الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغازات الطبيعية. حساب خليط الغازات

23.09.2019

الخصائص الفيزيائية والكيميائية غازات طبيعية. حساب خليط الغازات.

تنقسم الغازات إلى غازات طبيعية واصطناعية. في الوقت الحاضر ، يستخدم الغاز الطبيعي بشكل أساسي لتزويد الغاز. لديهم تركيبة معقدة متعددة المكونات. اعتمادًا على الأصل ، تنقسم الغازات الطبيعية إلى ثلاث مجموعات:

1. الغازات المستخرجة من حقول الغاز البحت ، 82 ... 98٪ تتكون من غاز الميثان ؛

2. غازات حقول مكثفات الغاز تحتوي على 80 .. 95٪ ميثان.

3. غازات حقول النفط (الغازات البترولية المصاحبة) التي تحتوي على 30 ... 70٪ ميثان وكمية كبيرة من الهيدروكربونات الثقيلة. الغازات التي تحتوي على هيدروكربونات ثقيلة (من البروبان وما فوق) أقل من 50 جم / م 3 تسمى عادة جافة أو "قليلة الدهن" ، وتحتوي على نسبة عالية من الهيدروكربونات - "دهنية".

في الآونة الأخيرة ، بدأ الناس كثيرًا في الحديث عن المجموعة الرابعة من الغازات الطبيعية - الغاز الصخري وميثان طبقة الفحم. الغاز الصخري هو غاز طبيعي يتم استخراجه من الصخر الزيتي ، ويتكون في الغالب من غاز الميثان. يتكون الغاز الصخري نتيجة تحلل مادة الكيروجين الموجودة في الصخر الزيتي ؛ الغاز موجود في microcracks. مقياس الإنتاج الصناعيتم إطلاق الغاز الصخري في الولايات المتحدة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين في حقل بارنيت شيل. شكرا ل نمو حادمن إنتاجها ، الذي أطلق عليه "ثورة الغاز" في وسائل الإعلام ، في عام 2009 ، أصبحت الولايات المتحدة رائدة العالم في إنتاج الغاز ، حيث يأتي أكثر من 40٪ من مصادر غير تقليدية (ميثان طبقة الفحم والغاز الصخري). يوجد ميثان طبقة الفحم في الرواسب الحاملة للفحم. يسبب انفجارات في مناجم الفحم. ميثان طبقة الفحم أنظف من الفحم ووقود فعال.

الغازات الطبيعية عديمة اللون والرائحة وفي الحالة الطبيعية تكون مختلفة دول التجميع. الميثان والإيثان والإيثيلين الغازي والبروبان والبيوتان والبيوتيلين والبروبيلين - على شكل أبخرة سائلة وتحت ضغوط عالية - مواد سائلة. الهيدروكربونات الثقيلة ، بدءًا من الأيزوبنتان في الحالة الطبيعية - السوائل ، فهي جزء من جزء البنزين. من أجل أن تكون للغازات الطبيعية رائحة لأغراض السلامة ، تمت إضافة مواد خاصة - روائح - إليها بشكل خاص.

عادة ما يتم النظر في الغازات بشرطين:

1. حالة طبيعية - ص n \ u003d 0.1013 ميجا باسكال (عادي الضغط الجوي), تي n \ u003d 273.16 ك (0 0 ج) ؛

2. الحالة القياسية - ص st \ u003d 0.1013 MPa (الضغط الجوي العادي) ، تي st \ u003d 293.16K (20 0 درجة مئوية - درجة حرارة الغرفة).

لإجراء الحساب الهيدروليكي والحراري لأنابيب الغاز وحساب أوضاع التشغيل محطات الضواغطمن الضروري معرفة الخصائص الأساسية للغازات الطبيعية: الكثافة ، اللزوجة ، ثابت الغاز ، القيم الحرجة الزائفة لدرجة الحرارة والضغط ، السعة الحرارية ، معامل التوصيل الحراري ، الانضغاطية ومعاملات جول-طومسون.

الكتلة المولية للغاز ( م) ، إنها كتلة مول واحد من الغاز. يتكون مول واحد من مادة ما يقرب من 6 مليارات تريليون. عدد الجزيئات (يساوي عدد أفوجادرو: نأ = 6.02 10 23). أبعادها [ م] = كجم / مول ، أو [ م] = جم / مول. يتم حساب الكتلة المولية للغاز من حيث الوزن الجزيئي. علي سبيل المثال، الكتلة الجزيئيةالهيدروجين يساوي تقريبًا 2 ، ثم كتلته المولية م≈2 جم / مول = 2 10 -3 كجم / مول. للأكسجين م≈32 جم / مول ، للنيتروجين م≈28 جم / مول للبروبان (C 3 H 8) م≈12 3 + 1 8 = 44 جم / مول ، إلخ. كثافة الغاز هي كتلة وحدة الحجم:

الكثافة النسبية للغاز في الهواء هي نسبة كثافة الغاز إلى كثافة الهواء. بالنسبة لجميع حالات الغاز ، يحدث التعبير:

هنا [ م] = جم / مول ، 28.96 جم / مول هي الكتلة المولية للهواء. للحالة القياسية

هنا ρ هي كثافة الغاز في ظل الظروف القياسية (كثافة الهواء في ظل الظروف القياسية 1.205 كجم / م 3 ، للظروف العادية 1.29 كجم / م 3).

أي غاز بكمية 1 مول في الحالة العادية يشغل حجمًا يقارب 22.4 10 -3 م 3 ، وبالتالي فإن كثافة الغاز في الظروف العادية

هنا [ م] = g / mol ، لكن هذا التعبير غير صالح للحالة القياسية.

لزوجة (ديناميكية) الغاز μ ، أ [ μ ] = Pa · s. يتم تحديد لزوجة الغاز عن طريق نقل الزخم (من طبقة إلى أخرى) بواسطة جزيء غاز أثناء انتقاله من طبقة تدفق إلى أخرى. لذلك ، تعتمد لزوجة الغاز بشدة على درجة الحرارة وهي مستقلة تقريبًا عن ضغط الغاز (حتى 4 ميجا باسكال). متحرك μ والحركية ν ترتبط لزوجة غاز الغاز بالعلاقة:

السعة الحرارية النوعية للغاز عند ضغط ثابت مع، أ [ مع] = J / (كجم · K). إنها تساوي كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 كجم من الغاز بمقدار 1 كلفن عند ضغط ثابت. ضغط الغاز صيوضح القوة المؤثرة على طول المعدل الطبيعي لمساحة الوحدة لجدار الوعاء من جزيئات الغاز. [ ص] = أجهزة الصراف الآلي ، [ ص] = Pa ، أو [ م] = الآلام والكروب الذهنية. 1 ميجا باسكال = 10 6 باسكال≈10 أجهزة الصراف الآلي. يتم تحديد درجة حرارة الغاز على مقياس كلفن وسلسيوس ، وهما مرتبطان بالعلاقات:

في كثير من الحالات ، عن طريق الضغط ، يمكن تحويل الغاز إلى سائل. ومع ذلك ، يجب أن تكون درجة حرارة الغاز أقل من الحرجة ( تيسجل تجاري). إذا كان يساوي أو أعلى حرارة حرجةثم لا يتحول الغاز إلى سائل تحت أي ضغط. وأيضًا ، إذا كان ضغط الغاز يساوي أو أعلى من الضغط الحرج ( ص cr) ، ثم في المستقبل ، عند عدم وجود درجة حرارة ، لا يتحول الغاز إلى سائل.

تشمل الأنواع الرئيسية لنقل الغاز النقل بالسكك الحديدية والنقل البحري و النقل عبر خطوط الأنابيب. كل وسيلة نقل لها نقاط قوة وضعف.

