8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Давление газа в магистральном газопроводе


Распределительные газопроводы и их классификация - Что такое Распределительные газопроводы и их классификация?

Газопровод является важным элементом системы газоснабжения, так как на его сооружение расходуется 70-80% всех капитальных вложений.

ИА Neftegaz.RU. В системах газоснабжения в зависимости от давления транспор­тируемого газа различают:

  • газопроводы высокого давления I категории (рабочее давление газа от 0,6 до 1,2 МПа),
  • газопроводы высокого давления II категории (рабочее давление газа от 0,3 до 0,6 МПа),
  • газопроводы среднего давления (рабочее давление газа от 0,005 до 0,3 МПа),
  • газопроводы низкого давления (рабочее давление газа до 0,005 МПа).

Газопровод является важным элементом системы газоснабжения, так как на его сооружение расходуется 70-80% всех капитальных вложений.

При этом от общей протяженности распределительных газовых сетей 80% приходится на газопроводы низкого давления и 20% - на газопроводы среднего и высокого давлений.

Газопроводы низкого давления служат для подачи газа к жилым домам, общественным зданиям и коммунально-бытовым предприятиям.

Газопроводы среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП) снабжают газом газопроводы низкого давления, а также промышленные и коммунально-бытовые предприятия.

По газопроводам высокого давления газ поступает через газораспределительные установки (ГРУ) на промышленные предприятия и газопроводы среднего давления.

Связь между потребителями и газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП и ГРУ и ГРШ.

В зависимости от расположения газопроводы делятся на наружные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые) и внутренние (расположенные внутри зданий и помещений), а также на подземные (подводные) и надземные (надводные).

В зависимости от назначения в системе газоснабжения газопроводы подразделяются на распределительные, газопроводы-вводы, вводные, продувочные, сбросные и межпоселковые.

Распределительными являются наружные газопроводы, обеспечивающие подачу газа от магистральных газопроводов до газопроводов - вводов, а также газопроводы высокого и среднего давлений, предназначенные для подачи газа к одному объекту.

Газопроводом-вводом считают участок от места присоединения к распределительному газопроводу до отключающего устройства на вводе.

Вводным газопроводом (газопровод - ввод) считают участок от отключающего устройства на вводе в здание до внутреннего газопровода.

Межпоселковыми являются распределительные газопроводы, проложенные между населенными пунктами и связывающие газопроводы различного назначения между собой.

Внутренним газопроводом считают участок от газопровода-ввода (вводного газопровода) до места подключения газового прибора или теплового агрегата.

В зависимости от материала труб газопроводы подразделяют на металлические (стальные, медные) и неметаллические (полиэтиленовые).

Различают также трубопроводы с сжиженным углеводородным газом (СУГ), а также сжиженным природным газом (СПГ), при криогенных температурах.

По принципу построения распределительные системы газопроводов делятся на кольцевые, тупиковые и смешанные.

В тупиковых газовых сетях газ поступает потребителю в одном направлении, т. е. потребители имеют одностороннее питание.

В отличие от тупиковых кольцевые сети состоят из замкнутых контуров, в результате чего газ может поступать к потребителям по 2м или нескольким линиям.

Надежность кольцевых сетей выше тупиковых.

При проведении ремонтных работ на кольцевых сетях отключается только часть по­требителей, присоединенных к данному участку.

В систему газоснабжения входят распределительные газопроводы всех давлений, газораспределительные станции (ГРС), газорегуляторные пункты и установки.

Все элементы систем газоснабжения должны обеспечивать надежность и безопасность подачи газа потребителям.

В зависимости от числа ступеней и давления газа в газопроводах, системы газоснабжения городов и населенных пунктов делятся на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые.

Одноступенчатые системы газоснабжения обеспечивают подачу газа потребителям по газопроводам только одного давления, как правило, низкого (рис.5.1 )

Двухступенчатые системы газоснабжения (рис.5.2) обеспечивают распределение и подачу газа потребителям по газопроводам среднего и низкого или высокого и низкого давлений.

Трехступенчатая система газоснабжения позволяет осуществлять распределение и подачу газа потребителям по газопроводам низкого, среднего и высокого давлений.

Многоступенчатая система газоснабжения предусматривает рас­пределение газа по газопроводам высокого I категории (до 1,2 МПа), высокого II категории (до 0,6 МПа), среднего (до 0,3 МПа) и низкого (до 500 даПа) давлений.

Выбор системы газоснабжения зависит от характера планировки и плотности застройки населенного пункта.


Устройство подземных распределительных газопроводов.

Система газоснабжения должна быть надежной и экономичной, что определяется правильным выбором трассы газопровода, который зависит от расстояния до потребителя, ширины проездов, вида дорожного покрытия, наличия вдоль трассы различных сооружений и препятствий, а также от рельефа местности.

Минимальная глубина заложения газопроводов должна быть не менее 0,8 м.

В местах, где не предусматривается движение транспорта, глубина заложения газопровода может составлять 0,6 м.

