7260

51

Нормальные физические условия – давление 101325 Па, температура 273,15 К (0 ° С). Стандартные условия – давление 101325 Па, температура 293,1 К (20 ° С).

Приведение измеренного расхода газа к нормальным физическим условиям производится по формуле

= ( pат + pр) t 0

Q0 Qр p0 (t 0 + t р)z ,

где Q0 – расход газа при нормальных физических условиях; Qр – расход газа при рабочих условиях; ρат – барометрическое давление воздуха; ρр – избыточное рабочее давление воздуха; t0 – нормальная температура; ρ0 – нормальное атмосферное давление; tр – температура воздуха при рабочих условиях; z – коэффициент сжимаемости газа.

Скоростные расходомеры применяются на крупных городских и производственных ГРП для измерения больших расходов газа, они просты по устройству, надежны в работе и обладают достаточной точностью при замерах.

В зависимости от принятого метода измерения различают:

1)расходомеры диафрагменного типа, действие которых основано на определении расхода по перепаду давления;

2)расходомеры, действие которых основано на определении расхода по скоростному напору потока газа (напорные или пневматические трубки).

Наибольшее распространение в ГРП получили расходомеры первого типа. Они применяются для измерения расходов газа с давлением более 0,1 МПа (1 кгс/см²), а также для расходов, превышающих

52

пропускную способность двух параллельно работающих ротационных счетчиков. Метод измерения расхода по перепаду давления основан на свойстве неразрывности потока газа, протекающего в трубопроводе. Если в одном месте трубы с помощью сужающего устройства (диафрагмы) уменьшить поперечное сечение, то скорость потока увеличится. Согласно закону сохранения энергии полная энергия движущегося вещества представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергий и является постоянной величиной.

При протекании газа через сужающее устройство (диафрагму) происходит частичный переход потенциальной энергии давления в кинетическую энергию скорости потока. Поэтому в суженном сечении статическое давление будет меньше давления перед сужающим устройством (рисунок 11). Перепад давлений будет тем больше, чем больше скорость или расход протекающего газа. Таким образом, перепад давления служит мерой расхода.

Зависимость между перепадом давления и расходом газа квадратична и выражается следующей формулой:

Q = κ p,

отверстия диафрагмы и газопровода, плотности и вязкости газа. Перепад определяется с помощью регистрирующих дифманометров.

Важное значение имеет качество изготовления диафрагмы и точность ее установки. Нормальные диафрагмы могут применяться для

53

газопроводов с диаметром от 50 до 1200 мм при условии отношения проходных сечений диафрагмы и газопровода m в пределах 0,05 ≤ m ≤ 0,7:

m = d 2 D 2 ,

где d и D – диаметры отверстия диафрагмы и газопровода.

Рисунок 11 – Схема измерения расхода газа по перепаду давления

а) установка диафрагмы; б) разрез диафрагмы; 1 – фланцы, 2 – диафрагма, 3 – дифманометр, 4 – отверстия для отбора импульсов давления

из кольцевых камер, 5 – отверстия для отбора импульсов давления из газопроводов

Для учета расхода газа используются бытовые счетчики типа СГБ66, рассчитанные на максимальный расход газа до 10 м³/ч. Разрабатываются и внедряются новые типы промышленных счетчиков

54

типа «Газомер-3М», «АГАТ-1М», СВГ-80, ТГС, СПГ-91 и др. Они обеспечивают измерение расхода и количества газа по методу перепада давления с автоматическим приведением этих величин к нормальным условиям.

Газораспределительные пункты и газорегуляторные установки могут быть одноили двухступенчатыми. В одноступенчатых входное давление газа редуцируют до выходного в одном регуляторе, в двухступенчатом – двумя последовательно установленными регуляторами. Одноступенчатые схемы обычно применяют при разности между входным и выходным давлением до 6 кгс/см², при большем перепаде предпочтительнее схемы двухступенчатые.