لحساب خليط الغازات ، من الضروري معرفة معادلة حالة الغاز. تتعلق معادلة حالة الغاز بالمعلمات الأساسية للغاز ، مثل كميته وحجمه وضغطه ودرجة حرارته. من المدرسة والمسار العالي للفيزياء ، تعرف معادلات حالة مندليف-كلابيرون ، فان دير فال ، وبالنسبة لخطوط أنابيب الغاز ، فإن معادلة حالة الغاز ، المكتوبة من حيث انضغاط الغاز ، ملائمة:

أين ص-ثابت الغاز المحدد لخليط غاز أو غاز معين. يوجد من خلال ثابت الغاز العام (8.314J / (mol K)):

وحدات القياس في التعبير (8): [ م] = كجم ، [ م] = كجم / مول ، ([ ص] = باسكال). ضفي التعبير (128) يسمى انضغاطية الغاز (عامل الانضغاط) لخليط غاز أو غاز معين. يعتمد عامل الانضغاطية على حالة الغاز. يتم تحديده عادةً بواسطة مخططات بيانات خاصة بناءً على درجات الحرارة والضغوط المحددة ، أو في شكل تحليلي وفقًا لصيغة موصى بها بواسطة معايير تصميم الصناعة. تسمى القيم معلمات الغاز المخفض:

. (129)

يأخذ عامل الانضغاط في الاعتبار انحراف خصائص الغاز الطبيعي عن قوانين الغاز المثالي. هناك صيغتان موصى بهما بواسطة أكواد التصميم الصناعي لعامل الانضغاط. لكن كلاهما تقريبي ويعطيان نفس النتائج تقريبًا للمعلمات الحقيقية لخط أنابيب الغاز الرئيسي. أول الصيغ:

والصيغة الأخرى هي:

. (131)

في هذه الصيغ الخاصة بخط أنابيب الغاز الرئيسي ، يتم أخذ متوسط قيم الضغط ودرجة الحرارة:

. (132)

الصيغة الأولى مناسبة للحساب.

عادةً ما تمر كمية خليط الغاز (أو الغاز) عبر حجمه. لكن الحجم يعتمد على الحالة الحقيقية للغاز ، أي إذا كان حجم العمل للغاز معروفًا بحالة معينة الخامس، ثم في حالات أخرى ، ستكون أحجام الغاز المقابلة مختلفة. من أجل الوضوح ، يتم أخذ الأحجام للظروف العادية والقياسية. في الحسابات الفنية ، وحسابات تخزين ونقل الغاز ، وكذلك في الحسابات التجارية ، يتم إحضار حجم الغاز إلى الحالة القياسية.

الصيغة الخاصة بجلب حجم العمل للغاز إلى حالة طبيعية (الحجم الطبيعي) هي كما يلي:

. (133)

معادلة جلب حجم العمل للغاز إلى الحالة القياسية (الحجم التجاري):

. (134)

هنا [ ص] = الآلام والكروب الذهنية.

تشمل الخصائص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة لخليط الغاز المعلمات التالية: الكتلة المولية م، درجة الحرارة الزائفة تيكر ، الضغط السياسي الزائف صكر ، حجم pseudocritical الخامسسجل تجاري، حرارة نوعيةغاز عند ضغط ثابت ولزوجة ديناميكية وموصلية حرارية λ . يتم تحديدها من خلال خصائص كل مكون من مكونات الخليط.

يتميز تكوين خليط الغاز بالكتلة أو الحجم أو الكسور الجزيئية لكل مكون. الكسور الحجمية لكل مكون من الخليط تساوي الكسور الجزيئية المقابلة ومن السهل حسابها. دع الكسور الحجمية لكل مكون من مكونات الخليط في 1 , في 2 , في 3 ، إلخ. إذن تكون الصيغة التالية صحيحة دائمًا لمزيج الغاز بأكمله:

يتم تحديد المعلمات المتبقية للخليط في مصادر مختلفة بشكل مختلف. أسهل طريقة هي طريقة التحديد وفقًا لقاعدة الجمع (الجمع النسبي). هذه الطريقة سهلة الاستخدام ولكنها ليست دقيقة للغاية. يتم استخدامه عندما حسابات إرشاديةويعطي نتيجة جيدة جدا عندما تكون نسبة الميثان في الخليط على الأقل 96٪ (خاصة عند حساب اللزوجة). لذا.

خصائص الميثان

§ عديم اللون.

§ غير سام (غير سام) ؛

§ عديم الرائحة والمذاق.

§ يتكون الميثان من 75٪ كربون ، 25٪ هيدروجين.

§ جاذبية معينة 0.717 كجم / م 3 (أخف من الهواء بمرتين).

§ نقطة الوميضهي أدنى درجة حرارة ابتدائية يبدأ عندها الاحتراق. بالنسبة للميثان ، فهو يساوي 645 درجة مئوية.

§ درجة حرارة الاحتراق- هذه درجة الحرارة القصوى، والتي يمكن تحقيقها باستخدام احتراق كاملالغاز ، إذا كانت كمية الهواء المطلوبة للاحتراق تتوافق تمامًا مع الصيغ الكيميائية للاحتراق. بالنسبة للميثان ، فهو يساوي 1100-1400 o ويعتمد على ظروف الاحتراق.

§ حرارة الاحتراق- هذه هي كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أثناء الاحتراق الكامل بمقدار 1 م 3 من الغاز وتساوي 8500 كيلو كالوري / م 3.

§ معدل انتشار اللهبيساوي 0.67 م / ث.

خليط الغاز والهواء

حيث يوجد الغاز:

ما يصل إلى 5٪ لا يحترق ؛

5 إلى 15٪ ينفجر ؛

تحترق أكثر من 15٪ عند توفير هواء إضافي (كل هذا يعتمد على نسبة حجم الغاز في الهواء ويسمى حدود المتفجرة)

الغازات القابلة للاحتراق عديمة الرائحة ، لاكتشافها في الهواء في الوقت المناسب ، والكشف السريع والدقيق عن التسربات ، فإن الغاز ذو رائحة ، أي تفوح منه رائحة. للقيام بذلك ، استخدم ETHYLMERKOPTAN. معدل الروائح 16 جرام لكل 1000 م 3. إذا كان هناك 1٪ غاز طبيعي في الهواء ، فيجب الشعور برائحته.

يجب أن يتوافق الغاز المستخدم كوقود مع متطلبات GOST وأن يحتوي على الشوائب الضارة لكل 100 م 3 لا تزيد عن:

كبريتيد الهيدروجين 0.02جي / م

الأمونيا 2 غرام.

حمض الهيدروسيانيك 5 غرام.

الراتنج والغبار 0.001 جم / م 3

النفثالين 10 غرام.

أكسجين 1٪.

لاستخدام الغاز الطبيعي عدة مزايا:

عدم وجود الرماد والغبار وإزالة الجسيمات الصلبة في الغلاف الجوي ؛

قيمة عالية من السعرات الحرارية

· راحة النقل والحرق.

تسهيل عمل أفراد الصيانة ؛

· تحسين الظروف الصحية والصحية في المراجل والمناطق المجاورة.

مجموعة واسعة من التحكم الآلي.

عند استخدام الغاز الطبيعي ، يلزم اتخاذ احتياطات خاصة ، مثل التسرب المحتمل من خلال التسريبات عند تقاطع خط أنابيب الغاز والتجهيزات. يؤدي وجود أكثر من 20٪ من الغاز في الغرفة إلى الاختناق ، وتراكمه في حجم مغلق يزيد عن 5٪ إلى 15٪ يؤدي إلى انفجار خليط الغاز والهواء. إطلاقات احتراق غير كاملة أول أكسيد الكربون، والتي تعتبر سامة حتى بتركيز منخفض (0.15٪).

حرق الغاز الطبيعي

احتراقدعا سريع مركب كيميائيعندما تحدث الأجزاء القابلة للاحتراق من الوقود مع الأكسجين الجوي درجة حرارة عالية، مصحوبًا بإطلاق حرارة مع تكوين لهب ونواتج احتراق. يحدث الحرق كاملة وغير كاملة.

حرق كامليحدث عند وجود أكسجين كافٍ. أسباب نقص الأكسجين احتراق غير كامل، حيث يتم إطلاق كمية أقل من الحرارة عن الحد الأقصى ، أول أكسيد الكربون (تأثير سام على أفراد الصيانة) ، يتشكل السخام على سطح المرجل ويزيد فقد الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود ، وانخفاض كفاءة المرجل ، والغلاف الجوي التلوث.

منتجات احتراق الغاز الطبيعي هي- ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وبعض الأكسجين الزائد والنيتروجين. يتم احتواء الأكسجين الزائد في منتجات الاحتراق فقط في تلك الحالات التي يحدث فيها الاحتراق مع الهواء الزائد ، والنيتروجين موجود دائمًا في منتجات الاحتراق ، لأنه. هو جزء لا يتجزأالهواء ولا يشارك في الاحتراق.

منتجات احتراق غير كامليمكن أن يكون الغازأول أكسيد الكربون ، الهيدروجين والميثان غير المحترق ، الهيدروكربونات الثقيلة ، السخام.

