Запрещается размещать ГРУ в жилых и общественных зданиях. ГРП располагают в светлых несгораемых одноэтажных помещениях с покрытиями легко сбрасываемыми (или площадь оконных и дверных проёмом и световых фонарей больше 500 кв. см. на 1 куб. м. внутреннего объёма помещения). Отопление при необходимости в зависимости от климата и влажности газа t вн.=50 С.
Помещение ГРП должно иметь естественное освещение. ГРУ размещают на вводе газопровода в помещении на несгораемой стене, в местах с хорошим освещением. Оборудование ГРУ должно быть защищено от механических повреждений и воздействия сотрясений и вибраций.
Помещение, в котором расположена ГРУ, должна быть постоянно, действовать приточно-вытяжная вентиляция. Очищающие на вводе и выводах из ГРП на расстоянии от 5 до 100 м.
В узле регулирования располагаются:
Отключающие устройства;
Фильтр для очистки газа от механических примесей и пыли;
Предохранительный запорный клапан для отключения подачи газа потребителям при недопустимом повышении или понижения давления после регулятора;
Регулятор давления для снижения давления газа и поддержания его постоянным после себя;
Отключающее устройство.
В качестве отключающих устройств используют пробковые краны со смазкой для диаметров до 100 мм, и стальные клиновые задвижки для диаметров ›100мм.
Фильтры применяют волосяные или сетчатые. Переход давления в фильтре не должен превышать 10000 Па. При большем перепаде давления фильтр очищают. Перепад давления контролируют дефманометром.
Выходное давление из ГРП контролируют предохранительным запорным клапаном (ПЗК) и предохранительным сбросным клапаном (ПСК). ПЗК - контролирует верхний и нижний пределы, ПСК - только верхний. ПСК настраивают на меньшее давление, чем ПЗК, поэтому он срабатывает первым. Сброс газа через ПСК в атмосферу осуществляется в том случаи, если регулятор давления работает нормально. Количество сбрасываемого газа в таком случае бывает незначительным.
Срабатывание ПСК в таком случае предотвращает закрытие предохранительного клапана и нарушения нормального газоснабжения потребителей.
Если же отказал регулятор давления, клапан ПСК сработал, а давление в сетях продолжает расти, то такая ситуация является аварийной. В этом случае срабатывает клапан ПЗК, который перекроет газопровод перед регулятором и прекратит подачу газа потребителям.
Клапан ПЗК срабатывает также при недопустимом снижении давления газа, которое может произойти при аварии на газопроводе.Вновь восстановить подачу газа после устранения неисправности, может только обслуживающий персонал.
Необходимую пропускную способность предохранительного сбросного клапана (ПСК) определяют:
1. Если регуляторами давления устанавливаются ПЗК, то пропускная способность ПСК У=2Д м3/ и. Д- диаметр седла наибольшего из клапанов регуляторов давления за вычетом минимального потребления газа;
2. Если перед регуляторами давления не устанавливается ПЗП, то пропускная способность ПСК не меньше пропускной способности наибольшего из клапанов регуляторов давления за вычетом минимального потребления газа;
3. Если перед регуляторами давления не устанавливается ПЗК, но у потребителей предусматриваются дополнительные регулирующие устройства, то пропускная способность ПСК составляет не менее 10% пропускной способности наибольшего из клапанов регулирования ГРП.
Пропускную способность ПСК проверяют по паспортным данным. Для беспере-бойного снабжения потребителей газом при выходе из строя регулятора давления, замене, ремонте или осмотре оборудования узла регулирования предусматривается обводной газопровод (байнос). Диаметр обводной линии должен обеспечить максимальный пропуск газа при минимальном входном давлении и нормальном выходном.
На обводной линии (байносе) устанавливают последовательно два отключающих ус-тройства: кран и задвижку.
Основной регулятор давления ГРП и ГРУ, выбирают по максимальному расчетному расходу газа потребителями и требуемому перепаду давления при регулировании.
Пропускную способность регулятора давления принимают на 15-20% больше максимального расчетного расхода.
Трубопроводы для продувки газопроводов (свечи) и трубопроводов от предохранительных сбросных устройств ГРП и ГРУ, выводят наружу в места, обеспечивающие безопасность рассеивания газа, но не менее чем на 1 м выше карниза здания. Продувочные газопроводы одного давления можно объединить в общую свечу. Диаметр свечи должен быть не менее 19 мм.
1 - кран
2 - газовой фильтр
3 - предохранительный запорный клапан
4 - регулятор давления
5 - гидравлический предохранитель
6 - отводной газопровод
7 - Фильтр - ревизия
8 - газовый ротационный счетчик
9 - обводной газопровод
10 - штуцер с пробкой
11 - регистрирующий манометр
12 - показывающий манометр
13 - импульсный трубопровод конечного давления
14 - импульсный трубопровод начального давления
15 - продувочный трубопровод
16 - щтуцер с пробкой
17 - сбросная трубка от регулятора
18 - технический термометр
19 - выхлопной трубопровод
20, 21 - перемычки с кранами
22 - кран на приемном штуцере гидравлического предохранителя
При компоновке оборудования ГРП и ГРУ предусматривают возможность доступа к оборудованию для монтажа, обслуживания и ремонта.
10.2 Газораспределительные станции
Газ из магистральных газопроводов поступает в городские, поселковые и промышленные системы газоснабжения через газораспределительные станции (ГРС). На ГРС давление газа снижают до величины, необходимой для этих систем, и поддерживают постоянным. Основное отличие ГРС от ГРП состоит в том, что они получают газ из магистральных газопроводов, и поэтому их оборудование рассчитывают на рабочее давление 5,5; 7,5 МПа, то есть на максимально возможное давление в магистральном газопроводе. Кроме того, ГРС характеризуются большими пропускными способностями, поэтому дросселирование газа на них осуществляется в несколько ниток, и на каждой из них устанавливают соответственно регулятор давления большой пропускной способности.
ГРС отличаются от ГРП также дополнительной обработкой газа. Кроме очистки газа в фильтрах на них предусматривают его одоризацию, а у некоторых типов станций - еще и подогрев газа.
На всех ГРС устанавливают расходомеры. ГРС оснащают контрольно-измерительными приборами, защитной автоматикой, дистанционным управлением отключающих устройств и аварийной сигнализацией.
ГРС оснащают следующим технологическим оборудованием:
1.Входной кран узла отключения.
2.Блок очистки газа.
3.Нитки дросселирования и регулирования давления газа.
4.Расходомерная нитка.
5.Выходной отключающий кран.
В аварийных случаях или при производстве ремонтных работ снабжение газом потребителей производят по обводной линии (байпасу) с ручным регулированием давления газа. Чтобы предотвратить образование гидратов в некоторых схемах ГРС предусматривают подогрев газа в теплообменниках.
На ГРС устанавливают регуляторы непрямого и прямого действия. Для предотвращения недопустимого повышения или понижения давления в сетях потребителей на ГРС предусматривают автоматические системы защиты.
1. Системы с перестройкой режимов работы регуляторов давления. Эти системы предусматривают наличие рабочих и резервных ниток регулирования. На каждой нитке устанавливают регулирующий и контрольный клапаны. При нормальном режиме на рабочих нитках контрольные клапаны открыты, так как настроены на давление, несколько превышающее номинальное, клапаны резервной нитки настроены на давление, несколько меньшее минимального, поэтому они закрыты.
2. Следующий принцип защиты состоит в установке на каждой нитке редуцирования крана с пневмоприводом и программным управлением. При повышении регулируемого давления кран выключает нитку с отказавшим регулирующим клапаном, снижение давления предотвращает резервная нитка.
Защиту с контрольными клапанами целесообразно применять при дросселирова-нии осушенного газа, а также в тех случаях, когда входное давление на ГРС меньше 2 МПа.
На входном и выходном газопроводах перед ГРС предусматривают установку изолирующих фланцев.
Для контроля параметров, характеризующих работу ГРС, предусмотрена установка контрольно-измерительных приборов.
СХЕМА ГРС
Лекция 11. Газовые горелки
11.1 Классификация горелок
Процесс горения газа состоит из трех последовательно протекающих стадий.
Первая стадия представляет собой процесс смесеобразования, в результате которого обеспечивается физический контакт между топливом и окислителем.
Вторая стадия -- это подогрев смеси до температуры воспламенения.
Третья стадия -- химическая, в этой стадии протекают реакции горения газа. При сжигании заранее приготовленной газовоздушной смеси суммарная скорость процесса будет определяться скоростью подогрева и горения смеси. В этом случае стадия смесеобразования исключена, и горение протекает по кинетическому принципу.
Приготовленная смесь должна иметь однородный состав с некоторым избытком воздуха (б>1). Таким образом, процесс кинетического горения определяется свойствами горючей смеси: энергией активации, концентрацией реагирующих веществ, коэффициентами теплопроводности и температуропроводности, т. е. физическими и кинетическими свойствами газовоздушной смеси. При горении в ламинарном потоке эти свойства полностью определяют интенсивность процесса. При горении в турбулентном потоке на суммарную скорость процесса начинают влиять турбулентные его характеристики, которые зависят от скорости потока, причем тем в большей степени, чем сильнее турбулизация потока.
Кинетический процесс горения характеризуется малой устойчивостью, поэтому при сжигании газа таким способом необходимо применять приемы искусственной стабилизации фронта воспламенения.
Если газ и воздух предварительно не перемешивают, а подают в горелку раздельно, смесеобразование протекает одновременно с горением, и скорость процесса горения в целом определяется скоростью течения физической стадии, т.е. скоростью смесеоб-
разования, ибо в этом случае «узким» местом процесса будет возникновение контакта между газом и воздухом. Такую область горения называют диффузионной, так как необходимый для процесса горения контакт между газом и воздухом осуществляется за счет молекулярной или турбулентной диффузии.
При сжигании газа по диффузионному принципу процесс смесеобразования совмещается с процессом горения в единую поточную систему. Как только достигается контакт между газом и воздухом и образуется горючая смесь необходимого состава, сразу же начинается процесс горения. При высоких температурах, господствующих в топочном пространстве, скорость химических реакций несоизмеримо больше скорости процесса смесеобразования, поэтому суммарная скорость процесса в целом определяется скоростью образования горючей смеси. Таким образом, скорость диффузионного горения определяется аэродинамическими, диффузионными факторами и практически не зависит от физических и кинетических свойств смеси.
Рассмотренные два способа организации процесса горения газа являются крайними случаями, так как при кинетическом горении равномерная газовоздушная смесь приготовляется заранее, а при чисто диффузионном горении смесь заранее не приготовляется и искусственно не интенсифицируется, а протекает за счет естественных процессов молекулярной или турбулентной диффузии. Между этими крайними способами располагается множество процессов организации горения по диффузионно-кинетическому принципу, когда процесс смесеобразования интенсифицируется специальными приемами. При максимальной интенсификации смесеобразования в горелке до выхода в топку можно предельно приблизиться к кинетическому процессу и, наоборот, максимально затягивая смесеобразование и перенося его в топку, можно получить предельно вытянутый, чисто диффузионный
факел. Таким образом, диффузионнокинетическое горение можно рассматривать как общий случай, границы которого будут представлены чисто кинетическим или чисто диффузионным горением. Достоинством диффузионно-кинетического метода сжигания газа является возможность регулирования процесса в широком диапазоне.
Для повышения интенсивности процесса смесеобразования применяют следующие основные способы:
а) струйная подача газа в прямой поток воздуха под прямым или близким к прямому углом. Если располагать струйки газа на определенном расстоянии до выхода в топку, можно добиться близкого к завершению процесса смесеобразования до поступления потока в зону горения, короткого и прозрачного факела;