Проблемы и требования к безопасности при проектировании газопроводов

Природный газ, несмотря на свою взрывопожароопасность, является одним из самых эффективных энергетических ресурсов, используемых в народном хозяйстве. В России практически нет ни одной отрасли, где не использовалось бы это вещество, имеющее очевидные преимущества перед другими топливными аналогами. Высокая тепловая производительность, достигаемая до уровня показателей свыше 2000 градусов выше нуля, делает газ незаменимым в коммунальном хозяйстве и промышленных предприятиях.

Первое, что делает природный газ широко применяемым в производственных системах – это огромные его запасы на территории Российской Федерации, низкая себестоимость и более высокая производительность добычи, нежели у того же угля или нефти. Также это топливо при транспортировке сохраняет свои основные качества, а именно: высокую теплоту сгорания без остатка. Другим важным преимуществом применения природного газа, особенно в местах, где обитают люди, является отсутствие в нем оксида углерода. Благодаря этому, в случае утечки газа исключается возможность отравления токсичными и ядовитыми веществами.

Современная система газового распределения является сложным механизмом, состоящего из многочисленных, связанных между собой, производственных элементов (газораспределительные системы (ГРС, — ред.), газорегуляторный пункты (ГРП, — ред.), шкафные газорегуляторные пункты (ШРП, — ред.), газорегуляторные установки (ГРУ, — ред.), тепловая механика, системы связи, автоматические устройства и т.д.).

Газификация опасного производственного объекта начинается с проектирования. Ошибки, недостатки, игнорирование требований безопасности, заложенные на этой стадии, рано или поздно проявятся при эксплуатации. Зачастую это происходит в форме аварий и несчастных случаев. Проектный этап требует тщательной проработки всех элементов газовой системы и осуществляется в строгом соответствии с существующими ГОСТами и другими нормативными актами.

Одной из главнейших частей отрасли является система газопроводов, имеющих разное давление и функциональное назначение. Так, например, природный газ низкого давления поступает в систему коммунального хозяйства, а среднего и высокого, как правило, питает городские сети распределения и посредством инфраструктурного газового оборудования доходит до потребителей.

Любая газовая распределительная система должна проектироваться специализированным и сертифицированным предприятием. Его задача не только в создании проектных решений, обеспечивающих функциональность объектов и достижение определенных технических параметров, но и обеспечение требований промышленной безопасности (ПБ, — ред.). Разработчикам газовым систем необходимо рационально расположить все производственные элементы, увязать их с необходимой административной и социальной инфраструктурой, обеспечить стабильное и бесперебойное функционирование подачи топлива, а также заложить в проекте тот уровень безопасности объекта, который соответствует нормативному регламенту ПБ.

Проектирование газовых транспортных систем предполагает использование соответствующих материалов. Если газопровод проходит над землей, то используются только стальные трубы, а если под нее, то применяются также и полиэтиленовые. Они обладают рядом неоспоримых преимуществ. Но основное из них – это отсутствие коррозионных процессов, что облегчает эксплуатацию труб и позволяет сэкономить немалые финансовые средства. Их применение также регламентируется нормативными документами. Толщина труб из полиэтилена зависит от внутреннего давления газа. Но существуют и ограничения применения полиэтиленовой продукции в газотранспортных системах. Они следующие:

• использование только в подземных транспортных системах;
• запрет применения материала на территории, где температура воздуха (на поверхности) превышает 45 градусов выше нуля;
• ограничение на применение полиэтиленовых труб в местах, где сейсмичность свыше 6 баллов;
• запрещается использование труб из полиэтилена в городских зонах и при высоком давлении газа I и II категории.

Стальные трубы изготавливается из стали ГОСТа 380-71 или более качественного ее варианта – ГОСТ 1050-74. При этом существуют ограничения содержания в металле следующих веществ: фосфора не более 0,046%, серы – 0,056% и углерода 0,25%. Техническим регламентом и соответствующими нормами регулируется использование тех или иных параметров стали. Все зависит от давления в системе, назначения продукта, а также внутренней (подземной) и внешней среды.

При проектировании газопроводной системы необходимо также учитывать комплекс нагрузок на объект, рассчитанных исходя из времени (максимальный пик), пункта назначения, динамики грунтов и внешних природных факторами. Кроме того, существуют более специфические параметры, а именно:

• масса трубопроводной системы и всей необходимой арматуры;
• предварительно рассчитанное напряжение;
• разница температурных режимов;
• дополнительные внутренние и внешние источники нагрузки на газопровод.

Перемещение природного газа по трубопроводным транспортным системам и дальнейшее его сжигание в определенных технологических целях, предполагает строгое соблюдения правил безопасности при проектировании подобных объектов. Любое проектное решение по эксплуатации опасного производственного объекта, каковыми и являются газопроводные сети, предусматривает безопасный и надежный процесс транспортировки газа в соответствии с определенными (проектными) показателями. Газовое оборудование, автоматизированные системы безопасности, а также регулирование технологического процесса сжигания газа, должно быть согласовано с комплексом мероприятий по обеспечению ПБ на объекте.

Таким образом, осуществление проектных, строительно-монтажных работ, а также эксплуатация газопровода – все это должно происходить с учетом всевозможных факторов, таких как геология грунта, гидрорежим в месте прокладки труб, рельефные изменения территории, сейсмические и климатические нагрузки и многие другие.

Кроме того, при проектировании систем газопроводов, в обязательном порядке, должны быть предусмотрены мероприятия, предупреждающие возникновение аварий и чрезвычайных ситуаций на объекте, а также обеспечивающих его пожарную безопасность и защиту окружающей среды.