Повышение стабильности и надежности работы ГРП за счёт модернизации оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени И.С. ТУРГЕНЕВА»


ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА


по направлению подготовки 08.04.01 Строительство

направленность Техническая эксплуатация и реконструкция зданий
и сооружений

                    Студентки  Карповой Татьяны Николаевны шифр 166071
				


Архитектурно - строительный институт


Тема выпускной квалификационной работы

«Повышение стабильности и надежности работы ГРП за счёт модернизации оборудования»


Студент					_____________         ____Т.Н.Карпова___
					(подпись) 				(ФИО)

Руководитель				_____________         __Г.Н. Музалевская
					(подпись) 				(ФИО)


И.о. зав. кафедрой			_____________         ____Д.В. Данилевич__
					(подпись) 				(ФИО)


Орел 2018

Содержание:
Введение                                                                                                               3        
ГЛАВА 1. Проблемы эксплуатации газорегуляторных пунктов
 Развитие газового хозяйства и основные положения
 Эксплуатация газорегуляторных пунктов в Орловской области
 Основные проблемы эксплуатации газорегуляторных пунктов городов и населенных пунктов
 Надежность системы газорегуляторных пунктов
ГЛАВА 2. Повышение надежности и стабильности работы газорегуляторных пунктов за счет модернизации оборудования.
2.1. Анализ работы существующих газорегуляторных пунктов в Советском районе города Орла Орловской области.
2.1.1. Характеристика существующей системы  газораспределения  в Советском районе города Орла.
2.1.2. Определение максимального расхода газа для существующих потребителей в Советском районе города Орла Орловской области.
2.1.3. Гидравлический расчет существующей сети низкого давления Советского района города Орла.
2.1.4. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления Советского района города Орла.
2.1.5. Расчет на надежность существующей системы газораспределения в Советском районе города Орла.
2.2.Анализ газораспределительной сети после проведения работ по модернизации оборудования.
2.2.1. Основные принципы и технология модернизация оборудования.
2.2.2. Гидравлический расчет сети низкого давления Советского района города Орла после реконструкции.
2.2.3. Гидравлический расчет кольцевой сети среднего давления Советского района города Орла после реконструкции.
2.2.4. Расчет отреконструированной сети на надежность.
2.3.Экономические показатели реконструкции газорегуляторных пунктовв Советском районе города Орла.
Заключение
Список используемой литературы


     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    
    
    
ВВЕДЕНИЕ
      Актуальность исследования.  В настоящее время в России и в мире быстрыми темпами идет развитие газовой отрасли, активно происходит процесс газификации городов, населенных пунктов и рабочих поселков. В связи с этим должен выполняться комплекс мер и действий, который бы обеспечивал содержание в исправном состоянии газовой отрасли, а именно проводить своевременное техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты объектов газораспределительной сети. 
      Основная задача газовой отрасли – бесперебойное, надежное и экономичное снабжение газом потребителей. Говоря о бесперебойной, надежной и эффективной работы, то понимается целый ряд факторов, которые влияют на эти показатели. Одним из основных является надежная работа газорегуляторных пунктов, входящих в состав газораспределительной сети и главными функциями, которых является снижение давления, стабилизация давления во всех режимах загрузки сетей, отключение подачи газа в случае превышения или снижения давления сверхнормативных значений, аварийный сброс давления газа, его очистку, учёт расхода и обеспечение возможности диспетчерского контроля за состоянием работы ГРП и его дистанционного управления.
      В настоящее время большинство находящихся в эксплуатации газорегуляторные пункты были построены 50-60 лет тому назад. Оборудование ГРП  морально и физически устарело, производительность с течением времени становится недостаточной для обеспечения стабильного давления в газовых распределительных сетях и для безопасной эксплуатации технологического оборудования. Также за счет устаревшего оборудования отмечаются большие потери при транспортировке и учете газа. ГРП, на которых, установлено изношенное оборудование, не соответствуют современным требованиям, и требуют модернизации или полной замены. 
      
      Область исследования - повышение надежности работы газорегуляторных пунктов г. Орла за счет модернизации оборудования, а именно полной ликвидации газорегуляторных пунктов и установки шкафных пунктов редуцирования газа заводского изготовления с регуляторами давления со встроенными предохранительно - сбросными и предохранительно-запорными клапанами.
      Объект исследования – газорегуляторные пункты на территории Советского района города Орла.
      Целью выпускной квалификационной  работы - изучение способов повышения надежности и стабильности работы газорегуляторных пунктов и приведение их к современным условиям.
      Для получения поставленной цели решались следующие задачи:
      – изучение нормативно - технической документации в исследуемых областях газораспределительных пунктов и их эксплуатации;
      – проведение литературного обзора по указанной тематике;
      – исследование современных методов повышения надежной и безопасной эксплуатации газораспределительных пунктов;
      – проведение гидравлических расчетов до реконструкции и после реконструкции газорегуляторных пунктов с целью повышения надежности;
      –  изучение опыта применяемого на территории России и за рубежом оборудования и технологий;
      – изучение состояния надежности газорегуляторных пунктов на территории города Орла;
      – анализ произведенных расчетов экономической эффективности;
      – анализ и исследование проблем технического состояния и возникающих дефектов газорегуляторных пунктов;
      – анализ основных проблем надежности газорегуляторных пунктов городов и населенных пунктов;
    – выявление факторов, влияющих на развитие дефектов и возникновение аварий на газорегуляторных пунктах;
   Методы исследования.
       Анализ. Он представляет рассмотрение явления и предмета с учетом его специфических и личных признаков и свойств.
       Моделирование. Проектирование существующего объекта исследования на конкретную модель.
       Аналогия.  Рассмотрение сходства отдельных предметов по ряду качеств.
       Обобщение. Рассматривается ряд характеристик и признаков, чтобы прийти к общему выводу объявлении или предмете.
       Классификация. Предметы делятся на категории по конкретному взятому показателю.
       Наблюдение. Объективное восприятие происходящего с целью изучения определенной информации о предмете.
       Сравнение. Сравнение ряда предметов между собой по любому взятому параметру.
      Научная новизна результатов выпускной квалификационной работы заключается в обосновании применения новых технологий, а именно газорегуляторных пунктов заводского изготовления, с целью повышения надежности и стабильности работы газорегуляторных пунктов, отвечающих не только современным, но и перспективным направлениям стратегического развития  и ресурсопотребления. 
      Практическая значимость исследований заключается внедрение новых современных технологий учета и контроля расхода газа в газораспределительных сетях Орловской области, а именно на территории города Орла в рамках повышения безопасности эксплуатации газораспределительных сетей и обоснована их экономическая эффективность;
      Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
      - анализ надежности газораспределительной системы в г. Орле;
      - основные проблемы эксплуатации газораспределительных пунктов в г. Орле Орловской области
      - основные неисправности работы газорегуляторных пунктов;
      - сравнение российского опыта по повышению надежности работы газорегуляторных пунктов  и европейских норм;
      - задачи повышения надежности работы газорегуляторных пунктов;
      - способы повышения надежности работы газорегуляторных пунктов и газораспределительной системы в целом;
      - основные требования стабильной и безопасной работы газорегуляторных пунктов;
      - факторы влияющие на стабильную работу газорегуляторных пунктов 
      Публикации по теме исследования:
      Сборник научных трудов по материалам VI Международной научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе», статья : «Повышение стабильности и надежности работы ГРП за счет модернизации оборудования».
      Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух  глав и общих выводов и рекомендаций. Работа изложена на 114 страницах, из них 103  страницы основного текста, содержит 11 рисунков, 9 таблиц и список использованной литературы из 82 наименований.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
Глава 1 .  Проблемы эксплуатации газорегуляторных пунктов.
 Развитие газового хозяйства и общие положения.
      В настоящее время происходит постоянное техническое перевооружение газовой промышленности и усовершенствование оборудования. Применение природного газа, состоящий в основном из углеводородов метанового ряда, для различного рода приборов улучшает условия труда и способствует росту его производительности, а также позволяет использовать принципиально новые прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы. Из достоинств, природного газа следует, что применение его в качестве топлива дает возможность значительно улучшить условия быта населения, повысить санитарно-гигиенический уровень и оздоровить воздушный бассейн. Особенностью природных газов является их высокая теплотворная способность, низкое содержание балласта и для большинства месторождений – отсутствие сероводорода и других вредных примесей. Его можно транспортировать по трубам на большие расстояния, централизованно распределять по территории города.
      Широкое применение природного газа в России и в мире ставит для эксплуатирующих организаций вопрос о подержании безопасной и надежной работы газораспределительных систем, а также вопрос повышения надежности и стабильности всех его составляющих. 
      В связи с этим эксплуатирующими организациями или собственниками газораспределительных систем должен выполняться комплекс мер и действий, который бы обеспечивал содержание в исправном состоянии газовой отрасли, а именно проводить своевременное техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты объектов газораспределительной сети, реконструкцию, техническое перевооружение, модернизацию и соблюдение требований Технического регламента «О безопасности сетей газораспределения и газопотребления» и ГОСТ Р 54983-12 «Сети газораспределения природного газа».
      Масштабы и темпы развития газовой промышленности и газоснабжающих систем определяет добыча газа, по которой Россия занимает первое место в мире. Значительный рост добычи газа существенно изменил топливный баланс страны. Если в 1983 г. удельный вес газового топлива занимал в общем топливном балансе страны лишь 27%, то к 2007 году доля газа составляет более 70% всех видов потребляемых топлив.
      Природный газ как высокоэффективный энергоноситель широко применяется в настоящее время во многих звеньях общественного производства, оказывал прямое воздействие на увеличение выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции, рост производительности труда и снижение удельных расходов топлива. 
      Природный газ стал мощным фактором технического прогресса и повышения производительности общественного труда. В 1986 году с использованием природного газа производилось 95% стали и чугуна, более 60% цемента, более 96% минеральных удобрений.
      Первые сведения о горючих газах встречаются в памятниках древности и в сохранившихся рукописях древнейших историков. Древнегреческий историк Геродот писал о «вечных огнях» на горе Химера, расположенной в Малой Азии. Источники горючих газов были известны в Азербайджане, Иране, Индии, Ираке.
      В России газ первоначально использовался для освещения городов, его получали из каменного угля на газовых заводах. Первый газовый завод был построен в Петербурге в 1835 году, каменный уголь для него привозили из-за границы.
      Газовая промышленность является одной из наиболее динамичных, бурно развивающихся отраслей народного хозяйства. Развитие добычи газа обуславливается ростом газопотребления, который осуществляется, во -первых, путем увеличения объемов использования его в городах, уже газифицированных к настоящему времени, а во-вторых, за счет газификации новых городов и населенных пунктов, в том числе в сельской местности.
      Перспективы газификации сегодня напрямую связаны с проблемами оздоровления народного хозяйства и улучшения социально-экономических условий населения, обеспечения технического прогресса и создание условий для развития экономики.  С одной стороны газификация способствует снижению экономических затрат на обеспечение бытовым газом потребителей, а с другой стороны появляются все новые опасности для жизни человека (аварии, ущерб имущества собственников и третьих лиц и т.д.).
      Для обеспечения потребителей природным газом в РФ создана постоянно развивающаяся система газоснабжения. Газораспределительная система это имущественный производственный комплекс, состоящий из технологически, организационно и экономически взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспортировки и подачи газа непосредственно его потребителям.
      Распределительные сети являются сложными многокольцевыми системами, экономичное проектирование которых должно базироваться на современных методах оптимизации с учетом вероятностного характера функционирования и обеспечение требуемой надежности подачи газа потребителям.
      Наличие в системе газоснабжения постоянного давления (в заранее заданном диапазоне его колебания) является одним из важнейших условий безопасной и надежной работы этой системы и подключенных к ней газопотребляющих объектов и агрегатов. Важнейшими структурными составляющими системы газоснабжения являются газорегуляторные пункты. Главными функциями, которых является снижение давления, стабилизация давления во всех режимах загрузки сетей, отключение подачи газа в случае превышения или снижения давления сверхнормативных значений, аварийный сброс давления газа, его очистку, учёт расхода и обеспечение возможности диспетчерского контроля, за состоянием работы ГРП и его дистанционного управления.
      Газорегуляторными пунктами называют комплекс технологического оборудования и устройств, который предназначен для понижения входного давления газа до заданного уровня и поддержания его на выходе независимо от расхода постоянным.
      Стационарный газораспределительный пункт (ГРП) – оборудование, которое размещают в специально предназначенных для этого зданиях или помещениях или на открытых площадках. Принципиальное отличие ГРП от ГРПШ и ГРУ состоит в том, что ГРП не является в отличие от вышеперечисленных типовым изделием полной заводской готовности.
      Газорегуляторные пункты – одни из наиболее ответственных элементов системы газоснабжения городов и микрорайонов, поселков, промышленных и коммунально-бытовых предприятий, использующих газовое топливо.
      В зависимости от назначения различают  газорегуляторные пункты  городские, которые питают сети высокого или среднего давления общегородской системы, районные, которые питают газом низкого давления сети микрорайонов или кварталов и объектовые.
      Газорегуляторный пункт содержит следующие основные элементы:  
      - фильтр для очистки газа от механических примесей; 
      - регуляторы давления газа, число которых соответствует числу ступеней снижения и линий регулирования давления, 
      - предохранительные запорные клапаны (ПЗК) (перед регулятором);
      - предохранительные сбросные клапаны (ПСК) (после регулятора); 
      - контрольно - измерительные приборы - показывающие и регистрирующие манометры, термометры для измерения температуры газа, температуры воздуха в помещении и др.; 
      - при необходимости учёта газа устанавливаются диафрагменные  расходомеры или ротационные щётки; 
      - газопроводы основных и обводных линий регулирования; 
      - запорную арматуру; 
      - сбросные трубопроводы,  по которым подаются импульсные давления газа к КИП, регулирующей и предохранительной арматуре,  датчикам устройств телемеханики и дистанционного управления.
     
     
      Рис. 1. Принципиальная схема ГРП
      где 1 – входной газопровод; 2 – расходомер; 3 – задвижка; 4 – фильтр ФГ – 10 – 6(12); 5 – регулятор давления РДУК – 2 – 100/50; 6 – предохранительный запорный клапан ПЗК-80; 7 – байпас; 8 – герметизирующее устройство (кран) на байпасе; 9 – предохранительный сбросной клапан ПСК 100Н/0,05; 10 – самописец для измерения газа в сети; 11 – U-образный манометр; 12 – емкость для отбора газа; 13 – манометр; 14 – импульсная трубка.
      Газ, поступающий на ГРП, проходит через фильтр, где очищается от механических примесей. Затем проходит через предохранительный клапан и регулятор давления, где происходит дросселирование его до заданного давления. Предохранительный клапан  автоматически перекрывает трубопровод в случае повышения выходного давления сверх заданного, что может быть вызвано неисправностью регулятора. 
      Регулятор давления – разновидность регулирующей арматуры  газорегуляторного пункта, с помощью которого поддерживается  постоянное давление в трубопроводе. При регулировании давления происходит снижение начального высокого давления на конечное низкое.
      Газорегуляторные пункты  размещают: 
 отдельно стоящими; 
       пристроенными к газифицированным производственным зданиям, котельным, общественным зданиям и помещениям производственного характера; 
       встроенными в одноэтажные газифицируемые производственные здания и котельные (кроме помещений, расположенных в подвалах); 
      - на покрытиях газифицируемых зданий I и II степени огнестойкости; 
      - вне зданий на открытых площадках под навесом на территории промышленных предприятий.
      В зависимости от давления на входе в газорегуляторные пункты бывают:
         - ГРП низкого давления газа на вводе ниже 0,05 kгc/см2;
       - ГРП среднего давления (более 0,05 до  0,3 кгс/см2)
       - ГРП высокого давления (более 0,3 кгс/см2)
      
      Рис.2. Пример стационарного газорегуляторного пункта.
      Также могут быть установлены комбинированные газорегуляторные пункты в одном микрорайоне, одновременно снижающие давление газа от высокого до среднего, и от среднего до низкого давления.
      При размещении части запорной арматуры, приборов и оборудования за пределами здания ГРП, ГРПБ или ШРП, должны быть обеспечены условия их эксплуатации, соответствующие указанным в паспортах заводов-изготовителей. Оборудование, размещенное за пределами здания ГРП, ГРПБ и ШРП, должно быть ограждено.
      При эксплуатации ГРП  должны выполняться следующие мероприятия: 
      - осмотр технического состояния; 
      - проверка параметров срабатывания предохранительных запорных и сбросных клапанов не реже одного раза в два месяца, а также по окончании ремонта оборудования; 
      - техническое обслуживание не реже одного раза в шесть месяцев;    
      - текущий ремонт не реже одного раза в год, если заводом изготовителем регуляторов давления, предохранительных клапанов, телемеханических устройств не требуется проведения ремонта в более короткие сроки;  
      - капитальный ремонт при замене оборудования, средств измерения, отопления, освещения и восстановлении строительных конструкций здания на основании дефектных ведомостей, составленных по результатам осмотров. 
      Результаты технического осмотра газорегуляторных пунктов заносятся в журнал проведения технического осмотра,  а техническое обслуживание, капитальные и текущие ремонты в эксплуатационный журнал.
      Технический осмотр газорегуляторных пунктов выполняется путем обхода, в сроки установленные эксплуатационной организацией. Во время каждого обхода ГРП в отопительный период необходимо проверять температуру воздуха внутри отапливаемого помещения и при необходимости изменять режим работы отопления. В ГРП вывешиваются технологические схемы, инструкции по эксплуатации, технике безопасности и пожарной безопасности.
      Об  утечках газа, обнаруженных при техническом осмотре и техническом обслуживании, необходимо немедленно сообщить в АДС, а до прибытия аварийной службы принять меры по предупреждению аварий.
      Состав работ по техническому осмотру и техническому обслуживанию ГРП устанавливаются действующими правилами безопасности.
      
      
 Эксплуатация газорегуляторных пунктов в Орловской области.
      Развитие газификации в Орловской области началось в 1958 году, когда строители приступили к строительству газопровода - отвода Кромы - Орел  от действующего магистрального газопровода Щебелинка - Брянск. 5 августа 1960 г. был сдан в эксплуатацию газопровод - отвод Кромы - Орел. Газ пришел на окраины г. Орла. С 1958 по 1960 гг. одновременно со строительством газопровода-отвода в г. Орле велась подготовка к газификации 43 жилых домов, строились распределительные газопроводы от газопровода-отвода до ГРП-8, ГРС-1, до завода «Текмаш», завода силикатного кирпича и до ТЭЦ. Справедливости ради скажем: в те годы газификация шла невысокими темпами — например, в поселок  Кромы и город Мценск голубое топливо пришло только в 1963 году, в поселок  Долгое — в 1984-м, а в Ливны — в 1985-м… Но в последние годы произошел заметный рывок вперед: темпы газификации намного превысили все предыдущие десятилетия. 
      Сегодня общий уровень газификации области превысил 60%, а в городах и поселках городского типа перешагнул за 90%. Но работа по газификации продолжается: постоянно изыскиваются возможности, варианты и средства для завершения ее в ближайшие годы.
      Так с 2005 года эксплуатационными организациями и собственниками газораспределительных систем разрабатываются программы газификации регионов, газификация по программе «Устойчивое развитие села», газификация за счет средств специальной надбавки к тарифу на транспортировку газа,  которые помогают увеличить уровень газификации, улучшить условия быта населения, производительности газоиспользующего оборудования.
      Основные объекты газораспределительной инфраструктуры города и других населенных пунктов, обеспечивающие технологические мощности, закладывались в Орловской области, начиная с 1960 года. С течением времени относительно статичная газораспределительная система перестала удовлетворять потребностям растущего города. Так, например большинство используемых в настоящее время газорегуляторных пунктов (ГРП) были построены 50-60 лет назад. Оборудование газорегуляторных пунктов морально и физически устарело, производительность стала  недостаточной для обеспечения стабильного давления в газовых распределительных сетях и для безопасной эксплуатации технологического оборудования. В связи с устареванием оборудования газорегуляторных пунктов отмечаются большие потери и утечки газа.  Газорегуляторные пункты, на которых установлено изношенное оборудование, требуют модернизации, реконструкции или технического перевооружения.
      В связи с тем, что на территории Орловской области все имеющиеся газорегуляторные пункты были построены в основном в прошлом веке, то могут возникать аварийные ситуации, которые могут приводить к несчастным случаям и авариям. 
      Анализ аварийности и травматизма на ГРП показал, что, как правило, аварийный процесс, включает утечку газа в помещение, образование взрыво- и пожароопасной смеси и ее воспламенение с последующим пожаром или взрывом в помещении. Так, в 46% случаев утечка на ГРП сопровождается пожаром, в 31% – взрывом, а в 23% – газ рассеивается.
      Таким образом, аварийный процесс на газорегуляторном пункте может развиваться по одному из следующих сценариев:
      - загазованность помещения ГРП;
      - утечка газа в помещение при мгновенном воспламенении;
      - пожар;
      - утечка газа в помещение, образование взрывоопасной смеси, при наличии источника воспламенения – взрыв;
      - повышение давления в газопроводе низкого давления при нарушении работы газорегуляторного пункта (ГРП), приводящее к загазованности помещения с последующим возможным взрывом.
      Потенциальные последствия аварий на газорегуляторных пунктах всегда значительны и в зависимости от конфигурации сети имеют различный характер. 
      Значительное количество аварий в газорегуляторных пунктах происходит из-за утечек газа с последующим формированием взрывопожароопасных смесей, которые в последствии вызывают пожар и взрыв.  Повреждение газопроводов приносит значительный экономический и экологический ущерб, а также затраты на организацию работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций. 
      Определить стратегию решения проблем аварийности на объектах систем газораспределения помогает анализ полученных аварийных заявок в аварийно - диспетчерскую службу. Сведения были получены от газораспределительной организации за 2013-2015 года. На рисунке 3 представлена динамика изменения количества аварийных заявок на газорегуляторных пунктах за 2013-2015 гг.
     
     Рис.3. Динамика изменения количества аварийных заявок за 2012-2015 гг.
     Из представленного графика изменения количества аварийных заявок видно, что с каждым годом все чаще и чаще возникают аварийные ситуации на газорегуляторных пунктах и возникает необходимость в их замене, модернизации или реконструкции.
     Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики практически всех современных газорегуляторных пунктов, частичный или полный выход любого ГРП из строя всегда может произойти. 
      К основным неисправностям газорегуляторных пунктов в ходе которых возникает утечка природного газа являются:
     - неисправность ротационного счетчика газа (перекос соединительных фланцев, неисправные прокладки, неплотная затяжка накидных гаек импульсных газопроводов и т.д.);
      - нарушение технологии монтажа соединительных деталей (использование прокладки из материалов низшего качества, неправильно затянуть болты, использование болтов разного диаметра и т.д.);
     - неисправность газовых фильтров (засорение механическими примесями);
     - неисправность задвижек (уплотнительные поверхности на дисках и корпусе изношены, появились трещины буксы сальника, сломан маховик задвижки, искривлен шпиндель, оторвались диски от шпинделя и т.д.);
     - неисправность предохранительно - запорного клапана (дефект седла или же произошло засорение клапана, самопроизвольное закрытие «предохранителя» вследствие сильных вибраций оборудования ГРП, разрыв мембраны головки, или же засорение импульсной трубки);
      - неисправность регулятора давления (повреждение мягкого уплотнения клапана, нарушение целостности мембраны, дефект седла клапана и т.д.).
     Возможные техногенные факторы,  которые способствуют формированию аварийных ситуаций в газорегуляторном пункте  - отказ или износ оборудования. На рисунке 4 приведены основные факторы, которые способствуют формированию  аварийных ситуаций.
     










Рис 4. Основные причины, связанные с отказом оборудования.
      Проанализировав все вероятные причины возникновения аварийных ситуаций на объектах газораспределительных систем, было выявлено, что основной причиной возникновения аварий  являются ошибки персонала при ведении технологического процесса. Такие как недостаточная проработка планов производства работ, низкая производственная и технологическая дисциплина, нарушения производственных инструкций персоналом. 
      К основным еще причинам возникновения аварий и несчастных случаев на газорегуляторных пунктах относят:
      - некачественное обслуживание газового оборудования;
      - отсутствие или неисправность приборов контроля;
      - нарушение трудовой дисциплины;
      - отсутствие средств индивидуальной защиты;
      - стихийные бедствия и подвижки грунта;
      - отказ или отсутствие аварийно - предохранительной сигнализации;
      - отсутствие системы очистки газа.
      Для  предотвращения возникновения опасности функционирования оборудования газораспределительных пунктов необходимо выполнять следующие мероприятия: 
 постоянный контроль состояния оборудования, 
 контроль дефектов изготовления, 
         строгое соблюдение правил техники безопасности при проведении работ, технологического регламента и правил эксплуатации оборудования, проведение технического обслуживания, а в последствии текущего или капитального ремонтов, 
       техническое перевооружение или замена оборудования до выявления или отказа оборудования.
 Основные проблемы эксплуатации газорегуляторных пунктов городов и населенных пунктов.
      Благодаря работам таких ученых и инженеров, которые были известны в России и в других странах мира, А.А. Ионина, Н.Л. Стаскевича, Г.Н. Северинца и др. были решены проблемы эксплуатации, проектирования и строительства газораспределительных систем. В ходе разработок созданы математические модели которые прошли проверку в реальных условиях и доказали необходимость учета надежности объектов газораспределительной сети и особенностей технологических схем.
      Строительство новых, реконструкцию и развитие действующих газораспределительных систем осуществляют в соответствии со схемами газоснабжения, разработанными в составе федеральной, межрегиональных и региональных программ газификации субъектов Российской Федерации в целях обеспечения предусматриваемого этими программами уровня газификации жилищно-коммунального хозяйства, промышленных и иных организаций.
      Типовые схемы газораспределительных систем городов и населенных пунктов в России в основном характеризовались централизацией систем, когда один газорегуляторный пункт снабжает большое количество коммунальных потребителей по широко развитым сетям низкого давления (рис. 5).

Рис. 5. Существующая схема газораспределения населенного пункта.
       Так как типовые схемы газораспределительных систем в основном строились в 50-60 года 20 века, то оборудование большинства существующих ГРП морально и физически на текущий момент устарело и требует технического перевооружения, реконструкции и модернизации.  Обвязка газорегуляторных пунктов выполнена из стальных труб, которые имеют срок эксплуатации 40 лет согласно ГОСТ 10704-91*. В настоящее время срок эксплуатации газорегуляторных пунктов истек и это приводит к нарушению гидравлических режимов и аварийным ситуациям, что ведет к финансовым затратам эксплуатационной организации.
       При выборе  схемы распределительной сети следует помнить, что самой рациональной будет та, которая удовлетворяет следующим требованиям:
       - обеспечивает подачу всем потребителям расчетного количества газа заданного давления;
       - имеет наименьшие строительную и эксплуатационную стоимости;
       - надежной в работе.
       В период повышенного потребления газа, а именно в зимний период времени, или при необходимости подключения новых коммунальных потребителей сетям низкого давления свойственны проблемы подачи газа в нормативном объеме и параметрами, а также проблематично совмещение газоиспользующего оборудования с различными  номинальными рабочими давлениями на входе и выходе.
      Самая критичная ситуация складывается в периоды максимального газопотребления, а именно в зимний период. Давление на входе в газоиспользующее оборудование самых удаленных местах от газорегуляторных пунктов может снижаться до 12-15 мбар. В связи, с этим эксплуатационные организации вынуждены повышать давление. А это в свою очередь может привести к аварийным ситуациям, ухудшению работы газоиспользующего оборудования (повышенный расход газа, перегрев элементов приборов сажеообразование),   падению мощности горелочных устройств, снижению коэффициента полезного действия (КПД)  прибора,  образованию опасных для жизни человека продуктов неполного сгорания. 
      Трудность поддержания номинального давления газа с необходимой точностью у потребителей связана с тем, что радиус обслуживания отдельного
ГРП  нередко достигает  900— 1500 м, что приводит к значительному падению
давления газа в зависимости от удаленности потребителей от ГРП. 
      Критерием эффективности работы установок, использующих газовое топливо, является КПД агрегатов и удельный расход условного топлива на единицу выработанной продукции. 
              По данным, приведенным в источнике, при увеличении давления перед газовой плитой от номинального значения 1300 Па до 3000 Па КПД снижается с 45%до 29%, а при давлении 3500 Па КПД будет составлять 20% . При недостаточном давлении,  современное  газовое оборудование выдает меньшую мощность, по сравнению, с чем указано в паспорте производителя,  или вообще отключаются до момента появления нужного давления. 
      Надежная работа бытовых газовых приборов обеспечивается при давлении равным номинальной величине или близкой к ней.  
      Предельные колебания давления газа для бытовых газовых приборов представлены в таблице №1 и регламентируются соответствующими нормативными документами. 
      Таблица 1.1. Предельные колебания давления газа для бытовых газовых приборов
Газовый прибор
Р_max^приб, Па
Р_ном^приб, Па
Р_min^приб, Па
Нормативный документ
Газовая плита ПГ4
1764
2744
1274
1960
147
196
ГОСТ 10798-85
Проточный водонагреватель ВПГ
1764
2744
1274
1960
637
980
ГОСТ 19910-74
Отопительный котел АОГВ
1764
2744
1274
1960

635
980
ГОСТ 20219-74
Газовая горелка для отопительной печи УОГП
1800
2800
1300
2000
600
1000
ГОСТ 16569-86
      где Р_max^приб, Р_min^приб - максимальное и минимальное допустимое давление газа перед прибором.
      В предоставленных колебаниях давления газа выполняется надежная и безопасная эксплуатация газовых приборов, экономичное расходование газа и увеличение срока эксплуатации приборов. В противном случае уменьшение срока эксплуатации, несрабатывание газовых приборов, возникновение утечек, отказ приборов и аварийных ситуаций.
       Аварийные ситуации последних лет показали, что при попадании в сети низкого давления газа среднего давления автоматика безопасности ГРП не всегда срабатывает и защищает газоиспользующее оборудование. Печально известны трагедии в городе Сестрорецке (02.02.2012) и в Москве (16.11.2014), где из-за резкого повышения давления газа в газопроводе низкого давления в квартирах нескольких жилых домов при включении газовых плит произошли взрывы. В результате пожаров погибли и пострадали люди, десятки домов были отключены от газоснабжения. 
      В многоквартирных и одноквартирных домах ежегодно происходят порядка  230  различных  аварий, связанных с использованием природного газа, более 100 чело.......................