Расстояние от газопровода до наружной стены колодцев и камер подземных сооружений должно быть не менее 0,3 м.

Допускается укладка 2х и более газопроводов в одной траншее на одном или разных уровнях.

При этом расстояние между газопроводами в свету должно быть достаточным для их монтажа и ремонта.

Расстояние по вертикали между подземными газопроводами всех давлений и другими подземными сооружениями и коммуникациями должно составлять:

  • при пересечении водопровода, канализации, водостока, каналов телефонных и теплосети — не менее 0,2 м,
  • электрокабелей и телефонных бронированных кабелей — не менее 0,5м,
  • электрокабелей маслонаполненных (на 110-220 кВ) — не менее 1,0 м.

Допускается уменьшать расстояние между газопроводом и электрокабелем при прокладке их в футлярах.

При этом концы футляра электрокабеля должны выходить на 1 м по обе стороны от стенок пересекаемого газопровода.

При пересечении каналов теплосети, коллекторов, туннелей, каналов с переходом над или под ними следует предусматривать прокладку газопровода в футляре, выходящем на 2 м в обе стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений, а также проверку физическими методами контроля всех сварных стыков в пределах пересечения и на расстоянии 5 м в стороны от наружных стенок этих сооружений.

Запорную арматуру и конденсатосборники на газопроводах устанавливают на расстоянии не менее 2 м от края пересекаемой коммуникационной системы или сооружения.

Газопроводы в местах прохода через наружные стены зданий заключают в футляры диаметром не менее чем на 100-200 мм больше диаметра газопровода.

Транспортировка газа от месторождения до потребителя через газораспределительную станцию

Версия для печати

17 Мая 2021 г.

Транспортировка газа от месторождения до конечного потребителя осуществляется по магистральным газопроводам. Рабочее давление газа в магистральных газопроводах достигает 11,8 МПа (11,8 кг/см2). Высокое давление магистрального газопровода не подходит для местных газораспределительных сетей, так как они рассчитаны на давление до 0,6 МПа (6 кг/см2).

Поскольку внутригородская система газоснабжения не рассчитана на работу под давлением больше 0,6 МПа, возникает необходимость в мероприятиях по снижению давления газа до приемлемых величин. Поэтому, прежде чем поступить в распределительные газопроводы системы газоснабжения города, магистральный газ поступает в автоматизированные газораспределительные станции (ГРС).

Газораспределительная станция (ГРС) - это комплекс установок технического, измерительного оборудования, а также системы распределения и регулирования давления газа.

Одна из самых важных задач стоящих перед ГРС - это равномерное снабжение и подготовка газа для потребителей в соответствие СП 62.13330.2011. Основная функция газораспределительной станции – это обеспечение качественного редуцирования газа до требуемых значений и поддержание заданного выходного давления стабильным независимо от изменения давления на входе в станцию. Но это не единственная ее функция.

ГРС подает в газораспределительную сеть газ с давлением до 1,2 МПа. Это давление может быть приемлемо для определенных промышленных предприятий, которым такое давление газа требуется по условиям специфики технологических процессов. Но для городской сети газораспределения - это все еще слишком много.


В магистральном газопроводе газ
подается давлением 11,8 МПа

Газораспределительная станция ГРС
снижает давление газа до 1,2 МПа

Непосредственно перед потребителем
для снижения газа устанавливается ШРП

Проблема редуцирования с 1,2 МПа до 0,3-0,6 МПа решается установкой газораспределительных пунктов (ГРП). Их основная задача также состоит в редуцировании входного давления и поддержании стабильного значения давления на выходе. Но их производительность значительно ниже, чем у газораспределительной станции, и состав оборудования, как правило, ограничивается тремя узлами: очистки, редуцирования и учета.

Снижение давления до значений, требуемых бытовому газовому оборудованию (0,002 МПа), производится с помощью шкафных регуляторных пунктов (ШРП), устанавливаемых непосредственно перед потребителем или группой потребителей газа. ШРП представляет собой металлический шкаф с установленным внутри основным оборудованием: фильтр газа, регулятор давления, предохранительные запорный и сбросной клапаны.

Современная ГРС – это комплекс сложного технического оборудования, состоящего из следующих основных узлов, работающих в автоматическом режиме:

  • узел очистки поступающего газа от механических примесей и капельной влаги;
  • узел одоризации газа, то есть добавления в газ специальных химических соединений для придания ему характерного резкого запаха;
  • узел коммерческого учета расхода газа;
  • узел редуцирования давления газа.

Кроме перечисленных функций, ГРС может содержать следующие узлы: узел переключения, узел предотвращения гидратообразования, узел подготовки импульсного газа, узел отбора газа на собственные нужды. Состав и производительность узлов, входящих в состав ГРС, определяется на стадии проектирования станции. Так, при проектировании будущей станции газораспределения учитывается СТО Газпром 2-3.5-051-2006. На комплектацию ГРС влияет и ожидаемая производительность. Так, различают: малые (1–50 тыс. м3/ч.), средние (50–160 тыс. м3/ч), большие (свыше 160 тыс. м3/ч).

