Конструирование газораспределительных сетей

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 двух 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 0,5 м;

– 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.

При строительстве распределительных газопроводов применяют, как правило, стальные трубы. В последнее время для подземных газопроводов широко используют полиэтиленовые и винипластовые трубы.

Например, полиэтиленовые трубы применяют для подземных межпоселковых газопроводов с давлением до 0,6 МПа и подземных газопроводов с давлением до 0,3 МПа, прокладываемых на территории сельских населенных пунктов.

При строительстве систем газоснабжения используют стальные прямошовные, спиральношовные и бесшовные трубы, изготовленные из хорошо сваривающейся стали, содержащей не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора.

Для подземных и наземных газопроводов используют трубы с толщиной стенки не менее 3 мм, а для наружных надземных и наземных газопроводов – не менее 2 мм.

Соединяются стальные трубы сваркой, при этом сварочное со­единение должно быть равнопрочным с основным металлом труб. Трубы стальные завод-изготовитель поставляет длиной от 4 до 12 м. Импульсные трубки для присоединения контрольно- измерительных приборов и приборов автоматики изготавливаются из стальных труб, рассчитанных на соответствующие давления. Однако для их подключения допускается применять медные, круглые, тянутые и холоднокатаные трубы общего назначения.

При эксплуатации установок, использующих газовое топливо, применяют гибкие газопроводы, например на газонаполнительных станциях (ГНС), при сливе газа из железнодорожных цистерн, наполнении газом автоцистерн, сливе газа в групповые резервуарные установки, применяют иногда для подключения газовых плит. В отличие от стальных газопроводов, резиновые и резинотканевые рукава обеспечивают безаварийную работу на более короткий срок, так как с течением времени физические и механические свойства резины и ткани изменяются, причем такое свойство резины, как эластичность, может быть полностью утрачено.

Резиновые и резинотканевые рукава должны иметь на обоих концах специальные приспособления для присоединения к трубопроводам и штуцерам сосудов и аппаратов.

Для распределительных газовых систем широко применяют стали обычного качества (поделочные стали) – стали Ст2, Ст3 и Ст4, на ответственных участках трассы – сталь 10 и сталь 20.

Для строительства магистральных газопроводов широко применяют низколегированные стали, например 17 ГС и 17 Г1С. Для трубопроводов сжиженного природного газа используют высоколегированные никелем (Ni) стали аустенитного класса, например, Х18Н9Т или Х18Н10Т.

Для строительства подземных газопроводов в настоящее время применяются полиэтиленовые трубы, которые имеют ряд преимуществ по сравнению со стальными:

– высокую коррозионную стойкость почти во всех кислотах (кроме органических) и щелочах, что исключает необходимость изоляции их и использования электрохимической защиты;

– незначительную массу, что обеспечивает снижение транспортных расходов, а также трудозатрат при их монтаже;

– повышенную пропускную способность (приблизительно на 20 %) благодаря гладкости их поверхности (эквивалентная шероховатость стенки стальной трубы равна 0,01 см, а полиэтиленовой – 0,002);

– достаточно высокую прочность при достаточных эластичности и гибкости.

К недостаткам полиэтиленовых труб следует отнести: горючесть, повышенную окисляемость при нагревании, деструкцию материала при температурах выше 30 °С, изменение свойств под воздействием прямых солнечных лучей, высокий коэффициент линейного расширения (при 20...З0 °С k = 0,000221 °С), усталостные процессы (релаксационное разуплотнение), возможность накопления статического электричества в теле трубопровода.

Применение длинномерных полиэтиленовых труб, заметно снижает по сравнению с использованием мерных труб число сварных соединений, т. е. позволяет сокращать время монтажа. В настоящее время получили распространение два способа соединения полиэтиленовых труб: сварка встык с помощью электронагревательного инструмента и посредством использования муфт с закладными электронагревательными спиралями. Второй способ сварки надежнее первого, однако, высокая стоимость муфт с термоэлементами делает его экономически невыгодным для соединения полиэтиленовых труб мерной длины, в частности для труб диаметром свыше 200 мм, которые выпускаются только отрезками.

При строительстве газопроводов из полиэтиленовых труб зна­чительно сокращаются объем земляных работ и продолжительность строительства, так как трубопровод разматывается с барабана и укладывается непосредственно в траншею.

Гибкость и эластичность полиэтилена позволяют применять трубы из него при прокладке газопроводов методом направленного бурения, т. е. когда возможны изменения направления трассы и ее изгибы большого радиуса. Способность полиэтиленовых труб удлиняться под нагрузкой (относительное удлинение при разрыве составляет не менее 350 %) обеспечивает возможность их использования в неустойчивых грунтах, т. е. в районах, подверженных сейсмической опасности, и в проседающих горных породах, а также в пучинистых грунтах.

Компенсация линейных изменений, осуществляется за счет:

а) самокомпенсации, т.е. использовании поперечной гибкости труб и неровности рельефа местности;

б) самокомпенсирующегося трубопровода, цилиндрическая часть которого выполнена в виде спиральношовной трубы с винтовыми гофрами;

в) применения гнутых (гибких) компенсаторов (Г, П, Ω, Z, V-образных);

г) применения осевых (одностороннего и двухстороннего действия) компенсаторов.