1. Stri de referin pentru gazele combustibile naturale

3.12. Proprietile principale ale gazelor naturale combustibile Proprietile fizice principale ale gazelor naturale combustibile, de care trebuie s se in seama la proiectarea, execuia, exploatarea i ntreinerea acestor instalaii, sunt urmtoarele: presiunea, temperatura, densitatea, vscozitatea i puterea calorific. 3.3.1. Stri de referin pentru gazele combustibile naturale Parametrii de stare ai gazelor naturale combustibile se exprim la o anumit stare de referin, care poate fi: starea normal fizic, starea normal tehnici starea de referin standard. Starea normal fizic, notat cu indicele N, are urmtoarele caracteristici: temperatura normal fizic, tN = 0C (sau TN = 273,15 K ); presiunea normal fizic, pN = 101325 N/m2 = 1,01325 bar.

Starea normal tehnic, notat cu indicele n, este caracterizat prin: temperatura normal tehnic, tn = 20C(sau Tn = 293,15K); presiunea normal tehnic, pn = 98066 N/m2 = 0,98066 bar.

Pentru instalaiile de gaze combustibile naturale, se consider c temperatura de 15C este aproape egal cu media temperaturilor anuale la care gazele trec prin contoare i de aceea se folosete starea de referin standard, notat cu indicele s, definit prin: temperatura standard, ts = 15C (sau Ts = 288,15 K ); presiunea standard egal cu presiunea normal fizic, ps = pN .

2.Densitatea gazelor combustibile naturale.

3.3.3. Densitatea gazelor combustibile naturale Densitatea (masa volumic) reprezint masa unitii de volum de gaz omogen, n condiii determinate de temperaturi presiune i se exprim prin relaia:

Pentru domeniile uzuale de presiuni i temperaturi de utilizare, gazele naturale combustibile se supun legilor gazelor perfecte. n aceste condiii i innd seama c densitile gazelor sunt date n tabele la starea normal fizic, determinarea densitii a gazului la o stare oarecare (p,T), se face cunoscnd densitatea N la starea normal, se face cu ajutorul relaiei:

n tabelul urmtor sunt date valorile densitii gazului metan pentru cteva temperaturi, la presiune normal: T[K]273,15283,15288,15293,15313,15323,15333,15373,15

[kg/m2]0,7160,6910,6790,6670,6240,6050,5870,524

Tabelul 2n practica de dimensionare a conductelor de gaze combustibile naturale se folosete mrimea numit densitatea relativ a gazului n raport cu aerul, definit ca raportul ntre densitatea a unui anumit volum de gaz i densitatea aceluiai volum de aer a, n aceleai condiii de temperaturi presiune:

gazul i aerul fiind considerate gaze ideale. Densitatea relativ a unui gaz este o mrime adimensional. La starea de referin normal fizic, densitatea aerului este aN = 1,293 kg/m3 astfel c, densitatea gazului va fi N = 1,293 3.Puterea calorific inferioar i superioar Puterea calorific inferioari superioar Cantitatea de cldur eliberat la arderea unei uniti de volum (greutate) de combustibil se numete putere calorific. Puterea calorific se msoar n: [kcal/mol]; [kcal/kg]; [J/kg]; [J/m3]; [kcal/m2] Puterea calorific se determin experimental prin metode calorimetrice (cu bomba calorimetric). Atunci cnd puterea calorific nu poate fi determinat experimental, se poate estima prin metode de calcul. Puterea calorific superioar (Qs) la presiune constant reprezint cldura dezvoltat prin arderea unei uniti de mas (volum) de gaz aflat la aceeai temperaturi presiune cu aerul de combustie i gazele de ardere apa coninut n gaz i cea rezultat prin ardere fiind n stare lichid. Puterea caloric inferioar (Qi) la presiune constant reprezint cldura dezvoltat prin arderea unei uniti de mas (volum) de gaz aflat la aceeai temperaturi presiune cu aerul de combustie i gazele de ardere, apa coninut n gaz i cea rezultat prin ardere fiind n stare de vapori. Pentru estimarea puterii calorice a combustibililor gazoi se folosesc relaii empirice n funcie de masa molecular : Qs=(0,5M+1,57)103, kcal/m3 gaz la 0C (63)Qi=(0,47M+1,03)103, kcal/m3 gaz la 0C ( 64)Pentru hidrocarburi olefinice, puterea calorific superioari inferioar este:Qs=(0,496+1,1)10-3, kcal/m3gaz la 0C ( 65)Qi=(0,463M+1,04)10-3, kcal/m3gaz la 0C sau: Qi=Qs-(6a+54H) ( 66) Mmasa molecular a combustibilului gazos; aconinutul de ap n gaz, %; Hconinutul de hidrogen n gaz.

