Глава 10
Устройство и монтаж систем газоснабжения

По сравнению с другими видами топлива газ имеет ряд преимуществ. Это полнота сгорания, высокий КПД газового оборудования, отсутствие дыма и копоти, возможность транспортирования по трубам на большие расстояния, низкая стоимость.

Однако наряду с полезными свойствами газ как горючее вещество представляет определенную опасность: он взрыво– и пожароопасен, в нем содержатся токсичные вещества (сероводород, оксид углерода). При монтаже и эксплуатации систем газоснабжения необходимо учитывать эти особенности газа: не допускать утечки его в помещении и образования взрывоопасных концентраций, обеспечивать полное сгорание газа и отвод продуктов сгорания.

В качестве топлива в быту и промышленности используют природные и искусственные газы.

Природные газы получают из газовых или нефтяных месторождений, для чего пробуривают скважины до газового пласта или скопления газа над слоем нефти. Газ под действием внутрипластового давления выходит из скважины на поверхность и после обработки подается потребителю в газовые приборы.

Искусственные газы получают в процессе термической переработки твердого и жидкого топлива или как вторичный продукт некоторых производств, например при переработке кокса, нефти.

В населенных пунктах, удаленных от магистральных газопроводов, для газоснабжения используют сжиженные газы – смесь углеводородов (пропан, пропилен, бутан, бутилен и т. п.), переходящих при относительно небольшом давлении или пониженной температуре в жидкое состояние, а при нормальных условиях снова превращающихся в газ. Сжиженные газы хранят в специальных баллонах под давлением 1–1,6 МПа.

Теплота сгорания газов составляет: природных, используемых в быту, – 33,8 – 42 МДж/нм³, искусственных и смешанных – 14,6 – 18,8, сжиженных – 92 – 117 МДж/нм³. Относительная плотность (по отношению к воздуху) природных газов – 0,55 – 1,09, т. е. большинство этих газов легче воздуха. Сжиженные газы тяжелее воздуха, их относительная плотность – 1,55 – 2,1. Поэтому сжиженные газы распространяются по поверхности и заполняют наиболее низкие места. Для обнаружения утечки газа в него добавляют сильно пахнущее вещество (одорант).

Подача газа потребителям обеспечивается системами газоснабжения, которые разделяют на централизованные и местные.

Централизованные системы газоснабжения природным газом состоят из скважин, от которых газ поступает на головные сооружения, где он подвергается осушению и удалению вредных веществ, после чего по магистральному газопроводу (магистрали) подается к городам и населенным пунктам. Чтобы увеличить пропускную способность, газ по магистралям транспортируется под большим давлением (5–7,5 МПа), создаваемым компрессорными станциями. Для снижения давления газа на ответвлениях от магистрали устанавливают газорегуляторные станции (ГРС). От ГРС газ распределяется по системе, которая включает в себя газопроводы различного давления (высокого, среднего и низкого), газорегуляторные пункты (ГРП), газгольдерные станции, средства связи и телеуправления, электрической защиты газопроводов от коррозии, сооружения и службы эксплуатации газового хозяйства.

Для систем газоснабжения городов и других населенных пунктов прокладывают газопроводы различного давления: низкого (до 0,005 МПа) – в жилых и общественных зданиях, на предприятиях общественного питания, а также встроенных в общественные и жилые здания отопительных котельных и в предприятиях бытового обслуживания (прачечных, парикмахерских); среднего (от 0,005 до 0,3 МПа) – в сельскохозяйственных и коммунальных предприятиях, встроенных в здания; высокого II категории (до 0,6 МПа) – в промышленных предприятиях, а также расположенных отдельно сельскохозяйственных и коммунальных предприятиях, котельных; высокого I категории (до 1,2 МПа) – в промышленных предприятиях при технологической необходимости или технико-экономическом обосновании.

Рис. 10.1. Схема газорегуляторного пункта:1 – термометр; 2 – показывающий манометр; 3 – регистрирующий манометр; 4 – фильтр; 5 – жидкостный манометр (для фильтра); 6 – узел замера расхода газа; 7 – предохранительно-запорный клапан; 8 – регулятор давления; 9 – импульсный газопровод выходного давления; 10 – гидравлическое сбросное устройство; 11 – обводной газопровод (байпас)

По расположению в городах и населенных пунктах газопроводы разделяют на наружные (уличные, внутриквартальные, межпоселковые, межквартальные, межцеховые) и внутренние (внутридомовые, внутрицеховые). Так же как и водопроводные, сети газопроводов могут быть тупиковыми, кольцевыми и смешанными.

Для монтажа газопроводов используют стальные или полимерные трубы.

Газорегуляторные пункты низкого давления, устанавливаемые на ответвлениях газопроводов среднего давления, понижают давление газа до 0,005 МПа (рис. 10.1). ГРП работает следующим образом. Г аз из сети поступает по вводу в фильтр и далее в предохранительно-запорный клапан, который автоматически прерывает поступление газа при повышении давления на вводе выше или ниже предельных значений. Регулятор давления снижает давление до заданного значения, после чего газ проходит через пункт учета и выходит из ГРП к потребителям. Обводная линия обеспечивает подачу газа при ремонте оборудования. Гидрозатвор предохраняет от превышения давления в сети после регулятора.

Централизованные системы газоснабжения сжиженным газом включают в себя резервуары, газопроводы и вводы. Резервуары через арматурные головки заполняются из автоцистерны, которая доставляет сжиженный газ от кустовых баз. Головки регулируют также давление газа, поступающего к потребителю.

Местные системы газоснабжения (индивидуальные) состоят из одного или двух баллонов вместимостью 50 л, размещенных в металлическом шкафу и снабженных регулятором давления. По газопроводу газ поступает к газовому прибору, для отключения которого установлен кран. Один баллон можно устанавливать в помещении.

В одно– и двухэтажных зданиях с числом квартир не более четырех применяют плиты со встроенными баллонами, в которых баллон вместимостью 25 л размещается в отсеке плиты, изолированном от духового шкафа.

Для снижения высокого (1–1,6 МПа) давления сжиженного газа в баллоне до низкого (0,003 МПа), необходимого для работы газовых приборов, используют регуляторы давления. Регулятор работает следующим образом. Из баллона газ поступает через седло, перекрываемое клапаном, который через систему рычагов связан с мембраной. Когда открывается кран на газовом приборе и газ выходит из-под мембраны, она под действием пружины опускается и клапан через рычаги открывает седло – газ поступает под мембрану и далее к газовому прибору. Давление газа поддерживает мембрану, а следовательно, и клапан в таком положении, чтобы давление у прибора было равно заданному. При уменьшении этого давления мембрана опускается, клапан отодвигается от седла и большее количество газа поступает под мембрану, что приводит к повышению давления до заданного значения. При повышении давления регулятор работает в обратном порядке.