Этапы проектирования газопровода

Необходимая информация для проектирования наружных и подземных систем

Для разработки технической документации, которая начинается со всестороннего изучения газифицируемого объекта, специалисты ООО «Энергия и Ко» собирают все необходимые материалы.

Наши сотрудники изучают данные о проведенных геологических исследованиях, а также результаты топографической съемки местности. Основой для проектирования магистральных и второстепенных трубопроводов также служит ситуационный план местности, по которой будет осуществляться надземная или подземная прокладка. Если газопровод пересекает железнодорожные или автомобильные пути, трассы других коммуникаций, дополнительно получаются технические условия.

На последней стадии подготовительного этапа специалисты ООО «Энергия и Ко» готовят разрез плана здания или сооружения с допускаемой прокладкой имеющихся коммуникаций и проектируемого газового трубопровода.

• расстояние коммерческого или промышленного объекта от магистрального трубопровода;
• особенности грунта, глубина нахождения грунтовых вод;
• возможные схемы прокладки газопровода, расположение дымоходов и вентиляционных шахт;
• объем газа, который заказчик планирует использовать за ограниченный период времени;
• особенности трассы, наружный диаметр и выбранный тип труб – для стальных или полиэтиленовых газопроводов;
• виды применяемого газоперерабатывающего оборудования;
• архитектурные особенности зданий и сооружений.

Компания ООО «Энергия и Ко» предоставляет профессиональную помощь в разработке проектной документации для надземных и подземных газопроводов. Наши сотрудники готовы выполнить весь комплекс изысканий для сетей любого уровня сложности. Все операции, связанные с расчетом и прокладкой подземных трасс газопроводов, осуществляются в соответствии с действующими лицензиями.

Изоляционные покрытия магистральных трубопроводов

Противокоррозионные покрытия на подземных магистральных трубопроводах, должны обладать диэлектрическими свойствами, быть сплошными, водонепроницаемыми, механически прочными, термостойкими и эластичными.

Виды защитного покрытия делятся на 1) изоляционные полиэтиленовые покрытия заводского нанесения (полиэтилен порошковый для напыления или полиэтилен гранулированный для экструзии); 2) изоляционные покрытия трассового нанесения на основе полиэтилена (лента полиэтиленовая, дублированная), поливинилхлорида (лента поливинилхлоридная липкая), кремнийорганики (лента кремнийорганическая термостойкая) или битума (мастика битумно-резиновая). Также используются лакокрасочные материалы (эпоксидная краска).

Самыми распространенными являются покрытия на основе битумных мастик. Электрохимическая защита выполняется с помощью катодной поляризации путём подключения внешнего источника постоянного тока.

Защита магистрального трубопровода

Центральная газовая сеть — далеко не игрушка. Поэтому устанавливаются строгие правила относительно ее использования.

Деятельность субъектов хозяйствования вблизи участков, где проходит газопровод, ограничена. Нужно получить соответствующее разрешение от органов местного самоуправления.

Предприятие-владелец должно хотя бы один раз в квартал проинформировать население прилегающих территорий относительно местоположения трубопровода. Используются печатные издания, местное телевидение или радио.

Распорядитель трубопровода обязан соблюдать общие и разработать специальные правила эксплуатации объекта

Трубопровод считается объектом повышенной опасности. Это определяется как непосредственно особенностями транспортировки, так и серьезными свойствами нефти, газа и других веществ. Поэтому в случае разрушения целостности трубы возможны:

• взрыв;
• разрушение и загрязнение прилегающей территории;
• образование дымового облака;
• пожар;
• другие негативные последствия.

Обязательным является размещение в непосредственной близости от трубопровода информационных знаков на высоте в 1,5-2 метра от уровня земли. Они должны быть читабельными и заметными, располагаться с интервалом в 500 метров и на каждом повороте трассы.

Пересечение шоссе и трубопровода нежелательное, однако, в некоторых случаях его не избежать. На таких участках размещаются знаки, запрещающие автомобилям парковаться.

Сравнение магистрального газа с газгольдером

Под магистралью чаще всего подразумевают ответвление газопровода с давленым ниже 0,005 МПа. Для газификации дома требуется спроектировать и установить внешний и внутренний газопровод, подключить газовые приборы внутри дома и подсоединить контур к местному газопроводу.

Газгольдер – резервуар для хранения сжиженного газа. Смесь пропана и бутана закачивают в стальной контейнер под давлением. Сжиженная смесь постепенно переходит в газообразную, вытесняясь в газопровод благодаря разнице в давлении. Резервуар устанавливают на участке возле дома, соединяют трубопроводом с газовыми приборами в здании. По мере исчерпания топлива газ периодически закачивают.

