BIM. Инжиниринг объектов
капитального строительства

Информационно-справочная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения производственного цеха (с редуцированием газа).

22 сентября 2020

Интерактивная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения промышленного объекта с крупным потребителем (редуцированием газа непосредственно в производственном цехе). Основные элементы системы снабжены подробными техническими аннотациями

Автор: Поляков В.В.
«ВВП Инжиниринг»

Соавторы:
Ибрагимов Е.Т., Кузьмин В.С.
«ВВП Инжиниринг»


Информационно-справочная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения производственного цеха (с редуцированием газа)

# ГСВ
# Газоснабжение внутреннее
# Редуцирование газа
# Система газоснабжения производства
# Продувки
# Термозапорный клапан
# Электромагнитный клапан
# Горелки
# Газовые рампы
# Газовые счетчики

Справка по управлению 3D-моделью

Цифровая модель выполнена в соответствии с чертежами действующей системы внутреннего газоснабжения производственного цеха, запроектированной нами. Оборудование выполнено в соответствии с конструкторскими чертежами.

В модели демонстрируется система внутреннего газоснабжения производственного цеха с крупными потребителями газа (горелками), что потребовало установки пункта редуцирования газа непосредственно перед горелками.

Общие данные

Система внутреннего газоснабжения обеспечивает надежную и безопасную подачу топлива к газоиспользующему оборудованию (промышленным горелкам).

Газоиспользующий объект идентифицируется как опасный производственный объект (согласно критериям 116-ФЗ и подзаконными актами).

Требования к газоснабжению внутреннему (далее - ГСВ) формулируются многочисленной нормативно-технической документацией в актуальной редакции (далее - НТД).

Статья о системе внутреннего газоснабжения производственной котельной

При проработке системы газоснабжения производственного цеха решаются все стандартные вопросы (присущие котельным), но есть особенности:

  1. Скученность оборудования, что накладывает дополнительные ограничения на трассировку газопроводов и систему опорных конструкций.

  2. Вероятность доступа к системе газоснабжения неаттестованного персонала.

  3. Выполнение системы контроля загазованности с учетом принципа рациональности (требуется обосновать ограниченность зоны защиты).

  4. Индивидуальный состав газовой рампы, выполняющий требования конкретного газоиспользующего оборудования.

Игнорирование деталей при проектировании и монтаже системы ГСВ неизбежно приведет к ущербу, в сотни раз превышающему затраты на профессиональный инжиниринг.

Состав системы

Состав системы внутреннего газоснабжения производственного цеха с редуцированием газа:

  1. Узел ввода (футляры, КТЗ, ЭМК, запорная арматура).

  2. ГРУ.

  3. Основной газопровод и газовый коллектор.

  4. Газопроводы-опуски к газоиспользующему оборудованию.

  5. Опорные конструкции.

Газовые рампы в настоящей модели не рассматриваются.

Наглядным материалом настоящей статьи традиционно является интерактивная (свободно управляемая) 3D-модель системы ГСВ.

Целевая аудитория статьи:

  • небезразличные руководители;

  • думающие инженеры;

  • любознательные студенты.

Данная 3D-модель имеет свободный доступ через браузер.

1. Газоиспользующее оборудование

Газоиспользующее оборудование
Газоиспользующее оборудование
Назначение

Тип газоиспользующего оборудования производственного цеха зависит от конкретной технологии.

В настоящей модели условно показаны газовые воздухонагреватели.

2. Наружный газопровод 1Г2

Наружный газопровод 1Г2
Наружный газопровод 1Г2 (перед вводом в здание)
Назначение

Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 1Г2 – это наружный участок газопровода Г2 от спуска с кровли до ввода в помещение ГРУ.

Давление газа в газопроводе ~0,3 МПа (3 бари).

Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 1Г2 обеспечивает возможность ручного отключения подачи газа в здание. Выполняется запорной арматурой (шаровым краном) и поворотной заглушкой.

Оперирование запорной арматурой выполняется с эксплуатируемой кровли примыкающего здания. Высота расположения арматуры не превышает 1,8м.

3. Запорная арматура перед вводом в помещение

Запорная арматура перед вводом в помещение
Запорная арматура перед вводом в помещение
Назначение

Запорная арматура (отключающее устройство) обеспечивает возможность ручного отключения подачи газа в помещение.

К установке отключающего устройства имеется целый ряд требований НДТ.

В частности, высота установки должна обеспечить удобное и безопасное обслуживание. Обычно принимается высота не более 1,8 м от уровня поверхности.

Регламентируется расстояние от запорной арматуры до окон и дверей.

Следует защитить арматуру от несанкционированного доступа посторонних лиц.

