INSTALATII DE ALIMENTARE CU GAZE

Instalatii de alimentare cu gaze

Pentru proiectarea unui sistem de distributie exista cateva criterii principale:

1- disponibilul total de presiune trebuie astfel repartizat, in una sau doua trepte de presiune, incat pentru debite date, trasee date, in conditii de functionare fixate sa se realizeze un sistem de distributie cu cost si consum de metal minime;

2- numarul treptelor de presiune sa fie minim, de regula una sau doua trepte de presiune si de obicei, determinat de aparatura disponibila;

3- presiunile de regim sa fie cat mai ridicate, fara a depasi in raport cu lungimea traseelor marimea si densitatea debitelor, nivelul maxim de la care cresterea de presiune nu ar mai fi eficace;

4- caderi de presiune (respectiv viteze) cat mai mari, in limitele prescrise.

Aceste criterii generale trebuie corelate si cu posibilitatile furnizorului de a asigura nivelul maxim de presiune solicitat si justificat de intreprinderea de distributie. In unitatile industriale se folosesc de obicei in instalatiile exterioare, presiune medie, redusa si joasa, iar in instalatiile interioare, presiune redusa si joasa.

In constructiile civile se folosesc, in instalatiile exterioare, treptele de presiune redusa si joasa, iar in instalatiile interioare, treapta de presiune joasa.

In instalatiile pentru imobilele de locuit se foloseste exclusiv presiunea joasa, atat in instalatiile exterioare cat si instalatiile interioare. Prin exceptie, pentru proprietatile intinse cu multe corpuri de cladire, se accepta presiunea redusa in instalatia exterioara.

In figura 1.4 este prezentata schema unei instalatii de gaze.

Figura 1.4. Schema unei instalatii de gaze

1- conducta de distributie; 2- bransament; 3, 4- rasuflatori; 5- robinet de bransament;

6- regulator; 7- contor volumetric; 8- instalatie exterioara; 9- robinet de incendiu; 10- tub de protectie;

11- coloana; 12- instalatie interioara; 13- aparat de utilizare 14- evacuare gaze

15- robinet de siguranta; 16- robinet de manevra;

Structura unui sistem de alimentare cu gaz pentru o localitate precum si forma acesteia depind de mai multi factori printre care cei mai importanti sunt:

configuratia si marimea localitatii;

structura, marimea si perspectivele consumului;

repartizarea diverselor tipuri de consumatori (concentrarea consumatorilor industriali sau a altor consumatori importanti).

In functie de configuratia localitatii, reteaua de repartitie a sistemului poate avea diferite forme (liniara, in coloana vertebrala, forma inelara sau dublu inelara). De la caz la caz, este indicat ca reteaua de repartitie sa fie buclata si, daca este posibil, alimentata in doua puncte.

Reteaua de distributie poate fi ramificata sau buclata in functie de situatia locala, tinand cont de necesitatile functionale si de consideratiile tehnico-economice. In cazurile in care alimentarea continua este absolut necesara (spitale, fabrici de sticla, brutarii, cubilouri etc.), sau pentru portiuni din retea care asigura alimentarea unui numar mare de consumatori, este indicat ca reteaua de distributie sa fie buclata.

Indiferent de forma retelei (liniara, inelara etc.), la executia ei se are in vedere realizarea unui traseu pe cat posibil rectiliniu, cu schimbari minime de directie.

Conductele de distributie se pozeaza numai pe teritoriul public, tinand seama de urmatoarea ordine de preferinta: zone verzi, trotuare, alei pietonale, in portiunea carosabila folosind trasee mai putin aglomerate cu instalatii subterane.

Pentru ca o conducta de distributie este constructie fixa, pozarea ei in santuri se face astfel incat sa fie ferita de alunecarile de teren, de miscari orogenetice produse de terenul de sub ea, de efectul trepidatiilor si loviturilor.

La conductele de distributie se practica sudarea tevilor prin procedee omologate, cu verificare prin metode nedistructive si aplicarea unei izolatii de baza completate cu protectie catodica.

In functie de treapta de presiune existenta in conducta, se prevede respectarea unor distante minime intre aceasta si alte instalatii, constructii sau obstacole subterane.