Все работы по установке магистрали и газгольдера выполняют только сотрудники газовых служб.

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы:

• Магистральный газ – это метан на 98%. В резервуаре хранят смесь пропана и бутана.
• При авариях на трубопроводах магистральный газ могут отключить. Газгольдер обеспечивает автономность.
• Стоимость подключения к магистрали в среднем составляет 50–100 тыс. р. Строительство газгольдера и установка обслуживающее оборудования стоит не менее 200 тыс. р.
• Сроки сооружения зависят от многих факторов. Если газовая труба в поселке есть, подключение выполняется за 1–3 дня. Документы собирают дольше. Но если от здания до магистрали более 200 м, подключение затянется на 3–4 месяца. Установка газгольдера занимает 1–3 дня.
• Безопасность магистрального газа выше. Метан легче воздуха и при утечке поднимается вверх. Если в доме нормальная вентиляция, риск отравлении или пожара невелик. Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха и накапливается на уровне пола до критических величин совершенно незаметно.

Стоимость использования примерно равная. Хотя метан из магистрали стоит в 3–4 раза дешевле, на деле расходуется он намного быстрее. При сжигании метана выделяется всего 9 кВт, а при горении пропан-бутановой смеси – 28 кВт, поэтому при отоплении здания природного газа приходится сжечь в 3 раза больше.

Нормативы, применяемые при разработке электронной исполнительной документации

СТО Газпром 2-2.2-382-2009 «Магистральные газопроводы. Правила производства и приёмки работ при строительстве сухопутных участков газопроводов, в том числе в условиях Крайнего Севера» предписывает исполнителю строительных работ составлять электронную исполнительную документацию с отражением планового и высотного положения трубопровода и его частей;

Р Газпром 2-2.1-161-2007 «Методические указания по составлению электронной исполнительной документации „как-построено“ на магистральные газопроводы» определяет порядок разработки электронной исполнительной документации «как-построено»;

Р Газпром 2-2.1-160-2007 «Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам» (ОСМД ТС) определяет перечень, содержание, форматы и взаимосвязи данных, входящих в состав электронной исполнительной документации «как-построено»;

ASME B31.8S — 2010 «Managing System Integrity of Gas Pipelines» содержит рекомендации по созданию информационных систем управления целостностью газопроводов. В таких системах электронная исполнительная документации «как-построено» является одним из основных источников исходных данных.

Разновидности магистралей

Магистральный трубопровод – сложная система. Классифицируют ее по самым разным признакам: диаметру используемых труб, давлению, под которым передается голубое топливо, методу укладки, конструкции системы. Производительность и назначение газопроводов разные.

В зависимости от рабочего давления

По величине давления различают 2 класса магистралей для передачи газа:

• 1 – рабочее давление составляет 2,5–20 МПа. Допускается передача сжиженного газа.
• 2 – величина напора составляет 1,2–2,5 МПа.

Диаметр и толщина стенок определяется назначением и способом укладки газопровода. От таких показателей зависит материал трубы. Для изделий диаметром до 500 мм изготавливают из спокойных углеродистых и низкоуглеродистых сталей, для труб сечением до 1020 мм – из спокойных и полуспокойных низкоуглеродистых сплавов. Трубы размером до 1420 мм выполняют только из низколегированной стали.

В зависимости от назначения

Газовая магистраль сооружается для разных целей. Величина конструкции заметно отличается:

• Магистральные – выполняют транспортировку газа на большие расстояния. Система включает насосные установки, очистные сооружения, газораспределительные конструкции. Магистраль функционирует непрерывно, это одно из важнейших условий.
• Технологические – системы, обслуживающие предприятия. Могут передавать природный газ, пар и другие газы. Они же обеспечивают отвод отходов производства.
• Коммунально-сетевые – транспортируют пар. Давление здесь намного ниже, но конструкция такой системы обычно сложная. Различают распределительные, транзитные системы и разветвления.
• Судовые – конструкции для перекачки газа на судах.
• Машинные – напорные и безнапорные системы для подачи топлива, масла. Размеры их невелики.

