175903800 Proiectarea Sistemelor de Distribu Oie a Gazelor Naturale

8/18/2019 175903800 Proiectarea Sistemelor de Distribu Oie a Gazelor Naturale

1/119

PROIECTAREA SISTEMELOR

DE DISTRIBUŢIE A GAZELOR

NATURALE

1/119


2/119

PROIECTAREA SISTEMELOR DE DISTRIBUŢIE A

GAZELOR NATURALE

PRESCRIPŢII DE PROIECTARE

Capitolul 6. Reţele de distribuţie şi instalaţii de utilizare exterioare

6.1. Alegerea traseelor

Traseele reţelelor de distribuţie şi ale instalaţiilor de utilizare exterioare

sunt, pe cât posibil, rectilinii. La stabilirea traseelor se acordă prioritaterespectării condiţiilor de siguranţă.

Conductele reţelelor de distribuţie se montează subteran. În cazul în carenu există condiţii de montare subterană, conductele reţelelor de distribuţie dinoţel se pot monta suprateran, numai în condiţii justificate de către proiectant,

avizate de operatorul licenţiat al sistemului de distribuţie şi înscrise încertificatul de urbanism.

În localităţi, conductele subterane de distribuţie se pozează numai îndomeniul public, pe trasee mai puţin aglomerate cu instalaţii subterane, ţinând seamă de următoarea ordine de preferinţă: 1- zone verzi, 2- trotuare, 3- alei

pietonale, 4- carosabil. 2/119


3/119


GAZELOR NATURALE

Pentru situaţiile de excepţie (căi de acces private), soluţiile de alimentarese stabilesc de operator, cu acceptul scris al proprietarilor acestora. Se evită terenurile cu nivel ridicat al apelor subterane şi cele cu acţiuni puternic corozive.

Pentru cazuri deosebite în care nu este posibilă evitarea amplasării înterenurile menţionate, se prevăd măsuri de protecţie în conformitate cureglementările tehnice de specialitate şi legislaţia în vigoare.

Conductele instalaţiilor de utilizare exterioare se execută din oţel sau din polietilenă. Conductele din oţel se montează de preferinţă suprateran, iar cele din polietilenă în mod obligatoriu subteran. Conductele supraterane se pot monta, înfuncţie de cerinţele locale, la înălţimi până la 6 m de la suprafaţa solului, pe:

pereţii exteriori ai clădirilor din cărămidă sau beton; garduri stabile din cărămidă sau beton;

stâlpi metalici sau din beton şi estacade.

3/119


4/119


GAZELOR NATURALE

Pe pereţii clădirilor din categoriile A şi B pericol de incendiu (risc

foarte mare de incendiu), se admite numai montarea instalaţiei proprii dealimentare cu gaze naturale.

Prezenţa conductelor subterane se marchează pe construcţii şi/sau pestâlpii sau alte repere fixe din vecinatate, prin inscripţii sau plăcuţe indicatoare, de către executant. Distanţa dintre plăcuţele de inscripţionare va

fi mai mică de 30 m.Intrarea în clădiri a conductelor subterane (branşamente şi racorduri)se realizează suprateran, după ieşirea conductelor la suprafaţa solului, printraversarea peretelui exterior al clădirilor .

Este interzisă intrarea instalaţiei exterioare în pardoseală sau sub

pardoseala clădirilor . În cazuri excepţionale, pentru clădiri la care nu se poaterealiza soluţia supraterană, intrarea conductelor în clădiri se realizează prinintermediul unui cămin de aerisire în care se montează robinetul de

branşament sau de incendiu, după caz. Robinetul este cu tija înaltă pentru camanevrarea să se facă de la suprafaţa solului, iar căminul este acoperit cugrătar şi are asigurată evacuarea permanentă a apelor infiltrate.

4/119


5/119


GAZELOR NATURALE

Conductele, fitingurile şi armăturile din polietilenă, precum şi cele

din oţel cu protecţie exterioară anticorozivă se montează îngropate direct în pământ, adâncimea minimă de montaj fiind de 0,9 m, de la generatoareasuperioară. În cazul în care adâncimea minimă de montaj a conductelor nu

poate fi respectată, este necesar să se prevadă măsuri de protejare a conducteicare să evite deteriorarea acesteia, cu acordul operatorului licenţiat de

distribuţie.Izolaţia anticorozivă de bază a tuburilor de protecţie trebuie să respecte condiţiile minimale prevăzute de STAS 7335/3 pentru conductele degaze. Fac excepţie porţiunile de tronsoane rectilinii de conducte care nu pot fiîngropate. În aceste porţiuni se pot monta suprateran conducte din PE

protejate cu tuburi din oţel. Aceste tronsoane sunt marcate cu plăcuţe indicatoare montate pe repere fixe.Se evită montarea conductelor din PE în vecinătatea unor conducte

care au pe suprafaţă temperaturi mai mari de 30°C sau care transportă uleiuriminerale, benzine sau alte materiale inflamabile. Dacă nu se pot eliminaaceste vecinătăţi, distanţa minimă admisă pe orizontală între pereţii exteriori

ai celor două conducte este de 0,8 m. 5/119


6/119


GAZELOR NATURALE

6.4. Răsuflători, tuburi de protecţie, ecrane de etanşare

În zone construite, cu densitate mare de instalaţii subterane, pe reţelele dedistribuţie şi/sau pe instalaţiile exterioare subterane, executate din oţel, semontează răsuflători:

deasupra fiecărei suduri, dar nu la distanţe mai mici de 1 m, cuexcepţia sudurilor conductelor din interiorul tuburilor de proţectie;

la capetele tuburilor de protecţie;

la ieşirea din pământ a conductelor.

la ramificatii ale conductelor si la schimbari de directie.

În cazul unor suduri la distanţe mai mici de 1 m, se realizează drenaj continuuîntre suduri. 6/119


7/119


GAZELOR NATURALE

Pentru conductele din polietilenă răsuflătorile se montează în zoneconstruite, aglomerate cu diverse instalaţii subterane, pe reţele de distribuţie, respectiv pe instalaţiile exterioare subterane astfel:

la capetele tuburilor de protecţie;

alte situaţii deosebite evidenţiate de proiectant sau de catre operator.

7/119


8/119


GAZELOR NATURALE

Proiectul instalaţiilor de gaze naturale pozate subteran trebuie să prevadă măsuri de etanşare împotriva infiltraţiilor de gaze naturale, la trecerile subterane aleinstalaţiilor de orice utilitate (încălzire, apă, canalizare, cabluri electrice, telefonice,de televiziune etc.) prin pereţii subterani ai clădirilor racordate la sistemul dedistribuţie de gaze naturale.

De asemenea, se etanşează toate trecerile conductelor prin planşeele

subsolurilor, pentru evitarea pătrunderii gazelor naturale la nivelurile superioare, încaz de infiltrare a acestora în subsol. Este interzisă racordarea la sistemul dedistribuţie a gazelor naturale a clădirilor care nu au asigurate măsurile de etanşare prevăzute mai sus.

Pentru evacuarea eventualelor infiltraţii de gaze naturale, în toate cazurile,

se asigură ventilarea naturală a subsolului clădirilor prin orificii de ventilare peconturul exterior al acestora, între încăperile din subsol, precum şi prin legareasubsolului clădirilor la canale de ventilare naturală special destinate acestui scop, înafara ventilaţiilor naturale prevăzute pentru anexele apartamentelor sau clădirilor .

8/119


9/119


GAZELOR NATURALE

Pentru evacuarea infiltraţiilor şi scăpărilor de gaze care se potacumula în casele de scări ale clădirilor etajate fără suprafeţe vitrate se prevede la partea superioară a acestora, în planşeu sau acoperişul clădirii, un orificiu cu diametrul de 150 - 200 mm, prevăzut cu un tub racordat la

un deflector.

În încăperile în care există risc mare de intoxicări, incendii sauexplozii cauzate de scăpările accidentale de gaze naturale acumulate, se prevăd detectoare automate de gaze dotate cu sisteme de semnalizareoptică sau alarmare acustică la atingerea concentraţiilor periculoase şi cucomanda închiderii automate a admisiei gazelor naturale în instalaţii.

În cazul realizării în subsolul clădirilor a unor spaţii de adăpostire şi a unor galerii de evacuare, conductele de gaze naturale se deviază astfelîncât să nu strabată aceste spaţii.

9/119


10/119


GAZELOR NATURALE

Grosimea pereţilor şi materialul din care se confecţionează tuburile de

protecţie se stabilesc în funcţie de sarcinile la care este solicitat tubul. Acestase confecţionează din materiale noi. Diametrul interior al tubului de protecţie se stabileşte în funcţie de diametrul exterior şi destinaţia conductei protejate:

pentru conducte de distribuţie din oţel d i tub = d e cond izolată + 75 mm,

pentru cele din PE d i tub = d e cond + 100 mm,

pentru branşamente din oţel d i tub = d e cond izolată + 50 mm,

pentru branşamente din PE d i tub = d e cond + 50 mm.

