Stanovení tlakových ztrát v plynovodech

Vnější a vnitřní plynovody dokončené výstavbou nebo rekonstrukcí by měly být testovány na vzduchotěsnost. Pro testování by měl být plynovod v souladu s projektem práce rozdělen na samostatné úseky, ohraničené zátkami nebo uzavřené lineárními armaturami a uzavíracími zařízeními před zařízením využívajícím plyn, s přihlédnutím k přípustnému poklesu tlaku pro daný typ kování (zařízení).

Pokud armatury a zařízení nejsou navrženy pro zkušební tlak, měly by být místo nich na zkušební dobu instalovány cívky a zátky.

Plynovody bytových, veřejných, domovních, administrativních, průmyslových budov a kotelen by měly být zkoušeny v oblasti od odpojovacího zařízení na vstupu do budovy až po kohoutky plynových zařízení. Zkoušky plynovodů musí provádět stavební a montážní organizace za přítomnosti zástupce provozní organizace. Výsledky zkoušek by měly být zaznamenány v pasportu stavby.

Před zkouškou těsnosti musí být vnitřní dutina plynovodu vyčištěna v souladu s projektem práce. Čištění dutiny vnitřních plynovodů a plynovodů hydraulického štěpení (GRU) by mělo být provedeno před jejich instalací profouknutím vzduchem.

Pro testování plynovodů by se měly používat tlakoměry s třídou přesnosti 0,15. Je povoleno používat tlakoměry s třídou přesnosti 0,40 a také s třídou přesnosti 0,6. Pro zkušební tlaky do 0,01 MPa by se měly používat kapalinové tlakoměry ve tvaru K (s vodní náplní).

Testování podzemních plynovodů by se mělo provádět po jejich instalaci do výkopu a posypání minimálně 0,2 m nad horní bednicí trubkou nebo po úplném zasypání výkopu.

Svařované spoje ocelových plynovodů musí být izolovány.

Před zahájením zkoušek těsnosti by měly být plynovody udržovány pod zkušebním tlakem po dobu nezbytnou k vyrovnání teploty vzduchu v plynovodu s teplotou libra.

Při zkouškách nadzemních a vnitřních plynovodů je třeba dodržovat bezpečnostní opatření uvedená v projektu práce.

Zkouška těsnosti plynovodů se provádí přivedením stlačeného vzduchu do plynovodu a vytvořením zkušebního tlaku v plynovodu. Hodnoty zkušebního tlaku a doba udržení tlaku pro ocelové podzemní plynovody jsou brány v souladu s tabulkou níže.

Zkušební tlak ocelových podzemních plynovodů

Provozní tlak plynu, MPa

Typ izolačního nátěru

Bez ohledu na typ

Přes 0,005 až 0,3

Bitumenový tmel, polymerová lepicí páska

Extrudovaný polyetylen, sklo smaltované

Bitumenový tmel, polymerová lepicí páska

Extrudovaný polyetylen, sklo smaltované

Bez ohledu na typ

Přes 0,6 až 1,6 pro LPG

Vstupy plynu do 0,005 při samostatné výstavbě od plynovodu

Zkušební normy pro polyethylenové plynovody, ocelové nadzemní plynovody, plynovody a zařízení na hydraulické štěpení, jakož i vnitřní plynovody by měly být přijaty podle níže uvedené tabulky. Teplota venkovního vzduchu během zkušební doby polyetylenových plynovodů nesmí být nižší než -15 °C.

Zkušební normy pro polyetylenové plynovody, ocelové podzemní plynovody, plynovody a zařízení na hydraulické štěpení, jakož i vnitřní plynovody budov

Provozní tlak plynu, MPa

Zkušební tlak, MPa

Přes 0,005 až 0,3

Přes 0,005 až 0,3

Nad 1,2 až 1,6 (pro LPG)

Plynovody a zařízení na hydraulické štěpení

Přes 0,005 až 0,3

Plynovody uvnitř budov, plynovody a zařízení GRU

Plynovody obytných budov s tlakem do 0,003

Plynovody kotelen, veřejných, administrativních, bytových a průmyslových objektů pod tlakem

Přes 0,005 až 0,1

1,25 od pracovníka, maximálně však 0,3

1,25 od pracovníka, maximálně však 0,6

1,25 od pracovníka, maximálně však 1,2

Nad 1,2 až 1,6 (pro LPG)

1,25 od pracovníka, maximálně však 1,6

Podzemní plynovody uložené v pouzdrech v úsecích přechodů umělými a přírodními bariérami by měly být testovány ve třech fázích:

1. po svaření přechodu před jeho položením na místo;
2. po položení a úplném zasypání přechodu;
3. spolu s hlavním plynovodem.

Po úplné instalaci a zasypání přejezdu po dohodě s provozní organizací je povoleno neprovádět zkoušky. Testování přechodových úseků je povoleno provádět v jedné etapě společně s hlavním plynovodem v těchto případech:

• absence svarových spojů v přechodu;
• použití metody směrového vrtání;
• použití v rámci přechodu pro svařování dílů polyetylenových trubek se zabudovanými ohřívači nebo svařovací zařízení s vysokým stupněm automatizace.

Výsledky zkoušky těsnosti je třeba považovat za pozitivní, pokud se během zkušební doby nezmění tlak v plynovodu, tzn. u tlakoměru třídy přesnosti 0,6 není viditelný pokles tlaku, ale u tlakoměrů třídy přesnosti 0,15 a 0,4, stejně jako u kapalinového tlakoměru, se pokles tlaku zaznamená v rámci jednoho dílku stupnice. Po dokončení testování plynovodu by měl být tlak snížen na atmosférický tlak, měla by být instalována automatizace, armatury, zařízení a přístrojové vybavení a plynovod by měl být udržován pod provozním tlakem po dobu 10 minut. Těsnost rozebíratelných spojů je třeba zkontrolovat mýdlovou emulzí.

Závady zjištěné při zkouškách plynovodů by měly být odstraněny až po snížení tlaku v plynovodu na atmosférický tlak. Po odstranění závad zjištěných při zkoušce těsnosti plynovodu by měly být tyto zkoušky opakovány.

Spoje plynovodů svařené po zkoušce musí být zkontrolovány pomocí fyzické kontrolní metody. Nádrže na zkapalněné uhlovodíkové plyny spolu s potrubím v kapalné a parní fázi by měly být zkoušeny v souladu s požadavky pravidel pro konstrukci a bezpečný provoz tlakových nádob.

Zkoušky plynovodů a zařízení pro hydraulické štěpení a rozvod plynu se provádí podle zkušebních norem na vstupní tlakové straně plynu nebo po částech:

• až k regulátoru tlaku – dle zkušebních norem na vstupní tlakové straně plynu;
• za regulátorem tlaku – dle zkušebních norem na straně výstupního tlaku plynu.

Zkoušení plynovodů LPG v plynné fázi se provádí podle norem stanovených pro zkoušení plynovodů zemního plynu. Před zahájením zkoušení, po jejich naplnění vzduchem, se doporučuje udržovat podzemní plynovody pod zkušebním tlakem po dobu nezbytnou k vyrovnání teploty vzduchu v plynovodu s teplotou libra, ne však méně než 24 hodin.

Před zkoušením, po jejich naplnění vzduchem, se doporučuje udržovat nadzemní a vnitřní plynovody, plynovody a zařízení pro hydraulické štěpení a rozvod plynu po dobu nezbytnou k vyrovnání teploty vzduchu uvnitř plynovodů s okolním tlakem. teplota vzduchu, ale ne méně než 1 hodinu.

Plynovody pro bytové, veřejné a domácí neprůmyslové účely a administrativní budovy jsou zkoušeny v prostoru od rozpojovacího zařízení na vstupu do objektu až po kohouty plynových spotřebičů a zařízení. Při instalaci přídavných plynových spotřebičů lze provádět zkoušky nových úseků plynovodů k těmto spotřebičům o délce do 5 m plynem (pracovní tlak) s kontrolou všech přípojek pomocí indikátorů plynu nebo mýdlové emulze.

Vnitřní plynovody kotelen, veřejných a domácích budov pro průmyslové účely, průmyslové budovy by měly být zkoušeny v oblasti od odpojovacího zařízení na vstupu až po odpojovací zařízení u plynových hořáků.

Plynová potrubí vedoucí k nádrži na LPG, jsou-li zkoušena samostatně s nádrží na LPG, mohou být zkoušena v souladu s požadavky SP 42-101-2003.

Těsnost armatur, plynovodů a připojovacích hadic jednotlivých instalací lahví s LPG, jakož i připojovacích hadic plynových zařízení a přístrojů lze kontrolovat provozním tlakem plynu pomocí indikátoru plynu nebo mýdlové emulze.

Tlakoměry třídy přesnosti 0,15 jsou doporučeny pro zkoušení plynovodů všech průměrů a tlaků

Základní vzorec technické hydrauliky vztahující se k tlaku P , hustota a rychlost je Darcy-Weisbachův vzorec:

Obrázek 301. (17)

• – tlaková ztráta k překonání hydraulického odporu na úseku plynovodu ;
• — koeficient hydraulického odporu;
• и d – délka a vnitřní průměr potrubí, m;
• — rychlost plynu, m/s;
• – hustota plynu, kg/m3.

Výpočet tlakových ztrát v úsecích plynárenské sítě nízkého, středního a vysokého tlaku lze provést s přihlédnutím k teplotě odpovídající normálním podmínkám podle SP 42-101-2003 a při zohlednění teplot, které se liší od normálních podmínek . V soustavě SI tyto vzorce vypadají takto:

Pro středotlaké a vysokotlaké plynovody

Obrázek 302. (18)

• p_н – absolutní tlak plynu na začátku plynovodu, MPa;
• p_к – absolutní tlak plynu na konci plynovodu, MPa;
• P – 0.101325 MPa;
• – koeficient hydraulického tření;
• G – spotřeba plynu, m 3 /s, za normálních podmínek;
• d – vnitřní průměr plynovodu, m;
• – hustota plynu za normálních podmínek, kg/m3;
• – návrhová délka plynovodu konstantního průměru, m.

Pro nízkotlaké plynovody

Obrázek 303. (19)

• p_н – tlak plynu na začátku plynovodu, Pa;
• p_к – tlak plynu na konci plynovodu, Pa.

Vzorce pro stanovení tlakové ztráty s přihlédnutím k rozdílu teplot plynu od 0 stupňů Celsia mají tvar:

— pro sítě středního a vysokého tlaku

Obrázek 304. (20)

— pro nízkotlaké sítě

Obrázek 305. (21)

• T – teplota plynu, K;
• T – teplota plynu za normálních podmínek, K.

Reynoldsovo číslo, které určuje způsob pohybu plynu plynovodem, se při výpočtu podle SP 42-101-2003 vypočítá pomocí vzorce:

Obrázek 306. (22)

• G – průtok plynu, m 3 /h, při teplotě 0 °C a tlaku 0,10132 MPa (760 mm Hg);
• d – vnitřní průměr plynovodu, cm;
• – koeficient kinematické viskozity plynu, m 2 /s (při teplotě 0 °C a tlaku 0,10132 MPa).

Reynoldsovo číslo, které určuje způsob pohybu plynu plynovodem s přihlédnutím k teplotě plynu, se vypočítá podle vzorce:

Obrázek 307. (23)

• — rychlost proudění plynu, m/s;
• d — vnitřní průměr plynovodu, m;
• – koeficient kinematické viskozity plynu při teplotě T m2/s;
• G — objemový průtok plynu při teplotě, m 3 /s.

Hydraulická hladkost vnitřní stěny potrubí je určena podmínkou:

Obrázek 308. (24)

• — ekvivalentní absolutní drsnost vnitřního povrchu stěny trubky, mm (cm).

V závislosti na hodnotě Re koeficient hydraulického tření lze určit podle vzorce:

V oblasti laminárního proudění plynu at

Obrázek 309. (25)

pro kritické provozní podmínky při

Obrázek 310. (26)

– v závislosti na splnění podmínky * – Pro hydraulicky hladkou stěnu (nerovnost * platí):

Obrázek 311. (27)

Obrázek 312. (28)

Pro hrubé stěny (nerovnost * je nespravedlivá) s

Obrázek 313. (29)

Při výpočtu plynovodů nízká tlak, je třeba vzít v úvahu přídavný hydrostatický tlak vyplývající z rozdílu geodetických výšek koncových a počátečních bodů plynovodu.

Obrázek 314. (30)

• — hustota plynu, kg/m3;
• — rozdíl v geodetických výškách úseku plynovodu, m.

Dodatečný tlak plynu s nadmořskou výškou nastává, protože absolutní tlak v plynovodu klesá v menší míře než barometrický tlak. Při zvedání plynovodu bude pozitivní, a když se sníží – negativní. Pokud je plyn těžší než vzduch (například propan), bude dodatečný tlak negativní (přetlak v plynovodu se sníží).

Dodatečný přetlak je zohledněn v případě výrazně proměnlivého terénu.

Celkovou tlakovou ztrátu s přihlédnutím k místním odporům (kolena, T-kusy, uzavírací ventily, kompenzátory atd.) lze určit zvětšením skutečné délky plynovodu o 5 – 10 % podle vzorce:

Obrázek 315. (31)

• — tlaková ztráta podél délky plynovodu, Pa;
• =(1.05-1.1) – koeficient lokální tlakové ztráty.

V případě, že jsou známy všechny místní odpory, lze odhadovanou délku úseku plynovodu určit podle vzorce:

Obrázek 316. (32)

• — skutečná délka úseku, m;
• – ekvivalentní délka přímého úseku plynovodu m, na kterém se tlaková ztráta rovná tlakové ztrátě v místním odporu s hodnotou součinitele = 1.

Ekvivalentní délku přímého úseku plynovodu lze určit podle vzorce:

Obrázek 317. (33)

• — součet místních koeficientů odporu projektovaného úseku;
• — koeficient hydraulického tření;
• d — vnitřní průměr plynovodu, m.