Druck in der Gasleitung: technische Normen + Besonderheiten der Verteilung nach Gasdruck in der Leitung

Die Nähe des Gasleitungsnetzes zu einer Ortschaft garantiert noch nicht, dass es keine Probleme beim Anschluss gibt. Die Kommunikationssysteme, die den beliebtesten Brennstoff transportieren, haben unterschiedliche Aufgaben, weshalb der Druck in der Gasleitung ebenfalls unterschiedlich ist.

Wir erklären, wie das Gastransportnetz funktioniert und unter welchem Druck der an den Verbraucher gelieferte Brennstoff in seinen linearen Segmenten steht. In unserem Artikel werden die Prinzipien der Organisation von Gasversorgungssystemen auf verschiedenen Ebenen detailliert dargestellt. Die Mechanismen der Gasabschaltung werden erläutert.

Erdgasversorgung

Die mit einer natürlichen Mischung gasförmiger Kohlenwasserstoffe betriebenen Haushalts- und Industrieanlagen sind jedem wohlbekannt. In Wohnhäusern sind Heizkessel, Gasherde und Durchlauferhitzer installiert.

Viele Unternehmen verfügen über Kesselanlagen und umzäunte „Häuschen“ der GRA (Gasregelungsanlage). Auf den Straßen befinden sich Gasverteilerstationen, die durch ihre gelbe Farbe und die leuchtend rote Aufschrift „Gas. Feuergefährlich“ auffallen.

Jeder weiß – Gas kommt durch Rohre. Aber wie gelangt es in diese Rohre? Der Weg, den das Erdgas bis zu jeder Wohnung, jedem Haus zurücklegt, ist wahrhaftig gewaltig. Vom Förderort bis zu den Endverbrauchern folgt der Brennstoff verzweigten, abgedichteten Kanälen, die sich über Tausende von Kilometern erstrecken.

Unmittelbar nach der Förderung an der Lagerstätte wird das Gasgemisch von Verunreinigungen gereinigt und für den Transport vorbereitet. Das von Verdichterstationen auf hohe Drücke verdichtete Erdgas wird über die Hauptleitung zur Gasverteilerstation geleitet.

Ihre Anlagen senken den Druck und odorieren das Gasgemisch mit Methan, Ethan und Pentanthiolen, Ethylmercaptan und ähnlichen Substanzen, um ihm einen Geruch zu verleihen (in reiner Form hat Erdgas keinen Geruch). Nach einer zusätzlichen Reinigung wird das gasförmige Brennstoff in die Gasleitungen der Ortschaften geleitet.

Gasverbrauchende Geräte benötigen die Zufuhr von Brenngas unter einem bestimmten Druck. Die Gasregelanlage regelt (normalerweise senkt) den Netzdruck des Gases vor der Einspeisung in die Hausnetze bei einem maximalen Gasdurchsatz von bis zu 30.000 Kubikmetern pro Stunde.

Anschließend gelangt das Erdgas zu den Gasverteilpunkten innerhalb der Stadtviertel. Bevor es in das Gasleitungsnetz des Viertels eingespeist wird, wird der Druck des transportierten Gases auf das erforderliche Minimum reduziert. Schließlich gelangt das Gas in das hausinterne Gasversorgungsnetz – zum Gasherd, Durchlauferhitzer oder Standkessel.

Jede Gasverarbeitungsanlage ist mit einem speziellen Brenner ausgestattet, der vor der Verbrennung das Hauptbrennstoff mit Luft vermischt. In reinem Zustand (d. h. ohne Sauerstoffzufuhr) ist die Brennbarkeit von Erdgas gleich null.

Die Gasregelstationen werden an Abzweigen von den Hauptgasleitungen eingesetzt. Sie senken den Druck und steuern die Gaszufuhr in lokale Netze der Verbraucher (maximal 500.000 Kubikmeter pro Stunde).

Zusammensetzung des Gasversorgungssystems

Der Gastransportkomplex besteht aus Rohrleitungen und Bauwerken sowie technischen Einrichtungen, die die Lieferung und Verteilung des Gases an die Verbraucher übernehmen. Die Intensität der Gaszufuhr wird durch den Bedarf der Endnutzer bestimmt – Industrie- und Kommunalunternehmen, private Haushalte.