Обычная пропускная способность ГРС достигает около 200 тыс. м3/ч. Поэтому иногда на станциях применяется поэтапная схема снижения давления газа. В основном ГРС, построенные на магистральных газопроводах, снижают давление по одно-, двух- или трехступенчатой схеме.

Если производительность ГРС более 2 тыс. м3/ч, могут быть включены установки по утилизации энергии транспортируемого газа для экономической целесообразности.

На ответвлениях от основных газопроводов строятся автоматические ГРС. Такие станции предназначены для снабжения небольших населенных пунктов. Дополнительно станции подразделяют на газорегуляторные пункты (1000-30000 м3/ч) и газорегуляторные установки (до 1500 м3/ч).

Для питания промышленных и сельскохозяйственных объектов, кольцевых газопроводов вокруг больших поселений и городов строят контрольно-распределительные ГРС пропускной способностью от 2000 до 12000 м3/ч. На газопромыслах строятся промысловые ГРС. Назначение - очистка газа от примесей и влаги. Непосредственно рядом с потребителем, будь то предприятие или населенный пункт, строятся конечные станции.

Газораспределительные станции различаются также по типу возведения самой конструкции.

  • Станции индивидуального проектирования

Оборудование газораспределительной станции индивидуального проектирования размещается на жесткой раме в технологическом блоке с параллельно включенным узлами ГРС. Редуцирующие линии расположены параллельно раме, трубопроводы для узла очистки газа располагаются на вертикальных стойках параллельно друг другу. Теплообменники системы подогрева газа расположены на отдельной раме, установленной перпендикулярно раме с редуцирующими линиями. Подобные станции располагаются недалеко от крупных городов. Их отличие заключается в улучшенных условиях обслуживания и управления. Подобные станции подбираются индивидуально по всем параметрам Заказчика.

  • Блочно-комплектные ГРС (БК-ГРС)

ГРС в блочно-комплектном исполнении содержит блоки переключения, узлы очистки и подогрева, редуцирующие линии, а также систему одоризации, блоки учета расхода газа и сигнализации. Оборудование располагается на жестких сварных рамах. Блоки между собой соединены трубопроводами: это образует законченный комплекс станции.

БК-ГРС, как и станции индивидуального проектирования, используются в газоснабжении городов, населенных пунктов и промышленных предприятий от магистральных газопроводов с давлением газа от 12 до 55 кгс/см2 и поддержания выходного давления 3, 6, 12 кгс/см2.

Главным плюсом подобного решения - это сокращение сроков и затрат на строительство. Блок-боксы представляют собой металлический каркас, обшитый трехслойными панелями, обладающими высокой огнестойкостью при сравнительно легкости конструкции. Панели хорошо защищают и от низких температур. ГРС может иметь несколько линий выхода к потребителю.

  • Автоматические газораспределительные станции (АГРС)

По комплектации автоматическая ГРС практически ничем не отличается от предыдущих двух типов. Главным плюсом данных станций является работа в автономном режиме, то есть без постоянного присутствия персонала. АГРС снижают давление газа с высокого (55 кгс/см2) до низкого (3-12 кгс/см2) и поддерживают на заданном уровне с точностью до +/- 10 %.

Большая часть газораспределительных станций была построена в 70-ых годах, когда происходило массовое и активное подключение к газу населенных пунктов, предприятий СССР, а также прокладывались многие километры газопроводов до европейских потребителей. Сейчас идет комплексная программа по реконструкции и техническому перевооружению ГРС.

» Транспортировка природного газа NaturalGas.org

Эффективная и действенная транспортировка природного газа из регионов добычи в регионы потребления требует обширной и сложной системы транспортировки. Во многих случаях природный газ, добываемый из конкретной скважины, должен преодолевать большое расстояние, чтобы достичь точки использования. Система транспортировки природного газа состоит из сложной сети трубопроводов, предназначенных для быстрой и эффективной транспортировки природного газа от места его происхождения в районы с высоким спросом на природный газ. Транспортировка природного газа тесно связана с его хранением: если транспортируемый природный газ не нужен немедленно, его можно сдать в хранилища до того момента, когда он понадобится.

На маршруте транспортировки есть три основных типа трубопроводов: система сбора, система трубопроводов между штатами и система распределения. Система сбора состоит из трубопроводов низкого давления и малого диаметра, по которым сырой природный газ транспортируется от устья скважины к перерабатывающему заводу. Если природный газ из конкретной скважины имеет высокое содержание серы и углекислого газа (сернистый газ), необходимо установить специальную трубу для сбора сернистого газа. Высокосернистый газ коррозионно-активен, поэтому его транспортировка от устья скважины до установки по переработке должна осуществляться осторожно. Обзор обработки и переработки природного газа.

