Tlak v plynovodu: technické normy + zvláštnosti distribuce na lince podle tlaku plynu

Blízkost plynovodní sítě k obydlené oblasti ještě nezaručuje absenci problémů s připojením k ní. Komunikace přepravující nejoblíbenější palivo mají různé úkoly, a proto je tlak v plynovodu také různý.

Vysvětlíme Vám, jak funguje plynárenská síť a pod jakým tlakem se nachází palivo dodávané spotřebiteli v jejích lineárních segmentech. V námi předloženém článku jsou podrobně popsány principy organizace systémů plynárenství různých úrovní. Jsou uvedeny mechanismy uzavírání plynu.

Zásobování zemním plynem

Domácí a průmyslová zařízení pracující na přírodní směsi plynných uhlovodíků jsou každému dobře známa. V obytných domech jsou instalovány kotle, plynové sporáky a plynové ohřívače vody.

Mnoho podniků má k dispozici kotelní zařízení a oplocené „domky“ GRU. A na ulicích jsou umístěny plynové distribuční body, které přitahují pozornost žlutým nátěrem a jasně červeným nápisem „Plyn. Hořlavý.“

Každý ví – plyn přichází potrubím. Ale jak se do těchto trubek dostává? Cesta, kterou zemní plyn urazí do každého bytu, každého domu, je opravdu obrovská. Od naleziště až ke konečným spotřebitelům totiž palivo putuje rozvětvenými hermetickými kanály, které se táhnou tisíce kilometrů.

Ihned po těžbě na nalezišti je směs plynů podrobena čištění od nečistot a připravuje se k čerpání. Zemní plyn, stlačovaný kompresorovými stanicemi na vysoké hodnoty tlaku, je směrován hlavním plynovodem ke stanici distribuce plynu.

Její zařízení snižují tlak a odorizují plynnou směs metanem, etanem a pentanem, thioly, ethylmerkaptanem a podobnými látkami, aby mu dodaly zápach (v čisté formě zemní plyn zápach nemá). Po dodatečném čištění je plynné palivo směrováno do plynovodů obydlených oblastí.

Plynové spotřebiče potřebují přívod hořlavého plynu pod určitým tlakem. Komplex GRP reguluje (obvykle snižuje) síťový tlak plynu před přivedením do vnitřních domovních sítí s maximálním průtokem plynu do 30 tisíc krychlových metrů za hodinu.

Poté zemní plyn putuje k bodům distribuce plynu uvnitř městských čtvrtí. Před nasměrováním do sítě plynovodů čtvrti je tlak přepravovaného plynu snížen na požadované minimum. Nakonec plyn proudí do vnitřní domovní sítě zásobování plynem – k plynovému sporáku, ohřívači vody nebo podlahovému kotli.

Každé zařízení na zpracování plynu je vybaveno speciálním hořákem, který před spalováním mísí hlavní palivo se vzduchem. V čisté formě (tj. bez přístupu kyslíku) je hořlavost zemního plynu nulová.

Komplexy GRS se používají na odbočkách z hlavních plynových vedení, snižují tlak a řídí dodávku objemů plynu do lokálních sítí odběratelů (maximálně 500 tisíc krychlových metrů za hodinu).

Složení systému plynárenství

Plynový dopravní komplex tvoří potrubí a stavby, dále technická zařízení, která zajišťují dodávku a distribuci toku mezi odběrateli. Intenzita dodávky plynu je určena potřebami koncových uživatelů – průmyslových a komunálních organizací, soukromých domácností.

Síť zásobování plynem se skládá z:

• potrubí vysokého, středního a nízkého tlaku;
• plynových regulačních zařízení – stanic (GRS), bodů (GRP), jednotek (GRU);
• automatických ovládacích a kontrolních systémů;
• dispečerské a provozní služby.

Pod vysokým tlakem přivádí hlavní plynovod zemní plyn k distribučním stanicím, které snižují úroveň tlaku na požadovanou hodnotu pomocí ventilů automatických regulátorů.

Dále plynové sítě směrují palivo k odběratelům. GRS automaticky udržují parametry tlaku v zadaném rozsahu.

Jak je organizován systém plynárenství?

Jeho hierarchie je určena třídami prvků plynové dopravní sítě, souvisejícími s tlakem čerpaného zemního plynu.

Pokládka plynovodních komunikací v městské zástavbě vyžaduje dostatečný prostor kolem potrubí jako bezpečnostní zónu. Tím spíše, pokud se jedná o plynovod značného průřezu s provozním tlakem nad 0,6 MPa.