4.Calitatea gazelor naturale

3.3.5. Calitatea gazelor naturale Se efectueaz determinri de laborator pentru stabilirea urmtoarelor elemente: compoziia chimic, puterea calorific inferioari superioar, determinarea hidrogenului sulfurat, a sulfului mercaptanic i implicit a sulfului total, punctul de rou, astfel: a) Compoziia chimic a gazelor naturale, respectiv densitatea relativ se determin cu ajutorul gaz-cromatografului de laborator i/sau cu gaz-cromatograful de linie, conform legislaiei n vigoare. b) Puterea calorific inferioari superioar a gazelor naturale livrate se calculeaz pe baza compoziiei chimice determinate cu ajutorul cromatografului de laborator la condiiile metrului cub, n conformitate cu prescripiile standardului ISO 6976. Buletinele de analiz vor fi transmise Serviciului Calitate Gaze a STGN. Gazele etalon utilizate la calibrarea gaz-cromatografelor se vor livra n recipiente nsoite de certificate de calitate. c) Determinarea hidrogenului sulfurat, a sulfului mercaptanic i implicit a sulfului total se face tot cu ajutorul gaz-cromatografelor de laborator. Determinarea coninutului de mercaptan n gazele naturale se poate efectua i cu ajutorul analizoarelor cu senzori specifici. d) Punctul de rou se determin cu ajutorul unor aparate specializate (analizoare) cu senzor specific. Determinrile vor fi efectuate lunar sau trimestrial n prezena i cu acordul prilor, iar la punctele cu probleme, ori de cte ori este nevoie. Cererile pentru determinri suplimentare se ntocmesc n scris, cu justificarea solicitrii. Determinrile vor fi efectuate la condiiile de presiune i temperatur din punctul de predare/preluare comercial. Furnizorul va asigura un punct de rou al apei de cel puin 5C, la presiunea de livrare, urmnd ca ntr-o perioada de 24 luni, la punctele de predare/preluare comercial unde aceast condiie nu este ndeplinit, s-i monteze echipamente de uscare a gazelor naturale care s asigure 15 C la presiunea din punctul de predare/preluare comercial. Calitatea unui gaz natural este definit prin compoziia sa i prin urmtoarele proprieti fizice: componente principale: putere calorific, indice Wobbe; componente minore: densitate, factor de compresibilitate; urme de constitueni: densitate relativ, punct de rou (preluat din SR ISO 13686, pct. 3.6). Pentru analiza gazului se preleveaz probe, operaiunea trebuind efectuat n conformitate cu SR ISO 10715 Gaz natural Prelevare de probe, iar punctele de prelevare vor fi cele amplasate pe sistemul de msurare. n cazul n care prelevarea probelor se face n scopul soluionrii divergenelor, atunci aceasta trebuie s fie efectuat n prezena reprezentanilor prilor.

5.Arderea gazelor naturale combustibile

3.4. Arderea gazelor naturale combustibile 3.4.1 Generaliti Procesul de ardere este o oxidare intens a substanelor combustibile, nsoit de degajare de clduri emisie de lumin. Elementele care particip la procesul arderii se numesc reactani iar cele care rezult sunt produii arderii n care constituenii principali sunt gazele de ardere. Elementele chimice care prin ardere dezvolt clduri emit lumin sunt carbonul, hidrogenul i sulful. Emisia de lumin, ntr-un proces de ardere, se realizeaz frecvent prin flacr. Dup valorile vitezei de propagare v a frontului de ardere se disting trei procese de ardere: deflagraia, v < 30 m/s; detonaia 30 < v < 200 m/s; explozia, v > 200 m/s. n mod uzual, n instalaiile de ardere a gazelor combustibile naturale se utilizeaz deflagraia. Arderea unui combustibil se produce n dou stadii: aprinderea i arderea propriu-zis. Procesul de aprindere se caracterizeaz printr-o perioad iniial, cnd prin reacia de oxidare lent se acumuleaz energie termic nsoit de ridicarea temperaturii. n aceast perioad, combustibilul i oxigenul trebuie s fie adui ntr-o stare de agitaie molecular care s asigure contactul ntre moleculele lor i, n felul acesta, posibilitatea reaciilor necesare arderii. Cnd se ajunge la un anumit nivel de temperatur, reacia se accelereaz brusc i se transform n ardere propriu-zis. Pentru ca arderea s poat continua, cantitatea de cldur degajat trebuie s fie suficient pentru a aduce n stare de reacie o cantitate, cel puin egal, de amestec din imediata vecintate. Arderea este un fenomen exotermic de oxidare care se caracterizeaz prin necesitatea unui aport termic din exterior n faza iniiali care se desfoar, n continuare, n condiii naturale, fr aport termic din exterior. n consecin, rezult c arderea se va produce atunci cnd temperatura va atinge un anumit punct, numit punct de aprindere, amestecul gaz combustibil oxigen va fi ntre anumite limite, iar viteza de ardere va avea o anumit valoare. 3.4.2. Temperatura de aprindere Temperatura pn la care trebuie nclzit un gaz combustibil pentru a se aprinde se numete temperatur de aprindere. Ea este o caracteristic specific fiecrui gaz. n general, temperatura de aprindere este mai cobort la arderea n oxigen pur (uscat), dect la arderea n aer sau oxigen umed. Azotul, umiditatea, gazele inerte, impuritile din gazul combustibil mpiedic contactul dintre moleculele gazului i moleculele de oxigen i temperatura de aprindere este necesar s fie mai mare dect n oxigen pur (tabelul 1.3). Temperaturile de aprindere ale ctorva gaze combustibile n mod practic, aducerea gazului la temperatura de aprindere se realizeaz printr-o scnteie sau cu o flacr, astfel nct n punctul unde atinge masa amestecului gaz-oxigen, l nclzete pn la aceast temperatur. 3.4.3.Limite de amestec Dac volumul mic de gaz aprins iniial nu poate degaja o cantitate suficient de cldur nct s aduc n starea de ardere gazul din imediata lui vecintate, arderea nu poate avea loc. Aceasta se poate ntmpla fie din cauz c este prea puin gaz n amestecul gaz-oxigen, fie c este prea mult gaz i prea puin oxigen. Proporia minim de gaz, n procente de volum, n amestecul gaz combustibil-aer pentru care arderea poate avea loc se numete limit inferioar de amestec, iar proporia maxim de gaz, limit superioar de amestec. Limita de amestec pentru arderea ctorva gaze combustibile, la temperatura i presiunea normal (n % volum), sunt prezentate n tabelul urmtor: n afara limitelor de amestec, arderea nu poate avea loc, chiar dac sa fcut aprinderea cu aport de cldur din afara sistemului3.4.4. Viteza de ardere n procesul arderii exist o perioad iniial, numit perioad de iniiere, n care reacia dintre gaz i oxigen are loc lent, cu o vitez mic, pentru ca apoi la atingerea temperaturii de aprindere viteza s creasc brusc, reacia s devin intens. Aceast reacie violent face ca n punctele iniiale unde s-a aprins amestecul s aib loc o degajare violent de cldur ,care va aduce n stare de ardere volumele de gaz nvecinat, fcnd ca arderea s se propage n tot volumul. Deci, propagarea flcrii n amestecul de gaz combustibil-aer are loc ca rezultat al propagrii cldurii prin conducie de la produse calde de ardere la amestecul nvecinat. O asemenea ardere este normal.

