Монтаж газораспределительных систем

МОНТАЖ 
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ 
СИСТЕМ

Москва
ИНФРА-М
2020

В.И. КРАСНОВ

Рекомендовано 
Федеральным агентством по строительству 
и жилищно-коммунальному хозяйству
в качестве учебного пособия для студентов
средних специальных строительных учебных заведений,
обучающихся по специальности 08.02.08 
«Монтаж и эксплуатация оборудования 
и систем газоснабжения»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 696.2(075.32)
ББК 38.763я723
 
К78

Р е ц е н з е н т ы: 
Е.Н. Бухаркин, доктор технических наук, профессор Московского государственного открытого университета им. В.С. Черномырдина; 
Д.А. Санталов, доцент Московского государственного открытого университета им. В.С. Черномырдина

Краснов В.И.
Монтаж газораспределительных систем : учебное пособие / 
В.И. Краснов. – Москва : ИНФРА-М, 2020. – 309 с. — (Среднее 
профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-004951-9 (print)
ISBN 978-5-16-102610-6 (online)

В учебном пособии изложены основные сведения и справочные 
материалы по устройству и оборудованию газораспределительных 
систем, наружных газопроводов из стальных и полиэтиленовых труб, 
газорегуляторных пунктов и установок, внутренних газопроводов, 
резервуарных и баллоных установок сжиженных углеводородных газов, контролю за строительством, испытаниям и приемке заказчиком 
законченных строительством объектов газораспределительных систем. 
Учебное пособие предназначено для студентов средних специальных 
заведений, а также студентов строительных вузов, обучающихся по 
специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция». Книга может быть 
полезна специалистам по проектированию, монтажу и эксплуатации 
сетей газоснабжения.
УДК 696.2(075.32)
ББК 38.763я723

К78

©  Краснов В.И., 2012
ISBN 978-5-16-004951-9 (print)
ISBN 978-5-16-102610-6 (online)

П Р Е Д И С Л О В И Е

В учебном пособии приведены основные сведения об устройстве 

газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых 
труб. Рассмотрены подготовительные, земляные и монтажно-сборочные работы наружных и внутренних газопроводов. Подробно 
изложено производство пассивной и активной защиты газопроводов 
от коррозии. Приведены сведения и установки для снабжения 
потребителей сжиженным газом. Отражены современные прогрессивные и наиболее эффективные технологии реконструкции сетей 
газоснабжения, а также вопросы качества работ, испытания и приемки газопроводов.

Учебное пособие предназначено для студентов строительных 

средних специальных учебных заведений, а также студентов строительных вузов, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение 
и вентиляция». Может быть полезно работникам коммунальных 
служб, специалистам по проектированию, монтажу и эксплуатации 
газораспределительных систем.

Глава 1.  ИСТОЧНИКИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

1.1.  
ПРИРОДНЫЕ ГАЗЫ

Природными газами называются смеси горючих газов, 

добываемых из недр земли. Различают чисто газовые месторождения, 
из которых газ добывается без примесей нефти, и нефтегазовые месторождения, из которых газ добывается попутно с добычей нефти. 
В первом случае природные горючие (углеводородные) газы, находящиеся под землей в горных породах, обладающих пористостью 
(пески, известняки), и ограниченные сверху и снизу породами, 
а с боков водой, образуют подземные природные резервуары газа. 
Во втором случае газ, образовавшийся вместе с нефтью в недрах земли, может находиться в следующих состояниях:

1) в растворенном состоянии в нефти, когда газ состоит из тяже
лых углеводородов и углекислого газа;

2) в свободном состоянии в нефти в виде отдельных пузырьков 

или над поверхностью нефти, образуя так называемую газовую 
подушку. В этом случае добываемый газ называется попутным или 
нефтяным.

Для газов, добываемых из чисто газовых месторождений, харак
терно большое содержание метана и относительно небольшое содержание тяжелых углеводородов и углекислого газа. Так, например, 
состав ставропольского газа (сухого), поступающего в Москву, следующий (%):

Метан (CH4) 
98,6

Этан, пропан, бутан 
0,6

Углекислый газ (CО2) 
0,1

Азот (N2) 
0,7

 
100

Теплота сгорания около 8000 ккал/нм3. Горючие газы, получа
емые из нефтегазовых месторождений, содержат большое коли чество 
тяжелых углеводородов и значительное количество азота.

Состав сызранского газа (попутного нефтяного) следующий (%):
Метан (CH4) 
31,9

Этан, пропан, бутан 
1,7

Углекислый газ (CО2) 
1,6

Азот (N2) 
31,5

 
100

На рис. 1.1 приведена схема газовой скважины с указанием ос
новных ее элементов.

6

7
8

8

9

10
10

11

5

4

2

1

3

Рис. 1.1.  Схема газовой скважины:

1 — колонна труб кондуктора;  2 — колонна обсадных труб; 

3 — межтрубное пространство, заполненное цементом; 

4 — фонтанные трубы;  5 — уплотнительный паккер; 

6 — пьедестал;  7 — крестовина;  8 — манометры; 

9 — термометры;  10 — газоносный слой;  11 — отбор газа

Колонна труб кондуктора 1 служит для предохранения от размы
вания и обрушения верхних пород в процессе сооружения скважины. 
Колонна обсадных труб 2 служит для предохранения скважины от 
обрушения, а также изолирования газоносного пласта от вышележащих пород. Для предотвращения затопления газоносного пласта 
подземными водами межтрубное пространство 3 заполняется цементным раствором. Внутри обсадных труб опускается колонна фонтанных труб 4, по которым газ из пласта выходит на поверхность. 
В кольцевое пространство между фонтанными и обсадными трубами 
заделывается уплотнительный паккер 5, предохраняющий обсадные 
трубы от проникновения в них газа. В устройство оборудования скважины входит пьедестал 6, к которому подвешены обсадные трубы и на 
котором монтируется все основное оборудование, и крестовина 7
с верхним патрубком, к которому подвешиваются фонтанные трубы 
и крепится арматура трубопроводов с измерительными приборами.

На промыслах газ, извлекаемый из отдельных скважин, собира
ется в газосборную сеть и подается на головной регуляторный пункт 
(ГРП).

Поскольку газ в недрах земли имеет высокое давление, то выход 

его на поверхность происходит под естественным (собственным) давлением. Из некоторых скважин газ выходит с давлением 100–150 атм. 
и выше.

Природный газ перед транспортированием подвергается осушке, 

очистке от посторонних примесей, улавливанию парообразных 
углеводородов. Осушка газа необходима для того, чтобы вода, содержащаяся в газе, не осложняла эксплуатацию систем газоснабжения. 
Помимо возможного замерзания воды в газопроводах и арматуре, 
влага, содержащаяся в газе, способствует кристаллическим отложениям нафталина, находящегося в газе в виде паров на стенках трубопроводов. Эти отложения уменьшают сечения труб для прохода газа. Для 
снижения образования кристаллов в трубопроводах газ насыщают 
бензолом или спиртом (этиловым, метиловым и т.п.), в результате чего 
нафталин извлекается до его поступления в газопровод. Влагу улавливают различными сепараторами, водосборниками.

Осушку газа осуществляют в сосудах, заполненных поглотителем 

влаги, например хлористым кальцием. Очистку газа от твердых частиц осуществляют в пылеотделителях, устанавливаемых у каждой 
скважины.

Природные газы не имеют ни цвета, ни запаха. Поскольку горю
чие газы взрывоопасны, ядовиты и обладают удушающими свойствами, они представляют серьезную опасность.

Для своевременного обнаружения утечек газа ему придают спе
цифический сильный запах. Обработку газа, придающую ему запах, 
называют одоризацией. Одним из одорантов, используемых для одоризации газовых топлив в газовых хозяйствах, является этилмеркаптан. 
Одорант должен обладать сильным запахом, хорошо испаряться, 
быть неядовитым, не вызывать коррозии металла, не вступать с газом 
в реакции с образованием вредных продуктов и сгорать при сжигании газа.

Одоризацию производят таким образом, чтобы резкий запах мер
каптанов ощущался задолго до приближения концентрации газа 
в воздухе к пределам взрываемости газовоздушной смеси. Так, например, для метана этот предел составляет 5%, поэтому одоризация 
должна обеспечивать обнаружение газа при «сигнальной норме» содержания метана в воздухе (1%).

1.2.  
ИСКУССТВЕННЫЕ ГАЗЫ

Искусственные газы получают при переработке твердого 

или жидкого топлива. К таким газам относятся коксовый, сланцевый 

и генераторный, используемые для газоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных объектов в чистом или смешанном 
виде.

Коксовый газ получают в специальных печах, в которых каменный 

уголь нагревается до температуры 900–1000 °С без доступа воздуха. 
При нагревании твердого топлива в бескислородной среде происходит 
разложение массы топлива с образованием твердого остатка — кокса 
и газа с теплотой сгорания, равной примерно 4350 ккал/м3. Полученный коксовый газ отсасывают из камер печи специальным вентилятором — эксгаустером. Коксовый газ является побочным продуктом 
при получении кокса, который необходим для металлургической 
промышленности. Из 1 т каменного угля можно получить 300–350 м3

коксового газа.

Сланцевый газ получают в особых печах, в которых сланец нагре
вается до температуры 1000–1100 °С без доступа воздуха. В результате разложения около 75% сланца переходит в горючий газ, в то время 
как в каменных углях переходит в газ не более 30%. Из 1 т сланца 
можно получить 300–400 м3 сланцевого газа.

Генераторный газ получают в специальных аппаратах — газоге
нераторах, в которых процесс нагревания твердого топлива (каменного угля, торфа, древесины) происходит при температуре до 900–
1100 °С. Слой топлива продувают паром или воздухом. При этом почти все топливо превращается в газ с низкой теплотой сгорания (около 
2500 ккал/нм3). Если в процессе выработки газа в генераторе применяют парокислородное дутье, то получают газ с высокой теплотой 
сгорания (около 3300 ккал/нм3).

Нефтяной газ получают в специальных аппаратах, в которых 

в процессе нагревания жидкого топлива до 500–600 °С без доступа 
воздуха происходит его разложение. Основным назначением этого 
процесса является получение моторного топлива, при этом происходит значительный выход высококалорийного газа (примерно 
10 500–11 500 ккал/нм3).

Искусственные газы перед использованием очищают от вредных 

примесей: пыли, смолы, газового бензина, бензола, сернистых и цианистых соединений, аммиака, нафталина, двуокиси углерода, водяных паров. Сложность обработки газа зависит от того, для каких 
потребителей он предназначен. Наиболее сложна обработка газа при 
использовании его для бытового снабжения. После очистки искусственные газы, так же как и природные, подвергают одоризации.

Смешанные газы представляют собой смесь из нескольких природ
ных и искусственных газов. Часто калорийность одного или нескольких газов не соответствует требуемой теплотворной способности, поэтому прибегают к их смешиванию. Например, водяной газ, имеющий 
сравнительно невысокую теплоту сгорания (около 2500 ккал/нм3), 

смешивают с незначительным количеством такого высококалорийного газа, как пропан или бутан. В результате смешивания получают газ 
с теплотой сгорания, равной примерно 4200–4500 ккал/нм3.

Процесс смешивания газов происходит на газосмесительных стан
циях, число которых определяют расчетом по количеству потребителей. Для смешивания газа применяют смесители эжекционного типа, 
работающие с помощью воздуходувок и газодувок, которые сбалансированы между собой общим приводом. Газосмесительные устройства 
оборудуют автоматическими регуляторами, которые поддерживают 
постоянные пропорции смешиваемых газов.

Для поддержания постоянного давления в газовой сети смеси
тельные станции имеют газгольдеры, запас газа которых используют 
при изменении расхода в сети, или несколько эжекционных смесителей различной производительности, автоматически включающихся в работу при изменении расхода газа.

1.3.  
СЖИЖЕННЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ГАЗЫ — СУГ

Жидким или сжиженным газом называется смесь угле
водородов, которая при нормальных условиях (20 °С и 760 мм рт. ст.) 
газообразна, а при понижении температуры или незначительном 
повышении давления превращается в жидкость. Объем смеси уменьшается более чем в 200 раз, что дает возможность транспортировать 
жидкий газ к местам потребления в легковесных сосудах. К числу 
таких углеводородов относятся: пропан C3H8 и пропилен C3H3; бутан 
C4H10 и бутилен C4H8.

Основными источниками получения жидких газов являются про
дукты переработки нефти и природный «попутный» нефтяной газ, 
который содержит в своем составе значительное количество тяжелых 
углеводородов (до 15% и более).

Получение жидкого газа из природных нефтяных газов вместе 

с газовым бензином состоит из двух стадий. В первой стадии происходит выделение тяжелых углеводородов, а во второй — разделение 
их на углеводороды, составляющие стабильный газовый бензин, 
и углеводороды, составляющие жидкие газы — пропан, бутан, изобутан. Существует три основных метода выделения тяжелых углеводородов из природного нефтяного газа.

1. Компрессионный — основанный на сжатии и охлаждении газа, 

вследствие чего происходит отделение сконденсировавшихся углеводородов.

2. Абсорбционный — основанный на свойствах жидкости погло
щать (абсорбировать) пары и газы. Этот метод заключается в том, 
что природный газ подается в специальные аппараты, где реагирует 
в абсорбентом, поглощающим тяжелые углеводороды. Углеводороды 
отделяются от абсорбентов в специальных выпарных колонках.

3. Адсорбционный — основанный на свойствах твердых тел по
глощать пары и газы. Этот метод заключается в том, что природный 
нефтяной газ пропускается через адсорбер, заполненный твердым 
поглотителем, который адсорбирует (поглощает) тяжелые углеводороды из газа.

После насыщения поглотителя тяжелыми углеводородами в ад
сорбер пускают перегретый пар, c помощью которого испаряются 
углеводороды, и смесь пара с углеводородами подается в холодильник-конденсатор, где углеводороды в жидком виде отделяются от 
воды.

От места производства (газовых заводов) до раздаточных станций 

жидкий газ обычно транспортируется в железнодорожных цистернах 
емкостью 50 м 3 или автоцистернах емкостью 3–5 м3. Жидкий газ 
в цистернах находится под давлением 16 МПа (16 атм.). Так как при 
повышении температуры он значительно расширяется в объеме, цистерны заполняются только на 85%.

Газораздаточные станции жидкого газа обычно располагают за 

городом или в малонаселенных районах города. На станции жидкий 
газ хранится в резервуарах цилиндрической формы, которые устанавливают над землей или под землей на фундаменте или на твердом 
грунте. На станции имеются цехи наполнения баллонов, где расположены компрессор или насосы и наполнительная рампа с гибкими 
шлангами для заправки баллонов; помещения для хранения порожних и наполненных баллонов (баллонный парк); помещения для 
ремонта и испытания баллонов.

Надземные цистерны, в которых хранится жидкий газ, для защи
ты от солнечного облучения окрашивают алюминиевой краской, 
подземные — покрывают изоляцией для защиты от коррозии.

Снабжение потребителей жидким газом производится тремя спо
собами: сетевым, групповым (централизованным), индивидуальным. 
При сетевом способе снабжения устраивается испарительная станция, где жидкий газ испаряется при помощи нагрева паром, горячей 
водой или электрическими нагревателями и подается в городскую 
газовую сеть в чистом виде или в смеси с воздухом.

При групповом (централизованном) способе снабжения жидким 

газом, например для крупных многоквартирных домов, во дворе 
дома устанавливают подземные цистерны емкостью 1,8–4 м3, заполненные жидким газом от автоцистерны под давлением до 1,6 МПа. 
Цистерны имеют патрубок, снабженный редуктором для понижения 
давления, с предохранительным клапаном и манометром для присоединения трубопроводов подачи газа к потребителям.

При индивидуальном снабжении потребителей жидкий газ достав
ляют в баллонах емкостью до 50 л, имеющих плотно ввернутый в отверстие горловины вентиль, закрытый стальным предохранительным 
колпаком. На баллонах, окрашенных в красный цвет, крупными бук

вами написано название газа. Снабжение газа производится по двухбаллонной и однобаллонной системам.

