Что такое газораспределительный механизм: Устройство газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания: назначение, принцип работы

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм обеспечивает впуск топливо-воздушной смеси в цилиндры двигателя и последующее удаление отработавших газов из камеры сгорания.

Назначение газораспределительного механизма

ГРМ — один из самых сложных узлов в двигателе, так как его задача не только открывать и закрывать группы клапанов, но и делать это в строго определенный момент. Работа газораспределительного механизма синхронизирована с работой зажигания и впрыска.

Перенос распределительного вала привел к революционному развитию ГРМ и появлению двигателей с большим количеством клапанов на 1 цилиндр

Чтобы увеличить скорость движения, водитель нажимает на педаль акселератора, увеличивая поступление в двигатель топлива и воздуха. «Воспринять» усилившийся поток двигатель может только одним образом — за счет увеличения оборотов, а значит, группы клапанов должны открываться и закрываться чаще. Инженеры нашли простое и изящное решение для этой задачи, обеспечив привод ГРМ непосредственно от коленчатого вала. Чем быстрее вращается коленвал, тем чаще открываются и закрываются клапана, а значит, двигатель успевает пропустить через себя и сжечь ровно столько смеси воздуха и топлива, сколько нужно для развития желаемой скорости.

Конструкция газораспределительного механизма

Сложные задачи может решить только сложный механизм, поэтому ГРМ состоит из нескольких групп деталей. Клапана открывают и закрывают каналы впуска и выпуска, приводные механизмы вращают валы с заданной скорость, а распределительные валы обеспечивают своевременное открытие и закрытие клапанов.

В верхней части блока цилиндров расположена головка блока цилиндров (ГБЦ). На ней расположен распределительный вал, клапаны, толкатели или коромысла. Шкив привода распределительного вала находится за пределами головки блока цилиндров. Чтобы масло не вытекало из-под клапанной крышки, на шейке распредвала есть сальник. Клапанная крышка устанавливается через прокладку, устойчивую к горюче-смазочным материалам. Ремень или цепь ГРМ надевается на шкив распределительного вала, а приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня применяются ролики, а для натяжения цепи – «башмаки». Обычно в системе применяется два ремня или ремень и цепь. Ремень или цепь приводят в действие механизм ГРМ, а второй ремень – дополнительное оборудование.

Распределительный вал – это ось с выточенными «кулачками». Когда вал вращается, кулачки соприкасаются с толкателями клапанов в моменты, соответствующие тактам двигателя.

Клапанная группа и распределительный вал

Клапанная группа это не только клапаны, но и направляющие втулки, пружины и детали крепления, а также передаточные элементы.

Распредвал, или кулачковый вал, в определенный момент надавливает на штоки клапанов или рычаги (рокеры, коромысла и тп), которые передают усилие на штоки. Механизм нуждается в регулировке, поэтому в состав передаточных элементов входят также регулировочные шайбы и болты. В некоторых двигателях постоянный зазор достигается автоматической регулировкой — при помощи гидрокомпенсаторов.

Основной недостаток цепного привода ГРМ — слишком шумная работа

Распределительный вал приводится в движение приводным ремнем или цепью. Для передачи энергии от коленчатого вала на одном из торцов распредвала укреплена ведомая звездочка цепного привода или шкив, если в конструкции применен ременный привод.

Вращение распределительного вала в корпусе головки блока цилиндров обеспечивают подшипники, закрепленные в верхней пчасти ГБЦ.

ГРМ с верхним и нижним расположением клапанов

Газораспределительными механизмами с верхним расположением клапанов оснащены практически все современные двигатели. Эта конструкция постепенно сменила нижнеклапанную в середине шестидесятых годов, в начале «гонки за лошадиными силами». Применение верхнеклапанного механизма позволило избавиться от лишних передаточных деталей. Кулачки распредвала, надавливающие непосредственно на штоки клапанов, позволили обеспечить устойчивую работу двигателя на высоких оборотах. Кроме того, верхнее расположение клапанов позволило упростить ремонт и обслуживание двигателя. Верхнее расположение распредвала позволило уменьшить массу двигателя и снизить уровень шума при его работе. В конечном итоге, благодаря переходу на верхнеклапанную конструкцию, инженерам удалось увеличить количество клапанов (16, 24 и более), установив вместо одного распредвала два — для каждой группы клапанов. Единственным минусом конструкции можно считать только относительную сложность привода, который осуществляется ремнем или цепью.

Виды привода ГРМ 

Вне зависимости от типа привода в работе ГРМ должно быть обеспечено одно важное условие — положение валов друг относительно друга должно оставаться неизменным. Если один из валов начнет «отставать», синхронизированная работа немедленно нарушится.

Именно поэтому цепной привод ГРМ появился раньше ременного. Роликовая цепь, собранная из звеньев одинаковой длины, обеспечивает постоянство синхронизации наилучшим образом.

Два основных недостатка цепи — шум при работе и сложности, связанные с обеспечением постоянного натяга, побудили инженеров к разработке привода на основе зубчатого ремня. Ремень лишен недостатков цепи, но обладает своими собственными — прежде всего, возможностью обрыва.

Газораспределительный механизм под контролем

С появлением распределенного впрыска и распространением микропроцессорных систем управления работой двигателя у производителей появились обширные возможности привлекать покупателей не только мощностью автомобилей, но и экономичностью. В процессе борьбы за снижение расхода топлива была придумана система контроля и для газораспределительного механизма. Задача системы изменяемых фаз газораспределения — обеспечивать точнейшую синхронизацию впуска и выпуска в зависимости от режима работы двигателя. Если описать работу этой системы в двух словах, то можно сказать, что скорость вращения распределительных валов в современном двигателе перестала быть постоянной. Это нужно для уменьшения наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью в моменты, когда обычный объем смеси почти наверняка не сгорит полностью. К примеру, если водитель едет под уклон, поддерживать скорость помогают законы физики, и в эти секунды подавать в камеру сгорания столько же топлива, сколько необходимо для движения в гору, не нужно. За этими динамическими изменениями следит система VVT, управляющая движением распределительных валов и открытием клапанов.

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм

Следующий механизм в устройстве автомобиля, который мы будем рассматривать — газораспределительный механизм. При помощи него происходит своевременный впуск горючей смеси и выпуск отработанных газов. Составляющие механизма:

• распределительный вал,
• рычаги,
• впускные и выпускные клапаны с пружинами,
• впускные и выпускные каналы.

Распределительный вал находится наверху головки блока цилиндров. Составляющими механизмами распределительного вала являются кулачки, расположенные над клапанами (впускным и выпускным). Для каждого клапана свой кулачок.

Во время вращения вала, кулачки служат средством согласованного движения поршней, открытия и закрытия клапанов. Посредством цепной передачи (зубчатого ремня) от коленчатого вала начинает вращаться распределительный вал. Регулировка натяжения цепи привода происходит посредством специального натяжителя, зубчатого ремня – посредством натяжного ролика (рисунок 3.1).

а) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2106 1 — звездочка привода распределительного вала; 2 — цепь; 3 — успокоитель цепи; 4 — звездочка привода маслянного насоса; 5 — звездочка коленчатого вала; 6 — башмак натяжителя цепи; 7 — натяжитель цепи б) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2108 1 — зубчатый шкив распределительного вала; 2 — зубчатый ремень; 3 — зубчатый шкив коленчатого вала; 4 — зубчатый шкив водяного насоса; 5 — натяжной ролик Рис. 3.1 Звездочка привода распределительного вала. Зубчатый шкив распределительного вала

Схема работы газораспределительного механизма представлена на рисунке 3.2. Если упрощенно описать работу механизма, то это будет выглядеть так: распределительный вал вращается, на рычаг набегает кулачок, рычаг жмет на стержень впускного (выпускного) клапана, открывая его. А далее происходит выполнение всех тактов работы двигателя.

Рис. 3.2 Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизмаа) кулачок «набежал» б) кулачок «сбежал»

Приведем примеры неисправностей газораспределительного механизма:

• Стук в механизме. Причина: износ подшипников и (или) кулачков, увеличен зазор в клапанном механизме. Устранение: замена изношенныхдеталей, регулировка теплового зазора.
• Цепь привода распределительного вала шумит громче обычного. Причина: износ шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения. Устранение неисправности: регулировка натяжения цепи, а при износе цепи – замена.
• Снижение мощности двигателя и повышенная задымленность от выхлопных газов. Причина: слабое закрытие клапанов, износ маслоотражательных колпачков, нарушение теплового зазора. Устранение неисправности: регулировка зазора, замена изношенных деталей, приладить клапаны к седлам.

При эксплуатации автомобиля необходимо следить за размером теплового зазора, натяжением цепи и зубчатого ремня. При необходимости их нужно регулировать. В этом может помочь инструкции по эксплуатации. Если же вы не хотите вникать в устройство автомобиля, регулярно посещайте станции технического обслуживания, и при первом подозрении в неисправности, обратитесь в автомастерскую.

Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

Система ГРМ служит для обеспечения своевременного открытия или закрытия клапанов головки блока цилиндров.

При открытии впускного клапана в камеру сгорания двигателя поступает топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется при сжатии поршня. При открытии выпускного клапана из камеры сгорания выходят отработанные газы.

 

Вовремя открывать необходимые клапана и предназначен весь газораспределительный механизм. В механизм ГРМ можно отнести: распредвал, клапана (впускные, выпускные), приводной ремень или цепь, натяжители, направляюшие, успокоители, шестерни и т.д.

Распределительный вал (он же распредвал) представляет собой металлический вал с кулачками разной формы, который при вращение нажимает кулачками на клапана,  тем самым открывая или закрывая их.

Распредвал приводится в действие от вращения коленчатого вала (коленвала) посредством привода. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

 В современных двигателях используются ременные или цепные приводные механизмы. Все они обеспечивают передачу крутящего момента от коленвала к распределительному валу. Каждый из перечисленных приводов ГРМ имеют свои положительные и отрицательные качества.

Ременный привод менее долговечный, но более дешев в обслуживании и установки. В среднем срок службы оригинального ремня или качественного не оригинального ремня около 80 000 км. пробега. И как правило не возникает особых трудностей заменить “уставший” ремень на новый.

Цепной привод ГРМ гораздо долговечнее, в среднем срок службы цепи около 200 000 км. (у разных производителей данные рознятся, некоторые говорят от 300 тыс.км, а некоторые рекомендует менять уже на пробеге в 150 тыс.км). Не редки случаи, когда цепные системы газораспределения “переживают” другие детали двигателя, такие как поршня, вкладыши, гильзы. И при разборе “стукнувшего” мотора можно увидеть цепи и шестерни в отличном состоянии и при пробеге за 250 тыс. км. Но в связи с более высоким весом цепи по сравнению с ремнем, требуются дополнительные устройства натяжения (успокоительные, натяжители, балансиры, башмаки, направляющие и т.д.) и смазки. Как следствие замена цепи представляет собой достаточно дорогостоящее занятие

Как определить, что пора поменять привод ГРМ?

У ремня все просто! Желательно осматривать (при возможности) ремень  на наличие трещин в процессе эксплуатации и менять его согласно нормативным срокам замены! При замене ремня ГРМ желательно сразу поменять ролики и водяную помпу на новые.

В интернет-магазине запчастей на иномарки Arparts.ru вы найдете широкий ассортимент комплектов для замены ремней ГРМ с роликами и помпами!

С цепью все немного сложнее

Ремкомплекты цепей ГРМ представленные в интернет-магазине автозапчастей ARparts.ru

Газораспределительный механизм: принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм для своевременной подачи воздуха или топливно-воздушной рабочей смеси в цилиндры ДВС и последующего выпуска из цилиндров отработавших газов. Главной функцией ГРМ на четырехтактных поршневых моторах, которые имеют сегодня наибольшее распространение, становится открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Другими словами, ГРМ осуществляет управление фазами газораспределения.

ГРМ устанавливается в головке бока цилиндров. Механизм состоит из одного распределительного вала или нескольких таких валов. Также имеются приводы к распредвалу и клапаны, которые открывают и закрывают впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания (впускные и выпускные клапаны). Дополнительно имеется целый ряд передаточных элементов в устройстве ГРМ: толкатели, штанги, коромысла, а также вспомогательные решения в виде регулировочных элементов, пружин клапанов, систем поворота клапанов и т.д. Получается, что газораспределительный механизм представляет собой клапаны с приводом и распределительный вал с приводом.

Конструкции газораспределительного механизма могут отличаться. Главной особенностью выступает расположение клапанов и распределительного вала. 

Среди существующих ДВС выделяют нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели, а также моторы со смешанным расположением клапанов. Нижнеклапанные агрегаты имеют боковое расположение клапанов, а для верхнеклапанных существует определение «подвесных клапанов».

По расположению распределительного вала встречаются двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, с распредвалом в головке блока цилиндров, а также ДВС, где распределительный вал отсутствует. С учетом таких конструктивных особенностей клапанный механизм четырёхтактных ДВС получил целый ряд самостоятельных типов и разновидностей.

Читайте также

Газораспределительный механизм — Официальный сайт компании YUCHAI

	BJ100-1006001SF1 Распредвал		Заказать
	G6500-1111201 Насос-распредвал		Заказать
	T9000-1006001B Распредвал		Заказать
	S2000-1006001A Распредвал		Заказать
	G2J00-1006001 Распредвал		Заказать
	M5000-1111201A Насос-распредвал		Заказать
	L3100-1111201C Насос-распредвал		Заказать
	K1A00-1006001SF1 Закончил Распредвал		Заказать
	J5600-1006001D Распредвал		Заказать
	G2C00-1006001 Распредвал		Заказать
	D4300-1006001 Распредвал		Заказать
	T9000-1006001A Распредвал		Заказать
	LN100-1006001 Распредвал		Заказать
	J1000-1006001 Распредвал		Заказать
	J3B00-1006001 Распредвал		Заказать
	A3100-1006001 Распредвал		Заказать
	BJ100-1006001A Распредвал		Заказать
	M3400-1006001B Распредвал		Заказать
	W3100-1006051 Выпускной распределительный вал со стороны		Заказать
	TN100-1006001SF2 Распредвал		Заказать
	J3C00-1006001 Распредвал		Заказать
	J2300-1006001 Распредвал		Заказать
	G2H00-1006001 Распредвал		Заказать
	E4400-1006001 Распредвал		Заказать

Газораспределительный механизм

Содержание статьи

Назначение и устройство

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.

Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.

Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.

Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.

Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала – зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.

При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит? В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.

Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям. Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.

Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.

Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали. Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.

Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.

И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом. Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.

Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково. Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана – полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией – установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана. Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки.

Фазы газораспределения

В теории открытие и закрытие клапанов должно происходить в моменты прихода поршня в мертвые точки. Однако в связи инерционностью процесса, особенно при больших оборотах коленвала, этого периода времени недостаточно для впуска свежей смеси и выпуска отработанных газов. Поэтому впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9-24 градусов поворота коленчатого вала, а закрывается в начале такта сжатия, когда коленвал пройдет положение н.м.т на 51-64 градусов. Таким образом, продолжительность открытия впускного клапана составит 240-270 градусов поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси.

