Właściwości fizyczne i chemiczne gazów ziemnych. Obliczanie mieszanki gazowej.

Gazy dzielą się na naturalne i sztuczne. Obecnie gazy ziemne są wykorzystywane głównie do zaopatrzenia w gaz. Mają złożony, wieloskładnikowy skład. Gazy ziemne dzielą się na trzy grupy w zależności od ich pochodzenia:

1. Gazy wydobywane ze złóż czysto gazowych to 82...98% metanu;

2. Gazy z pól kondensatu gazowego zawierające 80...95% metanu;

3. Gazy z pól naftowych (powiązane gazy ropopochodne) zawierające 30...70% metanu i znaczną ilość ciężkich węglowodorów. Gazy o zawartości ciężkich węglowodorów (z propanu i powyżej) poniżej 50 g / m 3 są zwykle nazywane suchymi lub „ubogimi”, a o wysokiej zawartości węglowodorów - „tłuszczami”.

Ostatnio dużo mówi się o czwartej grupie gazów ziemnej - gazie łupkowym i metanie z pokładów węgla. Gaz łupkowy to gaz ziemny wydobywany z łupków i składa się głównie z metanu. Gaz łupkowy powstaje w wyniku degradacji kerogenu zawartego w łupkach naftowych; gaz jest tam w mikropęknięciach. Komercyjna produkcja gazu łupkowego na dużą skalę rozpoczęła się w Stanach Zjednoczonych na początku 2000 roku na polu Barnett Shale. Dzięki gwałtownemu wzrostowi jego wydobycia, nazywanemu w mediach „rewolucją gazową”, w 2009 roku Stany Zjednoczone stały się światowym liderem w wydobyciu gazu, a ponad 40% pochodziło ze źródeł niekonwencjonalnych (metan z pokładów węgla i gaz łupkowy). Metan z pokładów węgla zawarty jest w osadach węglonośnych. Powoduje wybuchy w kopalniach węgla. Metan z pokładów węgla jest czystszym i bardziej wydajnym paliwem niż węgiel.

Gazy ziemne są bezbarwne, bezwonne iw stanie normalnym znajdują się w różnych stanach skupienia. Metan, etan i etylen-gaz, propan, butan, butylen i propylen - w postaci par ciekłych, a pod wysokim ciśnieniem - substancje ciekłe. Węglowodory ciężkie, począwszy od izopentanu w stanie normalnym, są cieczami, wchodzą w skład frakcji benzynowej. Aby gazy naturalne pachniały ze względów bezpieczeństwa, dodaje się do nich specjalne substancje - substancje zapachowe.

Zwykle gazy są rozpatrywane pod dwoma warunkami:

1. Stan normalny - r n = 0,1013 MPa (normalne ciśnienie atmosferyczne), T n = 273,16K (0°C);

2. Standardowym warunkiem jest r st = 0,1013 MPa (normalne ciśnienie atmosferyczne), T st = 293,16K (20 0 C - temperatura pokojowa).

Do wykonywania obliczeń hydraulicznych i cieplnych gazociągów oraz obliczania trybów pracy tłoczni niezbędna jest znajomość podstawowych właściwości gazów ziemnych: gęstość, lepkość, stała gazowa, wartości pseudokrytyczne temperatury i ciśnienia, pojemność cieplna , współczynnik przewodzenia ciepła, ściśliwość i współczynniki Joule'a - Thomsona.

Masa cząsteczkowa gazu ( m), jest to masa 1 mola gazu. Jeden mol substancji to około 6 miliardów bilionów. liczba dowolnych cząsteczek (równa liczba Avogadro: n A = 6,02 10 23). Jego wymiar [ m] = kg / mol lub [ m] = g/mol. Masę molową gazu określa się w kategoriach jego masy cząsteczkowej. Na przykład masa cząsteczkowa wodoru wynosi około 2, to jego masa molowa wynosi m≈2g / mol = 2 · 10 -3 kg / mol. Dla tlenu m≈32g/mol, dla azotu m≈28g/mol, dla propanu (C 3 H 8) m≈12 3 + 1 8 = 44 g / mol itp. Gęstość gazu to masa jednostki objętości:

Gęstość względna gazu w powietrzu Δ to stosunek gęstości gazu do gęstości powietrza. Dla wszystkich stanów gazu ma miejsce wyrażenie:

tutaj [ m] = g / mol, 28,96 g / mol to masa molowa powietrza. Dla standardowego stanu

tutaj ρ jest gęstością gazu w warunkach standardowych (gęstość powietrza w warunkach standardowych wynosi 1,205 kg/m3, w warunkach normalnych 1,29 kg/m3).

Każdy gaz w ilości 1 mola w stanie normalnym zajmuje objętość około 22,4 · 10 -3 m3, stąd gęstość gazu w normalnych warunkach

Tutaj [ m] = g / mol, ale to wyrażenie jest niepoprawne dla stanu standardowego.

Lepkość (dynamiczna) gazu μ , a [ μ ] = Pa·s. Lepkość gazu zależy od przenoszenia pędu (z jednej warstwy do drugiej) przez cząsteczkę gazu podczas jej przechodzenia z jednej warstwy przepływu do drugiej. Dlatego lepkość gazu silnie zależy od temperatury i jest prawie niezależna od ciśnienia gazu (do 4 MPa). Dynamiczny μ i kinematyczny ν lepkość gazu zależy od stosunku:

Ciepło właściwe gazu przy stałym ciśnieniu z, a [ z] = J / (kg · K). Jest równa ilości ciepła potrzebnego do podgrzania 1 kg gazu o 1K przy stałym ciśnieniu. Ciśnienie gazu r pokazuje siłę działającą normalnie na jednostkę powierzchni ściany naczynia od strony cząsteczek gazu. [ r] = bankomat, [ r] = Pa, lub [ m] = MPa. 1 MPa = 10 6 Pa≈10 Atm. Temperatura gazu jest określana w skali Kelvina i Celsjusza, są one powiązane proporcjami:

W wielu przypadkach gaz można przekształcić w ciecz przez sprężanie. Jednak temperatura gazu musi być niższa od krytycznej ( T cr). Jeśli jest ona równa lub wyższa od temperatury krytycznej, to przy braku ciśnienia gaz zamienia się w ciecz. A także, jeśli ciśnienie gazu jest równe lub wyższe niż ciśnienie krytyczne ( r cr), to w przyszłości, bez temperatury, gaz nie zamienia się w ciecz.

Główne rodzaje transportu gazu to transport kolejowy, transport morski oraz transport rurociągowy. Każdy środek transportu ma mocne i słabe strony.

Do obliczenia mieszanki gazowej konieczne jest poznanie równania stanu gazu. Równanie stanu gazu łączy podstawowe parametry gazu, takie jak jego ilość, objętość, ciśnienie i temperatura. Ze szkoły i wyższego kursu fizyki znasz równania stanu Mendelejewa-Clapeyrona, Van der Waalsa, a dla gazociągów wygodnie jest mieć równanie stanu gazu zapisane w kategoriach ściśliwości gazu:

gdzie R- stała gazowa, określana dla określonego gazu lub mieszaniny gazów. Można go znaleźć dzięki uniwersalnej stałej gazowej (8,314 J / (mol K)):

jednostki miary w wyrażeniu (8): [ m] = kg, [ m] = kg / mol, ([ r] = Pa). z w wyrażeniu (128) nazywana jest ściśliwością gazu (współczynnikiem ściśliwości) dla określonego gazu lub mieszaniny gazów. Współczynnik ściśliwości zależy od stanu gazu. Zazwyczaj określa się ją za pomocą specjalnych nomogramów w zależności od obniżonych temperatur i ciśnień lub w formie analitycznej przy użyciu wzoru zalecanego przez branżowe kodeksy projektowe. Ilości nazywane są zredukowanymi parametrami gazu:

. (129)

Współczynnik ściśliwości uwzględnia odchylenie właściwości gazu ziemnego od praw gazu doskonałego. Istnieją 2 formuły zalecane przez branżowy kodeks projektowy dla współczynnika ściśliwości. Ale oba są przybliżone i dają prawie takie same wyniki z rzeczywistymi parametrami głównego gazociągu. Pierwsza z formuł:

A druga formuła to:

. (131)

W tych wzorach dla głównego gazociągu przyjmuje się średnie wartości ciśnienia i temperatury:

. (132)

Pierwsza formuła jest wygodna do obliczeń.