Pentru controlul scaparilor de gaze se prevad unele reglementari ca:

in zonele construite, aglomerate cu diferite instalatii subterane, pe retelele de distributie, respectiv in instalatiile exterioare, trebuie sa se monteze rasuflatori deasupra fiecarei imbinari. In cazul unor suduri foarte apropiate (curbe din segmenti etc.) trebuie sa se monteze rasuflatori comune pentru mai multe cordoane de sudura, cu conditia realizarii unui drenaj continuu pe portiunea respectiva a conductei;

pe trasee fara constructii, pe camp, in zone cu agresivitate redusa si fara instalatii subterane, rasuflatorile se pot monta la distante mai mari, fara a depasi 50 m, in functie de conditiile locale;

in afara rasuflatorilor amintite mai sus trebuie sa se mai prevada rasuflatori deasupra fiecarei ramificatii subterane, in locurile in care conductele ies din pamant, langa un perete si la capetele tuburilor de protectie.

Diametrul rasuflatorilor este de 2" ( Dn 50 mm ). In unele lucrari se considera ca prevederea de rasuflatori deasupra fiecarei suduri nu este justificata. In sprijinul acestui fapt se argumenteaza ca, in majoritatea tarilor gazeifere importante, indeosebi in orase, pe carosabil, nu se monteaza rasuflatori, existand metode moderne de control.

Sunt necesare, in mod deosebit, rasuflatorile de perete, montate in punctele in care o conducta subterana iese din pamant si rasuflatorile montate la capetele tuburilor de protectie. La ramificatiile importante ale retelelor de repartitie si distributie, precum si in instalatiile exterioare industriale este indicat sa se prevada robinete de sectionare.In camine se pot monta si alte tipuri de armaturi, imbinari electroizolante, separatoare de lichide, dispozitive de dilatare etc. La camine trebuie asigurat accesul liber, iar la vanele montate in cutie de bitum ingropate se prevede accesul numai la tija sau mecanismul de actionare.

In functie de continutul de impuritati al gazelor si de considerente de exploatare, in punctele convenabil alese ale retelelor de distributie si ale instalatiilor exterioare, se recomanda refulatori prevazute cu doua robinete.

Cand gazele distribuite contin fractii condensabile sau apa, este indicat ca la cotele joase ale retelei sa fie prevazute separatoare de lichide.

Pe conductele aeriene si pe traseele subterane rectilinii lungi se recomanda montarea de dispozitive de dilatare (compensatori lenticulari).

Incrucisarea conductelor de gaze cu alte instalatii sau lucrari la suprafata solului (cai ferate, linii de tramvaie, sosele etc.), se face, in mod normal, perpendicular pe axa instalatiei. Atunci cand nu se poate respecta prescriptia anterioara, se poate face incrucisarea si sub un unghi mai mic, dar nu mai mic de 60^o, cu conditia introducerii conductei in tub de protectie.

La incrucisari cu alte instalatii subterane, conductele de gaze se monteaza la o distanta de cel putin 100 mm deasupra conductei, canalului sau cablului traversat.

Este interzisa trecerea conductelor de gaze prin canale, camine sau alte constructii subterane sau montarea lor sub orice fel de constructii, pe terenuri destinate constructiilor etc.

Traversarea cursurilor de apa, podurilor, pasajelor de nivel, autostrazilor etc. se poate face fie subteran, fie aerian, in functie de conditiile locale. La proiectarea traversarii este necesar avizul organelor care administreaza obstacolul traversat.

La traversarile de cai ferate, pasaje de nivel, autostrazi, cursuri de apa etc., se prevad vane de sectionare care sa permita scoaterea din functiune a conductei de gaze, fie in ambele parti ale traversarii, fie numai inainte de traversare, in cazul conductelor ramificate in care gazele au un singur sens de curgere. Este indicat sa se prevada, de o parte si de alta a traversarii, prize pentru masurarea presiunii.