Viteza cu care un volum mic de gaz aduce n stare de ardere amestecul din vecintatea lui poart denumirea de vitez de propagare a arderii sau vitez de ardere.

Viteza de ardere depinde de compoziia gazului, concentraia lui n amestec, de temperatur, presiune, conductibilitatea termic a amestecului, precum i de cldura specific medie. Viteza maxim de ardere se stinge atunci cnd, dup ardere, n gazele arse nu mai rmne nici gaz combustibil nici oxigen. Vitezele maxime de ardere n aer pentru cteva gaze combustibile (la 0,098 MN/m2 i 293 K) sunt prezentate n tabelul 1.5. Pentru amestecuri de gaze combustibile, ca vitez de ardere, se consider media vitezelor de ardere ale componentelor. 3.4.5. Autoaprinderea i explozia Amestecul de gaz combustibil se poate autoaprinde, fr vreo intervenie din exterior, prin simpla nclzire pn la o anumit temperatur. Temperatura la care amestecul se autoaprinde se numete temperatur de autoaprindere. Temperaturile de autoaprindere i limitele de explozie pentru cteva gaze combustibile sunt prezentate n tabelul urmtor:

3.4.6. Arderea complet, arderea incomplet Se numete complet, arderea n care toate elementele combustibile, precum i compuii lor care ard s-au oxidat complet, conform ecuaiilor teoretice de ardere. Cnd gazele arse sunt considerate la temperatura de referin (273 sau 288 K), vaporii de ap sunt condensai, volumul lor este neglijabil, comparativ cu cel ocupat n stare de gaz. n acest caz, gazele de ardere sunt considerate ca fiind compuse numai din CO2 i N2 . n practic, se ajunge foarte rar la o ardere complet. n funcie de condiiile de presiune, temperaturi coninutul amestecului, o parte din compui rmn n stadii intermediare, rezultnd compui care ar mai putea arde. O asemenea ardere este denumit incomplet, fiind caracterizat n special prin apariia oxidului de carbon (CO) n gazele de ardere. Combinarea dintre gazele combustibile i oxigen fiind foarte violent, n gazele de ardere nu se gsete gaz combustibil complet nears, chiar dac condiiile de ardere nu sunt complet ndeplinite. Fiind evacuate incomplet oxidate, o parte din componentele combustibile ale gazului nu sunt complet valorificate, eliminndu-se odat cu ele cantitatea de cldur nedezvoltat. Principalele cauze care duc la arderea incomplet sunt: aer insuficient sau repartizat neuniform; nerealizarea condiiilor de ardere pentru o parte din componeniicombustibilului; impuriti ale gazului combustibil sau ale aerului; construcia necorespunztoare a arztoarelor; neglijene n reglarea, urmrirea i controlul arderii.

5.Schema general a sistemului de alimentare cu gaze naturale. Elemente componente.Structura sistemului de alimentare cu gaze naturale. Schema general. Elemente componente.

n mod generic, prin sistemul de alimentare cu gaze se nelege totalitatea instalatiilor, echipamentelor si dotarilor aferente acestora, funcional i tehnologic interconectate, destinate captrii, tratrii, distributiei si utilizrii gazelor naturale (fig.1), unde:Fig. 1 - Schema sistemului de alimentare cu gaz: 1. Sonda pentru extractie; 2. nclzitor; 3. Ventil de reglare a presiunii gazului; 4. Separator de ap; 5. Compensator; 6. Separator de ulei; 7. Conduct de transport;Schema prezentat mai sus este o schem general i un astfel de sistem poate s se ntind pe un areal foarte extis, depind n foarte multe cazuri graniele naionale.n acest context, se disting, din punct de vedere administrativ urmtoarele sisteme: Sistemul National de Transport al Gazelor Naturale, S.N.T. este sistemul de transport al gazelor naturale in regim de inalta presiune, de peste 6 bari, constituit din conducte magistrale, precum si din toate instalatiile, echipamentele si dotarile aferente acestora, prin care se asigura preluarea gazelor naturale extrase din perimetrele de exploatare sau a celor provenite din import si transportul acestora in vederea livrarii catre distribuitori, consumatorii directi, la export si/sau la inmagazinare. Sistem de Transport si/sau de Distributie, ansamblul retelelor de transport si/sau de distributie a gazelor naturale conectate intre ele, inclusiv instalatiile si echipamentele aferente.

7.Tratarea gazelor. Generalitati . +O instalaie de tratare (la alegere).2. Tratarea gazelor Comport n principiu urmtoarele operatiuni: nclzirea la presiune constant; separarea vaporilor de ap; ridicarea presiunii, n vederea mririi capacittii de transport; odorizarea.Separarea vaporilor se realizeaz dup condensare, n separatoare gravimetrice sau centrifugale, (fig.3). Condensarea are loc ca urmare a reducerii presiunii si temperaturii gazelor prin laminare adiabatic, la trecerea printr-un ventil de laminare.Separatoarele gravimetrice sunt alctuie dintr-un tronson de conduct cu sectiunea mai mare dect cea a conductei de transport, racordat la partea inferioar la un colector, din care condensul este evacuat periodic.n separatoarele centrifugale, gazele sunt introduse tangential si evacuate central. Condensul se colecteaza la baza aparatului, de unde este purjat. Ridicarea presiunii se face prin intermediul compresoarelor, dup purificarea gazelor n separatoare de impuritti. Gazele cu presiune ridicat sunt trecute prin saparatoarele de ulei si injectate n conducta de transport.

