Pressão no gasoduto: normas técnicas + características da distribuição na linha por pressão do gás

A proximidade de uma rede de gasodutos a uma localidade ainda não garante a ausência de problemas com a conexão a ela. As comunicações que transportam o combustível mais popular têm diferentes funções, por isso a pressão no gasoduto também é diferente.

Explicaremos como funciona a rede de transporte de gás e sob qual pressão o combustível fornecido ao consumidor se encontra em seus segmentos lineares. No artigo que apresentamos, detalhamos os princípios de organização dos sistemas de abastecimento de gás de diferentes níveis. São apresentados os mecanismos de desligamento do gás.

Abastecimento de gás natural

Os equipamentos domésticos e industriais que funcionam com a mistura natural de hidrocarbonetos gasosos são bem conhecidos de todos. Nas residências, estão instalados caldeiras, fogões a gás e aquecedores.

Muitas empresas dispõem de equipamentos de caldeiras e de casinhas cercadas dos GRU. E nas ruas, estão localizados pontos de distribuição de gás, que chamam a atenção por sua cor amarela e pela inscrição vermelha 'Gás. Inflamável'.

Todos sabem – o gás chega pelos canos. Mas como ele chega a esses canos? O caminho percorrido pelo gás natural até cada apartamento, cada casa, é realmente enorme. Pois do campo de extração até os consumidores finais, o combustível segue por canais ramificados e herméticos, estendidos por milhares de quilômetros.

Imediatamente após a extração no campo, a mistura de gases é submetida à purificação de impurezas e preparada para bombeamento. Comprimido por estações compressoras a altos valores de pressão, o gás natural é direcionado por um gasoduto principal até a estação de distribuição de gás.

Suas instalações reduzem a pressão e odorizam a mistura gasosa com metano, etano e pentanotióis, etilmercaptana e substâncias similares, para lhe dar odor (no estado puro, o gás natural não tem cheiro). Após passar por purificação adicional, o combustível gasoso é enviado para os gasodutos das localidades.

Os aparelhos consumidores de gás necessitam do fornecimento de gás combustível sob uma determinada pressão. O complexo GRP regula (geralmente reduz) a pressão da rede de gás antes de fornecer às redes internas das edificações, com um fluxo máximo de gás de até 30 mil metros cúbicos por hora.

Em seguida, o gás natural chega aos pontos de distribuição dentro dos quarteirões urbanos. Antes de ser direcionado para a rede de gasodutos do quarteirão, a pressão do gás transportado é reduzida ao mínimo necessário. Finalmente, o gás segue para a rede interna de fornecimento de gás das edificações – para o fogão a gás, aquecedor de água ou caldeira de piso.

Cada instalação de processamento de gás é equipada com um queimador especial que mistura o combustível da rede com ar antes da combustão. Na sua forma pura (ou seja, sem acesso ao oxigênio), a combustibilidade do gás natural é zero.

Os complexos GRS são utilizados em derivações das principais redes de gás, eles reduzem a pressão e controlam o fornecimento de volumes de gás para as redes locais dos consumidores (máximo de 500 mil metros cúbicos por hora).

Composição do sistema de abastecimento de gás

O complexo de transporte de gás é formado por gasodutos e instalações, bem como dispositivos técnicos que realizam o fornecimento e a distribuição do fluxo entre os consumidores. A intensidade do fornecimento de gás é determinada pelas necessidades dos usuários finais – organizações industriais e municipais, residências particulares.

A rede de fornecimento de gás consiste em:

• gasodutos de alta, média e baixa pressão;
• dispositivos de regulação de gás – estações (GRS), pontos (GRP), unidades (GRU);
• dispositivos automáticos de controle e sistema de supervisão;
• serviço de despacho e operação.

Sob alta pressão, o gasoduto principal transporta gás natural até as estações distribuidoras, que reduzem o nível de pressão para o necessário por meio de válvulas de reguladores automáticos.

Em seguida, as redes de gás direcionam o combustível para os consumidores. As GRS mantêm automaticamente os parâmetros de pressão na faixa definida.

Como é organizado o sistema de abastecimento de gás?

Sua hierarquia é determinada pelas classes de elementos da rede de transporte de gás, relacionadas à pressão do gás natural bombeado.

