Sveuilite u Zagrebu Rudarsko-geoloko-naftni fakultet

GOSPODARENJE PLINOVIMA 1

Predavanje:

DISTRIBUCIJA PLINADoc. dr. sc. Daria Karasalihovi SedlarZagreb, 2010.

TOK PLINA OD PROIZVODNJE DO POTROAA

DISTRIBUCIJA PLINA Tehniki sustav koji preuzima plin iz transportnog sustava pomou PPMRS (primo-predajne mjerno-redukcijske stanice) ili od dobavljaa plina te dovodi plin do plinskog ureaja na siguran i ekonomian nain neovisno o vlasnikim odnosima Sustav mora osigurati svakom potroau u svako vrijeme dovoljnu koliinu plina, potrebnog tlaka, toplinske vrijednosti i adekvatnog sastava tako da plinski ureaji mogu nesmetano raditi.

DISTRIBUCIJA PLINA PLIN ZA DISTRIBUCIJU bez tekue faze, konstantnog sastava, izmjeren, bez velikog udjela inertnih plinova DISTRIBUTER Dodaje plinu ODORANT sredstvo za odorizaciju radi lakeg uoavanja nekontroliranog izlaza plina. Osigurava lokalno skladitenje plina. Mogua proizvodnja zamjenskog plina za pokrivanje vrne potronje. Vodi brigu o svim ureajima pl. sustava do izlaza plinova izgaranja na dimnjaku (bez obzira to nije vlasnik pojedinih dijelova pl. instalacija).

PLINSKA MREA Skup plinovoda razliitog tlaka (ukljuujui i kune prikljuke, RS-redukcijske stanice, zaporne organe od PPMRS do glavnog zapornog organa na objektu potroaa. OBLIK MREE - ovisi o veliini i obliku opskrbnog podruja, razini tlakova opskrbnog podruja, gustoi potroaa. Distributer odreuje izbor materijala i broj RS (temeljem pl. regulative, stanja tehnologije i vlastitog iskustva)

OBLICI PLINSKE MREE 1. 2. 3. 4. ZRAKASTA RAZGRANATA PRSTENASTA UMREENA ZAMKASTA 5. UMPREENA PRSTENASTA

SREDNJETLANA I VISOKOTLANA

Razliite razine tlakova, veliki distributivni sustavi (vie oblika mree)

Gusta urbana podruja

Odabir oblika obzirom na pouzdanost opskrbe i ekonominost izgradnje

RAZLIITI OBLICI MREE

OSNOVNE KARAKTERISTIKE OBLIKA MREE

POVEZIVANJE PLINSKE MREE

VT prstenasta mrea

VT poluprstenasta mrea

VT zrakasta mrea

REGULIRANJE TLAKA PLINA U DISTRIBUTIVNOM SUSTAVU

RAZINE TLAKOVA Osnova za ekonominost izgradnje i voenje distribucije Odnos tlak/protok utjee na promjere plinovoda Teleskopsko smanjivanje promjera cjevovoda

KREIRANJE PLINSKIH MREA

Odreivanje kapaciteta cijevnog sustava Procjena potronje plina Planovi prostornog proirenja Proguivanje potronje

OGRANIENJA PLINSKIH MREA Pogonska ogranienja prethodne mree Minimalni tlak isporuke domainstvima, komercijalnim i industrijskim potroaima Razlika tlaka dobave i predaje- varijacije i akumulacije plina-nestacionarni protok Pravo koritenja javnih povrina za plinovode i RS Fizike prepreke Pitanje sigurnosti ugradnja sigurnosnih ureaja Pouzdanost opskrbe-oblik mree Standardizirane cijevi i oprema Projektna naela

VARIJABLE UINA SUSTAVA 1. Razina radnog tlaka sustava 2. Minimalno doputeni tlak 3. Uporaba konstantnog ili daljinski upravljanog opskrbnog tlaka 4. Udaljenost izmeu toaka preuzimanja i potronje plina 5. Razina obrasca gradijenta tlaka doputeni pad tlaka 6. Brzina protjecanja plina.

VARIJABLE UINA SUSTAVA 1. Razina radnog tlaka sustava znaajno utjee na trokove izgradnje obzirom na: broj (gustoa) potroaa, prosjena potronja plina, topografija zemljita, vrsta tla, cijena radne snage, cijena i materijali cjevovoda, oprema za polaganje, zahtjevi i naela sigurnosti.

vei tlakovi doputaju vee padove tlakova odreuje se na temelju sigurnosnih, ekonomskih i pogonskih imbenika

VARIJABLE UINA SUSTAVA 2. Minimalno doputeni tlak Tlak potreban za izgaranje na plinskim troilima (18 mbar) uvean za gubitke u plinskoj instalaciji, plinomjeru, regulatoru i prikljunom vodu (4 mbar). Kod opskrbe prvenstveno industrijskih potroaa mogui tlakovi mree do 100 mbar, 1-3 bar ili 6 bar.

