Магистраль – трубопровод, предназначенный для передачи газа, нефти, воды, нефтепродуктов от места добычи или получения до места потребления. Это целый комплекс сооружений, включающий трубы, станции, установки защиты, резервуары для хранения и прочее. Магистральный газопровод – разновидность, обеспечивающая транспортировку природного газа.
Предназначение магистрального газопровода
Магистральный газопровод транспортирует газ от места добычи до распределительных станций
Магистральный газ – это природный газ, добываемый из месторождений. Магистраль доставляет голубое топливо от точки добычи или места обработки до конечных пунктов. Сюда же входит система трубопроводов, связывающая отдельные места добычи газа. Все они составляют собой Единую систему газоснабжения Российской Федерации.
Конечным пунктом магистрали выступает не конкретный потребитель, а предприятие или станция. Трубопровод, по которому газ доставляют от магистральной трубы к населенному пункту, называют ответвлением.
Диаметр труб магистрали очень велик – от 720 до 1420 мм. Голубое топливо транспортируют только под избыточным давлением. Для магистрального газопровода допускается использовать только стальные бесшовные холоднокатаные трубы.
Прокладывают систему разными способами:
- Подземный монтаж – самый выгодный. Трубы укладывают в траншеи на глубину 0,8 м и 1 м при диаметре до 1000 мм и до 1400 мм соответственно. В болотистых и торфяных грунтах глубина нужна больше – 1,1 м, а в скалистых меньшая – 0,6 м.
- Надземный – магистраль устанавливается на опорах, а не лежит на земле.
- Наземный – такой вариант реализуется в насыпных дамбах.
- Подводный – если газ добывают со дна водоема, обустраивают подводный газопровод.
За функциональностью магистрального газопровода обычно отвечает государственная компания.
Разновидности магистралей
Магистральный трубопровод – сложная система. Классифицируют ее по самым разным признакам: диаметру используемых труб, давлению, под которым передается голубое топливо, методу укладки, конструкции системы. Производительность и назначение газопроводов разные.
В зависимости от рабочего давления
По величине давления различают 2 класса магистралей для передачи газа:
- 1 – рабочее давление составляет 2,5–20 МПа. Допускается передача сжиженного газа.
- 2 – величина напора составляет 1,2–2,5 МПа.
Диаметр и толщина стенок определяется назначением и способом укладки газопровода. От таких показателей зависит материал трубы. Для изделий диаметром до 500 мм изготавливают из спокойных углеродистых и низкоуглеродистых сталей, для труб сечением до 1020 мм – из спокойных и полуспокойных низкоуглеродистых сплавов. Трубы размером до 1420 мм выполняют только из низколегированной стали.
В зависимости от назначения
Газовая магистраль сооружается для разных целей. Величина конструкции заметно отличается:
- Магистральные – выполняют транспортировку газа на большие расстояния. Система включает насосные установки, очистные сооружения, газораспределительные конструкции. Магистраль функционирует непрерывно, это одно из важнейших условий.
- Технологические – системы, обслуживающие предприятия. Могут передавать природный газ, пар и другие газы. Они же обеспечивают отвод отходов производства.
- Коммунально-сетевые – транспортируют пар. Давление здесь намного ниже, но конструкция такой системы обычно сложная. Различают распределительные, транзитные системы и разветвления.
- Судовые – конструкции для перекачки газа на судах.
- Машинные – напорные и безнапорные системы для подачи топлива, масла. Размеры их невелики.
Каждый газопровод обозначают особым знаком. Маркировка номеруется ГОСТом и входит в магистральный комплекс. На знаке размещают информацию о магистрали и предупреждения.
Общее строение
Магистральный газопровод – это не только трубы, но и разнообразное оборудование, обеспечивающее постоянное непрерывное функционирование:
- трубопровод с ответвлениями, оснащенный лупингами и напорной арматурой, а также все конструкции, обеспечивающие транспортировку: узлы подсоединения, конструкции для преодоления искусственных и естественных препятствий, узлы пуска и замера, конструкции приема для очистки, пункты редуцирования, устройства для ввода метанола,
- установки электрохимической и антикоррозийной защиты стальных труб,
- узлы технологической связи,
- линии электропередач – устанавливаются для управления запорной арматурой, а также электрохимической защитой магистрали,
- устройства контроля за состоянием трубопровода на расстоянии,
- противопожарные средства,
- конструкция для разгазирования и хранения конденсата,
- резервуары для аварийного выпуска сжиженного газа,
- сооружения и постройки службы обслуживания магистрали,
- вертолетные площадки, дороги и знаки, обозначающие месторасположение газопровода,
- подземные станции хранения сжиженных углеводородов,
- насосные станции – компрессорные, наливные, головные, перекачивающиеся, а также резервуарные парки,
- предупредительные указатели.
