Потери газа, вследствие негерметичности газопроводов и оборудования

При эксплуатации газопроводов должны выполняться следующие виды работ:

• — техническое обслуживание;
• — плановые ремонты (текущие и капитальные);
• — аварийно-восстановительные;
• — отключение недействующих газопроводов и газового оборудования.

К техническому обслуживанию газопроводов относятся следующие работы:

• — наблюдение за состоянием наружных газопроводов и сооружений на них, включая средства электрозащиты, а также устранение мелких неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации;
• — осмотр арматуры, установленной на газопроводах;
• — проверка состояния газопроводов и их изоляции приборами, буровым и шурфовым осмотром или посредством опрессовки;
• — измерение давления газа в газопроводах;
• — измерение электрических потенциалов на газопроводах.

В состав текущего ремонта газопроводов должны входить следующие основные работы:

• — устранение дефектов, выявленных при техническом обслуживании;
• — устранение провеса надземных газопроводов, восстановление или замена креплений надземных газопроводов;
• — окраска надземных газопроводов;
• — приведение в порядок настенных знаков;
• — проверка состояния люков, крышек газовых колодцев, кове- ров и устранение перекосов, оседаний и других неисправностей;
• — ремонт запорной арматуры и компенсаторов;
• — окраска задвижек, кранов и компенсаторов;
• — проверка герметичности резьбовых соединений, конденса- тосборников и гидрозатворов, устранение повреждений их стояков, наращивание или обрезка выводных трубок конденсато- сборников, гидрозатворов и контрольных трубок.

В состав капитального ремонта подземных и надземных газопроводов входят следующие основные работы:

• — ремонт или замена участков труб, пришедших в негодность, установка усилительных муфт;
• — замена изоляции вместе с трубами или без них на отдельных участках газопроводов;
• — ремонт кирпичной кладки колодцев с разборкой и заменой перекрытий, замена изношенных люков и крышек, перекладка горловин, полное восстановление или ремонт гидроизоляции колодцев;
• — наращивание колодцев по высоте, оштукатуривание колодцев заново, смена лестниц, ходовых скоб и др.;
• — замена неисправных кранов и задвижек;
• — разборка задвижек и кранов, замена износившихся узлов и деталей;

— демонтаж или замена конденсатосборников, гидрозатворов, ремонт и замена коверов и др.

Кроме перечисленных работ при капитальном ремонте газопроводов должны производиться все виды работ, предусмотренные при текущем ремонте и техническом обслуживании.

Годовой объём потерь газа, связанный с негерметичностью фланцевых и резьбовых соединений, У_негерм, м³, определяется по формуле (17)

где р — плотность газа абсолютная, кг/м³ (принимается по паспорту качества газа);

G_rop- удельное количество выбросов газа, кг/год, находится по формуле [6]

где г — коэффициент запаса, принимаемый из табл. 11

Таблица 11

Р_из6 — избыточное давление газа в системе, Па; т — коэффициент негерметичности, величина относительного падения давления в единицу времени, 1/ч, рассчитывается по формуле

где к- множитель: при d> 250 мм, к -250/ при d < 250 мм, к = 1

где т — время испытания на герметичность, час;

Р _у Р у Т у Т. — давление газа, Па, и температура газа, К, в начале испытаний и в конце.

Значение т_х можно выбрать из табл. 12:

Таблица 12

V_n — объем полости газопровода, м³ (между отключающими устройствами);

М — молекулярная масса газа, кг/кмоль (принимается по данным из Приложения 1);

Т — абсолютная температура газа, К.

Пример расчета годового объёма потерь природного газа вследствие негерметичности газопровода приведен в Приложении 2.

По формуле (18) можно определить удельные показатели выбросов газа, связанных с негерметичностью, для фиксированных значений давлений, диаметров на 1 п. м. длины газопровода. Результаты расчетов представлены в табл. 13.

Таблица 13

Окончание таблицы 13

Потери природного газа на газораспределительных пунктах (ГРП) происходят вследствие негерметичности соединений оборудования, арматуры и газопроводов. Объём потерь природного газа определяется по формуле (17) и (18). В табл. 14 приведены данные по объёму газопроводов и оборудования, установленного на ГРП.

Таблица 14

Для стабилизации режима работы газораспределительной системы кроме ГРП применяются шкафные газорегуляторные пункты (ГРПШ) и газорегуляторные установки (ГРУ), которые отличаются от ГРП меньшим объемом газопроводов и оборудования и соответственно меньшим удельным количеством выбросов газа за счет негерметичности фланцевых соединений.

При эксплуатации ГРП и ГРУ должны выполняться следующие работы:

• — осмотр технического состояния;
• — проверка параметров срабатывания предохранительных запорных и сбросных клапанов не реже одного раза в 2 месяца, а также по завершении ремонта оборудования;
• — техническое обслуживание не реже одного раза в 6 месяцев;
• — текущий ремонт не реже одного раза в год, если заводом — изготовителем регуляторов давления, предохранительных клапанов, телемеханических устройств не требуется проведения ремонта в более короткие сроки;

— капитальный ремонт при замене оборудования, средств измерения, отопления, освещения и при восстановлении строительных конструкций здания на основании дефектных ведомостей, составленных по результатам осмотров.

Осмотр технического состояния ГРП и ГРУ должен проводиться по графикам в сроки, обеспечивающие безопасность и надежность эксплуатации, утвержденные главным инженером (техническим директором) предприятия газового хозяйства.