При двухбаллонной системе баллоны с запасом газа на 25–40 дней 

помещают в металлический шкаф, устанавливаемый на глухой стене 
дома (без окон). Шкаф должен стоять на прочной опоре, надежно 
прикрепляться к стене, иметь прорези для вентиляции и запираться. 
Монтаж индивидуальных установок сжиженного газа осуществляют 
с применением резинотканевых рукавов или водогазопроводных труб. 
Монтаж газопроводов с применением резинотканевых рукавов для 
газопроводов низкого давления (после редуктора) выполняют из одного куска длиной не более 10 м. От одного баллона может питаться 
только один прибор.

Сжигают жидкий газ в тех же бытовых приборах, в которых сжи
гаются искусственный или природный газ. Жидкий газ нетоксичен, 
но при неполном сгорании дает сильно токсичную окись углерода, 
поэтому при пользовании жидкий газом необходимо строго со блюдать 
установленные правила эксплуатации, учитывая также, что при утечке газа содержание его в воздухе в пределах 1,8–9,5% может вызвать 
взрыв.

1.4.  
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСПОРТИРОВАНИИ 
И ХРАНЕНИИ ГАЗА

1.4.1.  
Транспортирование газа

Основной способ транспортирования горючих газов — 

подача их от места получения до места потребления по трубопроводам, достигающим десятков тысяч километров.

Принципиальная схема газотранспортной системы показана на 

рис. 1.2.

Газ из скважины подступает в сепараторы, где от него отделяют
ся твердые и жидкие механические примеси. Далее по промысловым 
газопроводам газ поступает в коллекторы и в промысловые газораспределительные станции (ПГРС). Здесь газ вновь очищают в масляных пылеуловителях, осушают, одорируют, снижают давление газа 
до расчетного значения, принятого в магистральном газопроводе. 
В начальный период эксплуатации пластовое давление бывает 
достаточным. Головную компрессорную станцию строят только после 
снижения давления в пласте. Промежуточные компрессорные станции располагают примерно через 150 км. Для возможности проведения ремонтов предусматривают линейную запорную арматуру, 
которую устанавливают не реже чем через 25 км. Для надежности 
газоснабжения и возможности транспортировать большие потоки 
газа современные магистральные газопроводы выполнят в две или 
несколько ниток.

ПГРС

ПГРС

ПКС

5,5 МПа

2,5–3,5 МПа

~150 км

ПХ

ПКС

Ск

Сеп

ЛЗА

МГ

ПП

ГРС

ГРС

ПГ

ПГ

Город

Газовые промыслы

Рис. 1.2.  Принципиальная схема газотранспортной системы:

Ск — скважины;  Сеп — сепараторы;  ПГ — промысловые 

газопроводы;  ПГРС — промысловая газораспределительная 

станция;  МГ — магистральный газопровод; 

ПКС — промежуточная компрессорная станция;  

ЛЗА — линейная запорная арматура; 

ГРС — газораспределительная станция; 

ПХ — подземное хранилище газа;  ПП — промежуточный 

потребитель

Газопровод заканчивается газораспределительной станцией (или 

несколькими ГРС), которая подает газ крупному городу или промышленному узлу. Система магистрального транспортирования газа 
от промыслов до потребителей является достаточно жесткой, так как 
ее аккумулирующая способность невелика и может лишь частично 
покрыть внутрисуточную неравномерность потребления. Для покрытия сезонной неравномерности используют подземные хранилища. 
Магистральные газопроводы выполняют из стальных труб диаметром 
до 1420 мм, соединяемых сваркой. Трубы изготовляют из высококачественных углеродистых и легированных сталей. Использование 
труб больших диаметров повышает экономичность газотранспортной 
системы. Газопроводы рассчитывают на максимальное давление 
в 7,5 МПа, которое получается после компрессорной станции. 
По мере движения газа его давление уменьшается, так как потенциальная энергия расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений. Компрессорные станции большой производительности 
оборудуют турбокомпрессорами. Оптимальный диаметр газопровода и число компрессорных станции определяют технико-экономическим расчетом.