Pentru instalatiile exterioare ale marilor consumatori industriali nu se prescrie obligativitatea montarii de vane la incrucisari, prevederea lor fiind lasata la aprecierea proiectantului care urmeaza sa o solutioneze in raport de conditiile locale. Acolo unde, la traversari, montarea conductei subterane se face in tub de protectie, care poate fi de otel, beton armat, fonta, azbociment etc., trebuie sa se tina seama de unele consideratii si anume:

in retelele de distributie, la capetele tubului de protectie se monteaza rasuflatori;

adancimea de ingropare a tubului de protectie, pentru incrucisari obisnuite, este cea rezultata din adancimea de montare a conductei,

pentru subtraversari de cai ferate, sosele, autostrazi, adancimea va fi de cel putin 1,00-1,20 m intre talpa sinei sau fata drumului si generatoarea superioara a tubului de protectie;

tuburile de protectie din otel se izoleaza la interior si la exterior cu bitum;

se recomanda ca tuburile de protectie sa depaseasca cu cel putin 1m limitele instalatiei traversate sau incrucisate;

in interiorul tubului de protectie, cand nu este posibil altfel, conductele pot avea imbinari;

numarul imbinarilor va fi cat mai mic posibil;

imbinarile respective trebuie sa fie controlate prin metode nedistructive.

In ceea ce priveste traversarile aeriene ale cailor de circulatie de pe teritoriul unitatilor industriale, acestea se fac la inaltimi corespunzatoare, functie de conditiile locale, insa nu mai mici de 5 m.

Traversarea aeriana a soselelor, cailor ferate, retelelor de contact pentru troleibuze etc., care se admite numai atunci cand montarea subterana nu este posibila, se face la inaltimi stabilite de comun acord cu organele care administreaza obstacolul traversat.

Fiecare imobil sau grup de imobile de pe aceeasi proprietate (incinta) se alimenteaza printr-un singur bransament, chiar daca imobilul, respectiv terenul, se margineste cu mai multe strazi. Se excepteaza marii consumatori industriali, imobilele foarte mari si obiectivele situate pe suprafete intinse, pentru care se admite alimentarea diferitelor cladiri, tronsoane sau sectii prin bransamente separate, cu conditia ca instalatiile alimentate din bransamente diferite sa nu fie interconectate.

Modul in care este redactata exceptia vizeaza o conditie de siguranta. In fond instalatiile respective pot fi interconectate, dar pe tronsonul de interconectare trebuie prevazut un robinet care va inchide si trecerea blindata cu flansa oarba. Acest robinet nu trebuie deschis decat ocazional, la revizii sau la reparatii, cu oprirea furnizarii gazelor.

In zonele in care reteaua de distributie urmareste reteaua stradala, alimentarea imobilelor se face prin bransamente separate la conducta pe care este situat imobilul, intreprinderea etc.

Se admite racordarea a doua imobile de pe proprietati vecine prin bransament comun, cand cele doua imobile sunt situate pe aceeasi strada si racordarea se face la conducta de distributie din strada comuna ambelor imobile.

In afara unor situatii exceptionale, bransamentele si racordurile vor fi perpendiculare pe axa conductei de distributie, respectiv pe conducta instalatiei exterioare. Nu pot exista bransamente in lungul strazilor. Pentru cladirile cu mai multe case de scara (tronsoane), pentru alimentarea unor complexe comerciale etc., este admisa ramificarea bransamentului.

Bransamentele si racordurile se proiecteaza, in mod obisnuit, subteran si in panta catre conducta din care sunt alimentate.

Conform reglementarilor actuale, la capetele bransamentelor si racordurilor se prevad urmatoarele armaturi cu functiile mentionate la fiecare in parte:

- la capatul bransamentului se monteaza un robinet de bransament care permite scoaterea din functiune a intregii instalatii. Pentru bransamentele ramificate se prevede si cate un robinet pe fiecare ramificatie, inainte de intrarea in cladire;

- la intrarea in fiecare imobil, hala industriala, corp de cladire etc., la capatul racordului, se instaleaza la exterior, in loc accesibil, un robinet de incendiu. In caz ca la intrarea in imobil exista post (statie) de reglare propriu, robinetul de incendiu se monteaza dupa iesirea din nisa (cladirea sau cabina) postului sau statiei, inainte de prima ramificatie.

