3.4. Системы газоснабжения
3.4.1. Назначение и структура систем газоснабжения
Современные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений, состоящий из следующих основных элементов [69, 70]: сооружений газодобычи и подготовки к транспорту; газовых магистралей; газовых сетей низкого, среднего и высокого давления; газораспределительных станций, контрольно-регуляторных пунктов, газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ) (рис. 3.12).
Основной функцией системы является формирование и направление газовых потоков со значениями скоростей, объемов, давлений и температур, обеспечивающими бесперебойное снабжение конечных потребителей. Система построена таким образом, чтобы минимизировать потери газа, материальные и энергетические затраты на его транспортировку и поставку. Для обеспечения оптимальных параметров и взрывобезопасности газ на головных и промежуточных сооружениях очищают, осушают, одорируют, охлаждают и под высоким давлением, создаваемым компрессорными станциями, распределяют по сети газоснабжения. При этом обеспечивается требуемая скорость и качество транспортировки. Подземные станции хранения газа и газгольдеры выполняют функции хранения и поддержания в газовой магистрали и сетях требуемых объема и давления газа. В газораспределительной сети давление газа снижают до величины, потребной для поставки конечным потребителям.
Р
ПКС
ГМ
ГСС
Головные сооружения
СПХГ
и с. 3.12. Обобщенная структурная схема
газоснабжения:
ГМ – газовое
месторождение; ГСС – газосборная сеть;
ПООЗГ – пункт очистки, осушки
и
замера газа; ПРГ – пункт распределения
газа; ППГК – пункт первичной переработки
газа и газового конденсата; ГКС –
головная компрессорная станция; ПКС –
промежуточная компрессорная станция;
СПХГ – станция подземного хранения
газа;
ГРС – газораспределительная
станция, КРП – контрольно-регуляторный
пункт,
ГС – газгольдерная станция;
ГРП/ГРУ газорегуляторный пункт/установка;
ГНС – газонаполнительная станция;
УУ – узел учета
Важным элементом систем газоснабжения являются газораспределительные станции. Газораспределительные станции предназначены для снижения давления природного или попутного газа с 1,2…7,5 МПа до требуемого потребительского уровня (0,3…1,2 МПа) и поддержания его с точностью ±5,0…±10,0%. Кроме того, перед редуцированием они осуществляют подогрев газа с -20…-10 ºС до необходимой величины с целью предотвращения образования гидратов; одоризацию газа перед подачей потребителю; очистку газа от капельной влаги и механических примесей. Производительность ГРС – 1100,0… 10000,0 м3/ч – определяется из конкретных рабочих параметров подводящего трубопровода и выходного давления. К кольцу высокого давления (уровень 1) через контрольно-регуляторный пункт (КРП) присоединяют подземное хранилище газа.
Для выравнивания суточного графика потребления газа используются газгольдерные станции.
В соответствии с СНиП 2.04.08-87 газопроводы среднего (0,005 до 0,6 МПа) и высокого (0,6…1,2 МПа) давления служат для питания распределительных сетей среднего и низкого давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Последние подают газ через местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и крупных коммунальных предприятий (уровень 2) под давлением от 0,3 до 0,6 МПа. Газопроводы низкого давления (0,003…0,005 МПа) предназначены для транспортирования газа в жилые и общественные здания, а также мелким коммунальным потребителям (уровень 3). К ним присоединяются и небольшие отопительные котельные.
Системы трубопроводов (газопроводов) служат для транспортирования газа и распределения его между потребителями. Газ подводят к объекту по магистральным газопроводам (уровень 0), которые заканчиваются газораспределительными станциями (ГРС).
Газораспределительные станции предназначены для снижения давления природного или попутного газа с 1,2…7,5 МПа до требуемого потребительского уровня (0,3…1,2 МПа) и поддержания его с точностью ± 5,0…± 10,0%. Кроме того, перед редуцированием они осуществляют подогрев газа с -20…-10 ºС до необходимой величины с целью предотвращения образования гидратов; одоризацию газа перед подачей потребителю; очистку газа от капельной влаги и механических примесей. Производительность ГРС – 1100,0…10000,0 м3/ч – определяется из конкретных рабочих параметров подводящего трубопровода и выходного давления. К кольцу высокого давления (уровень 1) через контрольно-регуляторный пункт (КРП) присоединяют подземное хранилище газа.
Количество ГРП сети низкого давления определяют технико-экономическим расчетом. Трассы газопроводов проектируют с обеспечением минимальной протяженности сети. Распределительные сети состоят из основных линий и абонентских ответвлений.
Схема газоснабжения низкого давления выбирается из условий минимальных капиталовложений и максимальной надежности. Для групп потребителей с наибольшими расходами целесообразна кольцевая сеть, для других групп – одно-, двух– и трехстороннее снабжение. Количество ГРП определяется из условий нагрузки на один ГРП – 800-1200 м3/ч. Нулевые точки (точки встречи газовых потоков) намечаются на одинаковых от ГРП расстояниях – около 700…1000 м. ГРП располагаются в центре нагрузки, желательно на участках с максимальным расходом газа.
Количество газа, отпускаемого предприятиям, определяется по производительности или пропускной способности газопроводов, а также по нормам расхода теплоты на единицу продукции или одного клиента. Например, среднее предприятие или котельная расходуют около 500…1000 м3/ч.
Газонаполнительные станции сжиженных газов (ГНС) предназначаются для приема сжиженных углеводородных газов (СУГ), поступающих железнодорожным, водным, автомобильным и трубопроводным транспортом; хранения и поставки СУГ потребителям в автоцистернах и баллонах.
В зависимости от количества и типа конечных потребителей и охватываемой территории система может иметь несколько уровней регулирования, распределения и учета.
Приборы учета самого высокого класса точности должны устанавливаться на выходах из магистральных газопроводов в сеть, т.е. на ГРС. При этом требования к высокому классу точности должны предъявляться в целом к измерительному комплексу с учетом приборов, измеряющих температуру и давление для приведения объема газа к нормальным условиям. По мере снижения объема распределения и транспортировки газа и увеличения количества точек учета на ГРС требования к классу точности могут быть снижены в пределах требований ГОСТ к определенному типу приборов. По мере увеличения объема транспортируемого газа увеличивается количество точек распределения и потребления. При этом объем газа, проходящий через каждую точку распределения или потребления, уменьшается, а диапазоны его суточных или сезонных колебаний увеличиваются, что предъявляет требование к увеличению динамического диапазона приборов учета.