Ramificaţiile reţelelor subterane se prevăd cu robinete de închidere.În funcţie de conţinutul de impurităţi al gazelor naturale, în puncteconvenabil alese ale reţelelor de distribuţie şi ale instalaţiilor exterioare, lacererea operatorului de distribuţie a gazelor naturale, se montează, separatoare de impurităţi sau refulatoare, prevăzute cu câte două robinete.

10/119


11/119


GAZELOR NATURALE

Robinetele, îmbinările cu flanşe şi/sau dispozitivele de dilataremontate subteran se prevăd în cămine de vizitare. Se evită montareasubterană a pieselor electroizolante. Atunci când montarea lor aparentă nueste posibilă, ele pot fi montate şi subteran, dar numai înglobate în cutii cu bitum (STAS 7335/7). Capacul căminului de vizitare se montează deasupraaxului vertical al robinetului şi se prevede cu găuri de ventilare. În cazul mai

multor robinete montate în acelaşi cămin, se asigură accesul direct la acesteade la suprafaţă.

La conductele din oţel montate aerian, susţinerea se realizează, deregulă, cu suporturi tip pentru instalaţii, iar preluarea dilatării prin schimbări

de direcţie sau prin compensatoare de dilatare. Trecerea de la conducta din polietilenă la conducta din metal se realizează printr-o piesă de trecere polietilenă/metal. Aceste piese de trecere trebuie să fie fabricate industrial,numai de agenţi economici care au sistemul calităţii certificat înconformitate cu prevederile familiei de standarde ISO 9000 şi să fie

atestate/agrementate tehnic. 11/119


12/119


GAZELOR NATURALE

6.3. Intersecţii cu alte instalaţii şi construcţii

Intersecţia traseelor conductelor de gaze naturale cu traseele altorinstalaţii subterane sau aeriene se face cu avizul unităţilor deţinătoare şi serealizează, de regulă, perpendicular pe axul instalaţiei sau lucrării traversate, saula cel puţin 200 mm deasupra celorlalte instalaţii pentru distanţe mai mici de

200 mm. La traversarea utilităţilor se prevăd tuburi de protecţie adecvate. Încazuri excepţionale, se admit traversări sub alt unghi, dar nu mai mic de 60°.Alte instalaţii subterane, care se realizează ulterior conductei de gaze naturale şi care intersectează traseul acesteia, se montează cel puţin la distanţa minimă admisă în normativ, cu avizul operatorului de distribuţie a gazelor naturale.

Trecerea conductelor de gaze naturale prin cămine, canale şi construcţii subterane ale altor utilităţi, este interzisă. Tuburile de protecţie trebuie să depăşească, în ambele părţi, limitele instalaţiei sau construcţiei traversate cu cel puţin 0,5 m. La conductele din PE, tuburile de protecţie se prevăd la capete, la partea superioară cu găuri şi răsuflători, iar capetele seetanşează pe ţeava din PE. 12/119


13/119


GAZELOR NATURALE

Subtraversarea liniilor de tramvai se face în tub de protecţie, laadâncimea de minim 1,5 m de la talpa căii de rulare la generatoareasuperioară a tubului de protecţie a conductei. Traversarea căilor ferate,autostrăzilor şi cursurilor de apă, se face subteran sau aerian, în funcţie de

condiţiile locale, impuse prin avizele administratorilor acestor utilităţi.

Traversările se prevăd cu robinete de secţionare, care să permită scoaterea din funcţiune a conductei de gaze naturale în ambele părţi aletraversării, pentru reţelele inelare şi înainte de traversare, pentru reţelele

ramificate.

Traversările aeriene ale căilor de circulaţie de pe teritoriul unităţilor industriale se fac la înălţimi stabilite în funcţie de gabaritul vehiculelorutilizate, dar nu mai mici de 5 m de la generatoarea inferioară sau dispozitivul

de susţinere a conductei până la nivelul carosabilului. 13/119


14/119


15/119


GAZELOR NATURALE

E

G

cablu electric

conducta de gaze naturale

Figura 5.1. Branşament executat din oţel: 1-robinet de incendiu, 2-post de reglare-măsurare, 3-racord olandez, 4-regulator de presiune, 5-robinet de contor, 6-robinet de branşament, 7-niplu electroizolant, 8-

răsuflătoare, 9-ţeavă trasă, 10-răsuflătoare cu capac GN, 11-tub de protecţie din PVC,

12-teu branşament, 13-conductă distribuţie 15/119


16/119


GAZELOR NATURALE

Alimentarea consumatorilor se face prin:

branşament individual pentru fiecare imobil sau branşament ramificat(excepţional);

branşament comun pentru cel mult două imobile vecine, cu acorduloperatorului licenţiat de distribuţie, în următoarele 3 cazuri:

1 - imobilele sunt situate pe aceeaşi stradă şi au curţile alăturate;2 - imobilele nu sunt situate pe aceeaşi stradă dar fac parte dintr-un singur corpde clădire, au curte comună şi o intrare comună pe strada care are conducta dedistribuţie;3 - sunt îndeplinite următoarele condiţii tehnice:- branşamentul comun poate asigura debitul total şi presiunea minimă;- regulatorul de presiune este corespunzător pentru debitul total;- instalaţia exterioară de utilizare se poate executa aparent, cu posibilităţi deacces rapid la robinetele de incendiu.

16/119


17/119


GAZELOR NATURALE

Racordarea branşamentelor la conductele de distribuţie din

polietilenă se face prin teuri de branşament, sudate prin electrofuziune peacestea. Racordarea branşamentelor la conductele de distribuţie din oţel se face în funcţie de diametrul acestora: cu diametrul până la 80 mm inclusiv, se racordează prin intermediul

unei piese de racord (teu), fără scoaterea din funcţiune a conductei

de distribuţie; cu diametrul peste 80 mm se racordează prin sudare directă pe

conducta de distribuţie, fără piesa de racord, şi se prevăd cu unrobinet şi cămin de vizitare.

Legătura branşamentelor din polietilenă cu postul de reglare sau cuinstalaţia de utilizare se face prin intermediul unui dispozitiv special,denumit capăt de branşament (reiser), care realizează trecerea de la polietilenă la oţel, având acelaşi diametru cu ţeava din polietilenă a branşamentului. Capetele de branşamente cu diametre de 75 mm şi maimari se realizează cu piesă de trecere PE-oţel montată subteran în poziţie orizontală. 17/119


18/119


GAZELOR NATURALE

Pe reţeaua de polietilenă de presiune redusă, la capătul de branşament, se montează un robinet de secţionare cu sferă, în poziţie verticală, unul sau maimulte regulatoare de presiune, sau după caz, o staţie de reglare - măsurare. Lacapătul branşamentului (reiserului) din reţeaua de presiune joasă de polietilenă, semontează un robinet de secţionare cu sferă, în poziţie verticală. La capătul branşamentului din polietilenă se utilizează pentru branşamente până la 63 mm

inclusiv, capete de branşament fără anod de protecţie, atestate/agrementate tehnic,iar pentru branşamente cu diametre de 75 mm şi mai mari, capete de branşament cu izolaţie tip foarte întărită sau echivalentă şi anod de protecţie, avândcomponentele atestate / agrementate tehnic.

Consumatorii industriali, blocurile de locuinţe cu mai multe scări şi obiectivele social culturale pot fi alimentate prin mai multe branşamente cucondiţia ca partea din instalaţia de utilizare racordată la un branşament să nu seinterconecteze cu partea din instalaţia de utilizare racordată la un alt branşament.Soluţia de alimentare prin mai multe branşamente se stabileşte de proiectant, cuacordul operatorului de distribuţie, în funcţie de situaţia locală.

18/119


19/119


GAZELOR NATURALE

În localităţile urbane în care reţeaua de distribuţie nu urmăreşte traseul stradal,

alimentarea imobilelor se face prin branşamente la conducta cea mai apropiată,cu respectarea condiţiilor de mai sus.

Figura 5.2. Branşament din polietilenă:

1- conductă distribuţie din PEHD,2- fir trasor,3- teu de branşament tip şa,electrofuzibil, autoperforant,4- mufă electrofuziune din PEHD,5- branşament din PEHD,

6- capăt de branşament neanodic,7- robinet branşament,8- regulator de presiune,9- firida postului de reglare,10- manşon protector din PE cu rolde răsuflătoare

19/119


20/119


GAZELOR NATURALE

Traseul branşamentului sau racordului se execută perpendicular pe conducta de

distribuţie, cu panta înspre aceasta. Pentru situaţii care impun racordarea sub alt unghi,acesta nu va fi mai mic de 60°. Nu se admit branşamente cu traseul în lungul străzii.Capătul de branşament se pozează la limita de proprietate a consumatorului.