4. Внутренний газопровод 2Г2

Внутренний газопровод 2Г2
Внутренний газопровод 2Г2 (до ГРУ)
Назначение

Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 2Г2 – это внутренний участок после ввода в здание до ГРУ.

Давление газа в газопроводе ~0,3 МПа (3 бари).

Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 2Г2 решает следующие задачи:

  • Футляр - безопасный ввод газопровода в здание с защитой от механических повреждений.

  • Термозапорный клапан - механическое (не зависящее от человека или автоматики) прекращение подачи газа при пожаре.

  • Запорная арматура - ручное перекрытие подачи газа к ГРУ (в случае ремонта / аварии).

  • Электромагнитный клапан - автоматическое прекращение подачи газа к ГРУ (по любому из предусмотренных случаев – сигналам пожара, загазованности, аварии, пропадании питания, проникновению в помещение и т.п.).

  • Датчики - данные о давлении и температуре газа для автоматики безопасности (э/м клапан) и SCADA.

  • Показывающие приборы – инструмент контроля работы системы ГСВ для эксплуатирующего персонала.

Газопровод заземляется в соответствии с требованиями НТД.

5. Футляр для прокладки газопровода через стену

Футляр для прокладки газопровода через стену
Футляр для прокладки газопровода через стену
Назначение

Футляр обеспечивает защиту газопровода от механических повреждений при проходе газопровода через стену.

Футляр представляет собой металлическую трубу увеличенного сечения. Изготавливается по типовым проектам серии 5.905-25.05.

Между газопроводом и футляром должен обеспечиваться кольцевой зазор не менее 10 мм, а для газопроводов условным диаметром до 32 мм - не менее 5 мм.

Пространство между газопроводом и футляром по всей длине заделывается просмоленной паклей, резиновыми втулками или другими эластичными материалами.

Пространство между стеной и футляром следует тщательно заделывать цементным или бетонным раствором на всю толщину пересекаемой конструкции.

6. Клапан термозапорный

Клапан термозапорный
Клапан термозапорный (КТЗ)
Назначение

КТЗ механически обеспечивает прекращение подачи топлива в здание при пожаре внутри помещения газоиспользующего оборудования.

Место установки: питающий газопровод непосредственно после ввода в здание.

Принцип работы: при нагревании КТЗ выше установленной температуры расплавляется вставка из легкоплавкого материала (тепловой замок) и подпружиненный запорный элемент перекрывает поступление газа.

КТЗ должен соответствовать ГОСТ Р 52316-2005.

7. Запорная арматура

Запорная арматура
Запорная арматура (шаровой кран)
Назначение

Шаровой кран обеспечивает возможность ручного перекрытия газопровода при проведении регламентных работ или в аварийной ситуации.

В зависимости от диаметра газопровода используются фланцевые или муфтовые шаровые краны.

Используется арматура проверенных производителей, обеспечивающая герметичность затвора класса А, целевой ресурс и срок эксплуатации, минимальное гидравлическое сопротивление.

Усилие при ручном управлении не должно превышать допустимых значений.

На арматуре должен быть указатель направления движения потока рабочей среды, а также указатели положений «ОТКРЫТО» и «ЗАКРЫТО».

8. Клапан электромагнитный

Клапан электромагнитный
Клапан электромагнитный
Назначение

Клапан предназначен для аварийного дистанционного отключения подачи топлива в предусмотренных законодательством и технологами случаях. И последующего включения газопровода при ликвидации аварийной ситуации.

В частности, клапан срабатывает при отклонении от целевого диапазона давления газа, превышении уровня загазованности в помещении, при сигнале «Пожар», при пропадании электроснабжения, по сигналу от автоматики оборудования (неисправности цепей защиты).

Клапан имеет множество модификаций, при заполнении опросного листа указывается около 15 параметров.

9. Датчики

Датчики
Датчики давления и температуры
Назначение

Датчики автоматически собирают и передают на удаленное устройство информации о параметрах газа (давление, температура).

Датчики обеспечивают данными:

  • Исполнительные механизмы автоматики безопасности.

  • Корректоры газа (приведение объема газа к единицам, которые фигурируют в счетах поставщика газа).

  • Систему диспетчеризации (SCADA) объекта.

10. Показывающие приборы

Показывающие приборы
Показывающие приборы
Назначение

Показывающие приборы обеспечивают персонал данными для ручного контроля системы газоснабжения. Наиболее распространены следующие приборы:

  • Манометр (давление газа).

  • Термометр (температура газа).

Имеется ряд требований к показывающим приборам.

Например, шкала манометра должна обеспечить расположение рабочего давления во второй трети шкалы.

Класс точности прибора зависит от параметров измеряемой среды.

Показания прибора должны быть отчетливо видны, что влияет на место установки и диаметр корпуса прибора. Также на прибор крепится красная черта, соответствующая разрешенному значению (давлению, температуре).

Нужно обеспечить возможность периодической проверки прибора (например, между газопроводом и прибором устанавливают трехходовой кран).

11. Газорегуляторная установка (ГРУ)

Газорегуляторная установка (ГРУ)
Газорегуляторная установка (ГРУ)
Назначение

Комплекс оборудования, арматуры и устройств, обеспечивающий редуцирование (понижение давления) газа до заданного значения и поддержания его на постоянном уровне. Обычно располагается на раме, приходит с завода-изготовителя в предсобранном состоянии.

При заполнении опросного листа на ГРУ указывается данные о количестве регуляторов, диапазонам входного и выходного давления, наличию байпаса, ориентации газопроводов, дополнительному оснащению (учет, сигнализация, питание и т.п.) и прочее.

В примере представлена ГРУ специального исполнения – с укороченной базой, чтобы обеспечить нормативное расстояние от газопроводов до двери.

12. Импульсный трубопровод

Импульсный трубопровод
Импульсный трубопровод (импульсная трубка)
Назначение Является элементом обратной связи регулятора давления.

13. Внутренний газопровод 3Г2

Внутренний газопровод 3Г2
Питающий газопровод 3Г2 (после ГРУ)
Назначение

Г2 – газопровод среднего давления (согласно НТД). 3Г2 – это внутренние участки газопровода Г2 от ГРУ до газоиспользующего оборудования.

Газопровод 3Г2 выполняет функции газового коллектора. Предназначен для подключения газоиспользующего оборудования к питающему газопроводу и сглаживания перепадов давления в различных режимах работы газоиспользующего оборудования.

Давление газа в газопроводе ~0,03 МПа (0,3 бари).

Комплекс оборудования и устройств на газопроводе 3Г2 решает следующие задачи:

  • Надежную подачу топлива к газоиспользующему оборудованию.

  • Измерение расхода газа. Обеспечивается газовыми счетчиками. Счетчики передают данные на газовые корректоры.

  • Ручное отключение отдельного потребителя. Обеспечивается запорной арматурой.

  • Регулирование и безопасность газоснабжения каждой газоиспользующей установки. Обеспечивается газовой рампой.

  • Измерение и контроль параметров газа. Обеспечивается датчиками и показывающими приборами.

14. Газовые счетчики

Газовые счетчики
Газовые счетчики (расходомеры)
Назначение

Задача счетчика – определение расхода газа в единицу времени при рабочем давлении.

При выборе счетчиков нужно:

  • Выбрать расходомер с оптимальным принципом работы (вихревой, турбинный, ротаметрический и т.п.). для условий конкретного объекта.

  • Учесть требования (прямые участки, расстояния до арматуры, поворотов, датчиков) к размещению расходомера и выбрать оптимальное решение.

  • Подобрать счетчики нескольких производителей по специальной методике на основе данных о рабочем давлении, минимальном и максимальном расходе газа в Нм3/ч.

  • Определиться с дополнительной комплектацией (фильтр, комплект прямых участков и т.д.).

  • Подобрать газовые корректоры с комплектом датчиков (давления и температуры), что позволит получить расход газа при нормальных условиях (в Нм3/ч), то есть в единицах, в которых происходит расчет с газоснабжающей организацией.

  • Разместить газовые корректоры (в поле или в специальный щиток).

15. Газовые рампы

Газовые рампы
Газовые рампы (линейки)
Назначение

Газовые рампы – это комплектные устройства, выполняющие несколько важных задач:

  • Безопасность (герметичное отключение подачи топлива).

  • Регулирование давления газа (редуцирование и поддержание стабильного уровня давления).

  • Защита оборудования от механических частиц в газе.

Компоненты газовой рампы (состав различается в зависимости от задачи):

  • регулятор давления;

  • двойной электромагнитный (рабочий) клапан;

  • предохранительный запорный клапан;

  • блок контроля герметичности;

  • газовый фильтр;

  • реле минимального и максимального давления;

  • манометры или штуцеры для замера давления;

  • дроссельное устройство.

16. Продувочный газопровод Г5

Продувочный газопровод Г5
Продувочный газопровод Г5
Назначение

Газопровод Г5 обеспечивает вытеснение газа или воздуха из газопроводов и технических устройств.

Продувочный газопровод должен иметь минимальное противодавление. Структура продувочных газопроводов определяется требованиями НТД.

Продувочные газопроводы оканчиваются продувочной свечей с оголовком, которая выводится на высоту не менее 1,0 м над уровнем карниза / парапета здания.

