Проектирование систем газоснабжения

Критерии выбора труб для газопроводов

При выборе стальных труб для газопровода следует учитывать такие факторы, как:

• вид трубы;
• технические характеристики.

Разновидности труб для газопроводов

Стальная газопроводная труба может быть:

1. бесшовной. Производство такого вида осуществляется путем «прошивки» металлического цилиндра (заготовки). Способ изготовления является трудоемким, что сказывается на стоимости получаемых изделий. Бесшовные трубы подразделяются на следующие подвиды:
   • холоднокатаные (заготовка после процесса обрабатывается без воздействия температуры);
   • горячекатаные (заготовка проходит дальнейшую обработку под воздействием высокой температуры).

Стальные трубы высокой прочности

Горячекатаные трубы выпускаются с большей толщиной стенки, что отражается на прочности газопровода. Используются они преимущественно при строительстве в холодном климате или для трубопроводов, требующих особой прочности и прохождения газа под высоким давлением.

Технология производства бесшовных труб из стали представлена на видео.

https://youtube.com/watch?v=Vp1_HpUJTMU

прямошовные (линия сварного шва проходит параллельно трубе). Трубы отличаются невысокой стоимостью и приемлемыми техническими параметрами. Основной недостаток – небольшой запас прочности, так как под воздействием давления шов может «лопнуть» или деформироваться;

Стальная труба с прямым сварочным швом

спиралешовные (линия шва в виде спирали проходит по всей поверхности трубы). Такие трубы являются более прочными, чем прямошовные изделия и практически не отличаются по стоимости.

Стальные трубы со швом в виде спирали

Подбор параметров труб

Как выбрать параметры труб, и на какие показатели стоит обратить особое внимание? При выборе параметров следует учитывать:

• диаметр труб для газа;
• толщину трубной стенки.

Основные параметры выбора труб

Выбор диаметра газопроводных труб производится после проведения предварительных расчетов, которыми учитываются:

• расход газа в час;
• длина трубопровода;
• тип трубопровода (низкого, среднего или высокого давления).

Произвести расчеты по формуле самостоятельно практически невозможно. Поэтому расчет можно произвести с помощью различных онлайн программ, расположенных на специализированных сайтах.

Для строительства распределительных газопроводных систем используются трубы, диаметром от 50 мм. Разводка внутри жилого помещения производится изделиями с диаметром 25 мм.

Такой параметр, как толщина трубной стенки также имеет существенное значение при строительстве газопроводов, так как именно от него зависит показатель прочности изделия. Производителями выпускаются трубы с толщиной стенки от 1,8 мм до 5,5 мм (ГОСТ 3262 – 75).

Специалисты рекомендуют подбирать толщину стенки в зависимости от места прокладки газового трубопровода:

• если газоснабжение проводится под землей (подземные коммуникации), то толщина должна быть не менее 3 мм;
• если сооружается надземный трубопровод, то применяются менее прочные изделия с толщиной стенки в 2 мм.

Виды газопроводов:

Газопроводы подразделяются на:

– магистральные газопроводы,

– газопроводы распределительных сетей.

Магистральные газопроводы предназначены для транспортировки газа на большие расстояния. Через определённые интервалы на магистрали установлены газокомпрессорные станции, поддерживающие давление в трубопроводе. В конечном пункте магистрального газопровода расположены газораспределительные станции, на которых давление понижается до уровня, необходимого для снабжения потребителей.

Газопроводы распределительных сетей предназначены для доставки газа от газораспределительных станций к конечному потребителю.

Магистральные газопроводы прокладываются, как правило, подземно (подземная прокладка). Прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи (наземная прокладка), или на опорах (надземная прокладка), или под водой (подводная прокладка) допускается только как исключение при соответствующем обосновании. При этом должны предусматриваться специальные мероприятия, обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию трубопроводов.

Резервные газопроводы сооружаются по стратегическим соображениям, для обеспечения гибкости в погрузке газовозов и для снижения длины маршрута транспортировки.