Проектирование магистрального газопровода

Комплексное проектирование предполагает несколько этапов:

• Геодезические, геологические, гидрологические и экологические исследования на всем протяжении будущей магистрали. По полученным сведениям определяют каким образом прокладывать трубу, где устанавливать насосы, потребуется ли дополнительное обслуживающие оборудование.
• Определение эффективности и экономической выгоды: определяется объем перекачки, зоны поставки, конечные и начальные пункты и пункты промежуточного отбора.
• Расчет характеристики трубопровода – диаметр труб, рабочее и максимальное давление, число перекачивающих станций.
• Проектирование резервуаров, распределительных станций, узлов передачи и отбора, очистных сооружений и прочего.
• Экономическое обоснование рентабельности: стоимость строительства, сравнение с другими способами доставки топлива.

Результат проектирования – комплекс технической документации, включающей сметы, расчеты, чертежи, макеты, ТЭО, записки и другие материалы, необходимые для строительства.

Схема строительства

Монониточный газопровод – труба одинакового диаметра на всем протяжении

Схемы укладки магистрального газа используются разные:

• монониточные – система монтируется из труб одинакового диаметра на всем протяжении;
• многониточные – в одном техническом коридоре укладывают несколько трубопроводов;
• телескопические – диаметр трубопровода от начальной до конечной станции изменяется.

Если укладка магистрали включает разные сооружения – подземный контур, надземный, подводный, – используют более сложные схемы строительства.

Проектирование магистральных трубопроводов

Проектирование трубопроводов — процесс создания комплексной технической документации, содержащей технико-экономическое обоснование (ТЭО), расчеты, сметы, макеты, чертежи, пояснительные записки и иные материалы, необходимые для строительства объектов трубопроводного транспорта. Методология комплексного проектирования трубопроводов предполагает строгую регламентацию последовательности и содержания этапов проектирования согласно правилам Единой системы конструкторской документации.

Проектирование трубопроводов включает комплекс геологических, геодезических, гидрологических и экологических исследований, сбор географических и экономических сведений, необходимых для формирования проекта трубопровода. В ТЭО на строительство магистрального трубопровода выявляются потребности заказчиков в текущий момент и на перспективу, определяется зона снабжения, обосновываются объёмы перекачки, приводятся сведения о размещении головных и конечных пунктов трубопровода, а также информация о пунктах путевого отбора продукта.

При составлении ТЭО определяются основные характеристики трубопровода: его диаметр, рабочее давление, количество перекачивающих станций. Также, по укрупненным показателям, рассчитывается стоимость строительства, и сопоставляются экономические параметры трубопровода с иными видами транспорта.

После выполнения ТЭО создается задание на проектирование, в котором указываются назначение трубопровода, его годовая пропускная способность, разбивка по очередям строительства объекта, свойства всех подлежащих транспортировке продуктов, начальный, конечный и промежуточные пункты трубопровода, список пунктов путевого отбора или подкачки продуктов, сроки старта и конца строительства по очередям, сроки представления технической документации по стадиям проектирования, а также названия проектировщика и генерального подрядчика.

Задание на проектирование трубопровода — основной исходный документ, все содержащиеся в нём положения обязаны получить отражение в проекте. На стадии технического проектирования производятся все необходимые исследования, разрабатываются основные инженерные решения по проектируемым трубопроводным объектам и охране окружающей природной среды, а также определяются вопросы организации строительства. Помимо этого, в задании на проектирование определяется общая стоимость строительства и основные технико-экономические параметры проекта. В англоязычной практике стадии проектирования включают в себя подготовку Feasibility Study, Design Basis Scoping Paper и Project Specifications.

Исследования для подготовки проекта трубопровода включают комплексное изучение природных условий района строительства. После рассмотрения технического проекта и сметной документации экспертной комиссией и их утверждения проектная организация приступает к составлению рабочих чертежей. Также размещаются заказы на оснащение и материалы, заключается контракт с генеральным подрядчиком (одним или несколькими). Рабочие чертежи составляются согласно с утверждённым техпроектом.

Морские трубопроводы и вопросы их проектирования

Морские трубопроводы — это трубопроводы, которые расположены в морских акваториях. Вопросы их проектирования, в частности, освещены в американском национальном стандарте ASME B31.8-1995 «Газотранспортные и распределительные трубопроводные системы», а также в дополнении к этому стандарту API 1111 «Проектирование, строительство, эксплуатация и техническое обслуживание морских трубопроводов для углеводородов». Помимо этого, правила проектирования морских трубопроводов описаны в британском стандарте BS 8010, часть 3: 1993 «Нормы и практики для трубопроводов. Подводные трубопроводы: проектирование, строительство, монтаж». Также применяется норвежский стандарт Det Norske Veritas (DNV) OS-F101 «Подводные трубопроводные системы». В России основным документом, регламентирующим проектирование и строительство трубопроводов, включая подводные, является СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы».