Principy uspořádání plynovodní sítě

Do plynovodů první úrovně patří plynové komunikace, ve kterých je tlak zemního plynu vysoký nebo střední. Aby se zabránilo slepým úsekům, provádí se rezervace plynovodů – zdvojení jednotlivých segmentů nebo okruhování. Vytvoření slepé sítě je povoleno pouze v malých obcích.

Zemní plyn pod vysokým tlakem prochází několika po sobě jdoucími stupni, kde se jeho tlak snižuje. Proces snižování tlaku v regulačních stanicích plynu probíhá skokově, na výstupu z nich je tlak konstantní. V městské zástavbě tvoří plynovody se středním a vysokým tlakem hydraulicky propojenou společnou síť.

Těmito značkami se označuje poloha podzemních plynovodů a hranic ochranného pásma. Na této značce je zobrazeno číslo piketu (není uvedeno), uvedena kategorie plynovodního vedení (II.), průměr potrubí (800 mm), obvod ochranného pásma (2 m vlevo a vpravo, 1 m vpřed) a kontaktní telefon (tel. 051).

Použití GRP umožňuje zásobovat odběratele plynem různého tlaku, i když se nacházejí na jedné ulici – plynovody o rozdílných tlacích jsou vedeny paralelně.

Plynovody druhého stupně zajišťují dodávku plynu pod nízkým tlakem pro většinu odběratelů. Tyto sítě jsou provedeny jako smíšené, s převahou slepých segmentů. Okruhování se provádí pouze u hlavních potrubí.

Plynovod pod nízkým tlakem nesmí křížit velké technogenní (dálnice, železniční tratě) nebo přírodní (jezera, řeky, rokle) překážky. Montáž takových sítí v průmyslových zónách není povolena.

K odběrateli plynu v soukromých domech přichází pyz po větvích nízkého tlaku. Parametry tlaku na vstupu do spotřebiče musí odpovídat údajům uvedeným v technickém listu.

Plynové sítě dodávající palivo pod nízkým tlakem nemohou tvořit hydraulicky propojený systém velkého sídla. Jsou navrhovány výhradně jako lokální komplexy napájené několika GRP.

Jsou připojeny k sítím středního tlaku, které jsou obdobně připojeny k vedením vysokého tlaku. Třetí úroveň síťových plynovodů se používá u odběratelů – na území podniků, v obytných a veřejných budovách.

Potřeba tlaku pro tyto sítě je určena jejich účelem a provozními charakteristikami plynových spotřebičů (zařízení). Rezervování (částečné duplikování) na plynovodech třetí úrovně se obvykle neprovádí.

Typy a kategorie plynovodů

Dělení zásobovacích plynovodů podle typů je uvedeno v SNiP 42-01-2002. Hlavní plynovody vysokého tlaku odpovídají jednomu typu, který se dělí na dvě kategorie.

Plynovody první kategorie jsou umístěny výhradně pro odběratele v průmyslovém sektoru, kteří spotřebovávají značné objemy plynného paliva pod stabilně vysokým tlakem (0,6–1,2 MPa).

Například se jedná o ocelářské kombináty. Připojení každého průmyslového odběratele k plynové magistrále první kategorie vyžaduje přípravu speciálního projektu zásobování plynem.

Moderní standardy montáže plynových sítí umožňují jejich stavbu pomocí PVC trubek se “žlutým” označením. Avšak přes jakékoli překážky je třeba vést trubky plynových komunikací pouze v ocelovém ochranném pouzdře.

Vedení zemního plynu druhé kategorie se vytvářejí pro ostatní průmyslové objekty, které potřebují dodávku plynné směsi pod vysokým tlakem, ale nižším (0,3-0,6 MPa) než odběratelé první kategorie. Stejné plynovody dodávají palivo kotelnám, které vytápějí průmyslové budovy.

Potrubí dodávající plyn středního tlaku (0,005-0,3 MPa) se přivádějí ke kotelnám vytápějícím obytné a administrativní objekty. Používají se také pro zásobování veřejných budov, které potřebují zvýšený objem paliva.

Plynovodní magistrály nízkého tlaku (do 0,005 MPa) vedou k domácnostem. Veškeré domácí zařízení je navrženo právě na tyto charakteristiky dodávky plynu.