Магистральные газопроводы в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяют на:

– газопроводы I класса – при рабочем давлении свыше 2,5 до 10,0 МПа включительно,

– газопроводы II класса – при рабочем давлении свыше 1,2 до 2,5 МПа включительно.

Распределительные газопроводы в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяют на:

– газопроводы низкого давления – до 0,005 МПа,

– газопроводы среднего давления – от 0,005 до 0,3 МПа,

– газопроводы высокого давления:

• – 1 категории — от 0,6 до 1,2 МПа (для СУГ до 1,6 МПа),
• – 1а категории — свыше 1,2 МПа,
• – 2 категории — от 0,3 до 0,6 МПа.

Наружный газопровод

Наружные газопроводы при образовании в них ледяных или нитратных пробок разрешается разогревать только паром или горячей водой.
 

Наружный газопровод — подземный, наземный и надземный газопровод, проложенный вне зданий до отключающего устройства перед вводным газопроводом или до футляра при вводе в здание в подземном исполнении.
 

Наружные газопроводы подвергаются периодическому приборному обследованию, включающему: выявление мест повреждений изоляционного покрытия, утечек газа — для стальных газопроводов, выявление мест утечек газа — для полиэтиленовых.
 

Наружные газопроводы должны быть защищены от атмосферной коррозии лакокрасочными покрытиями из двух-трех слоев грунтовки и двух слоев эмали или лака, выдерживающими температурные изменения и влияние атмосферных осадков. Марка грунтовки для лака или эмали выбирается в соответствии с требованиями типовых технологических инструкций по лакокрасочным покрытиям.
 

Наружные газопроводы составляют основу газовых сетей. К ним относятся: уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые и межпоселковые газопроводы.
 

Наружные газопроводы, ГРП ( ГРУ) и вводы испытывают на прочность после монтажа отключающей арматуры, регуляторов, сборников конденсата и другого оборудования, включая КИП. Если установленная на газопроводе арматура, оборудование и приборы не рассчитаны на испытательное давление, то вместо них на время испытаний устанавливают катушки, заглушки или пробки.
 

Наружный газопровод — подземный, наземный и надземный газопровод, проложенный вне зданий до отключающего устройства перед вводным газопроводом или до футляра при вводе в здание в подземном исполнении.
 

Наружные газопроводы подвергаются периодическому приборному обследованию, включающему: выявление мест повреждений изоляционного покрытия, утечек газа — для стальных газопроводов, выявление мест утечек газа — для полиэтиленовых.
 

Наружные газопроводы прокладывают на высоте 2 5 м от поверхности земли и выше. Они не должны пересекать оконных и дверных проемов и должны быть надежно закреплены. Внутриквартирные газопроводы прокладывают в соответствии с общими правилами.
 

Наружные газопроводы делятся на транзитные, передающие газ от одного пункта к другому; магистральные и распределительные питающие системы газоснабжения зданий.
 

Наружный газопровод от ГРП до котельной прокла дывают на эстакаде. Температурные удлинения воспринимаются установленными компенсаторами. Газопровод покрывают тепловой изоляцией. В котельной, как правило, газопроводы прокладывают в ее верхней части в вентилируемой зоне.
 

Наружные газопроводы являются самым важным элементом любой системы газоснабжения, важным не столько по своему значению, сколько по тем последствиям, которые возникают при выходе газопроводов из строя. В лучшем случае это приводит к нарушению газоснабжения потребителей, в худшем — к аварийной ситуации, разрушению и уничтожению материальных ценностей, несчастным случаям и жертвам среди людей.
 

Наружный газопровод — подземный, наземный и ( или) надземный газопровод, проложенный вне зданий до наружной конструкции здания.
 