Das Gasversorgungsnetz besteht aus:

• Rohrleitungen mit hohem, mittlerem und niedrigem Druck;
• Gasregelgeräten – Stationen (GRS), Punkten (GRP), Anlagen (GRU);
• Automatiksteuerungen und Überwachungssysteme;
• einer Dispatcher- und Betriebsdienststelle.

Unter hohem Druck transportiert die Hauptgasleitung das Erdgas zu den Verteilungsstationen, die den Druck mit Hilfe von Ventilen automatischer Regler auf das erforderliche Niveau absenken.

Weiterhin leiten die Gasnetze den Brennstoff zu den Verbrauchern. Die Gasdruckregelstationen (GRS) halten die Druckwerte automatisch im vorgegebenen Bereich.

Wie ist das Gasversorgungssystem organisiert?

Seine Hierarchie wird durch die Klassen der Elemente des Gastransportnetzes bestimmt, die mit dem Druck des transportierten Erdgases zusammenhängen.

Die Verlegung von Gasleitungen im Stadtgebiet erfordert ausreichend Platz um die Rohre als Sicherheitszone. Dies gilt umso mehr, wenn es sich um eine Gasleitung mit großem Querschnitt und einem Betriebsdruck von über 0,6 MPa handelt.

Prinzipien des Aufbaus des Gasleitungsnetzes

Zu den Gasleitungen der ersten Stufe gehören Gasleitungen, in denen der Druck des Erdgases hoch oder mittel ist. Um Stichleitungen zu vermeiden, werden die Gasleitungen redundant ausgelegt – durch Doppelung einzelner Segmente oder durch Ringleitungen. Die Errichtung eines Stichleitungsnetzes ist nur in kleinen Gemeinden zulässig.

Das unter hohem Druck stehende Erdgas durchläuft mehrere aufeinanderfolgende Stufen, in denen sein Druck verringert wird. Der Druckabbau in den Gasregelstellen erfolgt sprunghaft, am Ausgang ist der Druck konstant. Innerhalb der Stadtgrenzen bilden die Gasleitungen mit mittlerem und hohem Druck ein hydraulisch verbundenes Gesamtnetz.

Mit solchen Schildern werden die Lage unterirdischer Gasleitungen und die Grenzen der Schutzzone markiert. Auf diesem Schild sind die Stationierungsnummer (nicht vorhanden), die Kategorie der Gasleitung (II), der Rohrdurchmesser (800 mm), der Umfang der Schutzzone (2 m nach links und rechts, 1 m nach vorne) sowie die Kontakttelefonnummer (T.051) angegeben.

Die Anwendung von Gasregelstationen (GRP) ermöglicht es, die Verbraucher mit Gas unterschiedlichen Drucks zu versorgen, selbst wenn sie in derselben Straße liegen – Gasleitungen mit unterschiedlichen Drücken werden parallel verlegt.

Gasleitungen der zweiten Ebene versorgen die meisten Verbraucher mit Gas unter niedrigem Druck. Solche Netze werden als Mischsysteme ausgeführt, mit überwiegend Stichleitungen. Nur die Hauptleitungen werden ringförmig verbunden.

Eine Gasleitung unter niedrigem Druck darf keine großen technischen (Autobahnen, Bahnstrecken) oder natürlichen Hindernisse (Seen, Flüsse, Schluchten) überqueren. Die Installation solcher Leitungen in Industriegebieten ist nicht zulässig.

Zu den Gasverbrauchern in privaten Haushalten gelangt das Gas über Niederdruckleitungen. Die Druckparameter am Geräteeintritt müssen den im technischen Datenblatt angegebenen Werten entsprechen.

Gasnetze, die Brennstoff unter niedrigem Druck liefern, können kein hydraulisch verbundenes System einer größeren Siedlung bilden. Sie werden ausschließlich als lokale Komplexe ausgelegt, die von mehreren Gasregelstationen (GRP) gespeist werden.

Sie sind ihrerseits an die Mitteldrucknetze angeschlossen, die wiederum analog an die Hochdruckleitungen angeschlossen sind. Die dritte Ebene der Gasleitungsnetze wird auf Verbraucherseite eingesetzt – in Betriebsgeländen sowie in Wohn- und öffentlichen Gebäuden.

