Articolul 139
Planurile de situație se întocmesc de către proiectant, inclusiv în format electronic, conform specificațiilor beneficiarului prevăzute în tema de proiectare.
Planurile de situație se întocmesc de către proiectant, inclusiv în format electronic, conform specificațiilor beneficiarului prevăzute în tema de proiectare.
În planul de situație se redau toate obiectivele din sectorul gazelor naturale aflate în zona de siguranță, precum și celelalte instalații/obiective cu care se intersectează conducta.
(1) Pentru calculul hidraulic al conductei se corelează caracteristicile tehnice, armăturile și traseul acesteia etc. cu caracteristicile metrologice ale sistemului/sistemelor de măsurare a gazelor naturale și cu parametrii tehnologici ai gazelor naturale transportate.
(2) Caracteristicile tehnice ale conductei, prevăzute la alin. (1), sunt:
a) diametrul conductei - D_n, D_e [mm];
b) rugozitatea absolută echivalentă a suprafeței interioare a conductei - k [cm];
c) lungimea conductei [km];
d) elevația [m].
(3) Caracteristicile metrologice, prevăzute la alin. (1), sunt precizate la art. 16-20 din Regulamentul de măsurare a cantităților de gaze naturale tranzacționate în România, aprobat prin Ordinul președintelui Autorității Naționale de Reglementare în Domeniul Energiei nr. 62/2008, cu modificările și completările ulterioare.
(4) Parametrii tehnologi ai gazelor naturale, prevăzuți la alin. (1), sunt:
a) compoziția chimică a gazelor naturale ce urmează să fie transportate prin conductă;
b) presiunea gazelor naturale, [MPa] sau [bar];
c) temperatura gazelor naturale, [°C] sau [K];
d) densitatea gazelor naturale - ρ [kg/mc];
e) viscozitatea dinamică a gazelor naturale - η [N·s/mp];
f) viteza gazelor naturale [m/s] etc.
(1) Prin calculul hidraulic se determină:
a) debitele de gaze naturale și regimurile hidraulice de funcționare ale conductei (staționar și/sau tranzitoriu);
b) pierderile de presiune a gazelor naturale;
c) distribuția presiunii și temperaturii gazelor naturale de-a lungul traseului conductei;
d) parametrii principali necesari alegerii echipamentelor conductei:
(i) compresoare;
(ii) separatoare;
(iii) încălzitoare;
(iv) armături etc.
(2) Rezultatele calculului hidraulic, prevăzut la alin. (1), trebuie analizate pentru a demonstra capabilitatea conductei de a opera în mod sigur la parametrii specificați în tema de proiectare și pentru a identifica orice alte constrângeri și cerințe de operare, precum suprapresiunea admisibilă, prevenirea blocajelor cauzate de formarea de criohidrați^12, evitarea formării de dopuri de lichid, limitarea regimului de curgere pentru prevenirea coroziunii sau eroziunii.
^12 Criohidrați - o substanță solidă, asemănătoare gheții, constând din molecule de gaze naturale prinse într-o structură reticulată de molecule de apă, formată în condiții de presiune ridicată și temperatură scăzută găsite în anumite medii.
(1) Pentru calculul debitului de gaze naturale se iau în considerare următoarele ipoteze simplificatoare:
a) gazele naturale sunt în fază gazoasă;
b) regimul de curgere al gazelor naturale este staționar;
c) conducta este orizontală și montată subteran;
d) curgerea gazelor naturale este izotermă.
(2) Debitul de gaze naturale, prevăzut la alin. (1), care trebuie transportat printr-o conductă, se calculează cu formula:
unde:
– Q - debitul de gaze naturale în condiții de presiune și temperatură de referință [mc/h];
– T_b - temperatura de referință a gazelor naturale [K], T_b=288,15 K;
– P_b - presiunea absolută de referință a gazelor naturale [bar], P_b = 1,01325 bar;
– P_1 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul inițial, cel de intrare în conductă [bar];
– P_2 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul final, cel de ieșire din conductă [bar];
– T_med - temperatura medie a gazelor naturale din conductă [K], calculată conform prevederilor art. 145;
– δ - densitatea relativă a gazelor naturale, [adimensional], calculată conform prevederilor alin. (3);
– Z - factorul de compresibilitate mediu, în funcție de presiunea medie și temperatura medie a gazelor naturale, [adimensional], calculat conform prevederilor alin. (6);
– L - lungimea conductei [km];
– D - diametrul interior al conductei [cm];
– λ - coeficientul pierderilor liniare de presiune a gazelor naturale sau coeficientul de frecare hidraulică, [adimensional], calculat conform prevederilor alin. (4).
(3) Densitatea relativă a gazelor naturale, prevăzută la alin. (2) și la art. 144, se calculează cu formula:
unde:
– δ - densitatea relativă a gazelor naturale, [adimensional];
– ρ_s - densitatea gazelor naturale, în condiții standard de presiune și temperatură [kg/mc];
– ρ_aer_s - densitatea aerului, în condiții standard de presiune și temperatură [kg/mc]; ρ_aes_s = 1,225 kg/mc;
– condiții standard - condițiile în care presiunea gazelor naturale este P_s = 1,01325 bar și temperatura gazelor naturale este de T_S = 288,15 K.