Какие бывают пластиковые трубы

1. Поливинилхлоридные, или ПВХ, трубы являются наиболее известными. Их распространение на рынке обусловлено во многом их доступной ценой, ведь они сравнительно дешевые. Правда, в процессе использования в результате химического разложения эти изделия выделяют токсичный хлорэтилен. По этой причине они непригодны для использования в системах водоснабжения. Для канализационных приспособлений эти трубы подойдут в качестве дешевого аналога чугунным. Являясь легкими и дешевыми, они заменят своих предшественников без проблем.
2. Полиэтиленовые трубы являются более выгодным вариантом, особенно для тех, кто хочет устроить систему холодного водоснабжения. Материал этих труб в изолированном виде является устойчивым. Температура жидкостей или газа, которую могут переносить эти изделия, достигает -25 градусов. Это намного меньше, чем у других аналогов из пластика. К сожалению, в неизолированном виде полиэтиленовые трубы теряют прочность и, следовательно, свою эффективность. Подводя итог, следует сказать, что этот вид труб подходит, только будучи в изолированном виде и только для холодных условий передачи.
3. Металлополимерные трубы являются аналогом предыдущих, однако полиэтиленовый слой находится в глухой изоляции. Выгода покупки заключена как раз в многофункциональности этого вида.
4. Полипропиленовые трубы являются одним из самых продвинутых вариантов на современном рынке пластиковых труб. Дело в том, что полипропилен является химически малоактивным. Поэтому ему не нужна изоляция. То есть он обладает высокой устойчивостью к внешним воздействиям, а значит, допустим к использованию в различных условиях.

Невысокая теплопроводность полипропилена не дает образовываться конденсату, а значит, транспортировка газов или жидкостей через подобные трубы не повреждает само передаваемое вещество. Также можно изготовить трубы любой длины и диаметра, поэтому они пригодны для действий любых масштабов.

Преимущества использования в прокладке газопровода

Подключение к устройству

Свое место пластиковые трубы получили в строительстве газопроводов, обладая массой достоинств:

• Трубы из пластика готовы прослужить намного дольше металлических.
• Они не взаимодействуют с почвой и не проводят ток, что допускает их катодную незащищенность.
• По своей массе газовые трубы, состоящие из полиэтилена, легче металлических в разы, поэтому строительство газопроводов протекает быстрее.
• Цены на такие трубы ниже, поэтому строительство газовых труб из полиэтилена намного выгоднее.
• Замена пластиковых газовых труб осуществляется быстрее, благодаря доступности и легкости монтажа новых. И это еще один плюс, так как в случае выхода из строя чугунных труб, без газа могут на недели остаться десятки и сотни людей.

Газовые полиэтиленовые трубы имеют низкое давление (далее ПНД). Они способны транспортировать воду и газ на любые расстояния. Трубы ПНД транспортируют природный газ от магистрали до вашей квартиры. Их также применяют для строительства подземных газопроводов, по ним протекают горючие газы. Это, с одной стороны, транспортировка топлива, а с другой стороны – сырья.

Использовать можно как в бытовой, так и в промышленной отрасли. Сейчас трубы из полиэтилена низкого давления занимают примерно 90 процентов от всех газопроводных систем. Стоить отметить, что при подаче газа через трубу звук изолируется. Пластиковые трубы для газопровода имеют эстетический вид.

Особенности монтажа

У монтажа пластиковых труб существуют свои секреты. Гибкость и высокая пригодность для скрытой прокладки облегчают работу. Однако при установке стоит учитывать их малую прочность, тепловое расширение и чувствительность к ультрафиолетовому излучению.

Ассортимент пластиковых труб широк

Чем меньше в вашей системе будет соединений, тем прочнее и дешевле будет ваша система. Газовые трубы из полиэтилена необходимо устанавливать в специальных условиях, при которых отсутствуют любые внешние воздействия. Для увеличения безремонтного срока следует планировать сеть из газовых труб одного материала. Иначе на стыках будут образовываться различные трещины и зазоры.

Для того чтобы не повредить материал, соединять элементы следует сваркой. Неустойчивые к солнечному свету трубы следует прокладывать в темных местах для их долговечности. Впрочем, определить, сколько прослужат газовые трубы, можно еще на этапе монтажа, так как если какой-либо материал сделан из некачественного сырья или уже поврежден, то при сборке системы начнут возникать проблемы.