VARIJABLE UINA SUSTAVA3. 4. Uporaba konstantnog ili daljinski upravljanog opskrbnog tlaka Regulatori tlaka u RS dre opskrbni tlak plina konstantnim. Promjene regulacije ovisno o godinjem dobu (zimi vii tlakovi, ljeti nii) Udaljenost izmeu toaka preuzimanja i potronje Udaljenost izmeu RS i potroaa ovisi o razini opskrbnog tlaka i vrsti mree Jedna RS moe optimalno opskrbljivati podruje NM od 1-1,5 km; tlak do 3 bar- udaljenost RS 3 km; tlak 6 bar- udaljenost RS 6 km. Teleskopsko smanjivanje cjevovoda nakon RS

VARIJABLE UINA SUSTAVA 5. Gradijent tlaka doputeni pad tlaka Odnos tlaka plina na izlazu iz RS i obveznog iznosa tlaka kod potroaa odreuju max. pad tlaka. Pad tlaka se moe ravnomjerno rasporediti du plinovoda ili moe varirati prema vanosti plinovoda (glavni, razvodni, prikljuni). Glavni i napojni plinovodi-doputa se vei pad tlaka.

VARIJABLE UINA SUSTAVA 6. Brzina protjecanja plina Ograniavanje brzine radi dizanja praine tijekom protoka: Za tlakove od 100 mbar 1 bar brzine protjecanja plina od 12-20 m/s, Za vee tlakove brzine do 30 m/s, Vee ogranienje brzina kod NM od 3-8 m/s.

VARIJABLE POUZDANOSTI I SIGURNOSTI SUSTAVA Mree zatvorenih petlji-umjesto zrakastih (radijalnih) oblika Smjetaj zapornih ventila Zaporni organi omoguuju iskljuenje pojedinih dijelova mree (izmjena, servis, nezgode). Prilikom ugradnje potrebno je planirati rjeenja koja minimiziraju razna oteenja u sustavu.

Plan prikljuaka (jednostruki ili razgranati) Svaki potroa odvojeni prikljuni plinovod najkrai put od ulinog plinovoda do ulazne strane objekta. Mogunost grananja prikljunog plinovoda - Kod visoke gustoe potroaa.

Broj i smjetaj RS Izbor opreme, kapaciteta i lokacije.

PRSTENASTI (UMREENI) SUSTAV Postavlja se u sve ulice i povezuje u svim raskrijima opskrbnog sustava. NT distributivni sustav do 100 mbar. Minimiziran prekid opskrbe-vie alternativnih dovoda do prikljunog plinovoda. Visoke zgrade, ustanove (bolnice, kole, vrtii). Pogoduje dinamikom razvoju mree.

ZRAKASTI (RADIJALNI) SUSTAV Nema zatvorenih petlji, Jeftinija izvedba, Nemogunost redistribucije, Rubni dijelovi mrea, Pogodan za statiku mreu.

Najea izvedba kombinacija prstenastog i zrakastog oblika.

DISTRIBUCIJSKI SUSTAVI

Potpuno umreeni distributivni sustav

Zrakasti distributivni sustav

REKONSTRUKCIJE POSTOJEIH SUSTAVA promjena optereenja distributivnog sustava porast potreba za grijanjem, promjena toplinske vrijednosti isporuenog plina, proirenje plinskog sustava na vee udaljenosti, nova naselja, prenamjena zemljita, prikljuenje ili izlazak znaajnih industrijskih i komercijalnih potroaa, novi naini uporabe plina (kogeneracije i mikrokogeneracije).

METODE POVEANJA UINA SUSTAVA Postavljanje dodatnih opskrbnih ureaja (RS) u kljune toke sustava. Poveanje tlaka plina u RS tijekom vrne potronje. Izmjena dijela ili cijelog NT sustava u ST sustav. Primjena vieg radnog tlaka u postojeem ST ili VT sustavu. Zamjena poddimenzioniranih plinovoda koji ograniavaju poveanje protoka. Uvoenje dodatnih plinovoda paralelnih s postojeim skupa metoda. Zatvaranje petlji u zrakastom ili nepotpuno umreenom prstenastom sustavu. Izgradnja novih plinovoda veeg tlaka za opskrbu velikih potroaa.