تفاعل الميثان:

CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

حسب الصيغة من أجل احتراق 1 م 3 من الميثان ، نحتاج إلى 10 م 3 من الهواء ، حيث يوجد 2 م 3 من الأكسجين.في الممارسة العملية ، لحرق 1 م 3 من الميثان ، هناك حاجة إلى مزيد من الهواء ، مع مراعاة جميع أنواع الخسائر ، لذلك يتم تطبيق معامل لالهواء الزائد والذي = 1.05-1.1.

حجم الهواء النظري = 10 م 3

حجم الهواء العملي = 10 * 1.05 = 10.5 أو 10 * 1.1 = 11

اكتمال الاحتراقيمكن تحديد الوقود بصريًا من خلال لون وطبيعة اللهب ، وكذلك باستخدام محلل الغاز.

لهب أزرق شفاف - احتراق كامل للغاز ؛

أحمر أو أصفر مع خطوط مدخنة - الاحتراق غير مكتمل.

يتم التحكم في الاحتراق عن طريق زيادة إمداد الهواء للفرن أو تقليل إمداد الغاز. تستخدم هذه العملية الهواء الأولي والثانوي.

هواء ثانوي- 40-50٪ (مختلطة مع الغاز في فرن الغلاية أثناء الاحتراق)

الهواء الأساسي- 50-60٪ (يخلط مع الغاز في الموقد قبل الاحتراق) يستخدم خليط الغاز والهواء للاحتراق

يتميز الاحتراق معدل انتشار اللهبهي السرعة التي بها عنصر مقدمة اللهب الهوامشنفاثة طازجة نسبيًا من خليط الهواء والغاز.

يعتمد معدل الاحتراق وانتشار اللهب على:

من تكوين الخليط.

على درجة الحرارة

من الضغط

على نسبة الغاز والهواء.

يحدد معدل الاحتراق أحد الشروط الرئيسية للتشغيل الموثوق به لمنزل المرجل ويميزه فصل اللهب واختراقه.

كسر اللهب- يحدث إذا كانت سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الموقد أكبر من سرعة الاحتراق.

اسباب الفراق: زيادة مفرطة في إمداد الغاز أو تفريغ مفرط في الفرن (مسودة). لوحظ انفصال اللهب أثناء الاشتعال وعند تشغيل الشعلات. يؤدي فصل اللهب إلى تلوث الغاز في الفرن وقنوات الغاز في الغلاية وإلى حدوث انفجار.

مصباح يدوي- يحدث إذا كانت سرعة انتشار اللهب (سرعة الاحتراق) أكبر من سرعة تدفق خليط الهواء والغاز من الموقد. ويرافق الاختراق احتراق خليط الغاز والهواء داخل الموقد ، ويسخن الموقد ويفشل. في بعض الأحيان يكون الاختراق مصحوبًا بفرقعة أو انفجار داخل الموقد. في هذه الحالة ، لا يمكن تدمير الموقد فحسب ، بل يمكن أيضًا تدمير الجدار الأمامي للغلاية. يحدث التجاوز عندما تقل إمدادات الغاز بشكل حاد.

عندما ينفجر اللهب ويومض ، يجب على موظفي الصيانة إيقاف إمداد الوقود ، ومعرفة السبب والقضاء عليه ، وتهوية الفرن وأنابيب الغاز لمدة 10-15 دقيقة وإشعال النار.

يمكن تقسيم عملية احتراق الوقود الغازي إلى 4 مراحل:

1. تدفق الغاز من فوهة الموقد إلى الموقد تحت ضغط بمعدل متزايد.

2. تكوين خليط من الغاز مع الهواء.

3. اشتعال الخليط الناتج عن الاشتعال.

4. احتراق خليط قابل للاشتعال.

خطوط أنابيب الغاز

يتم توريد الغاز للمستهلك من خلال خطوط انابيب الغاز - الخارجية والداخلية- الى محطات توزيع الغاز الموجودة خارج المدينة ومنها عبر خطوط انابيب الغاز الى نقاط التحكم بالغاز التكسير الهيدروليكيأو أجهزة التحكم بالغاز GRUالمؤسسات الصناعية.

خطوط أنابيب الغاز هي:

· ضغط مرتفعالفئة الأولىأكثر من 0.6 ميجا باسكال حتى 1.2 ميجا باسكال شاملة ؛

· ضغط عالي فئة ثانيةأكثر من 0.3 ميجا باسكال إلى 0.6 ميجا باسكال ؛

· ضغط متوسط فئة ثالثةأكثر من 0.005 ميجا باسكال إلى 0.3 ميجا باسكال ؛

· ضغط منخفضالفئة الرابعةما يصل إلى 0.005 ميجا باسكال شاملة.

MPa تعني ميجا باسكال

يتم وضع خطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المتوسط والمنخفض فقط في غرفة المرجل. يسمى القسم من خط أنابيب توزيع الغاز للشبكة (المدينة) إلى المبنى ، جنبًا إلى جنب مع جهاز الفصل ، إدخال.

يعتبر خط أنابيب الغاز المدخل هو القسم من جهاز الفصل عند المدخل ، إذا تم تثبيته خارج المبنى إلى خط أنابيب الغاز الداخلي.

عند مدخل الغاز إلى غرفة المرجل في مكان مضاء ومناسب للصيانة ، يجب أن يكون هناك صمام. يجب أن يكون هناك شفة عازلة أمام الصمام للحماية من التيارات الشاردة. في كل فرع من خط أنابيب توزيع الغاز إلى الغلاية ، يتم توفير ما لا يقل عن جهازي فصل ، أحدهما مثبت مباشرة أمام الموقد. بالإضافة إلى التركيبات والأجهزة الموجودة على خط أنابيب الغاز ، أمام كل غلاية ، يلزم التثبيت جهاز أوتوماتيكيتوفير عمل آمنسخان مياه. من أجل منع دخول الغازات إلى فرن الغلاية ، إذا كانت أجهزة الإغلاق معيبة ، يلزم وجود شموع تطهير وأنابيب غاز آمنة مزودة بأجهزة إغلاق ، والتي يجب أن تكون مفتوحة عندما تكون الغلايات غير نشطة. يتم طلاء خطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المنخفض في غرف الغلايات في الأصفر، وضغط متوسط باللون الأصفر مع حلقات حمراء.

مواقد الغاز

مواقد الغاز- موقد غاز مصمم ليتم تزويده بمكان الاحتراق حسب المتطلبات التكنولوجية، خليط غاز - هواء محضر أو غاز وهواء منفصلين ، وكذلك لضمان الاحتراق المستدام للوقود الغازي والتحكم في عملية الاحتراق.

يتم عرض الشعلات المتطلبات التالية:

· يجب أن تكون الأنواع الرئيسية من الحراقات منتجة بكميات كبيرة في المصانع.

يجب أن تضمن المحارق مرور كمية معينة من الغاز واكتمال احتراقها ؛

تزود الحد الأدنى من المبلغ الانبعاثات الضارةفي الغلاف الجوي

يجب أن يعمل بدون ضوضاء وفصل ومضة للهب ؛

يجب أن تكون سهلة الصيانة ومريحة للمراجعة والإصلاح ؛

إذا لزم الأمر ، يمكن استخدامها كوقود احتياطي ؛

· تخضع عينات المواقد التي تم إنشاؤها وتشغيلها حديثًا لاختبار GOST ؛

السمة الرئيسية للشعلات هي الطاقة الحرارية، والتي تُفهم على أنها كمية الحرارة التي يمكن إطلاقها أثناء الاحتراق الكامل للوقود المزود من خلال الموقد. يمكن العثور على كل هذه الخصائص في ورقة بيانات الموقد.

المقدمة

1.1 الأحكام العامة

1.1.1 تم تطوير مشروع الدورة التدريبية (إمداد قرية Kinzebulatovo بالغاز) على أساس المخطط العام للمستوطنة.

1.1.2 عند تطوير المشروع ، متطلبات الرئيسية الوثائق المعيارية:

- نسخة محدثة من SNiP 42-01 2002 "شبكات توزيع الغاز".

- SP 42-101 2003 "أحكام عامة لتصميم وبناء أنظمة توزيع الغاز من الأنابيب المعدنية والبولي إيثيلين".

- GOST R 54-960-2012 "وحدات بلوك التحكم بالغاز. نقاط تخفيض الغاز في الخزانة.

1.2 معلومات عامةحول مكان

1.2.1 لا توجد مؤسسات صناعية وبلدية على أراضي المستوطنة.