Выпускной клапан открывается за 44-57 градусов до прихода поршня в н.м.т. в конце рабочего хода и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 13-27 градусов. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240-260 градусов поворота коленчатого вала.

В двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такта впуска) когда оба клапаны открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси для лучшей их очистки от продуктов сгорания. Этот период носит название перекрытие клапанов.

Моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Основные неисправности газораспределительного механизма

Внешними признаками неисправности ГРМ являются: уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, падение мощности двигателя и металлические стуки.

Уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, а также падение мощности двигателя возможно вследствие плохого прилегания клапанов к седлам. Плохое прилегание клапана к седлу происходит вследствие отложения нагара на клапанах и седлах, образования раковин на рабочих поверхностях, коробления головок клапанов, поломки клапанных пружин, заедания стержня клапана в направляющей втулке, а также отсутствия зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом).

Падение мощности двигателя и резкие металлические стуки могут происходить вследствие неполного открытия клапанов. Эта неисправность возникает из-за большого теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом) или отказа гидрокомпенсаторов.

К неисправностям ГРМ также относят износ шестерен распредвала и коленвала, направляющих втулок клапанов, втулок и осей коромысел, а также увеличенное осевое смещение распредвала.

Принцип работы газораспределительного механизма

Принцип работы газораспределительного механизма

Мы думаем, что каждый автомобилист знает о том, что каждый двигатель внутреннего сгорания работают по одному принципу. В камерах сгорания происходит процесс сжигания газовой смеси, которая состоит из пара горючего и воздуха.

Для того, что бы подача газовой смеси в камеру сгорания и процесс отведения продуктов сгорания данной смеси осуществлялся правильно, применяют определенный механизм, он называется газораспределительный механизм или же ГРМ ауди, это может быть и ГРМ Фольксваген пассат или ГРМ для любого другого автомобиля. Задача каждого ГРМ состоит в управлении клапанами подачи для топливной смеси в рабочие цилиндры двигателей. А клапаны выпуска выводят продукты сгорания из него. Можно сказать, что это устройство практически несет ответственность за согласованную, синхронную работу выпускных и впускных клапанов, или же просто управляет этой работой. Газораспределительный механизм имеет несколько важных узлов: это управляющие кулачки, ауди ремень грм, распределительный вал, целая система клапанов, состоящих из возвратных пружин.

Давайте же рассмотрим, в чем состоит принцип работы газораспределительного механизм, это и гидрокомпенсатор Фольксваген, а так же для других марок, и катализатор ауди, и распредвал ауди. Когда вал совершает вращательные движения, то кулачки нажимают на клапаны, тем самым открывая их в подходящий момент, что просто необходимо для впрыскивания топлива, или же выхлопа продуктов сгорания. Затем, кулачек проворачивается, вызывая снятия давления с клапана, возвратная пружина устанавливает его на нулевую позицию, когда кулачек отходит на место и закрывается. Комплект ГРМ помпа audi просто необходим владельцам машины этой марки.

Очевидно, что все действия клапанов по закрытию или же открытию должны быть синхронизированы. Именно это и обеспечивает не только максимальную мощность двигателя, аи защищает от удара поршня по открытому клапану. Такой удар приводить зачастую к значительным поломкам двигателя. Это говорит о том, что если изношена любая, пусть самая мелкая деталь ГРМ, например для ауди а4 грм, поврежден ремень грм ауди а4, или же touareg цепь грм больше не выполняет своих функций, то вам просто придется покупать запчасти на ауди а4для капитального ремонта всего двигателя.

Распределительный вал вращается путем передачи вращения непосредственно от коленчатого вала, используя ременчатую либо же цепную передачу. Вид передачи определяется моделью автомобиля, заметим, что цепная передача считается более надежной, а в современных машинах все чаще используют ременные передачи.

Для передачи вращения используют зубчатые ремни, такие как ремень грм ауди а4,или же ремень грм ауди а6, или же ремень грм фольксваген пассат, фольксваген гольф ремень грм. Частота вращения распредвала и вала коленчатого достаточно высока. Зубчатые ремни исключают вероятность проскальзывания, которая может вызвать закрытие клапана в ненужный момент и его выходу из строя от удара поршня.

Газораспределительная звездочка жестко закреплена в передней части коленвала, она осуществляет вращение вместе с валом. Через звездочку и цепь передается вращение на распределительный вал. Здесь имеются выступы особого вида профиля, еще называют кулачками. Второе название распределительного вала – кулачковый вал.

Вращаясь вал кулачка, движется по окружности, он надавливает на часть клапана сверху, преодолевает сопротивление пружины, а затем уже и открывает сам клапан. Когда кулачок совершает дальнейший поворот, пружина разжимается и закрывает клапан. Этот механизм ГРМ еще называют верхнеклапанным, он с цепным приводом и расположением распредвала сверху. Это говорит о том, что газораспределительный вал начинает вращение с цепью, находясь в верхней части двигателя, или же ГРМ приводит во вращение цепь в верхней части двигателя. Вот откуда и повелось название ГРМ с верхним расположением распредвала.

Это вся информация о принципе работы ГРМ, естественно, что мы не успели бы описать всех деталей для нормального функционирования этого механизма. Например, об устройстве регулировки тепловых зазоров, устройстве натяжения цепи привода механизма, устройстве смазки всех элементов, мы описали лишь самые основополагающие моменты работы ГРМ.

Система газораспределения

— EPCM Holdings

1 Введение в систему газораспределения

Газ — это вещество (элементы или состав), находящееся в свободном расширяющемся состоянии для заполнения всего контейнера. Это означает, что газ будет свободно расширяться, чтобы заполнить форму любого контейнера, в котором он хранится. Различные элементы и соединения, включая кислород, азот, водород, монооксид углерода, диоксид углерода, углеводородный газ (метан, этан, пропан…), существуют в газообразном состоянии.

Углеводороды — это органические соединения, полностью состоящие из углерода и водорода.В этой статье EPCM делает упор на углеводородный газ (природный газ).

1.1 Газораспределительная система: природный газ

Природный газ — это природный углеводородный газ, состоящий в основном из метана и может содержать различное количество других высших алканов, небольшой процент сероводорода, диоксида углерода и гелия. Природный газ образуется, когда органические материалы (растения и животные), закопанные глубоко в земной коре, подвергаются интенсивному воздействию тепла и давления в течение длительного периода лет.

Природный газ — это источник энергии, используемый для производства электроэнергии, приготовления пищи, отопления и т. Д.

Природный газ в обработанном состоянии существует в газообразном состоянии, однако он может быть преобразован в жидкое состояние (это называется сжиженным природным газом. или СПГ)

1.1.1 Газообразное состояние

Природный газ в природе существует в газообразном состоянии, если он не обработан и не кондиционирован для существования в жидком состоянии. Природный газ не имеет цвета и запаха, транспортируется в газообразном состоянии по трубопроводам, специально построенным трубам / резервуарам для хранения, установленным на грузовиках и судах.

1.1.2 Жидкое состояние

Природный газ можно перерабатывать и доводить до жидкого состояния, называемого СПГ (сжиженный природный газ). Его можно сжижить, охладив газ до температуры –260 ° F (–162 ° C). При этой температуре газ превращается в жидкость. Природный газ в больших количествах транспортируется в сжиженном состоянии (1/600 от первоначального объема газа) на большие расстояния с использованием специально построенных судов для перевозки СПГ. Природный газ нельзя использовать в сжиженном состоянии, поэтому в пункте назначения сжиженный газ переводится в газообразное состояние путем нагревания газа посредством процесса, называемого регазификацией.

1.2 Газораспределительная система: способы транспортировки природного газа

Природный газ в газообразном или жидком состоянии может транспортироваться между объектами или потребителям судами / судами, специальными грузовыми автомобилями и по трубопроводам.

1.2.1 Судно / морские суда

Суда могут использоваться как для транспортировки природного газа в сжатом состоянии (сжатый природный газ CNG), так и в его сжиженном состоянии (сжиженный природный газ (СПГ).

Однако транспортировка сжатого природного газа) Использование Ship не так популярно, как использование Ship для транспортировки СПГ из-за финансовых последствий.

Суда в основном используются для транспортировки больших объемов сжиженного газа (СПГ) на большие расстояния, особенно при отсутствии трубопроводов. Природный газ нельзя использовать в жидком состоянии, поэтому сжиженный газ переводится обратно в газообразное состояние в месте назначения. Сжиженный газ подается в регазификационную установку, установленную на корабле или установке поблизости. В процессе регазификации сжиженный газ переводится в газообразное состояние перед транспортировкой газа по трубопроводам или грузовикам к конечным пользователям.

1.2.2 Грузовые автомобили

Это влечет за собой транспортировку природного газа в жидком или газообразном состоянии по дорогам с использованием специальных грузовиков. Этот метод транспортировки подходит для транспортировки небольшого объема газа на короткие расстояния по сравнению с транспортировкой газа с использованием судов / кораблей и трубопроводов. Сосуды под давлением специального назначения (изо-контейнеры / специальные трубы), установленные на грузовиках, используются для транспортировки газа к объектам конечного пользователя.

Когда газ транспортируется в сжиженном состоянии, емкость для хранения должна иметь возможность поддерживать температуру СПГ ниже температуры фазового перехода природного газа.

Когда газ транспортируется по трубам для хранения, установленным на грузовиках, он транспортируется в сжатом состоянии (при высоком давлении и низкой температуре), называемом сжатым природным газом CNG. СПГ может транспортироваться под давлением более 200 бар, поэтому трубы для хранения сделаны из высокопрочных стальных материалов и толщиной, способной безопасно удерживать газ.

Компримирование газа осуществляется на установке, принимающей природный газ из трубопроводов, газ подается в сушильную установку, где удаляется водяной пар.

Из осушителя газ подается в компрессор или ряд компрессоров, где газ сжимается, увеличивая, таким образом, давление газа.

Газ выходит из компрессора в накопительные баллоны, которые соединены с раздаточным устройством. Раздаточное устройство выгружает газ из баллонов для хранения в трубки для хранения для дальнейшей транспортировки на объект потребителя.

Газоохладитель встраивается в систему после компрессора, в первую очередь для обеспечения хранения и распределения большего объема газа.

На объекте потребителя сжатый природный газ подается в установку, которая сбрасывает давление газа и повышает температуру до значения, которое может поддерживаться потребителями газа. СПГ подается в теплообменник, где температура газа постепенно повышается. Газ выходит из теплообменника и поступает в узел понижения и измерения давления, где давление газа снижается перед поступлением в потребительский объект.

GNSL, дочерняя компания Axxela Group, в настоящее время управляет 5.2MMSCFD Базовая станция сжатого природного газа (CNG) в Лагосе, Нигерия. На материнской станции природный газ сжимается в мобильные трубы, которые транспортируются грузовиками для дальнейшей доставки к клиентам (https://axxelagroup.com/operations/gas-network-services-limited/)

Рисунок 1: Сжатый природный газ Трубы на грузовиках

1.2.3 Трубопроводы

Это наиболее эффективный и безопасный способ транспортировки природного газа.

Некоторые из преимуществ использования трубопровода для транспортировки газа:

• Непрерывная доставка газа потребителям без сбоев.На доставку не влияет большинство факторов окружающей среды.
• Трубопроводы можно проложить так, чтобы сократить путь к месту назначения, что сокращает время транспортировки по сравнению с другими видами транспорта.
• Транспортируется большой объем газа
• Трубопроводный транспорт — самый безопасный и надежный способ транспортировки газа

По нескольким транспортным и распределительным трубопроводам природный газ транспортируется в пределах городов, стран, в другие страны или внутри городов.

Западноафриканский газопровод (WAGP), управляемый West Africa Gas Pipeline Company (WAPCo), транспортирует газ из Нигерии в три страны Западной Африки (Республика Бенин, Того и Гана. По трубопроводу газ поступает из трубопровода Эскравос — Лагос в точке Экспортный терминал природного газа Итоки в Нигерии, принадлежащий Нигерийской газовой компании. Газопровод в Западную Африку спроектирован таким образом, чтобы первоначально доставить объем 170 млн. Куб. Футов в сутки, а на более поздних этапах — мощность 460 млн. Куб. Футов в сутки для потребителей газа (https://www.wagpco.com/the-project / wapco-pipeline)

Gaslink (GNL), дочерняя компания Axxela Group.Совместно с Нигерийской компанией по сбыту газа (NGMC) эксплуатирует сеть газораспределительных трубопроводов протяженностью более 100 км в Лагосе, Нигерия, с пропускной способностью 140 миллионов кубических футов в сутки и максимальной загрузкой около 70 миллионов кубических футов в сутки (https://axxelagroup.com/operations/gaslink-nigeria-limited /).

Есть несколько трубопроводов, по которым газ транспортируется через разные страны Европы и Америки.

2 Газопроводная система

Газопроводная система — это соединение различных объектов, оборудования, арматуры, предназначенное для эффективной доставки газа конечным потребителям.

2.1 Газораспределительная система: Типы Трубопроводы

Трубопроводы могут быть отнесены к любой из следующих категорий:

2.1.1 Отводные трубопроводы

Отводные трубопроводы используются для транспортировки текучей среды (газа или жидкости) от скважин к хранилищам или перерабатывающим предприятиям. Технологическая установка может быть предназначена для предварительной обработки жидкости. Жидкость, транспортируемая по отводной линии, не является чистой, поэтому отводная линия должна быть спроектирована так, чтобы обрабатывать жидкость в ее естественном состоянии. Отводные трубопроводы обычно имеют небольшой диаметр (от 2 до 4 дюймов), однако, в зависимости от производительности скважины, размер может быть больше.

Рисунок 2: Устье скважины с подключенными двойными выкидными линиями

2.1.2 Сборные трубопроводы

Эти трубопроводы транспортируют текучие среды от различных объектов обработки и хранения к общему магистральному трубопроводу. Магистральные трубопроводы могут быть больше отводных.

2.1.3 Трубопроводы передачи

Как определено в ASME B31.8, раздел 803.2, линия передачи — это сегмент трубопровода, установленный в системе передачи или между полями хранения. Хотя система передачи представляет собой один или несколько сегментов трубопровода, обычно соединенных между собой, чтобы сформировать сеть, по которой газ транспортируется из системы сбора, выхода газоперерабатывающего завода или месторождения хранения в систему распределения высокого или низкого давления, крупный заказчик или другое хранилище.

2.1.4 Система газораспределения

Согласно ASME B31.8, раздел 803.3 магистраль или магистраль распределения — это сегмент трубопровода в системе распределения, установленный для транспортировки газа к отдельным линиям обслуживания или другим магистралям. Распределительные трубопроводы транспортируют газ к генерирующим объектам, фабрикам, промышленным предприятиям, жилым квартирам, газораспределительным станциям и т. Д.

Распределительная система газопровода может иметь различные распределительные линии, исходящие от городских ворот, и все линии соединены с распределительным коллектором.Трубопровод может состоять из стальных труб, труб из чугуна с шаровидным графитом, пластиковых труб или комбинации различных материалов в зависимости от философии проекта.

3 Система газораспределения

Система газораспределения — это совокупность установленных объектов, оборудования и арматуры, предназначенная для эффективной транспортировки / распределения газа конечным потребителям.