SIMULACIJA PLINSKIH MREA Problem protjecanja plina u plinskim mreama. Simulacija oponaanje toka plina u realnom vremenu i prostoru pomou matematikog modela parcijalnih nelinearnih jednadbi. Rezultati simulacije prikaz promjene tlakova i protoka kao funkcije vremenske i prostorne koordinate, a koriste se za: Projektiranje i dimenzioniranje, Upravljako-regulirajue tehniko opremanje, Voenje procesa distribucije i transporta plina, Proraun promjene tlakova i protoka u odreenim tokama mree.

PROJEKTIRANJE PLINSKIH MREA

1. 2. 3. 4. 5.

PROJEKTIRANJE IZGRADNJA PUTANJE PLINA NAPUTANJE ODORIZACIJA

PROJEKTIRANJE PLINSKIH MREA

Nakon dimenzioniranja potrebno je prema sigurnosnim standardima projektirati mreu, izgraditi ju pod nadzorom te organizirati operativno voenje i odravanje. Sigurnosni aspekti pretpostavljaju rad mrea bez nekontroliranog izlaza plina - uzrok akcidentnih situacija.

SIGURNOSNI IMBENICI PLINSKOG SUSTAVA Klasifikacija terena, Izbor materijala u odnosu na radni tlak, Mjesto i nain polaganja plinovoda, Raspored i poloaj sigurnosne i druge armature, Procedura izgradnje i putanja u pogon, Nain spajanja, zatita od korozije, tlano ispitivanje

Procedura nadzora, ispitivanja, odravanja i upravljanja.

KLASIFIKACIJA TERENA Posebni uvjeti gradnje - tehniki uvjeti i normativi te zatitne mjere za siguran transport i zatitu ljudi, okolia i imovine te samog plinovoda i njegovih dijelova. Zatitni pojas plinovoda 200 m s lijeve i desne strane od osi plinovoda. Razredi plinovoda - objekti u prostoru i gustoa naseljenosti u zatitnom pojasu po 1 km duljine:I. II. III. IV. Razred 6 stambenih zgrada niih od 4 kata Razred 6-28 stambenih zgrada niih od 4 kata Razred - vie od 28 stambenih zgrada niih od 4 kata i drutveni objekti Razred uglavnom etverokatnice i viekatnice

POJASEVI UTJECAJA PLINOVODA

Projektiranje poloaj plinovoda u odnosu na nadzemne i ostale podzemne instalacije uz minimalne doputene sigurnosne razmake od raznih komunalnih i drugih objekata. Uz dodatnu zatitu izvoenje krianja plinovoda i ostalih instalacija.

POLAGANJE PLINOVODAPolaganje po ulinim koridorima na zelenim povrinama, pjeakim povrinama, kolnicima, parkirnim povrinama.

IZBOR MATERIJALA ZA PLINOVODE

Izbor materijala - razine tlaka, vrste plina i sadraj primjesa u plinu. VT plinovodi >10 bar elini, tvorniki izolirani izvana iznutra), obavezna katodna zatita, cijevi sa avom ili bez. Plinovodi 100 bar TRANSPORT PLINA 20 100 bar DISTRIBUCIJA PLINA 100 mbar 8 bar PRIMJENA PLINA 20 mbar 2 bar

REGULACIJSKE STANICE (RS) regulacijski ureaji za regulaciju tlakova Primopredajne mjerno-regulacijske stanice (PPMRS) Podrune regulacijske stanice (PRS) Regulacijske stanice iroke potronje (RSP) Industrijske mjerno-regulacijske stanice (IMRS) Regulacijske stanice pojedinog potroaa ili vee skupine potroaa

REGULACIJSKE STANICE Reguliraju promjenjiv ulazni tlak na konstantan, izlazni tlak potreban pojedinom dijelu sustava ili pojedinom potroau, tite plinske ureaje iza RS od nedoputenog previsokog ili preniskog tlaka (plinovodi, instalacije, troila, oprema), Osiguravaju kontinuitet opskrbe svih potroaa na pojedinom dijelu plinske mree, Odvajaju neistoe iz plina (kondenzat, praina, hra) prije protjecanja kroz osjetljive ureaje mjerenja, reguliranja i upravljanja, Predgrijavaju plin pri veoj ekspanziji, radi spreavanja stvaranja kapljica i smrzavanja, Mjere potronju plina s tonou u zakonski propisanim granicama radi obrauna potronje i naplate, Smanjuju buku pri protjecanju kod maksimalnog protoka, Mjere i registriraju pogonske podatke za ispravan rad, nadzor i upravljanje tom RS Mogunost koritenja procesnih podataka za ispravnu odorizaciju.

OPREMA REGULACIJSKIH STANICA STANDARDNA OPREMA: Zaporni organi ugrauju se u okna ispred i iza RS kao i ispred i iza pojedinih elemenata, Proistai plina iza zapornog organa na ulazu u RS, Regulatori tlaka razliitih razina tlakova, koliina i izvedbe, Sigurnosni ureaji za onemoguavanje prekoraenja razine tlakova SZV sigurnosno-zaporni ventil, ispred regulatora SOV sigurnosno-otpusni ventil, iza regulatora

Cijevi, brtve, spojevi, itd. Kontrolni i pokazni elementi.