Zazwyczaj ilość mieszaniny gazów (lub gazu) jest przenoszona przez jej objętość. Ale objętość zależy od rzeczywistego stanu gazu, to znaczy, czy objętość robocza gazu jest znana dla danego stanu V, to w innych stanach odpowiednie objętości gazu będą inne. Dla jasności, objętości są pobierane dla warunków normalnych i standardowych. W obliczeniach technicznych oraz w obliczeniach magazynowania i transportu gazu, a także w obliczeniach handlowych objętość gazu jest redukowana do stanu standardowego.

Wzór na doprowadzenie objętości roboczej gazu do stanu normalnego (objętości normalnej) jest następujący:

. (133)

Wzór na doprowadzenie objętości roboczej gazu do stanu normalnego (objętość handlowa):

. (134)

tutaj [ r] = MPa.

Wymagane właściwości fizykochemiczne mieszaniny gazów obejmują następujące parametry: masa molowa m, temperatura pseudokrytyczna T cr, ciśnienie pseudokrytyczne r cr, objętość pseudokrytyczna V cr, ciepło właściwe gazu przy stałym ciśnieniu, lepkość dynamiczna i współczynnik przewodności cieplnej λ ... Są one określane na podstawie właściwości każdego składnika mieszaniny.

Skład mieszaniny gazowej charakteryzuje się masą, objętością lub ułamkami molowymi każdego składnika. Ułamki objętościowe każdego składnika mieszaniny są równe odpowiednim ułamkom molowym i łatwiej jest z nimi obliczyć. Niech ułamki objętościowe każdego składnika mieszaniny w 1 , w 2 , w 3 itd. Wtedy dla całej mieszaniny gazów obowiązuje zawsze następujący wzór:

Pozostałe parametry mieszaniny w różnych źródłach są określane na różne sposoby. Najprostszym sposobem jest wyznaczenie według reguły addytywności (dodawanie proporcjonalne). Ta metoda jest łatwa w użyciu, ale niezbyt dokładna. Służy do obliczeń przybliżonych i daje bardzo dobry wynik, gdy udział metanu w mieszaninie wynosi co najmniej 96% (szczególnie przy obliczaniu lepkości). Więc.

Charakterystyka metanu

§ Bezbarwny;

§ Nietoksyczny (nietoksyczny);

§ Bezwonny i bez smaku.

§ Metan zawiera 75% węgla, 25% wodoru.

§ Ciężar właściwy wynosi 0,717kg/m3 (2 razy lżejszy od powietrza).

§ Temperatura zapłonu Jest minimalną temperaturą początkową, w której rozpoczyna się spalanie. Dla metanu wynosi 645 o.

§ Temperatura spalania Jest to maksymalna temperatura, jaką można osiągnąć przy całkowitym spaleniu gazu, jeśli ilość powietrza potrzebnego do spalania dokładnie odpowiada chemicznym wzorom spalania. Dla metanu wynosi 1100-1400 о i zależy od warunków spalania.

§ Ciepło spalania Jest to ilość ciepła, która uwalnia się podczas całkowitego spalania 1 m 3 gazu i wynosi 8500 kcal/m 3 .

§ Prędkość propagacji płomienia równy 0,67 m / s.

Mieszanka gazowo-powietrzna

W którym gazie znajduje się:

Do 5% nie pali się;

wybucha od 5 do 15%;

Ponad 15% spala się przy doprowadzeniu dodatkowego powietrza (wszystko zależy od stosunku objętości gazu w powietrzu i nazywa się granice wybuchowości)

Gazy palne są bezwonne, dla ich terminowego wykrycia w powietrzu, szybkiego i dokładnego wykrywania nieszczelności, gaz jest nawaniany, tj. dać zapach. Aby to zrobić, użyj ETHYLMERKOPTAN. Stopień nawaniania 16 g na 1000 m 3. Jeśli w powietrzu jest 1% gazu ziemnego, powinieneś go powąchać.

Gaz używany jako paliwo musi spełniać wymagania GOST i zawierać szkodliwe zanieczyszczenia na 100m 3 nie więcej:

Siarkowodór 0,0 2 g / metr sześcienny

Amoniak 2 gr.

Kwas cyjanowodorowy 5 gr.

Żywica i pył 0,001 g/m3

Naftalen 10 gr.

Tlen 1%.

Wykorzystanie gazu ziemnego ma kilka zalet:

· Brak popiołu i kurzu oraz usuwanie cząstek stałych do atmosfery;

· Wysokie ciepło spalania;

· Łatwość transportu i spalania;

· Łatwiejsza praca personelu serwisowego;

· Poprawa warunków sanitarno-higienicznych w kotłowniach i terenach przyległych;

· Szeroki zakres automatycznej regulacji.

Podczas korzystania z gazu ziemnego wymagane są szczególne środki ostrożności, ponieważ możliwy wyciek przez nieszczelności na połączeniach gazociągu i armatury. Obecność ponad 20% gazu w pomieszczeniu powoduje uduszenie, jego nagromadzenie w zamkniętej objętości ponad 5% do 15% prowadzi do wybuchu mieszaniny gaz-powietrze. Przy niepełnym spalaniu wydziela się tlenek węgla, który nawet w niskim stężeniu (0,15%) jest trujący.

Spalanie gazu ziemnego

przez spalanie nazywana jest szybką chemiczną kombinacją palnych części paliwa z tlenem w powietrzu, zachodzi w wysokich temperaturach, której towarzyszy wydzielanie się ciepła z powstawaniem płomieni i produktów spalania. Spalanie się dzieje kompletne i niekompletne.

Całkowite spalanie- występuje, gdy jest wystarczająca ilość tlenu. Brak tlenu powoduje niepełne spalanie, przy której wydziela się mniej ciepła niż przy pełnym, tlenku węgla (trucizący wpływ na obsługę), na powierzchni kotła tworzy się sadza i zwiększają się straty ciepła, co prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa, spadku sprawności kocioł i zanieczyszczenie atmosfery.

Produkty spalania gazu ziemnego są- dwutlenek węgla, para wodna, pewien nadmiar tlenu i azotu. Nadmiar tlenu jest zawarty w produktach spalania tylko w tych przypadkach, gdy spalanie zachodzi z nadmiarem powietrza, a azot jest zawsze zawarty w produktach spalania, ponieważ jest integralną częścią powietrza i nie bierze udziału w spalaniu.

Produkty niepełnego spalania gazu mogą być tlenek węgla, niespalony wodór i metan, ciężkie węglowodory, sadza.

Reakcja metanowa:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Zgodnie ze wzorem do spalenia 1 m 3 metanu potrzebne jest 10 m 3 powietrza, w którym znajduje się 2 m 3 tlenu. W praktyce do spalania 1 m 3 metanu potrzeba więcej powietrza, biorąc pod uwagę wszystkie możliwe straty, do tego stosuje się współczynnik DO nadmiar powietrza, który = 1,05-1,1.

Teoretyczna objętość powietrza = 10 m 3

Praktyczna objętość powietrza = 10 * 1,05 = 10,5 lub 10 * 1,1 = 11

Kompletność spalania paliwo można określić wizualnie na podstawie koloru i charakteru płomienia, a także za pomocą analizatora gazu.

Przezroczysty niebieski płomień - całkowite spalanie gazu;

Czerwony lub żółty z zadymionymi smugami - niepełne spalanie.

Spalanie reguluje się poprzez zwiększenie dopływu powietrza do paleniska lub zmniejszenie dopływu gazu. Ten proces wykorzystuje powietrze pierwotne i wtórne.