Трубопроводы могут быть охарактеризованы как межгосударственные или внутригосударственные. Межгосударственные трубопроводы аналогичны системе автомагистралей между штатами: природный газ по ним транспортируется через границы штатов, а в некоторых случаях по всей стране. С другой стороны, внутригосударственные трубопроводы транспортируют природный газ в пределах определенного штата. В этом разделе будут рассмотрены только основы межштатных газопроводов, однако обсуждаемые технические и эксплуатационные детали практически одинаковы для внутриштатных газопроводов.

Межгосударственные газопроводы

Межгосударственные газопроводы
Источник: Национальная лаборатория энергетических технологий, DOE

Межгосударственная сеть газопроводов транспортирует переработанный природный газ с перерабатывающих заводов в добывающих регионах в районы с высокой потребностью в природном газе, особенно в крупные населенные городские районы. Как видно, сеть трубопроводов проходит по всей стране.
Межгосударственные газопроводы являются «магистралями» транспортировки природного газа. Природный газ, который транспортируется по трубопроводам между штатами, проходит в трубопроводе под высоким давлением, где давление составляет от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (psi). Это позволяет сократить объем транспортируемого природного газа (до 600 раз), а также прокачки природного газа по трубопроводу.

В этом разделе рассматриваются компоненты межгосударственной трубопроводной системы, строительство трубопроводов, а также проверка и безопасность трубопроводов. Для получения дополнительной информации о межгосударственных трубопроводах в целом нажмите здесь , чтобы посетить веб-сайт Межгосударственной газовой ассоциации Америки.

Компоненты трубопровода

Межгосударственные трубопроводы состоят из ряда компонентов, обеспечивающих эффективность и надежность системы, поставляющей такой важный источник энергии круглый год, двадцать четыре часа в сутки, и включают ряд различных компонентов.

Трубопроводы

Трубы в пути
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Трубы передачи могут иметь диаметр от 6 до 48 дюймов, в зависимости от их назначения. Некоторые составные части трубы могут даже состоять из трубы малого диаметра, всего 0,5 дюйма в диаметре. Однако эта труба малого диаметра обычно используется только в системах сбора и распределения. Магистральные трубы, основной трубопровод в данной системе, обычно имеют диаметр от 16 до 48 дюймов. Боковые трубопроводы, по которым природный газ поступает в магистраль или из нее, обычно имеют диаметр от 6 до 16 дюймов. Диаметр большинства крупных межгосударственных трубопроводов составляет от 24 до 36 дюймов. Сам трубопровод, обычно называемый «линейной трубой», состоит из прочного материала из углеродистой стали, спроектированного в соответствии со стандартами, установленными Американским институтом нефти (API). Напротив, некоторые распределительные трубы изготовлены из высокотехнологичного пластика из-за необходимости гибкости, универсальности и простоты замены.

Магистральные трубопроводы производятся на сталелитейных заводах, которые иногда специализируются на производстве только трубопроводов. Существует две различных технологии производства: одна для труб малого диаметра, а другая для труб большого диаметра. Для труб большого диаметра, от 20 до 42 дюймов, трубы изготавливаются из листов металла, которые сгибаются в форме трубы, а концы свариваются вместе, образуя отрезок трубы. С другой стороны, трубы малого диаметра могут быть изготовлены бесшовно. Это включает в себя нагрев металлического стержня до очень высоких температур, а затем пробивку отверстия в середине стержня для получения полой трубки. В любом случае перед отправкой с сталелитейного завода трубы проходят испытания, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам давления и прочности для транспортировки природного газа.

Линейная труба также покрыта специальным покрытием для защиты от коррозии при погружении в землю. Цель покрытия – защитить трубу от влаги, вызывающей коррозию и ржавление. Существует несколько различных технологий нанесения покрытия. В прошлом трубопроводы покрывались специальной каменноугольной эмалью. Сегодня трубы часто защищают так называемой эпоксидной смолой плавления, которая придает трубе заметный светло-голубой цвет. Кроме того, часто используется катодная защита; это метод пропускания электрического тока через трубу для предотвращения коррозии и ржавчины.

Компрессорные станции

Как уже упоминалось, природный газ находится под высоким давлением, когда он проходит по трубопроводу между штатами. Для обеспечения того, чтобы природный газ, протекающий по любому трубопроводу, оставался под давлением, требуется периодическое сжатие этого природного газа вдоль трубопровода. Это достигается с помощью компрессорных станций, обычно размещаемых вдоль трубопровода с интервалом от 40 до 100 миль. Природный газ поступает на компрессорную станцию, где сжимается либо турбиной, либо мотором, либо двигателем.

А Компрессорная станция
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Турбинные компрессоры получают энергию за счет использования небольшой доли природного газа, который они сжимают. Сама турбина служит для работы центробежного компрессора, который содержит тип вентилятора, который сжимает и прокачивает природный газ по трубопроводу. Некоторые компрессорные станции приводятся в действие с помощью электродвигателя, который приводит в действие центробежный компрессор того же типа. Этот тип сжатия не требует использования природного газа из трубы, однако требует наличия поблизости надежного источника электроэнергии. Поршневые двигатели на природном газе также используются для питания некоторых компрессорных станций. Эти двигатели напоминают очень большой автомобильный двигатель и питаются от природного газа из трубопровода. Сгорание природного газа приводит в действие поршни снаружи двигателя, которые служат для сжатия природного газа.