На рисунке 12 в качестве примера приведена принципиальная схема одноступенчатого ГРП с одной линией редуцирования и узлом учета расхода газа.

Рисунок 12 – Схема ГРП (ГРУ) с регулятором РДУК 2 и измерением расхода газа ротационными счетчиками

1, 10 – сбросной трубопровод; 2 – показывающий манометр;

55

3 – самопишущий манометр; 4 – самопишущий термометр; 5 – технический термометр; 6 – фильтр-ревизии; 7, 9, 12 –

задвижки; 8 – ротационные счетчики; 11 – кран; 13 – запорное устройство

на выходе из ГРП; 14 – импульсный трубопровод; 15 – поворотные колена; 16 – запорное устройство в конце основной рабочей линии;

17 – регулятор давления; 18 – пилот; 19 – фильтр; 20 – кран на сбросном трубопроводе; 21 – задвижка в начале технологической линии; 22 – запорное устройство перед ГРП

К газопроводу перед фильтром 19 присоединен сбросной трубопровод 1, позволяющий сбросить в необходимых случаях давление в линии редуцирования при закрытых запорных устройствах 21 и 16, а также из байпаса АБВ. Этот же трубопровод может быть использован для продувки газопровода, расположенного перед ГРП. Самопишущие термометр 4 и манометр 3 регистрируют температуру и давление газа у расходомера 8, что необходимо для введения соответствующих поправок к показаниям, кроме самопишущего термометра предусмотрен также показывающий термометр 5.

Импульсный трубопровод 14 подключается к выходному газопроводу в контролируемой точке Г или В. В последнем случае появляется возможность вводить к показаниям счетчиков постоянную поправку на давление газа. От контролируемой точки предусматривают отводы с кранами к манометру 2, ПЗК, регулятору 17 и пилоту 18. Вблизи точки Г трубопровод через кран 11 подсоединяется к ПСУ.

56

Таким образом, оборудование ГРП располагается по направлению движения потока газа в такой последовательности: входная задвижка (запорное устройство), фильтр, запорный предохранительный клапан (ПЗК), регулятор давления и выходная задвижка. Сбросной предохранительный клапан (ПСУ) присоединяют к газопроводу конечного давления. Газовый счетчик для замера расхода газа устанавливают за выходной задвижкой регулятора так, чтобы была обеспечена возможность отключения счетчика для ремонта или проверки.

1.8. Требования безопасности при эксплуатации

газорегуляторных пунктов и газорегуляторных установок

Компоновка оборудования, газопроводов и арматуры ГРП (ГРУ) должна обеспечить полную их доступность и удобство обслуживания при эксплуатации и ремонте. С этой целью при помощи двух и более параллельных ниток газопровода расстояние между ними в свету должно быть не менее 400 мм, а при диаметре трубы более 400 мм – не менее диаметра трубы. Расстояние между газопроводами и полом должно обеспечить доступ для осмотра и ремонта как газопровода, так и устанавливаемой на нем арматуры и регуляторов. Обычно трубы с арматурой монтируют на высоте не более 0,6 м от уровня пола до оси газопровода или на высоте 2,2 м от уровня пола до нижней части трубы.

Параметры настройки регуляторов в ГРП городов и населенных пунктов для бытовых потребителей не должны превышать 3 кПа.

Предохранительные сбросные клапаны, в том числе встроенные в регуляторы давления, должны обеспечить сброс газа при превышении

57

максимального рабочего давления после регулятора не более чем на 15 %; а верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимальное рабочее давление газа после регулятора более чем на 25 %.

Колебание давления газа на выходе из ГРП (ГРУ) допускается в пределах 10 % от рабочего давления. Неисправности регуляторов, вызывающие повышение или понижение рабочего давления, неполадки предохранительных клапанов, а также утечки газа, должны устраняться в аварийном порядке.

На случай ремонта оборудования необходимо предусматривать резервную линию редуцирования или обводной газопровод (байпас). Газ по байпасу допускается подавать только в течение времени, необходимого для ремонта оборудования и арматуры. Работа должна выполняться бригадой рабочих в составе не менее двух человек.

