatki na ułożenie rur i podłączenie do centralnej magistrali.

Takie systemy stosuje się w następujących celach:

• zapewnienie jednostkom kogeneracyjnym niezbędnego paliwa do efektywnej produkcji energii elektrycznej i cieplnej;
• dostarczanie paliwa do gazowych promienników podczerwieni;
• zapewnienie ciągłej pracy generatorów gazowych;
• zapewnienie niezbędnego zasobu kotłowni pracujących na gaz.

W zakładach przemysłowych gaz może być używany jako główny nośnik energii lub jako zasób do zapewnienia pracy rezerwowego systemu zasilania energią. W drugim przypadku nabywane są zbiorniki gazu, które należy instalować ściśle zgodnie z normami GOST i SNiP.

Korpusy zbiorników gazu pokrywane są warstwą ochronną, która zapobiega procesom korozji elektrochemicznej.

Większość rodzajów zbiorników gazu przeznaczona jest do umieszczania pod ziemią. To korzystne rozwiązanie pozwala zaoszczędzić przestrzeń produkcyjną i wykorzystać teren nadziemny do innych celów. Instalacje podziemne pokrywane są warstwą ochronną przewidzianą na etapie produkcji.

Wśród niezbędnego wyposażenia do przeprowadzenia autonomicznego systemu gazowego na obiekcie wyróżnia się:

• Parowniki cieczowe lub elektryczne, które dodatkowo wyposaża się w grupę regulatorów. Zwiększają one projektową wydajność.
• Mieszalniki instalowane na rurociągach zakładów podłączonych do centralnej magistrali;
• Węzeł spustu umożliwiający usuwanie kondensatu;
• Gazociągi dla różnych faz mieszanin gazowych;
• Zbieracze kondensatu, gromadzące i odprowadzające kondensat z rurociągu do parowników lub urządzeń do jego utylizacji;
• Zespół sterujący przeznaczony do automatyzacji kontroli pracy parku zbiorników.

Instalacje zbiornikowe mają następujący schemat pracy:

• Napełnianie gazem płynnym;
• Przechowywanie paliwa płynnego pod ciśnieniem w zbiorniku;
• Dostarczanie fazy ciekłej do parownika;
• Przekształcanie fazy ciekłej w parową;
• Dostarczanie fazy parowej do urządzeń i palników.

Dostarczanie gazu do parownika odbywa się za pomocą pomp. Zespół zbiorników musi być bezwzględnie wyposażony w automatyczny system kontroli.

Wśród wad podziemnych zbiorników gazu wymienia się wysokie koszty ich instalacji oraz możliwe ryzyka. Jeśli system nie zostanie wystarczająco ocieplony, może zamarznąć. Spotyka się również nieuczciwych dostawców, którzy zatłaczają nieoczyszczony gaz. Praca z gazem zawsze wymaga szczególnej uwagi.

Procedura gazyfikacji zakładu przemysłowego nie zależy od tego, czy gaz jest używany jako główny nośnik energii, czy jako paliwo do zasilania awaryjnego. Aby zgazyfikować przedsiębiorstwo, należy przeprowadzić szereg kolejnych działań.

Już na etapie projektowania doprecyzowuje i konkretyzuje się pojęcie „gazyfikacja przedsiębiorstwa”. W związku z tym w dokumentacji wskazuje się kolejno: zgazyfikowane urządzenia, systemy komunikacyjne, halę oraz przedsiębiorstwo.

W pierwszej kolejności należy złożyć wniosek w instytucie projektowym. Tam przeprowadza się obliczenia cieplno-techniczne oraz określa zapotrzebowanie gazyfikowanego obiektu na paliwo w zależności od warunków technologicznych w przedsiębiorstwie.

Kolejnym krokiem jest wysłanie pisma do regionalnej organizacji dystrybucji gazu. Powinno ono zawierać prośbę o wydanie zaświadczenia potwierdzającego istnienie technicznej możliwości przyłączenia obiektu przemysłowego do regionalnych sieci gazowych.

Do wymienionego zestawu dokumentów należy dołączyć plan sytuacyjny oraz obliczenia cieplno-techniczne przeprowadzone w instytucie projektowym.

Obowiązkowym warunkiem przy instalacji systemu gazowniczego jest ustawienie punktu pomiaru przepływu gazu. Wyświetlane zużycie paliwa nie tylko umożliwi śledzenie i obliczanie wskaźników oraz przyszłych kosztów, ale także pomoże wykryć wyciek w miejscach niewidocznych dla oka.

W regionalnej organizacji dystrybucji gazu uzyskuje się również zaświadczenie o technicznej możliwości przyłączenia przedsiębiorstwa do sieci dystrybucji gazu.

Aby uzyskać warunki techniczne gazyfikacji w dziale projektowo-technicznym organizacji projektowej opracowującej projekt i kosztorys, należy uzyskać pozwolenie na wykorzystanie gazu ziemnego jako paliwa.

Podpisywana jest również trójstronna umowa między dostawcą gazu, odbiorcą a organizacją dystrybucji gazu. Po uzyskaniu wszystkich dokumentów i pozwoleń następuje instalacja i montaż wszystkich systemów i urządzeń, a następnie bezpośredni rozruch gazu.