8.Panou de reglare. Treapt de reglare. Staii de reglare. Definiii. Componente.Aparatul prin care se realizeaz procesul de reglare se numete regulator de presiune.Cea mai simpl instalaie de reglare se numete panou de reglare i este alctuit dintr-un regulator, montat ntre dou robinete i racordat la colectoarele de presiune ridicat i respectiv reglat. Pentru monitorizarea presiunilor amonte/aval, cele dou colectoare sunt prevzute cu manometre.Consumul de gaz variaz n timp, dar prezint o variaie relativ mare de la sezonul rece (cnd gazul este utilizat i pentru nclzire) la sezonul cald.ntruct, prevederea unei instalaii de reglare/msurare care s funcioneze corect n tot domeniul de variaie al debitului nu este posibil (regulatoarele de debit au capaciti limitate de debit) se impune prevederea a dou regulatoare, unul pentru var i unul pentru iarn. Ansamblul alctuit din dou panouri de reglare, echipate cu regulatoare de var i de iarn, i prevzut cu o conduct care s permit by-pasarea unuia dintre panouri, conduct prevzut cu un robinet de nchidere este cunoscut sub denumirea de treapt de reglare.n plus, pe treptele de reglare se mai prevd: termometre cu supape de siguran i filtre pentru reinerea impuritilor, amplasate naintea regulatoarelor.O treapt reglare asigur un regim constant de presiune pe durata ntregului an.Ansamblul de aparate, accesorii, armaturi, amplasate in construcii proprii, n care se realizeaz reducerea i reglarea presiunii i msurarea debitelor se numete staie de regare _msurare . Staiile de reglare pot fi echipate cu 1,2 sau mai multe trepte de reglare, n raport cu caracteristicile reelelor de alimentare.Se deosebesc staii de reglare-msurare: De sector, unde se realizeaz reducerea presiunii/trecerea gazului de la reeaua de repartiie la cea de distribuie; De consumator, care se amplaseaz n incinta unor consumatori importani, unde se reduce presiunea de la sistemul de distribuie la cel cerut de consumatori.La obiectivele individuale sunt prevzute posturi de reglare-msurare care ndeplinesc acelei funciuni dar ntr-o treapt de reglare.Amplasarea instalaiilor pentru reglarea presiunii se face n corelaie cu dimensiunile lor n firide, nie sau construcii proprii.Instalaii de reglare msurare.

1.regulator _regleaza si reduce presiunea 2.conducta 3.robinet 4.distribuitor 5.colector 6 ,7 . manometre

Panoul de reglare

Staii de reglare-msurare.Au n principiu aceeai alctuire, indiferent de tip i domeniul de msur.Robinetul de izolare 1 se monteaz n exterior, la 5 m de peretele staiei de reglare, fiind destinat opririi integrale a distribuiei, n condiii de siguran pentru operator, n cazul n care nu este posibil accesul n staie. Ventilul de siguran 8 are rolul de a opri trecerea gazelor n condiiile n care presiunea la intrare scade sub valoarea minim de siguran, iar supapa de siguran 12 este destinat protejrii instalaiilor din aval de staie, evacund gazele n atmosfer atunci cnd presiunea n aval a crescut peste limita admisibil.n orice staie de reglare-msurare este obligatoriu s se prevad, pe lng regulatoare i instalaiile pentru filtrarea gazelor, cele pentru msurarea debitelor, conductele de ocolire de treapt i cele de ocolire a staiei. Oportunitatea celorlalte echipamente prevzute n schem se studiaz de la caz la caz, n raport cu prevederile normative i urmtoarele condiii specifice: Dispozitivul pentru nclzirea gazelor se monteaz n funcie de raportul de detent i gradul de saturaie cu vapori de ap, atunci cnd dup destindere gazul ar putea ajunge sub punctul de rou. Refulatorul nu se prevede la staiile de reglare amplasate n centrele aglomerate. Dispozitivul de siguran 12 nu se prevede atunci cnd ntreruperea gazului poate provoca pagube tehnologice.Instalaii de reglare msurare.

1.conducta de alimentare; 2. robinet de izolare; 3.imbinare electroizolanta; 4. Distribuitor; 5. filtru grosier; 6. filtru fin; 7. Colector; 8.termometru; 9.manometru; 10.robinet de intrare in statie; 11. Distribuitor; 12. manometru 13. ventil de siguranta; 14.schimbator de caldura; 15.regulator de presiune; 16.colector; 17.regulator de presiune; 18.robinete de inchidere ( la intrare panou si iesire din panou); 19.conducta de ocolire (in cazul defectiunilor care apar la panouri ); 20. robinet de laminare _reduce presiunea , asigurand alimentare continua; 21 .manometru; 22. ventil de siguranta; 23.distribuitor instalatia de masurare; 24.termometru; 25.diafragme , ajutaje _pentru masurare debit gaze; 26.colector 27. conducta de distributie; 28.conducta de ocolire; 29. robinet de laminare; 30. Manometru; 31. refulator _ tronson de conducta cu 2 robinete _montat la capatul conductei de ocolire pentru evacuarea excesului de gaz in atmosfera; 32.supapa de siguranta; 33. caseta de protectie

Statiei de rglare masurare cu o treapta. Schema de functionare

Statie de reglare masurare cu doua trepte montate in serie Statie de reglare masurare cu doua trepte montate in paralel

1.regulator de presiune pentru debite mici 2.conducta 3. 4 .robinete de manevra si siguranta 5. robinet _ gaze cu presiunea reglata

Staiile de reglare se amplaseaz n cldiri supraterane, executate din materiale incombustibile i fr pod. Amplasarea construciilor pentru staii i posturi de reglare-msurare, independente sau alipite altor construcii, se face:- suprateran;- cu respectarea distanelor prevzute n normele tehnice;- la limita de proprietate a consumatorului sau cnd nu este posibil, ct mai aproape de limita de proprietate a consumatorului; - asigurndu-se accesul direct i permanent al personalului operatorului SD;Amplasarea construciilor pentru staiile i posturile de reglare-msurare aferente reelei de distribuie se face pe domeniul public, cu asigurarea obligatorie a accesului operatorului SD. Pentru cazuri excepionale, cu avizul operatorului SD se pot construi staii de sector subterane, prevzute cu ventilare corespunztoare i msuri de evitare a pericolului de incendiu i explozie.La realizarea construciilor pentru staiile i posturile de reglare msurare se pot lua n considerare cerinele minime prevzute n STAS 4326 -87 i STAS 4327-87.Pardoseala staiilor de reglare-msurare se realizeaz:a) din materiale de construcii care nu produc scntei la lovirea cu obiecte din oel sau font. b) cu suporturi pentru rezemarea echipamentului.