В дополнение к сжатию природного газа компрессорные станции также обычно содержат какой-либо тип сепаратора жидкости, очень похожий на те, которые используются для осушки природного газа во время его переработки. Обычно эти сепараторы состоят из скрубберов и фильтров, которые улавливают любые жидкости или другие нежелательные частицы из природного газа в трубопроводе. Хотя природный газ в трубопроводах считается «сухим» газом, нередко определенное количество воды и углеводородов конденсируется из газового потока во время его транспортировки. Сепараторы жидкости на компрессорных станциях обеспечивают максимально возможную чистоту природного газа в трубопроводе и обычно фильтруют газ перед сжатием.

Узлы учета

В дополнение к сжатию природного газа для уменьшения его объема и проталкивания по трубе, узлы учета периодически размещаются вдоль межгосударственных газопроводов. Эти станции позволяют трубопроводным компаниям контролировать природный газ в своих трубах. По сути, эти узлы учета измеряют расход газа по трубопроводу и позволяют трубопроводным компаниям «отслеживать» природный газ по мере его прохождения по трубопроводу. Эти узлы учета используют специализированные счетчики для измерения природного газа по мере его прохождения по трубопроводу, не препятствуя его движению.

Клапаны

Заземляющий клапан
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Межгосударственные трубопроводы включают большое количество арматуры по всей длине. Эти клапаны работают как шлюзы; они обычно открыты и позволяют свободно течь природному газу, или их можно использовать для остановки потока газа на определенном участке трубы. Существует много причин, по которым трубопроводу может потребоваться ограничить поток газа в определенных областях. Например, если участок трубы требует замены или технического обслуживания, клапаны на любом конце этого участка трубы можно закрыть, чтобы обеспечить безопасный доступ инженерам и рабочим бригадам. Эти большие клапаны можно размещать через каждые 5-20 миль вдоль трубопровода, и они регулируются нормами безопасности.

C Станции контроля и системы SCADA

У компаний, занимающихся трубопроводами природного газа, есть клиенты на обоих концах газопровода – производители и переработчики, вводящие газ в газопровод, а также потребители и местные газоснабжающие предприятия, которые забирают газ из трубопровод. Чтобы управлять природным газом, поступающим в трубопровод, и гарантировать, что все потребители получат своевременную доставку своей порции этого газа, необходимы сложные системы контроля, чтобы контролировать газ, когда он проходит через все участки трубопровода, который может быть очень длинным. трубопроводная сеть. Для выполнения этой задачи мониторинга и контроля природного газа, проходящего по трубопроводу, централизованные станции управления газом собирают, усваивают и управляют данными, полученными от станций мониторинга и компрессорных станций по всему трубопроводу.

Станция управления трубопроводом
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Большая часть данных, получаемых станцией управления, обеспечивается системами диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Эти системы представляют собой сложные коммуникационные системы, которые проводят измерения и собирают данные вдоль трубопровода (обычно в измерительных или компрессорных станциях и арматуре) и передают их на централизованный пункт управления. Скорость потока через трубопровод, рабочее состояние, показания давления и температуры могут использоваться для оценки состояния трубопровода в любой момент времени. Эти системы также работают в режиме реального времени, что означает небольшую задержку между измерениями вдоль трубопровода и их передачей на станцию ​​управления.
Данные передаются на централизованную станцию ​​управления, что позволяет инженерам по трубопроводам всегда точно знать, что происходит на трубопроводе. Это позволяет быстро реагировать на сбои в работе оборудования, утечки или любую другую необычную активность вдоль трубопровода. Некоторые системы SCADA также включают возможность удаленного управления определенным оборудованием вдоль трубопровода, включая компрессорные станции, что позволяет инженерам в централизованном центре управления немедленно и легко регулировать скорость потока в трубопроводе.

Строительство трубопровода

По мере роста потребления природного газа возрастает потребность в транспортной инфраструктуре для удовлетворения возросшего спроса. Это означает, что трубопроводные компании постоянно оценивают поток природного газа через США и строят трубопроводы, чтобы обеспечить транспортировку природного газа в те районы, которые недостаточно обслуживаются.

Обследование полосы отвода
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Строительство газопроводов требует тщательного планирования и подготовки. В дополнение к фактическому строительству трубопровода необходимо выполнить несколько разрешительных и нормативных процессов. Во многих случаях до начала процессов получения разрешений и доступа к земле компании, занимающиеся трубопроводами природного газа, готовят технико-экономический анализ, чтобы убедиться, что существует приемлемый маршрут для трубопровода, который оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и уже существующую общественную инфраструктуру.