Koszty usługi gazyfikacji

Wykorzystanie gazu ziemnego charakteryzuje się ekonomicznością, nieprzerwanym dostarczaniem i wysoką ekologicznością. Kiedy właściciele i osoby odpowiedzialne za zakłady przemysłowe, fabryki i manufaktury uświadomią sobie przyszłe korzyści z gazyfikacji, zadają pytanie o koszt usług związanych z budową gazociągów.

Podobne pytania zadają również właściciele prywatnych domów, których koszt przyłączenia niepokoi nie mniej niż kierowników i zarząd przedsiębiorstw. Zasadniczo pozycje kosztów dla odbiorców prywatnych i komercyjnych są podobne, różnica polega głównie na stawkach taryfowych.

Przeprowadzenie gazociągu jest możliwe tylko po uzyskaniu potwierdzenia technicznej możliwości od organizacji dystrybucyjnej gazu. Po wydaniu werdyktu o dopuszczalności podłączenia do magistrali gazowej sporządzany jest kosztorys wykonania prac.

Z jednej strony, niezbędną dokumentację można zbierać osobiście. Wiąże się to jednak z problemami formalności, poświęcaniem własnego czasu i pieniędzy oraz zagłębianiem się we wszystkie procesy. Bezpośredni montaż systemów gazowych musi być przeprowadzany zgodnie z normami i przepisami zatwierdzonymi przez organy państwowe.

Takie prace mogą wykonać tylko firmy specjalizujące się w budowie sieci gazociągowych. Można skorzystać z usług małych ekip, podwykonawców lub ekip dużych służb.

Z drugiej strony, na rynku działa wiele firm świadczących kompleksowe usługi w zakresie budowy zasilania gazowego dla przedsiębiorstw przemysłowych i komercyjnych. Takie organizacje za ustaloną wcześniej kwotę przeprowadzą cały zakres prac, w tym formalności dokumentacyjne, zakup sprzętu i montaż wszystkich systemów.

Wysokiej jakości kompleksowe usługi w zakresie prowadzenia gazociągu z etapowym wsparciem od projektowania do uruchomienia wszystkich systemów oferują tylko certyfikowane firmy. W przypadku zwrócenia się do niekompetentnych specjalistów postęp prac może utknąć już na początkowym etapie.

Oczywiście, usługi takich firm nie będą tanie. Zapewniają one jednak wysoką jakość pracy i realizują zamówienia w jak najkrótszym czasie.

Koszt usług wyspecjalizowanych firm jest zróżnicowany w zależności od szeregu czynników:

• moc montowanego urządzenia, mierzona w kW;
• liczba obiektów na terenie przedsiębiorstwa, które będą gazyfikowane;
• obecność i liczba technologicznych urządzeń zużywających gaz;
• projektowana długość gazociągu, mierzona w metrach;
• warunki geologiczne trasy, którą będzie prowadzony gazociąg.

Aby zaoszczędzić na gazyfikacji, zaleca się przestrzeganie poniższych wskazówek:

• izolacja konstrukcji gazociągowych zmniejsza straty ciepła ogrzewanych obiektów oraz wymaganą moc urządzeń;
• montaż nowoczesnych instalacji grzewczych zwraca się w krótkim czasie dzięki ich wysokiej efektywności energetycznej;
• w przypadku sąsiedztwa obiektów przemysłowych warto rozważyć wspólne zaprojektowanie doprowadzających tras gazowych;
• obliczyć najbardziej optymalną trasę i sposób układania tras gazowych.

Średnio realizacja wszystkich etapów, od projektowania po uruchomienie systemów zasilania gazem, zajmuje od 12 do 15 miesięcy.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jak wybrać i zainstalować zbiornik na gaz:

Układanie gazociągu pod ziemią:

Prowadzenie gazociągu i przyłączonych systemów gazowych do obiektów przemysłowych to złożony i wieloetapowy proces. Dla jego pomyślnej realizacji należy uwzględnić wiele niuansów i specyfik. Wymagane będą również poważne nakłady finansowe na zakup sprzętu i opłacenie prac instalacyjnych.

Jednak wydane środki zwracają się już w najbliższej przyszłości. Wynika to z niskiej ceny gazu ziemnego, dobrego stosunku jakości do ceny oraz wysokiej ekologiczności. Przedsiębiorstwo nie będzie musiało kupować drogiego sprzętu filtrującego, aby nie zanieczyszczać środowiska.

Wyróżnia się kilka możliwych problemów, z którymi przedsiębiorstwo będzie musiało się zmierzyć. Mogą wystąpić trudności z uzyskaniem uzgodnień i licencji. Należy również uzyskać zgodę właścicieli gruntów, przez które będzie przebiegać rurociąg. Wszystkie problemy można łatwo rozwiązać, wybierając odpowiednie podejście.

Ponieważ praca z gazem to przede wszystkim odpowiedzialność i kwalifikacje, ważne jest, aby wybrać dobrego wykonawcę. Zaleca się współpracę z firmami, które mają pozytywne doświadczenie w układaniu sieci gazowych. Firma powinna znać wszystkie szczegóły pracy i zdawać sobie sprawę ze swojej odpowiedzialności.

W trudnych sytuacjach konieczna jest współpraca z organami nadzoru państwowego oraz realizacja ich wymogów i zaleceń. Możliwe są również korekty w trakcie procesu układania i montażu.