1.2.2 المستوطنة مبنية على واحد مباني طوابق. لا يوجد مكان التدفئة المركزيةوإمدادات المياه الساخنة المركزية.

1.2.3 أنظمة توزيع الغاز في أراضي المستوطنة مصنوعة من أنابيب فولاذية تحت الأرض. أنظمة إمداد الغاز الحديثة للتوزيع عبارة عن مجموعة معقدة من الهياكل ، تتكون من العناصر الرئيسية التالية لحلقة الغاز ، والطريق المسدود والشبكات المختلطة من الضغط المنخفض والمتوسط والعالي ، الموضوعة على أراضي مدينة أو مستوطنة أخرى داخل الكتل وداخلها المباني ، على الطرق السريعة - على الطرق السريعة لمحطات التحكم في الغاز (GRS).

وصف منطقة البناء

2.1 معلومات عامة عن المنطقة

كينزيبولاتوفو ، كينزيبولات(باشك. كينيابولاتاستمع)) هي قرية في منطقة إيشيمبايسكي بجمهورية باشكورتوستان ، روسيا.

المركز الإداريمستوطنة ريفية "مجلس قرية بايغوزينسكي"

يبلغ عدد سكانها حوالي ألف شخص. تقع Kinzebulatovo على بعد 15 كم من أقرب مدينة - Ishimbay - و 165 كم من عاصمة Bashkortostan - Ufa.

يتكون من جزأين - قرية بشكير ومستوطنة عمال النفط السابقة.

نهر طيرق يتدفق.

هناك أيضًا حقل نفط Kinzebulatovskoye.

الأعمال الزراعية - رابطة مزارع الفلاحين "الطبال"

حساب خصائص تكوين الغاز الطبيعي

3.1 الميزات وقود الغاز

3.1.1 للغاز الطبيعي عدد من المزايا مقارنة بأنواع الوقود الأخرى:

- تكلفة منخفضة؛

- ارتفاع درجة حرارة الاحتراق ؛

- النقل عن طريق خطوط أنابيب الغاز الرئيسيةالغاز لمسافات طويلة

- الاحتراق الكامل يسهل ظروف عمل الموظفين والصيانة معدات الغازوالشبكات

- عدم وجود أول أكسيد الكربون في تكوين الغاز مما يسمح بتجنب التسمم في حالة التسرب ؛

- إمداد المدن والبلدات بالغاز يؤدي إلى تحسن كبير في حالة أحواضها الجوية ؛

- إمكانية أتمتة عمليات الاحتراق لتحقيق كفاءة عالية ؛

- انبعاثات أقل أثناء احتراق المواد الضارة مقارنة بحرق الوقود الصلب أو السائل.

3.1.2. يتكون وقود الغاز الطبيعي من مكونات قابلة للاحتراق وغير قابلة للاحتراق. كلما زاد الجزء القابل للاحتراق من الوقود ، زاد عدد أجزاء الوقود حرارة نوعيةاحتراقه. جزء قابل للاحتراقأو المواد العضوية مركبات العضويةوالتي تشمل الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت. يتكون الجزء غير القابل للاحتراق من القاعة والرطوبة. المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي هي الميثان CH 4 من 86 إلى 95٪ ، الهيدروكربونات الثقيلة Cm H n (4-9٪) ، شوائب الصابورة هي النيتروجين و نشبع. يصل محتوى الميثان في الغازات الطبيعية إلى 98٪. الغاز ليس له لون ولا رائحة ، لذلك فهو ذو رائحة. تتكون الغازات الطبيعية القابلة للاحتراق وفقًا لـ GOST 5542-87 و GOST 22667-87 بشكل أساسي من الهيدروكربونات من سلسلة الميثان.

3.2 الغازات القابلة للاحتراق المستخدمة في إمداد الغاز. الخصائص الفيزيائية للغاز.

3.2.1 تُستخدم الغازات الاصطناعية الطبيعية لتزويد الغاز وفقًا لـ GOST 5542-87 ، ويجب ألا يتجاوز محتوى الشوائب الضارة في 1 جم / 100 م 3 من الغاز:

- كبريتيد الهيدروجين - 2 جم ؛

- الأمونيا - 2 جم ؛

- مركبات السيانيد - 5 ؛

- الراتنج والغبار - 0.1 جم ؛

- النفثالين - 10 جم. الصيف و 5 سنوات. في الشتاء.

- غازات حقول الغاز النقي. تتكون بشكل أساسي من الميثان ، وهي جافة أو خفيفة (لا تزيد عن 50 جم / م 3 من البروبان وما فوق) ؛

- الغازات المصاحبة لحقول النفط ، تحتوي على كمية كبيرة من الهيدروكربونات ، عادة 150 جم / م 3 ، وهي غازات دهنية ، وهي عبارة عن خليط من الغاز الجاف وجزء البروبان - البوتان والغازولين.

- غازات رواسب المكثفات ، وهي خليط من الغاز الجاف والمكثفات. أبخرة المكثفات هي مزيج من أبخرة الهيدروكربونات الثقيلة (البنزين ، النفثا ، الكيروسين).

3.2.3. القيمة الحرارية للغاز ، وحقول الغاز النقي ، من 31000 إلى 38000 كيلوجول / م 3 ، والغازات المصاحبة لحقول النفط ، من 38000 إلى 63000 كيلوجول / م 3.

3.3 حساب تكوين الغاز الطبيعي من حقل Proletarskoye

الجدول 1 - تكوين الغاز من حقل Proletarskoye

3.3.1 صافي القيمة الحرارية وكثافة مكونات الغاز الطبيعي.

3.3.2 حساب القيمة الحرارية للغاز الطبيعي:

0.01 (35.84 * CH 4 + 63.37 * C 2 H 6 + 93.37 * C 3 H 8 + 123.77 * C 4 H 10 + 146.37 * C 5 H 12) ، (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 ميجا جول / م 3.

3.3.3 تحديد كثافة الوقود الغازي:

غاز \ u003d 0.01 (0.72 * CH 4 + 1.35 * C 2 H 6 + 2.02 * C 3 H 8 + 2.7 * C 4 H 10 + 3.2 * C 5 H 12 + 1.997 * C0 2 + 1.25 * N 2) ؛ (2)

الشريط = 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 كجم / N 3

3.3.4 تحديد الكثافة النسبية للوقود الغازي:

حيث الهواء 1.21-1.35 كجم / م 3 ؛

ρ rel , (3)

3.3.5 تحديد كمية الهواء اللازمة لحرق 1 م 3 من الغاز نظرياً:

[(0.5CO + 0.5H 2 + 1.5H 2 S + ∑ (m +) C m H n) - 0 2] ؛ (4)

V \ u003d ((1 +) 86.7 + (2 +) 5.3 + (3 +) 2.4 + (4 +) 2.0 + (5 +) 1.5 \ u003d 10.9 م 3 / م 3 ؛

V = = 1.05 * 10.9 = 11.45 م 3 / م 3.

3.3.6 يتم تلخيص خصائص وقود الغاز التي يحددها الحساب في الجدول 2.

الجدول 2 - خصائص وقود الغاز

س مج / م 3	غاز الفوسفور كجم / نيتروجين 3	R rel. كجم / م 3	الخامس م 3 / م 3	الخامس م 3 / م 3
41,34	1,08	0,89	10,9	11,45

تخطيط خط الغاز

4.1 تصنيف خطوط أنابيب الغاز

4.1.1 يتم تصنيف خطوط أنابيب الغاز في المدن والبلدات وفقًا للمؤشرات التالية:

- حسب نوع الغاز المنقول ، الطبيعي ، المصاحب ، البترولي ، الهيدروكربون المسال ، الاصطناعي ، المختلط ؛

- بضغط الغاز المنخفض والمتوسط والعالي (الفئة الأولى والفئة الثانية) ؛ - عن طريق الرواسب بالنسبة إلى الأرض: تحت الأرض (تحت الماء) ، فوق الأرض (السطحية) ؛

- حسب الموقع في نظام تخطيط المدن والبلدات ، خارجيًا وداخليًا ؛

- وفقًا لمبدأ البناء (أنابيب توزيع الغاز): حلقي ، مسدود ، مختلط ؛

- حسب مادة الأنابيب المعدنية وغير المعدنية.

