ГОРОДСКИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Выполнил: ст. гр. ТВ-07-1

Щербинин В.В.

Проверил: д.т.н., профессор

Сенцов С.И.

Москва 2009 г.

Предисловие

В современном мире полиэтиленовые трубы давно и успешно приходят на смену стальным и чугунным трубам при строительстве и реконструкции подземных трубопроводов водоснабжения, канализации, газораспределения и технологических трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды.

Когда мы произносим слово «транспорт», обычно имеем в виду железные дороги, автомобили, самолеты, и большинство населения это слово не относит к трубам.

Тем не менее, трубопроводный транспорт для современного человека имеет значение не меньшее, чем, например, железнодорожный. По трубам подаются вода, тепло, газ, канализационные стоки - все, что определяет условия жизни современного человека, естественно, с современным уровнем этой жизни.

Перед человечеством постоянно стояла задача из чего делать трубы, чтобы уменьшить затраты на их строительство и эксплуатацию.

Еще в XIX веке трубы в основном делались из чугуна. Чугун обладает большой прочностью и, самое главное, не боится коррозии.

Коррозия - почвенная, а затем и электрическая от блуждающих токов (особенно в городах и населенных пунктах) является злейшим врагом стальной трубы.

Тем не менее надежное соединение труб посредством сварки стало основным фактором, почему уже в прошлом веке стальные трубы стали вытеснять чугунные.

Во второй половине прошлого века стало ясно, что при огромной протяженности стальных трубопроводов расходы на их содержание стали достигать огромных размеров и необходимо искать новые решения.

Благодаря прогрессу в нефтехимической отрасли стали появляться трубы из полимерных материалов. Уже в 70 - 80-х годах при строительстве как внутренних, так и наружных трубопроводов постепенно стали применять, вместо стальных, трубы из полимерных материалов.

Советский Союз был одной из первых стран, где ставились эксперименты по строительству полиэтиленовых трубопроводов.

Как часто бывает, эти нововведения скоро были полузабыты, а развитые страны достигли в использовании труб из полимерных материалов больших успехов.

Работы в этих странах шли по двум главным направлениям:

1. Создание материала (сырья) для производства труб необходимой прочности и приемлемого срока службы;

2. Создание оборудования и технологий для соединения труб между собой и арматурой.

Следует отметить, что основные задачи были успешно решены.

Основываясь на полученных мною знаниях и наблюдая тенденцию развития нефтегазового комплекса, как нашей страны, так и всего мира, я могу с полной уверенностью сказать, что будущее в нефтегазовом комплексе за полиэтиленом.

Действительно, в настоящее время, можно наблюдать тенденцию перехода от строительства стальных газопроводов к строительству полиэтиленовых практически во всех зарубежных странах с сильным экономическим развитием.

В этом смысле наша страна занимает не последнее место. В последние годы наблюдается быстрый рост темпов строительства полиэтиленовых газопроводов, и, как мы можем наблюдать, вне зависимости от самых различных, объективных и субъективных, факторов газификация России продолжается, а в некоторых регионах происходит достаточно интенсивно.

Поэтому решение данной курсовой работы по курсу “Сооружение и ремонт систем газоснабжения” я считаю необходимой и очень важной для меня, как для будущего специалиста, непосредственно связанного со строительством, ремонтом и реконструкцией всех систем трубопроводного транспорта.

ГОРОДСКИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Классификация городских газопроводов

Многоступенчатая распределительная система газоснабжения крупных городов, поселков, областей представляет собой сложный комплекс сооружений, который включает в себя следующие основные элементы: газовые сети низкого, среднего и высокого давления, газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки.

Газовые сети низкого, среднего и высокого давления непосредственно связанны между собой через газораспределительные станции, газорегуляторные пункты и установки, на которых происходит понижение давления газа (например, при переходе газа из трубопровода высокого давления в трубопровод среднего давления) до необходимой величины, а также автоматическое поддержание этого давления постоянным. Станции оборудованы автоматическими предохранительными устройствами, которые исключают возможность повышения давления газа в сетях сверх нормы.

Для управления и эксплуатации этой системы имеется специальная служба с соответствующими средствами, обеспечивающими возможность осуществлять бесперебойное газоснабжение.

Основные требования предъявляемые к системам газоснабжения заключаются в том, что они должны обеспечивать бесперебойную подачу газа потребителям, быть безопасными в эксплуатации, простыми и удобными в обслуживании, должны предусматривать возможность отключения отдельных их элементов или участков газопроводов для выполнения аварийно-восстановительных и ремонтных работ.

