Gázhálózatok

1. Gázhálózatok Készítette: Fülöp Roland BME Víziközmű és Környezetmérnöki Tanszék

2. Közművek rendeltetés szerinti csoportosítása Vízgazdálkodási, vagy vízi-közművek: • a vízellátás (ivó- és ipari víz) továbbá • a csatornázás (szenny- és csapadékvíz-elvezetés) létesítményei határoznak meg. Energiaellátó közművek: • a villamosenergia-ellátás és közvilágítás, • a vezetékes gázellátás, • a távhőellátás (fűtés és használati meleg víz) alkotóelemei képviselnek. Távközlő közművek: • a hírközlő közművek, (telefon, távíró, telex) és • az egyéb távközlő hálózatok jelzőkészülékek (tv-kábel, csőposta forgalom irányító, stb.) jelentenek.

3. Gáz ellátás rövid történelmi áttekintése • 1784 Leuven: kőszénből gáz előállítás, világítási célokra • 1790-es évek Anglia: kőszénből gáz, világítás, nagyüzemi gyártás, gáz tisztítás, mérésének nyomásszabályozásának elvi alapjai. • 1813 London-Wenstminster-híd díszvilágítása, első gáztársaság • 1816 Pest Tehel Lajos –gázlámpa- Nemzeti Múzeum • 1840 Nagycenk: Széchenyi – gázfejlesztő készülék, bemutatása 1840. augusztus 20-án • 1862. december 23-án kezdődik a pesti közvilágítás • 1862 Buda-Pest gázvezeték épül Lánc-hídon átvezetve Budára • 1920-as évektől konyhai főző készülékek és melegvíz szolgáltató készülékek. • 1943-ban kezdődőt, amikor kiépítették Magyarországon az első vezetéket Nagykanizsa és Budafa között, ezzel elkezdődött a vezetékes földgázszolgáltatás. • 1960-ban kezdődött el Magyarországon a gázipar fejlődése, mivel ekkor fedezték fel országunk nagy szénhidrogénbázisait. • 2003-ban Magyarország energiafelhasználásának 39%-át a földgáz adja, ennél nagyobb arányban, Európában csak Hollandia használja.

4. Gázhálózat elvi sémája

5. Gázhálózat felépítése • Termelő berendezések • Nyomásfokozók (szállítási energia, hálózati nyomás biztosítására) • Gáztárolók (fogyasztási ingadozások kiegyenlítésére téli-nyári fogyasztás között akár 2,4-4,0 szeres különbség) • Szállító elosztó vezetékek • Szerelvények

6. Termelő berendezések • gázgyárak (városi gáz) • kőolaj, földgáz kutak • bányák (metán gázai) • Ipari üzemek melléktermékei

7. Gáztárolók Fogyasztási ingadozások kiegyenlítésére ugyanis a téli-nyári fogyasztás között akár 2,4-4,0-szeres különbség. Tároló típusok: • Föld feletti tartályokban • Föld alatti üregekben

8. Föld feletti tároló

9. Föld alatti tároló

10. Szállító, elosztó vezetékek Gázszállító vezeték: (távvezeték) tartozékaival és szerelvényeivel együtt az a csővezeték, amely a gázt a termelés gyűjtőhelyéről, illetve gyűjtőállomásától a lakótelepülés vagy az átvevő fogyasztó gázfogadó állomásáig szállítja. A gázátadó állomás a gáz-szállító vezeték tartozéka. Gázelosztó vezeték: (gáz közművezeték) szerelvényeivel és tartozékaival együtt az a csővezeték, amely a gázt a gázátadó állomástól – általában közterületen- a fogyasztó körzetbe juttatja el; a gázelosztó vezeték leágazása, és az abba beépített első elzáró szerelvény az elosztóvezeték tartozéka.

11. Szállító, elosztó vezetékek Csatlakozó vezeték (Leágazó vezeték): A gázelosztó vezeték leágazásába a beépített első elzáró szerelvénytől a gázmérőig, vagy ennek hiányában a fogyasztó főcsapig terjedő vezeték.

12. Csatlakozó vezeték részei • Bekötő vezeték • Alapvezeték • Felszálló vezeték • Fogyasztói vezeték

13. Szerelvények • elzáró szerelvények • szűrők • biztonsági lefúvatok • folyadék leválasztók • nyomásszabályozók • biztonsági gyorszárak

14. Gázvezetékek csoportosítása üzemi nyomás szerint • Kisnyomású (25-33 mbar), a háztartási berendezések ekkora nyomáson üzemelnek • Emelt kisnyomású (33-100 mbar) • Középnyomású vezeték (100 mbar-4 bar) • Nagyközépnyomású vezeték (4-25 bar) • Nagynyomású vezeték (25 bar felett)

15. Hálózat topológiája • Hurkolt • Sugaras • Vegyes

16. Gázigények csoportosítása • Háztartási, közintézményi (fűtési, főzési, melegvíz készítési gázigény) • Ipari (technológiai gázigény) • Mezőgazdasági

