Информационно-справочная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения производственного цеха (с редуцированием газа)
Поляков В.В. 22 сентября 2020
Интерактивная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения промышленного объекта с крупным потребителем (редуцированием газа непосредственно в производственном цехе). Основные элементы системы снабжены подробными техническими аннотациями
Цифровая модель выполнена в соответствии с чертежами действующей системы внутреннего газоснабжения производственного цеха, запроектированной нами. Оборудование выполнено в соответствии с конструкторскими чертежами.
В модели демонстрируется система внутреннего газоснабжения производственного цеха с крупными потребителями газа (горелками), что потребовало установки пункта редуцирования газа непосредственно перед горелками.
Общие данные
Система внутреннего газоснабжения обеспечивает надежную и безопасную подачу топлива к газоиспользующему оборудованию (промышленным горелкам).
Газоиспользующий объект идентифицируется как опасный производственный объект (согласно критериям 116-ФЗ и подзаконными актами).
Требования к газоснабжению внутреннему (далее - ГСВ) формулируются многочисленной нормативно-технической документацией в актуальной редакции (далее - НТД).
Статья о системе внутреннего газоснабжения производственной котельной.
При проработке системы газоснабжения производственного цеха решаются все стандартные вопросы (присущие котельным), но есть особенности:
- Скученность оборудования, что накладывает дополнительные ограничения на трассировку газопроводов и систему опорных конструкций.
- Вероятность доступа к системе газоснабжения неаттестованного персонала.
- Выполнение системы контроля загазованности с учетом принципа рациональности (требуется обосновать ограниченность зоны защиты).
- Индивидуальный состав газовой рампы, выполняющий требования конкретного газоиспользующего оборудования.
Игнорирование деталей при проектировании и монтаже системы ГСВ неизбежно приведет к ущербу, в сотни раз превышающему затраты на профессиональный инжиниринг.
Состав системы
Состав системы внутреннего газоснабжения производственного цеха с редуцированием газа:
- Узел ввода (футляры, КТЗ, ЭМК, запорная арматура).
- ГРУ.
- Основной газопровод и газовый коллектор.
- Газопроводы-опуски к газоиспользующему оборудованию.
- Опорные конструкции.
Газовые рампы в настоящей модели не рассматриваются.
Наглядным материалом настоящей статьи традиционно является интерактивная (свободно управляемая) 3D-модель системы ГСВ.
Целевая аудитория статьи:
- небезразличные руководители;
- думающие инженеры;
- любознательные студенты.
Данная 3D-модель имеет свободный доступ через браузер.
Назначение | Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 1Г2 – это наружный участок газопровода Г2 от спуска с кровли до ввода в помещение ГРУ. Давление газа в газопроводе ~0,3 МПа (3 бари). Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 1Г2 обеспечивает возможность ручного отключения подачи газа в здание. Выполняется запорной арматурой (шаровым краном) и поворотной заглушкой. Оперирование запорной арматурой выполняется с эксплуатируемой кровли примыкающего здания. Высота расположения арматуры не превышает 1,8м. |
Назначение | Запорная арматура (отключающее устройство) обеспечивает возможность ручного отключения подачи газа в помещение. К установке отключающего устройства имеется целый ряд требований НДТ. В частности, высота установки должна обеспечить удобное и безопасное обслуживание. Обычно принимается высота не более 1,8 м от уровня поверхности. Регламентируется расстояние от запорной арматуры до окон и дверей. Следует защитить арматуру от несанкционированного доступа посторонних лиц. |
Назначение | Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 2Г2 – это внутренний участок после ввода в здание до ГРУ. Давление газа в газопроводе ~0,3 МПа (3 бари). Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 2Г2 решает следующие задачи:
Газопровод заземляется в соответствии с требованиями НТД. |
Назначение | Футляр обеспечивает защиту газопровода от механических повреждений при проходе газопровода через стену. Футляр представляет собой металлическую трубу увеличенного сечения. Изготавливается по типовым проектам серии 5.905-25.05. Между газопроводом и футляром должен обеспечиваться кольцевой зазор не менее 10 мм, а для газопроводов условным диаметром до 32 мм - не менее 5 мм. Пространство между газопроводом и футляром по всей длине заделывается просмоленной паклей, резиновыми втулками или другими эластичными материалами. Пространство между стеной и футляром следует тщательно заделывать цементным или бетонным раствором на всю толщину пересекаемой конструкции. |
Назначение | КТЗ механически обеспечивает прекращение подачи топлива в здание при пожаре внутри помещения газоиспользующего оборудования. Место установки: питающий газопровод непосредственно после ввода в здание. Принцип работы: при нагревании КТЗ выше установленной температуры расплавляется вставка из легкоплавкого материала (тепловой замок) и подпружиненный запорный элемент перекрывает поступление газа. КТЗ должен соответствовать ГОСТ Р 52316-2005. |
Назначение | Шаровой кран обеспечивает возможность ручного перекрытия газопровода при проведении регламентных работ или в аварийной ситуации. В зависимости от диаметра газопровода используются фланцевые или муфтовые шаровые краны. Используется арматура проверенных производителей, обеспечивающая герметичность затвора класса А, целевой ресурс и срок эксплуатации, минимальное гидравлическое сопротивление. Усилие при ручном управлении не должно превышать допустимых значений. На арматуре должен быть указатель направления движения потока рабочей среды, а также указатели положений «ОТКРЫТО» и «ЗАКРЫТО». |