Основным элементом городских систем газоснабжения являются газопроводы, которые классифицируют по давлению газа и назначению. В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

1) газопроводы низкого давления с давлением газа до 0, 005 МПа (500 мм вод. ст.);

2) газопроводы среднего давления с давлением от 0, 005 до 0, 3 МПа (до 3 кгс/см²);

3) газопроводы высокого давления II категории с давлением от 0, 3 до 0, 6 МПа (от 3 до 6 кгс/см²);

4) газопроводы высокого давления I категории для природного газа и газо-воздушных смесей от 0, 6 до 1, 2 МПа (от 6 до 12 кгс/см²), для сжиженных углеводородных газов до 1, 6 МПа (до 16 кгс/см2).

Газопроводы низкого давления служат для транспортирования газа в жилые, общественные здания и предприятия бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа; в газопроводах предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий - до 5 кПа.

Газопроводы среднего и высокого давления (II категории) служат для питания городских распределительных сетей низкого и среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП). Они также подают газ через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) в газопроводы промышленных и коммунальных предприятий. По действующим нормам максимальное давление для промышленных предприятий, а также расположенных в отдельно стоящих зданиях отопительных и производственных котельных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий допускается до 0, 6 МПа. Для предприятий бытового обслуживания производственного характера, пристроенных к производственным зданиям, давление газа допускается до 0, 3 МПа.

Городские газопроводы высокого (I категории) давления являются основными артериями, питающими крупный город, их выполняют в виде кольца, полукольца или в виде лучей. По ним газ подают через ГРП в сети среднего и высокого давления, а также промышленным предприятиям, технологические процессы которых нуждаются в газе давлением свыше 0, 6 МПа.

Расчет газопровода на прочность и устойчивость

Нагрузки и воздействия

Расчет газопроводов на прочность и устойчивость выполняется только для открытой прокладки трубопроводов и его следует вести с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании и эксплуатации.

Нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

Нагрузка от собственного веса единицы длины газопровода (Н/м) должна определяться по формуле:

(1)

где р_ст - плотность материала трубы, [кг/м³]; g - ускорение свободного падения, [м/с²]; d_е - наружный диаметр газопровода, [м].

Нагрузку от давления грунта на единицу длины газопровода (Н/м) находят из выражения:

(2)

где р_гр - плотность грунта, [кг/м³]; h - расстояние от верха трубы до поверхности земли, [м].

Выталкивающая сила воды, действующая на единицу длины газопровода (Н/м), находящегося ниже уровня грунтовых вод, рассчитывается по формуле:

(3)

где ρ – плотность воды при возможности перехода обводненного грунта в жидко-пластичное состояние, [кг/м³].

При возможности перехода обводненного грунта в жидко-пластичное состояние при вычислении выталкивающей силы следует вместо плотности воды принимать плотность разжиженного грунта. Рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды устанавливается проектом.

Нормативная нагрузка на единицу длины газопровода (Н/м) от веса транспортируемой среды должна определяться по формуле:

(4)

где d_i - внутренний диаметр газопровода, м; р_ср - плотность транспортируемой среды при рабочем давлении, кг/м³.

Температурный перепад в материале стенок труб следует принимать равным разности между максимально (или минимально) возможной температурой стенок в процессе эксплуатации и наименьшей (или наибольшей) температурой газопровода непосредственно после его засыпки грунтом (температурой фиксирования расчетной схемы).

Принятые в расчете максимальное и минимальное значения температуры, при которых допускается фиксирование расчетной схемы, должны указываться в проекте или необходимо предусматривать специальные мероприятия по укладке газопровода, предотвращающие возникновение недопустимых продольных напряжений, обусловленных температурным перепадом.

Расчет

Произведем расчет газопровода Ø 25 мм на нагрузки и воздействия, которым он подвержен в процессе его укладки и дальнейшей эксплуатации.

Определим нагрузку от собственного веса единицы длины газопровода (Н/м) по формуле (1):

где

g = 9, 81 [м/с²];

d_е = 0, 025 [м];

t = 0, 003 [м].

Тогда:

Определим нагрузку от давления грунта на единицу длины газопровода (Н/м) из выражения (2):

где р_гр = 2740 [кг/м³], (см. табл. 3, ниже);

g = 9, 81 [м/с²];

d_е = 0, 025 [м];

h = 1.5-0, 025 = 1, 475 [м].

