СИСТЕМА ТРУБОПРОВОДНОЙ ПОДАЧИ ГАЗА УДАЛЕННОМУ ОТ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА ПОТРЕБИТЕЛЮ

Полезная модель относится к области использования природного газа, а именно к газификации населенных пунктов, объектов промышленности и сельского хозяйства, удаленных от магистральных газопроводов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является традиционная система подачи газа потребителю, включающая магистральный трубопровод, газопровод-отвод к газоредуцирующей станции (ГРС), саму ГРС и распределительный трубопровод к потребителю [Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. «Справочник по газоснабжению и использованию газа». Л. «Недра», Ленинградское отделение, 1990, стр.106-120].
Особенностью такой системы подачи газа от магистрального газопровода потребителю является использование энергии избыточного давления газа в магистральном газопроводе при снижении его на ГРС и за счет сопротивления газопроводов. В результате трубопровод, прокладываемый от ГРС до потребителя из-за сравнительно низкого давления газа получается весьма металлоемким и дорогим, а в силу увеличенных размеров требует для сооружения мощной дорогостоящей техники и длительного срока строительства.
Технической задачей, поставленной в настоящей полезной модели, является снижение металлоемкости трубопроводов, соединяющих ГРС (газоредуцирующую станцию) с потребителями, сокращения сроков их строительства, исключения использования мощной дорогостоящей техники при строительстве таких трубопроводов, что имеет огромное значение особенно в условиях плохого состояния или полного отсутствия дорог и подъездных путей.
Решение этой задачи в предлагаемой полезной модели достигается тем, что в системе подачи газа потребителю, включающей магистральный газопровод, газопровод-отвод к ГРС, саму ГРС и распределительный трубопровод к потребителю, согласно предлагаемой полезной модели после ГРС установлен соединенный с ней и распределительным трубопроводом компрессор.
Компрессор может быть установлен на территории ГРС или врезан в распределительный трубопровод к потребителю.
Потребителем может являться удаленный до (100 км и более) от магистрального газопровода населенный пункт или объект народного хозяйства (промышленности или сельского хозяйства).
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема системы трубопроводной подачи газа удаленному от магистрального газопровода потребителю, состоящая из магистрального газопровода 1, газопровода-отвода 2 к ГРС 3, компрессора 4, соединенного с ГРС патрубком 5 и распределительного трубопровода 6 к потребителю, соединенного с компрессором.
Работа системы трубопроводной подачи газа удаленному от магистрального газопровода потребителю заключается в следующем. Из магистрального газопровода 1, по которому проходит газ под давлением, например 7,5 МПа, осуществляют отбор газа и подают его по газопроводу-отводу 2 к ГРС 3 или к системе ГРС, на которой осуществляют снижение давления газа до величин 0,6÷1.2 МПа. При этом давление на выходе ГРС является более устойчивым по величине, чем на входе. После ГРС повышают давление газа в распределительном трубопроводе 6 к потребителю, с помощью компрессора 4 до величины 32 МПа.
В связи с этим распределительный трубопровод к потребителю может иметь существенно меньший диаметр 25÷50 мм, чем при обычных давлениях 0,6÷1,2 МПа, который составляет 150÷200 мм. Значение диаметра распределительного трубопровода 6 к потребителю определяется в зависимости от объема потребления газа, начального и конечного давления газа в распределительном трубопроводе к потребителю и удаленности потребителя.
Диаметр такого высоконапорного трубопровода рассчитывается с учетом основных параметров режима работы и протяженности, но без учета рельефа, по формуле:
где:
d - внутренний диаметр распределительного трубопровода, мм;
н
к
2
P, P - соответственно абсолютные значения давления газа в начале и конце распределительного трубопровода, кгс/см;
q - пропускная способность распределительного трубопровода, млн.куб.м/сутки;
L - длина распределительного трубопровода, км;
Δ - относительная плотность газа по воздуху (безразмерн.);
λ-коэффициент гидравлического сопротивления распределительного трубопровода (безразмерн.);
cp
Z - средний по длине распределительного трубопровода коэффициент сжимаемости газа (безразмерн.);
ср
Т - средняя по длине распределительного трубопровода температура транспортируемого газа (К);
-6
2
н
к
С - регулирующий коэффициент, имеющий при смешанной системе единиц значение 0,326*10 при Р, Р в кгс/см.
Перевод работы распределительного трубопровода на существенно большее давление за счет компрессорной установки позволяет выполнить его из-за значительно меньшего диаметра уменьшенной металлоемкости и стоимости.
Снижение металлоемкости определяется по формуле:
где:
к - коэффициент снижения массы распределительного трубопровода;
H
H
D и d - наружные диаметры приемного и нагнетательного трубопроводов компрессора соответственно;
B
B
D и d - внутренние диаметры приемного и нагнетательного трубопроводов компрессора соответственно.
Немаловажно и то, что такой распределительный трубопровод при сооружении не требует мощной землеройной, сварочной и грузоподъемной техники. Это позволяет также снизить стоимость строительно-монтажных работ и сокращает сроки строительства трубопровода. Такой распределительный трубопровод можно соорудить даже в условиях бездорожья, что позволит перейти к массовой газификации малонаселенных сел и деревень, расположенных на значительном удалении от объектов газотранспортной системы и промышленных центров, например, в регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока, где освоение газовых месторождений только начинается.
Учитывая, что на некоторых ГРС имеют место сезонные падения давления и производительности в 2-3 раза, целесообразно на таких ГРС устанавливать вместо одного два компрессора на разные входные давления и производительность для более эффективного удовлетворения потребности в газе соответственно в летний и зимний периоды.
3
Предпроектные проработки и расчеты показали, что для газификации с использованием настоящей полезной модели населенного пункта из 300 домов, отстоящего от источника подачи газа на 250 км, требуется прокладка трубопровода внутренним диаметром 40 мм и установка на ГРС одного поршневого компрессора производительностью 1200 нм/час при давлении газа на входе 1,0-1,2 МПа и на выходе 25,0 МПа.
Реализация такой системы обойдется примерно в 150 млн. руб. Как вариант за эти же средства можно подвести газ к 5 селам по 60 домов, отстоящие тоже на 250 км. Во всех вариантах объем капвложений в 5 и более раз снижается, а сроки строительства системы ускоряются в несколько раз в сравнении с традиционным способом. Однако главное преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет подвести газ и газифицировать небольшие населенные пункты, отстоящие на значительные расстояния от объектов газотранспортной системы, особенно в условиях отсутствия современной дорожно-транспортной связи с ними.