Jinak než maximálním snížením parametrů tlaku nelze dosáhnout maximální bezpečnosti plynových komunikací pro obytné objekty. Organizace zásobování plynem obytných domů magistrálami středního tlaku a vyšším je kategoricky zakázána.

Vícestupňovost systému plynárenství

Potřeba vytvoření několika stupňů v místním systému zásobování zemním plynem je mj. způsobena existencí odběratelů, kteří potřebují dodávky plynného paliva pod různým tlakem.

Gradace plynovodů podle stupňů

Podle počtu tlakových stupňů se rozlišují následující systémy zásobování plynem:

• Dvoustupňové. Tvořené sítěmi pod nízkým a středním tlakem, nebo s nízkým a vysokým;
• Třístupňové. Skládají se z komunikací s tlaky vysokým, středním a nízkým;
• Stupňovité. Jsou tvořeny plynovody se všemi úrovněmi tlaku.

Střídání magistrál s vysokým a středním tlakem je vyžadováno kvůli značné délce síťových potrubí a také kvůli několika směrům přepravy. V oblastech s vysokou hustotou obyvatelstva se pokládka plynovodů vedoucích plynné palivo pod vysokým tlakem nedoporučuje.

Hlavní plynovodní komunikace města jsou umístěny pod zemí. Jinak by nebylo možné zabránit velkým haváriím na plynových sítích kvůli chybám v řízení motorových vozidel.

Dalším častým důvodem je, že v oblastech staré zástavby nejsou městské ulice dostatečně široké, aby pod nimi bylo možné vést plynovody vysokého tlaku. Čím vyšší je tlak plynu v potrubí, tím větší vzdálenost je nutná mezi sítěmi a sousedními budovami.

Potřeba stupňovitého schématu zásobování plynem je také způsobena technologickými požadavky na připojení a montáž plynárenských regulátorů instalovaných na budovách.

Typy městských sítí podle účelu

Území městských čtvrtí jsou vybavena nejrozvětvenější sítí plynovodních komunikací.

Součástí městského komplexu zásobovaného zemním plynem jsou následující typy plynovodů:

• distribuční, vedoucí plyn pod různým (skutečně potřebným) tlakem. Zajišťují dopravu po obsluhovaném území;
• odbočky pro odběratele, zásobující plynem z distribučních hlavních řadů konkrétní odběratele;
• vnitrodomovní a vnitroprovozní.

Navrhované schéma distribučních plynových komunikací pro město, které vedou plyn pod středním a vysokým tlakem, tvoří společnou síť. Se specifikou vypracování projektu pro plynofikaci rodinného domu seznámí náš navrhovaný článek.

Skříňový regulační bod zásobování plynem se používá na koncových spotřebitelských sítích s výkonem nejvýše 1800 krychlových metrů za hodinu. Je schopen snížit tlak až na 2 kPa.

Tzn. komunálním odběratelům, kotelnám a průmyslovým objektům je zemní plyn dodáván po společné plynárenské distribuční síti. Budování samostatných hlavních sítí pro komunálně-bytové nebo průmyslové odběratele je z ekonomického hlediska nevýhodné.

Při výběru plánovacích řešení pro městské zásobování plynem se zohledňuje uspořádání a velikost města, hustota obyvatel a zástavby, potřeby elektráren a průmyslových objektů. Do výpočtu se zahrnují perspektivy budoucího rozvoje města, existence velkých překážek (umělých, přírodních) pro vedení plynovodních komunikací.

Zvláštnosti městského plánování plynárenství

V hranicích města musí být ideální schéma dodávek zemního plynu ekonomicky výhodné, provozně bezpečné a spolehlivé, pohodlné a nenáročné na práci s ním.

Takovými kulovými uzávěry se vybavují sítě plynových komunikací pro velké odběratele a pro vícestupňové systémy. Tato uzavírací armatura
se instaluje na plynovodu při jeho vyvedení přes plynárenskou regulační stanici, což umožňuje přepínat plynové okruhy systému.

Plynovodní síť musí umožňovat bezporuchové odstavení jednotlivých segmentů pro provádění oprav. Nezbytnou podmínkou je úplná stejnorodost uzlů, zařízení a staveb v rámci jednoho systému.

Při zobrazení na schématu jsou městské plynovody znázorněny sériově. Avšak podél ulic je povoleno pokládání paralelních plynových komunikací, pod podmínkou různého tlaku v nich.