Der Druckbedarf für solche Netze ergibt sich aus ihrem Verwendungszweck und den Betriebseigenschaften der Gasverbrauchsgeräte (Anlagen). Eine Reservehaltung (teilweise Redundanz) wird bei Gasleitungen der dritten Ebene in der Regel nicht vorgenommen.

Typen und Kategorien von Gasleitungen

Die Einteilung der Gasversorgungsleitungen nach Typen ist im SNiP 42-01-2002 festgelegt. Hauptgasleitungen mit hohem Druck entsprechen einem Typ, der in zwei Kategorien unterteilt ist.

Gasleitungen der ersten Kategorie werden ausschließlich für industrielle Verbraucher verlegt, die erhebliche Mengen an gasförmigem Brennstoff unter konstant hohem Druck (0,6 – 1,2 MPa) verbrauchen.

Zum Beispiel sind dies Stahlwerke. Der Anschluss jedes Industriekunden an eine Gasleitung der ersten Kategorie erfordert die Erstellung eines speziellen Gasversorgungsprojekts.

Moderne Standards für die Installation von Gasnetzen erlauben deren Aufbau mit PVC-Rohren mit “gelber” Kennzeichnung. Jedoch müssen Rohre von Gasleitungen durch jegliche Hindernisse nur in einem stählernen Schutzmantel verlegt werden.

Erdgasleitungen der zweiten Kategorie werden für andere Industrieanlagen errichtet, die eine Gasversorgung unter hohem Druck benötigen, jedoch mit geringerem Druck (0,3-0,6 MPa) als Verbraucher der ersten Kategorie. Dieselben Gasleitungen versorgen Heizwerke, die Industriegebäude beheizen, mit Brennstoff.

Rohrleitungen, die Gas mit mittlerem Druck (0,005-0,3 MPa) liefern, werden zu Heizwerken geführt, die Wohn- und Verwaltungsgebäude beheizen. Sie werden auch zur Versorgung öffentlicher Gebäude verwendet, die einen erhöhten Brennstoffbedarf haben.

Gasleitungen mit niedrigem Druck (bis 0,005 MPa) erstrecken sich zu den Haushaltskunden. Alle Haushaltsgeräte sind auf diese Gasversorgungseigenschaften ausgelegt.

Andernfalls ist es unmöglich, maximale Sicherheit in den Gasleitungen von Wohngebäuden zu erreichen, ohne die Druckparameter maximal zu reduzieren. Die Organisation der Gasversorgung von Wohnhäusern über Mitteldruckleitungen und höher ist strikt verboten.

Mehrstufigkeit des Gasversorgungssystems

Die Notwendigkeit, mehrere Stufen in einem lokalen Erdgasversorgungssystem zu schaffen, ist unter anderem auf das Vorhandensein von Verbrauchern zurückzuführen, die gasförmigen Brennstoff unter verschiedenen Drücken benötigen.

Abstufung der Gasleitungen nach Stufen

Nach der Anzahl der Druckstufen werden folgende Gasversorgungssysteme unterschieden:

• Zweistufig. Gebildet aus Netzen mit niedrigem und mittlerem Druck oder mit niedrigem und hohem Druck;
• Dreistufig. Bestehen aus Leitungen mit hohem, mittlerem und niedrigem Druck;
• Stufenförmig. Sie werden durch Gasleitungen mit Drücken aller Stufen gebildet.

Der Wechsel von Hoch- und Mitteldruckleitungen ist aufgrund der erheblichen Länge der Netzpipelines und der mehreren Transportrichtungen erforderlich. In Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte wird die Verlegung von Gasleitungen, die gasförmigen Brennstoff unter hohem Druck transportieren, nicht empfohlen.

Die wichtigsten Gasleitungen der Stadt sind unterirdisch verlegt. Andernfalls wären schwere Unfälle in den Gasnetzen aufgrund von Fahrfehlern nicht zu vermeiden.

Ein weiterer häufiger Grund ist, dass in Altbaugebieten die städtischen Straßen nicht breit genug sind, um darunter Gasversorgungsleitungen mit hohem Druck zu verlegen. Denn je höher der Druck des durch die Rohrleitung strömenden Gases ist, desto größer muss der Abstand zwischen den Leitungen und benachbarten Gebäuden sein.