Предпочтительнее подземная прокладка магистрали. Газопровод и нефтепровод можно укладывать в одном техническом коридоре.
Проектирование магистрального газопровода
Комплексное проектирование предполагает несколько этапов:
- Геодезические, геологические, гидрологические и экологические исследования на всем протяжении будущей магистрали. По полученным сведениям определяют каким образом прокладывать трубу, где устанавливать насосы, потребуется ли дополнительное обслуживающие оборудование.
- Определение эффективности и экономической выгоды: определяется объем перекачки, зоны поставки, конечные и начальные пункты и пункты промежуточного отбора.
- Расчет характеристики трубопровода – диаметр труб, рабочее и максимальное давление, число перекачивающих станций.
- Проектирование резервуаров, распределительных станций, узлов передачи и отбора, очистных сооружений и прочего.
- Экономическое обоснование рентабельности: стоимость строительства, сравнение с другими способами доставки топлива.
Результат проектирования – комплекс технической документации, включающей сметы, расчеты, чертежи, макеты, ТЭО, записки и другие материалы, необходимые для строительства.
Схема строительства
Монониточный газопровод труба одинакового диаметра на всем протяжении
Схемы укладки магистрального газа используются разные:
- монониточные – система монтируется из труб одинакового диаметра на всем протяжении,
- многониточные – в одном техническом коридоре укладывают несколько трубопроводов,
- телескопические – диаметр трубопровода от начальной до конечной станции изменяется.
Если укладка магистрали включает разные сооружения – подземный контур, надземный, подводный, – используют более сложные схемы строительства.
Сравнение магистрального газа с газгольдером
Под магистралью чаще всего подразумевают ответвление газопровода с давленым ниже 0,005 МПа. Для газификации дома требуется спроектировать и установить внешний и внутренний газопровод, подключить газовые приборы внутри дома и подсоединить контур к местному газопроводу.
Газгольдер – резервуар для хранения сжиженного газа. Смесь пропана и бутана закачивают в стальной контейнер под давлением. Сжиженная смесь постепенно переходит в газообразную, вытесняясь в газопровод благодаря разнице в давлении. Резервуар устанавливают на участке возле дома, соединяют трубопроводом с газовыми приборами в здании. По мере исчерпания топлива газ периодически закачивают.
Все работы по установке магистрали и газгольдера выполняют только сотрудники газовых служб.
Оба варианта имеют свои плюсы и минусы:
- Магистральный газ – это метан на 98%. В резервуаре хранят смесь пропана и бутана.
- При авариях на трубопроводах магистральный газ могут отключить. Газгольдер обеспечивает автономность.
- Стоимость подключения к магистрали в среднем составляет 50–100 тыс. р. Строительство газгольдера и установка обслуживающее оборудования стоит не менее 200 тыс. р.
- Сроки сооружения зависят от многих факторов. Если газовая труба в поселке есть, подключение выполняется за 1–3 дня. Документы собирают дольше. Но если от здания до магистрали более 200 м, подключение затянется на 3–4 месяца. Установка газгольдера занимает 1–3 дня.
- Безопасность магистрального газа выше. Метан легче воздуха и при утечке поднимается вверх. Если в доме нормальная вентиляция, риск отравлении или пожара невелик. Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха и накапливается на уровне пола до критических величин совершенно незаметно.
Из-за опасности утечки газгольдеры запрещено размещать рядом с колодцами и подвалами.
Стоимость использования примерно равная. Хотя метан из магистрали стоит в 3–4 раза дешевле, на деле расходуется он намного быстрее. При сжигании метана выделяется всего 9 кВт, а при горении пропан-бутановой смеси – 28 кВт, поэтому при отоплении здания природного газа приходится сжечь в 3 раза больше.
Правила использования газопровода и защита
Заниматься установкой и обслуживанием газопровода могут только представители газовой службы с допуском к таким работам
Правила технической эксплуатации магистралей подробно описывают нормы и требования к эксплуатации основных объектов и оборудования. Разработаны рекомендации для каждой составляющей комплекса:
- При устройстве магистрали можно использовать только трубы и СДГ, имеющие сертификаты.
- Подавать в трубопровод можно только очищенный и осушенный газ.
- Запорную арматуру оборудуют системами местного и дистанционного управления.
- При контакте сплава и земли металл подвергается электрохимической коррозии. Она существенно сокращает срок эксплуатации газопровода. Чтобы предупредить ее, устанавливают катодную, протекторную или дренажную защиту.
- Все работы по осмотру, ремонту и профилактики магистрального газопровода проводят только сотрудники газовой службы.
Правила эксплуатации и использования газопроводов со средним и низким давлением идентичны. Разницу представляют собой только способы ремонта или прокладки, связанные с величиной напора.