Evacuarea eventualelor scpri de gaze naturale se asigur prin goluri, dispuse n mod egal la partea superioar i inferioar, nsumnd: a) 8% din suprafaa ncperii, la construciile independente ale staiilor;b) 4% din suprafaa uilor la cabine i firide.Iluminatul interior al staiilor de reglare-msurare se realizeaz:a) natural, prin ferestre;b) artificial, din exteriorul construciei.Protecia mpotriva descrcrilor electrice, pentru staiile de reglare-msurare i instalaiile montate n exterior, se realizeaz conform prevederilor din normele n vigoare.Protecia construciilor staiilor de reglare-msurare i a instalaiilor exterioare, mpotriva accesului persoanelor strine, se realizeaz prin mprejmuire.

Pot fi: Statii reglare-masurare-predare SRMP Statii reglare-masurare SRM

9.Staii de reglare msurare. Componente. Statii reglare-masurare SRM

Descriere

Statiile de reglare-masurare (SRM) si panourile de reglare-masurare (PRM) sunt un ansamblu de aparate, armaturi si accesorii care au rolul de a filtra - regla - masura gazele naturale in aplicatii industriale si civile.

Pot fi realizate pentru debite de pana la 300.000 Nmc/h (in functie de cerintele clientului).

Configuratie de baza

Instalatia de filtrare (filtre cu finetea de10, 50, 160, 300, 800 m)

Instalatie de reglare (regulatoare cu actionare directa sau indirecta)

Elemente de siguranta (supape de blocare la sub si suprapresiune)

Instalatie de masura (contor cu turbina, pistoane rotative, diafragma si corector PTZ)

Aparate indicatoare (manometre si termometre)

Echipamente optionale

Manomentre diferentiale

Separatoare

Filtre separatoare

Baterii de filtrare

Cofret metalic, cladire sau firida

Elemente de automatizare si teletransmisie

Toate staiile moderne se prevd cu sistem supraveghere, control si achizitie de date, n general de tipul SCADA.

10.Modul de structurare a schemelor de distribuie.4.2. Modul de structurare a schemelor de distribuie.

4.2.1. Modul de alimentare a consumatorilor.

n mod obinuit, alimentarea cu gaze a localitilor se face prin intermediul unor sisteme unitare care deservesc n comun att consumatorii urbani, ct i pe cei industriali.n cazul existenei unor zone sau platforme industriale cu mari consumatori de gaze naturale, amplasate n vecintatea localitilor, acestea pot fi alimentate i independent, avnd n vedere regimul specific de consum (debite i presiuni) i gradul de siguran n exploatare cerut.De asemenea, centralele electrice de termoficare (CET) se racordeaz independent, cu alimentare dubl sau din dou magistrale de transport, distincte.Adoptarea soluiei de alimentare unitar se justific prin efortul de investiie mai mic, comparativ cu sistemele paralele, datorit ponderii reduse a consumului urban fa de cel industrial.Pentru preluarea variaiilor zilnice i sezoniere ale consumului de gaze este necesar prevederea unor msuri de compensare corespunztoare:-asigurarea capacitii de acumulare n depozite subterane sau rezervoare supraterane;- amenajarea unor staii de alimentare de vrf, pentru injecie de amestec gaz-aer;- stabilirea unor consumatori-regulatori a cror alimentare se poate face i cu alte tipuri de combustibili.

11.Alegerea traseelor conductelor.3.2.4.1. Alegerea traseelor, conditii pentru amplasarea si echiparea conductelor.Instalaiile de distribuie se execut la presiune medie sau redus. Ele se execut din conducte de oel sau polietilen de nalt densitate (PEHD). Conductele din oel se monteaz aparent sau ngropat, iar cele din PEHD doar ngropat.Atunci cnd se stabilete traseul conductelor de gaz, regulile de siguran sunt cele care trebuie respectate mai presus de orice.Traseele retelelor si instalatiilor de gaze se aleg astfel nct s fie ct mai rectilinii, la alegerea lor prioritate are siguranta naintea esteticii. Traseele vor fi marcate prin inscriptii sau prin aplicare de plcute indicatoare, pe constructii si stlpi din vecintate.Conductele retelelor de distributie si instalatiilor exterioare din obiectivele neindustriale se monteaz de regul, subterane. n instalatiile exterioare ale consumatorilor industriali se prefer montajul arerian, pe peretii exteriori ai cldirilor, pe estacade etc.Montarea conductelor subterane se realizeaz numai n teritoriul public, tinndu-se seama de urmtoarea ordine de preferint: zone verzi, trotuare, alei pietonale, n portiunea carosabil, folosind trasee mai putin aglomerate cu alte instaltii subterane.n cazul n care se prevd galerii pentru retelele edilitare, conductele de distributie a gazelor fr bransamente, se monteaz n cadrul acestora cu respectarea urmtoarelor conditii:- prevederea unui sistem de ventilare care s asigure evacuarea n esterior a scprilor de gaze, n cazul unei avarii pe conducta de gaze;- prevederea unui sistem automat de avertizare, la depsirea concentratiei de 0,5% gaz n aer;- pozarea conductelor de gaze la partea superiaor a galeriei (deasupra celorlalte conducte);- controlul nedistructiv al tuturor sudurilor;- evitarea legturii directe a galeriilor cu subsolurile cldirilor;- amplasarea vanelor n cmine adiacente galeriei.n zonele construite, aglomerate cu diverse instalatii subterane (orase, intreprinderi etc.), cnd nu este asigurat controlul scprilor de gaze cu detectoare pe retelele de distributie, respectiv instalatiile exterioare, se monteaz rsufltori deasupra fiecrui teu de bransament si deasupra sudurilor de pozitie. Pentru retelele de distributie la care se prevede controlul pierderilor de gaze cu detectoarele, se recomand ca n locul rsufltorilor s se monteze tuburi de control. De mentinut c diametrul interior al unei rsufltori este de 4 - 5 cm, iar al unui tub de control de 2,5 cm.n cazul retelelor montate sub carosabil modernizat (artere de circulatie pe fundatie de beton) se monteaz rsufltori, respectiv tuburi de control deasupra sudurilor, dar nu la distante mai mici de 8 m. Se mai prevd rsufltori sau tuburi de control:- deasupra fiecrei ramificatii subterane;- n locul n care conductele ies din pmnt, lng un perete;- la capetele tuburilor de protectie.Pe traseele fr constructii, pe cmp, precum si n zone cu agresivitate redus, se monteaz la fiecare schimbare de directie, si suduri de pozitie, rsufltori cu naltimea de 0,6 m deasupra solului, la distante ce nu vor depsi 50m.Mai jos sunt prezentate tipurile de rsufltori sau tuburi de control folosite n diverse mprejurri (fig.14) si distantele minime ntre conductele subterane de gaze si alte instalatii, constructii sau obstacole (Tabelul 3).