Amplasarea capătului de branşament sau a racordului se face în spaţii uşor accesibile. Lacapătul branşamentului executat din ţeavă de oţel racordat la reţeaua de presiune redusă se montează un robinet de secţionare, cu sferă, o piesă electroizolantă, în aval de

robinetul de secţionare şi regulatorul de presiune. La branşamentele ramificate semontează şi câte un robinet pe fiecare ramificaţie, înainte de intrarea în clădire.Instalaţiile de utilizare interioare pentru fiecare clădire civilă sau hală

industrială se alimentează cu gaze naturale din instalaţia de utilizare exterioară printr-unsingur racord sau prin două racorduri, numai în cazul halelor industriale cu puncte deconsum la capete, dar fără interconectarea instalaţiilor interioare.

La capătul conductei de racord al instalaţiei de utilizare interioară se montează la exterior, în loc uşor accesibil, un robinet de incendiu marcat conform STAS 297. Încazul în care distanţa dintre robinetul de ieşire din postul sau staţia de reglare şi robinetulde incendiu este sub 5 m, se poate renunţa la robinetul de ieşire. Robinetele de incendiu plasate la înălţimea de peste 2 m se prevăd cu scară metalică fixă de acces şi platformă pentru manevrare. Este interzisă intrarea conductei din firida de branşament sau de racord

direct în interiorul construcţiei. 20/119


21/119


GAZELOR NATURALE

Diametrul

conductei [in]

Dist. maxima intre

reazeme [m]

Tipul reazemului

3/8….1/2 3,3 Br ăţară

3/4 …1 4,2 Br ăţară

11/4…11/2 5,1 Br ăţară

2 5,7 Br ăţară

21/2 6,1 Br ăţară

3 6,7 Br ăţară

4 7,5 Br ăţară

5 8,0 Br ăţară

6.5. Rezemarea conductelor montate aparent sau aerian

Conductele montate aparent pe elemente de construcţii sau aerian pe stâlpi sauestacade se reazemă, în funcţie de diametru, pe brăţări sau console confecţionate conformcataloagelor de detalii tip pentru instalaţii.

Distanţele maxime între două reazeme şi tipul reazemelor pentru conducte sunt prezentate în tabelul 5.1.

Tab. 7 21/119


22/119


GAZELOR NATURALE

Capitolul 3. Distante de securitate

Distanţa minimă între conductele subterane de gaze naturale şi alte instalaţii, construcţii sau obstacole subterane, este cea din tabelul 2.

p.j p.r. p.m. p.j. p.r. p.m.

2 Cladiri fara subsoluri 0,5 0,5 1,0 1,5 1,5 2,0

4 Conducte de canalizare 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5

5

Conducte de apa, cabluri de forta, cabluri

telefonice montate direct in sol, sau

caminele acestor instalatii

0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6

6

Camine pentru retele termice, telefonice

si canalizare, statii sau camine subterane

in constructii independente

0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0

7 Linii de tramvai pana la sina apropiata 0,5 0,5 0,5 1,2 1,2 1,28 Copaci 0,5 0,5 0,5 1,5 1,5 1,5

9 Stalpi 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

- in rambleu 1,5* 1,5* 1,5* 2,0* 2,0* 2,0*

- in debleu, la nivelul terenului 3,0** 3,0** 3,0** 5,5** 5,5** 5,5**

Linii de cale ferata, exclusiv cele din

statii, triaje si incinte industriale10

1,0

Canale pentru retele temice, canale

pentru instalatii telefonice 0,5 0,53

2,0

1,5 1,5 2,0

1

Cladiri cu subsoluri sau aliniamente de

terenuri suscptibile de a fi construite 1,0 1,0

Nota: Distantele exprimate in metri se masoara in proiectie orizontala intre limitele exterioare ale conductelor si constructiilor

*) De la piciorul taluzului**) Din axul liniei de cale ferata. Se va solicita si acordul SNCFR.

Nr. Crt. Instalatia, constructia sau obstacolulDist. minima, m, de la conducta din PE de Dist. minima, m, de la cond. din OL de

2,0 2,0 2,0

22/119


23/119


GAZELOR NATURALE

Când respectarea distanţelor indicate mai sus nu este posibilă, acestea pot fi

reduse cu 20%, pentru poziţiile 1- 6, cu condiţia ca pe porţiunea în cauză să se prevadă una din următoarele măsuri:

montarea ţevii în tub de protecţie;

răsuflători sau cămine de evacuare în atmosferă a scăpărilor de gaze;

Se interzice montarea de conducte din oţel supraterane la mai puţin de 20 mde calea ferată electrificată şi/sau linii electrice aeriene (LEA) de joasă, medie sau înaltă tensiune.

Distanţa între conductele de gaze naturale şi liniile de cale ferată în staţii,

triaje şi incinte industriale se stabileşte cu acordul deţinătorilor acestora.

23/119


24/119


GAZELOR NATURALE

Se evită montarea a două conducte subterane de gaze naturale pe trasee paralelela distanţa sub 1,5x(D1+D2)-unde D1 şi D2 reprezintă diametrele exterioare aleconductelor respective - dar nu mai mică de 0,5 m. Întotdeauna conducta de presiune maimică se pozează spre clădiri. Este interzisă montarea conductelor de gaze naturale,indiferent de modul de pozare, în următoarele cazuri:

în terenuri susceptibile la tasări, alunecări, erodări etc.; sub construcţii de orice categorie; în tunele şi galerii; în canale de orice categorie având comunicaţie directă cu clădiri; la nivel inferior fundaţiei clădirilor invecinate, la distanţe sub 2 m;

sub linii de tramvai sau cale ferată, paralel cu acestea la o distanţă mai mică decât cea prevăzută în tabelul de mai sus.

Conductele din oţel montate în zona de influenţă a căilor ferate electrificate saua liniilor electrice aeriene (LEA) de medie sau înaltă tensiune se protejează împotrivatensiunilor induse, conform reglementărilor tehnice de specialitate.

24/119


25/119


GAZELOR NATURALE

Capitolul 7. Staţii şi posturi de reglare şi măsurare 1. Reglarea presiunii

Reglarea presiunii se poate efectua în mai multe moduri.a.Menţinerea constantă a presiunii în amonte.

Acest deziderat este posibil atunci când este necesar să se evite, în reţeaua din care sealimentează regulatorul, variaţii de presiune considerate nedorite. Funcţionarea se face

sub acţiunea presiunii din amonte. În distribuţia gazelor acest tip de regulator esteinexistent.b. Menţinerea constantă a presiunii în aval.

Este cazul cel mai frecvent întâlnit în distribuţia gazelor, mai ales pentru regulatoarealimentând direct aparate de utilizare. Racordul pune spaţiul de sub membrană înlegătură cu un punct situat în aval de aparat, punct în care trebuie să se menţină

presiunea constantă. Închiderea supapei pe scaun se face de jos în sus. Pentru oricevaloare a debitului Q - în cadrul regimului de funcţionare a aparatului, sub poziţia „ventil complet deschis”, piesele în mişcare se găsesc în fiecare moment în diferite poziţii, datorită echilibrului dintre forţele care se exercită de sus în jos (greutatea sauresortul care apasă pe membrană, greutatea atmosferică, masa pieselor în mişcare - tije,ventil etc.) şi acelea care se exercită de jos în sus (forţa datorită presiunii din aval pe faţa

inferioară a membranei, forţa rezultată din diferenţa presiunilor ce se aplică pe o parte şi de cealaltă a ventilului, forţa de frecare). 25/119


26/119


GAZELOR NATURALE

La creşterea consumului în aval până la o valoare Q’, concomitent cu mărirea

cererii de gaz, presiunea din aval scade, se modifică echilibrul forţelor în favoarea celordirijate de sus în jos, ceea ce are ca urmare o coborâre a pieselor mobile, respectiv omărire a deschiderii ventilului până la stabilirea unui nou echilibru (Q’ atât la intrare, câtşi la ieşire).

În acest moment, presiunea în aval creşte şi ca urmare se măreşte şi presiuneasub membrană, stabilindu-se la o valoare egală, sau sensibil egală, cu cea anterioară când

debitul în aval era Q.În cazul regulatoarelor cu greutate, presiunea în aval rămâne într-adevăr

constantă la variaţia de debit în aval, după restabilirea echilibrului de forţe pe suprafeţele pieselor mobile, aşa cum a fost prezentat mai sus, în timp ce la regulatoarele la care forţa aplicată de către greutate este obţinută prin intermediul unui resort constanţa presiunii înaval se păstrează cu anumite toleranţe.

c. Menţinerea constantă a debitului.

Pentru menţinerea constantă a debitului în aval (cazul anumitor instalaţii industriale care funcţionează cu regim riguros stabilit) se produc, pe ambele feţe alemembranei, presiuni constante, de la un dispozitiv de ştrangulare, eventual o diafragmă, montat în amontele regulatorului, pe un racord de presiune constantă.

26/119


27/119


GAZELOR NATURALE

După modul de funcţionare se pot stabili următoarele categorii:

a. Regulatoare cu acţiune directă.La aceste regulatoare diferenţa dintre presiunile obţinute efectiv în

aval şi presiunea reper, pr , pe care regulatorul trebuie s-o asigure în avaleste suficientă pentru a comanda direct, pe cale mecanică prin intermediulunor pârghii, variaţiile secţiunii orificiului de trecere.

b. Regulatoare cu acţiune indirectă.