4.2 تحديد مسار خط الأنابيب

4.2.1 يمكن أن يكون نظام توزيع الغاز موثوقًا واقتصاديًا إذا الاختيار الصحيحطرق لمد خطوط أنابيب الغاز. يتأثر اختيار المسار بالظروف التالية: المسافة إلى مستهلكي الغاز ، واتجاه وعرض الممرات ، ونوع سطح الطريق ، ووجود العديد من الهياكل والعقبات على طول الطريق ، والتضاريس ، والتخطيط

أرباع. يتم اختيار مسارات خطوط أنابيب الغاز مع مراعاة نقل الغاز بأقصر طريق.

4.2.2 مد المداخل من خطوط أنابيب الغاز في الشوارع إلى كل مبنى. في المناطق الحضرية ذات التصميم الجديد ، توجد خطوط أنابيب الغاز داخل الكتل. عند تتبع خطوط أنابيب الغاز ، من الضروري مراقبة مسافة خطوط أنابيب الغاز من الهياكل الأخرى. يُسمح بوضع خطين أو أكثر من خطوط أنابيب الغاز في خندق واحد على نفس المستويات أو على مستويات مختلفة (خطوات). في الوقت نفسه ، يجب أن تكون المسافة بين خطوط أنابيب الغاز في الضوء كافية لتركيب وإصلاح خطوط الأنابيب.

4.3 الأحكام الأساسية لمد خطوط أنابيب الغاز

4.3.1 يجب أن يتم مد خطوط أنابيب الغاز على عمق لا يقل عن 0.8 متر إلى الجزء العلوي من خط أنابيب الغاز أو العلبة. في الأماكن التي لا تتوفر فيها حركة للمركبات والمركبات الزراعية ، يُسمح بعمق مد خطوط أنابيب الغاز الفولاذية بما لا يقل عن 0.6 متر. وفي المناطق المعرضة للانهيار الأرضي والتآكل ، يجب مد خطوط أنابيب الغاز على عمق لا يقل عن 0.5 متر من الدمار. في الحالات المبررة ، يُسمح بتمديد خطوط أنابيب الغاز الأرضية على طول جدران المباني داخل الأفنية السكنية والأحياء ، وكذلك على أقسام التبييض من الطريق ، بما في ذلك أقسام المعابر عبر الحواجز الاصطناعية والطبيعية عند عبور المرافق تحت الأرض.

4.3.2 يمكن مد خطوط أنابيب الغاز فوق سطح الأرض والسدود في التربة الصخرية دائمة التجمد وفي الأراضي الرطبة وتحت ظروف التربة الصعبة الأخرى. يجب أن تؤخذ مواد وأبعاد الجسر على أساس الحساب الحراري، وكذلك ضمان استقرار خط أنابيب الغاز والسد.

4.3.3 مد أنابيب الغاز في الأنفاق والمجمعات والقنوات غير مسموح به. الاستثناءات هي وضع خطوط أنابيب الغاز الفولاذية بضغط يصل إلى 0.6 ميجا باسكال على أراضي المؤسسات الصناعية ، وكذلك القنوات في تربة التربة الصقيعية تحت الطرق والسكك الحديدية.

4.3.4 يجب توفير وصلات الأنابيب كتوصيلات من قطعة واحدة. يمكن فصل وصلات الأنابيب الفولاذية مع البولي إيثيلين وفي أماكن تركيب التركيبات والمعدات والأجهزة (KIP). لا يمكن توفير الوصلات القابلة للفصل لأنابيب البولي إيثيلين مع الأنابيب الفولاذية في الأرض إلا إذا تم تركيب علبة بها أنبوب تحكم.

4.3.5 يجب وضع خطوط أنابيب الغاز عند نقاط الدخول والخروج من الأرض ، وكذلك مداخل خطوط أنابيب الغاز إلى المباني ، في حالة. في الفراغ بين الجدار والعلبة ، يجب أن يتم غلقها بكامل سماكة الهيكل المتقاطع ، ويجب أن تُغلق نهايات العلبة بمادة مرنة. يجب توفير مدخل أنابيب الغاز إلى المباني مباشرة إلى الغرفة التي تم فيها تركيب المعدات التي تستخدم الغاز ، أو إلى الغرفة المجاورة ، المتصلة بفتحة مفتوحة. لا يُسمح بدخول خطوط أنابيب الغاز إلى مباني الطابق السفلي و طوابق ارضيةالمباني ، باستثناء مدخلات أنابيب الغاز الطبيعي في منازل الأسرة الواحدة والمباني.

4.3.6 يجب توفير جهاز فصل على خطوط أنابيب الغاز من أجل:

- أمام المباني المسدودة المنفصلة ؛

- لإيقاف ارتفاعات المباني السكنية فوق خمسة طوابق ؛

- أمام معدات استخدام الغاز في الهواء الطلق ؛

- أمام نقاط التحكم في الغاز ، باستثناء مؤسسة التكسير الهيدروليكي ، على فرع خط أنابيب الغاز الذي يوجد به جهاز فصل على مسافة أقل من 100 متر من محطة التكسير الهيدروليكي ؛

- عند مخرج نقاط التحكم في الغاز ، بواسطة خطوط أنابيب غاز ملتوية ؛

- على الفروع من خطوط أنابيب الغاز إلى المستوطنات ، والأحياء الصغيرة الفردية ، والأحياء ، ومجموعات المباني السكنية ، ومع أكثر من 400 شقة ، إلى المنازل الفردية ، وكذلك على الفروع للمستهلكين الصناعيين ومنازل الغلايات ؛

- عند عبور الحواجز المائية بخطين أو أكثر ، بالإضافة إلى خط واحد بعرض حاجز مائي مع أفق منخفض للمياه يبلغ 75 مترًا أو أكثر ؛

- عند عبور السكك الحديدية للشبكة العامة والطرق السريعة من 1-2 فئتين ، إذا كان هناك جهاز فصل يضمن توقف إمداد الغاز عند المعبر الواقع على مسافة من الطرق تزيد عن 1000 م.

4.3.7 فصل الأجهزة على خطوط أنابيب الغاز فوق الأرض ،

على طول جدران المباني وعلى الدعامات ، يجب وضعها على مسافة (في نطاق نصف قطر) من فتحات الأبواب وفتحات النوافذ المفتوحة بما لا يقل عن:

- لأنابيب الغاز ذات الضغط المنخفض - 0.5 م ؛

- لخطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المتوسط - 1 م ؛

- لأنابيب الغاز عالية الضغط من الفئة الثانية - 3 م ؛

- لخطوط انابيب الغاز عالية الضغط من الصنف الاول - 5 م.

في مناطق عبور خطوط أنابيب الغاز على طول جدران المباني ، لا يُسمح بتركيب أجهزة الفصل.

4.3.8 المسافة العمودية (في الضوء) بين خط أنابيب الغاز (الحالة) وتحت الأرض الاتصالات الهندسيةوالهياكل عند تقاطعها يجب أن تؤخذ في الاعتبار متطلبات الوثائق التنظيمية ذات الصلة ، ولكن لا تقل عن 0.2 متر.

4.3.9 عند تقاطع خطوط أنابيب الغاز مع المرافق الأرضية والمجمعات والقنوات لأغراض مختلفة ، وكذلك في الأماكن التي تمر فيها أنابيب الغاز عبر جدران آبار الغاز ، يجب وضع خط أنابيب الغاز في حالة. يجب إخراج نهايات العلبة على مسافة لا تقل عن 2 متر على جانبي الجدران الخارجية للهياكل والاتصالات التي يتم عبورها ، عند عبور جدران آبار الغاز - على مسافة لا تقل عن 2 سم. يجب أن تكون نهايات القضية مختومة مواد العزل المائي. في أحد طرفي العلبة ، عند النقاط العليا من المنحدر (باستثناء تقاطعات جدران الآبار) ، يجب توفير أنبوب تحكم يمر تحت جهاز الحماية. في الفضاء الحلقي للحالة وخط أنابيب الغاز ، يُسمح بوضع كبل تشغيلي (الاتصالات والميكانيكا عن بُعد والحماية الكهربائية) بجهد يصل إلى 60 فولت ، مخصص لخدمة أنظمة توزيع الغاز.

4.3.10 يجب أن يكون لأنابيب البولي إيثيلين المستخدمة في إنشاء خطوط أنابيب الغاز عامل أمان وفقًا لـ GOST R 50838 يبلغ 2.5 على الأقل.