Если трубопроводная компания получит все необходимые разрешения и выполнит все нормативные требования, можно начинать строительство трубы. Завершено всестороннее обследование намеченного маршрута, как с воздуха, так и с земли, чтобы гарантировать, что во время фактической сборки трубопровода не возникнет никаких неожиданностей.

Установка трубопровода очень похожа на сборочную линию, где участки трубопровода собираются поэтапно. Во-первых, путь трубопровода очищается от всех устранимых препятствий, включая деревья, валуны, кусты и все остальное, что может помешать строительству. После того, как трасса трубопровода будет достаточно расчищена для доступа строительной техники, секции труб укладываются вдоль намеченной трассы, этот процесс называется «натяжением» трубы. Эти секции труб обычно имеют длину от 40 до 80 футов и зависят от их назначения. То есть в определенных областях предъявляются разные требования к материалу покрытия и толщине трубы.

«Натяжка» трубы
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

После установки трубы рядом с уложенной трубой выкапываются траншеи. Эти траншеи обычно имеют глубину от пяти до шести футов, поскольку правила требуют, чтобы труба находилась не менее чем на 30 дюймов ниже поверхности. Однако на некоторых участках, в том числе на пересечениях дорог и водоемах, трубу закапывают еще глубже. После того, как траншеи выкопаны, труба собирается и контурируется. Это включает в себя сварку секций трубы вместе в один непрерывный трубопровод и, при необходимости, небольшой изгиб, чтобы он соответствовал контуру пути трубопровода. Покрытие наносится на концы труб. Покрытие, нанесенное на заводе по нанесению покрытий, обычно оставляет концы трубы чистыми, чтобы не мешать сварке. Наконец, все покрытие трубы проверяется на отсутствие дефектов.

После того, как труба сварена, согнута, покрыта и осмотрена, ее можно опустить в ранее вырытые траншеи. Это делается с помощью специального строительного оборудования, которое ровно поднимает трубу и опускает ее в траншею. После опускания в землю траншея тщательно засыпается, чтобы обеспечить целостность трубы и ее покрытия. Последним этапом строительства трубопровода являются гидростатические испытания. Он состоит из проточной воды под давлением выше, чем это необходимо для транспортировки природного газа, по всей длине трубы. Это служит проверкой, чтобы убедиться, что трубопровод достаточно прочен и что в нем отсутствуют какие-либо утечки или трещины, прежде чем природный газ будет прокачиваться по трубопроводу.

Опускная труба
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Прокладка трубы поперек ручьев или рек может осуществляться одним из двух способов. Переход открытым способом включает рытье траншей на дне реки для размещения трубы. Когда это делается, сама труба обычно снабжается бетонным кожухом, который гарантирует, что труба останется на дне реки, и добавляет дополнительное защитное покрытие, предотвращающее утечку природного газа в воду. В качестве альтернативы может использоваться форма наклонно-направленного бурения, при которой под рекой пробуривается «тоннель», через который может быть пропущена труба. Те же методы используются для пересечения дорог: либо выкапывается открытая траншея поперек дороги и заменяется после установки трубы, либо под дорогой может быть пробурен туннель.

После установки и покрытия трубопровода предпринимаются значительные усилия для восстановления трассы трубопровода до его первоначального состояния или для смягчения любого воздействия на окружающую среду или других воздействий, которые могли иметь место в процессе строительства. Эти шаги часто включают замену верхнего слоя почвы, заборов, оросительных каналов и всего остального, что могло быть удалено или нарушено в процессе строительства. Для получения дополнительной информации о строительстве газопровода посетите веб-сайт Межгосударственной газовой ассоциации Америки.

Инспекция и безопасность трубопроводов

Скребок – Инструмент для осмотра трубопровода
Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу разветвленной сети газопроводов, трубопроводные компании регулярно проверяют свои трубопроводы на наличие коррозии и дефектов. Это делается с помощью сложного оборудования, известного как «умные поршни». Умные поршни представляют собой интеллектуальные роботизированные устройства, которые перемещаются по трубопроводу для оценки внутренней части трубы. Умные скребки могут проверять толщину и округлость труб, проверять наличие признаков коррозии, обнаруживать незначительные утечки и любые другие дефекты внутри трубопровода, которые могут либо препятствовать потоку газа, либо представлять потенциальную угрозу безопасности при эксплуатации трубопровода. трубопровод. Отправка «умной свиньи» по конвейеру называется «заполнением конвейера».

Помимо инспекции с помощью умных свиней, существует ряд мер предосторожности и процедур, направленных на минимизацию риска несчастных случаев. На самом деле транспортировка природного газа является одним из самых безопасных способов транспортировки энергии, в основном из-за того, что инфраструктура стационарна и скрыта под землей. По данным Министерства транспорта (DOT), трубопроводы являются самым безопасным методом транспортировки нефти и природного газа. Хотя, по данным Управления безопасности трубопроводов Министерства транспорта США в 2009 г., ежегодно происходит более 100 смертей, связанных с линиями электропередачи., было 0 смертей, связанных с магистральными трубопроводами, и 10 смертей, связанных с распределительными системами. Чтобы узнать больше о безопасности трубопроводов, посетите Управление безопасности трубопроводов Министерства транспорта.