La aceste regulatoare forţa necesară modificării secţiunii orificiuluide trecere este furnizată de un dispozitiv auxiliar, amplificator, numit pilot(cu ajutorul căruia, printre altele, se poate varia presiunea reper fixată înaval).

27/119


28/119


GAZELOR NATURALE

Capitolul 7. Staţiile de reglare şi de reglare-măsurare

Staţiile de reglare şi de reglare-măsurare a gazelor naturale se montează înconstrucţii proprii. Posturile de reglare, reglare-măsurare, măsurare semontează în firide, cabine sau direct pe instalaţia de utilizare a agregatelortehnologice.

Amplasarea regulatoarelor pe instalaţia de utilizare a agregatelor tehnologicese poate face cu îndeplinirea cel puţin a următoarelor condiţii:

încăperile în

care se monteazăsă fie bineventilate;

regulatoarele să

fie înconstrucţieetanşă;

respectarea prescripţiilor demontaj impuse de producător

28/119


29/119


GAZELOR NATURALE

Staţiile şi posturile de reglare-măsurare sunt delimitate de robinetelede închidere de la intrarea, respectiv ieşirea în/din staţii şi posturi. Robinetelefac parte din componenţa staţiilor şi posturilor de reglare-măsurare.

Dimensionarea şi echiparea staţiilor şi a posturilor de reglare-

măsurare se face ţinând seamă de parametrii de curgere (debit, presiune,temperatură), domeniul de variaţie a acestora, precum şi de calitatea gazelornaturale (compoziţie chimică, impurităţi solide şi lichide). Sistemele demăsurare se vor alege şi poziţiona în conformitate cu cerinţele normelor învigoare. Staţiile şi posturile de reglare-măsurare vor fi echipate cu dispozitive

de siguranţă cores- punzătoare cerinţelor legislaţiei în vigoare.Proiectarea staţiilor şi posturilor de reglare-măsurare se face astfelîncât să rezulte o grupare cât mai compactă a echipamentelor, avându-se învedere accesul la echipamentele şi dispozitivele componente. Pe conductelede intrare şi de ieşire din staţiile de reglare-măsurare se montează robinete desecţionare şi flanşe electroizolante în locuri uşor accesibile.

29/119


30/119


GAZELOR NATURALE

Staţiile de reglare măsurare pot fi prevăzute cu ocolitor, cândalimentarea aparatelor de utilizare nu poate fi întreruptă. În funcţie de natura şi conţinutul de impurităţi din gazele naturale, la intrarea în staţiile de reglare-măsurare, se pot monta echipamente de filtrare şi/sau separare. Pentruechipamentele care prevăd în mod expres filtre de protecţie, acestea semontează obligatoriu conform instrucţiunilor producătorului.

Staţiile de reglare-măsurare se prevăd cu priză şi centură deîmpământare (impedanţa sub 4 ohm), la care se racordează părţile metalice alefiecărui element din staţie cuprins între două flanşe.

Reglarea presiunii se face, în funcţie de mărimea debitului, prinregulatoare cu acţionare indirectă sau acţionare directă.

În figura 5.3. este prezentat schematic regulatorul RTG 311. Acestaface parte din clasa regulatoarelor cu acţionare directă şi ventil echilibrat.Regulatoarele din gama RTG sunt regulatoarele cel mai des folosite în

distribuţiile de gaze naturale din ţara noastră. 30/119


31/119


GAZELOR NATURALE

Figura 5.3. Regulator de presiune RTG 311.1- corp2- suport ventil3- deflector4- tija5- scaun6- piesă separaţie 7- capac inferior8- membrană comandă

9- arc descărcare 10- capac superior11- arc reglare12- mecanism reglare

31/119



32/119


GAZELOR NATURALEAlegerea regulatorului, funcţie de debitul nominal al regulatoarelor

Qn, se face conform specificaţiilor tehnice date de producător . La alegereamărimii regulatoarelor se pot utiliza următoarele relaţii de calcul:Qn=(1,1...1,2) x Qnecesar, pentru regulatoarele cu acţionare directă Qn=1,45.Qnecesar, pentru regulatoare cu acţionare directă După alegerea regulatorului trebuie efectuat calculul vitezei gazelor laieşirea din regulator, verificându-se condiţia v≤20 m/s.

Formula de calcul este:

Regulatoarele de presiune sunt obligatoriu atestate şi agrementatetehnic, conform prevederilor în vigoare.Principalele caracteristici tehnice şi funcţionale ale regulatoarelor sunt:

a) abaterea maximă a presiunii reglate: 5% ; b) domeniul presiunilor de intrare, corelat cu domeniul presiunilor de ieşire să fie în unul din intervalele:- mai mic de 50 mbar, pentru presiune joasă;- între 2 bar şi 50 mbar, pentru presiune redusă;

- între 6 bar şi 2 bar, pentru presiune medie;c) presiunea nominală de lucru: 6 bar.

PR

PR

D

QV

n

n

1

002,0192,3452

32/119


33/119


GAZELOR NATURALE

Pentru regulatoare care garantează abaterea maximă a presiuniireglate prin atestare şi/sau agrementare tehnică se pot admite şi alteintervale de presiune decât cele menţionate mai sus.

În cazul în care în instalaţia de utilizare industrială sunt necesare

diferite trepte de presiune se prevăd panouri de reglare pentru fiecaretreaptă de presiune.

Amplasarea staţiilor şi posturilor de reglare-măsurare se facerespectând prevederile din ,,Normele tehnice pentru stabilirea zonelor de protecţie şi de siguranţă ale obiectivelor din sectorul gazelor naturale".

Posturile de reglare de reglare-măsurare cu o capacitate de până la1.000 m3/h, se pot alipi de un perete al clădirii învecinate, cu condiţia ca peretele clădirii să fie rezistent la explozie, să nu aibe goluri (ferestre uşi) pe:• o lungime care depăşeşte cu 5m limitele staţiei în ambele direcţii;•

o înălţime de 3 m deasupra postului. 33/119



34/119


GAZELOR NATURALEAmplasarea construcţiilor pentru staţii şi posturi de reglare-măsurare,

independente sau alipite altor construcţii, se face suprateran şi:cu respectarea distanţelor prevăzute în normativ;la limita de proprietate a consumatorului sau când nu este posibil, cât maiaproape de limita de proprietate a consumatorului;asigurându-se accesul direct şi permanent al personalului operatorului licenţiat al sistemului de distribuţie.

Amplasarea construcţiilor pentru staţiile şi posturile de reglare-măsurare (aferente reţelei de distribuţie) se face pe domeniul public, conform precizărilor din certificatul de urbanism. Pentru cazuri excepţionale, cu avizul operatoruluilicenţiat al sistemului de distribuţie se pot construi staţii de sector de reglare saureglare-măsurare, posturi de reglare sau posturi de reglare-măsurare subterane,

prevăzute cu ventilare corespunzătoare şi măsuri de evitare a pericolului deincendiu şi explozie.

34/119



35/119


GAZELOR NATURALEConstrucţiile staţiilor de reglare-măsurare se execută din materiale incom-

bustibile şi fără pod. Posturile de reglare-măsurare de la presiune redusă la presiune

joasă se montează:

în firidă înglobată în peretele exterior al clădirii, în ziduri sau garduri;

în cabină independentă sau alipită de un perete exterior al clădirii;

cu asigurarea accesului operatorului licenţiat al sistemului de distribuţie.

Posturile de reglare-măsurare nu se amplasează:

pe căile de evacuare din clădiri cu aglomerări de persoane;

sub ferestrele clădirilor şi în locuri neventilate.

În cazul excepţional în care nu sunt condiţii tehnice şi pentru postul de reglare există spaţiu de amplasare numai sub fereastră, se vor realiza condiţiile:ţeava de evacuare a regulatoarelor de presiune se prelungeşte astfel încât să evite

pătrunderea gazelor în interiorul clădirii;axul de manevră al robinetelor postului se etanşează.35/119



36/119


GAZELOR NATURALE

Pentru protejare, siguranţă în exploatare etc., regulatoarele şi

celelalte aparate din staţiile de reglare, în funcţie de presiunile la intrare şi de condiţiile locale, se amplasează în clădiri proprii, cabine, nişe şi firide(pentru posturi de reglare). Posturile de reglare, în industrie, se pot amplasaşi în interiorul halelor, pe aparat sau pe agregat, cu condiţia să fie de tipetanş.

În general, amplasarea şi construcţia staţiilor de reglare pune probleme din punctul de vedere al prevederilor de siguranţă, mai ales că aparatajul, care funcţionează la presiuni mari, îşi pierde etanşeitatea după un anumit timp de exploatare. Într-adevăr, ca urmare a unei defecţiuni oarecare, scăpările de gaze sunt posibile oricând; prin urmare, în incinteleînchise, se poate crea o atmosferă explozivă. De aceea, staţiile de reglaretrebuie să fie prevăzute cu o ventilaţie bună sau, pentru staţiile de laconsumatori importanţi, să fie instalate sub un acoperiş realizat special înacest scop.