OPREMA REGULACIJSKIH STANICA DODATNA OPREMA: Predgrijai plina za sluaj veeg raspona regulacije, Mjerni ureaj za protok plina, korekciju i registraciju koliine plina te obraun ukupne snage i energije Odvajai praine i kondenzata, obilazni vodovi, Odorizator plina za RS distribucijskog sustava, Ponekad se opremi dodaje: Priguiva buke (RS u naseljenim podrujima), Ureaj za daljinski nadzor i upravljanje pojedinim dijelovima transportnog ili distributivnog sustava Programatori rada, signalni i alarmni ureaji.

REGULATOR TLAKA PLINA

Izlazni tlak kao regulirana veliina djeluje s donje strane membrane i ini ravnoteu izmeu sile opruge s gornje strane membrane. Razlika sila dri pladanj ventila vie ili manje odmaknutim od sjedala ventila te na taj nain protjee vea ili manja koliina plina iz pu u pi.

MJERENJE POTRONJE PLINA Kvalitetno mjerenje obraun potronje plina za sve kategorije i razine potronje. Potrebno je mjeriti utjecajne veliine kako bi se dobila zavisna obraunska veliina.

Za obraun ukupne potronje energije plina:Q = izmjereni obujam faktor tlaka faktor temperature faktor stlaivosti toplinska vrijednost (MJ)

MJERENJE POTRONJE PLINA Mjerenje eksperimentalni postupak utvrivanja vrijednosti u odnosu na mjernu jedinicu. Rezultat je srednja vrijednost niza mjerenja s poznatim odstupanjem. Tonost ocjena kvalitete mjerenja koja oznaava bliskost stvarnoj vrijednosti, brojano se iskazuje pogrekom. Odstupanje pogreka mjernog rezultata od stvarne vrijednosti mjerne veliine. Pogreke doputene i nedoputene te sluajne (promjene pri mjerenju), sustavne (nesavrenost mjerenje) i grube (nepanja mjeritelja).

MJERENJE POTRONJE PLINA Potronja plina oscilatorna kategorija, vaan je odnos mjernog podruja pojedinog plinomjera (Qmax/Qmin). Stvarna izmjerena koliina plina ovisi o izmjerenim fizikalnim veliinama i dobiva se iz jednadbe stanja plina (Boyle Gay Lussac). Zakonski je propisano doputeno odstupanje tonosti plinomjera koje ovisi o izvedbi, nainu uporabe i odravanju. Protjecanje plin kroz dijelove distributivnog sustava osnova za mjerenje koliina protoka (obujamski i maseni protok).

VRSTE PLINOMJERA MEMBRANSKI PLINOMJER izravno mjeri obujam (s mijehom) domainstva, obrti, razne ustanove, manji komercijalni korisnici. PLINOMJERI S ROTIRAJUIM KLIPOVIMA izravno mjere obujam razne ustanove, komercijalni i industrijski potroai. PLINOMJERI S ROTIRAJUIM KOMORAMA izravno mjere obujam laboratorijske svrhe. TURBINSKI PLINOMJERI mjere brzinu toka vei industrijski potroai, vee ustanove, proizvodnje elektrine energije. ULTRAZVUNI PLINOMJERI mjere brzinu toka kuanstva, veliki potroai.

VRSTE PLINOMJERAPLINOMJERI S ROTIRAJUIM KLIPOVIMA

MEMBRANSKI PLINOMJER

TURBINSKI PLINOMJERI

ULTRAZVUNI PLINOMJERI

INFORMATIZACIJA SUSTAVA DISTRIBUCIJE PLINA Sustav daljinskog nadzora i upravljanja (SDNU) Usklaivanje dobavnih koliina sa razliiti troenim koliinama uz koritenje razliitih naina pokrivanja vrne potronje. Upravljanje potronjom plina prema tarifama ekonomski dispeing. SCADA daljinsko prikupljanje podataka, upravljanje i nadzor distribucije u stvarnom vremenu. Praenje parametara plina na udaljenim lokacijama i prijenos u sredinje mjesto (dispeerski centar) sa vizualnim prikazom i memorijom. OPERATOR SUSTAVA upravljanje dislociranim objektima RS i BS uz praenje razliitih parametara.

Sustav daljinskog oitavanja plinomjera (SDOP) u svrhu efikasnijeg fakturiranja, Geografski informatiki sustav (GIS) informatika obrada dokumentacije.

HVALA NA PANJI!