Размещение продувочного газопровода должно исключить возможность попадания газовоздушной смеси в здание. В частности, это означает удаление оголовка газопровода Г5 от точек забора воздуха приточной вентиляцией.

17. Трубопровод безопасности Г6

Трубопровод безопасности Г6
Трубопровод безопасности (сбросной) Г6
Назначение

Газопровод Г6 обеспечивает аварийный сброс газа от ПСК (предохранительных сбросных клапанов).

Сбросной газопровод должен иметь минимальное противодавление. Структура продувочных газопроводов определяется требованиями НТД.

Продувочные газопроводы оканчиваются продувочной свечей с оголовком, которая выводится на высоту не менее 1,0 м над уровнем карниза / парапета здания.

Размещение продувочного газопровода должно исключить возможность попадания газовоздушной смеси в здание. В частности, это означает удаление оголовка газопровода Г6 от точек забора воздуха приточной вентиляцией.

18. Оголовок свечи

Оголовок свечи
Оголовок (насадка) свечи
Назначение

Устройство, исключающее попадание атмосферных осадков в продувочные и сбросные газопроводы, а также обеспечивающее безопасное рассеивание сбрасываемого газа.

Может изготавливаться в соответствии с типовым проектом 5.905-11 (насадка для свечи). Или по ТУ 1469-020-96950580-2011.

При выборе оголовка необходимо указать диаметр, марку стали, способ присоединения, климатическое исполнение.

19. Опорные конструкции. Крепление к ж/б колонне

Опорные конструкции
Опорные конструкции. Крепление к железобетонной колонне
Назначение

Опоры с креплением к ж/б колоннам обеспечивают достаточную несущую способность без существенных ограничений для эксплуатации.

Примеры ограничений:

  • подходящий металлокаркас отсутствует;

  • сэндвич-панели не имеют достаточной несущей способности;

  • фермы перекрываются трассой мостового крана;

  • опора на пол ограничивает эксплуатационную доступность.

В примере видно, что к ж/б колонне крепятся конструкции и внутренних, и наружных газопроводов.

Основные функции опорных конструкций:

  • Обеспечение правильной трассировки трубопровода.

  • Распределение нагрузки.

  • Устранение вибраций и напряжений системы.

  • Защита трубы от повреждений в месте контакта с опорой.

Опоры имеют множество типов и разновидностей, зависящих как от задачи, так и от места расположения.

Выполняются как по типовым проектам, так и индивидуально (с учетом нормативных требований и особенностей объекта).

20. Опорные конструкции. Крепление к полу

Опорные конструкции
Опорные конструкции. Крепление к полу
Назначение

Опора с креплением на пол выбирается, если подобное решение не ограничивает эксплуатационной доступности.

В примере расположение опор оставляет достаточно пространства для сервисного коридора (как по ширине, так и по высоте), подхода к оборудованию.

Схема конструкции формируется из учета нагрузок.

Опорные конструкции обеспечивают надежность и длительный ресурс газопровода. Конструкции поддерживают как основной, так и малые газопроводы.

Основные функции опорных конструкций:

  • Обеспечение правильной трассировки трубопровода.

  • Распределение нагрузки.

  • Устранение вибраций и напряжений системы.

  • Защита трубы от повреждений в месте контакта с опорой.

Опоры имеют множество типов и разновидностей, зависящих как от задачи, так и от места расположения.

Выполняются как по типовым проектам, так и индивидуально (с учетом нормативных требований и особенностей объекта).

Автор статьи:
Поляков Виталий Викторович, генеральный директор «ВВП Инжиниринг»

Соавторы:
Ибрагимов Евгений Тальхатович, руководитель отдела 3D-моделирования «ВВП Инжиниринг»
Кузьмин Виталий Сергеевич, руководитель проектов «ВВП Инжиниринг»

Смежные материалы

3D модели

3D модели

Информационно-справочная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения производственной котельной (с редуцированием)

Информационно-справочная 3D-модель системы внутреннего газоснабжения производственной котельной (с редуцированием)

Информационно-справочная 3D-модель газопоршневой установки MTU GB1948N5 (20V4000L33) с расположением штатных датчиков

Информационно-справочная 3D-модель газопоршневой установки MTU GB1948N5 (20V4000L33) с расположением штатных датчиков

Управление 3D-моделью:

  • для вращения зажать левую кнопку мыши;

  • для перемещения зажать правую кнопку или колесо прокрутки мыши;

  • для масштабирования повернуть колесо прокрутки мыши.

К важным элементам системы имеются поясняющие аннотации, в каждой из которых приведена следующая информация:

  • название элемента.
  • назначение элемента.

В 3D-модели переход между аннотациями осуществляется с помощью стандартных инструментов (щелчок мышкой по цифре элемента или клавишами PG↑ / PG↓).