De regulă, staţiile de predare se prevăd cu paratrăsnete, atuncicând distanţa până la cea mai apropiată construcţie este mai mare decât

înălţimea construcţiei. 36/119


37/119


GAZELOR NATURALE

Capitolul 8. Instalaţii interioare de utilizare

8.1. Utilizarea gazelor naturale în clădiri Utilizarea gazelor naturale este admisă numai în încăperi fără pericol:

de incendiu, prinaprinderea materialelor şielementelor combustibile,datorită radiaţiei termice

directe ori a transferuluide căldură prin convecţiesau conducţie;

de explozie a materialelorşi substanţelor

combustibile aflate îninterior;

de intoxicare sauasfixiere a utilizatorilor

cu gaze de ardere

37/119


38/119


GAZELOR NATURALE

Condiţiile tehnice pentru funcţionarea în siguranţă a instalaţiilor interioare de utilizare a gazelor naturale combustibile sunt:

a) volumul interior minim al încăperilor :

18,0 m3 pentru încăperi curente;

7,5 m3 pentru bucătării, băi;

b) asigurarea aerului necesar arderii;

c) ventilare naturală sau mecanică;

d) evacuarea totală a gazelor de ardere, în atmosferă;

e) suprafeţe vitrate.

38/119



39/119


GAZELOR NATURALE

Toate încăperile în care se montează aparate de utilizare a gazelornaturale se prevăd cu suprafeţele vitrate, sub formă de ferestre, luminatoarecu geamuri, uşi cu geam sau goluri, toate la exterior sau spre balcoane vitratecu suprafaţa minimă totală de:

0,03 m2/m3 de volum net de încăpere, pentru construcţii din beton armat;

0,05 m2/m3 de volum net de încăpere, în cazul construcţiilor din zidărie.Geamurile trebuie să aibă grosimea de maxim 4 mm fără armare.

Pentru cazul în care geamurile au o grosime mai mare de 4 mm ori sunt deconstrucţie specială (securizat, termopan etc.) se vor monta obligatoriudetectoare automate de gaze cu limita inferioară de sensibilitate 2% CH4 în

aer, care acţionează asupra robinetului de închidere al conductei dealimentare cu gaze naturale al arzătoarelor .

În cazul utilizării detectoarelor, suprafaţa vitrată poate fi redusă la0,02 m2/m3 de volum net de încăpere. Volumul net reprezintă volumul total alîncăperii din care se scade volumul elementelor de instalaţii sau deconstrucţii existente în încăpere în care nu se pot acumula gaze. 39/119



40/119


GAZELOR NATURALE

În băi nu sunt admise:

aparate de utilizare pentru prepararea instantanee a apei calde de consum;aparate de utilizare pentru încălzire centrală sau locală prevăzute cu arzător atmosferic şi rupere de tiraj, chiar dacă au termostat de coş.

Fac excepţie aparatele de utilizare care au atestare/agrement tehnic sauaviz ISCIR pentru funcţionare în alte condiţii, (la care prin tubulatură etanşă, se

asigură accesul din exterior al aerului necesar arderii şi evacuarea în exterior sub presiune a gazelor de ardere-cazane cu focar etanş şi tiraj forţat).Debitul total al aparatelor cu flacără liberă care se pot instala într-o

încăpere trebuie să satisfacă condiţia: 15 m3 volum interior de încăpere/m3 debitinstalat.

40/119



41/119


GAZELOR NATURALE

8.2. Aparate de utilizare şi arzătoare

În instalaţiile de utilizare se vor monta numai aparate şi arzătoare avizate conform prevederilor ISCIR în vigoare.

Arzătoarele cu panou radiant cu flacără deschisă sunt admise numaiîn spaţii ventilate corespunzător cu excepţia clădirilor civile şi de locuitasigurându-se evitarea producerii incendiilor, prin aprindereamaterialelor ca urmare a efectului radiaţiilor termice şi încadrareaconcentraţiei de noxe în limitele admise de reglementările în vigoare.

În clădirile civile şi de locuit nu se admite montarea arzătoarelor cu panou radiant cu flacără deschisă.

41/119



42/119


GAZELOR NATURALEAparatele de utilizare industriale cu debit instalat de peste 25 m/h se

prevăd cu armături pentru montarea unor aparate de măsură şi control şi prize în

vederea efectuării de determinări pentru bilanţ termic:

manometru pe conducta de intrare a gazelor în aparat,

termometru pe conducta de alimentare cu gaze naturale şi pe canalul deieşire a gazelor de ardere,

contor de gaze naturale,

priză de prelevare a probelor din gazele naturale şi din gazele de ardere,

priză de măsurare a tirajului.

Alegerea şi montarea arzătoarelor şi aparatelor de utilizare se face curespectarea condiţiilor tehnice şi a criteriilor de performanţă, a instrucţiunilor producătorului, precum şi cu reglementările în vigoare.

42/119



43/119


GAZELOR NATURALE

8.3. Trasee şi condiţii tehnice de amplasare a conductelor de utilizareLa alegerea traseelor pentru conductele de gaze naturale, condiţiile

de siguranţă au prioritate faţă de orice alte condiţii.Fiecare unitate locativă se racordează la coloana sau instalaţia

exterioară printr-o singură derivaţie.Conductele instalaţiilor interioare de utilizare se amplasează aparent,în spaţii uscate, ventilate, luminate şi circulate, cu acces permanent, inclusivîn subsolurile care îndeplinesc aceste condiţii şi se montează pe cât posibil, peelemente rezistente ale construcţiei, pereţi, stâlpi, grinzi, plafoane, sau pe

stâlpi metalici sau de beton, montaţi special în acest scop sau în scopulsusţinerii conductelor de gaze naturale împreună cu conducte pentru alteinstalaţii. Se admite montarea conductelor mascate în canale vizitabile şi ventilate numai în cazul construcţiilor cu grad deosebit de finisare.

43/119



44/119


GAZELOR NATURALESe interzice trecerea conductelor prin:

un apartament din alt apartament cu excepţia coloanelor existente;

spaţii neventilate sau închise cu rabiţ sau alte materiale;trecerea conductelor de gaze naturale având îmbinări fixe saudemontabile prin debara, cămară şi altele asemenea, dacă acestea nusunt ventilate;coşuri şi canale de ventilare; puţuri şi camere pentru ascensoare;încăperi cu mediu corosiv sau cu degajare de noxe;încăperi cu umiditate pronunţată;încăperi în care se păstrează materiale inflamabile;subsoluri tehnice şi canale tehnice;ghene sau nişe comune mai multor nivele, în care sunt montateconducte pentru alte instalaţii podurile ale clădirilor, debarale, cămări, closete şi alte spaţii deacest fel, a conductelor cu îmbinări fixe sau demontabile, dacă încăperile nu sunt ventilate;locuri greu accesibile în care întreţinerea nu poate fi asigurată;spaţii de depozitare

spaţii de adăpostire din subsolul clădirilor şi prin galerii deevacuare 44/119


45/119


GAZELOR NATURALETotodată este interzisă montarea conductelor înglobate în

elementele de construcţie ale pardoselii. În cazul în care nu pot fi evitatetrecerile conductelor prin closete sau cămări se admite traversarea acestorautilizând conducte fără îmbinări şi protejate în tuburi de protecţie. Se evită trecerea conductelor prin camere de dormit neprevăzute cu aparate deutilizare a gazelor naturale.

Când trecerea conductelor prin încăperi cu umiditate pronunţată sau atmosferă corosivă este inevitabilă, se folosesc ţevi zincate sau protejate cu lacuri anticorosive şi tub de protecţie.

Pentru alimentarea punctelor de consum care nu sunt amplasatelângă pereţi, se admite montarea conductelor în canale amenajate în

pardoseală acoperite cu capace perforate şi uşor demontabile, uscate şi aerisite, pe trasee cât mai scurte, cu pantă pentru asigurarea scurgerii spre puncte de colectare a eventualelor infiltraţii de apă şi care să permită controlul şi repararea conductei.

45/119



46/119


GAZELOR NATURALE

Este interzisă montarea conductelor pentru alte instalaţii în canalele

pentru conductele de gaze naturale precum şi intersectarea canalelor pentruconductele de gaze naturale cu canale pentru alte instalaţii sau comunicarea cuacestea. Trecerea conductelor prin pereţi sau planşee trebuie protejată în tub de protecţie, fără îmbinări ale acestuia.

Conductele instalaţiilor de utilizare din hale industriale se amplasează astfel încât să fie protejate împotriva degradării prin lovire directă sau trepidaţii,

contactului cu lichide corosive, contactului îndelungat cu apa, radiaţiei sauconducţiei termice.

Distanţele minime între conductele de gaze naturale şi elementelecelorlalte instalaţii se încadrează în prevederile din Normativul pentru proiectareaşi executarea instalaţiilor electrice la consumatori cu tensiuni până la 1000 V

C.A. şi 1500 V C.C, indicativ I.7, Normativul pentru proiectarea şi executareareţelelor de cabluri electrice, indicativ PE 107, precum şi prescripţiile tehniceISCIR.