A instalação de comunicações de gasodutos dentro do perímetro urbano requer espaço suficiente ao redor dos tubos como zona de segurança. Principalmente se for um gasoduto de seção significativa com pressão de trabalho acima de 0,6 MPa.

Princípios de construção da rede de gasodutos

Os gasodutos de primeiro nível incluem comunicações de gás nas quais a pressão do gás natural é alta ou média. Para evitar trechos sem saída, é feita a redundância dos gasodutos – duplicação de segmentos individuais ou anelamento. A criação de uma rede sem saída só é permitida em pequenas localidades.

O gás natural sob alta pressão passa por várias etapas sucessivas, onde sua pressão é reduzida. O processo de redução de pressão nos pontos de regulação de gás ocorre em saltos, e na saída deles a pressão é constante. Na área urbana, as tubulações de gás de média e alta pressão formam uma rede hidraulicamente interligada.

Com esses sinais, indica-se a posição das tubulações de gás subterrâneas e os limites da zona de segurança. Neste sinal, está exibido o número do piquete (não tem), a categoria da linha de gasoduto (II), o diâmetro da tubulação (800 mm), o perímetro da zona de segurança (2 m à esquerda e à direita, 1 m à frente), telefone de contato (T.051)

A utilização do ponto de regulação de gás (GRP) permite abastecer consumidores com gás de diferentes pressões, mesmo que estejam na mesma rua – os gasodutos de pressões diferentes são instalados em paralelo.

Os gasodutos de segundo nível fornecem gás combustível de baixa pressão à maioria dos consumidores. Essas redes são mistas, com predominância de segmentos sem saída. Apenas os gasodutos principais são anelados (em circuito).

O gasoduto de baixa pressão não deve cruzar grandes barreiras tecnogênicas (rodovias, ferrovias) ou naturais (lagos, rios, ravinas). A instalação dessas tubulações em zonas industriais não é permitida.

O gás chega ao consumidor residencial através de ramais de baixa pressão. Os parâmetros de pressão na entrada do aparelho devem corresponder aos dados especificados na ficha técnica.

As redes de gás que fornecem combustível de baixa pressão não podem formar um sistema hidraulicamente interligado de uma grande área urbana. Elas são projetadas exclusivamente como complexos locais, alimentados por vários GRP.

Por sua vez, conectados às reds de média pressão, que, por sua vez, de forma analóga, são conectadas às linhas de alta pressão. O terceiro nível de gasodutos de rede é utilizado em instalações consumidoras – em áres de empres, em edifícios residenciais e púlicos.

A necessdade de pressão para essas reds é determinada pela sua finaldade e pelas caracteríticas operacionias dos equipamentos (instalaçõe) que utilizam gás. O reserva (duplicação parcial) nas tubulaçõs de gás do terceiro nível geralmente não é realizda.

Tipos e categorias de gasodutos

A divisão dos gasodutos de abastecimento por tipos está refletida no SNiP 42-01-2002. Os gasodutos principis de alta pressão correspondem a um tipo, subdividido em duas categorias.

As tubulaçõs de gás da primeira categorias são instaladas exclusivamente para consumidores do setor industrial, que consem volumes significativos de combustível gaso sob pressão estável e alta (0,6-1,2 MPa).

Por exemplo, as usinas siderúrgicas. A conexão de cada consumidor industrial a um gasoduto de primeira categoria exige a preparação de um projeto especial de fornecimento de gás.

Os padrões modernos de instalação de redes de gás permitem sua construção com tubos de PVC com marcação “amarela”. No entanto, através de qualquer obstáculo, os tubos das comunicações de gás devem ser conduzidos apenas em um invólucro de proteção de aço.

As linhas de segunda categoria que conduzem gás natural são criadas para outros objetos de produção que necessitam de fornecimento de mistura de gás em alta pressão, mas inferior (0,3-0,6 MPa) aos consumidores da primeira categoria. Esses mesmos gasodutos fornecem combustível para caldeiras que aquecem edifícios de produção.

Os gasodutos que fornecem gás de nível de pressão médio (0,005-0,3 MPa) são conectados a caldeiras que aquecem instalações residenciais e administraivas. Ees também são usados para abastecer edifícios públicos que necessitam de maor volume de combustível.

Os gasodutos de baixa pressão (até 0,005 MPa) se estendem até os consumidores domésticos. Todos os equipamentos domésticos são projetados exatamente para essas caraterístcas de fornecimento de gás.