3.1 Компоненты газораспределительной трубопроводной системы

Газораспределительная система может содержать любые из нижеперечисленных компонентов.

3.1.1 Городские ворота

Городские ворота — это интерфейс между линией электропередачи и газораспределительной системой. Перечисленное ниже оборудование может быть установлено в городских воротах.

• Газораспределительный коллектор
• Система понижения и измерения давления
• Индикаторы и датчики давления
• Указатели и датчики температуры
• Газоочиститель
• Блок одуризирования газа
• Блок отбора проб газа (газовый хроматограф)
• Система обнаружения пожара и газа
• Изолирующая арматура трубопровода (Изолирующее соединение, комплект изоляции фланца)
• Клапаны аварийного отключения
• Обратные клапаны
• Запорные клапаны линии
• Система катодной защиты

3.1.2 Газораспределительный коллектор

Распределительный коллектор, установленный в основном над землей, разделяет поток газа на разные распределительные линии. Городские ворота — это центральное место, откуда берут начало разные распределительные линии, эти линии могут быть разного размера в зависимости от спроса на газ на каждой оси распределительной сети. Все распределительные линии связаны в коллектор, расположенный у городских ворот. На каждой линии, подключенной к коллектору, установлены запорные клапаны, функция клапана — обеспечить отключение любой линии независимо от других линий.Коллектор должен иметь соответствующий размер, чтобы доставлять количество газа, необходимое текущим конечным потребителям и предполагаемым будущим потребителям.

3.1.3 Система понижения и измерения давления

Блоки понижения давления устанавливаются в газораспределительной сети для регулирования давления газа до уровня, который может поддерживаться нижним распределительным трубопроводом, встроенными компонентами и потребителями газа. Внутри блока PRMS установлен газовый счетчик для измерения количества газа, протекающего через оборудование.

PRMS разработаны с учетом требований заказчика к газу и в соответствии с философией разработки проекта, т.е. разработаны с учетом диапазона давления, с которым он будет работать. Обычно на городских воротах устанавливается блок понижения давления, чтобы снизить давление в линии электропередачи до заданного значения. Пониженное давление может быть не давлением, требуемым потребителями, а давлением, необходимым для транспортировки газа по сети. Внутри сети могут быть установлены другие узлы понижения давления, называемые «узлы понижения и измерения давления в районе» (DPRMS).DPRMS дополнительно снижает давление в трубопроводе до уровня, с которым можно справиться с помощью «Потребительской системы понижения давления и дозирования (CPRMS)». CPRMS устанавливается на линии обслуживания клиентов, предпочтительно на объекте заказчика, перед газовой турбиной / генератором и т. Д. CPRMS снижает давление газа, подаваемого из главной распределительной линии, до требуемого диапазона давления, требуемого заказчиком. Давление на входе большинства газогенераторов меньше 2 бар, в некоторых случаях оно составляет всего 0,2 бар изб., Поэтому CPRMS, установленный на трубопроводе, подающем газ к генераторам, должен быть спроектирован таким образом, чтобы регулировать давление в соответствии с требованиями к давлению генераторного газа.

Следует отметить, что необходимо снизить давление на городских воротах, поскольку высокое давление подразумевает более высокую толщину стенки трубопровода, более высокий класс давления встроенных компонентов, следовательно, более высокие затраты на материалы и установку. Следует также отметить, что пониженное давление должно удовлетворять гидравлическим требованиям для удобной транспортировки газа всем потребителям, поэтому проводится тщательный гидравлический анализ для определения давления, требуемого вдоль трубопровода и в месте расположения потребителя.

Рисунок 3: Установленный узел понижения давления и измерения давления

3.1.4 Индикаторы и датчики давления

Указатели давления должны быть установлены до и после узла понижения давления и измерения давления на городских воротах и ​​на территории заказчика, все линии исходят из городские ворота (распределительный коллектор). Если система автоматизирована, датчики давления могут использоваться для передачи измеренного давления на месте эксплуатации в диспетчерскую.

3.1.5 Индикаторы и датчики температуры

Индикаторы температуры должны быть установлены в линию на распределительном коллекторе у городских ворот.Данные о температуре могут быть считаны на дисплее полевого прибора или переданы в диспетчерскую в автоматизированной системе.

3.1.6 Газоочистители

Газоочистители удаляют капли жидкости или следы капель жидкости из газовых потоков для защиты оборудования, установленного после скруббера, от повреждений и отказов. В системе скруббера природного газа используются фильтры, коалесцеры, сетчатые прокладки и другие устройства для удаления загрязняющих веществ из газового потока.

Газоочистители устанавливаются на входе каждого генератора / турбины для удаления капель жидкости и, в зависимости от характеристик газа, могут быть установлены на городских воротах в трубопроводной сети.

Рисунок 4: Газоочиститель, установленный на входе в генератор

Рисунок 5: Газоочиститель, установленный на трубопроводе

3.1.7 Устройство одуризации газа

Природный газ не имеет запаха и очень взрывоопасен, поэтому его важно использовать разместить средства обнаружения утечки газа. Одуризация газа является обязательной для системы распределения природного газа, как указано в разделе 856.1 ASME B31.8. Метод обнаружения утечек в газопроводе состоит в том, чтобы ввести в газ должным образом отмеренное количество сильно пахнущего вещества.Соединения меркаптана широко используются для одорирования природного газа.

3.1.8 Блок отбора проб и анализа газа (газовый хроматограф)

Газовый хроматограф установлен у городских ворот для анализа компонентов природного газа. Это используется для подтверждения состава газа, указанного в Соглашении о купле-продаже газа (GSPA). Газовый хроматограф подключается к газопроводу через трубы небольшого диаметра из нержавеющей стали или других материалов. Хроматограф забирает газ из трубопровода, анализирует газ, разделяет газ на различные компоненты, отправляя газ через хроматографический канал.Устройства рассчитывают состав каждого компонента и отправляют отчет в систему отображения.

Рисунок 6: Установленный газовый хроматограф Rosemount

3.1.9 Система обнаружения пожара и газа

Система обнаружения пожара и газа должна быть установлена ​​у городских ворот, полевые приборы обнаруживают утечки газа путем измерения концентрации газа в атмосфере. Установленные датчики температуры должны обнаруживать возможные возгорания. Когда объекты автоматизированы, система обнаружения пожара должна вызвать отключение газовой сети и активировать систему пожаротушения.

3.1.10 Газопроводы или ответвления

Ответвления — это ответвления от главной распределительной линии, по которой газ транспортируется к каждому потребителю. Эти трубопроводы могут быть изготовлены из углеродистой стали, пластмассовых материалов, высокопрочного чугуна и т. Д. Ответвительные трубопроводы представляют собой трубопроводы низкого давления, поскольку давление, требуемое потребителями газа, значительно ниже давления в распределительной магистрали. Если давление, подаваемое по ответвлению на расход газа, превышает требуемое, на входе в объект потребителя устанавливается регулятор давления.

3.1.11 Газокомпрессорная станция.

Газоперекачивающая установка должна быть установлена ​​вдоль трубопровода, если давление в трубопроводе не может транспортировать газ к месту нахождения потребителя, удовлетворяя давление, требуемое потребителями. Фактическое расположение компрессорной станции необходимо указать на основании гидравлического анализа. Также на городских воротах может быть установлена ​​установка компримирования газа для повышения давления газа в трубопроводе.

Типичная компрессорная станция содержит:

• Газоочистители и фильтры, удаляющие капли жидкости или следы капель жидкости из газа и других примесей
• Узел клапана перед и после блока сжатия газа для изоляции и технического обслуживания
• Компрессор Агрегат, который может содержать один или несколько компрессоров в зависимости от требований конструкции.
• Система аварийного отключения

Компрессоры делятся на две группы: компрессоры прямого вытеснения и динамические компрессоры.

В компрессорах прямого вытеснения входной объем природного газа ограничен определенным пространством (цилиндром) и сжимается за счет уменьшения этого замкнутого пространства или объема газа. Сжатый газ выпускается в трубопровод под более высоким давлением. Наиболее распространенными примерами компрессоров прямого вытеснения являются поршневые или поршневые компрессоры и винтовые компрессоры.

Работа динамических компрессоров основана на увеличении количества движения газа при его прохождении через компрессоры и преобразовании энергии в давление.Центробежные и осевые компрессоры являются основными типами динамических компрессоров.

3.1.12 Клапаны

Для надлежащей изоляции, технического обслуживания или ремонта, продувки / вентиляции и продувки клапаны предусмотрены в эксплуатации системы газораспределения. Клапаны могут быть приварными, фланцевыми или резьбовыми, в зависимости от класса давления, однако приварные клапаны обеспечивают лучшую герметичность системы. Все клапаны, устанавливаемые в газораспределительной системе, должны соответствовать любым нормам, указанным в разделе 831.1 ASME B31.8 или в соответствии с другими применимыми нормами и стандартами. Все клапаны должны быть установлены в легкодоступном месте и в соответствии с нормами и стандартами, такими как ASME B31.8. На газораспределительных сетях может быть установлена ​​любая из перечисленных ниже арматур.

3.1.12.1 Клапаны аварийного отключения

Клапан аварийного отключения (ESDV) / Запорные клапаны должны быть установлены на линии передачи газа к городским воротам или на впускных распределительных линиях в зависимости от философии проекта.Клапан может быть установлен над или под землей в зависимости от расположения клапана и требований конструкции. Электрозащита обеспечивает надежную изоляцию городских ворот от непредвиденных условий эксплуатации.

Использование клапана автоматического отключения не является обязательным, как указано в разделе 846.2 ASME B31.8, однако, когда используются клапаны автоматического отключения, клапаны должны быть оснащены соответствующими контрольно-измерительными приборами и системой управления, чтобы клапан закрылся, когда

• Скачок давления сверх установленного значения.
• Повышение температуры сверх установленного значения.
• Пожар обнаружен противопожарной и газовой системой, установленной на объекте.

Рисунок 7: Клапан аварийного отключения

3.1.12.2 Секционные / отсечные клапаны

Секционные или отсечные клапаны должны быть установлены по длине трубопровода в районе, где были выявлены основные проблемы (населенные пункты и т. Д.), На ответвлениях ответвляется от распределительной магистрали перед оборудованием для понижения давления и измерения.Клапаны секционирования должны устанавливаться в соответствии с требованиями раздела 846 ASME B31.8 или других применимых норм и стандартов. Такое расположение полезно для ограничения потерь газа при утечке или разрыве трубопровода, а также во время обслуживания любого участка трубопровода. Расположение должно быть таким, чтобы минимальное количество потребителей было отключено от газоснабжения во время технического обслуживания.

Секционные клапаны можно приваривать непосредственно к трубопроводу, чтобы свести к минимуму возможность утечки газа через фланцевые соединения или резьбовые соединения.Они могут управляться вручную, или может быть предусмотрено автоматическое срабатывание.

Клапаны секционирования могут быть установлены под землей, над землей или в хранилище. В любом из вышеупомянутых положений установки все приводы клапанов должны быть легко доступны для работы и защищены от повреждений. Когда клапанные устройства устанавливаются в подземных хранилищах, хранилища должны быть спроектированы в соответствии с разделом 847 ASME B31.8

Расположение точек секционирования может состоять из следующих

• Разделительный клапан магистрали

Эти клапаны должны иметь тот же размер, что и В главном распределительном трубопроводе клапаны могут быть непосредственно приварены к трубопроводу, чтобы свести к минимуму возможность утечки в системе трубопроводов, или с фланцевыми соединениями.Для автоматизированной системы клапан должен быть оборудован соответствующими приборами для облегчения дистанционного управления.

Байпасная система может включать два шаровых клапана (для перекрытия) и два шаровых клапана (для дросселирования). Их следует использовать при необходимости обслуживания или ремонта любого участка трубопровода. Они расположены для сброса давления в сегментах трубопровода, а также для вывода сегментов трубопровода в оперативный режим во время процесса запуска после технического обслуживания или ремонта участка трубопровода.

Вентиляционные линии в основном используются для вентиляции и продувки при эксплуатации трубопровода. Эта линия используется для сброса давления на любом участке линии, где требуется техническое обслуживание. Вентиляционные линии должны располагаться вдали от общественных мест. В конце линии следует установить шаровой кран для обеспечения плотного перекрытия. Может быть установлена ​​постоянная вентиляционная система или предусмотрено место для временной мобильной вентиляционной системы.

3.1.12.3 Обратные клапаны

Обратные клапаны должны быть установлены после редуктора давления и измерительной системы, как указано в ASME B31.8 стандартный раздел 848.3. Обратные клапаны защищают PRMS от противодавления, если существует более низкое давление перед PRMS из-за отказа трубопровода или любого другого события.

3.1.13 Система газораспределения: система катодной защиты

Необходимо, чтобы все стальные трубы, проложенные под землей, имели внешнее покрытие для предотвращения внешней коррозии. Трубопроводы подземного газораспределения могут иметь внешнее покрытие трехслойным полиэтиленовым покрытием (3LPE), любым другим материалом в соответствии с ISO 21809-1 или другими нормами и стандартами.Однако во многих случаях повреждение внешнего покрытия приводит к сильной коррозии трубопровода. В сочетании с защитой 3LPE все подземные стальные трубопроводы должны иметь катодную защиту. Суть защиты — исключить коррозию. Направленный ток является предпочтительным средством защиты подземных подземных трубопроводов.

Направленный ток влечет за собой подачу тока, генерируемого трансформаторным выпрямительным блоком (TRU), подключенным к заземляющему основанию анода, в подземный трубопровод, ток используется для предотвращения процесса коррозии, защищая трубопровод.Типичные компоненты системы катодной защиты включают трансформаторный выпрямительный блок, заземляющий слой анода, кабели катодной защиты и контрольные точки катодной защиты, установленные вместе со всей сетью стальных трубопроводов.

Рисунок 8: Установленный трансформаторный выпрямительный блок

3.1.14 Изолирующие фитинги трубопровода (изолирующее соединение или комплект для изоляции фланца)

Основная функция изолирующего соединения или комплекта для изоляции фланца — электрическая изоляция различных участков газораспределительной системы .Требование к гальванической развязке четко прописано в разделе 861.1.3 ASME B31.8

. городские ворота, подключения клиентов снаружи окрашены, следовательно, снаружи защищены от коррозии. Обязательно изолировать подземную секцию, защищенную катодной защитой (CP) и внешним покрытием, от надземной секции. Это достигается путем установки изоляционных соединений или комплекта для изоляции фланца в точке перехода от поверхности земли к земле.

Изолирующие соединения / фланцы трубопровода также должны быть установлены в указанном месте, чтобы минимизировать или исключить утечки тока на сторонние объекты, которые могут быть прямо или косвенно связаны с распределительной сетью. Изолирующие муфты могут быть установлены в местах прокладки трубопровода параллельно воздушной линии электропередачи.

Следует отметить, что утечки тока происходят только на участке трубопровода из металла, неметаллические участки газораспределительной системы не требуют установки изолирующего стыка.

Рисунок 9: Установленные изоляционные соединения трубопровода

3.1.15 Станция управления.

В зависимости от желаемого уровня автоматизации газораспределительная система может быть полностью автоматизированной или полуавтоматической.

