Газообразное топливо занимает все большее место в топливном балансе страны (по РФ более 50%). С ростом числа газопроводов, газифицированных объектов, потребителей, использующих данный вид топлива, наблюдаются тенденции увеличения роста аварий, аварийных ситуаций, инцидентов, несчастных случаев, связанных с использованием газа в быту.
На основе проведенного анализа определены основные причины возникновения аварий и инцидентов:
| Антропогенное воздействие | 45% | Наезд автотранспорта | 24% |
| Механические повреждения при проведении земляных работ | 16% | ||
| Вмешательство посторонних лиц | 5% | ||
| Условия эксплуатации | 33% | Коррозионные повреждения | 9% |
| Утечка газа из арматуры, отказ оборудования | 23% | ||
| Взрыв газовоздушной смеси, пожары, воспламенения | 1% | ||
| Природное воздействие | 21% | Повреждения упавшими деревьями или частями сооружений | 13% |
| Природные катаклизмы, прогибы газопровода, повреждение опор | 8% | ||
| Качество СМР | 1% | Разрывы сварных стыков | 1% |
При подготовке мероприятий, направленных на снижение аварийности на системах газораспределения и газопотребления (СГРГП), ключевыми задачами:
- усиление контроля за соблюдением охранных зон систем газораспределения;
- усиление контроля со стороны газовых хозяйств (ГХ) при проведении земляных работ;
- проведение занятий для администраций, муниципальных образований и руководителей предприятий по требованиям «Правила охраны газораспределительных систем»;
- уточнение привязки прохождения газопроводов в соответствии ПБ, как на территории городов и населенных пунктов, так и в сельской местности;
- внедрение новых технологий и оборудования, направленных на снижение аварийности.
Особую тревогу вызывает несчастные случаи с использованием газа в быту, количество которых растет, несмотря на принимаемые меры.
Основными причинами нечастных случаев являются:
| Эксплуатация газового оборудования при отсутствии тяги или закрытом шибере печи | 62% |
| Взрыв газовоздушной смеси, пожар, воспламенение | 22% |
| Утечки газа, самовольный пуск газа или ремонтные работы | 10% |
| Разрыв газовых баллонов, утечки в соединениях | 3,5% |
| Суицид | 2% |
| Коррозия | 0,5% |
Основные рекомендации, которых необходимо придерживаться при организации работы ГХ:
- Совершенствование порядка проведения инструктажа лиц, использующих газообразное топливо.
- Заключение ГХ (100%) договоров на аварийно-диспетчерское и техническое обслуживание внутридомового газового оборудования (ВДГО).
- Усиление работы по пропаганде ПБ при использовании газообразного топлива в быту, особенно в зимний период.
- Совершенствовать работу по проверке газовых приборов имеющих отвод продуктов сгорания.
- Внедрять новые технологии и оборудование по обслуживанию и снижению аварийности ВДГО.
Одной из важных задач при эксплуатации СГРГП должен стать постоянный анализ и уточнение причин аварий, а по результатам, выбор оборудования и внедрение современных технологий, направленных на снижение аварий и несчастных случаев.
Техническое решение для повышения безопасности и эффективности
Одним из основных направлений снижения аварийности и оперативности ликвидации аварий является внедрение клапанов «Газ-стоп», которые нашли широкое применение в зарубежной практике.
Фирмы производители называют их по-разному – клапаны безопасности расхода газа (ТЕСО), контролеры газового по тока (MERTIK MAXITROL), запорные клапаны (NUPIGECO), автоматический быстродействующий запорный клапан Gas-Stop (PIPELINE).
Клапаны безопасности расхода газа – это устройства, которые закрываются и отсекают подачу газа, если его расход достигает определенной величины. Они устанавливаются в газопроводах с низким, средним или высоким рабочим давлением (от 25 мбар до 6 бар) на участке между отводом от распределительного газопровода и основным отключающим устройством.
Функционирование клапана характеризуется двумя основными признаками:
В случае повреждения – например, экскаватором – трубопровода на участке от распределительной трубы до регулятора давления установленный в системе клапан автоматически закрывается за доли секунды, как только будет превышено заданное предельное значение расхода.
И, напротив, во время работы в обычном режиме, то есть при заданных максимальных значениях номинального потребления газа потребителями, клапан гарантированно остается в открытом положении в любом случае. Сбои при работе в обычном режиме исключены.
Принцип действия клапанов безопасности расхода газа у всех производителей одинаков. Каждый пытается внести свой элемент ноу-хау, но далеко друг от друга производители не ушли.
Определен максимальный расход газа при соответствующем рабочем давлении. Клапан безопасности расхода газа постоянно находится в открытом положении (рисунок 1), на него не влияют никакие импульсы, вызванные, к примеру, включением оборудования потребителей.
Рисунок 1.
В случае превышения предельного значения расхода клапан закрывается за доли секунды и удерживается в закрытом состоянии давлением в сети. Крайне малые повреждения, при которых расход не достигает значения закрытия, не ведут к срабатыванию клапана.
Повторный ввод клапана безопасности расхода газа в эксплуатацию после проведения ремонтных работ производится двумя возможными способами, в зависимости от типа клапана, которые бывают с перепускным приспособлением/отверстием и без него.
Наличие в стандартном исполнении клапанов безопасности расхода газа перепускного приспособления (отверстия) обеспечивает самостоятельное открытие клапана безопасности расхода газа после устранения повреждения газопровода.
Клапан с перепускным приспособлением
При закрытом клапане небольшое количество газа все же проходит. Благодаря этому после устранения причины утечки (ремонта трубопровода) давление выравнивается самостоятельно (рисунок 2).
Рисунок 2 - Самостоятельное выравнивание давления.
Клапан без перепускного приспособления
После устранения причины утечки следует выровнять давление до и после клапана с помощью подходящего источника давления, например, путем закачки воздуха, азота или другого инертного газа в трубу со стороны поврежденного участка для выравнивания давления на входе и выходе устройства. Как только давление достигнет рабочего, клапан откроется самостоятельно (рисунок 3).
Рисунок 3 - Выравнивание давления путем создания противодавления.
Обзор производителей
1 NUPIGECO – Италия
Название – Запорный клапан Nupigeco S.p.A. ESF (рисунок 4).
Рисунок 4 – Внешний вид клапана.
2 TECO – Италия
Название – Клапан безопасности расхода газа Teco s.r.l. GST.
Клапан GST расположен внутри газопровода и при допустимых колебаниях расхода газа остается в открытом состоянии (рисунок 5).
Рисунок 5.
В том случае если расход газа начинает превышать предварительно установленное значение, устройство GST немедленно закрывается (рисунок 6).
Рисунок 6.
3 PIPELIFE – Австрия
Название – Автоматический быстродействующий запорный клапан Pipelife Gas-Stop.
Армированный стекловолокном полифениленсульфид и полиметиленоксид. Эти материалы устойчивы к ползучести, износу, коррозии и сохраняют форму при высоких температурах. Вариант исполнения представлен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Исполнение клапана для диаметров 20 – 63 мм.
4 MERTIK MAXITROL – Германия
Название – Контроллеры расхода газа Mertik Maxitrol Sentry GS.
Компания Mertik Maxitrol уже более 65 лет использует одинаковые материалы, из которых состоят их изделия. Корпус и пружина изготавливаются из латуни и нержавеющей стали, а закрывающая секция – из латуни и алюминия (рисунок 8).
Рисунок 8 – Конструкция клапана.
Клапаны безопасности расхода газа используется предприятиями газоснабжения во всем мире. В десятках тысяч случаев благодаря ним удалось предотвратить утечку газа после повреждения газопровода.
В мире использование клапанов безопасности расхода газа регламентировано законодательством (решение Международного газового союза в 2006 году), когда как в России, в настоящий момент, нет требований об обязательности их использования при строительстве и реконструкции СГРГП, только рекомендации.
Газоснабжающие предприятия Германии используют клапаны безопасности расхода газа в подземных газопроводах с 1994 года. В результате, в 2004 году в Германии стало обязательным использование клапанов безопасности расхода газа в подземных газопроводах и внутри помещений.
Применение клапанов безопасности расхода газа успешно внедрено в целом ряде стран. В США газоснабжающие предприятия используют клапаны безопасности расхода газа уже более 35 лет, а применение их в подземных газопроводах стало обязательным с 2008 года. Во Франции клапаны безопасности расхода газа используются в подземных газопроводах с 1997 года. В настоящее время во Франции, Германии, Нидерландах, Австрии, Швейцарии и Италии в эксплуатации находится в общей сложности более 5 000 000 этих устройств.
Есть и другие производители, но в настоящее время по разным причинам приобретение их оборудования на Российском рынке затруднительно (не поставляются в Россию, нет технической документации адаптированной к использованию в России в соответствии с имеющимися у нас стандартами).
На основании многолетнего опыта применения в зарубежных странах можно выделить три главных плюса системы защиты:
- безусловное повышение уровня безопасности благодаря предотвращению утечек газа;
- отсутствие утечки газа в промежуток времени между непосредственно повреждением и задействованием аварийных служб либо прекращением эксплуатации трубопровода (благодаря этому опасность несчастного случая на месте исключена);
- экономическая эффективность;
- отсутствие ажиотажа общественности при проведении восстановительных работ.
Опыт использования в России
Клапаны безопасности «Газ-стоп» используются на газораспределительных сетях ОАО «Котласгазсервис» с 2012 года. Установлено более 100 шт. на низком, более 20 шт. на среднем и один (экспериментальный) на высоком давлении. За истекший период применения все объекты, перед которыми находятся клапаны, работали в штатном режиме, без каких-либо нареканий. Претензий к муфтам и системам не отмечено. Были проведены испытания по срабатыванию клапанов и проверке времени их автоматического открытия.
Как показал опыт, системы «Газ-стоп» обладают следующими преимуществами:
- простота сборки и монтажа;
- более безопасный пуск газопровода и оборудования;
- минимизация или отсутствие опасных факторов в случае повреждения газопроводов;
- возможность ограничения (контроля) максимального расхода газа у потребителя (уменьшается вероятность несанкционированного дополнительного потребления);
- сведение к минимуму потерь газа при повреждении и во время ремонта трубопровода;
- отсутствие необходимости отключения и повторного пуска большого числа потребителей для выполнения ремонтных работ;
- безопасный и менее затратный ремонт на участках в зоне работы систем;
- срок службы – не менее 50 лет.
Клапаны безопасности на газораспределительных сетях и газопроводах-вводах к индивидуальным жилым домам (объектам) повышают надежность эксплуатации системы газоснабжения в случае механического повреждения или разрыва подземного газопровода при производстве земляных работ, а кроме того, при повреждении выхода газопровода из земли или нарушении целостности фасадного и внутренних газопроводов. Согласно опыту ОАО «Котласгазсервис», ремонт поврежденного участка газопроводаотвода к дому при закольцованной схеме газоснабжения и установленных клапанах «газ-стоп» оказывается значительно дешевле.
Альенков Д. С., Тарасенко В.И.