In caz ca distanta intre robinetul postului (statiei) de reglare si robinetul de incendiu este sub 5 m, se poate renunta la aceasta din urma, functia lui fiind preluata de robinetul postului (statiei) de reglare. Pentru robinetele plasate la inaltime, este necesar sa se prevada scari metalice fixe de acces, cu platforme de manevrare a robinetului.

Intrarea in cladiri a conductelor subterane se face, dupa iesirea conductelor la suprafata solului, prin traversarea peretelui exterior al cladirii la o inaltime convenabila. Este interzisa prelungirea instalatiei exterioare subterane in cladire.

In cazuri exceptionale, cand nu se poate evita o astfel de situatie, in instalatiile industriale, se prevede, inainte de intrarea in hala, un camin de aerisire, prin care se trece conducta de gaze, in care se va monta robinetul de incendiu. In acest caz, robinetul de incendiu va avea o tija inalta pentru ca manevrarea sa se poata face de la suprafata solului. Amplasarea capului de bransament sau a racordului se va face astfel incat intrarea conductelor din nisa in cladire sa se faca numai in spatii usor accesibile si ventilate: casa de scara, coridoare ventilate, hale etc.

La capatul fiecarui bransament este necesara prevederea unei piese electroizolante. Aceasta are scopul, pe de o parte, sa permita aplicarea protectiei catodice la conductele sistemului de distributie, iar pe de alta parte, sa elimine posibilitatea punerii la pamant a diferitelor aparate electrice (electrocasnice si, in santiere, a unor generatoare de curent) prin conducta de gaze care, prin simplu fapt ca se monteaza aparent, ofera calea cea mai simpla de punere la pamant.

Reducerea in trepte a presiunii in Statiile de reglare si in Posturile de reglare este impusa atat din motive de siguranta, cat si tehnologice. In ultima instanta, statiile si posturile de reglare sunt destinate sa pastreze presiunea intr-un anumit interval de functionare al aparatelor, in care aparatul functioneaza cu performante maxime si sa evite aparitia de presiuni mai mari decat cele necesare unei functionari corecte.

O schema tip de statie de reglare este prezentata in figura 1.5.

Figura 1.5. Schema de principiu a unei statii de reglare

1- robinet de izolare; 2- intrare in statie; 3- imbinare electroizolanta; 4, 12- manometre; 5, 6- termometre; 7,8- filtre; 9- robinet; 10- distribuitor colector; 11-ventil siguranta; 13- robinet; 14,19- panouri reglare;

15- incalzitor; 16- regulator presiune; 17- supapa siguranta; 18- ocolitor; 20,21- panouri masura;

22- instalatie de masura; 23- robinet de laminare; 24- ocolitor statie; 25- iesire din statie;

26- caseta de explozie; 27- refulator.

Particularizari ale schemei tip se fac in functie de cerinte. In timpul exploatarii, impuritatile solide din gaze si in special praful, pun distributiei probleme deosebite. O mare cantitate din acest praf s-a gasit in regulatoare (50-80%), in compozitia lui fiind oxid de fier si alti componenti.

In cazul in care cantitatea de praf este mare, filtrarea cu cate doua etaje de filtrare este riguros necesara. In cazul unui procent redus de praf este suficient un singur etaj de filtrare. In nici un caz nu se vor monta flansele de masurare pe intrarea in statii fara filtre in amonte de acestea. Lipsa filtrelor este cauza principala pentru care scaunele regulatoarelor se uzeaza prematur si nu mai inchid etans, imprejurare care, in final, duce la pierderea de gaze prin supapele de siguranta.

Existenta posibilitatii de masurare in statiile de sector si in statiile la consumatori importanti ofera intreprinderii distribuitoare de gaze posibilitatea controlarii pierderilor din retea.

Totodata, masurarea in statiile de sector permite determinarea pierderilor in reteaua de repartitie, prin compararea cantitatilor intrate din statia (statiile) de predare, cu cantitatile trecute prin statiile de sector si cele ale consumatorilor importanti racordati la reteaua de repartitie.