Este interzisă utilizarea conductelor de gaze naturale pentru alte scopuri,cum ar fi legarea la pământ a altor instalaţii, realizarea prizelor de protecţie

electrică, susţinerea cablurilor şi/sau conductorilor electrici, indiferent de tensiunei curent sau a ă area sau rezemarea unor obiecte. 46/119



47/119


GAZELOR NATURALE

8.4. Armături de închidere

Robinete de închidere se prevăd:înaintea fiecărui contor; pe fiecare ramificaţie importantă; pe fiecare conductă care alimentează grupuri de arzătoare montate la

aparate, mese de lucru, laboratoare etc.;la baza fiecărei coloane, dacă plasarea robinetelor de la baza coloanelor nuse poate face în condiţii de siguranţă şi de estetică corespunzătoare, se admitemontarea unui singur robinet pentru un grup de coloane, care alimentează maxim 24 puncte de consum;

înaintea fiecărui aparat consumator de combustibili gazoşi

47/119



48/119


GAZELOR NATURALE

8.5. Asigurarea aerului necesar arderii şi evacuarea gazelor arse

Pentru toate aparatele de utilizare racordate la coş sau cu flacără liberă seasigură aerul necesar arderii şi evacuarea în exterior a gazelor de ardere, complet şi fără riscuri, astfel încât în atmosfera încăperii să nu se depăşească concentraţia de noxeadmisă de normele de protecţia muncii precum şi de protecţie a mediului.

Aerul necesar arderii se asigură în funcţie de raportul între volumul interior alîncăperii Vi [m3] şi debitul nominal al aparatului de utilizare Qn [m3 /h]: pentru cazul V i / Qn > 30, se consideră că prin neetanşeităţile tâmplăriei se asigură aerulnecesar pentru ardere; pentru cazul V i / Qn < 30, se prevede accesul aerului direct din exterior, prin goluri practicate la partea inferioară a încăperii.

Sunt exceptate bucătăriile din locuinţe cu încălzire centrală, în care nu există alte aparate de utilizare, la care se admite accesul aerului dintr-o încăpere vecină prinrealizarea unui gol spre această încăpere, cu condiţia V i /Qn>30, în care V i este volumul bucătăriei plus volumul încăperii respective.

48/119



49/119


GAZELOR NATURALE

Dacă şi în încăperea vecină, spre care este prevăzut golul, sunt

instalate aparate de utilizare, raportul dintre suma volumelor celor două încăperi şi suma debitelor aparatelor de utilizare din aceste încăperi trebuie să fie mai mare de 30.

În cazul în care această condiţie nu poate fi îndeplinită sau în cazultâmplăriei etanşate cu garnituri de cauciuc, se realizează prize de aer direct

din exteriorul construcţiei.Suprafaţa golului pentru accesul aerului de ardere într-o încăpere încare se utilizează gazele naturale se determină cu produsul între debitulinstalat în încăpere Q [m3 /h] şi coeficientul de 0,0025 [m2 /m3 /h], adică S =0,0025.Q [m2].

Golul pentru accesul aerului de ardere se prevede la parteainferioară a încăperii şi fără dispozitive de închidere sau reglaj. Este interzisă obturarea golului de acces al aerului de ardere.

La centralele termice cu tiraj forţat şi cameră de ardere etanşă nu

este necesară asigurarea golurilor pentru accesul aerului în încăpere.

49/119


50/119



51/119


GAZELOR NATURALE

5.2. ASPECTE TEORETICE DE BAZĂ

5.2.1.Mişcarea gazelor prin conducte

La mişcarea permanentă a unui fluid printr-o conductă cu diametrul interior d , vitezamedie de curgere se calculează cu relaţia

, (5.1) Q fiind debitul volumetric scurs prin conductă.

Profilul vitezei în secţiunea conductei depinde de regimul de curgere, definit prinnumărul lui Reynolds

, (5.2) n fiind vâscozitatea cinematică a fluidului. Numărul lui Reynolds poate fi scris şi înfuncţie de alţi parametri (viteza maximă a fluidului, raza interioară a conductei), darcea mai folosită formă în practică este aceea dată de relaţia de mai sus.

2

4

v d

Qm

d mv

Re

51/119


52/119


GAZELOR NATURALE

Experienţele au arătat că în tuburile cu secţiunea circulară regimul de curgere estelaminar atât timp cât numărul lui Reynolds nu depăşeşte valoarea critică

. (5.3)Cu toate că regimul laminar este relativ limitat, regimul turbulent fiind mai

frecvent întâlnit în activitatea practică, relaţiile de calcul pentru acest regim concordă foarte bine cu rezultatele experimentale.

În situaţia regimului laminar, profilul vitezei în raport cu raza tubului este parabolic, fiind dat de relaţia

, (5.4)iar viteza medie are valoarea

,D p fiind căderea de presiune realizată prin frecări pe lungimea l a tubului.

2300Recritic

22

44v r

d

l

p

2

32v d

l

pm

52/119



53/119


GAZELOR NATURALE

În practică căderea de presiune între două puncte pentru acest

regim de curgere se calculează cu una dintre relaţiile cunoscute în literatură sub denumirea de formulele Hagen-Poiseuille

sau(5.5)

În regimul de mişcare turbulent aceste relaţii îşi pierd valabilitatea.Se consideră că, în tuburile cu secţiunea circulară, mişcarea devine completturbulentă dacă numărul lui Reynolds are o valoare mai mare decât ceacritică; mişcarea turbulentă dezvoltându-se complet începând cu o distanţă egală cu cel puţin (25 – 40) d de la intrarea în tub.

După ultimele cercetări, în condiţiile mişcării turbulente însecţiunea tubului se pot pune în evidenţă patru domenii de variaţie a vitezei(figura 5.4).

2

v32

d

l p m

4

128

d

Ql p

53/119



54/119


GAZELOR NATURALE

Figura 5.4. Delimitarea profilului vitezei în mişcarea turbulentă

Astfel, în imediata apropiere a peretelui viteza fluidului variază aproximativliniar cu distanţa y măsurată de la perete. În acest domeniu tensiunea deforfecare turbulentă este neglijabilă şi, deoarece variaţia vitezei depinde de

vâscozitatea moleculară, întreaga zonă se numeşte substratul vâscos. 54/119


55/119


GAZELOR NATURALE

După substratul vâscos urmează stratul intermediar (tampon), undetensiunile de forfecare datorită vâscozităţii moleculare şi fluctuaţiilor de viteză sunt comparabile ca mărime. Următorul strat fiind acela complet turbulent undeturbulenţa devine suficient de dezvoltată pentru ca tensiunea datorită mişcării laminare să fie neglijabilă faţă de aceea turbulentă. Deoarece, în acest strat,viteza medie punctiformă v variază logaritmic în raport cu distanţa y măsurată de la perete, stratul se numeşte logaritmic.

În jurul axei conductei este zona turbulentă a curgerii unde turbulenţa estecomplet dezvoltată.

Vom nota cu viteza de frecare care este definită cu ajutorul relaţiei

, (5.6)în care t0 este valoarea efortului tangenţial de frecare la peretele conductei.

v

0v

55/119



56/119


GAZELOR NATURALE

În zona stratului logaritmic distribuţia vitezei adimensionale este dată de relaţia

. (5.7)în care valorile constantelor A şi B sunt 2,46 şi, respectiv, 5,67. În zona centrală acurgerii turbulente se utilizează, pentru distribuţia vitezei, tot o relaţie asemănătoare cu formula (5.7). Uneori, se foloseşte în această zonă o distribuţie a vitezei sub forma

, (5.8) n fiind un coeficient cu valoarea aproximativă 1,5.

Pornind de la aceste relaţii ale vitezei se poate obţine coeficientul de rezistenţă λ ,într-o conductă cu secţiunea circulară.

În mişcarea turbulentă, între viteza de frecare şi viteza medie vm există relaţia

(5.9)

Byv

lnAv

v *

*

n

R

y

v

vv*

max

8vv

m

56/119


57/119


GAZELOR NATURALE

Indiferent de caracterul mişcării în conductă, laminar sau turbulent, între vitezamedie şi debitul de fluid Q care se scurge prin conductă este relaţia

. (5.10)Dacă se are în vedere şi relaţia (5.7) se găseşte una dintre corelaţiile teoreticeexistente între coeficientul de rezistenţă şi numărul lui Reynolds Re

. (5.11) J.Nikuradze a corectat, în urma datelor experimentale, coeficienţii numerici dinaceastă relaţie scriind-o sub forma

. (5.12)

R

m r r R R

Q

022 dv2

v

8110Relg00521 , ,

80Relg21 ,

57/119

O C S S O S


58/119


GAZELOR NATURALE

Această relaţie asigură o bună concordanţă cu valorile lui λ obţinute pecale experimentală. În practică s-a constatat o bună concordanţă cu rezultateleexperimentale dacă coeficientul l se calculează cu formula lui Blasius

, (5.13)valabilă pentru Re < 105 şi formula lui J.Nikuradze

, (5.14)valabilă în intervalul 105 ≤ Re ≤ 108.