Определим выталкивающую силу воды, действующую на единицу длины газопровода (Н/м), находящегося ниже уровня грунтовых вод, по формуле (3):

где ρ = ρ _ст = 2740, [кг/м³].

g = 9, 81 [м/с²];

d_е = 0, 025 [м].

Определим нормативную нагрузку на единицу длины газопровода (Н/м) от веса транспортируемой среды по формуле (4):

где d_i = 0, 019 [м];

р_ср = 0, 013 [кг/м³].

g = 9, 81 [м/с²].

Технологическая карта

Карта технологического процесса сварки полимерных труб ПЭ80 Ø 25 мм с применением муфт с закладными нагревателями.

Наименование изделия - контрольное сварочное соединениеХарактеристика труб (деталей) – завод изготовитель - ООО «Агригазполимер»

НД- СП 42-101-2003, СП 42-105-2003 -марка материала - ПЭ80

Способ сварки – ЗН -дата выпуска – сентябрь 2007 г.

Сварочное оборудование – ЗНШ

-номер сертификата ТУ 6-19-352-87^*

-диаметр трубы – 25 мм

-толщина стенки/ SDR – 3, 0 мм/ 11

ФИО сварщика__________________

Клеймо сварщика________________

Технологические параметры сварки труб с применением муфт с закладными нагревателями (в соответствии с СП 42-101-2003)

Температура окружающего воздуха, °С. Наружный диаметр, мм. Толщина стенки, мм. SDR Время сварки (t_свар), сек. Время охлаждения после сварки (t_охл), мин.

0 ÷ 20 25 3, 0 11 50 3

Дополнительные технологические требования по сварке:

- обрезать трубы, предназначенные для сварки под прямым углом к их осям;

- отметить на концах трубы зону сварки на длину не менее 0, 5 длины фитинга от торцов;

- произвести механическую очистку поверхностей труб в зоне сварки от оксидного слоя на глубину 0, 1-0, 2 мм;

- снять фаски на наружной и внутренней поверхностях торца трубы;

- произвести обозначение зоны сварки;

- нанести маркерные полосы на поверхность труб на расстоянии 0, 5 длины фитинга от торца трубы;

- вставить концы труб в фитинг и подключить его к сварочному аппарату;

- зафиксировать положения труб в позиционере или на выравнивающих опорах

- ввести с помощью считывающего карандаша в сварочный аппарат параметры режима сварки, указанные в штрихкоде на этикетке фитинга;

- включить сварочный аппарат и произвести сварку соединения;

- проставить клеймо сварщика маркером на наружной поверхности трубы;

- удалить контрольное сварное соединение из установки и провести визуальный и измерительный контроль сварного соединения.

Требования к контролю качества

Метод контроля	Наименование (шифр) НД	Объем контроля (%, кол-во обр.)
1.Визуальный и измерительный	СП 42-101-2003 СП 42-105-2003	100%
2.Испытание на сплющивание	СП 42-101-2003 СП 42-105-2003	³ 2

Разработал Ковцур В.В

(подпись, дата)

Технология укладки газопроводов из полиэтиленовых труб (общие положения)

При строительстве газопроводов из полиэтиленовых труб укладку трубопровода в траншею необходимо выполнять не ранее 30 мин после сварки последнего стыка и при температуре не ниже -15 °С и не выше +30 С.

При укладке трубопроводов при более низкой температуре наружного воздуха необходимо организовать их подогрев до требуемой температуры. Это условие может быть выполнено путем пропуска подогретого воздуха через подготовленный к укладке трубопровод или предварительного подогрева катушек или бухт в специальных тепляках. При этом температура воздуха не должна быть более +60 °С.

Для предотвращения образования остаточных напряжений в трубопроводе при его укладке в траншею в жаркий период необходимо соблюдать условие, при котором температура трубы была бы не выше +30 °С. Это условие может быть выполнено путем укладки трубопровода в наиболее холодное время суток или присыпкой мягким грунтом или песком. Присыпка защищает трубопровод от удлинения или укорочения при температурных изменениях. Это требование действующих нормативов было основано на опыте строительства полиэтиленовых газопроводов в южных районах страны. Там из-за несоблюдения этих требований кроме наличия значительных продольных напряжений наблюдалась потеря устойчивости трубных плетей, уложенных в траншею, но не присыпанных по всей длине слоем грунта. Потеря устойчивости на неприсыпных участках сопровождалась в наиболее жаркое время суток " выбросом" труб из траншеи.

