Газоснабжение природным газом городов

Учебно – методический центр

 

О.А. Соколова

 

 

Газоснабжение природным газом городов

 и других населенных пунктов

 

Учебное пособие

 

 

Нижний Новгород

2014

 

Тема: Газоснабжение природным газом городов

 и других населенных пунктов

 

Транспортировка природного газа от газовых скважин до ГРС.

ГРС – газораспределительная станция, устанавливается на ответвлении от магистрального газопровода в поселения.

Основные задачи ГРС: снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне; учет расхода газа; очищение газа; контроль качества газа на соответствие требованиям ГОСТ 5542; одоризация газа; осушка; при необходимости подогрев, распределение по крупным потребителям.

Месторождения природных газов бывают: газовые, газоконденсатные, газонефтяные или попутные.

В Нижний Новгород природный газ поступает по магистральным газопроводам с трех газовых месторождений.

1. Н. Тура – Пермь – Казань – Н.Новгород (КС Лысково)

2. Ямбург – Тула (КС Явасская)

3. Уренгой – Помара – Ужгород (КС Сеченово)

На ответвлениях к городу располагаются следующие ГРС:

ГРС 1- ул. Ларина

ГРС 2 – ул. Кузнечихинская

ГРС 3 – Московское шоссе

ГРС – пос. Доскино

Схема движения газа из газовых скважин до ГРС рис.№1.

 

 

Природные газы добывают из недр земли, для этого пробуривают  скважины, на месторождениях газа.

Скважины пробурены на глубину 1,5 км - 8 км, давление газа в скважине 15 Мпа и более. Скважины оборудуют специальным устройством для снижения давления до 5,5 – 7,5 Мпа. Газ от скважин транспортируется по промысловым газопроводам небольшой протяженности до станции газопередачи. На станции в масляных пылеуловителях газ очищается от механических примесей, в сепараторах газ очищается от жидкостных примесей. Для окончательной очистки и осушки газ поступает в специальные устройства, где его очищают от ядовитых химических примесей, от кислорода, балласта (инертные газы), добавляют одорант, при необходимости повышают давление газа до 5,5 – 7,5 МПа.

Очищенный и осушенный газ, который полностью отвечает требованиям ГОСТ 5542 поступает в магистральный газопровод. Газ транспортируется по трубам диаметром 1420мм, давление 7,5 Мпа. Под воздействием сил трения и местных сопротивлений давление в газопроводе снижается до 3 - 5 Мпа, на этих участках строят компрессорные станции (КС).

 Основная задача компрессорной станции повысить давление газа до заданного уровня. Расстояние между КС 100 – 200км. На ответвлении к городу, поселку строят ГРС.

Из ГРС газ должен поступать в газораспределительные сети одорированный, осушенный (воды в газе не допускается), температура

не ниже (- 10) при подаче в подземный газопровод, и не ниже расчетной температуры наружного воздуха для  надземного газопровода.

 Качество и состав природного газа должен соответствовать ГОСТ 5542* «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового потребления. Технические условия». Давление газа, поступающего в  сеть газораспределения, не должно превышать 1,2 Мпа.

Вопросы для повторения.

1. Что такое ГРС?

2. Какие месторождения газа бывают в природе?

3. Какое давление газа в магистральном газопроводе?

4. С каких месторождений газ поступает к нам в Нижегородскую область?

 

Вопросы для повторения.

1. Что входит в сеть газораспределения?

2. Что значит тупиковая сеть газораспределения?

3. Что значит кольцевая сеть газораспределения?

 

Вопросы для повторения.

1. Дать определение термину «Наружный газопровод»?

2. Дать определение термину «Внутренний газопровод»?

3. Дать определение термину «Распределительный газопровод»?

4. Дать определение термину «Газопровод-ввод»?

5. Дать определение термину «Вводной газопровод»?

6. Дать определение термину «Подземный газопровод»?

7. Дать определение термину «Надземный газопровод»?

8. Дать определение термину «Продувочный газопровод»?

О.А. Соколова.

Нормативные документы

1. Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления.

2. ПБ 12- 529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления».

3. СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы».

4. СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы»

5. СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.

