CC BY
285ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ Боброва О.Д.
Боброва Ольга Дмитриевна - студент, кафедра теплогазоснабжения, вентиляции и водоснабжения и водоотведения, строительный факультет, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь
Аннотация: рассматривается понятие надежности в системе газоснабжения. Методы ее повышения в системах газоснабжения при проектировании, строительстве и эксплуатации.
Ключевые слова: газоснабжение, газораспределительная сеть, газопроводы, надежность, потребители, арматура, резервация, отказ, коррозия, секционирование, компенсатор, изолирующее соединение, герметичность, мониторинг.
В настоящее время с ростом городов, сельских поселений, возникает потребность в использовании газа в промышленности и в коммунальной сфере. Активный рост потребления газа требует внедрения современных, наиболее эффективных схем его распределения, автоматизации систем управления процессами газораспределения, а также правильного выбора газоиспользующего оборудования и запорно-регулирующей арматуры. Все это должно обеспечивать безотказную и безопасную работу систем газоснабжения. Показатель надежности при этом играет важную роль как на стадии проектирования, так и на стадиях строительства и эксплуатации сетей.
Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования [1, 102] Как комплексный показатель, надежность систем газоснабжения зависит от большого количества факторов, при соблюдении которых будет обеспечена бесперебойная и безотказная работа систем газоснабжения. Главной задачей повышения надежности является уменьшение отказов - нарушения рабочего состояния сети. Минимизирование их количества позволит избежать появления аварийных ситуаций, которые могут вызвать как экономический ущерб (нарушение технологического процесса газоиспользующих предприятий), так и социальный (нарушение нормальной жизнедеятельности потребителей газа).
Повысить надежность газораспределительных систем можно на трех этапах: при проектировании, строительстве и эксплуатации. Будем рассматривать каждый способ по порядку.
Уменьшить количество отказов и обеспечить бесперебойную работу систем газораспределения еще на стадии проектирования возможно путем резервации, т.е перехода от тупиковых систем газоснабжения к кольцевым. Такой подход должен быть экономически обоснованным, потому что он требует немалых денежных затрат.
Тупиковые сети представляют собой газопроводы, которые подводят газ к каждому потребителю, при этом их концы не соединяются друг с другом, то есть существует единственный путь потока газа. Это осложняет ремонтные работы, так как отсутствует дополнительная линия, по которой газ сможет подходить к абоненту. При работе таких сетей у каждого потребителя оказывается различная величина давления. К полному отказу тупиковых сетей приводят лишь отказы на главном участке, отказы в ответвлениях приводят к перебоям в подаче газа потребителям. Плюсом тупиковых сетей в экономическом плане является их меньшая, по сравнению с кольцевыми, протяженность, что снижает затраты на прокладку трубопроводов.
Кольцевые сети - это замкнутые участки газопроводов, при этом газ может поступать к потребителю по двум или более линиям. Это говорит о том, что при отказе одного из элементов сети по пути движения газа к абоненту, возникает резервный путь, который, однако, длиннее расчетного. Сами по себе кольцевые сети не могут обеспечить необходимой надежности, но структурный резерв обуславливается запасом диаметров труб. То есть они проектируются с тем расчетом, что в аварийной ситуации выбранные диаметры будут обеспечивать нормальный гидравлический режим. Обычно диаметры увеличивают на 1-2 типоразмера по сравнению с расчетными для предотвращения появления отказов.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что кольцевые сети являются более надежными, однако более дорогостоящими по сравнению с тупиковыми. Выбор той или иной схемы зависит от типа населенного объекта, куда подводят газ (тупиковые сети среднего и высокого давления проектируются, в основном, для небольших городов и поселков, кольцевые же - для средних и крупных городов), а также от экономического обоснования.
Кроме этого, при проектировании систем газораспределения необходимо разделить участки газопроводов так, чтобы к каждому было присоединено определенное количество потребителей. Такой подход называется секционированием, он достигается путем установки задвижек на трубопроводах [2, 140]. Правильное секционирование позволяет уменьшить количество абонентов, которых нужно отключить при проведении ремонтных работ на газораспределительных сетях, что также увеличивает показатель качества функционирования систем.
Для обеспечения безопасности, энергоэффективности и надежности газораспределительных систем предусматривают защиту газопроводов от коррозии, установку компенсаторов и изолирующих фланцевых соединений. Защита от коррозии осуществляется пассивными и активными методами. Пассивная защита заключается в нанесении противокоррозионных материалов (например, битумных мастик), активная - в устройстве заземлений, дренажей. Использование компенсаторов снижает уровень деформации газопроводы при появлении внутренних напряжений. Изолирующие соединения помогают защитить трубопроовды от разрушающего действия блуждающих токов. Таким образом, все вышеизложенные мероприятия не только увеличивают срок службы газопроводов, но и препятствуют их разрыву.
При прокладке газопроводов должны соблюдаться требования к строительно -монтажным и сварочным работам, удовлетворяющим нормативным требованиям. Так, например, соединение стальных труб должно производиться только на сварке, а все работы должны выполняться квалифицированными специалистами. По завершении работ обязательны контроль неразрушающими методами и испытания газопроводов на герметичность с целью выявления возможных дефектов и их дальнейшего устранения.
Также на стадии строительства большое внимание уделяют выбору качественных материалов, конструкций и качественному изготовлению изделий. Такой подход повышает надежность каждого элемента системы, что впоследствии приводит к повышению надежности системы в целом.
В процессе эксплуатации газораспределительных систем предусматривают мероприятия по обеспечению эксплуатационной надежности. Это осуществляют путем мониторинга газораспределительных систем, в результате которого выявляют соответствие или несоответствие реального распределения газа расчетному, определенному при проектировании, оценивают надежность существующих отключающих устройств, а также выясняют, насколько рационально размещена запорная арматура [3 ,42]. Примером мониторинга может служить обход и визуальный осмотр слесарем газовых сетей. Кроме того, для быстрого предотвращения аварий должен быть разработан план действий по скорейшему их
12
устранению, а также быть подготовлен необходимый набор оборудования, запасных деталей и материалов.
Таким образом, в рамках повышения надежности как комплексного показателя предусматривается целый ряд мероприятий: резервация и секционирование систем газоснабжения, повышение качества используемых материалов, оборудования, конструкций, арматуры, а также строительно-монтажных и сварочных работ, периодический мониторинг систем, использование более надежных элементов. Помимо этого, необходимо увеличивать количество высококвалифицированных кадров в сфере газоснабжения и газопотребления.
Список литературы
1. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2016. 192 с.
2. Жила В.А., Гусарова Е.А., Гулюкин М.Д. Способы повышения надежности систем газораспределения в городском строительстве // Инновации и инвестиции, 2017. № 11. С. 139-141.
3. Кускильдин Т.Р., Дмитриев М.Е., Мастобаев Б.Н. Актуальные проблемы развития газовых сетей и основные направления поввшения эксплуатационной надежности газораспределительных систем // Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ, 2016. № 3. С. 40-44.