De outra forma, a não ser reduzindo ao máximo os parâmetros de pressão, é impossível alcançar a máima segurança nas comunicações de gás para edifícios residenciais. A organiação do fornecimento de gás para edifícios residenciais com gasodutos de média pressão ou superor é terminantemente probida.

Multi-estágios do sistema de abastecimento de gás

A necessidade de criar vários estágios no sistema local de fornecimento de gás natural é causada, entre outros, pela presença de consumidores que precisam de fornecimento de combustível gasoso sob diferentes pressões.

Graduação de gasodutos por estágios

De acordo com o número de estágios de pressão, distingem-se os seguintes sistemas de fornecimento de gás:

• Dois estágios. Formados por redes de baixa e média pressão, ou de baixa e alta pressão;
• Três estágios. Consistem em comunicações com pressões alta, média e baixa;
• Múltiplos estágios. São formados por gasodutos com pressões de todos os níves.

A alternância de gasodutos de alta e média pressão é necessária devido à estensão signifcatva das tubulações da rede, bem como devido a váriás direções de transporte. Em áreas com alta densidade populacional, a instalação de gasodutos que transportam combustível gasoso em alta pressão não é recomendada.

As principais comunicações de gás da cidade estão localizadas subterrâneas. Caso contrário, seria impossível evitar grandes acidentes nas redes de gás devido a erros de direção de veículos.

Outra causa comum é que, em áreas de edificações antigas, as ruas da cidae não são suficentemente largas para instalar linhas de abastecimento de gás de alta pressão sob elas. Afinal, quanto maior a pressão do gás que se desloca peloo gasduto, maior a distância necessária entre as tubulações e as construções vizinhas.

A necessidade de um esquema de abastecimento de gás em etapas também é motivada por exigências tecnológicas para a conexão e instalação de unidades reguladoras de gás instaladas nos edifícios.

Tipos de redes urbanas de acordo com a finalidade

Os territórios das áreas urbanas são equipados com a rede mais ramifcada de comunicações de abastecimento de gás.

O complexo urbano de abastecimento de gás natural inclui os seguintes tipos de gasodutos:

• de distribuição, que conduzem gás a diferentes pressões (conforme necessáro). Garantem o transporte pela área atendida;
• ramais de assinantes, que fornecem gás das linhas de distribuição para assinantes específcos;
• internos das edifcações e internos das instalações industriais.

O esquema de comunicações de distribuição de gás projetado para a cidade, que direciona gás a média e alta pressão, forma uma rede geral. O artigo que propomos apresentará as especifcidades de desenvolvimento de um projeto para gaseificação de uma casa partcular.

O ponto regulador de gás em armário é utilizado em redes consumidoras fnais com capacidade não superior a 1800 metos cúbicos por hora. Ele é capaz de reduzir a pressão para 2 kPa.

Ou seja, o gás natural é fornecido a consumidores municipais, caldeiras e instalações industriais através de uma rede geral de distribuição de gás. A construção de redes prncipais separadas para consumidores doméstcos ou ndustriais não é vantajosa do ponto de vista econômico.

Ao escolher soluções de planejmento para o abastecimento de gás urbano, considera-se o planejmento e o tamanho da cidade, a densidade populacional e de edifcações, as necssidades das usinas elétricas e das instalações ndustriais. Também são levadas em conta as perspectivas de desenvolvimento futuro da cidade, a presença de grandes obstáculos (artificiais, naturais) para a condução das comunicações de gasdutos.

Características do planejamento urbano do abastecimento de gás

Dentro dos imites da cidade, o esquema ideal de fornecimento de gás natural deve ser economicamente viável, opeacionalmente seguro e confinevel, conveniente e simples de operar.

Assim, as redes de comunicações de gás para grandes consumidores e para sistemas de múltiplos estágios são equipadas com válvulas de gaveta esfércias. Essa válvula de bloqueio
é instalada no gasoduto quando ele é conduzido através de uma estação reguladora de gás, permitndo alternar os circuitos de abastecimento de gás do sistema.

A rede de tubulações de gás deve permitir o desligamento seguro de segmentos individuais para realizar reparos. Condição obrigatória – total uniformidade dos componentes, equipamentos e instalações dentro de um mesmo sistema.