При осмотре технического состояния ГРП (ГРУ) должны выполняться:

• — проверка по приборам давления газа до и после регулятора, перепада давления на фильтре, температуры воздуха в помещении, отсутствия утечки газа с помощью мыльной эмульсии или прибором;
• — контроль за правильностью положения молоточка и надежности сцепления рычагов и предохранительно-запорного клапана;
• — проверка состояния и работы электроосвещения, вентиляции, системы отопления, визуальное выявление трещин и неплотностей стен, отделяющих основное и вспомогательное помещения;
• — обслуживание контрольно-измерительных приборов;
• — внешний и внутренний осмотр здания, при необходимости — очистка помещения и оборудования от загрязнения.

При оснащении систем газоснабжения города (населенного пункта) средствами телемеханики (телеизмерения и телесигнализации) технический осмотр как телемеханизированных ГРП, так и не телемеханизированных, но работающих в одной системе с те- лемеханизированными должен производиться в сроки, определяемые специальной инструкцией по эксплуатации систем телемеханики, но не реже одного раза в месяц.

При техническом обслуживании должны выполняться:

• — проверка работоспособности и герметичности запорной арматуры и предохранительных клапанов;
• — проверка плотности всех соединений и арматуры, устранение утечек газа, осмотр фильтра;
• — смазка трущихся частей и перенабивка сальников;
• — определение плотности и чувствительности мембран регулятора давления и управления;

• — продувка импульсных трубок к контрольно-измерительным приборам, предохранительно-запорному клапану и регулировка давления;
• — проверка параметров настройки запорных и сбросных клапанов.

При ежегодном текущем ремонте обязательно выполнение следующих работ:

• — разборка регуляторов давления, предохранительных клапанов с очисткой их от коррозии и загрязнений, проверкой плотности прилегания к седлу клапанов, состояния мембран, смазкой трущихся частей, ремонтом или заменой изношенных деталей, проверкой надежности креплений конструкционных узлов, не подлежащих разборке;
• — разборка запорной арматуры, не обеспечивающей герметичности закрытия;
• — ремонт строительных конструкций;
• — проверка и прочистка дымоходов — один раз в год перед отопительным сезоном;
• — ремонт системы отопления, в том числе отопительной установки — один раз в год перед отопительным сезоном.

После проверки и настройки оборудования и устранения всех неполадок проверяют плотность всех соединений. В случае обнаружения утечки газа должны быть приняты меры к ее немедленному устранению.

К капитальному ремонту ГРП (ГРУ) относятся следующие работы:

• — ремонт и замена устаревшего и изношенного оборудования или отдельных его частей;
• — ремонт здания ГРП.

Пример расчета объёма выброса природного газа для ГРП и ГРПШ вследствие негерметичности газопроводов и оборудования приведен в Приложении 3.

Для поддержания заданного режима работы газораспределительной системы в состав основного технологического оборудования ГРП входят два предохранительных клапана — предохранительно-запорный клапан (ПЗК) и предохранительно-сбросной клапан (ПСК). ПЗК предотвращает подачу газа потребителям в случае значительного отклонения давления газа на выходе регулятора по сравнению с заданной рабочей величиной. При срабатывании ПЗК сброса природного газа в атмосферу не происходит, а следовательно, и потерь его нет. Возобновление подачи газа в случае срабатывания ПЗК возможно после вмешательства специалистов газового хозяйства.

Для исключения частого срабатывания ПЗК в составе основной технологической линии ГРП установлен ПСК, который вступает в работу при повышении давления газа за регулятором раньше ПЗК и сбрасывает в атмосферу излишки газа через сбросную свечу, снижая тем самым давление газа в системе. Объём выброса газа зависит от площади сечения клапана, давления газа и времени выброса газа.

Для расчета объёма сброса газа через ПСК сначала необходимо определиться с режимом истечения газа — критический или некритический. Если скорость истечения газа (W) больше скорости звука (W ), то режим истечения газа является критическим, если W < W , то режим истечения газа некритический.

Расчет скорости звука в природном газе, W_{3B к}, м/с, проводится по формуле [8]

где Т — температура газа, К;

Z — коэффициент сжимаемости газа (формула 4); р — абсолютная плотность газа, кг/м³, принимается по данным паспорта качества газа; к — показатель изоэнтропы (адиабаты)

где Р_а — абсолютное давление газа, МПа;

Т — температура газа, К;

Р — абсолютная плотность газа, кг/м³;

х_п — молярная составляющая азота (принимается по паспорту качества газа, х_п-0,012).

Расчет скорости истечения газа, W_r, м/с, проводится по формуле Сен-Венана [8]

где Р - давление газа абсолютное (в газопроводе), Па;

Р₂ — абсолютное атмосферное давление, Па; к -показатель изоэнтропы (адиабаты), расчет по формуле (20). р_ф- плотность газа фактическая, кг/м³

где р- абсолютная плотность газа, кг/м³, принимается по данным из паспорта качества газа;

Р_атм- давление приведения, МПа;

Т_{ — температура приведения, К;

Р - абсолютное давление газа, МПа;

Т-температура газа, К;

Z- коэффициент сжимаемости газа.

Если режим истечения газа через ПСК критический (1V>W ),

то объём выброса,У , м³, определяют по формуле [3]

где S — площадь сечения трубы, через которую производится продувка, м²;

Р_а — абсолютное давление газа перед сечением трубы, через которую производится продувка, кг/см²;

т — продолжительность продувки при критическом истечении газа, с;

296 — эмпирический коэффициент, м-см²/кг-с.

При некритическом режиме истечения газа, объём выброса через ПСК (У_екрит, м³) определяют по формуле [3]

где S — площадь отверстия, через которое производится выброс газа, м²;

Р_а — абсолютное давление газа, кгс/см²;

т — время истечения газа, сек;

110 — эмпирический коэффициент,м*см²/кгс.

В Приложении 4 приведен расчет объёма выброса природного газа через ПСК.