Электронная исполнительная документация «как построено» по магистральным трубопроводам

Электронная исполнительная документация «как построено» представляет собой базу данных, отражающих фактическое исполнение проектных решений и фактическое положение объектов магистрального трубопровода и их элементов после завершения строительства, реконструкции, капитального ремонта.

Структура базы данных, используемых для описания конструкции, технического состояния и состояния окружающей среды магистрального трубопровода, разрабатывается на основе модели данных по трубопроводным системам PODS (Pipeline Open Data Standard).

В состав электронной исполнительной документации «как-построено» входят паспортные данные смонтированных деталей и конструкций, данные о фактической геометрии трубопровода, сведения о выполненных работах, характеристики трассы и пересекаемых объектов.

Точность данных должна обеспечивать возможность проверки соответствия построенного, реконструированного, отремонтированного магистрального трубопровода требованиям технических регламентов (норм и правил), иных нормативных правовых актов и проектной документации.

Электронную исполнительную документацию «как-построено» по магистральным трубопроводам составляет исполнитель строительных работ. Данные о фактическом исполнении проектных решений и фактическом положении элементов конструкции магистрального трубопровода собираются до их засыпки.

Данные электронной исполнительной документации «как-построено» могут использоваться для формирования исполнительной документации в бумажном виде для итоговой проверки органом государственного строительного надзора.

Электронная исполнительная документация «как-построено» после ввода магистрального трубопровода в эксплуатацию передается заказчиком в установленном порядке эксплуатирующей организации для использования в качестве исходных данных («нулевой точки») в информационных системах управления производственными активами: инвентаризации, технического обслуживания и ремонта, управления целостностью, анализа рисков чрезвычайных ситуаций, экологического мониторинга и др.

Состав магистральных трубопроводов

В состав магистральных трубопроводов входят:

1. трубопровод с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через препятствия естественные и искусственные, узлами подключения нефтеперекачивающих станций, компрессорных станций, узлов замера расхода газа, пунктов редуцирования газа, узлами пуска и приема очистных устройств, конденсатосборниками, а также устройствами для ввода метанола;
2. установки антикоррозионной электрохимической защиты трубопроводов;
3. линии и сооружения технологической связи;
4. средства телемеханики трубопроводов;
5. линии электропередач, в том числе предназначенные для управления установками электрохимической защиты трубопроводов и запорной арматурой;
6. противопожарные средства;
7. ёмкости для хранения и разгазирования конденсата;
8. амбары для аварийного выпуска нефти, нефтепродуктов, сжиженных углеводородов и конденсата;
9. здания и сооружения службы эксплуатации трубопроводов;
10. дороги и вертолетные площадки, опознавательные знаки местонахождения трубопроводов;
11. головные и промежуточные перекачивающие и наливные насосные станции, компрессорные станции, газораспределительные станции, резервуарные парки;
12. станции подземного хранения газа;
13. пункты подогрева нефти и нефтепродуктов;
14. предупредительные знаки и указатели.

Основные этапы проектирования газопроводов

Наша компания выполняет работы по проектированию как магистральных газопроводов, так и систем среднего и низкого давления. Комплексный процесс газификации любого объекта складывается из нескольких этапов:

• изучение специфики объекта и определение влияющих на проектирование газопровода факторов;
• разработка новых технических условий на изменение действующей схемы газоснабжения или согласование и оформление разрешений на присоединение нового участка к магистральной сети;
• разработка технического задания и его согласование с представителями заказчика;
• определение требований к устанавливаемому оборудованию и изучение специфических условий его эксплуатации;
• разработка маршрутов прокладки надземных стальных газопроводов и их согласование;
• проектирование системы газоснабжения с учетом проходящих по участку инженерных коммуникаций;
• выпуск проектной документации;
• согласование проекта в органах надзора и других разрешительных инстанциях;
• получение заключений экспертов по промышленной безопасности или проведение государственной экспертизы;
• регистрация заключения экспертизы (ЭПБ) в территориальных органах Ростехнадзора.

Общая характеристика центральных газопроводов

Газопровод магистрального типа — это система труб и сооружений, используемых для доставки топлива из мест добычи или изготовления к клиентам. Он включает в себя основные и дополнительные трубы. Диаметр последних определяется особенностями объекта транспортировки, однако, не может превышать 1420 мм.

Трубопроводы делятся на три класса в зависимости от давления, под которым переносится вещество. Этот показатель обязательно нужно учитывать, поскольку в случае превышения нормы возрастает вероятность аварии.