4.3.11 ممنوع مد أنابيب الغاز من أنابيب البولي إيثيلين:

- على أراضي المستوطنات تحت ضغط يزيد عن 0.3 ميجا باسكال ؛

- خارج أراضي المستوطنات بضغط يزيد عن 0.6 ميجا باسكال ؛

- لنقل الغازات المحتوية على الهيدروكربونات العطرية والمكلورة ، وكذلك المرحلة السائلة من غاز البترول المسال ؛

- عند درجة حرارة جدار خط أنابيب الغاز تحت ظروف التشغيل تحت -15 درجة مئوية.

عند استخدام الأنابيب مع عامل أمان لا يقل عن 2.8 ، يُسمح بوضع خطوط أنابيب غاز البولي إيثيلين بضغط يزيد عن 0.3 إلى 0.6 ميجا باسكال في أراضي المستوطنة ذات المباني السكنية المكونة من طابقين والمباني المنزلية. على أراضي صغيرة المستوطنات الريفيةيُسمح بوضع أنابيب غاز البولي إيثيلين بضغط يصل إلى 0.6 ميجا باسكال مع عامل أمان لا يقل عن 2.5. في هذه الحالة ، يجب أن يكون عمق التمديد 0.8 متر على الأقل أعلى الأنبوب.

4.3.12 يجب أن يشمل حساب خطوط أنابيب الغاز للقوة تحديد سمك جدران الأنابيب و ربط الأجزاءوالتوتر فيهم. في الوقت نفسه ، يجب استخدام الأنابيب والتجهيزات التي لا يقل سمك جدارها عن 3 مم لأنابيب الغاز الفولاذية تحت الأرض والسطحية ، و 2 مم على الأقل لأنابيب الغاز الموجودة فوق الأرض والداخلية.

4.3.13 الخصائص الدول المحددةيجب مراعاة عوامل الموثوقية للمسؤولية والقيم القياسية والتصميمية للأحمال والتأثيرات ومجموعاتها ، فضلاً عن القيم القياسية والتصميمية لخصائص المواد في الحسابات ، مع مراعاة متطلبات GOST 27751.

4.3.14 عند البناء في المناطق ذات الظروف الجيولوجية المعقدة والآثار الزلزالية ، فإن متطلبات خاصةوتوفير تدابير لضمان قوة واستقرار وضيق خطوط أنابيب الغاز. يجب حماية خطوط أنابيب الغاز الفولاذية من التآكل.

4.3.15 يجب حماية خطوط أنابيب الغاز الفولاذية وخزانات غاز البترول المسال وإدراج الصلب لأنابيب غاز البولي إيثيلين والأغلفة الفولاذية على خطوط أنابيب الغاز (المشار إليها فيما يلي باسم خطوط أنابيب الغاز) من تآكل التربة والتآكل بواسطة التيارات الشاردة وفقًا لمتطلبات معيار GOST 9.602.

4.3.16 يجب حماية الصناديق الفولاذية لأنابيب الغاز تحت الطرق والسكك الحديدية ومسارات الترام أثناء التمديد بدون خنادق (الثقب والتثقيب والتقنيات الأخرى المسموح باستخدامها) ، كقاعدة عامة ، عن طريق الحماية الكهربائية (3X3) ، عند التمديد طريق مفتوح- أغطية عازلة و 3X3.

4.4 اختيار المواد لخط أنابيب الغاز

4.4.1 لأنابيب الغاز تحت الأرض والبولي إيثيلين و أنابيب فولاذية. يجب استخدام الأنابيب الفولاذية لأنابيب الغاز الأرضية والمرتفعة. بالنسبة لأنابيب الغاز الداخلية ذات الضغط المنخفض ، يُسمح بالأنابيب الفولاذية والنحاسية.

4.4.2 أنابيب الصلب غير الملحومة والملحومة (اللحام المستقيم والدرز اللولبي) والوصلات لأنظمة توزيع الغاز يجب أن تكون مصنوعة من الفولاذ الذي لا يحتوي على أكثر من 0.25٪ كربون و 0.056٪ كبريت و 0.04٪ فوسفور.

4.4.3 يجب أن يتم اختيار المواد للأنابيب وصمامات خطوط الأنابيب والتجهيزات ومواد اللحام والمثبتات وغيرها مع مراعاة ضغط الغاز وقطر وسماكة جدار خط أنابيب الغاز ودرجة حرارة تصميم الهواء الخارجي في منطقة البناء ودرجة حرارة جدار الأنبوب أثناء التشغيل ، والظروف الأرضية والطبيعية ، ووجود أحمال الاهتزاز.

4.5 التغلب على العوائق الطبيعية بواسطة خط أنابيب الغاز

4.5.1 التغلب على العوائق الطبيعية بواسطة خطوط أنابيب الغاز. العوائق الطبيعية هي الحواجز المائية والوديان والوديان والجسور. يجب مد خطوط أنابيب الغاز عند المعابر تحت الماء بعمق في قاع حواجز المياه المتقاطعة. إذا لزم الأمر ، بناءً على نتائج حسابات الصعود ، من الضروري موازنة خط الأنابيب. يجب أن تكون علامة الجزء العلوي من خط أنابيب الغاز (الصابورة ، البطانة) 0.5 متر على الأقل ، وعند المعابر عبر الأنهار الصالحة للملاحة والطوف - 1.0 متر تحت مستوى القاع المتوقع لمدة 25 عامًا. عند أداء العمل بطريقة الحفر الموجه - على الأقل 20 مترًا تحت ملف التعريف السفلي المتوقع.

4.5.2 عند المعابر تحت الماء ، يجب استخدام ما يلي:

- أنابيب فولاذية يزيد سمك جدارها عن 2 مم عن السماكة المحسوبة ، ولكن لا تقل عن 5 مم ؛

- أنابيب البولي إيثيلين بنسبة أبعاد قياسية للقطر الخارجي للأنبوب إلى سمك الجدار (SDR) لا تزيد عن 11 (وفقًا لـ GOST R 50838) مع عامل أمان لا يقل عن 2.5.

4.5.3 ارتفاع وضع التقاطع السطحي لخط أنابيب الغاز من المستوى المحسوب لارتفاع المياه أو انجراف الجليد (الأفق) ارتفاع المياه- يجب أخذ GVV أو الانجراف الجليدي - GVL) إلى أسفل الأنبوب أو الهيكل العلوي:

- عند عبور الوديان والوديان - ليس أقل من 0.5 متر وفوق 5٪ من GVV ؛

- عند عبور الأنهار غير الصالحة للملاحة وغير السبائكية - على الأقل 0.2 متر فوق GVV و GVL بنسبة أمان 2 ٪ ، وإذا كان هناك مشاة جذع على الأنهار - مع الأخذ في الاعتبار ، ولكن لا تقل عن متر واحد فوق GVV بنسبة 1٪ أمان ؛

- عند عبور الأنهار الصالحة للملاحة والطوف - ما لا يقل عن القيم التي حددتها معايير التصميم لمعابر الجسور في الأنهار الصالحة للملاحة.

4.5.4 يجب وضع صمامات الإغلاق على مسافة لا تقل عن 10 أمتار من حدود العبور. تعتبر حدود الانتقال هي الأماكن التي يعبر فيها خط أنابيب الغاز أفق المياه العالي بنسبة أمان بنسبة 10 ٪.

4.6 عبور العوائق الاصطناعية بواسطة خط أنابيب الغاز

4.6.1 عبور العوائق الاصطناعية بواسطة خطوط أنابيب الغاز. العوائق الاصطناعية هي الطرق والسكك الحديدية والترام ، وكذلك السدود المختلفة.

4.6.2 يجب أن تكون المسافة الأفقية من التقاطعات لأنابيب الغاز تحت الأرض لخطوط الترام والسكك الحديدية والطرق السريعة على الأقل:

- للجسور والأنفاق على السكك الحديدية العامة ومسارات الترام والطرق السريعة من الفئات 1-3 ، وكذلك ما يصل إلى جسور المشاة، والأنفاق من خلالها - 30 م ، وللسكك الحديدية غير العامة ، والطرق السريعة من 4 - 5 فئات والأنابيب - 15 م ؛

- إلى منطقة الإقبال (بداية الذكاء ، ذيل الصلبان ، الأماكن التي يتم فيها توصيل كبلات الشفط بالقضبان وغيرها من تقاطعات الجنزير) - 4 أمتار لمسارات الترام و 20 مترًا للسكك الحديدية ؛

- لدعم شبكة الاتصال- 3 م.

4.6.3 يُسمح بتقليل المسافات المشار إليها بالاتفاق مع المنظمات المسؤولة عن الهياكل التي يتم عبورها.