Ocolitorul, fie cel de treapta, fie cel pentru intreaga statie trebuie prevazut la orice tip de statie. Acesta nu va functiona decat in mod exceptional, pentru operatii de control si intretinere, in timpul revizuirii statiilor (de 4-6 ori pe an) sau pentru remedierea unor defectiuni, pe durata inlocuirii piesei defecte, sau in cazul schimbarii diafragmei (ajutajului), in oricare din imprejurari, nu mai mult de o ora de fiecare data.

In vederea prevenirii cresterii, peste o anumita limita admisa, a presiunii in treapta din aval, datorita functionarii defectuase a regulatorului sau neinchiderii etanse pe scaune a acestuia, ca urmare a uzurii, este necesara montarea unei aparaturi de siguranta.

Asigurarea poate fi obtinuta prin montarea unui ventil de siguranta, in amontele regulatorului, menit sa blocheze intrarea gazelor atunci cand, in aval, presiunea ar depasi limita superioara prescrisa, sau cu ajutorul supapei de siguranta.

Ventilele de siguranta sunt armaturi care actioneaza practic instantaneu, in cazul unei defectiuni sau in cazul cresterii presiunii in aval peste limita de siguranta. Ventilele de siguranta au o functionare sigura, fara a exista riscul de defectare, au etanseitate buna, autonomie completa de functionare, energia necesara inchiderii fiind inmagazinata fie intr-o greutate fixata la puntea superioara a acestuia, in pozitie verticala, fie intr-un resort tensionat. Ventilul de siguranta nu este prevazut cu manevrare dubla, repunerea lui in functiune efectuandu-se exclusiv manual, in scopul atat de a preveni accidentele, cat si de a obliga personalul de exploatare sa depisteze si sa remedieze defectul. Intretinerea este usoara, constand din curatire, gresare si verificarea periodica a functionarii dispozitivului de declansare.

Supapele de siguranta care sunt dispuse in aval de regulator indeplinesc aceeasi functie ca si ventilele de siguranta, functie pe care o realizeaza pe alta cale, si anume prin evacuarea surplusului de gaze (in vederea reducerii presiunii) in atmosfera. Cantitatile de gaz evacuat prin aceste supape trebuie sa fie relativ reduse. Evacuarea gazelor prin supapele de siguranta trebuie facuta la cel putin 0,50 m deasupra statiei. Se pot racorda mai multe supape de siguranta la un colector comun.

Datorita faptului ca acest tip de supape nu este suficient de sensibil la treapta de joasa presiune, in ultimul timp, in distributie se folosesc robinete cu membrana servocontrolata.

Filtrele sunt dispozitive destinate sa retina particulele mecanice din gaz. Tipul filtrelor folosite depinde de cantitatea de praf, de marimea granulelor si de regimul de functionare (variatii lente sau bruste de debit).

Filtrarea intr-o singura treapta are dezavantajul ca, la un filtru grosier praful nu este retinut in totalitate si scopul nu este atins sau, daca filtrul este fin se realizeaza o retinere aproape completa a prafului, ceea ce duce la o colmatare rapida a cartusului filtrant, deci la demontari si curatiri frecvente, ceea ce constituie un inconvenient in exploatare.

Filtrarea in doua trepte se impune datorita dezavantajelor mentionate ale filtrarii intr-o singura treapta. Prima treapta este compusa dintr-un filtru care poate retine 90-95% din particulele mecanice continute in gaz, in raport de dimensiunile acestora si in functie de constructia filtrului. In a doua treapta se monteaza un filtru cu cartus filtrant din tesatura foarte fina (pasla, vata de sticla, tesatura din material plastic etc.).

Carcasele filtrelor, in care se pot instala si sistemele de incalzire a gazelor, se construiesc din tabla de otel si trebuie sa reziste la presiunile maxime de utilizare. Filtrele cu ulei au capacitatea de a elimina in intregime praful continut in gaz intr-o singura treapta; fiind insa scumpe, nu sunt recomandate decat pentru instalatii foarte importante.

Bibliografie :

Norme tehnice pentru proiectarea, executarea si exploatarea sistemelor de alimentare cu gaze naturale NTPEE 2008

Legea Gazelor nr 351 / 14.07.2004

Gabriel Gheorghe - Distributia si utilizare gazelor naturale , Editura Tehnica 1972

Stefan Vintila - Curs Instalatii de gaze naturale combustibile 2005