Давление колеблется в диапазоне 1,2-10 МПа. Чаще всего рабочим считается показатель в 7,5 МПа

Магистральные газопроводы делятся на надземные, подземные и подводные. Первые благодаря небольшому подъему не мешают движению транспортных средств. Этот вариант доставки используется для преодоления водных препятствий, оврагов и прочих преград.

Подземные сети прокладываются в специальных траншеях. Глубина последних зависит от уровня промерзания грунтов

Поэтому при организации транспортировки влажного газа важно учитывать климатические особенности местности, структуру грунта, диаметр труб и др

А для труб с осушенным газом подойдет траншея глубиной 0,8 м. Ее дно покрывают слоем утрамбованного песка, укладываемые трубы покрывают несколькими слоями битумно-полимерной мастики или полимерной скорлупой, затем заполняют грунтом.

Подводные системы создаются с целью транспортировки продуктов из морских территорий, по дну рек или крупных озер.

Стандартный трубопровод состоит из главной и промежуточной компрессорной станции. Например, газ перед попаданием к конечному потребителю проходит через специальный распределительный пункт. Давление уменьшается к уровню, который предусмотрен местными трубопроводами.

А для обеспечения сбалансированности функционирования системы непосредственно в районе потребления создаются специальные хранилища. К примеру, в летний период может накапливаться газ, который используется в холодное время года.

Нельзя допустить разрушение труб в результате их контакта с грунтом, водой или воздухом. Эта задача решается за счет внешней противокоррозионной изоляции.

Еще используется катодная защита, которая действует на базе отрицательного потенциала

Важно обеспечить надежность газовой сети. Она гарантируется за счет перекачивающего оборудования на компрессорных станциях, использования качественных стальных труб, создания дополнительных параллельных линий, которые сочетаются с основной благодаря перемычкам

Прокладка трубопроводов

Согласно СНиП, магистральные трубопроводы следует прокладывать подземно. В качестве исключения при необходимости (переходы через естественные и искусственные препятствия) допускается прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи или на опорах. Допускается совместная прокладка нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов в одном техническом коридоре.

Выбор трассы трубопроводов должен производиться по критериям оптимальности, при этом в качестве таких критериев принимают затраты на сооружение, техобслуживание и ремонт трубопровода при эксплуатации, учитывая и затраты по обеспечению охраны окружающей среды. Кроме того, учитывается металлоёмкость, безопасность, заданное время строительства и наличие дорог.

Прокладка магистральных трубопроводов не допускается в населенных пунктах, сельскохозяйственных и промышленных предприятиях, на аэродромах и железнодорожных станциях, а также в пределах морских и речных портов и пристаней. Также не разрешается прокладка магистральных трубопроводов в тоннелях железных и автомобильных дорог, в тоннелях совместно с электрическими кабелями и кабелями связи и трубопроводами иного назначения. Также запрещена прокладка трубопроводов по мостам железных и автомобильных дорог. Помимо этого, не допускается прокладка трубопроводов в одной траншее с электрическими кабелями, кабелями связи и другими трубопроводами — исключение составляют кабели технологической связи данного трубопровода на подводных переходах и на переходах через железные и автомобильные дороги. Ещё одним исключением является прокладка газопроводов диаметром до 1000 мм и нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) диаметром до 500 мм по несгораемым мостам автомобильных дорог отдельных категорий. При прокладке трубопроводов по таким мостам, где проложены ещё и кабели связи, требуется согласование с Министерством связи России.

Минимальное расстояние от оси подземных (или наземных в насыпи) трубопровода до населенных пунктов, отдельных сельскохозяйственных и промышленных предприятий, зданий и сооружений, а также иных инфраструктурных объектов, рассчитывается в зависимости от класса и диаметра трубопровода и составляет от 10 м (кабели междугородной связи и силовые электрокабели) до 3000 м (от нефтепроводов до водозаборов). Допустимые расстояния указаны в части 3 СНиП 2.05.06-85 (СП. 36. 13330. 2012 -актуализированная редакция)

Заглубление трубопроводов до верха трубы следует принимать не менее 0,8 метра при диаметре трубы менее 1000 мм, и 1 метр при диаметре 1000—1400 мм (также при прокладке трубы в песчаных барханах, на пахотных и орошаемых землях). При этом на болотах или торфяных грунтах, подлежащих осушению, глубина заглубления должна составлять не менее 1,1 метра (то же — при пересечении оросительных и осушительных каналов). В скальных грунтах и болотистой местности при отсутствии проезда транспортных средств глубина заглубления должна составлять не менее 0,6 м.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin