Газопроводная инфраструктура связывает несколько технологических уровней, в процессе которых формируется и доставляется до потребителя топливная смесь. Основу транспортировочного узла составляют трубы. На них и базируется главный контур доставки ресурса – магистральный газопровод. Это центральная линия промышленного назначения, соединяющая станции добычи и переработки газа с точками его непосредственного распределения или потребления.
Понятие магистрального газопровода
Для транспортировки газовых сред на дальние расстояния в больших объемах используется крупноформатный трубопровод. В конструкцию данного сооружения также могут входить элементы контрольно-регулирующих систем и ответвления, но основной магистральной частью остается центральная труба. В качестве материалов доставки может выступать не только газ, но также нефтепродукты, вода, химические составы и прочие технологические вещества, используемые в местах добычи или на станциях переработки нефте- и газопродуктов.
Иными словами, магистральный газопровод – это универсальная линия транспортировки газовых и жидкостных смесей до мест потребления. Что следует понимать под потребителями продуктов, обслуживаемыми магистральными трубопроводами? О прямом соединении с конечными потребителями наподобие коттеджных поселков или многоэтажных жилых домов с производственными объектами речь не идет. От непосредственной точки забора центральные сети отделяются пунктами промежуточной переработки сырья, распределительными станциями и, в крайнем случае, ответвлениями, которые и доставляют газ прямо до потребителя.
Конструкция магистрального газопровода
Хотя со стороны данное сооружение напоминает обычный трубопровод, только в более крупном варианте, на деле разница существенна. Даже в простейшем исполнении магистральный трубопровод для газа содержит следующие конструкционные элементы:
- Непосредственно трубный контур, который напрямую сопрягается с ответвлениями, переходными узлами, запорной арматурой и т. д. Это и есть основная магистральная часть газопровода, в теле которой также выполняются подключения к станциям, управляющим пунктам и очистным сооружениям.
- Сборники конденсата и устройства для ввода технических смесей на основе метанола.
- Системы управления и аппаратура телемеханики.
- Средства обеспечения электрохимической антикоррозионной защиты.
- Линии электропередач и связи.
- Устройства для огнетушения.
- Резервуары для хранения газа и разгазирования.
- Служебные здания для эксплуатации трубопроводов на вверенных участках.
- Насосные и промежуточные перекачивающие станции.
- Амбары для хранения газа.
Компрессорные станции в составе магистральных газопроводов
Для комплексного обслуживания промышленных трубопроводных линий используются многофункциональные станции очистки, подготовки и переработки обслуживаемых сред. Именно этот тип технологического объекта представляет компрессорная станция. В минимальной комплектации она базируется на группе компрессорных цехов, но в расширенном и наиболее распространенном виде также содержит установки для фильтрации и воздушного охлаждения газа. Главная же задача таких объектов заключается в регуляции давления рабочей смеси. На средних магистральных газопроводах компрессорные станции обычно поддерживают уровень расчетного давления в пределах 5-7 МПа. Принцип действия обычно ориентируется на повышающий эффект. Запорная арматура с чувствительными элементами автоматически реагирует на понижение давления, после чего активизируется функция компрессорных цехов, и нормативный показатель восстанавливается.
Параметры газопровода
И размерные, и технико-эксплуатационные характеристики могут отличаться в зависимости от функционального назначения конкретной линии, точек забора и пунктов доставки, номинальной мощности и т. д. Тем не менее есть и стандарты, по которым работают крупные предприятия. Например, компания «Газпром» для магистральных газопроводов устанавливает следующие усредненные характеристики:
- Диаметр труб – от 720 до 1420 мм.
- Рабочее давление на контуре – от 5,4 до 7,5 МПа.
- Глубина залегания – 80-100 м.
- Материал изготовления трубы – нержавеющая сталь.
На таких рабочих параметрах функционирует газотранспортная сеть с пропускной способностью порядка 30-35 млрд м3. Мощности энергоснабжения для обслуживающих станций могут меняться в зависимости от участка эксплуатации. В среднем речь может идти о небольших показателях до 10-15 кВт.
Технологический рабочий процесс
Обычно реализуется схема последовательной транспортировки газовых смесей, регулировку которой обеспечивает ряд автоматических узлов на линии. Перед запуском целевой среды в контур выполняется специальная подготовка. Чтобы в природном газе не содержались примеси, его предварительно очищают. Также и в процессе доставки, в зависимости от требований к топливу, смесь может подвергаться фильтрации в сепараторах разных систем.
Далее начинается транспортировка по магистральному газопроводу. Компрессорные станции, в свою очередь, начинают контроль давления в постоянном режиме. На диспетчерских пунктах контроль также обеспечивается операторами, которые, в частности, отслеживают показатели суточной неравномерности газового потребления. Регулируются и температурные параметры. Уже на выпуске приемные хранилища или оборудование потребителей может предъявлять специальные требования к охлаждению газа, чтобы не допустить порчи мелкоформатных труб.
Классификация по назначению
Главная задача любого газопровода – доставка целевой смеси. Но конфигурация, схемы и условия транспортировки могут отличаться. На этом и основывается базовая классификация магистральных трубопроводов для газа:
- Распределительные системы. Внешние линии, которые поставляют ресурс от источника выработки до пунктов распределения.
- Вводный магистральный газопровод. Это отдельный участок транспортной линии, который следует от распределительного узла до устройства на вводе, отключающего систему. Своего рода технологический контур, замкнутый на центральной запорной арматуре.