Некоторые из мер предосторожности, связанных с трубопроводами природного газа, включают:

  • Воздушное патрулирование  – самолеты используются для обеспечения того, чтобы строительные работы не проводились слишком близко к маршруту трубопровода, особенно в жилых районах. Согласно INGAA 9, несанкционированное строительство и земляные работы являются основной угрозой безопасности трубопровода.0264
  • Обнаружение утечек  — Оборудование для обнаружения природного газа периодически используется персоналом трубопровода на поверхности для проверки на наличие утечек. Это особенно важно в районах, где природный газ не имеет запаха.
  • Маркеры трубопроводов  — Знаки на поверхности над трубопроводами природного газа указывают на наличие подземных трубопроводов для общественности, чтобы уменьшить вероятность любого вмешательства в трубопровод.
  • Отбор проб газа  – Регулярный отбор проб природного газа в трубопроводах обеспечивает его качество, а также может указывать на коррозию внутренней части трубопровода или приток загрязняющих веществ.
  • Профилактическое техническое обслуживание  – Это включает в себя проверку клапанов и устранение поверхностных препятствий для осмотра трубопровода.
  • Аварийное реагирование  – Трубопроводные компании имеют обширные аварийно-спасательные группы, которые готовятся к возможному широкому спектру потенциальных аварий и чрезвычайных ситуаций.
  • Программа «Один звонок». вызывается, когда планируются какие-либо земляные работы. Этот звонок предупреждает трубопроводную компанию, которая может поставить отметку в этом районе или даже отправить представителей для наблюдения за раскопками. Национальный трехзначный номер для одного звонка — «811».

В то время как крупные межгосударственные газопроводы транспортируют природный газ из регионов переработки в регионы потребления и могут напрямую обслуживать крупных оптовых потребителей, таких как промышленные потребители или потребители электроэнергии, именно система распределения фактически доставляет природный газ большинству розничных потребителей, включая бытовые потребители природного газа.

20 сентября 2013 г. by natgas

Каковы различия между типами газопроводов?

Природный газ составляет почти четверть энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, и 33 штата производят его в коммерческих количествах. У компании более 68 миллионов частных и пять миллионов коммерческих клиентов в США, которые получают природный газ по трубопроводам протяженностью 2,6 миллиона миль. Газопроводы подразделяются на различные категории в зависимости от их пропускной способности, назначения и юрисдикции. Например, эти трубопроводы можно классифицировать как линии сбора, передачи и распределения, которые определяют не только то, как они используются, но и то, как они регулируются. Любой, кто связан с газопроводами, должен понимать иногда тонкие различия между этими классификациями трубопроводов.

Содержание

Линии сбора

Линии сбора транспортируют газ от производственного объекта, такого как устье скважины, к линии передачи, также известной как магистраль. Диаметр этих труб колеблется от двух до восьми дюймов, что относительно мало. Линии сбора могут быть такими узкими, потому что они обычно используют полевые компрессоры для создания давления, которое перемещает газ по трубопроводу. В этих устройствах используется турбина или двигатель внутреннего сгорания, который обычно приводится в действие небольшой частью газа, который они транспортируют.

Некоторые системы сбора включают в себя оборудование для обработки, которое выполняет дополнительные функции, такие как удаление примесей. Такие вещества, как вода, двуокись углерода и сера, могут вызывать коррозию труб, а инертные газы, такие как гелий, снижают энергетическую ценность природного газа. Эти примеси часто используются в таких приложениях, как химическое сырье.

Линии передачи

Природный газ перемещается из системы сбора в систему передачи, по которой газ транспортируется на большие расстояния. Диаметр этих труб обычно колеблется от 6 до 48 дюймов и находится под давлением от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм (psi), в зависимости от метода производства. Эти высокие давления необходимы для перемещения газа из регионов добычи в местные распределительные компании (НРС), которые могут находиться на расстоянии тысяч миль.

Магистральные трубопроводы обычно рассчитаны на гораздо большее давление, чем когда-либо требуется в целях безопасности. Например, линии в населенных пунктах обычно не работают при более чем половине расчетного предела давления. Кроме того, многие из этих конвейеров зациклены, что означает, что между одним и тем же источником и пунктом назначения проходит более одного линейного канала. Эта избыточность увеличивает максимальную пропускную способность трубопровода передачи, которая может потребоваться в периоды пикового спроса.

Распределительные линии

Газ в магистральном трубопроводе обычно проходит через контрольную станцию, когда он поступает в местное газовое предприятие. Затворная станция снижает давление в линии до уровня распределения, который составляет от 0,25 до 200 фунтов на квадратный дюйм. Эта установка также вводит одорант в природный газ, который обычно не имеет запаха. Одорант придает газу кислый запах, который потребители могут обнаружить в небольших количествах в качестве меры безопасности. Блок управления также измеряет скорость потока газа, чтобы определить количество, полученное газовой компанией.