Функция станции управления заключается в надзоре за всей трубопроводной сетью и всем подключенным оборудованием. Станция управления принимает сигналы от полевых приборов, таких как индикаторы и датчики давления, индикаторы и датчики температуры, приборы для измерения расхода и т. Д.Станция управления также может иметь возможность закрыть любой клапан на газораспределительном трубопроводе.

4 Рекомендации по проектированию и эксплуатации газораспределительной системы

На различных этапах проектирования газораспределительного проекта (от концептуального до рабочего проекта) должны быть проанализированы различные аспекты, включая потребителей газа, объем газа, выбор материалов, маршруты трубопроводов, размер линии.

4.1.1 Потребители газа

Потребители газа являются ключевым определяющим фактором при планировании системы газораспределения

Перед концептуализацией газопровода должны быть доступны потребители для использования газа, который будет транспортироваться.Количество потребителей, местонахождение потребителей, количество газа, которое будет закуплено всеми потребителями, предполагаемые будущие потребители должны быть проанализированы, чтобы определить осуществимость проекта.

4.1.2 Объем газа

Это важный фактор, который следует учитывать при планировании газораспределительной сети. Объем газа необходимо проверять как со стороны спроса, так и со стороны предложения. После определения всех потребителей суммируется объем газа, необходимый всем потребителям. Общий доступный газ сравнивается с общим потреблением газа.Следует отметить, что лучше иметь одного потребителя большого объема газа (например, электростанции), чем иметь множество потребителей с низким объемом потребления.

4.1.3 Требования к поставке газа

Это ключевой фактор, который следует анализировать при планировании газораспределительной сети. Требования клиентов к газу, такие как давление подачи и температура, варьируются, поскольку газ будет использоваться для различных целей. Давление, необходимое для газовых двигателей, варьируется, поэтому блок понижения давления, устанавливаемый на каждой линии обслуживания, может быть разным.Это означает, что стоимость PRMS в дистрибьюторской сети будет варьироваться для разных клиентов.

4.1.4 Моделирование процесса

Это влечет за собой определение параметров процесса вместе с распределительной сетью. В предварительном анализе используются предполагаемые данные, включая отметку трассы, фитинги и т. Д., Однако по мере продвижения проекта от концептуальных исследований к детальному проектированию для гидравлического анализа должны использоваться фактические данные изысканий. Гидравлическое моделирование технологического процесса имеет решающее значение, поскольку результаты моделирования показывают характеристики газа (давление и температуру) в каждом местоположении клиента и вместе с сетью.Смоделированное давление в месте нахождения заказчика будет использоваться для определения PRMS, которая будет установлена ​​в случае необходимости.

4.1.5 Философия изоляции трубопровода

Это очень важно при планировании газораспределительной сети. Обычно сеть должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимальное количество клиентов было затронуто во время технического обслуживания. Обычно это достигается путем правильного размещения запорных клапанов в стратегически важных местах.

4.1.6 Размер линии

Размер линии выполняется инженером-технологом.Выбор размера трубопровода влечет за собой определение оптимального размера трубы, которая может транспортировать желаемый объем газа к потребителю. Размер линии должен учитывать будущее расширение газораспределительной сети. Очень важно правильно выбрать размер линии, особенно когда предусмотрены будущие клиенты. Это необходимо для обеспечения того, чтобы линия могла транспортировать количество газа, необходимое всем потребителям.

4.1.7 Расположение городских ворот

Расположение городских ворот очень важно для любой газораспределительной сети.Городские ворота должны быть расположены таким образом, чтобы значительно сократить длину линии электропередачи и распределительной сети. При размещении городских ворот необходимо должным образом проанализировать расположение источников газа, таких как перерабатывающий завод или экспортный трубопровод. Подробный гидравлический анализ необходим для проверки свойств газа (давления, температуры) до и после городских ворот.

4.1.8 Материалы труб

Трубопровод состоит из соединенных труб и других встроенных компонентов.Как указано в разделе 812 стандарта ASME B31.8, трубопровод может быть изготовлен из стали, высокопрочного чугуна, пластмасс или комбинации материалов. Однако большинство газораспределительных трубопроводов выполнено из стальных труб.

Выбор материала очень важен при планировании газораспределительной сети. Стальные трубы более подвержены коррозии по сравнению с трубами из чугуна с шаровидным графитом и пластиковыми трубами. Пластиковые трубы не подвержены коррозии, однако они имеют самую низкую прочность по сравнению со стальными трубами и трубами из высокопрочного чугуна.Ковкий чугун имеет низкую свариваемость по сравнению со стальными трубами, что требует применения других методов соединения. Поэтому при выборе материалов для газораспределительной сети следует внимательно изучить преимущества и недостатки любого выбранного материала.

Стальные трубы, изготовленные в соответствии со следующими стандартами API 5L, ASTM A53 / A53M, ASTM A106 / A106M, ASTM A134 и другими стандартами, указанными в разделе 814.1.1, могут использоваться для трубопроводов.

Как указано в разделе 14.1.2 ASME B31.8 труб из высокопрочного чугуна, изготовленных в соответствии с ANSI A21.52 под названием «Трубы из высокопрочного чугуна, центробежно-литые, для газа», могут использоваться в газопроводах.

Раздел 814.3 раздела 814.3 стандарта ASME B31.8 разрешает использование пластиковых труб. Могут использоваться пластиковые трубы и компоненты, изготовленные в соответствии с любым из нижеперечисленных стандартов.

Можно использовать

Полиэтиленовые трубы, изготовленные в соответствии со стандартом D2513 (полиэтиленовые (PE) газонапорные трубы, трубки и фитинги).

Трубы из полиамида-11 (PA-11), изготовленные в соответствии с ASTM D2517 (полиэтиленовые (PE) газовые напорные трубы, трубки и фитинги), ASTM D2517, армированные эпоксидной смолой, напорные трубы и фитинги для газа, могут использоваться в газораспределительной сети

Могут использоваться термопластичные трубы, трубки, фитинги и цемент, соответствующие ASTM D2513, однако они должны изготавливаться в соответствии с программой внутризаводского контроля качества, рекомендованной в Приложении A3 спецификации

4.1.9 Маршрут газопровода

Распределительная сеть должна быть проложена таким образом, чтобы газ можно было экономично и эффективно транспортировать к потребителям газа. Трубопровод следует прокладывать таким образом, чтобы трубопровод был близок к потребителям. Кроме того, при маршрутизации следует учитывать будущих клиентов.

4.1.10 Разрешительные и нормативные требования

Разрешение является важным фактором при планировании газораспределительного трубопровода. Процедуры получения разрешений различаются в зависимости от страны. Разрешение — это удостоверяющий документ, подтверждающий, что трубопровод может быть проложен по спроектированной трассе в соответствии с указанным стандартом.Например, в Нигерии разрешения на трубопроводы выдаются Департаментом нефтяных ресурсов (DPR). Разрешительная процедура осуществляется в соответствии с Законом о нефтепроводах.

Перед началом строительных работ должны быть получены все разрешения от государственных органов, в том числе от Министерства транспорта (для пересечения трубопроводных дорог и железнодорожных переходов), водных путей (для пересечения трубопроводов через реки) и т.д.

4.1.11 Трубопроводная арматура

При планировании газораспределительной сети должен быть выполнен критический анализ арматуры, которая будет использоваться.Некоторые требования к фитингам поясняются ниже:

Отводы

Указанные отводы трубопровода должны соответствовать требованиям к давлению, температуре, толщине и изгибу

Главная распределительная линия может быть снабжена скребками в зависимости от требований клиента и норм. При очистке трубопроводов скребками все изгибы должны соответствовать требованиям предлагаемых инструментов для очистки скребков. Некоторым инструментам для чистки скребков требуются изгибы 5D для легкого прохождения инструмента, поэтому изгибы должны соответствовать радиусу изгиба 5D.

Тройник с зазубриной

Тройники с зазубринами используются на магистральных линиях, прокладываемых через скребок.Указанный тройник с решеткой должен соответствовать требованиям к температуре, давлению и очистке скребками. Тройник с решеткой должен быть установлен на всех ответвлениях от магистрали, чтобы гарантировать, что инструмент для очистки не находится в запасе на соединениях ответвлений.

Фланцы

Фланцы — это ключевые соединительные элементы, используемые в газораспределительной сети. Когда фланцы используются в газораспределительной системе, они являются самым слабым звеном, где могут возникнуть утечки газа. Указанный класс фланца должен соответствовать требованиям линии по давлению и температуре.

4.1.12 Глубина заглубления трубопровода

Трубопровод, по которому транспортируется газ, должен быть заглублен на соответствующей глубине в соответствии с проектными нормами и стандартами, такими как раздел 841.1.11 ASME B31.8. Кроме того, местные директивы являются обязательными и заменяют любые требования международных стандартов. Фактическая глубина заглубления трубопровода должна быть определена после критического исследования трассы трубопровода с учетом безопасности трубопровода и других соображений.

4.1.13 Оценка целостности трубопровода

Оценка целостности трубопровода обеспечивает безопасную эксплуатацию трубопровода.На концептуальной стадии проекта должен быть проанализирован предполагаемый метод оценки. Существует несколько методов оценки целостности, таких как ультразвуковой контроль, очистка с помощью интеллектуальных инструментов и т. Д.

Трубопроводы, планируемые для очистки с помощью скребков, должны иметь все фитинги и клапаны, удовлетворяющие требованиям очистки. оценка должна быть выполнена при проектировании газораспределительной системы для определения осуществимости проекта.Капитальные затраты (CAPEX) и операционные расходы (OPEX) должны быть проанализированы, чтобы определить, осуществим ли проект. CAPEX — это категория расходов, которая возникает от стадии проектирования проекта до стадии ввода в эксплуатацию, в то время как эксплуатационные расходы покрывают затраты, которые будут понесены при эксплуатации газораспределительной системы.

5 Заключение

Природный газ может транспортироваться в газообразном состоянии (NG или CNG) или в жидком состоянии (LNG). Природный газ может транспортироваться морскими судами / кораблями, специальными трубами / сосудами под давлением, установленными на грузовиках и трубопроводах.

Выбор способа транспортировки газа и состояния транспортировки газа требует критической оценки доступной транспортной инфраструктуры, количества газа, необходимого конечным пользователям, общих капитальных и операционных затрат проекта.

6 Ссылки

ASME B31.8 — 2016: Системы трубопроводов для передачи и распределения газа

ISO 21809-1: Нефтяная и газовая промышленность. Наружные покрытия для подземных или затопленных трубопроводов, используемых в системах трубопроводного транспорта. Часть 1: Полиолефиновые покрытия ( 3-х слойный PE и 3-х слойный PP).

Западноафриканский газопровод: https://www.wagpco.com/the-project/wapco-pipeline

Axxela Group: https://axxelagroup.com/operations/gaslink-nigeria-limited/

Axxela Group: https://axxelagroup.com/operations/gas-network-services-limited/

Газораспределительные системы | Swagelok

Полностью собранные и протестированные газораспределительные панели для промышленного применения

Газораспределительные системы должны безопасно и эффективно доставлять газы от источника высокого давления до конечного процесса при давлении и скорости потока, требуемых для каждого применения.Однако, когда работа системы не является интуитивно понятной, когда присутствуют утечки или когда газовые панели трудно обслуживать, могут возникнуть проблемы.

• Незаметные утечки дорогостоящих газов могут снизить вашу рентабельность
• Утечки бытовых газов могут угрожать эффективности процесса и увеличивать эксплуатационные расходы
• Многие типы утечек также могут создать угрозу безопасности для членов вашей команды
• Проблемы с системой подачи газа могут привести к прерыванию процесса и незапланированным простоям

Часто промышленные предприятия не имеют опыта или ресурсов в области снижения давления, чтобы эффективно решать эти проблемы в своих газораспределительных системах.

Обратитесь за помощью в Swagelok

Узнайте, как наши консультанты помогают небольшим группам оптимизировать и лучше управлять обширными системами распределения газа с помощью нашей программы распределения газа.

Swagelok

^® Газораспределительные системы

Если вам нужно стандартное решение или индивидуальная компоновка, мы можем спроектировать и собрать систему подачи газа, которая подходит именно вам. Наши стандартные панели для подачи газа поставляются полностью смонтированными и протестированными. Их легко заказать из нашего руководства по применению в виде отдельных номеров деталей, что сводит к минимуму время, которое ваши инженеры тратят на спецификацию и закупку новых систем.Они также обладают широкими возможностями настройки — мы можем добавлять функции или вносить изменения по мере необходимости в соответствии с вашими требованиями.

Мы проектируем газораспределительные системы Swagelok на основе передового опыта. Наши модульные панели имеют минимальное количество резьбовых соединений, чтобы уменьшить потенциальные точки утечки, и они интуитивно промаркированы, чтобы способствовать безопасному, простому использованию и обслуживанию. На все наши газораспределительные системы распространяется Ограниченная пожизненная гарантия Swagelok.

Послушайте, как наши инженеры рассказывают о различных разработанных Swagelok подсистемах распределения газа, которые мы предлагаем, и о преимуществах, которые они могут предоставить вам.

Выбор из модульных подсистем газораспределения

Газораспределительные системы Swagelok построены на одной или нескольких ступенях регулирования давления и могут включать четыре подсистемы:

• Swagelok ^® Вход источника (SSI)
• Swagelok ^® газовая панель (SGP)
• Swagelok ^® преобразователь (SCO)
• Swagelok ^® точка использования (SPU)

Загрузите наше руководство по применению

Swagelok

^® Вход источника (SSI)

Входное отверстие источника устанавливает соединение между источником газа высокого давления и распределительной системой.Важно, чтобы впускное отверстие было снабжено соответствующими соединениями цилиндра; шланги; НКТ; фильтры; а также функции вентиляции, продувки и сброса давления, чтобы обеспечить безопасную подачу газа в первичный регулятор давления газа или автоматическое переключение.

Для одного газового баллона сборка может быть такой же простой, как шланг и соединитель, в то время как для нескольких баллонов может потребоваться коллектор, включающий множество шлангов и клапанов.

Предлагаем:

• Широкие возможности настройки для продувки или удаления газов при замене баллонов, всегда гарантируя безопасность оператора
• Доступна опция вентиляции отдельных линий для максимального увеличения времени безотказной работы

Как консультанты Swagelok могут помочь

Легко предположить, что входной патрубок источника будет стандартно поставляться с новой газовой панелью и будет использовать правильный разъем баллона, но это не всегда так.Наши консультанты позаботятся о том, чтобы все компоненты были включены и правильно указаны с минимальным количеством точек подключения, шлангами, которые не падают на землю, и надлежащим образом поддерживаемыми компонентами. Кроме того, мы можем посоветовать, когда для определенных газов могут потребоваться специальные шланги.

Swagelok

^® Газовая панель (SGP)

В качестве основного регулятора давления газа SGP завершает первое снижение давления исходного газа и обеспечивает его подачу с правильным расходом на следующую ступень системы.Снижение давления осуществляется либо в одну ступень с одним регулятором давления, либо в две ступени с помощью сдвоенного регулятора давления.