Powietrze wtórne- 40-50% (zmieszany z gazem w palenisku kotła podczas spalania)

Powietrze pierwotne- 50-60% (zmieszany z gazem w palniku przed spalaniem) do spalania stosowana jest mieszanka gazowo-powietrzna

Charakteryzuje się spalaniem prędkość rozprzestrzeniania się płomienia Czy prędkość, z jaką przedni element płomienia? dystrybuowane przez stosunkowo świeży strumień mieszaniny gaz-powietrze.

Szybkość spalania i rozprzestrzeniania się płomienia zależy od:

· Ze składu mieszanki;

· Od temperatury;

· Od presji;

· Na stosunek gazu i powietrza.

Szybkość spalania określa jeden z głównych warunków niezawodnej pracy kotłowni i charakteryzuje ją separacja płomienia i przełom.

Separacja płomienia- występuje, gdy prędkość mieszanki gazowo-powietrznej na wylocie palnika jest większa niż prędkość spalania.

Przyczyny separacji: nadmierny wzrost dopływu gazu lub nadmierne podciśnienie w piecu (przeciąg). Oddzielenie płomienia obserwuje się podczas zapłonu i po włączeniu palników. Oddzielenie płomienia prowadzi do zanieczyszczenia gazowego przewodów gazowych pieca i kotła oraz do wybuchu.

Przełom płomienia- występuje, gdy prędkość rozchodzenia się płomienia (prędkość spalania) jest większa niż prędkość wypływu mieszanki gazowo-powietrznej z palnika. Przełomowi towarzyszy spalanie mieszanki gazowo-powietrznej wewnątrz palnika, palnik nagrzewa się i ulega awarii. Czasami przełomowi towarzyszy trzask lub eksplozja wewnątrz palnika. W takim przypadku zniszczeniu może ulec nie tylko palnik, ale także przednia ściana kotła. Przełom następuje z gwałtownym spadkiem podaży gazu.

Jeśli płomień zerwie się i przebije, personel serwisowy musi przerwać dopływ paliwa, znaleźć i usunąć przyczynę, przewietrzyć piec i przewody gazowe przez 10-15 minut i ponownie rozpalić ogień.

Proces spalania paliwa gazowego można podzielić na 4 etapy:

1. Wypływ gazu z dyszy palnika do palnika pod ciśnieniem ze zwiększoną prędkością.

2. Tworzenie mieszaniny gaz-powietrze.

3. Zapłon powstałej palnej mieszaniny.

4. Spalanie mieszaniny palnej.

Gazociągi

Gaz dostarczany jest do odbiorcy za pośrednictwem gazociągów - zewnętrzny i wewnętrzny- do stacji dystrybucji gazu zlokalizowanych poza miastem, a z nich poprzez gazociągi do punktów kontroli gazu Szczelinowanie hydrauliczne lub urządzenie sterujące gazem GRU przedsiębiorstwa przemysłowe.

Gazociągi to:

· wysokie ciśnienie pierwszej kategorii powyżej 0,6 MPa do 1,2 MPa włącznie;

· wysokie ciśnienie drugiej kategorii powyżej 0,3 MPa do 0,6 MPa;

· średnie ciśnienie trzeciej kategorii powyżej 0,005 MPa do 0,3 MPa;

· niskie ciśnienie czwartej kategorii do 0,005 MPa włącznie.

MPa - oznacza Mega Pascal

W kotłowni układane są wyłącznie gazociągi średniego i niskiego ciśnienia. Odcinek od gazociągu dystrybucyjnego sieci (miasta) do pomieszczenia wraz z urządzeniem odłączającym nazywa się Wejście.

Gazociąg wlotowy jest uważany za odcinek od urządzenia rozłączającego na wlocie, jeżeli jest zainstalowany na zewnątrz pomieszczenia do wewnętrznego gazociągu.

Na wlocie gazu do kotłowni powinien znajdować się zawór w oświetlonym i wygodnym miejscu do konserwacji. Przed zaworem musi znajdować się kołnierz izolujący w celu ochrony przed prądami błądzącymi. Na każdym odgałęzieniu od gazociągu dystrybucyjnego do kotła znajdują się co najmniej 2 urządzenia odłączające, z których jedno jest zainstalowane bezpośrednio przed palnikiem. Oprócz armatury i oprzyrządowania na gazociągu przed każdym kotłem należy zainstalować automatyczne urządzenie, aby zapewnić bezpieczną pracę kotła. Aby zapobiec przedostawaniu się gazów do paleniska kotła, w przypadku wadliwych urządzeń wyłączających wymagane są korki odpowietrzające i gazociągi bezpieczeństwa z urządzeniami wyłączającymi, które muszą być otwarte, gdy kotły są nieaktywne. Gazociągi niskiego ciśnienia w kotłowniach są pomalowane na żółto, a gazociągi s/s na żółto z czerwonymi pierścieniami.

Palniki gazowe

Palniki gazowe- urządzenie palnika gazowego przeznaczone do dostarczania do miejsca spalania przygotowanej mieszanki gazowo-powietrznej lub wydzielonego gazu i powietrza, w zależności od wymagań technologicznych, a także zapewnienia stabilnego spalania paliwa gazowego i sterowania procesem spalania.

Na palniki nakładane są następujące wymagania:

· Główne typy palników muszą być produkowane seryjnie w fabrykach;

· Palniki muszą zapewniać przejście określonej ilości gazu i całkowite jego spalenie;

· Zapewnić minimalną ilość szkodliwych emisji do atmosfery;

· Musi pracować bez hałasu, separacji i przebicia płomienia;

· Powinny być łatwe w utrzymaniu, wygodne w rewizji i naprawie;

· W razie potrzeby mogą być wykorzystane jako paliwo rezerwowe;

· Próbki nowo powstałych i działających palników podlegają testom GOST;

Główną cechą palników jest jego moc cieplna, przez co rozumie się ilość ciepła, jaka może zostać uwolniona podczas całkowitego spalania paliwa dostarczanego przez palnik. Wszystkie te cechy można znaleźć w karcie danych palnika.

Przybliżona charakterystyka fizyczna (zależna od składu; w normalnych warunkach, o ile nie zaznaczono inaczej):

Gęstość:

· Od 0,68 do 0,85 kg/m³ (suchy gaz);

· 400 kg/m³ (ciecz).

· Temperatura samozapłonu: 650°C;

· Stężenia wybuchowe mieszaniny gazu z powietrzem od 5% do 15% obj.;

· Ciepło właściwe spalania: 28-46 MJ/m³ (6,7-11,0 Mcal/m³) (tj. 8-12 kWh/m³);

· Liczba oktanowa przy zastosowaniu w silnikach spalinowych: 120-130.

· 1,8 razy lżejszy od powietrza, więc podczas wycieku nie gromadzi się na nizinach, ale unosi w górę [

Skład chemiczny

Główną częścią gazu ziemnego jest metan (CH 4) - od 92 do 98%. Gaz ziemny może również zawierać cięższe węglowodory – homologi metanu:

Etan (C2H6),

propan (C3H8),

butan (C4H10).

jak również inne substancje niewęglowodorowe:

Wodór (H2),

siarkowodór (H 2 S),

dwutlenek węgla (CO2),

azot (N 2),

· Hel (nie).

Czysty gaz ziemny jest bezbarwny i bezwonny. Aby ułatwić możliwość wykrycia wycieku gazu, dodaje się do niego w niewielkiej ilości substancje zapachowe - substancje o ostrym nieprzyjemnym zapachu (zgniła kapusta, zgniłe siano, zgniłe jaja). Najczęściej stosowanym środkiem zapachowym są tiole, takie jak merkaptan etylowy (16 g na 1000 m³ gazu ziemnego).

[kg · m -3]; [m 3 · kg -1] - objętość właściwa.

F (P, v, T) = 0 to równanie stanu gazu.

Skład gazu ziemnego:

4. Izobutan

5.n Bhutan

6.n Pentan

µ - masa cząsteczkowa

ρ - normalna gęstość

- gęstość gazu w powietrzu

P cr - ciśnienie krytyczne

T cr - temperatura krytyczna.

Równanie stanu gazu ziemnego; cechy izoterm gazowych. Sytuacja krytyczna. Stan krytyczny metanu i jego homologi. Skraplanie gazów.