Der Bedarf an einer abgestuften Gasversorgung ergibt sich auch aus den technischen Anforderungen an den Anschluss und die Montage von Gasregelanlagen, die an Gebäuden installiert werden.

Typen städtischer Netze nach Zweck

Die Gebiete der Stadtbezirke werden mit dem am weitesten verzweigten Netz von Gasversorgungsleitungen ausgestattet.

Der städtische Komplex der Erdgasversorgung umfasst folgende Arten von Gasleitungen:

• Verteilungsleitungen, die Gas unter unterschiedlichem (tatsächlich erforderlichem) Druck führen. Sie gewährleisten den Transport im versorgten Gebiet;
• Abzweigungen für Anschlussnehmer, die von den Verteilungshauptleitungen aus einzelne Abnehmer mit Gas versorgen;
• Hausinterne und betriebsinterne Leitungen.

Das für die Stadt entworfene Schema der Gasverteilungskommunikation, die Gas unter mittlerem und hohem Druck leitet, bildet ein gemeinsames Netz. Über die Besonderheiten der Entwicklung eines Projekts zur Gasversorgung eines Einfamilienhauses informiert der von uns vorgeschlagene Artikel.

Ein Gasregelschrank wird in Endverbrauchernetzen mit einer Leistung von nicht mehr als 1800 Kubikmetern pro Stunde eingesetzt. Er kann den Druck auf bis zu 2 kPa reduzieren.

D.h., kommunale Verbraucher, Heizwerke und Industrieanlagen werden über das gemeinsame Gasverteilungsnetz mit Erdgas versorgt. Der Bau separater Hauptleitungen für kommunal-häusliche oder industrielle Verbraucher ist aus wirtschaftlicher Sicht nicht rentabel.

Bei der Auswahl von Planungslösungen für die städtische Gasversorgung werden die Stadtplanung und -größe, die Bevölkerungs- und Bebauungsdichte, die Bedürfnisse von Kraftwerken und Industrieanlagen berücksichtigt. Ebenso werden die Perspektiven der zukünftigen Stadtentwicklung sowie das Vorhandensein großer Hindernisse (künstlicher, natürlicher) für die Verlegung von Gasleitungen in die Berechnung einbezogen.

Besonderheiten der städtischen Gasversorgungsplanung

Innerhalb der Stadtgrenzen muss ein ideales Erdgasversorgungssystem wirtschaftlich, betriebssicher und zuverlässig sowie bequem und einfach in der Handhabung sein.

Mit solchen Kugelschiebern werden Gasnetze für Großverbraucher und mehrstufige Systeme ausgestattet. Diese Absperrarmaturen
werden an der Gasleitung bei deren Austritt aus der Gasregelstation installiert und ermöglichen das Umschalten der Gasversorgungskreisläufe des Systems.

Das Gasversorgungsrohrnetz muss eine störungsfreie Abschaltung einzelner Segmente zu Reparaturzwecken ermöglichen. Eine zwingende Voraussetzung ist die vollständige Gleichartigkeit der Knotenpunkte, Ausrüstungen und Anlagen innerhalb eines Systems.

In der schematischen Darstellung werden die städtischen Gasleitungen hintereinander gezeigt. Allerdings ist entlang der Straßen die Verlegung paralleler Gasleitungen zulässig, sofern in ihnen unterschiedlicher Druck herrscht.

Eine solche Planung ist wirtschaftlich effizient, da sie den Rohrverbrauch reduziert:

• Gasleitungen mit Niederdruck werden von mehreren Gasregelpunkten versorgt;
• Zu den zentralen Gasregelpunkten wird Methan über parallel verlegte Gasleitungen mit mittlerem oder hohem Druck geliefert.

Ähnliche Verlegungsschemata werden für die Versorgung von Heizwerken und Betrieben innerhalb von Wohngebieten verwendet.

Die Struktur der städtischen Bebauung erfordert den Aufbau eines Niederdrucknetzes in Form von zwei nicht miteinander verbundenen Zonen. Zur Reservebildung auf der Niederdruckstufe werden die Gasregelpunkte jeder der beiden Zonen an Rohrleitungen mit großem Durchmesser angeschlossen, die Gas unter niedrigem Druck führen.