Для снижения напряжений в трубах от температурных изменений и обеспечения необходимой надежности газопровода в процессе эксплуатации его укладку в траншею при температуре свыше +10 °С осуществляют «змейкой» и засыпку выполняют в наиболее холодное время суток. Это объясняется тем, что перед засыпкой траншеи трубопровод в зависимости от температуры окружающего воздуха приобретает ту или иную форму. В летнее время он имеет форму горизонтальной «змейки», а в холодное время года распрямляется. В грунте за счет защемления он сохраняет ту форму, которая была у него перед засыпкой. Поэтому форма засыпанного газопровода не влияет на его температурные напряжения. При температуре окружающего воздуха ниже 0 °С засыпку трубопровода производят в самое теплое время суток.

В зимний период трубопровод укладывается на талый грунт. В случае промерзания дна траншеи осуществляют подсыпку дна траншеи мелкогранулированным грунтом. Засыпку трубопровода смерзшимся грунтом необходимо выполнять только после присыпки трубопровода мелкогранулированным грунтом или песком.

Перед укладкой трубы тщательно осматривают с целью обнаружения трещин, подрезов, рисок и других механических повреждений.

При прокладке трубопроводов протяженностью 1000 м и более их возможно монтировать готовыми секциями, которые изготавливают в условиях базы, затем их развозят и раскладывают вдоль трассы, где из них изготавливают плети. При небольшой длине трассы монтаж трубопровода целесообразно вести на бровке из отдельных труб путем последовательного их наращивания в плеть.

Техника безопасности

Для обеспечения надежной и безаварийной работы наружных сетей газоснабжения предусматриваются следующие мероприятия:

- соблюдение строительных норм по разрывам между проектируемыми газопроводами и смежными коммуникациями.

- герметизация вводов и выпусков всех подземных коммуникаций (водопровода, канализации, электрических и телефонных кабельных линий), проходящие через подземные части наружных стен жилых домов путем тщательного уплотнения согласно прилагаемых чертежей.

- перед пуском газа газопровод продуть газом согласно «Правилам безопасности в газовом хозяйстве».

- в качестве отключающих устройств предусмотрены задвижки (для газовой среды) из углеродистой ста ли на Ру 1, 6(16) МПа(кгс/см2).

- произвести ограждение ГСГО, ГРПБ и задвижки у точки врезки в установленном порядке.

- к ГСГО, ГРПБ и к задвижке у точки обеспечить благоустроенный подъезд с твердым покрытием.

- заземлители молниезащиты ГСГО следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах, не ближе 5, 0 м от грунтовых, проезжих и пешеходных дорог.

1. Муфты с закладными нагревательным элементом

По условию курсового проекта необходимо произвести ремонт стального трубопровода Ø 100 мм с применением труб ПЭ 80 Ø 63 мм. Сварку полиэтиленовых труб производят с помощью муфт с закладными нагревательным элементом. Для этого используется сварочный аппарат (типа HST), сконструированный на современном техническом уровне с учетом общепризнанных правил техники безопасности и оборудованный необходимыми средствами защиты.

Все лица, которые имеют дело с пуском в эксплуатацию, обслуживанием, техобслуживанием и ремонтом сварочного автомата должны иметь соответствующую квалификацию. Сварочный аппарат может быть открыт только специалистами или специализированной мастерской с соответствующим разрешением. Перед работой необходимо изучить инструкцию к аппарату, содержащую все особенности эксплуатации, а также правила техники безопасности.

Необходимо обеспечивать плотную посадку контактов, не допускается использование сгоревших контактов, а также контактов, не соответствующих данному назначению. Нельзя переносить аппарат за кабель или тянуть за кабель, чтобы выключить прибор. Необходимо защищать кабель от воздействия жары, масла и острых граней.

Для хорошей и безопасной работы на аппарате инструмент содержат в чистоте, регулярно проверяют штекеры, адаптер и кабель. Соединительный штекер должен храниться в сухом месте без воздействия масла, жира и грязи.

Перед каждым пуском прибора тщательно проверяются устройства защиты или легко поврежденные детали на их безупречное и соответствующее выполнение надлежащих функций. Проверяют, нормально ли функционируют штекерные контакты, правильно ли они зажаты и не загрязнены ли плоскости контактов. Отдельные детали должны быть правильно смонтированы и при их монтаже соблюдены все условия для обеспечения безупречного функционирования прибора. Поврежденные защитные приспособления и детали должны быть отремонтированы или заменены.

При включении в сеть необходимо соблюдать все правила подключения энергоснабжающей организации, правила предотвращения несчастных случаев. При работе от генератора вначале запускают генератор, а затем включают аппарат. Напряжение холостого хода должно быть отрегулировано примерно на 240В, при необходимости подрегулировать. После окончания работ вначале отсоединить сварочный аппарат, а затем выключить генератор.

2.Сварка встык нагревательным элементом

При прокладке газопровода ПЭ 80 Ø 110 мм трубы соединяют встык нагретым инструментом. Для этого используется соответствующее оборудование (например, машина WIDOS 4600 CNC).

При неправильном использовании, обслуживании или техобслуживании машины возможно повреждение или разрушение самой машины или расположенных в непосредственной близости предметов. В результате может пострадать персонал, находящийся на опасном расстоянии от машины. Поэтому следует ознакомиться с Руководством по эксплуатации и соблюдать соответствующие правила техники безопасности.

При сварочном процессе необходимо обратить внимание на чистоту (отсутствие пыли в месте сварки). Нельзя работать при температуре ниже 5 º С, или предварительно прогреть. Область сварки необходимо защитить от воздействия влаги и сильного ветра, при необходимости поставить палатку и сделать заглушки на концы труб. В зоне сварки и местонахождения труб должна быть одинаковая температура.

Все работы по техобслуживанию и ремонту выполняют только при отключенной машине. Необходимо защитить машину от непреднамеренного включения. Работы по техобслуживанию и проверке рекомендуется проводить по истечении года. Чаще подлежат проверке машины, работающие с повышенной нагрузкой. Особое внимание следует обратить на надежность изоляции, электрической прочности и проверить сопротивление защитных проводов.

Работы на электроустановке разрешается проводить только электрикам. Необходимо немедленно заменять слабые соединения и поврежденные кабели. Работы на токопроводящих узлах выполнять в присутствии второго лица, которое при необходимости может отключить напряжение. Весь электроинструмент (нагревательный элемент, торцевой рубанок, агрегат) необходимо защитить от дождя и капающей воды.

При работе с гидросистемой немедленно заменяют поврежденные шланги гидросистемы. Перед началом работы выполняют визуальный контроль трубопроводов гидросистемы. Разбрызгивающееся масло для гидросистем особенно опасно для глаз.

Чтобы избежать захвата одежды торцевым рубанком (резаные раны вплоть до перелома костей) следует носить только облегающую одежду, не носить колец или украшений во время работы, при необходимости надевать сетку для волос. Торцевой рубанок до и после использования ставят в установочный ящик, транспортируют только за рукоятку.

Температура нагревательного элемента достигает более 200 º С. При воспламенении горючих материалов можно получить ожоги тела. Запрещается касаться поверхности нагревательного элемента, необходимо соблюдать достаточное безопасное расстояние до горючих материалов. Нельзя оставлять нагреватель без присмотра. При работе необходимо использовать защитные перчатки. Транспортируют нагреватель только за рукоятку, убирают до и после использования в установочный ящик.

Существует опасность зажатия зажимами и направляющими рельсами салазок. Во избежание травм не следует дотрагиваться до зажатых концов труб и ставить между ними ногу. При не зажатых трубах не дотрагиваться до внутренних зажимов и не ступать между ними, не препятствовать под- и отъезжающим салазкам.

При очистке машины следует должным образом применять и утилизировать используемые материалы и вещества, особенно при очистке с помощью растворителей и при смазке маслом или консистентной смазкой.

Список литературы

1. Горелов А.С., Горяинов Ю.А., Васильев Г.Г., и др. «Сооружение и реконструкция систем газоснабжения» «Недра – Бизнес», 2002 г.

2. «Полимеры в газоснабжении» Справочник. Удовенко И.В., Гвоздев И.В., Карнаух Н.Н. и др., Москва. «Машиностроение», 1998 г.

3. СП 42 – 101 – 96. «Проектирование и строительство газопроводов из полимерных труб диаметром до 300 мм». Москва, Саратов, 1996 г.

4. СП 42 – 103 – 2003. «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов». Москва. 2003 г.

Выполнил: ст. гр. ТВ-07-1

Щербинин В.В.

Проверил: д.т.н., профессор

Сенцов С.И.

Москва 2009 г.

Предисловие

Работы в этих странах шли по двум главным направлениям:

1. Создание материала (сырья) для производства труб необходимой прочности и приемлемого срока службы;

2. Создание оборудования и технологий для соединения труб между собой и арматурой.

Следует отметить, что основные задачи были успешно решены.

ГОРОДСКИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

12 3 4 5 6 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 206; Нарушение авторского права страницы