Takové uspořádání je ekonomicky efektivní, protože umožňuje snížit spotřebu trubek:

• plynové magistrály nízkého tlaku jsou napájeny několika plynovými regulačními stanicemi;
• K centrálním plynovým regulačním stanicím je metan dodáván paralelně uloženými plynovody středního nebo vysokého tlaku.

Podobná schémata pokládání komunikací se používají pro zásobování kotelen a podniků nacházejících se uvnitř obytných čtvrtí.

Struktura městské zástavby vyžaduje vybudování sítě nízkého tlaku ve formátu dvou nepropojených zón. Pro rezervování na nízkém stupni tlaku se plynové regulační stanice každé ze dvou zón připojují k potrubím velkého průměru, vedoucím plyn pod nízkým tlakem.

V městech malé a střední rozlohy se používá dvoustupňový komplex plynovodů, kombinující komunikace nízkého a vysokého tlaku (nejvýše 0,6 MPa).

Při nemožnosti uložení plynových trubek v centru města pro čerpání plynové směsi vysokého tlaku se jejich projektované výkony rozdělují mezi sítě vysokého tlaku (kladené na periferii) a středního tlaku (vytvářené v centrální části).

V důsledku vzniká třístupňový systém zásobování zemním plynem, vybavený distribučními plynovody o průměru 50–400 mm.

Před výstavbou samostatné plynové větve a před napojením na stávající plynovou trubku se provádí projektování plánovaného úseku systému, provádí se hydraulický výpočet, který umožňuje vybrat trubky pro plyn a armatury pro vybavení sítě.

Mechanismy uzavírání dodávky zemního plynu

Provádění oprav vyžaduje pravidelné odstavení určitých úseků městských plynových komunikací, které jsou pod tlakem vysoké a střední úrovně, a také určitých sítí pod nízkým tlakem.

Proto jsou plynovodní systémy síťových, veřejných a obytných potrubí, stejně jako průmyslových objektů nebo několika budov, vybaveny uzavíracími zařízeními – šoupátky (jinak také kuželovými kohouty).

Sestavení komunikačního systému podle pravidel je dokončeno tlakovou zkouškou plynovodu, která umožňuje odhalit problémová místa. Ta se nejčastěji projevují v místech umístění uzavíracích zařízení.

Instalované venku v ochranné skříni nebo bez ní, tato šoupátka se používají při potřebě úplného odpojení domácnosti od plynárenské sítě.

Montáž šoupátek se provádí:

• na plynových potrubích v regulační stanici (výstupních a vstupních);
• na odbočkách hlavních plynovodů vedoucích do mikrorajónů a čtvrtí;
• před velkou překážkou, kterou potrubí překračuje (vodní plochy, silniční a železniční trasy).

Na vnějších plynovodech se šoupátka instalují s prohloubením do šachet. Společně s nimi se montují čočkové kompenzátory, určené k odečítání hodnot napětí (montážního, teplotního) na potrubí, a také k usnadnění postupů nasazování a sejímání uzavíracích armatur.

Šachty je přípustné zřizovat ve vzdálenosti větší než 2 m od nejbližší stavby nebo oplocení.

Uzavírací armatury na plynových přívodech do budov se umisťují na zeď. Plynové kohouty, s jejichž výměnou seznámí následující článek, se umisťují s dodržením metrové vzdálenosti od nejbližších otvorů.

Bez ohledu na úroveň tlaku, členitosti a délky potrubí vedoucího plynnou směs, musí být počet odpojovacích zařízení minimálně nezbytný, s odůvodněním každého umístění.

Pro vlastníky neméně důležitá otázka – cena připojení k hlavnímu plynu, podrobnosti o jejím stanovení jsou uvedeny zde. Doporučujeme se seznámit s užitečným materiálem.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Jak probíhá dodávka plynu do bytového domu:

Video #2. Jak je uspořádán a jak se vyrábí kulový uzavírací ventil pro plynovody:

Systém plynovodu zajišťuje řádnou dodávku zemního plynu pouze za předpokladu jeho vyváženosti. Jakékoli práce s plynárenským zařízením smějí provádět výhradně pracovníci plynárenských služeb. Cizí zásahy do provozu plynárenské sítě jsou nepřípustné a krajně nebezpečné – pamatujte na to!

Pište prosím komentáře do bloku umístěného níže. Sdílejte cenná doporučení a informace, které budou užitečné návštěvníkům webu. Zanechávejte příspěvky, vkládejte fotografie k tématu, pokládejte otázky.