- równanie stanu gazu.

Wraz ze wzrostem ciśnienia i spadkiem temperatury gaz przechodzi w stan ciekły.

Idealny gaz. Równanie Clapeyrona-Mendeleeva. Prawdziwy gaz. Ściśliwość. Współczynnik superściśliwości. Podane parametry. Wzór do obliczania współczynnika superściśliwości.

,

- równanie stanu gazu doskonałego.

R0 = 8314

dla gazu rzeczywistego:

,

z jest współczynnikiem ściśliwości.

Równanie stanu gazu.

Gazowe równanie stanu- zależność funkcjonalną pomiędzy ciśnieniem, objętością właściwą i temperaturą, jaka istnieje dla wszystkich gazów w stanie równowagi termodynamicznej, czyli .

Graficznie związek ten przedstawia rodzina izoterm.

W temperaturze wyższej niż temperatura krytyczna gaz zawsze pozostaje w stanie gazowym pod każdym ciśnieniem. W temperaturze niższej niż krytyczna, podczas sprężania gazu, po osiągnięciu określonej objętości właściwej, rozpoczyna się kondensacja gazu, która przechodzi w stan dwufazowy. Po osiągnięciu określonej objętości kondensacja gazu ustaje i nabiera on właściwości cieczy.

Równanie stanu gazu doskonałego opisuje równanie Mendelejewa-Clapeyrona: , lub , gdzie .

Stała gazowa , .

Dla metanu o masie molowej , stała gazowa wynosi .

Przy wysokich ciśnieniach i temperaturach typowych dla głównych gazociągów stosuje się różne modele gazów rzeczywistych, w których występuje zjawisko superściśliwości. Modele te opisuje skorygowane równanie Mendelejewa-Cliperona: , gdzie jest współczynnikiem superściśliwości, który dla gazów rzeczywistych jest zawsze mniejszy niż jeden; - obniżone ciśnienie; - obniżone ciśnienie.

Istnieją różne wzory empiryczne do obliczania współczynnika superściśliwości, takie jak.

Dla mieszaniny gazów ciśnienie krytyczne określa następujący wzór: , a temperatura krytyczna jest następująca: .

Typowe parametry składników gazu ziemnego:

Nazwa komponentu	,	,	,	,	,
Metan	16.042	0.717	518.33	4.641	190.55
Etan	30.068	1.356	276.50	4.913	305.50
Propan	44.094	2.019	188.60	4.264	369.80
Azot	28.016	1.251	296.70	3.396	126.2
Siarkowodór	34.900	1.539	238.20	8.721	378.56
Dwutlenek węgla	44.011	1.976	189.00	7.382	304.19
Powietrze	28.956	1.293	287.18	3.180	132.46

45. Mieszaniny gazowe i obliczanie ich parametrów. Obliczanie krytycznych parametrów mieszanki gazowej.

WPROWADZANIE

1.1 Ogólne

1.1.1 Projekt kursu (dostawa gazu do wsi Kinzebulatovo) został opracowany na podstawie ogólnego planu osady.

1.1.2 Podczas opracowywania projektu brane są pod uwagę wymagania głównych dokumentów regulacyjnych:

- zaktualizowane wydanie SNiP 42-01 2002 "Sieci dystrybucji gazu".

- SP 42-101 2003 „Postanowienia ogólne dotyczące projektowania i budowy systemów dystrybucji gazu z rur metalowych i polietylenowych”.

- GOST R 54-960-2012 „Stacje bloku sterowania gazem. Punkty redukcji gazu typu szafowego ”.

1.2 Ogólne informacje o ugodzie

1.2.1 Na terenie osiedla nie ma przedsiębiorstw przemysłowych i użyteczności publicznej.

1.2.2 Osiedle zabudowane jest budynkami parterowymi. Wieś nie posiada scentralizowanego ogrzewania i scentralizowanego zaopatrzenia w ciepłą wodę.

1.2.3 Systemy dystrybucji gazu na terenie osady wykonane są pod ziemią z rur stalowych. Nowoczesne systemy dystrybucji gazu to złożony kompleks konstrukcji, składający się z następujących głównych elementów pierścienia gazowego, ślepych i mieszanych sieci niskiego, średniego, wysokiego ciśnienia, układanych na terenie miasta lub innego osiedla w obrębie bloków i wewnątrz budynków , na autostradach - na autostradach stacji kontroli gazu (GRS).

OPIS TERENU BUDOWY

2.1 Ogólne informacje o ugodzie

Kinzebulatowo, Kinzebulat(głowa. Kinyәbulat) - wieś w regionie Ishimbay Republiki Baszkirii w Rosji.

Centrum administracyjne osady wiejskiej "Bajguzińska rada wiejska".

Populacja liczy około 1000 osób. Kinzebulatovo znajduje się 15 km od najbliższego miasta - Ishimbay - i 165 km od stolicy Baszkirii - Ufy.

Składa się z dwóch części - wsi baszkirskiej i dawnej osady naftowców.

Płynie rzeka Tyruk.

Istnieje również pole naftowe Kinzebulatovskoye.

Agrobiznes - Związek Gospodarstw Chłopskich „Udarnik”

OBLICZANIE SKŁADU GAZU ZIEMNEGO

3.1 Cechy paliwa gazowego

3.1.1 Gaz ziemny ma szereg zalet w porównaniu z innymi paliwami:

- niska cena;

- wysokie ciepło spalania;

- przesył gazu na duże odległości głównymi gazociągami;

- całkowite spalanie poprawia warunki pracy personelu, konserwacji urządzeń i sieci gazowych,

- brak tlenku węgla w gazie, co pozwala uniknąć zatrucia w przypadku wycieku;

- dostawa gazu do miast i miasteczek znacząco poprawia stan ich basenu powietrza;

- możliwość automatyzacji procesów spalania w celu osiągnięcia wysokiej wydajności;

- mniejsza emisja podczas spalania substancji szkodliwych niż podczas spalania paliw stałych lub ciekłych.

3.1.2. Paliwa na gaz ziemny składają się ze składników palnych i niepalnych. Im bardziej palna część paliwa, tym wyższe ciepło właściwe jego spalania. Część palna lub masa organiczna zawiera związki organiczne, w tym węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę. Część niepalna składa się z pomieszczenia i wilgoci. Głównymi składnikami gazu ziemnego są metan С 4 od 86 do 95%, ciężkie węglowodory С m Н n (4-9%), zanieczyszczenia balastowe to azot i dwutlenek węgla. Zawartość metanu w gazach ziemnych sięga 98%. Gaz jest bezbarwny i bezwonny, więc ma zapach. Naturalne gazy palne zgodnie z GOST 5542-87 i GOST 22667-87 składają się głównie z węglowodorów metanowych.

3.2 Gazy palne wykorzystywane do zasilania gazem. Właściwości fizyczne gazu.

3.2.1 Do zaopatrzenia w gaz stosuje się naturalne gazy sztuczne zgodnie z GOST 5542-87, zawartość szkodliwych zanieczyszczeń w 1 g / 100m 3 gazu nie powinna przekraczać:

- siarkowodór - 2g;

- amoniak - 2g;

- związki cyjankowe - 5;

- żywica i pył - 0,1 g;

- naftalen - 10g. lato i 5 lat. w zimę.

- gazy z pól czysto gazowych. Składają się głównie z metanu, są suche lub chude (nie więcej niż 50 g / m 3 propanu i więcej);

- gazy towarzyszące pól naftowych, zawierają dużą ilość węglowodorów, zwykle 150 g/m3, to gazy tłuszczowe, jest to mieszanina gazu suchego, frakcji propan-butan i benzyny.

- gazy z pól kondensatu, jest to mieszanina gazu suchego i kondensatu. Pary kondensatu są mieszaniną par ciężkich węglowodorów (benzyny, nafty, nafty).

3.2.3. Wartość opałowa gazu, złóż czysto gazowych, od 31000 do 38000 kJ/m3, oraz gazów towarzyszących pól naftowych od 38000 do 63000 kJ/m3.