- Начальный или промежуточный газопровод. Линия, связывающая отключающее устройство и внутренний трубопровод.
- Межпоселковый газопровод. Подобные коммуникации прокладываются вне населенных пунктов и по ответвлениям могут снабжать отдельные объекты потребления.
- Внутренний газопровод. Отрезок магистрального провода, который берет начало от вводной линии и направляется до конечного потребителя газа.
Классификация по уровню давления
От давления многое зависит в работе газопровода – например, мощность подачи смеси, надежность и безопасность. В зависимости от характеристик обслуживаемой среды, условий функционирования и технических параметров трубопроводы могут поддерживать разные показатели давления. В частности, выделяют следующие категории линий в зависимости от уровня давления:
- Работающие в диапазоне 2,5-10,0 МПа.
- Работающие в диапазоне 1,2-2,5 МПа.
Что означают данные показатели? Пиковая величина характеризует высокую производительность центральной части магистрального газопровода – это отрезок, на котором осуществляется наиболее интенсивная подача газовой смеси. Но максимальные значения, тем не менее, встречаются редко. Опять же, нормой считается 5-7 МПа. Показатели ниже применяются для технологических контуров и распределительных узлов. К жилым домам и вовсе направляются контуры с поддержкой давления не более 1 МПа.
Классификация по типу центральной части
Основное тело линии выполняется в разных конфигурациях. Согласно предписаниям технического свода правила, магистральные газопроводы могут иметь следующие формации центральной части:
- Прямые линии. Могут быть простыми однониточными или сложными многониточными. В первом случае на всем протяжении контур может иметь одинаковый или телескопический (меняющийся) диаметр. В сложных многониточных трассах предусматривается прокладка и параллельных контуров.
- Кольцевые линии. Обычно сооружаются вокруг больших городов с целью увеличения надежности газоснабжения и поддержки равномерности подачи смеси.
Технология строительства
Сооружение выполняется в несколько этапов. На основе проекта выполняются земельные работы, монтажные операции прокладки и засыпные мероприятия. Сначала формируется траншея глубиной 50-150 см. На ее днище делается засыпка с дренажными слоями из песка и щебня, после чего устанавливаются опорные блоки на основе бетона или металла. На этой базе в дальнейшем производится непосредственное строительство магистральных газопроводов с применением сварки для соединения отдельных сегментов. После завершения монтажа и проверки качества силовой фиксации выполняется засыпка линии.
Изоляция для магистральных газопроводов
Особая часть работ по устройству газопровода, для которой также может разрабатываться отдельный проект. Главное требование к изоляции таких сооружений – стойкость перед коррозией и агрессивными веществами в составе почвы. Также покрытие должно быть сплошным, водонепроницаемым, прочным и термостойким. В практике строительства магистральных газопроводов чаще используются следующие виды изоляционных покрытий:
- Полиэтиленовые заводские полотна нанесения с порошковым покрытием и диэлектрическими свойствами.
- Покрытия на основе полиэтилена для трассовой укладки. Это широкая группа изоляторов, которые могут выполняться в ленточном виде или в составе с битумной смесью. Второй вариант отличается стойкостью к высоким температурам.
В некоторых случаях функции изоляторов для магистральных газопроводов могут выполнять и лакокрасочные материалы наподобие эпоксидной краски. Но такие решения допустимы только для контуров с наземной прокладкой, так как защитное покрытие этого типа будет требовать регулярного обновления.
Эксплуатация магистральных газопроводов
Рабочий процесс на газопроводных линиях поддерживается управляющими организациями, имеющими соответствующую квалификацию. В частности, газотранспортные предприятия могут заключать договор с собственником сооружения, в соответствии с которым они обязуются обеспечивать безопасное и надежное газоснабжение потребителей. В процессе эксплуатации линейно-производственное управление магистральных газопроводов будет предусматривать регуляцию состояний запорной арматуры на контрольных узлах, выполнение реконструкционных мероприятий, обследование функциональных частей и т. д.
Техническое обслуживание газопроводной линии
В регулярном порядке выполняется патрулирование газопроводных линий с целью обнаружения неполадок или нарушений функционирования на определенных участках. После анализа возможных аварий или поломок составляется план ремонтных процедур. Далее производится подготовка к работам с зачисткой рабочего участка. Характер ремонта магистрального газопровода зависит от места поломки и ее тяжести. Служба технического контроля, в частности, может корректировать положение запорной арматуры, контрольно-измерительных устройств и ликвидировать неплотность крепежей. В качестве профилактических ремонтно-восстановительных процедур выполняются замена ограждений, покраска конструкций, укрепление опорных блоков и восстановление контактов изоляции с диэлектриками.
Заключение
Специфика строительства и эксплуатации газовых трубопроводов в принципе обуславливается повышенными требованиями к обслуживаемой среде. Вопросы безопасности с этой точки зрения играют особую роль, что отражается и на линейном управлении магистральных газопроводов, которое предполагает обеспечение комплексного и постоянного контроля рабочих параметров системы. Вместе с давлением регистрируются показатели расхода, температуры, влажности и состояние электромеханических контуров. Эти и другие параметры сети позволяют держать под контролем и показатели эффективности газоснабжения целевых объектов. Технически подобные задачи реализуются с помощью автоматической аппаратуры, которой оснащаются те же диспетчерские пункты и компрессорные станции.