Fig. 14 Tipuri de rasuflatori: a) pentru carosabil b) de perete i pentru spaii verzi c) pentru spaii verzi 1 conduct; 2 calot; 3 tij; 4 - cutie din font; 5 - capac din Font; 6 opritori; 7 capac; 8 orificii; 9 pietri; 10 - nisipSe evit instalarea a dou conducte de gaze pe traseu paralel. Cnd o astfel de solutie nu poate fi evitat, distanta ntre cele dou conducte de gaze va fi de cel putin 0,4 m. De preferint, conducta de presiune mai mic va fi pozat spre imobil.Se evit montarea conductelor din PEHD n vecintatea unor conducte care au pe suprafa temperaturi mai mari de 30oC sau care transport uleiuri minerale, benzine sau alte materiale inflamabile. Dac nu se pot elimina aceste vecinti, distana minim admis pe orizontal ntre pereii exteriori ai celor dou conducte este de 0,8 m.Adncimea de pozare a conductei de distributie msurat de de la fata terenului, pn la generatoarea superioar a conductei este de 1,0 m n carosabil cu fundatia de beton, de cel putin 0,7 m n spatii pavate si de cel putin 0,5 m n spatii verzi. n instalatiile exterioare de utilizare adncimea de ngropare este de cel putin 0,4 m.Se interzice montarea conductelor de gaze la un nivel inferior celui bazei fundatiilor cldirilor, pe trasee paralele cu cldirile, pn la distanta de 2 m de la cldire.De asemenea, se interzice montarea conductelor de gaze:- sub linii de tramvai sau de cale ferat, n lungul acestora;- sub orice fel de constructie;- n canale de orice fel care au comunicare direct cu cldirea;- pe terenuri destinate constructiilor.La ramificatiile importante ale retelelor de repartitie si distributie precum si n instalatiile exterioare industriale se prevd robinete de sectionare. n functie de continutul de impuritti al gazelor, si de considerentele de exploatare, n puncte convenabil alese, ale retelelor de distributie si instalatilor exterioare se monteaz regulatoare prevzute cu cte dou robinete. Cnd se distribuie gaze care pot contine fractiuni condensabile sau ap, se monteaz separatoare de lichide.Armturile, mbinrile cu flanse, separatoarele de lichide, mbinrile electroizolante si dispozitivele de dilatare se introduc n cmine de vizitare (fig.15) sau, dup caz, n cutii nglobate n mas de bitum sau de material plastic (fig.16).1

Lng armturile din fint montate n subteran si pe conductele aeriene rectilinii se prevd dispozitive de dilatare conform prevederilor proiectului.

Fig. 15 Vana montata in caminunde:1. Perete din beton;2. Capac din fonta;3. Orificii pentru ventilare;4. Radierul (fundul) caminului;5. Orificiu pentru scurgerea apei6. Drenaj din pietris;7. Conducta de gaz;8. Tub de protectie;9. Vana; 10. Flanse; 11. Prize de presiune; 12. Robinete de control.

Fig.16 Vana montata ingropat

unde:1. Vana;2. Cutie de vizitare;3. Conducta;4. Prizele de presiune;5. Tija de manevra;6. Tub de protectie a tijei din material plastic.

12.Branamente. Elemente componente. Bransamente, racorduriFiecare imobil, grup de imobile, corp de cldire de pe aceeasi proprietate (incint) va fi alimentat printr-un singur bransament chiar dac imobilul, respectiv terenul, se mrgineste cu mai multe strzi (fig.17), exceptie fac marii consumatori industriali, imobilele foarte mari si obiectivele situate pe suprafete ntinse, pentru care se admite alimentarea diferitelor cldiri, tronsoane sau sectii prin bransamente separate, cu conditia ca instalatiile respective s nu fie interconectabile (fig.18)

13.Condiii tehnice pentru funcionarea i sigurana instalaiilor interioare de gaze combustibile.

Condiii tehnice pentru funcionarea n siguran a instalaiilor interioare de utilizare a gazelor naturale combustibile :a) volumul interior minim al ncperilor 18,0 m3 pentru ncperi curente; 7,5 m3 pentru buctrii, bi i oficii; 5,0 m3 pentru buctrii din construcii existente, cu respectarea condiiei de asigurare a condiia: 15 m3 volum interior de ncpere pentru fiecare metru cub debit instalat de gaze naturale;b) asigurarea aerului necesar arderii;c) ventilare natural sau mecanic;d) evacuarea total a gazelor de ardere, n atmosfer;e) suprafee vitrate: ferestre, luminatoare cu geamuri, ui cu geam sau goluri, panouri care conform specificaiei tehnice date de productori cedeaz la presiuni de cel puin 118 daN/m2.

14.Stabilirea cderilor de presiune.