 

Разработал: О.А. Соколова

 

Учебно – методический центр

 

О.А. Соколова

 

 

Требования ГОСТ к составу природного газа.

В соответствии с ГОСТ 5542 * газ, подаваемый в города и поселки должен удовлетворять следующим техническим требованиям:

 

Наименования показателя	норма	Метод испытания
1. Теплота сгорания низшая при стандартных условиях, МДж/м3 (ккал/м3) не менее	31,8 (7600)	ГОСТ 27193, ГОСТ 22667, ГОСТ10062
2. Область значений числа Воббе высшего, МДж/м3 (ккал/м3)	41,2 –54,5 (9850 –13000)	ГОСТ 22667 - 82
3. Допустимое отклонение числа Воббе от номинального значения, % не более	+/- 5
3. Массовая концентрация сероводорода (Н2S),  г/м3, не более	0,02	ГОСТ 22387.2 - 83
4. Массовая концентрация меркаптановой серы, г/м3, не более	0,036	ГОСТ 22387.2-83, ГОСТ22387.3-77
6. Объемная доля кислорода, %, не более	1,0	ГОСТ 23781 - 83
7.Масса механических примесей в 1м3, г, не более	0,001	ГОСТ 22387.4 - 77
8. Интенсивность запаха газа при объемной доле 1% в воздухе, балл, не менее	3	ГОСТ22387.5-77

 

Точка росы влаги в пункте сдачи должна быть ниже температуры газа.

Наличие в газе жидкой фазы воды и углеводородов не допускается.

Контроль качества газа на соответствие требованиям настоящего стандарта должен производиться не реже одного раза в месяц газотранспортной организацией, по результатам контроля оформляется паспорт контроля качества газа. Результаты периодических испытаний качества газа распространяются на объем газа, прошедший по трубопроводу за период между данным и последующим испытаниями.

 

2.2. Состав природного газа.

 Согласно паспорту контроля качества ООО «Волготрансгаз» ОАО «ГАЗПРОМ».

1. Горючая часть: метан СН₄ (до 99% по объему);

                                 Этан С₂Н₆ (до 0,6% по объему);

                                 Пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀;

2. Негорючая часть (балласт): азот (до 0,76% по объему);

                                                     Углекислый газ;

3. Вредные и ядовитые примеси: отсутствуют;

4. Механические примеси:        отсутствуют;

5. Кислород – отсутствует;

6. Вода – отсутствует.

Данный состав газа соответствует ГОСТ 5542-87*.

 

2.3. Свойства природного газа:

1.Природный газ – метан СН₄

2. не ядовит;

3. не имеет цвета и запаха. Подвергается одоризации.

4. Легче воздуха (плотность воздуха 1,29 кг/м3, плотность метана 0,72 кг/м3); относительная плотность 0,554.

4. Горюч.

Горючие газы характеризуются нижним и верхним пределами воспламенения.

Пределы воспламенения – это диапазон необходимой концентрации горючего газа в смеси с воздухом, при котором возможен процесс горения (реакция окисления).

Чистый газ не горит, горит газовоздушная смесь в диапазоне пределов воспламенения, 5%-------15% природного газа в воздухе при стандартных условиях (при температуре окружающей среды 20⁰С и атмосферном давлении).

5% нижний предел воспламенения (нижний предел взрываемости, НКПРП) – это минимальное процентное содержание газа в воздухе, которого достаточно для возгорания, взрыва газовоздушной смеси, распространения в ней пламени.

15% верхний предел воспламенения – это максимальное процентное содержание горючего газа в воздухе, выше которой газовоздушная смесь становится негорючей.

5. Опасная концентрация природного газа в воздухе с1% об, что составляет 20% НКПРП (нижнего концентрационного предела распространения пламени)

6. Температура воспламенения метана 645 град по Цельсию.

Температура воспламенения –это минимальная температура, при которой газовоздушная смесь воспламеняется. При температуре 645 град метан горит и взрывается при любой концентрации с кислородом, пока не выгорит метан или кислород.

7. Теплота сгорания природного газа низшая.

 

Q_н = 8000 ккал/м3 = 33,5 МДж/м3 = 9,28 кВт *ч.