Назначение | Клапан предназначен для аварийного дистанционного отключения подачи топлива в предусмотренных законодательством и технологами случаях. И последующего включения газопровода при ликвидации аварийной ситуации. В частности, клапан срабатывает при отклонении от целевого диапазона давления газа, превышении уровня загазованности в помещении, при сигнале «Пожар», при пропадании электроснабжения, по сигналу от автоматики оборудования (неисправности цепей защиты). Клапан имеет множество модификаций, при заполнении опросного листа указывается около 15 параметров. |
Назначение | Датчики автоматически собирают и передают на удаленное устройство информации о параметрах газа (давление, температура). Датчики обеспечивают данными:
|
Назначение | Показывающие приборы обеспечивают персонал данными для ручного контроля системы газоснабжения. Наиболее распространены следующие приборы:
Имеется ряд требований к показывающим приборам. Например, шкала манометра должна обеспечить расположение рабочего давления во второй трети шкалы. Класс точности прибора зависит от параметров измеряемой среды. Показания прибора должны быть отчетливо видны, что влияет на место установки и диаметр корпуса прибора. Также на прибор крепится красная черта, соответствующая разрешенному значению (давлению, температуре). Нужно обеспечить возможность периодической проверки прибора (например, между газопроводом и прибором устанавливают трехходовой кран). |
Назначение | Комплекс оборудования, арматуры и устройств, обеспечивающий редуцирование (понижение давления) газа до заданного значения и поддержания его на постоянном уровне. Обычно располагается на раме, приходит с завода-изготовителя в предсобранном состоянии. При заполнении опросного листа на ГРУ указывается данные о количестве регуляторов, диапазонам входного и выходного давления, наличию байпаса, ориентации газопроводов, дополнительному оснащению (учет, сигнализация, питание и т.п.) и прочее. В примере представлена ГРУ специального исполнения – с укороченной базой, чтобы обеспечить нормативное расстояние от газопроводов до двери. |
Назначение | Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 3Г2 – это внутренние участки газопровода Г2 от ГРУ до газоиспользующего оборудования. Газопровод 3Г2 выполняет функции газового коллектора. Предназначен для подключения газоиспользующего оборудования к питающему газопроводу и сглаживания перепадов давления в различных режимах работы газоиспользующего оборудования. Давление газа в газопроводе ~0,03 МПа (0,3 бари). Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 3Г2 решает следующие задачи:
|
Назначение | Задача счетчика – определение расхода газа в единицу времени при рабочем давлении. При выборе счетчиков нужно:
|
Назначение | Газовые рампы – это комплектные устройства, выполняющие несколько важных задач:
Компоненты газовой рампы (состав различается в зависимости от задачи):
|
Назначение | Газопровод Г5 обеспечивает вытеснение газа или воздуха из газопроводов и технических устройств. Продувочный газопровод должен иметь минимальное противодавление. Структура продувочных газопроводов определяется требованиями НТД. Продувочные газопроводы оканчиваются продувочной свечей с оголовком, которая выводится на высоту не менее 1,0 м над уровнем карниза / парапета здания. Размещение продувочного газопровода должно исключить возможность попадания газовоздушной смеси в здание. В частности, это означает удаление оголовка газопровода Г5 от точек забора воздуха приточной вентиляцией. |
Назначение | Газопровод Г6 обеспечивает аварийный сброс газа от ПСК (предохранительных сбросных клапанов). Сбросной газопровод должен иметь минимальное противодавление. Структура продувочных газопроводов определяется требованиями НТД. Продувочные газопроводы оканчиваются продувочной свечей с оголовком, которая выводится на высоту не менее 1,0 м над уровнем карниза / парапета здания. Размещение продувочного газопровода должно исключить возможность попадания газовоздушной смеси в здание. В частности, это означает удаление оголовка газопровода Г6 от точек забора воздуха приточной вентиляцией. |
Назначение | Устройство, исключающее попадание атмосферных осадков в продувочные и сбросные газопроводы, а также обеспечивающее безопасное рассеивание сбрасываемого газа. Может изготавливаться в соответствии с типовым проектом 5.905-11 (насадка для свечи). Или по ТУ 1469-020-96950580-2011. При выборе оголовка необходимо указать диаметр, марку стали, способ присоединения, климатическое исполнение. |
Назначение | Опоры с креплением к ж/б колоннам обеспечивают достаточную несущую способность без существенных ограничений для эксплуатации. Примеры ограничений:
В примере видно, что к ж/б колонне крепятся конструкции и внутренних, и наружных газопроводов. Основные функции опорных конструкций:
Опоры имеют множество типов и разновидностей, зависящих как от задачи, так и от места расположения. Выполняются как по типовым проектам, так и индивидуально (с учетом нормативных требований и особенностей объекта). |
Назначение | Опора с креплением на пол выбирается, если подобное решение не ограничивает эксплуатационной доступности. В примере расположение опор оставляет достаточно пространства для сервисного коридора (как по ширине, так и по высоте), подхода к оборудованию. Схема конструкции формируется из учета нагрузок. Опорные конструкции обеспечивают надежность и длительный ресурс газопровода. Конструкции поддерживают как основной, так и малые газопроводы. Основные функции опорных конструкций:
Опоры имеют множество типов и разновидностей, зависящих как от задачи, так и от места расположения. Выполняются как по типовым проектам, так и индивидуально (с учетом нормативных требований и особенностей объекта). |
Авторы статьи:
Поляков Виталий Викторович, генеральный директор «ВВП Инжиниринг»
Ибрагимов Евгений Тальхатович, руководитель отдела 3D-моделирования «ВВП Инжиниринг»
Кузьмин Виталий Сергеевич, руководитель проектов «ВВП Инжиниринг»