Cderile de presiune

Cderea de presiune pentru dimensionarea unei conducte, se stabilete cu relaia P = P1 - P2 n care: P1 este presiunea absolut minim disponibil, n bar, la intrarea n conduct; P2 este presiunea absolut minim necesar, n bar, la ieirea din conduct majorata cu 10% pentru compensarea unor factori imprevizibili. Modaliti de stabilire a cderilor de presiune pentru dimensionarea conductelor sunt prezentate n figurie de mai jos.Cderile de presiune stabilite trebuie sa acoper toate pierderile liniare i locale.Pentru reelele de distribuie existente, presiunea disponibil P1 se precizeaz de operatorul SD. n cazul unor extinderi ale reelelor de distribuie de presiune joas care alimenteaz aparatele consumatoare de combustibili gazoi, cu presiunea nominal de 20 mbar, cderea total de presiune pentru dimensionarea reelei de distribuie i a instalaiei de utilizare este de 10 mbar, cu condiia ca la ieirea din staia sau postul de reglare s se menin presiunea de 30 mbar.Pentru reeaua de distribuie care funcioneaz la presiune joas, inclusiv branamentul, se consider cderea de presiune de 5 mbar, diferena de 5 mbar fiind necesar dimensionrii conductelor instalaiei de utilizare, inclusiv contorul. 15.Regulatoare directe de presiune.Regulatoarele cu acionare direct: variaiile seciunii orificiului de laminare a gazului este realizat n mod direct, pe cale mecanic, n funcie de diferena de presiune amonte-aval; sunt acionate cu resort i contragreutate; sunt utilizate pentru: debite mici, cuprinse ntre 10 i 100 m3N/H i presiuni la intrare 0,2-2 bari i la ieire, 0,015-0,03 bar.Gazul intra cu presiune redus P1 prin racordul amonte, prevzut cu sita acioneaz ventilul 1 cu o fora de presiune F1, tinznd sa nchid orificiul 2. Ventilul este pus in legtura cu o tija si o membrana 4, pe a crei suprafaa acioneaz arcul 5 , cu forta elastica F2, in sens invers fortei F1. Gazul este laminat cnd trece prin seciunea ngust a ventilului i reglat de arcul. Cele 2 forte tind sa se echilibreze mentinand orificiul deschis intr-o anumita pozitie , astfel incat gazul care trece prin orificiu este laminat , si presiunea scade la valoarea P2 F1, ventilul coboara , marind sectiunea orificiului 2, creste debitul gazelor care trec prin orificiul 2, creste P2 , care se transmite si sub membrana, prin conducta 6 , restabilind echilibrul intre F1 si F2. Soluii mbuntite sunt realizate la regulatoarele RTG. Ventilul de reglare este meninut n poziia normal deschis, fiind n echilibru dinamic cu aciunea rezultantei forei exercitate pe suprafeele inferioar i respectiv superioar ale membranei de comand. Dac debitul de gaz crete, presiunea reglat tinde s scad, i se modific echilibrul dinamic n favoarea forelor ce acioneaz de sus n jos, ventilul coboar i crete seciunea orificiului de laminare. n consecin, presiunea reglat tinde s creasc, ceea ce conduce la creterea forei de presiune pe suprafaa inferioar a membranei de comand, restabilindu-se treptat echilibrul dinamic iniial i respectiv presiunea reglat. Regulatoarele de tip RTD au debite ridicate. n tabelele de mai jos sunt prezentate caracteristicile regulatoarelor RTD, produse de total gaz.

16.Relaii generale pentru dimensionarea conductelor de transport i distribuia gazelor.

3.4.1.1. Relaii generale pentru dimensionarea conductelor de transport i distribuia gazelor. - Ecuaia de continutate.Debitul masic QM de gaz este constant prin orice seciune A a conductei.Principala caracteristic a curgerii gazelor prin conducte, o constituie expansiunea acestora, ca urmare reducerii presiunii n lungul conductei, datorit pierderilor lineare i locale de sarcin.n condiiile micrii permanente i uniforme, n proces izoterm, ecuaia de continutate QM =.v.A. = const., cnd A=constant ia forma particular:

Deci, n conducte de diametru constant, viteza gazului crete n sensul curgerii, prin expandare 2 < 1.n consecin,

-Ecuaia de stare fizic a gazului.Relaia de dependen a densitii gazelor de presiune i temperatur, pentru unitatea de mas este:

unde: R este constanta gazului [j/kg.K] T temperatura absolut [K].Pentru curgere izoterm, se poate scrie:

de unde:

i deci: reprezentnd o alt form de exprimare a ecuaiei de continuitate.- Ecuaia energieiAplicarea ecuaiei lui Bernoulli fluidelor compresibile i vscoase, conduce la urmtoarea lege de variaie a presiunii n lungul curentului:

n care poart numele de coeficient de frecare i este in funcie de condiiile curgerii exprimate prin criteriul Reynolds, respectiv de rugozitatea conductei. Variaia presiunii pe unitate de lungime este o mrime negativ.

17.Capacitatea de transport a conductelor funcionnd n regim cu volum variabil Capacitatea de transport a conductelor funcionnd n regim cu volum variabil

Fig. 11Considernd o conduct de lungime L i diametru D, la care curgerea se produce sub influena ecartului de presiune p1 - p2 (fig.11) se poate scrie ecuaia pierderilor de sarcin n funcie de parametrii de stare ai gazului din seciunea iniial. Introducnd densitatea i viteza cu relaiile stabilite anterior,

i se obine:

Integrnd ntre 0 i L, respectiv p1 i p2, rezult:

sau:

nlocuind viteza n funcie de debit,

i considernd ca stare de referin starea normal, se obine:

de unde:

Dac n relaie se introduc:- debitul de calcul n condiii standard (p = 1,013 bara = 101326 N/m2 i T = 288,15 K) n m3/h;- presiunile absolute p1 i p2 la extremitile tronsonului, n bari absolui (bara) i- densitatea relativ a gazului, ,se obine formula final pentru dimensionarea conductelor funcionnde cu volum variabil de presiune redus i medie:

n care: T n K, L n Km, D n cm. i Q n m3/h.Pentru calculul coeficientului de frecare se recomand utilizarea relaiei lui Colebrook-White:

unde, pentru Re se poate utiliza valoarea 2230Q/D, cu debitul n m3/h i diametrul n cm., iar rugozitatea absolut, cu valoarea 0,05cm.Introducnd n relaia debitului pentru conducte de nalt presiune,

relaia debitului se poate pune sub forma:

Pentru a evidenia modul n care influeneaz asupra capacitii de transport, parametrii geometrici i hidrodinamici - diametru, lungime, presiune - se observ c relaia final poate fi explicitat n raport cu parametrul de interes, ca variabil i constant care i include pe ceilali: influena diametrului:

influena lungimii conductei:

influena presiunilor la extremitile tronsonului:

Relaiile anterioare prezint importan pentru verificarea posibilitilor de modificare ale unor instalaii existente n anumite condiii impuse. De asemenea, din relaia final a capacitii de transport, pus sub forma:

se poate determina debitul maxim posibil, teoretic, pentru condiia p2 0:

18.Capacitatea de transport a conductelor funcionnd n regim cu volum constant de gaz. Capacitatea de transport a conductelor func]ionnd n regim cu volum constant de gaz.n cazul n care diferena presiunilor de la extremitile tronsonului de calcul este mic, deci expandarea neglijabil, gazul poate fi considerat ca un fluid incompresibil, indiferent de regimul presiunii de lucru, i n consecin viteza v i densitatea se accept cu valori constante.Aceast aproximaie este cu att mai bun cu ct raportul p1/p2 se apropie mai mult de 1, respectiv cu ct raportul dintre cderea de presiune ntre seciunile de calcul i presiunea absolut i medie a gazelor este mai mic.n aceste condiii, considernd presiunea medie n conduct cu valoarea:

i exprimnd n funcie de aceasta relaia obinut n condiiile curgerii reale prin integrarea legii de variaie a presiunii.

se obine:

de unde:

Introducnd densitatea relativ a gazului i exprimmnd debitul n condiii standard, cu temperatura n K, diametrul n cm., lungimea n Km i presiunile p1 i p2 n bari absolui, se obine forma uzual a relaiei pentru calculul conductelor de presiune intermediar i joas:

Relaiile debitului capabil al conductelor pentru transportul gazelor n regim de curgere cu volum variabil i respectiv constant au fost transpuse n nomograme de calcul i tabele, reproduse n normativul pentru proiectarea instalaiilor de gaze, I- 6.19.Influena forei ascensionale.Influena forei ascensionale.O conduct vertical de nlime h, care are la baz presiunea relativ (msurat n raport cu atmosfera) p1, va avea la vrf presiunea relativ p2.

n care i a sunt greutile specifice ale gazului i respectiv aerului.Dac < a, atunci p2 > p1, iar diferena (a - )h constituie fora ascesorial a gazelor.Pentru instalaiile de joas presiune din cldiri nalte, la dimensionare trebuie s se in seama de efectul forei ascensionale, utiliznd disponibilul de presiune datorat acesteia pentru transportul debitelor prin coloane.

20.Debite de calcul instalaiilor de distribuie si utilizare3.4.2.Dimensionarea instalaiilor de distribuie si utilizare3.4.2.1.Determinarea debitelor de calculPentru dimensionarea instalaiilor de gaze naturale este necesar s se cunoasc debitele de calcul, care se stabilesc n raport cu destinaia instalaiei, innd seama de debitele nominale ale aparatelor de utilizare i de simultaneitatea funcionrii acestora.Debitul nominal este cantitatea de gaz la stare normal, consumat de un aparat de utilizare pentru ardere cu randament optim. Este indicat de productori pentru fiecare tip de aparat, la presiunea standardizat de consum - 200 mm.col.ap. Instalaii de utilizare pentru nclzireDebitul de calcul se stabilete pentru ncrcarea maxim a instalaiei, adic cu toate aparatele de consum n funciune la debite maxime:

n care Qni - reprezint debitul nominal al unui aparat. Instalatii de alimentare cu gaze la bucatarii in locuinte dotate cu incalzire centralaDebitul de calcul se determina in functie de debitele nominale ale aparatelor de utilizare, tinnd seama de simultaneitatea functionarii, exprimata prin factorul de incarcare, stabilit in functie de numarul; apartamentelor deservite:

in care Qni -este debitul nominal al aparatului, n Nm3/h, considerat pentru buctrii n blocuri cu valoarea de 0,72Nm3/h.ap., iar Fi - factorul de ncrcare se calculeaz cu relatia:

determinat prin prelucrri statistice ale unor msurtori reale.n Normele tehnice de proiectare a sistemelor de alimentare cu gaze combustibile, valorile factorului de ncrcare si a debitelor de calcul sunt precizate n functie de numrul de apartamente:21.Stabilirea cderilor de presiune3.4.2.2. Stabilirea cderilor de presiunePentru calculul de dimensionare si verificare a instalatiilor este necesar s se stabileasc cderile de presiune maxim admisibile.n cazul instalatiilor si retelelor care alimenteaz direct aparate de utilizare (presiune joas sau intermediar), fr regulator de presiune, cderea de presiune p, este limitat de valoarea fluctuatiei maxime de presiune admis la aparatele de utilizare si prescris prin standardul de fabircatie.De regul, se accept variatii de debit fat de debitul nominal de ordinul 10%.Exprimnd debitul arztorului n functie de viteza de iesire a gazului prin orificiul acestuia:

si rezult:

sau

respectiv:

si deci:

O alt conditie ce trebuie satisfcut n acest caz se refer la vitezele limit ntre care este asigurat stabilirea arderii, respectiv, nu exist pericolul de rupere sau de ntoarcere a flcrii. Aceste valori sunt functie de diametrul orificiului arztorului si pentru diametrul maxim de 60 mm, sunt de 17 m/s, viteza maxim la ruperea flcrii si respectiv 12 m/s, viteza minim la ntoarcerea flcrii.

de unde se deduce:

si

Sau: