Presión en el gasoducto: normas técnicas y características de la distribución en la línea según la presión del gas

La cercanía de la red de gasoductos a una localidad no garantiza la ausencia de problemas para conectarse a ella. Las comunicaciones que transportan el combustible más popular tienen diferentes funciones, por lo que la presión en el gasoducto también es diferente.

Explicaremos cómo funciona la red de transporte de gas y bajo qué presión se encuentra el combustible suministrado al consumidor en sus segmentos lineales. En el artículo que presentamos se detallan los principios de organización de los sistemas de suministro de gas de diferentes niveles. Se presentan los mecanismos de corte de gas.

Suministro de gas natural

El equipo doméstico e industrial que funciona con una mezcla natural de hidrocarburos gaseosos es bien conocido por todos. En las viviendas se instalan calderas, cocinas de gas y calentadores.

Muchas empresas disponen de equipos de calderas y «casitas» valladas de unidades de regulación de gas (URG). Y en las calles se ubican puntos de distribución de gas, que llaman la atención por su color amarillo y la inscripción roja brillante «Gas. Peligro de incendio».

Todo el mundo sabe que el gas llega a través de tuberías. Pero, ¿cómo llega a esas tuberías? El recorrido que hace el gas natural hasta cada apartamento, cada casa, es realmente enorme. Desde el yacimiento hasta los consumidores finales, el combustible sigue canales sellados ramificados que se extienden a lo largo de miles de kilómetros.

Inmediatamente después de la extracción en el yacimiento, la mezcla de gases se somete a una purificación de impurezas y se prepara para el bombeo. Impulsado por las estaciones de compresión a altos valores de presión, el gas natural se dirige a través del gasoducto principal hacia la estación de distribución de gas.

Sus instalaciones reducen la presión y odorizan la mezcla de gas con metano, etano y pentano tioles, etilmercaptano y sustancias similares para darle olor (en estado puro, el gas natural no tiene olor). Tras una purificación adicional, el combustible gaseoso se dirige a los gasoductos de las localidades.

Los aparatos consumidores de gas requieren el suministro de gas combustible a una presión determinada. El conjunto de la estación de regulación de gas (GRP) regula (generalmente reduce) la presión de la red de gas antes de suministrarlo a las redes internas de las viviendas, con un caudal máximo de gas de hasta 30 mil metros cúbicos por hora.

Luego, el gas natural llega a los puntos de distribución de gas dentro de las manzanas urbanas. Antes de dirigirse a la red de gasoductos de la manzana, la presión del gas transportado se reduce al mínimo requerido. Finalmente, el gas pasa a la red interna de suministro de gas – a la cocina de gas, al calentador de agua o a la caldera de pie.

Cada instalación de procesamiento de gas está equipada con un quemador especial que mezcla el combustible de la red principal con aire antes de la combustión. En estado puro (es decir, sin acceso de oxígeno), la inflamabilidad del gas natural es nula.

Los complejos de las estaciones de distribución de gas (GRS) se utilizan en las derivaciones de las principales tuberías de gas, reducen la presión y controlan el suministro de volúmenes de gas a las redes locales de los consumidores (máximo 500 mil metros cúbicos por hora).

Composición del sistema de suministro de gas

El complejo de transporte de gas está formado por tuberías e instalaciones, así como por dispositivos técnicos que realizan el suministro y la distribución del flujo entre los consumidores. La intensidad del suministro de gas está determinada por las necesidades de los usuarios finales: organizaciones industriales y municipales, viviendas particulares.

La red de suministro de gas consta de:

• tuberías de alta, media y baja presión;
• dispositivos de regulación de gas – estaciones (GRS), puntos (GRP), instalaciones (GRU);
• automatismos de control y sistema de supervisión;
• servicio de despacho y operación.

Bajo alta presión, el gasoducto principal transporta gas natural a las estaciones de distribución, que reducen el nivel de presión al valor requerido mediante válvulas de reguladores automáticos.

A continuación, las redes de gas dirigen el combustible a los consumidores. Las estaciones de distribución de gas mantienen automáticamente los parámetros de presión en el rango establecido.

¿Cómo está organizado el sistema de suministro de gas?

Su jerarquía está determinada por las clases de elementos de la red de transporte de gas, relacionadas con la presión del gas natural bombeado.

La instalación de conducciones de gas dentro del límite urbano requiere suficiente espacio alrededor de las tuberías como zona de seguridad. Más aún si se trata de un gasoducto de sección considerable con una presión de trabajo superior a 0,6 MPa.

Principios de diseño de la red de gasoductos

Los gasoductos de primer nivel incluyen las conducciones de gas en las que la presión del gas natural es alta o media. Para evitar tramos sin salida, se realiza el reservado de los gasoductos: duplicación de segmentos individuales o anillado. Solo se permite crear una red sin salida en localidades pequeñas.

El gas natural a alta presión pasa por varias etapas sucesivas donde se reduce su presión. El proceso de reducción de presión en los puntos de regulación de gas se produce a saltos, con presión constante a la salida. Dentro del límite urbano, las tuberías de gas de media y alta presión forman una red común hidráulicamente conectada.

Con señales como estas se indica la posición de las comunicaciones de gas subterráneas y los límites de la zona de protección. En esta señal se muestra el número de piquete (que no está presente), la categoría de la línea del gasoducto (II), el diámetro de la tubería (800 mm), el perímetro de la zona de protección (2 m a izquierda y derecha, 1 m hacia adelante) y el teléfono de contacto (T.051).

El uso de los puntos de distribución de gas permite suministrar a los consumidores gas de diferentes presiones, incluso si están ubicados en la misma calle: los gasoductos de diferentes presiones se colocan en paralelo.

Los gasoductos de segundo nivel suministran combustible gaseoso a baja presión para la mayoría de los consumidores. Estas redes son mixtas, con predominio de segmentos sin salida. Solo los gasoductos principales se anillan.

El gasoducto de baja presión no debe cruzar grandes obstáculos tecnogénicos (autopistas, vías férreas) o naturales (lagos, ríos, barrancos). No se permite la instalación de dichas comunicaciones en zonas industriales.

El gas llega a los consumidores en viviendas particulares a través de ramales de baja presión. Los parámetros de presión en la entrada del aparato deben cumplir con los datos indicados en el pasaporte técnico.

Las redes de gas que suministran combustible a baja presión no pueden formar un sistema hidráulicamente conectado de una gran área poblada. Se diseñan exclusivamente como complejos locales alimentados por varios puntos de distribución de gas.

A su vez, conectadas a redes de media presión, que a su vez se conectan de manera similar a las tuberías principales de alta presión. El tercer nivel de las redes de gasoductos se utiliza en instalaciones consumidoras: en los terrenos de las empresas, en edificios residenciales y públicos.

La necesidad de presión para dichas redes se determina por su finalidad y las características de funcionamiento de los aparatos (instalaciones) que utilizan gas. La redundancia (duplicación parcial) en las comunicaciones de gas de tercer nivel normalmente no se realiza.

Tipos y categorías de gasoductos

La división de los gasoductos de suministro por tipos se refleja en SNiP 42-01-2002. Los gasoductos principales de alta presión corresponden a un tipo, subdividido en dos categorías.

Las comunicaciones que transportan gas de primera categoría se colocan exclusivamente para consumidores del sector industrial, que consumen volúmenes significativos de combustible gaseoso a una presión establemente alta (0,6-1,2 MPa).

Por ejemplo, se trata de plantas siderúrgicas. La conexión de cada consumidor industrial a la tubería principal de gas de primera categoría requiere la preparación de un proyecto especial de suministro de gas.

Los estándares modernos de instalación de redes de gas permiten su construcción con tuberías de PVC con marcado “amarillo”. Sin embargo, a través de cualquier obstáculo, las tuberías de las comunicaciones de gas deben llevarse solo dentro de una funda protectora de acero.

Las líneas de gas natural de segunda categoría se crean para otros objetos de producción que necesitan suministro de mezcla de gas a alta presión, pero menor (0,3-0,6 MPa) que los consumidores de primera categoría. Estos mismos gasoductos suministran combustible a las salas de calderas que calientan edificios de producción.

Las tuberías que suministran gas a nivel de presión media (0,005-0,3 MPa) se conectan a las salas de calderas que calientan objetos domésticos y administrativos. También se utilizan para abastecer edificios públicos que necesitan un mayor volumen de combustible.

Las tuberías principales de gas de bajo nivel de presión (hasta 0.005 MPa) se extienden hacia los consumidores domésticos. Todos los equipos domésticos están diseñados precisamente para estas características de suministro de gas.

De lo contrario, no es posible lograr la máxima seguridad en las comunicaciones de gas para edificios residenciales sin reducir al máximo los parámetros de presión. La organización del suministro de gas a los hogares mediante tuberías de presión media y superior está terminantemente prohibida.

Multietapa del sistema de suministro de gas

La necesidad de crear varias etapas en el sistema local de suministro de gas natural se debe, entre otras cosas, a la existencia de consumidores que requieren suministros de combustible gaseoso a diferentes presiones.

Graduación de los gasoductos por etapas

Según el número de etapas de presión, se distinguen los siguientes sistemas de suministro de gas:

• De dos etapas. Están formados por redes a baja y media presión, o a baja y alta presión;
• De tres etapas. Están compuestos por comunicaciones a alta, media y baja presión;
• De etapas múltiples. Se forman con gasoductos a presiones de todos los niveles.

La alternancia de tuberías principales de alta y media presión es necesaria debido a la gran longitud de las tuberías de la red y a las múltiples direcciones de transporte. En áreas con alta densidad de población, no se recomienda la instalación de gasoductos que transporten combustible gaseoso a alta presión.

Las principales comunicaciones de gas de la ciudad están ubicadas bajo tierra. De lo contrario, sería imposible evitar grandes accidentes en las redes de gas debido a errores de manejo del transporte automotor.

Otra causa frecuente es que en las zonas de edificaciones antiguas, las calles urbanas no son lo suficientemente anchas para tender líneas de suministro de gas de alta presión debajo de ellas. De hecho, cuanto mayor es la presión del gas que circula por la tubería, mayor es la distancia necesaria entre las instalaciones y los edificios vecinos.

La necesidad de un esquema escalonado de suministro de gas también se debe a los requisitos técnicos para la conexión e instalación de las unidades de regulación de gas instaladas en los edificios.

Tipos de redes urbanas según su función

Los territorios de las zonas urbanas se equipan con la red más extensa de comunicaciones de suministro de gas.

El complejo urbano que suministra gas natural incluye los siguientes tipos de gasoductos:

• Distribuidores, que conducen gas a diferentes presiones (efectivamente necesarias). Aseguran el transporte por el territorio atendido;
• ramales de abonados, que suministran gas desde las tuberías principales de distribución a abonados específicos;
• interiores de viviendas e interiores de talleres.

El esquema de comunicaciones de gas de distribución diseñado para la ciudad, que dirige el gas a presión media y alta, forma una red general. Con los detalles del desarrollo del proyecto para la gasificación de una casa particular lo familiarizará el artículo que proponemos.

El punto regulador de gas en armario se utiliza en redes de consumo final con una capacidad de no más de 1800 metros cúbicos por hora. Es capaz de reducir la presión hasta 2 kPa.

Es decir, a los consumidores municipales, calderas e instalaciones industriales se les suministra gas natural a través de la red general de distribución de gas. Construir redes troncales separadas para consumidores domésticos municipales o industriales no es rentable desde el punto de vista económico.

Al elegir soluciones de planificación para el suministro de gas urbano, se tienen en cuenta la disposición y el tamaño de la ciudad, la densidad de población y de edificaciones, las necesidades de las centrales eléctricas e instalaciones industriales. Se consideran las perspectivas de desarrollo futuro de la ciudad, la presencia de grandes obstáculos (artificiales, naturales) para la realización de las comunicaciones de gasoductos.

Características del planeamiento urbano del suministro de gas

Dentro de los límites de la ciudad, el esquema ideal de suministro de gas natural debe ser económicamente rentable, seguro en operación y confiable, cómodo y sencillo de manejar.

Dichas válvulas de bola se utilizan en las redes de comunicaciones de gas para grandes consumidores y para sistemas de múltiples etapas. Esta válvula de cierre
se instala en el gasoducto cuando se deriva a través de una estación de regulación de gas, permitiendo conmutar los circuitos de suministro de gas del sistema.

La red de tuberías de suministro de gas debe permitir el corte seguro de segmentos individuales para realizar reparaciones. Condición obligatoria: la total homogeneidad de los nodos, equipos y estructuras dentro de un mismo sistema.

Al representarse en el esquema, los gasoductos urbanos se muestran secuencialmente. Sin embargo, en las calles se permite la colocación de comunicaciones de gas paralelas, siempre que tengan diferente presión.

Tal disposición es económicamente eficiente, ya que permite reducir el consumo de tuberías:

• las líneas de gas de baja presión se alimentan desde varios GRP;
• a los GRP centrales, el metano se suministra a través de gasoductos colocados en paralelo de media o alta presión.

Se utilizan esquemas similares de tendido de comunicaciones para el suministro de calderas y empresas ubicadas dentro de las zonas residenciales.

La estructura del desarrollo urbano requiere la construcción de una red de baja presión en formato de dos zonas no conectadas. Para la reserva de presión de baja etapa, los GRP de cada una de las dos zonas se conectan a tuberías de gran diámetro que conducen gas a baja presión.

En ciudades de área pequeña y mediana se utiliza un sistema de gasoductos de dos etapas, que combina comunicaciones de baja y alta presión (no más de 0,6 MPa).

Si no es posible instalar tuberías de gas en el centro de la ciudad para el bombeo de mezcla de gas a alta presión, sus capacidades de diseño se dividen entre redes de alta presión (colocadas en la periferia) y de media presión (creadas en la parte central).

Como resultado, se forma un sistema de suministro de gas natural de tres etapas, equipado con gasoductos de distribución de 50-400 mm de diámetro.

Antes de la construcción de un ramal de transporte de gas independiente y antes de la conexión a una tubería de gas existente, se realiza el diseño del tramo planificado del sistema, se efectúa un cálculo hidráulico que permite seleccionar tuberías de gas y accesorios para la instalación de la red.

Mecanismos de corte del suministro de gas natural

La realización de reparaciones requiere el corte periódico de ciertos tramos de las comunicaciones de gas urbano que están bajo presión de alto y medio nivel, así como de ciertas redes de baja presión.

Por lo tanto, los sistemas de tuberías de gas de redes, tuberías públicas y residenciales, así como de instalaciones industriales o varios edificios, se equipan con dispositivos de corte: válvulas de compuerta (también denominadas llaves de paso de corcho).

El montaje del sistema de comunicaciones según las normas finaliza con la prueba de presión del gasoducto, que permite detectar puntos problemáticos. Estos suelen manifestarse en las ubicaciones de los dispositivos de cierre.

Instaladas en el exterior, con o sin armario protector, estas válvulas de compuerta se utilizan cuando se necesita desconectar completamente una vivienda de la red de suministro de gas

La instalación de las válvulas de compuerta se realiza:

• en tuberías de gas en el GRP (salientes y entrantes);
• en las derivaciones de los gasoductos principales que van a microdistritos y barrios;
• antes de un obstáculo grande que cruza el gasoducto (cuerpos de agua, carreteras y vías férreas).

En los gasoductos exteriores, las válvulas se instalan con empotramiento en pozos. Junto con ellas, se montan compensadores de lente destinados a tomar lecturas de tensión (de montaje y térmica) en el gasoducto, así como para facilitar los procedimientos de colocación y retiro de los dispositivos de cierre.

Se permite instalar los pozos a una distancia de más de 2 m del edificio o cerca más cercanos.

La válvula de cierre en las entradas de gas a los edificios se coloca en la pared. Los grifos de gas, cuya sustitución se explica en el siguiente artículo, se colocan manteniendo una distancia de un metro de las aberturas más cercanas.

Independientemente del nivel de presión, ramificación y longitud del gasoducto que transporta la mezcla de gas, el número de dispositivos de cierre debe ser el mínimo necesario, justificándose cada ubicación.

Una cuestión importante para los propietarios – el costo de la conexión al gas de la red principal, cuyos detalles de determinación se proporcionan aquí. Recomendamos leer el material útil.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Cómo ocurre el suministro de gas a un edificio de apartamentos:

Video #2. Cómo está diseñada y cómo se fabrica la válvula de esfera de cierre para gasoductos:

El sistema de gasoducto garantiza un suministro correcto de gas natural solo si está equilibrado. Cualquier trabajo con el equipo de transporte de gas solo puede ser realizado por empleados de los servicios de gas. Las intervenciones externas en el funcionamiento de la red de gas son inaceptables y extremadamente peligrosas, ¡recuérdelo!

Por favor, escriba comentarios en el bloque que se encuentra a continuación. Comparta recomendaciones valiosas e información que sea útil para los visitantes del sitio. Deje publicaciones, coloque fotos sobre el tema, haga preguntas.