4.6.4 خطوط أنابيب الغاز تحت الأرضيجب وضع جميع الضغوط عند التقاطعات مع خطوط السكك الحديدية والترام والطرق السريعة من فئات 1-4 ، وكذلك الشوارع الرئيسية ذات الأهمية على مستوى المدينة ، في الحالات. في حالات أخرى ، تقرر منظمة التصميم مسألة الحاجة إلى ترتيب الحالات.

4.7 الحالات

4.7.1 يجب أن تستوفي الحالات شروط القوة والمتانة. في أحد طرفي العلبة ، يجب توفير أنبوب تحكم يمر أسفل جهاز الحماية.

4.7.2 عند وضع خطوط أنابيب الغاز بين المستوطنات في ظروف ضيقة وخطوط أنابيب الغاز على أراضي المستوطنات ، يُسمح بتقليل هذه المسافة إلى 10 أمتار ، بشرط أن يتم تثبيت شمعة عادم مع جهاز أخذ العينات في أحد طرفي العلبة ، على مسافة لا تقل عن 50 مترًا من حافة الطبقة السفلية (محور السكة القصوى عند علامات الصفر). في حالات أخرى ، يجب أن تكون نهايات الحالات على مسافة:

- 2 متر على الأقل من السكة الخارجية للترام والسكك الحديدية ، البوتاسيوم 750 مم ، وكذلك من حافة ممر الشوارع ؛

- ما لا يقل عن 3 أمتار من حافة هيكل الصرف للطرق (خنادق ، خنادق ، محمية) ومن السكة الخارجية للسكك الحديدية غير العامة ، ولكن لا تقل عن 2 متر من أسفل السدود.

4.7.3 يجب أن يكون عمق مد خط أنابيب الغاز من أسفل السكة الحديدية أو من أعلى سطح الطريق ، وفي وجود جسر - من أسفله إلى أعلى العلبة مستوفيًا لمتطلبات السلامة ، على الأقل:

- في إنتاج الأعمال بطريقة مفتوحة - 1.0 م ؛

- عند القيام بالعمل عن طريق التثقيب أو الحفر الموجه ووضع الدرع - 1.5 متر ؛

- في إنتاج العمل بطريقة البزل - 2.5 م.

4.8 عبور الأنابيب مع الطرق

4.8.1 يجب أن يكون سمك الجدار لأنابيب خط أنابيب الغاز الفولاذي عند عبوره للسكك الحديدية العامة أكبر بمقدار 2-3 مم من السكة المحسوبة ، ولكن لا تقل عن 5 مم على مسافات 50 مترًا في كل اتجاه من حافة الطبقة السفلية (محور السكة القصوى عند علامات الصفر).

4.8.2 بالنسبة لأنابيب غاز البولي إيثيلين في هذه الأقسام وعند تقاطعات الطرق السريعة من فئات 1-3 ، يجب استخدام أنابيب البولي إيثيلين التي لا تزيد عن 11 SDR مع عامل أمان 2.8 على الأقل.

4.9 حماية خطوط الأنابيب من التآكل

4.9.1 خطوط الأنابيب المستخدمة في أنظمة إمداد الغاز ، كقاعدة عامة ، مصنوعة من الكربون والفولاذ منخفض السبائك. يتم تحديد عمر الخدمة وموثوقية خطوط الأنابيب إلى حد كبير من خلال درجة الحماية ضد التدمير عند ملامستها بيئة.

4.9.2 التآكل هو تدمير المعادن الناتج عن العمليات الكيميائية أو الكهروكيميائية بالتفاعل مع البيئة. البيئة التي يتعرض فيها المعدن للتآكل تسمى أكالة أو عدوانية.

4.9.3 الأكثر صلة بـ خطوط الأنابيب تحت الأرضهو التآكل الكهروكيميائي ، الذي يخضع لقوانين الحركية الكهروكيميائية ، وهو أكسدة المعدن في الوسائط الموصلة للكهرباء ، مصحوبًا بتكوين وتدفق التيار الكهربائي. في هذه الحالة ، يتميز التفاعل مع البيئة بعمليات الكاثود والأنود التي تحدث في أجزاء مختلفة من سطح المعدن.

4.9.4 جميع خطوط الأنابيب الفولاذية تحت الأرض الموضوعة مباشرة في الأرض محمية وفقًا لـ GOST 9.602-2005.

4.9.5 في التربة ذات قابلية التآكل المتوسطة في غياب التيارات الشاردة ، تتم حماية خطوط الأنابيب الفولاذية بطبقات عازلة من "النوع المقوى للغاية" ، في التربة ذات التآكل الشديد العدواني للتأثير الخطير للتيارات الشاردة - مع طلاءات واقية من " نوع مقوى للغاية "مع الاستخدام الإجباري لـ 3X3.

4.9.6 الكل الأنواع المتوخاةيتم وضع الحماية من التآكل في حيز التنفيذ توزيع خطوط الأنابيب تحت الأرض. بالنسبة لخطوط الأنابيب الفولاذية تحت الأرض في المناطق ذات التأثير الخطير للتيارات الشاردة ، يتم تفعيل 3X3 في موعد لا يتجاوز شهرًا واحدًا ، وفي حالات أخرى بعد 6 أشهر من وضع خط الأنابيب في الأرض.

4.9.7 تتميز العدوانية المسببة للتآكل للتربة فيما يتعلق بالفولاذ بثلاث طرق:

- المقاومة الكهربائية النوعية للتربة ، محددة في حالات المجال;

- مقاومة كهربائية محددة للتربة ، محددة في المختبر ،

- متوسط كثافة تيار الكاثود (j k) المطلوب لتحويل الجهد الفولاذي في التربة بمقدار 100 مللي فولت أكثر سالبًا من التيار الثابت (إمكانية التآكل).

4.9.8 إذا كان أحد المؤشرات يشير إلى عدوانية عالية للتربة ، فإن التربة تعتبر عدوانية ، ولا يلزم تحديد المؤشرات الأخرى.

4.9.9 التأثير الخطير للمتجول التيار المباشرعلى خطوط الأنابيب الفولاذية تحت الأرض هو وجود تحول في إمكانات خط الأنابيب فيما يتعلق بإمكانياته الثابتة (منطقة تغيير الإشارة) أو وجود تحول إيجابي فقط في الإمكانات ، كقاعدة عامة ، يتغير الحجم (منطقة أنوديك) . بالنسبة لخطوط الأنابيب التي يتم تصميمها ، يعتبر وجود التيارات الشاردة في الأرض أمرًا خطيرًا.

4.9.10 التأثيرات الخطرة التيار المتناوبعلى خطوط الأنابيب الفولاذية تتميز بتحول في متوسط إمكانات خط الأنابيب في الاتجاه السلبي بما لا يقل عن 10 مللي فولت ، بالنسبة للإمكانات الثابتة ، أو وجود تيار متناوب بكثافة تزيد عن 1 مللي أمبير / سم 2. (10 أ / م 2.) على القطب المساعد.

4.9.11 استخدام 3X3 إلزامي:

- عند وضع خطوط الأنابيب في تربة عالية التآكل (حماية ضد تآكل التربة) ،

- في ظل وجود تأثير خطير للتيارات الضالة والمتناوبة المباشرة.

4.9.12 عند الحماية من تآكل التربة ، يتم إجراء الاستقطاب الكاثودي لأنابيب الصلب تحت الأرض بطريقة تجعل متوسط قيمة إمكانات الاستقطاب للمعدن في نطاق -0.85 فولت. يصل إلى 1.15 فولت على قطب كبريتات النحاس المشبع بالمقارنة (مللي ثانية).

4.9.13 يتم تنفيذ أعمال العزل في ظروف الطريق يدوياعند عزل الوصلات الجاهزة والتجهيزات الصغيرة ، يتم إصلاح الأضرار التي لحقت بالطلاء (لا تزيد عن 10 ٪ من مساحة الأنابيب) التي حدثت أثناء نقل الأنابيب ، وكذلك أثناء إصلاح خطوط الأنابيب.

4.9.14 عند إزالة الأضرار التي لحقت بعزل المصنع في الموقع ، ومد خط أنابيب الغاز ، والامتثال للتكنولوجيا و القدرات التقنيةطلاء ومراقبة الجودة. كل أعمال الإصلاح طلاء عازلتنعكس في جواز سفر خط أنابيب الغاز.

4.9.15 كمواد رئيسية لتشكيل الطلاءات الواقية ، البولي إيثيلين ، أشرطة البولي إيثيلين ، معاجين البيتومين والبيتومين البوليمر ، مواد البيتومين - البوليمر المبنية ، المصطكي المدلفن - مواد الشريط، التركيبات القائمة على البولي إيثيلين المكلور ، وراتنجات البوليستر والبولي يوريثان.

تقدير تكاليف الغازات

5.1 استهلاك الغاز

5.1.1 يمكن تقسيم استهلاك الغاز حسب أقسام الشبكة بشكل مشروط إلى:

السفر والعبور والمشتتة.

5.1.2 نفقات السفر هي تدفق يتم توزيعه بالتساوي على طول المقطع أو أن خط أنابيب الغاز بأكمله يساوي أو قريب جدًا من حيث الحجم. يمكن أخذها بنفس الحجم ولتسهيل الحساب يتم توزيعها بالتساوي. عادة ، يتم استهلاك هذا الاستهلاك من قبل نفس النوع من أجهزة الغاز ، على سبيل المثال ، التخزين أو سخانات المياه الفورية ، مواقد الغاز ، إلخ. التكاليف المركزة هي تلك التي تمر عبر خط الأنابيب ، دون تغيير ، بطول كامل ويتم أخذها في نقاط معينة. مستهلكي هذه المصاريف هم: المنشآت الصناعية ، بيوت الغلايات ذات الاستهلاك المستمر لفترة طويلة. تكاليف العبور هي تلك التي تمر عبر قسم معين من الشبكة دون تغيير ، وتوفر استهلاك الغاز ، سواء أكان سفرًا أم مركّزًا للقسم التالي.

5.1.2 تكاليف الغاز في التسوية هي السفر أو العبور. لا توجد مصاريف غاز مركزة ، حيث لا توجد مؤسسات صناعية. نفقات السفر تتكون من النفقات أجهزة الغازمثبتة من قبل المستهلكين ، وتعتمد على موسم السنة. الشقة بها أربعة مواقد من ماركة جليم UN6613RX بمعدل تدفق غاز 1.2 م 3 / ساعة ، سخان مياه فوري من نوع فيلان للتدفق الساخن بمعدل تدفق 2 م 3 / ساعة ، سخانات مياه التخزين"Viessmann Vitocell-V 100 CVA-300" بمعدل تدفق 2.2 م 3 / ساعة.

5.2 استهلاك الغاز

5.2.1 يختلف استهلاك الغاز حسب الساعات والأيام وأيام الأسبوع وشهور السنة. اعتمادًا على الفترة التي يتم فيها أخذ استهلاك الغاز بشكل ثابت ، هناك: التفاوت الموسمي أو التفاوت حسب شهور السنة ، التفاوت اليومي أو التفاوت حسب أيام الأسبوع ، التفاوت في الساعة أو التفاوت حسب ساعات اليوم.

5.2.2 يرتبط التفاوت في استهلاك الغاز بالتغيرات المناخية الموسمية ، وطريقة تشغيل المؤسسات خلال الموسم ، والأسبوع واليوم ، وخصائص معدات الغاز لمختلف المستهلكين. لتنظيم التفاوت الموسمي لاستهلاك الغاز ، يتم استخدام الطرق التالية:

- تخزين الغاز تحت الأرض ؛

- استخدام مستهلكي المنظمين الذين يفرغون الفوائض فترة الصيف;

- الحقول الاحتياطية وخطوط انابيب الغاز.

5.2.3 للتحكم في التفاوت استهلاك الغازخلال أشهر الشتاء ، يستخدمون استخراج الغاز من مرافق التخزين تحت الأرض ، وخلال فترة قصيرة من العام ، يتم حقنه في مرافق التخزين تحت الأرض. لتغطية أحمال الذروة اليومية ، فإن استخدام مرافق التخزين تحت الأرض ليس اقتصاديًا. في هذه الحالة ، يتم فرض قيود على توريد الغاز للمؤسسات الصناعية واستخدام محطات تغطية الذروة ، والتي يحدث فيها تسييل الغاز.

بالنسبة لتكوين الغاز المحدد من متوسط تكوين المكون للغاز الطبيعي اعتمادًا على المجال ، من الضروري حساب خصائص الوقود الغازي. ترد خصائص الغاز الطبيعي في الجدول 1.

الجدول 1 - تكوين الغاز حسب الحجم لمختلف المجالات

مكون الغاز	CH 4	مع 2 ح 6	مع 3 ح 8	مع 4 ح 10	مع 5 ح 12	ن 2	لذا 2	ح 2 س
ميدان	سيفروستافروبولسكوي ، إقليم ستافروبول

ميدان	سبحة، منطقة تيومين

ميدان	Vaneyviskoe ، منطقة أرخانجيلسك

ميدان	Zapolyarnoye ، منطقة تيومين

ميدان	Layavozh ، منطقة أرخانجيلسك

ميدان	Vasilkovskoye ، منطقة أرخانجيلسك

القيمة الحرارية للغاز- كمية الحرارة التي يمكن الحصول عليها من الاحتراق الكامل لـ 1 م 3 من الغاز في الظروف العادية.

يميز بين القيمة الحرارية العالية والمنخفضة للوقود.

القيمة الحرارية الإجمالية للغاز- كمية الحرارة التي يتم الحصول عليها أثناء الاحتراق الكامل لـ 1 م 3 من الغاز ، بما في ذلك الحرارة المنبعثة أثناء تكثيف بخار الماء لنواتج الاحتراق.

انخفاض قيمة السعرات الحرارية للغاز- كمية الحرارة المتلقاة في عملية الاحتراق ، دون مراعاة حرارة تكثيف بخار الماء - نواتج الاحتراق.

من الناحية العملية ، عند حرق الغاز ، لا يتكثف بخار الماء ، بل تتم إزالته مع منتجات الاحتراق الأخرى ، لذلك نحسب بناءً على القيمة الحرارية الصافية للغاز.

يتم تحديد القيمة الحرارية (أعلى أو أقل) للوقود الغازي الجاف (الغاز) من خلال الصيغة

, (1)

حيث Q c هي القيمة الحرارية للغاز الجاف kJ / m3 ؛

Q 1، Q 2، Q k - القيمة الحرارية للمكونات التي يتكون منها الوقود الغازي ، kJ / m 3 ؛

× 1 ، × 2 ، × 3 - الكسور الحجمية للمكونات التي يتكون منها الوقود الغازي ،٪.

الجدول 2 - القيمة الحرارية للغازات النقية القابلة للاحتراق

	حرارة الاحتراق

	عند 0 درجة مئوية و 101.3 كيلو باسكال





ايزوبيوتان
أول أكسيد الكربون
كبريتيد الهيدروجين

تُعرَّف كثافة الغاز الجاف بأنها مجموع نواتج كثافات المكونات التي يتكون منها الوقود الغازي وأجزاء حجمها:

, (2)

حيث p هي كثافة الغاز الجاف ، كجم / م 3 ؛

p 1، p 2،…، p k هي كثافة المكونات ، kg / m 3.

الجدول 3 - الخصائص البدنيةغازات

تكوين الغاز	كثافة. كجم / م 3 فير = 0 0 ج ف =101.3 كيلو باسكال	الكثافة النسبية بالهواء

الميثان CH 4
الإيثان ج 2 ح 6
البروبان C 3 H 8
البيوتان C 4 H 10
إيزوبيوتان C 5 H 12

ثاني أكسيد الكربون CO 2
كبريتيد الهيدروجين H 2 S.

الكثافة النسبية للغاز الجاف في الهواء هي:

, (3)

حيث p = 1.293 - كثافة الهواء في ظل الظروف العادية ، كجم / م 3.

تم تلخيص خصائص الغاز في الجدول 4.

الجدول 4 - خصائص الوقود الغازي في ظل الظروف الفيزيائية العادية (T = 273.15 K ، P = 101.325 kPa)

اسم المكون	,	,	,	,	,
الميثان	16.042	0.717	518.33	4.641	190.55
الإيثان	30.068	1.356	276.50	4.913	305.50
البروبان	44.094	2.019	188.60	4.264	369.80
نتروجين	28.016	1.251	296.70	3.396	126.2
كبريتيد الهيدروجين	34.900	1.539	238.20	8.721	378.56
نشبع	44.011	1.976	189.00	7.382	304.19
هواء	28.956	1.293	287.18	3.180	132.46

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغازات الطبيعية. حساب خليط الغازات

اقرأ أيضا

الخصائص الفيزيائية والكيميائية غازات طبيعية. حساب خليط الغازات.