Виды газопровода по глубине заложения

Газопровод по способу прокладки классифицируют на наземный, надземный, подводный и подземный. Последний вариант в нынешнее время становиться все более популярным. Причина этого кроется в большей безопасности и трудности доступа к трубопроводу посторонних лиц. Но сразу встает вопрос, на какую глубину закладывать газовую магистраль?

Она рассчитывается из условий воздействия множества факторов. Среди них наиболее принципиальными являются:

• Марка газового топлива.
• Наличие над трубопроводом путей сообщения: дорог с асфальтным покрытием, рельс и прочее, и величины динамической нагрузки от них.
• Особенности климатических условий. Здесь главным образом влияет величина перепадов температур в зимнее и летнее время, а также норма годовых осадков.
• Тип грунта. Тот или иной грунт имеет разное сопротивление слоев относительно друг друга.
• Расстояние до городских коммуникаций.

Рассмотрим некоторые примеры. При транспортировке газа под многополосным шоссе глубина заложения должна составлять не менее 0,8 метра. В случае обычной грунтовой дороги данный параметр увеличивается до 0,9 метров. Если трубопровод располагается в открытой местности, то глубина залегания уменьшается до 0,6 метров. Все эти цифры даны с учетом умеренного климата.

Подытоживая все выше сказанное, увеличение давления в газопроводе повышает его эффективность передачи газа с одной стороны, а с другой, существенно возрастает масштаб последствий в случае возникновения аварийных ситуаций. Закладка трубопровода в землю способно частично решить эту проблему, но возникают сложности касаемо проведения трубопровода и осуществления его ремонта. И здесь уже помогает возведение охранных зон для газопроводов, о виды которых мы рассмотрим ниже.

Что такое система газоснабжения здания

Система газоснабжения (газопотребления) объекта включает внутренние сети и газопроводы, технические устройства, газоиспользующее оборудование. Газ в жилых, общественных, производственных и иных зданиях используется для приготовления пищи, обогрева помещений, нагрева воды. Для соблюдения требований к подключению газа или работ на системах газоснабжения нужно учесть:

• технические условия газораспределительной организации (по лимитам потребления, количества присоединяемых устройств, точкам подключения);
• требования СП и НПБ при подготовке проектной и рабочей документации на строительство, реконструкцию, ремонт;
• необходимость привлекать специалистов газового хозяйства для подключения и пуска газа;
• требования к безопасности оборудования, его монтажа и эксплуатации.

Ключевое значение имеет квалификация и опыт проектировщика, так как предусмотреть места подключения и схемы разводки внутренних газопроводов, установки оборудования и приборов учета. Обратившись в  компанию Смарт Вэй, у вас не возникнет проблем с возведением и подключением нового объекта, проектированием и согласованиями при реконструкции и капремонте существующего здания.

Система газоснабжения включает внутреннее оборудование и внешние трубопроводы здания

Нормативные документы

Базовым документом для проектирования строительства и реконструкции ОКС является Постановление Правительства РФ № 87. Эти документом подраздел “Система газоснабжения” отнесена к основным частям проекта. Содержание текстовой и графической части подраздела зависит от функциональных характеристик и типа здания (живое, производственное и т.д.). Также проектировщик будет использовать:

Постановление Правительства РФ № 1314, по которым выдаются технические условия на подключение системы газоснабжения;

• СП 118.13330.2012 на общественные здания (скачать);
• СП 54.13330.2016 на многоквартирные дома (скачать);
• СП 56.13330.2011 на производственные здания (скачать);
• СП 402.1325800.2018 на проектирование систем газоснабжения в жилых домах (скачать).

При проектировании будут применяться и иные строительные правила, норма пожарной безопасности, санитарно-гигиенические требования. При выборе материалов и газового оборудования будет проверяться наличие у них сертификатов и деклараций в системе технического регулирования ЕАЭС.