Число Воббе.

 

8. W_в = 11842ккал/м3 = 49,582 МДж/м3.

 

9. Жаропроизводительность – температура газовоздушного пламени в градусах по Цельсию 2000.

Жаропроизводительност – это температура горения газа.

2. температура кипения при атмосферном давлении (-161 град по Цельсию).

 

 

 2.4. ОПАСНЫЕ  СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА.

 

1. Газ в смеси с воздухом пожаро и взрывоопасен. Пределы воспламенения газовоздушной смеси 5%----15% являются одновременно пределами ее взрываемости. Эта же смесь, распространившаяся по всему замкнутому объему, при внесении источника огня или искры мгновенно сгорает с взрывом.

2. При неполном сгорании газа выделяется оксид углерода (СО), который действует на организм человека отравляюще.

 В народе СО называют угарный газ.

СО – горючий газ (пределы воспламенения 12,5 – 74,2%); не имеет цвета и запаха; весит почти столько же сколько и воздух (плотность 1,25 кг/м3) и поэтому легко растворяется в воздухе; отравляющее действие обусловлено его способностью в 200-300 раз быстрее соединяться с гемоглобином крови, чем кислород и образовывать устойчивое соединение; диссоциация СО из крови через 12 часов.

 0.1% СО от объема помещения – приступы отравления (учащенное сердцебиение, стук в висках, головная боль, тошнота, человека клонит в сон);

 0,5 % СО от объема помещения – через 30 минут летальный исход;

1% СО от объема помещения – мгновенная смерть от отравления.

ПДК СО в воздухе бытовых помещений не должна превышать 0,00016 % от объема помещения.

 

СВОЙСТВА ЖИДКОЙ ФАЗЫ СУГ.

1. Температура кипения пропана – (-42 град); бутана – (-0,5 град) при атмосферном давлении.

2. Попав на кожу человек, жидкая фаза СУГ вызывает обморожение, которое по своему характеру напоминает ожог. Степень обморожения зависит от количества газа, от температуры окружающей среды.

3. Высокий коэффициент объемного расширения жидкой фазы СУГ приводит к разрыву емкостей, если не соблюдается температурный режим хранения и эксплуатации емкостей. Это свойство необходимо учитывать при заполнении емкостей. Так, коэффициент объемного расширения жидкого пропана в 16 раз, а бутана в 11 раз больше, чем у воды.

4. Внутренние стенки сосудов подвергаются коррозии и на них откладываются, пирофорные соединения серы с железом, способные самовозгораться на воздухе. Жидкий остаток в сосуде - горюч.

5. При трении жидкости между слоями (скорость прохождения газа более 1,6 м/сек), при трении жидкости о металл на стенках сосудов накапливается статическое электричество.

Все эти свойства представляют опасность при погрузке, разгрузке, транспортировке, хранение и использование сосудов с СУГ, при несоблюдении мер безопасности и технологи эксплуатации.

Жидкая фаза СУГ неагрессивна к металлу, но легко разлагает резину, поэтому все прокладочные материалы, резинотканевые рукава должны изготавливаться из резины маслобензостойкой, а вследствие низкой температуры кипения газа и морозоустойчивой. Сливно – наливные шланги используют по ГОСТ 10352 – 76*, ГОСТ 18698-79 класса Б(1), ГОСТ 6386-83.

Из 1м³ жидкого пропана получается 290 м³ газа;

1м³ жидкого бутана – 222м³ газа;

1м³ СУГ жидкого – 250м³ газа;

1 кг жидкого пропана – 0,535 м³ газа;

1кг жидкого бутана - 0,4 м³ газа.

1л жидкого пропана – 0,269 м³ газа;

1л жидкого бутана – 0,235 м³ газа.

Жидкая фаза СУГ легче воды (плотность пропана 0,528 гр/см3, плотность бутана 0,601 гр/см³ Плотность воды 1 гр/см³)

 

Учебно – методический центр

 

О.А. Соколова

 

 

Газоснабжение природным газом городов

 и других населенных пунктов

 

Учебное пособие

 

 

Нижний Новгород

2014