Предлагаем:

• Модульные панели, которые легко обслуживать, так как любая часть может быть отсоединена с помощью соединения Swagelok, поэтому панель не нужно снимать
• Опции, реализованные вокруг регулятора и клапанов для цветовой кодировки, если это необходимо для вашего объекта

Как консультанты Swagelok могут помочь

Точное определение правильного давления на входе и выходе может быть трудным — наши консультанты четко объяснят, что нужно учитывать для различных сред.Мы также можем помочь вам понять, где требуется двухступенчатый регулятор — многие клиенты с удивлением узнают, что для большинства бутылок не требуется двухступенчатое решение.

Swagelok

^® Преобразователь (SCO)

Автоматическая система переключения плавно переключается с одного источника газа на другой для обеспечения бесперебойной подачи. Это достигается за счет смещения уставок двух регуляторов давления, что позволяет системе продолжать работу при смене основного источника газа.Наша переключающая станция позволяет устанавливать заданные пользователем точки переключения, чтобы сократить потери газа, остающегося в баллонах.

Предлагаем:

• Больше уверенности в том, что точка переключения остается постоянной
• Дополнительное регулирование линии, если ваша система включает в себя регулятор точки использования на выходе — это может устранить дополнительную стоимость регулятора на SCO
• Гибкость настройки давления переключения в соответствии с вашими требованиями

Как консультанты Swagelok могут помочь

Системы автоматического переключения широко используются, но часто недостаточно изучены.Кроме того, универсальное решение, как правило, применяется ко многим различным системам, параметры и потребности которых могут различаться. Мы можем помочь вашей команде лучше понять функциональные возможности системы, чтобы избежать неопределенности в работе, устранении неполадок и обслуживании.

Swagelok

^® Место использования (SPU)

Пункт использования обеспечивает последнюю критическую стадию регулирования давления перед использованием газа. Часто это наименее сложные из четырех основных подсистем, обычно имеющие регулятор давления, манометр и запорный клапан.Системы в точках использования предлагают удобный и точный метод регулировки давления в соответствии с потребностями испытательного стенда или оборудования.

Предлагаем:

• Стандартизация и согласованная работа в точке использования
• Поток сверху вниз или снизу вверх в соответствии с вашими требованиями
• Варианты крепления на плоской пластине, снизу, сверху и на стене
• Компактная конструкция

Как консультанты Swagelok могут помочь

Мы можем показать вам скрытую экономию, например, как можно использовать одноступенчатый SGP для минимизации затрат там, где допустимо варьирование давления в трубопроводе между SGP и SPU.Все подсистемы Swagelok® легко конфигурируются в соответствии с вашими требованиями, и наши консультанты помогут вам выбрать лучшие компоненты для работы и подберут подходящий вариант монтажа, который сводит к минимуму возможность повреждения.

Запросить информацию о газораспределительных системах

»Распределение природного газа NaturalGas.org

Распределение природного газа

Распределение — это последний шаг в доставке природного газа потребителям. В то время как некоторые крупные промышленные, коммерческие и электроэнергетические потребители получают природный газ напрямую из межгосударственных и внутригосударственных трубопроводов большой мощности (обычно заключаемые через маркетинговые компании природного газа), большинство других пользователей получают природный газ от своей местной газовой компании, также называемой местной распределительной компанией. (LDC).НРС — это регулируемые коммунальные предприятия, занимающиеся поставкой природного газа потребителям в определенной географической зоне. Есть два основных типа коммунальных предприятий природного газа: принадлежащие инвесторам и государственные газовые системы, принадлежащие местным органам власти.

Установка распределительной трубы малого диаметра

Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Местные распределительные компании обычно транспортируют природный газ из точек доставки, расположенных на межгосударственных и внутригосударственных газопроводах, в домохозяйства и предприятия по распределительным трубам малого диаметра на тысячи миль.Пункт доставки, в котором природный газ перекачивается из магистрального трубопровода в местное газовое предприятие, часто называют «воротами города», и он является важным рыночным центром для ценообразования на природный газ в крупных городских районах. Как правило, коммунальные предприятия получают природный газ в собственность у городских ворот и поставляют его на счетчик каждого отдельного потребителя. Для этого требуется разветвленная сеть распределительных труб малого диаметра. Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов Министерства транспорта США сообщает, что в США протяженность распределительных труб составляет чуть более 2 миллионов миль.С., В том числе городские магистрали и инженерные сети, соединяющие каждый счетчик с магистралью.

Из-за наличия транспортной инфраструктуры, необходимой для транспортировки природного газа множеству разнообразных потребителей на достаточно обширной географической территории, затраты на распределение обычно составляют около половины затрат на природный газ для домашних хозяйств и потребителей небольшого объема. В то время как крупные трубопроводы могут снизить удельные затраты за счет транспортировки больших объемов природного газа, распределительные компании должны доставлять относительно небольшие объемы во многие другие места.По данным Управления энергетической информации (EIA), затраты на передачу и распределение составляли примерно половину ежемесячных счетов за газ в 2009 году типичного потребителя природного газа, а вторую половину составляли затраты на сам природный газ.

Доставка природного газа

Компоненты цен на природный газ для жилых домов

Источник: Управление энергетической информации-2008

Доставка природного газа до точки конечного использования распределительным предприятием во многом схожа с транспортировкой природного газа, описанной в разделе «Транспортировка».Однако распределение включает перемещение меньших объемов газа при гораздо более низком давлении на более короткие расстояния большому количеству индивидуальных пользователей. Труба меньшего диаметра также используется для транспортировки природного газа от городских ворот к отдельным потребителям.

Природный газ периодически сжимается для обеспечения потока по трубопроводу, хотя местные компрессорные станции обычно меньше, чем те, которые используются для транспортировки между штатами. Из-за меньших объемов перемещаемого природного газа, а также из-за того, что используется труба малого диаметра, давление, необходимое для перемещения природного газа по распределительной сети, намного ниже, чем давление в магистральных трубопроводах.В то время как природный газ, проходящий по межгосударственным трубопроводам, может быть сжат до 1500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм), для природного газа, проходящего через распределительную сеть, требуется всего 3 фунта на квадратный дюйм, а давление составляет всего фунта на кв. Раздаваемый природный газ обычно сбрасывается у городских ворот или рядом с ним, а также очищается и фильтруется (даже если он уже был обработан перед распределением по межгосударственным трубопроводам) для обеспечения низкого содержания влаги и твердых частиц.Кроме того, меркаптан — источник знакомого запаха тухлых яиц в природном газе — добавляется коммунальным предприятием перед распределением. Это добавлено, потому что природный газ не имеет запаха и цвета, а знакомый запах меркаптана значительно упрощает обнаружение утечек.

Распределительная компрессорная станция

Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Традиционно для строительства распределительных сетей использовались жесткие стальные трубы.Однако новая технология позволяет использовать гибкие пластиковые и гофрированные трубы из нержавеющей стали вместо жестких стальных труб. Эти новые типы трубок позволяют снизить затраты, гибкость установки и упростить ремонт как для местных распределительных компаний, так и для потребителей природного газа.

Еще одно новшество в распределении природного газа — это использование электронных систем считывания показаний счетчиков. Природный газ, потребляемый одним клиентом, измеряется местными счетчиками, которые, по сути, отслеживают объем природного газа, потребляемого в этом месте.Традиционно, чтобы правильно выставлять счета клиентам, необходимо было направить персонал для снятия показаний счетчиков для учета этих объемов. Однако новые электронные системы считывания показаний счетчиков способны передавать эту информацию непосредственно коммунальному предприятию. Это приводит к экономии затрат для коммунального предприятия, которые, в свою очередь, передаются потребителям.

Установка распределительных сетей

Источник: Duke Energy Gas Transmission Canada

Установка газораспределительной трубы требует того же процесса, что и для больших трубопроводов: рытье траншей, в которую укладывается труба.Однако новые методы рытья траншей позволяют устанавливать распределительную трубу с меньшим воздействием на надземное окружение. Системы управляемого бурения используются для выкапывания подземной скважины, в которую может быть вставлена ​​труба, и могут привести к значительной экономии при выемке грунта и восстановлении. Это особенно важно в густонаселенных городах и живописных сельских районах, где установка газораспределительной трубы может стать серьезным неудобством для жителей и владельцев бизнеса.

Системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), подобные тем, которые используются крупными трубопроводными компаниями, также используются местными распределительными компаниями. Эти системы могут интегрировать контроль и измерение расхода газа с другими системами бухгалтерского учета, выставления счетов и контрактов, чтобы обеспечить комплексную систему измерения и контроля для местного газового предприятия. Это позволяет коммунальному предприятию использовать точную и своевременную информацию о состоянии распределительной сети, чтобы обеспечить эффективное и действенное обслуживание в любое время.

Регулирование распределения природного газа

Традиционно местным газовым компаниям были предоставлены исключительные права на распределение природного газа в определенной географической зоне, а также на выполнение таких услуг, как выставление счетов, проверка безопасности и обеспечение подключения природного газа для новых клиентов. Как и межгосударственные трубопроводы, коммунальные предприятия исторически рассматривались как естественные монополии. Из-за высокой стоимости строительства распределительной инфраструктуры нерентабельно прокладывать несколько избыточных распределительных сетей в одной области, в результате чего только одно коммунальное предприятие предлагает распределительные услуги.Из-за своего положения естественных монополий в данной географической зоне распределительные компании исторически регулировались таким образом, чтобы не допускать злоупотребления монопольной властью и чтобы потребители природного газа не становились жертвами чрезмерно высоких затрат на распределение или неэффективных систем доставки.

Государственные комиссии по коммунальному хозяйству отвечают за надзор и регулирование деятельности местных газовых компаний, находящихся в собственности инвестора. Коммунальные предприятия, принадлежащие местным органам власти, обычно управляются местными правительственными учреждениями, чтобы гарантировать, что потребности и предпочтения клиентов удовлетворяются экономически эффективным образом.Государственное регулирование местных распределительных компаний преследует множество целей, включая обеспечение адекватного снабжения, надежного обслуживания и разумных цен для потребителей, а также обеспечение адекватной нормы прибыли для коммунальных предприятий, принадлежащих инвестору. Государственные регулирующие органы также несут ответственность за надзор за строительством новых распределительных сетей, включая утверждение площадок для установки и предлагаемых дополнений к сети. Нормативные приказы и методы надзора варьируются от штата к штату. Чтобы узнать больше о регулировании распределения природного газа в вашем штате, щелкните здесь, чтобы посетить Национальную ассоциацию уполномоченных по регулированию коммунальных предприятий (NARUC).

Исторически местные распределительные компании предлагали только «пакетные» услуги; то есть они объединили расходы на транспортировку, распределение и сам природный газ в одну цену для потребителей. Однако, начиная с 1990-х годов, программы жилищного «выбора потребителя» стали предлагаться как часть движения к розничному «разделению» продаж природного газа. Многие штаты в настоящее время предлагают программы, в которых клиенты могут выбрать поставщика, у которого будет приобретать природный газ отдельно, и использовать газовое предприятие просто для обслуживания и доставки этого газа.Программы выбора клиентов действуют более чем в 20 штатах и ​​в округе Колумбия. Чтобы узнать больше о статусе государственных программ выбора потребителей, посетите EIA.

Хотя большинство бытовых и небольших коммерческих потребителей по-прежнему склонны покупать «пакетный» природный газ у коммунальных предприятий, все более важная роль маркетологов природного газа, а также инновации, подпитываемые растущей конкуренцией на рынке, приводят к инновационным способам поставка природного газа мелким потребителям, а также новых опций комплексных услуг, таких как системы домашней безопасности.Посетите наш раздел, чтобы узнать больше о маркетинге природного газа на жилищном рынке.

Распределение и безопасность

Местные распределительные компании, такие как крупные межгосударственные и внутригосударственные трубопроводы, поддерживают высочайшие стандарты безопасности, чтобы избежать предотвратимых аварий и своевременно устранять проблемы с распределительной сетью. Многие программы безопасности, поддерживаемые коммунальными предприятиями, очень похожи на программы межгосударственных трубопроводных компаний.Меры безопасности на местном уровне включают:

• Оборудование для обнаружения утечек — Коммунальные предприятия имеют сложное оборудование для обнаружения утечек, предназначенное для обнаружения утечек природного газа из распределительной сети. Коммунальные предприятия также добавляют одоранты в природный газ, чтобы облегчить обнаружение утечки.
• Образовательные программы по безопасности — Коммунальные предприятия обычно проводят семинары по безопасности природного газа в школах, общественных центрах и через другие организации, чтобы убедиться, что клиенты хорошо разбираются в процедурах безопасности природного газа и знают, что делать в случае утечки или чрезвычайной ситуации.
• Дежурные технические специалисты — Коммунальные предприятия обслуживают целые группы технических специалистов по вызову 24 часа в сутки, семь дней в неделю, чтобы реагировать на проблемы и опасения клиентов.
• Готовность к чрезвычайным ситуациям — Коммунальные предприятия участвуют в местных и местных программах готовности к чрезвычайным ситуациям, обучая и готовясь к чрезвычайным ситуациям, таким как стихийные бедствия.
• One Call Systems — Предоставляет клиентам, подрядчикам и экскаваторам единый номер телефона, по которому можно позвонить перед началом земляных работ или строительства, чтобы гарантировать, что трубопроводы и другие подземные сооружения не будут повреждены.В 2008 году был принят национальный телефонный номер «811», «позвони, прежде чем копать», при поддержке коммунальных служб, сообществ, аварийно-спасательных служб и государственных чиновников.

Группа реагирования на чрезвычайные ситуации в сообществе — проверка счетчиков газа

Источник: Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям

Это лишь некоторые из мер безопасности, применяемых местными распределительными компаниями.Просвещение потребителей особенно важно для безопасного распределения природного газа, особенно в густонаселенных районах. Обучая пользователей природного газа безопасному использованию природного газа, действиям в чрезвычайной ситуации и обнаружению утечек, распределительные компании гарантируют, что распределение природного газа останется одним из самых безопасных способов передачи энергии. Для получения дополнительной информации о безопасности природного газа в вашем районе обратитесь в свою газовую компанию. Для получения информации о трубопроводах природного газа, в том числе, посетите Управление безопасности трубопроводов Министерства транспорта.

Газопроводные системы и эксплуатация

Читатели требовали редакционных материалов, демонстрирующих основные знания, общие концепции и процессы, а также непрерывное образование в газоперерабатывающей промышленности, и компания Gas Processing & LNG откликнулась. Во второй части этой обучающей серии статей автор исследует основы газопроводных систем и эксплуатации. Следите за новыми статьями «Назад к основам» в следующих выпусках журнала Gas Processing & LNG.

В 4 веке до нашей эры китайский историк Чанг Цюй описал странный «воздух огня», который использовался для освещения комнат и для производства соли путем кипячения рассола. Чанг также сообщил об изобретательной бамбуковой системе, запечатанной битумом, которая использовалась для транспортировки природного газа из трещины в открытой сельской местности в деревни; якобы он описал первый известный трубопровод.

В 1859 году американский бизнесмен Эдвин «полковник» Дрейк пробурил скважину с нефтью и попутным газом недалеко от Титусвилля в Пенсильвании.Газ доставлялся в Титусвилл по трубопроводу длиной 2 дюйма и 9 км, в основном для освещения. Дрейк доказал, что природный газ можно безопасно и легко транспортировать от источника к рынку, проложив путь для развития газовой промышленности.