Rezultatele prezentate pot fi utilizate atât timp cât peretele interior altubului este considerat neted. În acest caz se observă că starea peretelui nu are nici oinfluenţă asupra caracterului turbulent al mişcării. În practică, cele mai multe tuburi,cel puţin la valori mari ale numărului lui Reynolds, nu pot fi considerate ca netede.

250

31640 ,

Re

,

2370

221000320

, Re

, ,

58/119



59/119

Ţ

GAZELOR NATURALE

Din cauza rugozităţii peretelui, coeficientul de rezistenţă λ este mai mare

decât acela care rezultă din formulele prezentate pentru tuburile netede. Legilemişcării turbulente prin tuburile rugoase au deci o mare însemnătate practică dar,cercetările s-au izbit de o dificultate, şi anume de faptul că numărul parametrilorde rugozitate este mare din cauza formelor geometrice foarte variate.

O privire de ansamblu asupra măsurătorilor mai vechi a condus la

concluzia că există două tipuri de rugozităţi.La primul dintre acestea rezistenţa este proporţională cu pătratul vitezei

medii, ceea ce înseamnă că λ este independent de numărul lui Reynolds. Acest tipse întâlneşte la rugozităţile destul de mari şi foarte dese, cum ar fi, de exemplu,grăunţi de nisip lipiţi de perete, ciment, fier brut. Influenţa peretelui se poate

caracteriza printr-un singur parametru de rugozitate e = 2k s / d , denumitrugozitate relativă, unde k s este înălţimea medie a rugozităţilor . În acest cazcoeficientul de rezistenţă depinde numai de e.

59/119



60/119

Ţ

GAZELOR NATURALE

Cel de al doilea tip de rugozitate se întâlneşte atunci când rugozităţile peretelui sunt mai reduse sau când un număr mic de rugozităţi se află repartizate pe o

suprafaţă netedă destul de mare cum ar fi, de exemplu, ţevile din fier comer-cialuzuale. În acest caz coeficientul de rezistenţă λ depinde atât de rugozitatea relativă câtşi de numărul lui Reynolds. Măsurătorile efectuate de către J. Nikuradze care a lipit, câtmai des posibile, grăunţi de nisip în interiorul tuburilor de secţiune circulară au condusla această concluzie.

În figura 5.5 este prezentată variaţia coeficientului λ în funcţie de rugozi-tatea relativă d/k /2 şi de numărul Reynolds rezultată din măsurătorile efectuate de Moody pe ţevi comerciale din oţel, cu rugozitatea absolută k .

Fig. 5.5.Diagrama Moody

60/119



61/119

Ţ

GAZELOR NATURALESe constată că în regim laminar toate tuburile rugoase au aceeaşi rezistenţă

ca şi acelea netede. În domeniul mişcării turbulente există, pentru fiecare rugozitate

relativă, un anumit interval de valori ale numărului lui Reynolds, în care tubul rugosare aceeaşi rezistenţă ca şi acela neted. În acest domeniu, tubul, cu toate că poate prezenta un anumit grad de rugozitate a peretelui, este considerat neted din punct devedere hidraulic şi coeficientul de rezistenţă λ depinde numai de numărul lui Reynolds. Pentru acest domeniu rezultatele experimentale au arătat că

. (5.15)De la o anumită valoare a numărului lui Reynolds înainte, pe măsură ce

rugozitatea absolută k creşte, curba de rezistenţă a tubului rugos se desparte de aceeaa tubului neted. Acest domeniu de tranziţie s-a delimitat în intervalul

, (5.16)

unde coeficientul de rezistenţă l depinde în acelaşi timp şi de numărul lui Reynolds şi de rugozitatea relativă. La valori mai mari ale numărului lui Reynolds, respectiv pentru

, (5.17)se ajunge în domeniul complet rugos în care l depinde numai de rugozitatea relativă.

5

v

0

k

70v

5

k

70v

k

61/119


62/119



63/119


GAZELOR NATURALE

Viteza medie din secţiunea tubului poate fi scrisă sub forma

(5.21)

deci, având în vedere relaţia (5.7), rezultă

. (5.22)Dacă se înlocuiesc constantele χ şi B rezultă

. (5.23)

Această relaţie poate fi considerată drept formula de calcul pentrucoeficientul de rezistenţă λ în domeniul complet rugos.

χ - B

k

Rm

2

3ln1

v

v

χ - B

k

R

2

3ln18

6921lg00521

,k

R ,

63/119



64/119


GAZELOR NATURALE

Concordanţa cu rezultatele experimentale ale lui J. Nikuradze estemai bună, dacă se modifică valorile coeficienţilor numerici, şi din acestmotiv, se poate scrie coeficientul de rezistenţă pentru acest regim de curgeresub forma

. (5.24)Cel de al doilea tip de rugozităţi dau peretelui interior al conductei un

caracter semirugos, iar coeficientul λ se poate calcula cu ajutorul formuleiColebrook-White.

. (5.25)

2741

2lg2

1

,k

d

d ,k ,

713Re

512lg2

1

64/119



65/119


GAZELOR NATURALE

Stabilirea pe o cale mai simplă a domeniului de netezime al conductei, decişi a relaţiei pentru calculul lui λ, se face determinând parametriiadimensionali R1 şi R2 care au expresiile

, (5.26)

, (5.27)

precum şi a numărului lui Reynolds din conductă. Astfel, dacă numărul lui Reynolds satisface condiţia tubul este considerat neted din punctde vedere hidraulic şi pentru tubul este complet rugos.În situaţia în care Re este cuprins între R1 şi R2 conducta are o comportare

semirugoasă. Coeficientul λ neted se calculează pentru regimul de curgereturbulent şi conductă netedă.

k

d , R

neted

2

2843281

k

d , ,

k

d R

2lg95957910048689

22

1Re R

2Re R

65/119



66/119

GAZELOR NATURALE

5.2.2.Rezistenţe locale

În anumite puncte ale conductei unde sunt montate armături, aparate sauunde conducta îşi modifică secţiunea sau direcţia, se produc pierderi de presiunelocale care se pot scrie sub forma

. (5.28)Coeficientul de rezistenţă locală depinde, în special, de geometria

armăturii sau a punctului unde conducta îşi modifică secţiunea sau direcţia. Îngeneral, s-a stabilit că la numere Reynolds mici, coeficientul de rezistenţă depindeşi de regimul de mişcare.

În unele situaţii, cum ar fi la schimbarea secţiunii şi a direcţiei uneiconducte, s-au stabilit relaţii pentru calculul coeficientului de rezistenţă locală .

În punctele unde se produce devierea vânei de fluid (curbe, ramificaţii, robinete etc.) nu se poate stabili mărimea coeficientului decât pe caleexperimentală.

2

v2m p

66/119



67/119


GAZELOR NATURALE

A2/A1

Specificaţie 0 – 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Muchii ascuţite 0,35 0,29 0,22 0,17 0,10 0,05 0,01 0

Muchii uşor răsfrânte 0,11 0,09 0,07 0,05 0,03 0,02 0 0

Muchii uşor rotunjite 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0 0 0

Muchii bine rotunjite 0 0 0 0 0 0 0 0

Dacă într-un anumit punct al conductei, aceasta îşi modifică brusc secţiunea de la

valoarea A1 la A2, vâna de fluid se contractă, producându-se o pierdere locală de presiune, coeficientul de rezistenţă locală se calculează cu relaţia

, (5.29)μ fiind raportul dintre secţiunea contractată a vânei de fluid şi secţiunea A2.

În tabelul 5.3 se redau valorile coeficientului în funcţie de raportul A2/ A1 şi de gradul de rotunjime al muchiilor care fac trecerea de la conducta cu diametrul maimare la conducta cu diametrul mai mic. Pierderea de presiune locală se calculează cuviteza medie din secţiunea A2.

2

11

Tab. 5.3

67/119



68/119

GAZELOR NATURALE

În situaţia unei treceri bruşte de la o secţiune mai mare A1 la una

mai mică A2, coeficientul de rezistenţă locală, dacă la pierderea de presiune locală se utilizează viteza medie din secţiunea A1, se calculează cu relaţia

. (5.30)Dacă o conductă cu secţiunea A1 se racordează treptat la o altă conductă cu secţiunea A2, şi unghiul nu depăşeşte 7-80, coeficientul se poate calcula cu relaţia

, (5.31) pierderea locală de presiune fiind raportată la viteza medie a

fluidului din secţiunea A1. În situaţia în care secţiunea A1 se reduce, deasemenea, treptat la o altă secţiune mai mică A2, pierderea de presiunelocală se poate neglija.

2211 A / A

22

211150 A / A ,

68/119



69/119

GAZELOR NATURALE

În practică se folosesc în mod frecvent, pentru măsurarea debitului care curge

printr-o conductă, ajutajul şi diafragma. Câteva valori ale coeficientului în funcţie deraportul dintre aria orificiului A0 şi aria conductei A sunt redate în tabelul 5.4. În acestcaz pierderea de presiune locală se exprimă în funcţie de viteza medie a fluidului dinsecţiunea A.

Tabelul 5.4.

A0

/A 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40

ζ 0,06 0,28 0,78 1,82 3,80 8,10

Pentru coturile fără rotunjiri coeficientul de rezistenţă locală poate fi calculat cu

. (5.32)Pentru un cot cu raza de curbură R care satisface condiţia , coeficientul de rezistenţă locală se poate calcula cu formula lui Weissbach

, (5.33)

α fiind unghiul cotului introdus, în grade.

2

sin047,2

2

sin946,0 42

90160310

53

,

R

d , ,

69/119



70/119

GAZELOR NATURALE

În tabelul 5.5 se redau, pentru unele armături utilizate în mod frecvent în practica distribuţiei, coeficientul de rezistenţă locală şi raportul dintre lungimea

echivalentă L a conductei, pe care s-ar realiza aceeaşi cădere de presiune ca aceea locală cu diametrul interior d şi acest diametru.

Tabelul 5.5.

Tipul organului de închidere ζ L /d

Robinet cu sertar pană

Deschis complet 0,1 7

¾ deschis 0,8 40 ½ deschis 4 200

¼ deschis 15 800

Robinet sferic

Deschis complet 6 350

½ deschis 10 550

Robinet cu ventil (disc)

Deschis complet 9 500

¾ deschis 13 700

½ deschis 35 2.000

¼ deschis 110 6.000 70/119



71/119

GAZELOR NATURALE

7.2.3. Calculul hidraulic al conductelor pentru gaze

Ecuaţia de mişcare a gazelor prin tuburi de secţiune circulară este

. (5.34)

Pentru un gaz real, ecuaţia de stare este

, (5.35)

în care Z ( p, T ) este factorul de abatere de la legea gazelor perfecte. În cazul

în care se acceptă ipoteza curgerii izoterme la temperatura Tm şi se neglijează variaţia lui Z în lungul conductei, considerându-se o valoare medie constantă Zm, se poate scrie

. (5.36)

2v2d

d

d x

p

T RT , p Z p

mm T R Z p

71/119



72/119


GAZELOR NATURALE

Pentru calculul valorii temperaturii medii Tm se foloseşte formula

(5.37) T 1 şi T 2 fiind valorile temperaturii la capetele conductei. În cazul reţelelor de distribuţie variaţia temperaturii este foarte mică, astfel încât putem aproxima valoarea temperaturii

medii la 278 K. Deci Tm =278 K.În ceeace priveşte valoarea medie a factorului de abatere, deoarece presiunilegazelor sunt relativ mici (sub 7 bara) vom aproxima această valoare la 0,98.

Deci Zm =0,98.Ecuaţia de mişcare se mai poate scrie

. (5.38)Deoarece

(5.39)unde reprezintă debitul masic de gaze transportat prin conductă, ecuaţia de mişcare devine

. (5.40)

3

2 21 T T T m

2v2d

d

mm RT Z

d x

p p

2

4v

d

m

2

52

2 16

d

dm RT Z

d x

pmm

72/119



73/119


GAZELOR NATURALE

Dacă această ecuaţie se integrează între punctul iniţial şi cel final, se găseşte

, (5.41)

din care rezultă

. (5.42)Ţinând seamă de valorile R=519,6 J/kg/K, Zm =0,98 şi Tm =278 K şi de relaţia dintre debitul masic şi cel volumic în condiţii normale

, (5.43)unde =22,414 /kmol iar M =16 kg/kmol, rezultă

, (5.44)

debitul Q N fiind exprimat în metri cubi normali pe secundă (m3 N /s).

l m RT Z d

p p mm2

52

22

21

16

522

21

2

16d

l

p p

T RZ m

mm

M

V

mQ MN

N

522

21002920 d

l

p p ,Q N

MN V

73/119



74/119

GAZELOR NATURALE

Considerând şi valorile corespunzătoare stării standard T S =288,15 K şi pS =101.325 N/m2, rezultă pentru debitul de gaze

. (5.45)debitul QS fiind exprimat în metri cubi standard pe secundă (m3S/s).

Dacă vom folosi unităţile de măsură specifice domeniului gazier, respectivm3S /h pentru debit, km pentru lungime şi cm pentru diametrul interior, formulade mai sus devine

. (5.46)

522

210030 d

l

p p ,QS

522

21350 D

L

p p ,QSh

74/119



75/119


GAZELOR NATURALE

5.2.4. Calculul conductelor complexe pentru gaze

Relaţia de calcul a debitului de gaze în regim staţionar se poate scrie, având învedere expresia debitului normal de gaze (5.44), sub forma

, (5.47) p1 şi p2 fiind presiunile la capetele conductei cu lungimea l .La conductele complexe în serie (figura 5.6), unde debitul este acelaşi în toatetronsoanele, se poate scrie, pentru un tronson oarecare i,

(5.48)

şi prin însumare pentru cele n tronsoane rezultă . (5.49)

25

22

21 N Q

d

l C p p

252 12 N

i

iiii Q

d

l

C p p

n

i i

ii N n

d

l CQ p p

1 5

221

21

75/119



76/119

GAZELOR NATURALE

A B p1 p2 p3 pi pi+1 pn pn+1

l 1 ,d 1 l 2 ,d 2 l i ,d i l n ,d n

Figura 5.6.Schema conductelor înseriate

n

i i

ii

n N

d

l p p

C Q

1 5

21

21

11

Dacă se defineşte conducta echivalentă ca fiind acea conductă simplă prin care setransportă tot debitul Q având la extremităţile conductei presiunile p1 şi pn+1, rezultă dependenţa dintre elementele conductei echivalente (lungimea le, de obicei egală cu sumalungimilor tronsoanelor, diametrul echivalent de) cu ale sistemului complex de conducte

de unde rezultă

.

(5.51)

n

i i

ii

e

ee

d

l

d

l

1 55

76/119



77/119


GAZELOR NATURALE

La conductele în paralel (figura 5.7) se poate scrie, pentru o ramură oarecare i, debitulcare se transportă prin acel tronson

(5.52)

de unde rezultă debitul pe ramura i

. (5.53)

2

5

22

21 Ni

i

iiQ

d

l C p p

ii

i

Ni l

d

p pC Q

52

2

2

1

1

A p

1

B p

2

l 1 , d 1 , Q1

l 2 , d 2 , Q2

l i , d i , Qi

l n , d n , Qn

Figura 5.7. Schema conductelor în paralel

77/119



78/119

GAZELOR NATURALE

Deoarece debitul total este dat de suma tuturor debitelor, rezultă expresia acestuia

. (5.54)

care se mai poate scrie

. (5.55)

Dacă se introduce şi la acest sistem complex conducta echivalentă (lungimea l e, deobicei egală cu lungimea 1-2, diametrul echivalent d e), rezultă

,

de unde rezultă

. (5.56)

n

i ii

in

i Ni N

l

d p p

C QQ

1

522

21

1

1

n

i ii

i

N

l

d

QC p p

1

5

2

2221

2

5

1

5

222

21 N

e

ee

n

i ii

i

N Qd

l C

l

d

QC p p

n

i ii

i

e

ee

l

d /

d

l

1

5

5

178/119



79/119


GAZELOR NATURALE

În numeroase cazuri, în diferite puncte ale unei conducte se colectează sau sedistribuie anumite cantităţi de gaze. În prima situaţie conducta este un colector de gaze,iar în a doua un distribuitor. Indiferent de situaţie, pe un tronson oarecare i, cu lungimeal i şi diametrul interior d i, cu debitul Q Ni, se poate scrie

. (5.57)

Prin aplicarea formulei la toate tronsoanele şi prin însumare se găseşte

(5.58)Presiunea în punctul final al unui tronson m, notată cu pm+1 se poate exprima

fie în funcţie de presiunea iniţială ( )

, (5.59)fie în funcţie de presiunea finală ( )

(5.60)

2

5

2

1

2

Nii

ii

ii Qd

l

C p p

n

i Ni

i

iini Q

d

l C p p

1

2

5

21

2

1m

nm

m

i Ni

i

iim Q

d

l C p p

1

2

5

21

21

n

mi Ni

i

iinm Q

d

l C p p

1

2

5

21

21

79/119



80/119

GAZELOR NATURALE

În cazul reţelelor de distribuţie pe conductele stradale sunt prevăzute branşamente pentru instalaţiile de utilizare ale locuinţelor . Schema pentru stabilireadebitelor de calcul este prezentată în figura de mai jos.

Qi Qe

q1 q2 q3 … qn

Qi Qe

Figura 5.8.Schema pentru stabilirea debitelor de calcul

Aici Qi reprezintă debitul de gaze care intră în tronson, Qe - debitul care iese, q1,q2,...qn - debitele branşamentelor de pe tronson.

Debitul de calcul pentru dimensionarea tronsonului respectiv se obţine cu

175903800 Proiectarea Sistemelor de Distribu Oie a Gazelor Naturale

Documents

Transcript of 175903800 Proiectarea Sistemelor de Distribu Oie a Gazelor Naturale