17. Lakossági igények meghatározása Fűtési gázigény meghatározása: A - helység lehűlő falfelületeinek nagysága k – fal hőátadási tényezője ti –mértékadó belső hőmérséklet tez – mértékadó külső hőmérséklet

18. Lakossági igények meghatározása Mértékadó külső hőmérsékletek:

19. Lakossági igények meghatározása A helyiség fűtési hő szükségletét a alaphőveszteség, az estleges hőnyereségek illetve a helyiség P pótlékténye-zőjének figyelembevételével kell meghatározni A helyiségek P pótléktényezője az egyes pótléktényezők összegzéséből adódik Az épület hőszükséglete az egyes helyiségek hőszükséhleteinek összege

20. Lakossági igények meghatározása ahol: mértékadó gázmennyiség egyidejűségi együttható adott készülékből üzemelők darabszáma az adott készülék fajlagos gázfogyasztása

21. Vezeték méretezése Bernoulli egyenletből kiindulva történik: Egyszerűsítések és behelyetesítések után: Ahol: p1, p2 - adott pontokon a nyomások C1 – 26,82822 M – moláris tömeg T – hőmérséklet z – kompresszibilitási index λ –súrlódási tényező Vn - gáz térfogatárama normál állapoton (légköri nyomás, 0 C°-on)

22. Vezeték méretezése Az előző egyenletet átrendezve adódik a vezeték átmérője: Megjegyzés: A gáz sebessége ne legyen nagyobb 20-25 m/s-nál Ahol a λ meghatározásához a White-Colebrook összefüggést használjuk: Reynolds szám (Re)

23. Vezetékhálózat hidraulikai, modellezése méretezése • Az elvi alapjai megegyeznek a vízellátó hálózatoknál tanultakkal (illeszkedési mátrix, csomóponti törvény, huroktörvény) • Az ellenállások a következőképpen alakulnak: • Nagy és középnyomáson: • kis nyomás esetén:

24. Gázvezetékek tervezése Gázvezetékek tervezését, és üzemeltetését Mo-on a MszEN 7048, 7487-es sorozatú, illetve a 7552-es szab-vány, illetve a Bányakapitányságok szabályozzák. Létesítésre az engedélyeket a területileg illetékes Bányakapítányságtól kell beszerezni.

25. Gázvezetékek tervezése Gázvezetéket tilos az alábbi helyeken elhelyezni: • lápos, ingoványos területen • 25 kN/m2-nél kisebb teherbírású talajban • bányaművelés okozta rétegmozgásos területen • vasúti, közúti közlekedés céljaira szolgáló alagútban • épületek, építmények, műtárgyak alatt • üzemek, raktártelepek, villamos művek, repülő-terek védett övezetén belül • országos ásványanyag nyilvántartóban szereplő területen

26. Gázvezetékek tervezése Vezetékek elhelyezésénél az alábbi szempontokat célszerű figyelembe venni: • Közterületen lehetőleg zöldsávban kell elhelyezni, kerüljük az útburkolat bontását • Közművek egymástól való védőtávolságát • Közművek legkisebb keresztezési szöge 30°, erősáramú kábel esetén 60° • Keresztezéskor az egyes közművek egymástól mért minimális távolsága 0,20 m • Közműrozsa szerint lehetőleg a vízzel ellentétes oldalon helyezzük el (hűvös oldal)

27. Gázvezetékek tervezése Gázvezetékek más közművektől való minimális védő távolsága: • Vízvezeték (0,70 m) • Csatorna (1,00 m) • Erősáramú kábel (0,50 m) • Távhővezeték (1,00 m) védőszerkezetben (0,50 m) • Távközlő vezetékek (0,50 m)

28. Gázvezetékek tervezése A gázvezetékek épü-lettől, vasúttól és vil-lamos vágányoktól való védőtávolságát a következő táblázat tartalmazza. A vas-útnál a védőtávolság az űrszelvény szélé-től értendők

29. Gázvezetékek tervezése Amennyiben a gázvezeték fektetése esetén nem tart-ható a megfelelő védőtávolság, akkor védőcsőbe kell elhelyezni, aminek mindkét végére szaglókat kell elhelyezni. Függőleges vonalvezetés: • A vezetékeket 0,80-1,00 méteres mélységbe fektetjük • 2‰-es esésben építjük a vízteleníthetőség miatt • 0,50 méterre a cső felett sárga gáz feliratú jelzőfóliát kell elhelyezni, műanyag vezetéken célszerű jelző-kábelt elhelyezni

30. Gázvezetékek tervezése Vezetékek anyagai: • KPE • Acél • Öntöttvas Az acél vezetékeket óvni kell a korróziótól, ezért védelemmel kell ellátni: • passzív védelemmel (szigetelés), • aktív védelemmel és • a csővezeték egyidejű aktív és passzív védelmével.