При эксплуатации ГРП и ГРУ должны выполняться осмотры технического состояния (обходы) в сроки, устанавливаемые производственной инструкцией, обеспечивающие безопасность и надежность эксплуатации. Осмотр технического состояния (обход) ГРП должен проводиться двумя рабочими.

При разборке оборудования отключающие устройства должны быть закрыты. На границах участка устанавливаются заглушки, рассчитанные на максимальное входное давление газа.

Снаружи здания газорегуляторного пункта, на шкафном регуляторном пункте и ограждении газорегуляторной установки должны быть предупредительные надписи «Огнеопасно – газ».

58

1.9.Особенности использования газового топлива

вкотельных

Отопительные котельные обеспечивают нагрев воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Температура нагрева воды в отопительных котельных малой мощности составляет 95…70 ° С, а в котельных большой мощности – 150…70 ° С.

В отопительных котельных малой мощности одна группа водогрейных котлов работает на отопление по отопительному графику, а другая группа обеспечивает горячее водоснабжение: горячая вода от группы котлов поступает в водяные подогреватели. Циркуляцию воды в обоих контурах осуществляют сетевые насосы.

Схема отопительной котельной приведена на рисунке 13. В котле 1 с помощью газовой горелки 2 сжигают газообразное топливо, поступающее из газопровода 3. Образовавшиеся продукты сгорания по газоходу 6 через дымовую трубу 7 выбрасываются в атмосферу. При этом вода из системы отопления направляется в нижний коллектор 5 котла, проходит параллельными потоками по секциям котла, нагревается до 95 ° С, выходит в верхний коллектор 4 и направляется в систему отопления. Воздух, необходимый для горения газа, поступает в топку либо за счет разрежения, создаваемого дымовой трубой, либо подсасывается за счет энергии струи газа. В крупных котельных на смесительные горелки воздух подается дутьевым вентилятором.

59

При сжигании газообразного топлива в топку поступают газ и воздух. Слишком большое или слишком малое количество воздуха может привести к нарушению нормального процесса горения газа, вплоть до полного его прекращения. Нарушение необходимого соотношения количества газа и воздуха может привести к срыву пламени, его погасанию и накоплению в топке и газоходах горючего газа в виде взрывоопасной газовоздушной смеси. При поджигании такой смеси происходит ее мгновенное сгорание. В топке и газоходах в течение (3…5)10 -4 с за счет резкого увеличения объема продуктов сгорания абсолютное давление повышается до 0,7…0,8 МПа, что приводит к разрушению кирпичной кладки котлов. Поэтому важно выполнять

60

требования инструкции по эксплуатации газопроводов и газового оборудования.

Эффективность работы котла определяется его коэффициентом полезного действия, который показывает, какая часть тепла, внесенного в топку, передана нагреваемой в котле воде. Коэффициент полезного действия котла, работающего на газовом топливе (без учета расхода тепла на собственные нужды), можно определить следующим образом:

η = D(i′ −i) 100%,

B Qн

где D – производительность по горячей воде или пару, кг/ч; i' – теплосодержание горячей воды или пара, кДж/кг; i – теплосодержание питательной воды, кДж/кг; B – расход газа, м³/ч; Qн – низшая теплота сгорания сжигаемого газа, кДж/м³.

Коэффициент полезного действия котла можно определить и по обратному балансу:

η =100 − ∑q,

где Σq – сумма потерь тепла при работе котельного агрегата, %. При работе котла на газовом топливе сумма потерь складывается

из потерь тепла с уходящими газами, потерь от химической неполноты сгорания газа и потерь в окружающую среду от нагретых стенок обмуровки котла.

Основную долю потерь тепла составляют потери с уходящими газами и потери в окружающую среду. При правильном выборе газогорелочных устройств, хорошей организации смешивания газа и воздуха потери тепла от химической неполноты сгорания газа могут быть сведены к нулю.