3.3 Obliczanie składu gazu ziemnego ze złoża Proletarskoje

Tabela 1-Skład gazu złoża Proletarskoye

3.3.1 Wartość opałowa i gęstość składników gazu ziemnego.

3.3.2 Obliczanie wartości opałowej gazu ziemnego:

0,01 (35,84 * CH4 + 63,37 * C2H6 + 93,37 * C3H8 + 123,77 * C4H10 + 146,37 * C5H12), (1 )

0,01 * (35,84 * 86,7+ 63,37 * 5,3+ 93,37 * 2,4 + 123,77 * 2,0+ 146,37 * 1,5) = 41,34 MJ/m3.

3.3.3 Wyznaczanie gęstości paliwa gazowego:

Gaz = 0,01 (0,72*CH4+1,35*C2H6+2,02*C3H8+2,7*C4H10+3,2*C5H12+1,997*C02+1,25*N2); (2)

Gaz = 0,01 * (0,72 * 86,7 + 1,35 * 5,3 + 2,02 * 2,4 + 2,7 * 2,0 + 3,2 * 1,5 + 1,997 * 0,6 +1,25 * 1,5) = 1,08 kg / N 3

3.3.4 Wyznaczanie gęstości względnej paliwa gazowego:

gdzie powietrze wynosi 1,21-1,35 kg / m 3;

ρ rel , (3)

3.3.5 Wyznaczenie ilości powietrza potrzebnego do spalenia 1 m 3 gazu teoretycznie:

[(0,5CO + 0,5H2 + 1,5H2S + (m+) CmHn)-0 2]; (4)

V = ((1 +) 86,7 + (2 +) 5,3 + (3 +) 2,4 + (4 +) 2,0 + (5 +) 1,5 = 10,9 m 3 / m 3;

V = = 1,05 * 10,9 = 11,45 m 3 / m 3.

3.3.6 Charakterystyki paliwa gazowego wyznaczone na podstawie obliczeń zestawiono w tabeli 2.

Tabela 2 - Charakterystyka paliwa gazowego

Q MJ / m 3	Gaz R kg / N 3	R rel. kg/m3	Vm3/m3	Vm3/m3
41,34	1,08	0,89	10,9	11,45

PROWADZENIE RUROCIĄGU GAZOWEGO

4.1 Klasyfikacja gazociągów

4.1.1 Gazociągi układane w miastach i miasteczkach są klasyfikowane według następujących wskaźników:

–Według rodzaju transportowanego gazu ziemnego, gazu towarzyszącego, gazu naftowego, gazu skroplonego, gazu sztucznego, gazu mieszanego;

- według ciśnienia gazu niskiego, średniego i wysokiego (kategoria I i II); –Dla osadów w stosunku do gruntu: podziemne (pod wodą), naziemne (nad wodą);

- według lokalizacji w systemie planowania miast i osiedli zewnętrznych i wewnętrznych;

–Na zasadzie budowy (gazociągi dystrybucyjne): pętla zwrotna, ślepa uliczka, mieszana;

- w zależności od materiału rury, metal, niemetal.

4.2 Wybór trasy gazociągu

4.2.1 System dystrybucji gazu może być niezawodny i ekonomiczny przy odpowiednim doborze tras układania gazociągów. Na wybór trasy mają wpływ następujące warunki: odległość od odbiorców gazu, kierunek i szerokość przejazdów, rodzaj nawierzchni, obecność różnych obiektów i przeszkód na trasie, ukształtowanie terenu, układ

mieszkanie. Trasy gazociągów dobierane są z uwzględnieniem transportu gazu najkrótszą drogą.

4.2.2 Z gazociągów ulicznych do każdego budynku układane są wloty. Na obszarach miejskich o nowym układzie gazociągi zlokalizowane są w obrębie bloków. Przy trasowaniu gazociągów konieczne jest obserwowanie odległości gazociągów od innych obiektów. Dopuszcza się układanie dwóch lub więcej gazociągów w jednym wykopie na tym samym lub różnych poziomach (stopniach). W takim przypadku odległość między gazociągami w świetle powinna być wystarczająca do montażu i naprawy gazociągów.

4.3 Podstawowe przepisy dotyczące układania gazociągów

4.3.1 Układanie gazociągów powinno odbywać się na głębokości co najmniej 0,8 m do szczytu gazociągu lub obudowy. W miejscach, w których nie przewiduje się ruchu pojazdów i maszyn rolniczych, dopuszcza się głębokość układania stalowych gazociągów co najmniej 0,6 m. Na terenach osuwiskowych i podatnych na erozję układanie gazociągów powinno odbywać się na głębokości co najmniej 0,5 m poniżej powierzchni ślizgowej i poniżej przewidywanej granicy obszar zniszczenia. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się układanie gazociągów na powierzchni wzdłuż ścian budynków wewnątrz placów i kwartałów mieszkalnych, a także na odcinkach bielonych trasy, w tym na odcinkach przejść przez sztuczne i naturalne bariery przy przejściu podziemnych mediów.

4.3.2 Gazociągi naziemne i naziemne wraz z nasypem mogą być układane na glebach skalistych, wiecznej zmarzlinie, na terenach podmokłych oraz w innych trudnych warunkach glebowych. Materiał i wymiary nasypu należy przyjąć na podstawie obliczeń ciepłowniczych, a także zapewnienia stabilności gazociągu i nasypu.

4.3.3 Układanie gazociągów w tunelach, kolektorach i kanałach jest niedozwolone. Wyjątkiem jest układanie stalowych gazociągów o ciśnieniu do 0,6 MPa na terenie przedsiębiorstw przemysłowych, a także w kanałach wiecznej zmarzliny pod drogami i liniami kolejowymi.

4.3.4 Połączenia rurowe powinny być wykonane jako jednoczęściowe. Połączenia rur stalowych z rurami polietylenowymi mogą być rozłączne oraz w miejscach montażu armatury, oprzyrządowania i oprzyrządowania. Rozłączalne połączenia rur polietylenowych z rurami stalowymi w gruncie można zapewnić tylko wtedy, gdy zainstalowana jest obudowa z rurą kontrolną.

4.3.5 Gazociągi w punktach wejścia i wyjścia z ziemi oraz wloty gazociągów do budynków powinny być zamknięte w obudowie. W przestrzeni między ścianą a obudową należy uszczelnić całą grubość konstrukcji, przez którą przechodzimy, a końce obudowy uszczelnić elastycznym materiałem. Wejścia gazociągów do budynków należy wyprowadzić bezpośrednio do pomieszczenia, w którym zainstalowany jest sprzęt wykorzystujący gaz lub do pomieszczeń sąsiednich, połączonych zadaszonym otworem. Zabrania się wprowadzania gazociągów na teren piwnic i kondygnacji podpiwniczonych budynków, z wyjątkiem wejść gazociągów ziemnego do domów jednorodzinnych i zamkniętych.

4.3.6 Urządzenie odłączające na gazociągach powinno być przewidziane do:

- przed wolnostojącymi zablokowanymi budynkami;

- odłączanie pionów budynków mieszkalnych powyżej pięciu pięter;

- przed zewnętrznymi urządzeniami wykorzystującymi gaz;

- przed punktami kontroli gazu, z wyjątkiem stacji szczelinowania hydraulicznego przedsiębiorstwa, na odgałęzieniu gazociągu, do którego w odległości mniejszej niż 100 m od stacji szczelinowania hydraulicznego znajduje się urządzenie rozłączające;

- na wyjściu z punktów kontroli gazu pętle gazociągów;

- na odgałęzieniach od gazociągów do osiedli, wydzielonych osiedli, kwartałów, zespołów budynków mieszkalnych i posiadających ponad 400 mieszkań do oddzielnego domu, a także na odgałęzieniach do odbiorców przemysłowych i kotłowni;

- przy przekraczaniu barier wodnych dwoma lub więcej liniami, a także jedną linią o szerokości bariery wodnej przy niskim poziomie wody 75 m lub więcej;

- na skrzyżowaniu linii kolejowych sieci ogólnej i autostrad 1–2 kategorii, jeżeli urządzenie rozłączające zapewnia przerwanie dopływu gazu na odcinku skrzyżowania znajdującym się w odległości większej niż 1000 m od dróg.

4.3.7 Odłączanie urządzeń na gazociągach naziemnych,

układane wzdłuż ścian budynków i na podporach powinny być umieszczone w odległości (w promieniu) od otworów drzwiowych i otworów okiennych co najmniej:

- dla gazociągów niskiego ciśnienia - 0,5 m;

- dla gazociągów średniego ciśnienia - 1 m;

- dla gazociągów wysokiego ciśnienia drugiej kategorii - 3 m;

- dla gazociągów wysokiego ciśnienia I kategorii - 5 m.

Montaż urządzeń rozłączających na odcinkach tranzytowych układania gazociągów wzdłuż ścian budynków jest niedozwolony.

4.3.8 Odległość pionową (w świetle) między gazociągiem (skrzynią) a podziemnymi mediami i konstrukcjami na ich przecięciu należy uwzględnić z uwzględnieniem wymagań odpowiednich dokumentów regulacyjnych, ale nie mniej niż 0,2 m.

4.3.9 Na skrzyżowaniu gazociągów z podziemnymi mediami, kolektorami i kanałami o różnym przeznaczeniu, a także w miejscach przechodzenia gazociągów przez ściany studni gazowych, gazociąg należy układać w obudowie. Końce obudowy należy wysunąć w odległości co najmniej 2 m w obu kierunkach od ścian zewnętrznych konstrukcji i przecinanych połączeń, przy przechodzeniu przez ściany odwiertów gazowych - w odległości co najmniej 2 cm. końce obudowy powinny być uszczelnione materiałem hydroizolacyjnym. Na jednym końcu obudowy, w górnych punktach zbocza (z wyjątkiem przecięcia ścian studni), należy zapewnić rurkę kontrolną, która przechodzi pod urządzeniem ochronnym. W przestrzeni pierścieniowej obudowy i gazociągu dopuszcza się ułożenie kabla serwisowego (komunikacyjnego, telemechaniki i zabezpieczenia elektrycznego) o napięciu do 60V, przeznaczonego do obsługi instalacji gazowych.

4.3.10 Rury polietylenowe używane do budowy gazociągów muszą mieć współczynnik bezpieczeństwa dla GOST R 50838 co najmniej 2,5.

4.3.11 Układanie gazociągów z rur polietylenowych jest zabronione:

- na terenie osad pod ciśnieniem powyżej 0,3 MPa;

- poza terenem osad pod ciśnieniem powyżej 0,6 MPa;

- do transportu gazów zawierających węglowodory aromatyczne i chlorowane oraz fazy ciekłej LPG;

- przy temperaturze ścianki gazociągu w warunkach pracy poniżej –15 ° С.

Przy stosowaniu rur o współczynniku bezpieczeństwa co najmniej 2,8 dozwolone jest układanie gazociągów polietylenowych o ciśnieniu większym niż 0,3 do 0,6 MPa na terytoriach osady z głównie jednopiętrowymi i domowymi budynkami mieszkalnymi. Na terenie małych osiedli wiejskich dozwolone jest układanie gazociągów polietylenowych o ciśnieniu do 0,6 MPa przy współczynniku bezpieczeństwa co najmniej 2,5. W takim przypadku głębokość układania powinna wynosić co najmniej 0,8 m do góry rury.

4.3.12 Analiza wytrzymałościowa gazociągów powinna obejmować określenie grubości ścianek rur i kształtek oraz występujących w nich naprężeń. Jednocześnie do gazociągów stalowych podziemnych i naziemnych należy stosować rury i kształtki o grubości ścianki co najmniej 3 mm, do gazociągów naziemnych i wewnętrznych - co najmniej 2 mm.

4.3.13 Charakterystyki stanów granicznych, współczynniki niezawodności dla odpowiedzialności, standardowe i obliczone wartości obciążeń i efektów oraz ich kombinacje, a także standardowe i obliczone wartości charakterystyk materiałów należy uwzględnić w obliczeniach z uwzględnieniem wymagań GOST 27751.

4.3.14 Podczas budowy na terenach o trudnych warunkach geologicznych i zjawiskach sejsmicznych należy wziąć pod uwagę specjalne wymagania i podjąć środki zapewniające wytrzymałość, stabilność i szczelność gazociągów. Gazociągi stalowe muszą być zabezpieczone przed korozją.

4.3.15 Rurociągi stalowe podziemne i naziemne wraz z nasypami, zbiornikami LPG, wkładami stalowymi do gazociągów polietylenowych oraz obudowy stalowe na gazociągach (zwane dalej gazociągami) należy zabezpieczyć przed korozją gruntu i korozją przez prądy błądzące zgodnie z wymaganiami GOST 9.602.

4.3.16 Stalowe obudowy gazociągów pod drogami, torami kolejowymi i tramwajami podczas układania bezwykopowego (nakłuwanie, przebijanie i inne dopuszczone do użytku technologie) muszą z reguły być zabezpieczone za pomocą zabezpieczenia elektrycznego (3X3), gdy układane są na otwartej przestrzeni. sposób - poprzez powłoki izolacyjne i 3X3.

4.4 Dobór materiału na gazociąg

4.4.1 W przypadku podziemnych gazociągów należy stosować rury polietylenowe i stalowe. W przypadku gazociągów naziemnych i naziemnych należy stosować rury stalowe. W przypadku gazociągów wewnętrznych niskociśnieniowych dopuszcza się stosowanie rur stalowych i miedzianych.

4.4.2 Rury i kształtki stalowe bezszwowe, spawane (wzdłużne i spiralne) do instalacji gazowych powinny być wykonane ze stali zawierającej nie więcej niż 0,25% węgla, 0,056% siarki i 0,04% fosforu.

4.4.3 Doboru materiału na rury, zawory rurociągowe, kształtki, materiały spawalnicze, elementy złączne i inne należy dokonać biorąc pod uwagę ciśnienie gazu, średnicę i grubość ścianki gazociągu, projektowaną temperaturę powietrza zewnętrznego w obszar budowy i temperatura ścianki rury podczas eksploatacji, warunki gruntowe i naturalne, obecność obciążeń wibracyjnych.

4.5 Pokonywanie naturalnych przeszkód za pomocą gazociągu

4.5.1 Pokonywanie naturalnych przeszkód przez gazociągi. Naturalnymi przeszkodami są zapory wodne, wąwozy, wąwozy, żleby. Rurociągi gazowe przy przejściach podwodnych należy układać z zagłębieniem w dno przekraczanych barier wodnych. W razie potrzeby, zgodnie z wynikami obliczeń wynurzania, konieczne jest balastowanie rurociągu. Wysokość szczytu gazociągu (podsypka, osłona) powinna wynosić co najmniej 0,5 m, a przy skrzyżowaniach przez rzeki spławne i spławne – o 1,0 m niżej niż przewidywany profil dna przez okres 25 lat. Przy wykonywaniu robót metodą wiercenia kierunkowego - nie mniej niż 20 m poniżej przewidywanego profilu dennego.

4.5.2 Na przejściach podwodnych należy stosować:

- rury stalowe o grubości ścianki o 2 mm większej niż obliczona, ale nie mniejszej niż 5 mm;

- rury polietylenowe o standardowym stosunku wymiarowym zewnętrznej średnicy rury do grubości ścianki (SDR) nie większym niż 11 (zgodnie z GOST R 50838) ze współczynnikiem bezpieczeństwa co najmniej 2,5.

4.5.3 Wysokość ułożenia przejścia nadwodnego gazociągu od projektowego poziomu wzniesienia wody lub wyrobiska lodowego (wysoki horyzont wodny - GVV lub wyrobiska lodowego - GVL) do dna rury lub nadbudówki powinien zostać podjęty:

- na skrzyżowaniu wąwozów i belek - nie mniej niż 0,5 m i powyżej pokrycia GVV 5%;

- przy przekraczaniu rzek nieżeglownych i niepływających - co najmniej 0,2 m powyżej GWV i GVL 2% podaży, a jeśli na rzekach jest karczownik - z uwzględnieniem, ale nie mniej niż 1 m powyżej GWV 1% podaży;

- przy przekraczaniu rzek żeglownych i pływających - nie mniej niż wartości ustalone przez normy projektowe dla przepraw mostowych na rzekach żeglownych.

4.5.4 Zawory odcinające należy umieścić w odległości co najmniej 10 m od granic skrzyżowania. Za granicę przejścia przyjmuje się miejsca, w których gazociąg przecina horyzont wysoki o pokryciu 10%.

4.6 Pokonywanie sztucznych przeszkód gazociągiem

4.6.1 Pokonywanie sztucznych przeszkód przez gazociągi. Sztucznymi przeszkodami są autostrady, linie kolejowe i tramwajowe, a także różnego rodzaju nasypy.

4.6.2 Odległość pozioma od przecięcia podziemnych gazociągów torów tramwajowych i kolejowych oraz autostrad musi wynosić co najmniej:

- do mostów i tuneli na kolejach publicznych, tramwajach, autostradach 1 - 3 kategorii, a także do kładek dla pieszych, tuneli przez nie - 30 m, a dla kolei niepublicznych, autostrad 4 - 5 kategorii i rur - 15 m;

- do strefy transportu rozjazdów (początek sprytu, ogon poprzeczek, miejsca połączenia z szynami kabli ssących i inne skrzyżowania torów) - 4m dla torów tramwajowych i 20m dla kolei;

- do podpór napowietrznych - 3m.

4.6.3 Dozwolone jest zmniejszenie określonych odległości w porozumieniu z organizacjami odpowiedzialnymi za skrzyżowanie konstrukcji.

4.6.4 W przypadkach należy układać podziemne gazociągi wszystkich ciśnień na skrzyżowaniach z torami kolejowymi i tramwajowymi, autostradami kategorii 1 - 4, a także głównymi ulicami o znaczeniu ogólnomiejskim. W innych przypadkach o potrzebie urządzenia skrzynek decyduje organizacja projektowa.

4.7 Przypadki

4.7.1 Skrzynie muszą spełniać warunki wytrzymałości i trwałości. Probówka powinna znajdować się na jednym końcu obudowy, która rozciąga się pod urządzeniem ochronnym.

4.7.2 Podczas układania gazociągów międzyosiedlowych w ciasnych warunkach i gazociągów na terenie osiedli dozwolone jest zmniejszenie tej odległości do 10 m, pod warunkiem, że korek wydechowy z urządzeniem do pobierania próbek jest zainstalowany na jednym końcu obudowy , wyprowadzony w odległości co najmniej 50 m od krawędzi koryta (oś skrajnej szyny na znakach zerowych). W pozostałych przypadkach końce skrzynek powinny być oddalone od siebie:

- nie mniej niż 2 m od końca toru tramwajowego i kolejowego, potas 750 mm, a także od krawędzi jezdni ulic;

- nie mniej niż 3m od krawędzi odwodnienia dróg (rowu, rowu, rezerwatu) oraz od skrajnej szyny kolei niepublicznych, ale nie mniej niż 2m od podnóża nasypów.

4.7.3 Głębokość ułożenia gazociągu od podnóża torowiska lub wierzchołka jezdni, a w przypadku nasypu od jego dna do wierzchołka obudowy, musi spełniać wymogi bezpieczeństwa, nie mniejsza niż:

- podczas wykonywania pracy metodą otwartą - 1,0 m;

- przy wykonywaniu prac metodą przebijania lub wiercenia kierunkowego i układania osłon - 1,5 m;

- przy wykonywaniu pracy metodą nakłuwania - 2,5 m.

4.8. Skrzyżowanie rur z drogami

4.8.1 Grubość ścianek rur gazociągu stalowego przy przecinaniu linii kolejowych powinna być o 2 - 3 mm większa niż obliczona, ale nie mniejsza niż 5 mm w odległości 50 m w każdym kierunku od krawędzi koryta drogi (oś szyny zewnętrznej na znakach zerowych).

4.8.2 W przypadku gazociągów polietylenowych na tych odcinkach i na skrzyżowaniach autostrad kategorii 1 - 3 należy stosować rury z polietylenu o wartości nie większej niż SDR 11 o współczynniku bezpieczeństwa co najmniej 2,8.

4.9 Ochrona antykorozyjna rurociągów

4.9.1 Rurociągi stosowane w systemach zaopatrzenia w gaz są zwykle wykonane ze stali węglowych i niskostopowych. Żywotność i niezawodność rurociągów w dużej mierze zależy od stopnia ochrony przed zniszczeniem w kontakcie z otoczeniem.

4.9.2 Korozja to niszczenie metali spowodowane procesami chemicznymi lub elektrochemicznymi podczas interakcji ze środowiskiem. Środowisko, w którym metal koroduje, nazywa się korozyjnym lub korozyjnym.

4.9.3 Najważniejsza dla rurociągów podziemnych jest korozja elektrochemiczna, która podlega prawom kinetyki elektrochemicznej, jest to utlenianie metalu w ośrodkach przewodzących, któremu towarzyszy powstawanie i przepływ prądu elektrycznego. Jednocześnie oddziaływanie z otoczeniem charakteryzują procesy katodowe i anodowe zachodzące w różnych obszarach powierzchni metalu.

4.9.4 Wszystkie podziemne rurociągi stalowe ułożone bezpośrednio w ziemi są chronione zgodnie z GOST 9.602-2005.

4.9.5 W glebach o średniej aktywności korozyjnej przy braku prądów błądzących rurociągi stalowe są chronione powłokami izolacyjnymi typu „bardzo wzmocnionego”, w glebach o wysokiej korozyjności niebezpiecznego wpływu prądów błądzących - powłokami ochronnymi „bardzo wzmocnionego” typ” z obowiązkowym użyciem 3X3.

4.9.6 Uruchamiane są wszystkie przewidziane rodzaje ochrony przed korozją rozprowadzenie rurociągów podziemnych do eksploatacji. Dla podziemnych rurociągów stalowych w strefach niebezpiecznego oddziaływania prądów błądzących 3X3 jest oddany do eksploatacji nie później niż 1 miesiąc, aw pozostałych przypadkach później niż 6 miesięcy po ułożeniu rurociągu w ziemi.

4.9.7 Agresywność korozyjna gruntu w stosunku do stali charakteryzuje się na trzy sposoby:

- określony w terenie opór elektryczny gruntu;

- właściwa oporność elektryczna gruntu wyznaczona w warunkach laboratoryjnych,

- średnia gęstość prądu katodowego (j k) potrzebnego do przesunięcia potencjału stali w gruncie o 100 mV bardziej ujemnego niż stacjonarny (potencjał korozyjny).

4.9.8 Jeżeli jeden ze wskaźników wskazuje na wysoką agresywność gleby, wówczas glebę uważa się za agresywną, a określenie pozostałych wskaźników nie jest wymagane.

4.9.9 Niebezpiecznym wpływem prądu błądzącego stałego na podziemne rurociągi stalowe jest obecność zmieniającego się znaku i wielkości przesunięcia potencjału rurociągu w stosunku do jego potencjału stacjonarnego (strefa zmienna znaków) lub obecność tylko dodatnie przemieszczenie potencjału, które z reguły różni się wielkością (strefa anodowa) ... Dla projektowanych rurociągów obecność prądów błądzących w gruncie odczytuje się jako niebezpieczną.

4.9.10 Niebezpieczny wpływ prądu przemiennego na rurociągi stalowe charakteryzuje się przesunięciem średniego potencjału rurociągu w kierunku ujemnym o co najmniej 10 mV w stosunku do potencjału stacjonarnego lub obecnością prądu przemiennego o gęstości powyżej 1 MA/cm2. (10 A/m2.) Na elektrodzie pomocniczej.

4.9.11 Użycie 3X3 jest obowiązkowe:

- przy układaniu rurociągów w gruntach o dużej agresywności korozyjnej (ochrona przed korozją gruntu),

- w obecności niebezpiecznego wpływu stałych prądów błądzących i przemiennych.

4.9.12 Przy zabezpieczaniu przed korozją gruntu polaryzację katodową podziemnych rurociągów stalowych przeprowadza się w taki sposób, aby średnia wartość potencjałów polaryzacyjnych metalu zawierała się w przedziale –0,85V. do 1,15 V na nasyconej elektrodzie z siarczanu miedzi w porównaniu (m.s.e.).

4.9.13 Prace izolacyjne w warunkach trasowych wykonywane są ręcznie przy ocieplaniu złączy prefabrykowanych i drobnych kształtek, korygując uszkodzenia powłoki (nie więcej niż 10% powierzchni rury) powstałe podczas transportu rur, a także podczas naprawy rurociągi.

4.9.14 Naprawiając na miejscu uszkodzenia izolacji fabrycznej, układając gazociąg, należy zapewnić przestrzeganie technologii i możliwości technicznych powłoki oraz kontrolę jej jakości. Wszystkie prace związane z naprawą powłoki izolacyjnej znajdują odzwierciedlenie w paszporcie gazociągu.

4.9.15 Jako główne materiały do ​​tworzenia powłok ochronnych zaleca się taśmy polietylenowe, polietylenowe, masy bitumiczne i bitumiczno-polimerowe, stapiane materiały bitumiczno-polimerowe, materiały na rolkach, kompozycje na bazie chlorosulfonowanego polietylenu, żywic poliestrowych i poliuretanów.

OKREŚLANIE PRZEPŁYWÓW GAZU

5.1 Zużycie gazu

5.1.1 Zużycie gazu przez odcinki sieci można warunkowo podzielić na:

torowe, tranzytowe i rozproszone.

5.1.2 Natężenie przepływu ścieżkowego to natężenie przepływu równomiernie rozłożone na długości odcinka lub całego gazociągu, równe lub bardzo zbliżone. Można go wybrać za pomocą tego samego rozmiaru i dla ułatwienia obliczeń jest równomiernie rozłożony. Zwykle zużycie to jest zużywane przez urządzenia gazowe tego samego typu, na przykład pojemnościowe lub przepływowe podgrzewacze wody, kuchenki gazowe itp. Przepływy skupione to takie, które przechodzą przez rurociąg bez zmian na całej długości i są pobierane w określonych punktach. Odbiorcami tych kosztów są: przedsiębiorstwa przemysłowe, kotłownie o stałym zużyciu przez długi czas. Koszty tranzytu to te, które przechodzą przez pewien odcinek sieci bez przesiadek i zapewniają zużycie gazu do następnego odcinka będącego dla niego ścieżką lub skoncentrowaną.

5.1.2 Zużycie gazu w osadzie to podróż lub tranzyt. Nie ma skoncentrowanych wydatków na gaz, ponieważ nie ma przedsiębiorstw przemysłowych. Koszty podróży składają się z kosztów urządzeń gazowych instalowanych przez konsumentów i zależą od pory roku. W mieszkaniu znajdują się cztery płyty palnikowe Glem UN6613RX o natężeniu przepływu gazu 1,2 m 3/h, przepływowy podgrzewacz wody Vaillant o przepływie na gorąco 2 m 3/h, Viessmann Vitocell-V 100 CVA- 300” z natężenie przepływu 2,2 m 3 / h.

5.2 Zużycie gazu

5.2.1 Zużycie gazu zmienia się według godzin, dni, dni tygodnia, miesięcy w roku. W zależności od okresu t, w którym zużycie gazu uznaje się za stałe, rozróżnia się: nieregularność sezonową lub nieregularność w miesiącach roku, nieregularność dobową lub nieregularność dni tygodnia, nieregularność godzinową lub nieregularność godzinową. dzień.

5.2.2 Nierównomierne zużycie gazu wiąże się z sezonowymi zmianami klimatycznymi, trybem pracy przedsiębiorstw w sezonie, tygodniu i dniem, charakterystyką urządzeń gazowych różnych odbiorców, badania nierówności są budowane stopniowe zużycie gazu w czasie. Do uregulowania sezonowej nierównomierności zużycia gazu stosuje się następujące metody:

- podziemne magazynowanie gazu;

- wykorzystanie konsumentów regulatorów, którzy latem zrzucają nadwyżki;

- pola rezerwowe i gazociągi.

5.2.3 W celu uregulowania nierównomierności zużycia gazu w miesiącach zimowych gaz pobierany jest z podziemnych magazynów, aw krótkim okresie roku jest zapompowywany do podziemnych magazynów. Aby pokryć dzienne obciążenia szczytowe, korzystanie z podziemnych magazynów jest nieopłacalne. W takim przypadku wprowadza się ograniczenia w dostawach gazu do przedsiębiorstw przemysłowych i stosuje się stacje pokrycia szczytowego, w których następuje skraplanie gazu.

Dla składu gazu wyznaczonego ze średniego składu składowego gazu ziemnego, w zależności od dziedziny, konieczne jest obliczenie charakterystyki paliwa gazowego. Charakterystykę gazu ziemnego przedstawia tabela 1.

Tabela 1 - Skład objętościowy gazu dla różnych pól

Składnik gazowy	CH 4	Z 2 h 6	Z 3 h 8	Z 4 h 10	Z 5 h 12	n 2	WSPÓŁ 2	h 2 S
Pole	Siewierostawropolskoe, Terytorium Stawropola
Pole	Medvezhye, obwód Tiumeń
Pole	Vaneivskoe, obwód Archangielski
Pole	Zapolyarnoe, obwód Tiumeń
Pole	Layavozh, obwód Archangielski
Pole	Wasilkowskie, obwód Archangielski

Wartość opałowa gazu- ilość ciepła, jaką można uzyskać przy całkowitym spaleniu 1 m3 gazu w normalnych warunkach.

Rozróżnij wyższą i niższą kaloryczność paliwa.

Wartość opałowa gazu- ilość ciepła uzyskana podczas całkowitego spalania 1m3 gazu, w tym ciepło wydzielane podczas kondensacji pary wodnej produktów spalania.

Wartość opałowa gazu- ilość ciepła odebranego w procesie spalania, z wyłączeniem ciepła kondensacji pary wodnej - produktów spalania.

W praktyce podczas spalania gazu para wodna nie kondensuje, ale jest usuwana wraz z innymi produktami spalania, dlatego obliczenia opierają się na niższej wartości opałowej gazu.

Ciepło spalania (najwyższe lub najniższe) suchego paliwa gazowego (gazu) określa wzór

, (1)

gdzie Q c - ciepło spalania suchego gazu, kJ / m 3;

Q 1, Q 2, Q k to ciepło spalania składników tworzących paliwo gazowe, kJ / m 3;

x 1, x 2, x 3 - udziały objętościowe składników wchodzących w skład paliwa gazowego,%.

Tabela 2 - Ciepło spalania czystych gazów palnych

	Ciepło spalania
	w 0°C i 101,3 kPa
Izobutan
Tlenek węgla
Siarkowodór

Gęstość gazu suchego określa się jako sumę iloczynów gęstości składników paliwa gazowego przez ich ułamki objętościowe:

, (2)

gdzie p jest gęstością suchego gazu, kg / m 3;

p 1, p 2,…, p k - gęstości składników, kg / m 3.

Tabela 3 - Właściwości fizyczne gazów

Skład gazu	Gęstość. kg / m² 3 wT = 0 0 C P =101,3 kPa	Gęstość względna w powietrzu
Metan CH 4
Etan C 2 H 6
Propan C3H8
Butan C4H10
Izobutan C 5 H 12
Dwutlenek węgla CO 2
Siarkowodór H 2 S

Gęstość względna suchego gazu w powietrzu wynosi:

, (3)

gdzie p in = 1,293 - gęstość powietrza w normalnych warunkach, kg / m 3.

Charakterystyki gazów zestawiono w tabeli 4.

Tabela 4 - Charakterystyka paliwa gazowego w normalnych warunkach fizycznych (T = 273,15 K, P = 101,325 kPa)