Сегодня общая протяженность трубопроводов составляет 2,76 млн км в более чем 120 странах мира. Только в 2019 году было завершено строительство трубопроводов общей протяженностью 7830 км, или около одной пятой окружности Земли. Эти цифры красноречиво говорят о важности трубопроводных систем в газовой промышленности.

Эта статья дает представление о составных элементах трубопроводных систем. В нем также излагаются технические вопросы, связанные с сектором транспортировки и распределения природного газа, и то, как обрабатываются сезонные колебания спроса.

Магистральные и распределительные сети. Трубопроводные системы — это сложные инфраструктуры, соединяющие источники энергии с конечными пользователями, которые обычно расположены далеко от точек доставки. Пункты доставки обычно соответствуют узлам учета на производственных объектах, где природный газ передается от производителя к отправителю, или узлам учета на границах стран-импортеров.

Транспортная система содержит передающие сети или магистральные линии вместе с распределительной сетью. Магистральный трубопровод представляет собой трубу высокого давления (40–80 бар изб. Для береговых сооружений, до 200 бар изб. Для некоторых морских применений) и трубы большого диаметра (20–48 дюймов), проходящие на большие расстояния, часто по трансграничным маршрутам. . Он предназначен для обработки больших объемов газа, поступающего из нескольких точек входа (системы сбора, центральные технологические объекты и другие точки приема). Как правило, точки выхода из сети передачи ограничиваются боковыми линиями для подключения к региональным (внутригосударственным) сетям, инфраструктурам хранения и ключевым зонам потребителей.

Распределительные сети предназначены для обслуживания рынков. В целом, эту часть системы можно отнести к категории региональной распределительной системы, работающей при пониженном давлении (20–40 бар изб.) Для подачи газа промышленным потребителям, электростанциям и местным распределительным компаниям. Он получает газ от магистральных трубопроводов или от местных производителей.

Местные распределительные сети получают природный газ из региональных сетей, работающих под давлением 5–15 бар. Это давление дополнительно снижается местными распределительными компаниями, чтобы удовлетворить потребности конечных пользователей.Например, газ поставляется бытовым потребителям под давлением от 20 до 40 мбар.

Природный газ — товар без цвета и запаха. Чтобы сделать утечки легко обнаруживаемыми и снизить риски токсичности и взрыва, в природный газ в местной системе распределения добавляется ароматизирующий состав. Трет-бутилмеркаптан является наиболее часто используемым одорирующим веществом; 10 мг / см ³ будет достаточно.

Компрессорные станции. Природный газ, протекающий по линиям электропередачи, подвержен потерям давления из-за трения.В результате расширение газа снижает пропускную способность трубопровода в ущерб транспортной экономике. Компрессорные станции должны быть установлены вдоль магистрального трубопровода, чтобы ограничить скачок плотности газа. Как показывает практика, максимально допустимый перепад давления между двумя последовательными компрессорными станциями составляет примерно 25–30% от давления нагнетания на вышестоящих станциях.

Большая компрессорная станция может включать до 12 компрессоров (центробежных или поршневых). Эти компрессоры обычно приводятся в действие газовой турбиной с потребляемой мощностью до 60 МВт.Счет за электроэнергию для транспортировки природного газа является важным элементом финансовой отчетности транспортной компании.

Общая конфигурация системы трубопроводов показана на Рис. 1 . Некоторые крупные пользователи получают питание напрямую от магистральной линии, чтобы они могли справляться с переходными процессами нагрузки. В самом деле, низкое давление в распределительной сети не обеспечило бы большой емкости хранилища, на которую можно было бы положиться в переходных условиях.

Рис.1. Общее устройство трубопроводной системы.

Трубопроводные системы для транспортировки природного газа изготовлены из углеродистой стали, обладающей высоким пределом текучести и пределом прочности. Класс API 5L X65 и выше является наиболее популярным материалом из углеродистой стали, используемой для трубопроводов высокого давления. Для морских применений в основном используется класс L450 по API 5L. Распределительные системы были построены из множества различных материалов, включая чугун, сталь, медь и пластмассовые трубы.Пластиковые трубы сегодня широко используются в газораспределительных системах.

Диспетчерские центры. Пункты входа, доставки и выхода (включая входящие / исходящие потоки систем хранения), компрессорные станции и работы по техническому обслуживанию должны тщательно координироваться, контролироваться и контролироваться, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу и сбалансировать фактический спрос. Значительные колебания спроса наблюдаются в течение дня и недель, а также по сезонам.

Эта деятельность осуществляется через диспетчерские центры, в основе которых лежат телеметрические сети, системы удаленной передачи данных и централизованные системы мониторинга, наблюдения и контроля сбора данных.Ядром диспетчерского центра является сложная программная система диспетчерского управления и сбора данных, или SCADA. Система SCADA способна обрабатывать сотни тысяч данных, поступающих из множества измерений в режиме реального времени.

Основы проектирования трубопроводов. Новый рынок природного газа формируется из-за ограниченной клиентской базы. Трубопровод должен быть спроектирован с учетом динамики обслуживаемых рынков. Это потребует оптимального сочетания диаметров трубопроводов, станций сжатия и расстояний до них в зависимости от желаемой гибкости и расширяемости.

Для данного диаметра и длины трубопровода транспортные расходы снижаются с увеличением пропускной способности, поскольку отношение капитальных затрат к пропускной способности уменьшается быстрее, чем возрастают затраты на сжатие, как показано на рис. 2. По мере того, как пропускная способность продолжает расти, наклон кривой уменьшается. из-за более чем пропорционального увеличения стоимости сжатия, которое становится преобладающим справа от оптимальной точки.

Трубы разного диаметра имеют разные профили стоимости; поэтому транспортные операторы должны выбрать оптимальную конфигурацию трубопроводов в соответствии с прогнозируемым развитием рынка.

Рис. 2 также показывает, что трубопроводы могут принести значительную экономию на масштабе: оптимальная точка уменьшается с увеличением диаметра трубы. По этой причине общепринято строить трубопроводную систему с большим диаметром трубы, чем требовалось изначально, но с ограничением мощности компрессора текущими потребностями. Новые компрессоры могут быть добавлены позже, когда возрастет потребность в транспортных мощностях.

Рис.2. Инвестиционная стоимость по сравнению с пропускной способностью трубопровода.

Когда рынок выходит за рамки оптимальной мощности, транспортные операторы сначала пытаются удовлетворить дополнительный спрос, увеличивая давление подачи существующего компрессора, прежде чем вкладывать средства в расширение. Однако этот подход допускает ограниченное «пространство для маневра», поскольку поток увеличивается только пропорционально квадратному корню из перепада давления вдоль линии, в то время как потребление энергии компрессорами увеличивается более чем пропорционально.После извлечения максимальной дополнительной мощности из существующей конфигурации трубопроводов, новый рыночный спрос может быть удовлетворен путем чередования кольцевания существующей линии с добавлением новых компрессорных станций.

Зацикливание — это когда один трубопровод проложен параллельно между двумя компрессорными станциями, образуя две линии из одной, как показано на Рис. 3 . Для заданной производительности перепад давления между двумя последовательными станциями замкнутой системы составляет одну четвертую по сравнению с одиночной линией.Станция сжатия справа от петлевой секции может поднять давление до значения, соответствующего увеличенной производительности, при сохранении желаемого давления в точке выхода. Петлевой подход позволяет увеличить пропускную способность трубопроводной системы.

Рис. 3. Обводка трубопровода.

Расстояние между двумя компрессорными станциями составляет 100–200 км. Петлевые трубы могут увеличивать расстояние между компрессорными станциями.Иногда замораживание используется для создания емкости для хранения, где природный газ может быть упакован в трубопровод, чтобы увеличить поставки местным потребителям в периоды пиковой нагрузки. Помимо регулирования давления нагнетания и создания петель, еще одним вариантом увеличения пропускной способности трубопровода является установка нового компрессорного оборудования.

Подводные трубопроводы. При морской разведке и добыче газа подводные трубопроводы используются для соединения платформ с материком. Эти трубопроводы обычно изготавливаются из композитных материалов.Сердечник представляет собой трубу из углеродистой стали, рассчитанную на высокое давление. В зависимости от конфигурации системы трубопроводов внутренняя поверхность этих труб может быть покрыта покрытием, обычно материалом на основе эпоксидной смолы, для уменьшения трения. Снаружи металлическая часть трубы окутана многослойным полиэтиленовым покрытием для защиты от коррозии. В конечном итоге навес из бетонного материала обеспечит фундаментальную устойчивость и защиту от внешних воздействий.

Коммерческие трубы соединяются горизонтально на палубе судна и скользят по дну в традиционной S-образной форме.Затем их переставляют горизонтально на морском дне. Наклонный участок трубы между морским дном и трубоукладочным судном должен быть достаточно длинным, чтобы избежать изгибающего напряжения сборки.

Альтернативой S-образной формации является J-образная прокладка. Он заключается в соединении двух последовательных отрезков трубы вертикально на судне-укладчике. Затем трубу вертикально опускают на морское дно. Техника «J» позволяет достигать больших глубин.

Примечание: На небольших расстояниях компрессорной станции на производственной платформе достаточно для доставки газа на береговую компрессорную станцию.На большие расстояния компрессорное оборудование необходимо устанавливать на стояках, что требует значительного удорожания.

В качестве альтернативы, транспортировка природного газа на большие расстояния без промежуточных компрессорных станций может осуществляться за счет повышения давления в трубопроводе. Трубопровод Nord Stream пересекает Балтийское море от Выборга, Россия, до Грайфсвальда, Германия, протяженностью 1224 км без промежуточных стояков. В условиях эксплуатации трубопровода температура газа падает внутри оболочки образования гидратов и пробок «сырого газа».”

Образование пробок / гидрата может нанести ущерб целостности трубопроводной системы; поэтому перед подачей природного газа в трубопровод его необходимо обработать так, чтобы в трубопроводе не могли образоваться куски жидкости или гидраты. На рис. 4 показаны специальные газоперерабатывающие установки, предназначенные для подводной транспортировки газа без промежуточной рекомпрессии.

Рис. 4. Газоперерабатывающий завод для международной транспортировки газа.Фото любезно предоставлено Siirtec Nigi SpA.

Хабы для природного газа. Хабы — важные инструменты для развития товарного рынка. Это места, физические или виртуальные, где можно свободно торговать природным газом и поставлять его через рыночный механизм, требующий разнообразных источников поставки газа (включая внутреннее производство, импорт трубопроводов и отгрузку СПГ за границу), хранилищ и прочной базы потребителей с конкурирующими покупательский интерес.

В идеале, лучшие физические места для размещения концентратора — это точки схождения различных систем трубопроводов. Объединив эти системы, можно перемещать природный газ из районов поставки и экспортировать на основные рынки потребления. На открытых рынках регулирование играет ключевую роль в разрешении отечественным и иностранным участникам торговли и свободного доступа к трубопроводам и хранилищам.

Хенри Хаб — один из самых известных хабов. Расположенный в Эрате, штат Луизиана, Henry Hub соединяет девять межгосударственных и четыре внутригосударственных трубопроводных системы, а также имеет возможность подключения к газовым хранилищам.

Управление сезонностью. Среди ископаемых видов топлива природный газ отличается заметными сезонными колебаниями спроса. Почасовые, еженедельные, ежемесячные и сезонные колебания потребления являются результатом сочетания отраслевых видов использования. Промышленность, производство электроэнергии, сельское хозяйство, транспорт и жилищный сектор используют природный газ для своей работы. Тем не менее, каждый сектор имеет разнообразный профиль потребления.

Рис. 5 показывает профили спроса для различных секторов в Италии, стране с умеренным климатом на юге Европы.Как можно видеть, промышленный сектор имеет почти плоский профиль, который имеет тенденцию сглаживать общий цикл наряду с производством электроэнергии. Однако ежедневные колебания выработки электроэнергии увеличиваются вследствие роста использования возобновляемых источников энергии. Предложение возобновляемой энергии подвержено резким и непредсказуемым колебаниям, в результате чего газовые турбины для выработки электроэнергии должны питаться природным газом, чтобы заполнить разрыв между спросом и предложением.

Рис.5. Структура спроса на газ по секторам в Италии.

В жилом секторе месячные пики спроса в три раза превышают минимальные. Рис. 5 показывает, что спрос значительно увеличивается с ноября по апрель и падает с конца апреля по октябрь. В целом тенденция спроса на природный газ представляет собой последовательность пиков и спадов со значительной амплитудой колебаний.

Предложение же, напротив, почти ровное.Это по техническим и экономическим причинам. В резервуарах газ должен диффундировать через пористость субстрата; следовательно, значительные колебания в добыче газа могут нарушить добычу. Не имеет экономического смысла проектировать трубопровод для максимальной мощности, рассчитанный всего на несколько месяцев в году; поэтому для профиля подачи можно сделать только ограниченный допуск, как показано синей линией на рис. 5 .

Несбалансированность спроса и предложения может быть устранена с помощью складских помещений в подземных геологических формациях.Эти буферы можно разделить на три типа:

• Объекты подземного хранения газа (ПХГ), включая истощенные резервуары, водоносные горизонты и соляные полости
• Емкости для хранения СПГ
• Линейные пакеты.

Более 80% ПХГ — это истощенные резервуары, которые относительно легко преобразовать в хранилища. Водоносный горизонт подходит для хранения природного газа, если водоносная осадочная порода перекрыта непроницаемой покрывающей породой.Это требование ограничивает использование водоносных горизонтов в качестве хранилищ газа.

Право собственности на буферы принадлежит транспортным компаниям, поскольку нормативные акты обычно не предусматривают выделение хранилищ из других активов в цепочке поставок природного газа. Обычно эти объекты располагаются вблизи потребительских зон.

Природный газ, хранящийся под давлением около 150 бар изб. В ПХГ, включает рабочий газ и буферный газ, как показано в Рис. 6 . Первый — это газ, который можно добывать из хранилищ для удовлетворения спроса.Рабочий газ составляет около 50% от общего количества (или 70% в случае соляных пещер). Амортизирующий газ обеспечивает тягу, необходимую в фазе подачи. Этот газ невозможно извлечь из хранилища без нарушения работы объекта.

Рис. 6. Иллюстрация подземного хранилища газа.

Зимой, когда спрос на природный газ резко возрастает, объем, необходимый для компенсации дополнительного потребления, обеспечивается рабочим газом.С весны до осени поступающий из магистральных трубопроводов газ сжимается и закачивается в хранилище. Таким образом обеспечивается баланс спроса и предложения.

Соляные пещеры вырезаны из геологических образований в результате процесса выщелачивания, который может длиться до 4 лет. Среди ПХГ соляные пещеры — самые дорогие сооружения; однако их способность к быстрой смене циклов (оборачиваемость запасов) в сочетании с реагированием на ежедневные (и даже ежечасные) изменения потребностей клиентов снижает годовые затраты на 1 000 м ³ запасов газа, закачиваемых и отводимых.Возможность оборачиваемости запасов делает соляные каверны подходящим инструментом для снятия пиков, что оправдывает их высокие инвестиционные затраты.