Затем газ перемещается от контрольной станции к распределительной линии, которая обычно имеет диаметр от 2 до 24 дюймов. Распределительные линии обычно имеют секции, работающие при различных давлениях, которые контролируются регуляторами. Размер трубы и давление обычно уменьшаются по мере приближения распределительной линии к потребителю.

Операторы в центре управления газоснабжения постоянно контролируют скорость потока и давление газа в различных точках, чтобы гарантировать, что газ поступает к потребителям с достаточным расходом и давлением для работы оборудования. Они также должны гарантировать, что давление остается ниже установленных пределов в целях безопасности. Близость распределительных линий к потребителям обычно ограничивает их давление до 20 процентов от расчетного максимума.

Регуляторы контролируют поток газа через распределительную систему. Они откроются для увеличения потока газа, когда давление в секции упадет ниже заданного значения, и закроются, когда давление поднимется выше другого значения. Распределительные трубопроводы также имеют предохранительные клапаны, которые могут сбрасывать газ в атмосферу в качестве дополнительной меры безопасности, предотвращающей разрыв труб.

Современные газораспределительные системы используют программное обеспечение для оценки их пропускной способности и обеспечения того, чтобы потребители получали газ выше минимального давления, необходимого для модернизации приборов. Эти линии также связаны между собой в виде сетки с рядом запорных клапанов, которые сводят к минимуму перерывы в обслуживании во время технического обслуживания и аварийных ситуаций.

Строительство

Безопасность является важнейшим фактором при строительстве газопроводов из-за давления, которое они должны выдерживать, и последствий разрыва трубопровода. Распределительные линии имеют самые высокие стандарты строительства из-за их близости к людям. Трубы должны быть проверены, чтобы убедиться, что они соответствуют как государственным, так и отраслевым стандартам безопасности. Сборочные и передающие трубопроводы специально разработаны для их предполагаемой роли в газопроводе, хотя оба они, как правило, изготавливаются из проката из высокоуглеродистой стали. Длина каждого сегмента трубы обычно составляет от 40 до 80 футов. Диаметр и толщина сильно зависят от таких факторов, как преобладающие почвенные условия, географическое положение и плотность населения.

Первоначально распределительные трубопроводы изготавливались из чугуна, который со временем становится хрупким. Сталь по-прежнему является распространенным материалом для старых трубопроводов, хотя новые трубопроводы все чаще изготавливаются из высокопрочного пластика или композитных материалов. Старые распределительные трубы могут быть изготовлены из пластика Aldyl-A, который особенно подвержен хрупкости. Национальный совет по безопасности на транспорте рекомендовал замену распределительных трубопроводов из этого типа пластика.

Трубопроводы подвержены постоянным нагрузкам, которые могут привести к их разрушению. Движение грунта из-за циклов замерзания/оттаивания является основной причиной этих напряжений, широко известных как морозное пучение. В некоторых штатах требуется, чтобы трубопроводы осматривались зимой, что позволяет их ремонтировать до того, как они сломаются.

Установка

Исторически сложилось так, что трубопроводы прокладывались открытыми траншеями, что до сих пор является наиболее распространенным методом прокладки линий сбора и передачи. Распределительные линии, скорее всего, будут прокладываться бестраншейными методами, такими как бурение и горизонтально-направленное бурение (ГНБ), поскольку они вызывают меньшее воздействие на окружающую среду. Бурение особенно распространено для распределительных трубопроводов в городских условиях из-за его полезности при пересечении дорог.

Бестраншейные методы сопряжены с большим риском повреждения существующих инженерных коммуникаций, поскольку они предполагают бурение и бурение, а не открытые земляные работы. Металлические линии относительно легко обнаружить с помощью оборудования для обнаружения металлов, но канализационные линии, сделанные из глины и пластика, необходимо обнаруживать с помощью менее надежной ультразвуковой технологии. Кроме того, поврежденные канализационные линии могут оставаться незамеченными до тех пор, пока владелец дома не заметит забитую канализацию. Наибольший риск поперечного отверстия заключается в том, что сантехники часто используют механизированный шнек для очистки забитой канализационной линии, что может привести к разрыву газовой линии.

Федеральные правила обычно требуют, чтобы все линии электропередачи и некоторые линии сбора были проложены под землей не менее чем на 30 дюймов в сельской местности и не менее чем на 36 дюймов в населенных пунктах. Дороги и железнодорожные переезды также требуют, чтобы эти линии были закопаны на глубину не менее 36 дюймов. Минимальная глубина перехода через воду может варьироваться от 18 до 48 дюймов в зависимости от состава почвы или породы. Распределительные линии обычно должны быть закопаны на глубину не менее 24 дюймов, хотя минимальная глубина уменьшается до 18 дюймов вдоль дорог и до 12 дюймов на частной территории. Эти минимальные глубины применяются только при установке и не требуют соблюдения в течение долгого времени.


Learn more