In Städten mit kleiner und mittlerer Fläche wird ein zweistufiges Gasleitungssystem verwendet, das Leitungen mit Niederdruck und Hochdruck (nicht mehr als 0,6 MPa) kombiniert.

Wenn die Verlegung von Gasleitungen im Stadtzentrum für den Transport von Gasgemischen mit hohem Druck nicht möglich ist, werden ihre projektbezogenen Kapazitäten auf die Netze mit hohem Druck (verlegt in der Peripherie) und mittlerem Druck (errichtet im zentralen Bereich) aufgeteilt.

Daraus ergibt sich ein dreistufiges Erdgasversorgungssystem, das mit Verteilungsgasleitungen mit einem Durchmesser von 50-400 mm ausgestattet ist.

Vor dem Bau eines separaten Gastransportzweigs und vor dem Anschluss an eine bestehende Gasleitung wird die Planung des geplanten Systemabschnitts durchgeführt, eine hydraulische Berechnung vorgenommen, die es ermöglicht, Gasrohre und Armaturen für die Netzausstattung auszuwählen.

Mechanismen zur Abschaltung der Erdgaszufuhr

Die Durchführung von Reparaturen erfordert die regelmäßige Abschaltung bestimmter Abschnitte der städtischen Gasleitungen, die unter Hoch- und Mitteldruck stehen, sowie bestimmter Netze unter Niederdruck.

Daher werden Gasleitungssysteme von Netz-, öffentlichen und Wohngebäudeleitungen sowie von Industrieanlagen oder mehreren Gebäuden mit Absperrvorrichtungen – Absperrschieber (auch Kugelhähne genannt) – ausgestattet.

Die fachgerechte Montage des Kommunikationssystems wird mit der Druckprüfung der Gasleitung abgeschlossen, die es ermöglicht, Problemstellen zu identifizieren. Diese treten meist an den Stellen auf, an denen sich Absperrvorrichtungen befinden.

Diese Schieber, die im Freien in einem Schutzschrank oder ohne diesen installiert werden, werden verwendet, wenn eine vollständige Trennung des Haushalts vom Gasversorgungsnetz erforderlich ist.

Die Montage der Schieber erfolgt:

• an den Gasleitungen in der Gasdruckregelstation (ausgehend und eingehend);
• an den Abzweigungen der Hauptgasleitungen, die zu den Wohngebieten und Stadtteilen führen;
• vor einem großen Hindernis, das von der Rohrleitung überquert wird (Gewässer, Straßen- und Bahntrassen).

An den Außengasleitungen werden die Schieber in Schächten eingelassen installiert. Zusammen mit ihnen werden Linsenkompensatoren montiert, die zur Erfassung von Spannungen (Montage-, Temperatur-) entlang der Rohrleitung sowie zur Erleichterung des Ein- und Ausbaus der Absperrarmaturen dienen.

Schächte dürfen in einem Abstand von mehr als 2 m zum nächsten Gebäude oder Zaun angelegt werden.

Die Absperrarmaturen an den Gaseinlässen in Gebäuden werden an der Wand angebracht. Gashähne, deren Austausch im folgenden Artikel erläutert wird, werden mit einem Meter Abstand zu den nächsten Öffnungen platziert.

Unabhängig vom Druckniveau, der Verzweigung und der Länge der das Gasgemisch führenden Rohrleitung sollte die Anzahl der Absperrvorrichtungen so gering wie nötig sein, wobei jeder Standort begründet werden muss.

Eine für Eigentümer wichtige Frage – der Preis für den Anschluss an das Erdgasnetz, dessen Ermittlungsdetails hier aufgeführt sind. Wir empfehlen, sich mit dem nützlichen Material vertraut zu machen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Wie die Gasversorgung eines Mehrfamilienhauses erfolgt:

Video #2. Wie eine Kugelabsperrarmatur für Gasleitungen aufgebaut ist und hergestellt wird:

Das Gassystem gewährleistet eine einwandfreie Versorgung mit Erdgas nur unter der Bedingung seiner Ausgeglichenheit. Alle Arbeiten an Gastransportanlagen dürfen ausschließlich von Mitarbeitern der Gasversorgungsunternehmen durchgeführt werden. Fremde Eingriffe in den Betrieb des Gasnetzes sind unzulässig und äußerst gefährlich – denken Sie daran!

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