Это описание относится к обычному использованию UGS. Однако площадки ПХГ могут также использоваться в качестве стратегических резервов для решения непредсказуемых событий, таких как не по сезону холодные зимы или перебои в потоках из-за непредвиденных происшествий, саботажа или геополитических споров. Эта функция ПХГ имеет первостепенное значение для тех стран / государств, в которых импорт природного газа составляет постоянную долю потребления газа.Как правило, этот рабочий газ нельзя добывать без разрешения правительства.

ПХГ также используются в спекулятивных целях. Если инвесторы ожидают роста цен в будущем, они могут купить желаемый объем природного газа на рынке, хранить его в ПХГ и перепродать, когда цена вырастет до или выше ожидаемого значения. Разница между продажной ценой и суммой покупной цены и стоимости хранения должна составлять безубыточность или прибыль.

В конце концов, ПХГ из истощенных резервуаров предоставляет поставщикам ограниченное пространство для маневра, чтобы справиться с временными потрясениями спроса.Тем не менее, система распределения должна быть способна удовлетворять краткосрочный пиковый спрос и колеблющийся спрос, которые могут происходить ежедневно или даже ежечасно. В этих случаях другие источники, используемые для пополнения запасов, — это линейная насадка и хранилище СПГ.

Метод линейной упаковки использует физический объем газа, содержащийся в трубопроводах. При давлении 80–100 бар в магистральном трубопроводе диаметром 40 дюймов и длиной 1000 км находится примерно 60 млн. М ³ –100 млн. М ³ . Вариации рабочего давления в трубопроводе на несколько бар обеспечивают модуляцию — ограниченную несколькими десятками ммм ³ — и гибкость подачи.Эту гибкость можно использовать для удовлетворения мгновенных колебаний спроса.

В отличие от систем распределения других сырьевых товаров, роль, которую играет сектор добычи и переработки природного газа, выходит далеко за рамки взаимосвязи спроса и предложения. Системы газопроводов позволяют повсеместно использовать природный газ в основных секторах современной экономики и могут быстро реагировать на неблагоприятные события, тем самым обеспечивая непрерывность поставок.

Капиллярная диффузия магистральных трубопроводов и распределительных сетей, их взаимосвязь через узлы, своевременная координация точек входа, большое количество точек доставки и безопасность, предлагаемая ПХГ, делают поставки природного газа на конечные рынки безопасными и надежными. GP

Лоренцо Микуччи — старший директор Siirtec Nigi SpA. Он имеет более чем 30-летний опыт работы в машиностроительной и подрядной отраслях, большая часть из которых была потрачена в секторе природного газа. В 2001 году он присоединился к Siirtec Nigi в Милане, где руководил отделом технологического проектирования и эксплуатации, а также отделом исследований и разработок. За время работы в качестве руководителя отдела исследований и разработок Siirtec Nigi было выдано три патента, два из которых были реализованы в промышленных масштабах.В настоящее время он является старшим директором департаментов технологий и маркетинга. Г-н Микуччи также работал в Saipem (Снампроджетти) в качестве проектировщика заводов с комбинированным циклом газификации и GTL. Он имеет степень магистра химического машиностроения в Болонском университете в Италии и внесен в Реестр Миланского ордена инженеров в качестве квалифицированного инженера.

Газопроводов — Управление энергетической информации США (EIA)

The U.Сеть газопроводов S. представляет собой высоко интегрированную сеть, по которой природный газ транспортируется по всей континентальной части США. Сеть трубопроводов насчитывает около 3 миллионов миль магистральных и других трубопроводов, которые соединяют районы добычи и хранилища природного газа с потребителями. В 2019 году по этой газотранспортной сети было доставлено около 28,3 триллиона кубических футов (трлн фут3) природного газа примерно 76,9 миллионам потребителей.

Что составляет эту транспортную сеть?

• Системы сбора, в основном состоящие из трубопроводов малого диаметра и низкого давления, перемещают неочищенный природный газ от устья скважины на завод по переработке природного газа или к соединению с большим магистральным трубопроводом.
• Установки по переработке природного газа отделяют жидкие углеводородные газы, неуглеводородные газы и воду от природного газа перед подачей природного газа в магистральную транспортную систему.
• Межгосударственные газопроводы большого диаметра и высокого давления, пересекающие государственные границы, и внутригосударственные газопроводы, работающие в пределах государственных границ, транспортируют природный газ от мест добычи и переработки к хранилищам и распределительным центрам.Компрессорные станции (или насосные станции) в трубопроводной сети обеспечивают движение природного газа по трубопроводной системе.
• Местные распределительные компании поставляют природный газ потребителям по трубопроводам малого диаметра с низким давлением.

Нажмите для увеличения

Трубопроводы природного газа

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как эта передающая и распределительная сеть стала такой большой?

Около половины существующей магистральной сети передачи природного газа и большая часть местной распределительной сети были проложены в 1950-х и 1960-х годах, поскольку потребительский спрос на природный газ после Второй мировой войны увеличился более чем вдвое.Распределительная сеть продолжала расширяться, обеспечивая газом новые коммерческие объекты и жилые дома.

В период с 2003 по 2008 год цены на природный газ существенно выросли. Повышение цен дало производителям природного газа стимул к расширению разработки существующих месторождений и началу разведки ранее неосвоенных месторождений природного газа. Развитие технологий бурения и добычи привело к увеличению добычи из сланцев и других плотных геологических формаций.Это увеличение производства способствовало общему снижению цен на природный газ с 2009 года, что, в свою очередь, способствовало увеличению спроса на природный газ для производства электроэнергии и в промышленности. Следовательно, были построены новые магистральные трубопроводы и строятся другие, чтобы связать расширенные и новые источники производства с большим количеством потребителей по всей стране, особенно на северо-востоке.

Последнее обновление: 3 декабря 2020 г.

Газораспределительные системы | Kinetics: Kinetics Corporate

Набор газа для улучшения результатов процесса

Многое из того, что происходит на предприятиях по производству микроэлектроники и солнечной энергии, зависит от достижения трех целей.Во-первых, безопасность людей, места, процесса и окружающей среды внутри и вокруг объекта. Без использования этого фактора в центре мало причин для достижения двух оставшихся целей.

Вторая цель — HVM на высоком уровне качества с учетом меняющихся спецификаций. Здесь в игру вступают такие факторы, как чистота, постоянство и бдительность оператора. Третья цель? Эффективность, которая способствует увеличению прибыли, признавая, что каждое предприятие подотчетно всему предприятию за надежное предоставление финансовых показателей.

Kinetics, компания по производству оборудования под ключ, поставляющая компоненты и подсистемы, никогда не упускает из виду цели установки. Это относится непосредственно к газораспределительным системам, включающим панели и шкафы. Независимо от уровня громкости или требований к автоматизации, три результата основываются на целях безопасности, качества и эффективности. Они применяются, когда группы инженеров-технологов оценивают варианты своих партнеров по распределению газа во всем мире.

Результат номер один: НАДЕЖНЫЙ ПОТОК

Перспективы Kinetics отражают широту линейки продуктов, установленных в настоящее время на предприятиях ведущих производителей.Начиная с недорогой неопасной панели GP 100, фитинги, клапаны, датчики и средства управления строятся на базе промышленных объемов. Помимо лучшей в отрасли доступности, проектирование панелей и шкафов требует больших усилий, чем многие другие варианты, представленные на рынке. Результатом является беспрепятственный поток, который защищает чистоту, сохраняя при этом бдительность по всем факторам безопасности.

Результат номер два: ОПЕРАЦИОННАЯ ЯСНОСТЬ

Газы, благодаря своей невидимой природе, делают измерение, мониторинг и управление делом точной калибровки во времени, производственных циклах и операторах.Независимо от индивидуального или командного обучения, Kinetics учитывает вариативность, связанную с вмешательством человека. Автоматизация является одним из факторов, так же как и обычные дисплеи данных, которые напрямую связаны с состоянием панели или шкафа. «Очевидный» — желаемый результат для ручных, полуавтоматических и полностью автоматизированных платформ. Опасные материалы — самая веская причина такой операционной ясности.

Результат номер три: УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Несмотря на то, что доступны полностью конфигурируемые газораспределительные системы, предлагаются стандартизированные крупносерийные модели для изготовления 200 и 300 мм пластин в дополнение к производству тонкопленочных и кремниевых фотоэлектрических элементов.Они представляют собой еще больше сценариев, в которых стабильная и надежная поставка всех категорий газа должна со временем идти в ногу с поставленными задачами. С точки зрения существенности, а также того, как они взаимодействуют с производственной линией, MTBF, MTBA и MTTR каждой системы демонстрируют задокументированную устойчивость — еще одно выражение подхода Kinetics к газораспределительным системам.

Хотя они могут показаться «данностью», эти три результата являются переменными для всех продуктов, предлагаемых в настоящее время на рынке: надежный поток, операционная ясность и устойчивая производительность.Что наиболее важно, так это найти компанию, приверженную их предоставлению, стремящуюся к достижению целей безопасности, качества и эффективности. Чтобы узнать больше о том, как Kinetics обеспечивает эти результаты, просто щелкните ЗДЕСЬ.

Природный газ и Калифорния

Обзор

Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии (Комиссия или CPUC) регулирует расценки на природный газ и услуги, предоставляемые Pacific Gas and Electric Company (PG&E), Southern California Gas Company (SoCalGas), San Diego Gas & Electric Company (SDG & E), Southwest Газ и несколько небольших газовых компаний.Услуги природного газа, которые регулирует CPUC, включают внутригосударственную транспортировку природного газа по обширным системам передачи и распределения коммунальных услуг, хранение газа, закупку, учет и выставление счетов. Комиссия также регулирует деятельность независимых операторов газовых хранилищ Lodi Gas Storage, Wild Goose Storage, Central Valley Storage и Gill Ranch Storage.

Кроме того, Комиссия отвечает за надзор за безопасностью государственных предприятий по утилизации природного газа. Обсуждение обязанностей Комиссии по регулированию безопасности газовых коммунальных предприятий можно найти в другом месте на веб-сайте CPUC, e.грамм. по адресу: https://www.cpuc.ca.gov/General.aspx?id=6762

Клиенты и объемы

Коммунальные предприятия природного газа Калифорнии обслуживают более 11 миллионов газовых счетчиков. SoCalGas и PG&E обслуживают около 5,9 млн и 4,3 млн клиентов соответственно, в то время как SDG&E обслуживает более 800000 клиентов. В 2018 году газовые компании Калифорнии прогнозировали, что они будут доставлять своим клиентам в среднем около 4740 миллионов кубических футов газа в день при нормальных погодных условиях.

Подавляющее большинство потребителей природного газа в Калифорнии — это бытовые и небольшие коммерческие предприятия, называемые «основными» потребителями. Более крупные потребители газа, такие как электрогенераторы и промышленные потребители, называются «непрофильными» потребителями. Несмотря на то, что число непрофильных потребителей очень невелико по сравнению с основными потребителями, они потребляют около 65% природного газа, поставляемого государственными газовыми коммунальными предприятиями, в то время как основные потребители потребляют около 35%.

Значительное количество газа (около 19%, или 1131 млн. Кубических футов в сутки от общего прогнозируемого потребления в Калифорнии в 2018 г.) также напрямую доставляется некоторым крупным потребителям в Калифорнии, без транспортировки по регулируемой системе коммунальных трубопроводов.Эти клиенты, называемые «обходными» клиентами, получают услуги напрямую от межгосударственных трубопроводов или напрямую от производителей из Калифорнии.

SDG & E и южное подразделение Southwest Gas являются оптовыми покупателями SoCalGas, то есть они получают поставки газа от SoCalGas и, в свою очередь, доставляют этот газ своим клиентам. (Southwest Gas также предоставляет услуги по распределению природного газа в районе озера Тахо.) Точно так же West Coast Gas, небольшая газовая компания, является оптовым покупателем PG&E.Некоторыми другими оптовыми покупателями являются муниципалитеты, такие как города Пало-Альто, Лонг-Бич и Вернон, которые не регулируются CPUC.

Ресурсом для зарегистрированных и прогнозируемых объемов потребления газа в Калифорнии является Отчет о газе Калифорнии. Этот отчет публикуется ежегодно крупнейшими газовыми компаниями Калифорнии. Его можно найти на веб-сайтах SoCalGas и PG&E. Прогнозные объемы разрабатываются только по четным годам. См. Следующую ссылку: https: //www.socalgas.ru / нормативно-правовые / cgr.shtml

Расходные материалы

Большая часть природного газа, используемого в Калифорнии, поступает из газовых бассейнов за пределами штата. Например, в 2017 году коммунальные предприятия Калифорнии получали 38% поставок природного газа из бассейнов, расположенных на юго-западе США, 27% — из Канады, 27% — из района Скалистых гор США и 8% — за счет добычи, расположенной в Калифорнии.

Государство не получает поставок сжиженного природного газа (СПГ).Биогаз (например, из очистных сооружений или молочных ферм) только начинает поступать в системы газоснабжения, и государство поощряет его развитие.

Регулируемые коммунальные предприятия Калифорнии не владеют никакими объектами по добыче природного газа, и Комиссия не регулирует производителей газа в Калифорнии. Весь природный газ, продаваемый коммунальными предприятиями, должен закупаться у поставщиков и / или продавцов. Цена на природный газ, продаваемый поставщиками и торговцами, была отменена FERC в середине 1980-х годов и определяется «рыночными силами».Однако CPUC решает, предприняли ли коммунальные предприятия Калифорнии разумные меры для минимизации стоимости природного газа, закупаемого от имени своих основных потребителей.

Поставка расходных материалов

Природный газ из добывающих бассейнов за пределами штата доставляется в Калифорнию по системе межгосударственных газопроводов. Основные межгосударственные трубопроводы, по которым природный газ за пределы штата доставляется в газовые компании Калифорнии, — это Северо-Западный трубопровод для передачи газа, трубопровод реки Керн, Транзападный трубопровод, трубопровод Эль-Пасо, трубопровод Руби, трубопровод Мохаве и Тускарора.Другой трубопровод, трубопровод Северная Баха — Баха Норте, забирает газ из трубопровода Эль-Пасо на границе Калифорнии и Аризоны и доставляет этот газ через Калифорнию в Мексику. В то время как Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) регулирует транспортировку природного газа по межгосударственным трубопроводам и устанавливает тарифы на эту услугу, Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии может участвовать в регулирующих процедурах FERC для представления интересов потребителей природного газа в Калифорнии.

Газ, транспортируемый в газовые компании Калифорнии по межгосударственным трубопроводам, а также часть добываемого в Калифорнии газа доставляется в системы внутриштатных газопроводов PG&E и SoCalGas (обычно называемых «магистральной» трубопроводной системой Калифорнии). Затем природный газ по магистральным трубопроводным системам коммунальных предприятий доставляется к местным системам передачи и распределения или к местам хранения природного газа. Некоторые крупные непрофильные заказчики осуществляют поставку природного газа непосредственно по магистральным трубопроводам высокого давления и по местным системам трубопроводов, в то время как основные заказчики и другие непрофильные заказчики берут поставки с распределительных трубопроводных систем коммунальных предприятий.Коммунальные предприятия штата, работающие с природным газом, эксплуатируют более 100 000 миль передающих и распределительных трубопроводов и еще тысячи миль коммуникационных линий.

Заказчики

Bypass берут большую часть своих поставок непосредственно из трубопроводной системы Керн / Мохаве, но они также забирают значительный объем газа с добычи в Калифорнии.

Хранилище

PG&E и SoCalGas владеют и управляют несколькими месторождениями природного газа, расположенными на их обслуживаемых территориях в северной и южной Калифорнии, соответственно.Эти месторождения и четыре независимых хранилища — Lodi Gas Storage, Wild Goose Storage, Central Valley Storage и Gill Ranch Storage — помогают удовлетворить пиковый сезонный и ежедневный спрос на природный газ и позволяют клиентам природного газа в Калифорнии более эффективно обеспечивать поставки природного газа. . PG&E является владельцем 25% месторождения Gill Ranch Storage. Эти месторождения обеспечивают значительную пропускную способность инфраструктуры, чтобы помочь удовлетворить потребности Калифорнии в природном газе, и без этих мест хранения Калифорнии потребовалось бы гораздо больше пропускной способности трубопроводов для удовлетворения пиковых потребностей в газе ⁱⁱ .

Варианты обслуживания

До конца 1980-х годов регулируемые коммунальные предприятия Калифорнии предоставляли практически все услуги, связанные с природным газом, всем своим клиентам. С тех пор Комиссия постепенно реструктурировала газовую промышленность Калифорнии, чтобы предоставить клиентам больше возможностей, обеспечивая при этом нормативную защиту для тех клиентов, которые хотят или должны продолжать получать услуги, предоставляемые коммунальными предприятиями.

Возможность покупки природного газа у независимых поставщиков является одним из результатов этого процесса реструктуризации.Хотя регулируемые коммунальные предприятия закупают природный газ для большинства основных клиентов, основные клиенты имеют возможность покупать природный газ у независимых продавцов природного газа, называемых «основными транспортными агентами» (CTA). Контактную информацию основных транспортных агентов можно найти на веб-сайтах коммунальных предприятий. С другой стороны, непрофильные заказчики договариваются о поставках природного газа напрямую с производителями или с маркетологами.

Другой вариант, возникший в результате процесса реструктуризации, произошел в 1993 году, когда Комиссия сняла с коммунальных предприятий ответственность за услуги хранения для непрофильных потребителей вместе со стоимостью этой услуги из транспортных тарифов для непрофильных потребителей.Комиссия также поощряла разработку независимых хранилищ, и в последующие годы были созданы все независимые хранилища в Калифорнии. Непрофильные клиенты и маркетологи теперь могут пользоваться услугами хранилища у коммунального предприятия или у независимого поставщика хранилища (если таковой имеется) и оплачивать эту услугу или могут вообще отказаться от использования хранилища. Для основных потребителей Комиссия гарантирует, что коммунальное предприятие имеет достаточную емкость хранилища, выделенную для удовлетворения основных требований, и что основные потребители платят за эту услугу.

Решением 1997 года Комиссия приняла «Газовое соглашение» PG&E, которое отделяло затраты PG&E на магистральную транспортировку от непрофильных тарифов на транспортировку. Это решение дало клиентам и маркетологам возможность при желании получить права на пропускную способность магистральной системы магистральных трубопроводов PG&E и оплачивать эту услугу по ставкам, утвержденным Комиссией. Газовое соглашение также потребовало от PG&E выделить определенный объем магистральной пропускной способности для доставки газа своим основным потребителям.Последующие решения Комиссии изменили и продлили первоначальные условия Газового соглашения. Структура «Газового соглашения» все еще действует сегодня для магистральной сети, тарифов и услуг PG&E и теперь называется просто PG&E Gas Transmission and Storage (GT&S).

Решением 2006 года Комиссия утвердила аналогичную структуру транспортировки газа для Южной Калифорнии, названную системой «твердых прав доступа». SoCalGas и SDG & E внедрили систему твердых прав доступа (FAR) в 2008 году, и теперь она называется структурой системы магистральной передачи (BTS).Как и в системе магистральной передачи PG&E, затраты на магистральную передачу SoCalGas отделены от непрофильных тарифов на транспортировку. Непрофильные клиенты и маркетологи могут получить и оплатить твердую магистральную пропускную способность в различных точках приема в системе SoCalGas. Определенная пропускная способность магистральной сети получена для основных потребителей, чтобы гарантировать удовлетворение их требований.

Многие, если не большинство непрофильных клиентов, теперь используют маркетологов для предоставления некоторых услуг, которые ранее предоставлялись коммунальным предприятием.То есть непрофильный заказчик может просто договориться с продавцом о закупке его поставок и получении любых необходимых хранилищ и магистральных транспортных мощностей, чтобы гарантировать, что он получит необходимые поставки природного газа. Основные клиенты по-прежнему в основном полагаются на коммунальные службы при оказании услуг по закупкам, но у них есть возможность воспользоваться услугами по закупкам у CTA. Емкость магистральной передачи и хранения либо зарезервирована, либо получена для основных клиентов в количествах, обеспечивающих очень высокий уровень обслуживания.

Операции

В обеспечить надлежащую эксплуатацию своего газопровода и хранилища природного газа систем, PG&E и SoCalGas должны сбалансировать количество газа, поступающего в система трубопроводов и доставляется клиентам или на складские территории. Объем хранилища некоторых из этих коммунальных услуг посвящен этой услуге, и в большинстве случаев клиенты не необходимо точно согласовывать свои поставки с их потреблением.Однако, когда слишком много или слишком мало газа ожидается, что будет доставлено в коммунальные системы, относительно количества потребляются, коммунальные услуги требуют от клиентов более точного соответствия их поставки с их потреблением. И, если клиенты не соответствуют определенным требованиям к доставке, они могут сталкиваются с финансовыми штрафами. Коммунальные услуги не получать прибыль от этих финансовых штрафов — суммы затем возвращаются в клиенты в целом. Если коммунальные услуги обнаруживают, что они не могут поставить весь газ, который, как ожидается, будет потребляемые, они могут даже потребовать прекращения некоторых поставок газа.Эти сокращения обычно требуются для только самые крупные, непрофильные клиенты. Это прошло много лет с тех пор, как произошло значительное сокращение основных клиенты в Калифорнии.

Тарифы на коммунальные услуги на природный газ

Комиссия санкционирует разумные коммунальные услуги и затраты на природный газ, а также ставки, которые позволяют возместить эти затраты. Он делает это главным образом посредством решений, вынесенных после заслушивания доказательств в ходе нескольких формальных разбирательств, и посредством рассмотрения запросов, сделанных в «письмах с рекомендациями», представленных коммунальными предприятиями.(Комиссия передала Подразделению энергетики полномочия определять порядок рассылки большинства писем с рекомендациями энергетических компаний, которые обычно не вызывают споров.) Новые тарифы на коммунальные услуги не могут взиматься до тех пор, пока они не вступят в силу Комиссией для государственных тарифов коммунальных предприятий. Тарифы для каждой из основных газовых компаний Калифорнии можно найти на веб-сайте компании.

Основные потребители газа (например, частные и небольшие коммерческие потребители) обычно видят в своих счетах за газ за коммунальные услуги три основных ставки или платы, утвержденные Комиссией: 1) ставку закупок, если заказчик пользуется услугами по закупкам у коммунального предприятия, 2) ставку за транспортировку и, возможно, фиксированная ежемесячная плата, и 3) ставка надбавки по программе государственного назначения газа (ГЧП).

Непрофильные потребители обычно видят в своих счетах за коммунальный газ: 1) фиксированную ежемесячную плату за доступ или резервирование, 2) тарифы на транспортировку и 3) надбавку за ГЧП для газа (но электрогенераторы освобождены от надбавки за ГЧП по газу в соответствии со статьей 10 Кодекс коммунальных услуг). Если неосновной потребитель пользуется услугами магистральной передачи или хранения у коммунального предприятия, он также платит за эти услуги.

Клиенты с низкими доходами могут иметь право на 20% скидку на счет за газ в соответствии с программой Калифорнийских альтернативных тарифов на энергию (CARE).Другие клиенты, которые не имеют права на скидку CARE, оплачивают эту субсидию как часть надбавки за газ в рамках ГЧП.

CPUC представляет годовой отчет губернатору и законодательному собранию Калифорнии, в котором приводится разбивка утвержденных CPUC затрат, которые включены в тарифы четырех крупнейших энергетических компаний штата, включая три крупнейших газовых предприятия, SoCalGas, PG&E, и SDG & E. Этот отчет, названный «Годовой отчет о расходах на электроэнергию и газ Калифорнии», можно найти на веб-сайте CPUC по следующей ссылке:

https: // www.cpuc.ca.gov/General.aspx?id=6442460031

Основные ставки закупок

Ставка закупки основного газа для коммунальных предприятий покрывает затраты на закупку запасов природного газа, транспортировку этих запасов в Калифорнию и транспортировку этих запасов в местную систему передачи коммунальных услуг. Как отмечалось выше, цена на природный газ не регулируется ни FERC, ни CPUC. (В случае PG&E ставка закупки также возмещает затраты на хранение газа для основных заказчиков, но в случае SoCalGas стоимость основного хранения возмещается за счет скорости его транспортировки.)

Поскольку цену на природный газ трудно прогнозировать и она растет и падает в зависимости от рыночных сил, объем закупок изменяется каждый месяц основными коммунальными предприятиями на основе оценки коммунальных предприятий стоимости поставок и основного спроса на закупки на предстоящий период. месяц. Если оценка коммунального предприятия основных доходов от закупок выше фактических затрат, клиенты получат возмещение в последующие месяцы, а если оценка коммунального предприятия будет слишком низкой, клиенты будут платить больше в последующие месяцы.

Незадолго до начала месяца основные коммунальные предприятия ежемесячно направляют в Комиссию письмо с рекомендацией, чтобы сообщить объем закупок. Отдел энергетики Комиссии рассматривает эти рекомендательные письма и получает полномочия утверждать их. Новая основная ставка закупок обычно вступает в силу для основных газовых компаний в первый день месяца.

CPUC пытается гарантировать, что основные газовые компании выполнили разумную работу по закупке материалов для потребителей посредством создания «механизмов стимулирования стоимости газа».Короче говоря, эти механизмы в основном обеспечивают финансовый стимул для коммунального предприятия закупать поставки по ценам, близким к средним рыночным ценам или ниже них. С другой стороны, если коммунальное предприятие закупает товары по ценам, превышающим среднерыночные, оно может столкнуться с штрафом, который будет возвращен потребителям.

Если основной заказчик пользуется услугами по закупкам у CTA, заказчик будет платить за закупки CTA, а не коммунальному предприятию.Хотя фактические сборы, уплаченные CTA, могут отображаться в счете за коммунальные услуги основного потребителя, CPUC не утверждает и не санкционирует эти конкретные суммы.

Тарифы на транспортировку газа

В ходе рассмотрения дела по общей ставке (GRC) CPUC рассматривает прогноз эксплуатационных расходов коммунального предприятия на конкретный будущий календарный год, называемый «тестовым годом». Для коммунальных предприятий, работающих на природном газе, GRC учитывает эксплуатационные расходы и расходы, не включая затраты на основные закупки и не включая затраты, связанные с программами общественного назначения, такими как CARE, энергоэффективность и НИОКР, представляющие общественный интерес.В течение последних 20 лет CPUC рассматривал магистральные и местные затраты и тарифы на передачу и хранение PG&E в отдельном процессе от дела об общих тарифах, которое называется процедурой PG&E по передаче и хранению газа (GT&S). Но начиная с GRC 2023 года PG&E, эти расходы будут включены в GRC.

В своем решении в процессе GRC или GT&S CPUC принимает «требование к доходу» для газовой компании, которое представляет собой сумму денег, необходимую для разумной и безопасной эксплуатации ее газовой системы, уплаты налогов и получения справедливой прибыли для оплаты. его акционеры и долг.Это требование к выручке основано на определении CPUC разумных операционных расходов и затрат на основные средства в течение испытательного года.

Утвержденные требования к выручке распределяются между классами потребителей коммунальных услуг ⁱⁱⁱ , а «тарифы на транспортировку газа» определяются для каждого класса потребителей, что позволяет возместить эти распределенные суммы. Для SoCalGas, SDG & E и распределения газа PG&E Комиссия определяет это распределение затрат и схему тарифов в процессе, который не связан с GRC, и называется процедурой распределения затрат.CPUC основывает ставки для каждого класса потребителей как на распределении требований к выручке, так и на своем определении прогноза поставок газа для этого класса потребителей. Если фактические доходы от газа оказываются выше или ниже утвержденных требований к доходам, то в последующие годы ставки корректируются, чтобы компенсировать разницу, чтобы коммунальное предприятие могло возмещать только утвержденные требования к доходам от своих потребителей.

У всех бытовых потребителей газа есть тарифы на транспортировку, которые имеют компонент «базовый» и «выше базового».То есть для различных географических регионов в пределах территории обслуживания газовой компании базовый объем использования устанавливается для бытовых потребителей в некотором процентном соотношении (менее 100%) от среднего для этого региона в течение сезона. Для использования до базовой суммы устанавливается ставка, которая существенно ниже, чем ставка «выше базовой». CPUC должен установить такую ​​структуру ставок для бытовых потребителей в соответствии с разделом 739 Кодекса коммунальных услуг.

Помимо тарифов на транспортировку, некоторые основные потребители газа могут видеть в своих счетах фиксированную ежемесячную плату.Эта плата позволяет частично возместить определенные типы стандартных фиксированных затрат на коммунальные услуги, такие как линии обслуживания и счетчики. Но даже если в счете за коммунальные услуги не указана фиксированная ежемесячная плата, он все равно возмещает те же виды затрат в своих объемных ставках.

Для календарных лет между испытательными годами GRC Комиссия также обычно применяет «методику истощения», которая корректирует принятые требования к доходам с учетом предполагаемого увеличения затрат после испытательного года.

Доплата за государственную программу по газу

Надбавка за газовую программу для общественных целей (ГЧП) возмещает расходы на различные программы коммунального обслуживания газа, утвержденные Комиссией: энергоэффективность, помощь в экономии энергии, скидка CARE и программа исследований и разработок в области газа для общественных целей, проводимая Комиссией по энергетике Калифорнии.

На основе методологий распределения затрат, утвержденных Комиссией, ставки надбавок за ГЧП для газа разрабатываются для классов потребителей газа, не освобожденных от налогов, и эти ставки утверждаются письмом-уведомлением на каждый календарный год. Ставки надбавки вступают в силу 1 января и обычно остаются неизменными в течение календарного года.

Климатический кредит Калифорнии

Бытовые потребители природного газа крупных газовых компаний Калифорнии получают ежегодный Калифорнийский климатический кредит на счет за газ.Кредит предоставлен государственной программой, которая требует, чтобы электростанции, дистрибьюторы природного газа и другие крупные предприятия, выбрасывающие парниковые газы, покупали разрешения на выбросы углерода. Кредит представляет собой долю плательщиков коммунальных услуг в выплатах по государственной программе.

________________________________________________________

ⁱ К небольшим газовым компаниям относятся: West Coast Gas, Alpine Natural Gas и Южная Калифорния Эдисон — остров Каталина.