Ao serem representados em um diagrama, os gasodutos urbanos são mostrados em sequência. No entanto, ao longo das ruas, é permitida a instalação de redes de gás paralelas, desde que tenham pressões diferentes.

Esse layout é economicamente eficiente, pois permite reduzir o consumo de tubos:

• as redes principais de gás de baixa pressão são alimentadas por vários GRP;
• aos GRP centrais, o metano é fornecido por gasodutos de média ou alta pressão instalados em paralelo.

Esquemas semelhantes de instalação de redes são usados para abastecer caldeiras e empresas localizadas dentro de áreas residenciais.

A estrutura do desenvolvimento urbano exige a construção de uma rede de baixa pressão no formato de duas zonas não interligadas. Para reserva na etapa de baixa pressão, os GRP de cada uma das duas zonas são conectados a tubulações de grande diâmetro que conduzem gás de baixa pressão.

Em cidades de pequeno e médio porte, é utilizado um sistema de gasodutos de dois estágios, combinando redes de baixa e alta pressão (não superior a 0,6 MPa).

Quando não for possível instalar tubos de gás no centro da cidade para transportar a mistura gasosa de alta pressão, as capacidades projetadas são divididas entre redes de alta pressão (instaladas na periferia) e de média pressão (criadas na parte central).

Como resultado, forma-se um sistema de três estágios de fornecimento de gás natural, equipado com gasodutos de distribuição com diâmetro de 50 a 400 mm.

Antes da construção de um ramal de transporte de gás separado e antes da conexão a um tubo de gás existente, é feito o projeto do trecho planejado do sistema, executado o cálculo hidráulico, que permite selecionar tubos para gás e acessórios para a instalação da rede.

Mecanismos de interrupção do fornecimento de gás natural

A realização de reparos exige o desligamento periódico de certos trechos das redes de gás urbanas, que estão sob pressão de alto e médio nível, bem como de algumas redes de baixa pressão.

Por isso, os sistemas de gasodutos de redes, tubulações públicas e residenciais, bem como de instalações industriais ou de vários edifícios, são equipados com dispositivos de desligamento – válvulas de gaveta (também chamadas de válvulas de esfera).

A montagem correta do sistema de comunicações é concluída com o teste de pressão do gasoduto, permitindo identificar pontos problemáticos. Eles geralmente aparecem nos locais dos dispositivos de bloqueio.

Instaladas externamente, em um armário de proteção ou sem ele, essas válvulas de gaveta são usadas quando há necessidade de desligar completamente a unidade habitacional da rede de abastecimento de gás.

A instalação das válvulas de gaveta é realizada:

• em tubos de gás no GRP (de saída e de entrada);
• em ramais dos gasodutos principais que vão para microdistritos e bairros;
• antes de uma grande barreira atravessada pelo gasoduto (corpos d'água, rodovias e ferrovias).

Em gasodutos externos, as válvulas são instaladas com rebaixamento em poços. Junto a elas, são montados compensadores de lente, destinados à leitura de tensão (de montagem, térmica) ao longo do gasoduto, bem como para facilitar os procedimentos de instalação e remoção de válvulas de bloqueio.

É permitido instalar os poços a uma distância superior a 2 m do edifício ou cerca mais próximos.

As válvulas de bloqueio nas entradas de gás dos edifícios são colocadas na parede. As torneiras de gás, cuja substituição será apresentada no próximo artigo, são posicionadas mantendo uma distância de um metro das aberturas mais próximas.

Independentemente do nível de pressão, ramificação e extensão do gasoduto que conduz a mistura gasosa, o número de dispositivos de corte deve ser o mínimo necessário, justificando cada localização.

Uma questão importante para os proprietários – o preço da conexão ao gás da rede principal, cujos detalhes de determinação são fornecidos aqui. Recomendamos que leia o material útil.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Como ocorre o fornecimento de gás para um prédio de apartamentos:

Vídeo #2. Como é constituída e como é fabricada a válvula esférica de bloqueio para gasodutos:

O sistema de gasoduto garante o fornecimento adequado de gás natural apenas se estiver equilibrado. Qualquer trabalho no equipamento de transporte de gás pode ser realizado exclusivamente por funcionários dos serviços de gás. Intervenções externas no funcionamento da rede de gás são inadmissíveis e extremamente perigosas – lembre-se disso!

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