Раздел проекта на системы газоснабжения

Простым языком

Обычно газ проводится в жилые и производственные здания, тогда как в общественных и деловых объектах системы газоснабжения и газопотребления встречаются редко. Газификация может осуществляться по государственным и муниципальным программам (для жилфонда), либо по решению собственника. Зачем нужно проектировать систему газоснабжения? Это связано с рядом обязательным требований СП и НПБ:

• обеспечение беспрепятственного доступа ко всем участкам газопроводов и оборудованию (их нельзя закрывать постоянными или временными конструкциями, зашивать в стены и т.д.);
• вывод контрольных трубопроводов для проверки загазованности подвалов, подземных этажей (если отсутствуют иные способы доступа в эти части здания);
• недопустимость прокладки газопроводов в жилых помещениях;
• необходимость согласования проектной документации с газораспределительными организациями.

Для обеспечения нежилых зданий и помещений газом перечень требований еще больше, там как производственные условия создают потенциальную угрозу при пользовании газовым оборудованием. Все эти моменты обязан учесть разработчик проектной и рабочей документации.

№5. Трубы для газопровода из полиэтилена низкого давления (ПНД)

Трубы из ПНД в последнее время пользуются не меньшим спросом, чем стальные. Необходимо отметить сразу, что словосочетание «низкое давление», которое фигурирует в названии материала, относится к особенностям производства труб, а не к условиям эксплуатации газопровода. Есть полиэтиленовые трубы, которые выдерживают давление до 1,2 МПа. Что же заставляет нас отказываться от проверенного варианта со стальными трубами и использовать полимерные? Ответ на этот вопрос кроется в преимуществах материала.

Основные плюсы полиэтиленовых газовых труб:

• небольшой вес;
• быстрый и более простой монтаж без использования сложного дорогостоящего оборудования, требующего наличия особых навыков;
• прочность, пластичность и гибкость позволяют достаточно просто обходить возможные препятствия на пути газопровода. Максимально допустимый радиус изгиба – 25 радиусов трубы. Гибкость позволяет трубопроводу оставаться целостным при небольших подвижках грунта;
• возможность выдерживать давление до 1,2 МПа, так что такие трубы могут использоваться практически на всех участках газопровода;
• устойчивость к коррозии, способность выдерживать воздействие агрессивных веществ;
• высокая пропускная способность, так как внутренняя поверхность трубы гладкая. При таком же диаметре, как у стальной трубы, полиэтиленовая будет иметь пропускную способность примерно на 30% выше;
• трубы из ПНД выпускают большой длины, что позволяет обойтись меньшим количеством соединений, за счет чего достигается целостность и надежность конструкции;
• полимерные материалы не проводят блуждающий ток;
• невысокая стоимость, если сравнивать со стальными или медными аналогами;
• долговечность не менее 50 лет, а при соблюдении всех условий до 80-90 лет.

Минусы также есть:

• полиэтиленовые трубы нельзя использовать в районах, где температура опускается ниже -45С. Такой газопровод располагают на глубине не менее 1 м, при зимних температурах в -40С глубина увеличивается до 1,4 м, а в некоторых случаях прокладка труб из ПНД и вовсе невозможна. При низких температурах эксплуатационные качества могут ухудшаться, а долговечность – снижаться;
• не подходят трубы также для сейсмически активных районов;
• давление более 1,2 МПа трубы из ПНД не выдержит – тут поможет только толстостенная сталь;
• чувствительность к ультрафиолетовым лучам не позволяет осуществлять надземную прокладку – полиэтиленовые трубы подходят только для монтажа под землей;
• из-за повышенного уровня горючести полиэтилена такие трубы не рекомендуют использовать в помещениях. Уже при +80С материал имеет свойство деформироваться и разрушаться;
• трубы из ПНД не подходят для прокладки газопровода в коллекторах и тоннелях. В таких местах используют стальной аналог;
• при пересечении газопровода с автодорогами и прочими коммуникациями трубы необходимо прятать в металлический футляр.

Для монтажа газопровода внутри помещения полиэтиленовые трубы лучше не использовать, а вот для подземной прокладки они применяются все чаще.

Для производства труб используются специальные трубные марки полиэтилена:

• ПЭ 80 – трубы черного цвета с желтыми вставками, выдерживают давление до 0,3-0,6 МПа;
• ПЭ 100 – трубы с голубой полоской, выдерживают давление до 1,2 МПа. При их монтаже прилагаются более серьезные усилия, так как материал приходится нагревать до более высоких температур, зато качество соединения в этом случае на высоте.

Диаметр труб из ПНД может колебаться от 20 до 630 мм и более, используются даже трубы с диаметром 1200 мм. При выборе в расчет также стоит принимать такой показатель, как SDR – это отношение диаметра к толщине стенки. Чем это значение меньше, тем толще стенки и тем более прочное перед нами изделие. SDR колеблется от 9 до 26.

Соединение полиэтиленовых труб выполняется одним из следующих способов:

• сварка встык. Края отдельных элементов разогреваются специальным паяльником до достижения вязкой консистенции, которая позволяет спокойно соединить две трубы в одну;
• электромуфтовая сварка предполагает монтаж краев трубы в специальную муфту, к которой подается напряжение, за счет которого происходит нагрев и соединение двух отрезков. Такое соединение получается более прочным, чем сама труба и выдерживает давление в 16 МПа.

При индивидуальном подключении к сети будет достаточно сварки встык, а если проходит, например, газификация целого района, то лучше использовать электромуфтовую сварку – она более надежная и герметичная.

Для соединения участка стального и полиэтиленового газопровода используют специальные элементы, одна сторона которого приваривается к стали, а вторая – к полиэтилену.

Прокладка трубопроводов

Согласно СНиП, магистральные трубопроводы следует прокладывать подземно. В качестве исключения при необходимости (переходы через естественные и искусственные препятствия) допускается прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи или на опорах. Допускается совместная прокладка нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов в одном техническом коридоре.

Выбор трассы трубопроводов должен производиться по критериям оптимальности, при этом в качестве таких критериев принимают затраты на сооружение, техобслуживание и ремонт трубопровода при эксплуатации, учитывая и затраты по обеспечению охраны окружающей среды. Кроме того, учитывается металлоёмкость, безопасность, заданное время строительства и наличие дорог.

Прокладка магистральных трубопроводов не допускается в населенных пунктах, сельскохозяйственных и промышленных предприятиях, на аэродромах и железнодорожных станциях, а также в пределах морских и речных портов и пристаней. Также не разрешается прокладка магистральных трубопроводов в тоннелях железных и автомобильных дорог, в тоннелях совместно с электрическими кабелями и кабелями связи и трубопроводами иного назначения. Также запрещена прокладка трубопроводов по мостам железных и автомобильных дорог. Помимо этого, не допускается прокладка трубопроводов в одной траншее с электрическими кабелями, кабелями связи и другими трубопроводами — исключение составляют кабели технологической связи данного трубопровода на подводных переходах и на переходах через железные и автомобильные дороги. Ещё одним исключением является прокладка газопроводов диаметром до 1000 мм и нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) диаметром до 500 мм по несгораемым мостам автомобильных дорог отдельных категорий. При прокладке трубопроводов по таким мостам, где проложены ещё и кабели связи, требуется согласование с Министерством связи России.

Минимальное расстояние от оси подземных (или наземных в насыпи) трубопровода до населенных пунктов, отдельных сельскохозяйственных и промышленных предприятий, зданий и сооружений, а также иных инфраструктурных объектов, рассчитывается в зависимости от класса и диаметра трубопровода и составляет от 10 м (кабели междугородной связи и силовые электрокабели) до 3000 м (от нефтепроводов до водозаборов). Допустимые расстояния указаны в части 3 СНиП 2.05.06-85 (СП. 36. 13330. 2012 -актуализированная редакция)

Заглубление трубопроводов до верха трубы следует принимать не менее 0,8 метра при диаметре трубы менее 1000 мм, и 1 метр при диаметре 1000—1400 мм (также при прокладке трубы в песчаных барханах, на пахотных и орошаемых землях). При этом на болотах или торфяных грунтах, подлежащих осушению, глубина заглубления должна составлять не менее 1,1 метра (то же — при пересечении оросительных и осушительных каналов). В скальных грунтах и болотистой местности при отсутствии проезда транспортных средств глубина заглубления должна составлять не менее 0,6 м.