(4) Coeficientul de frecare hidraulică, prevăzut la alin. (2), se calculează cu formula lui Hofer:
sau cu
unde:
– k - rugozitatea conductei [m];
– D - diametrul interior al conductei [cm];
– Re - numărul Reynolds, [adimensional], calculat conform prevederilor alin. (5).
(5) Numărul Reynolds, prevăzut la alin. (4), se calculează cu formula:
sau
unde:
– ρ_s - densitatea gazelor naturale, în condiții standard de presiune și temperatură [kg/mc];
– Q_12 - debitul staționar de gaze naturale din conductă, în condiții standard de presiune și temperatură [mc/s];
– μ_g - viscozitatea dinamică a gazelor naturale [kg/m·s]; μ_g = 10^-5 kg/m·s;
– D_i - diametrul interior al conductei [m];
– v - viteza de curgere a gazelor naturale [m/s].
(6) Factorul de compresibilitate mediu, prevăzut la alin. (2), se poate calcula prin una dintre metodele detaliate în cele ce urmează:
a) utilizând formula AGA^13, pentru presiunea gazelor naturale de până la 70 bar, respectiv:
unde:
– Z - factorul de compresibilitate, [adimensional];
– P_med - presiunea medie a gazelor naturale din conductă [bar];
– P_cr - presiunea critică a gazelor naturale din conductă [bar];
– T_med - temperatura medie a gazelor naturale din conductă [K], calculată conform prevederilor art. 145;
– T_cr - temperatura critică a gazelor naturale din conductă [K];
^13 AGA - American Gas Association.
b) utilizând metoda Standing-Katz; se calculează presiunea pseudoredusă P_pr și temperatura pseudoredusă T_pr în baza cărora se determină din diagrama prezentată în figura nr. 1 valoarea factorului de compresibilitate Z:
unde:Tabelul nr. 3
– T - temperatura gazelor naturale în condiții de lucru [K];
– T_pr - temperatura pseudoredusă a gazelor naturale [K];
– T_pc - temperatura pseudocritică a gazelor naturale [K];
– T_ci - temperatura critică a componenților, conform tabelului nr. 3 [K];
– P - presiunea gazelor în condiții de lucru [bar];
– P_pr - presiunea pseudoredusă a gazelor naturale [bar];
– P_pc - presiunea pseudocritică a gazelor naturale [bar];
– P_ci - presiunea critică a componenților, conform tabelului nr. 3 [bar];
– y_i - fracția molară a componentei gazelor naturale;
– ɛ_1 - factorul de corecție, calculat în funcție de cantitatea de bioxid de carbon (CO_2) și hidrogen sulfurat (H_2S) [K];
– A_1 - suma maselor molare ale fracțiilor de CO_2 și H_2S;
– B_1 - masa molară a fracției de H_2S;
– M - masa molară a fracției [kg/kmol];
– T^’_pc - temperatura pseudocritică corectată a gazelor naturale [K];
– P^’_pc - presiunea pseudocritică corectată a gazelor naturale [bar].
Nr.ComponentFormulăFracțieM T_ci P_ci [kg/kmol][K][bar]1metanCH_4C_116,043190,446,002etanC_2H_6C_230,070305,348,843propanC_3H_8C_344,097369,742,464iso-butanC_4H_10iC_458,124408,036,485n-butanC_4H_10nC_458,124425,138,006neo-pentanC_5H_12C_572,151469,533,747iso-pentanC_5H_12C_572,151469,533,748n-pentanC_5H_12nC_572,151469,533,7492,2-dimetil-butanC_6H_14C_686,178507,329,69102,3-dimetil-butanC_6H_14C_686,178507,329,69113,3-dimetil-butanC_6H_14C_686,178507,329,69123-metil-pentanC_6H_14C_686,178507,329,69132-metil-pentanC_6H_14C_686,178507,329,6914hexaniC_6H_14C_686,178507,329,69152,4-dimeti-pentanC_7H_16C_7100,205528,634,98162,2,3-trimetil-butanC_7H_16C_7100,205528,634,98172-metil-hexanC_7H_16C_7100,205528,634,98183-metil-hexanC_7H_16C_7100,205528,634,98193-etip-pentanC_7H_16C_7100,205528,634,9820heptani+C_7H_16C_7100,205528,634,98212,2,4-trimetil-pentanC_8H_18C_8114,232552,331,2322n-octanC_8H_18C_8114,232552,331,2323metil-cilohexanC_7H_14C_898,189552,331,2324ciclohexanC_6H_12C_782,146528,634,9825benzenC_6H_6C_778,114528,634,9826toluenC_7H_8C_892,141552,331,2327hidrogenH_2H_22,00033,013,0028monoxid de carbonCOCO28,010132,935,0029hidrogen-sulfuratH_2SH_2S34373,688,930heliuHeHe5,22,2631argonArAr39,848150,748,9832azotN_2N_228,013126,033,9433oxigenO_2O_231,990154,650,4034bioxid de carbonCO_2CO_244,010304,173,7635apăH_2OH_2O18,015647,3222,3
Figura nr. 1*)
*) Figura nr. 1 este reprodusă în facsimil.
c) utilizând metoda California Natural Gas Association - CNGA, respectiv:
unde:
– Z - factorul de compresibilitate [adimensional];
– P_a - presiunea medie absolută a gazelor naturale [bar];
– P_1 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul inițial, cel de intrare în conductă [bar];
– P_2 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul final, cel de ieșire din conductă [bar];
– T_a - temperatura medie a gazelor naturale [K];
– T_1 - temperatura gazelor naturale în punctul inițial, cel de intrare în conductă [K];
– T_2 - temperatura gazelor naturale în punctul final, cel de ieșire din conductă [K];
– δ - densitatea relativă a gazelor naturale, [adimensional], calculată conform prevederilor alin. (3);
d) conform prevederilor standardelor specifice.
(7) Calculul debitului de gaze naturale, prevăzut la alin. (1), poate fi realizat și prin intermediul unui program de calcul, care permite eliminarea ipotezelor simplificatoare și obținerea unor rezultate precise, într-un interval mult mai scurt.
(1) Pentru situația în care condițiile de referință a gazelor naturale sunt condițiile standard de presiune și temperatură, respectiv T_b = 288,15 K (t = 15 °C) și P_b = 1,01325 bar, formula de calculul al debitului de gaze naturale transportat printr-o conductă este:
unde:
– Q - debitul de gaze naturale, în condiții standard de presiune și temperatură [mc/h];
– P_1 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul inițial, cel de intrare în conductă [bar];
– P_2 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul final, cel de ieșire din conductă [bar];
– δ - densitatea relativă a gazelor naturale, [adimensional], calculată conform prevederilor art. 143 alin. (3);
– Z - factorul de compresibilitate, [adimensional], calculat conform prevederilor art. 143 alin. (6);
– T_med - temperatura medie a gazelor naturale din conductă [K], calculată conform prevederilor art. 145;
– L - lungimea conductei [km];
– D - diametrul interior al conductei [cm];
– λ - coeficientul pierderilor liniare de presiune a gazelor naturale sau coeficientul de frecare hidraulică, [adimensional], calculat conform prevederilor art. 143 alin. (4).
(2) Pentru situația în care condițiile de referință a gazelor naturale sunt condițiile normale, respectiv T_b = 273,15 K (t = 0 °C) și P_b = 1,01325 bar, formula de calculul al debitului de gaze naturale transportat printr-o conductă este:
unde:
– Q - debitul de gaze naturale, în condiții normale de presiune și temperatură [mc/h];
– P_1 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul inițial, cel de intrare în conductă [bar];
– P_2 - presiunea absolută a gazelor naturale în punctul final, cel de ieșire din conductă [bar];
– δ - densitatea relativă a gazelor naturale, [adimensional], calculată conform prevederilor art. 143 alin. (3);
– Z - factorul de compresibilitate, [adimensional], calculat conform prevederilor art. 143 alin. (6);
– T_med - temperatura medie a gazelor naturale din conductă [K], calculată conform prevederilor art. 145;
– L - lungimea conductei [km];
– D - diametrul interior al conductei [cm];
– λ - coeficientul pierderilor liniare de presiune a gazelor naturale sau coeficientul de frecare hidraulică, [adimensional], calculat conform prevederilor art. 143 alin. (4).
Temperatura medie a gazelor naturale din conductă, prevăzută la art. 143 alin. (2) și alin. (6) lit. a) sau la art. 144, se calculează cu formula:
unde:
– T_med - temperatura medie a gazelor naturale din conductă [K];
– T_1 - temperatura gazelor naturale la intrarea în conductă [K];
– T_2 - temperatura gazelor naturale la ieșirea din conductă [K];
– T_s - temperatura solului [K].
În funcție de presiunea gazelor naturale la intrarea în conductă, presiunea gazelor naturale la ieșirea din conductă și de debitul gazelor naturale, se poate realiza dimensionarea conductei cu ajutorul nomogramelor, respectiv:
a) pentru condițiile standard de presiune și temperatură se utilizează nomogramele prevăzute în anexele nr. 6a și 6b;
b) pentru condițiile normale de presiune și temperatură se utilizează nomogramele prevăzute în anexele nr. 6c și 6d.
Viteza de curgere a gazelor naturale în conductă se poate determina cu ajutorul nomogramelor, respectiv:
a) pentru condițiile standard de presiune și temperatură se utilizează nomogramele prevăzute în anexele nr. 7a și 7b;
b) pentru condițiile normale de presiune și temperatură se utilizează nomogramele prevăzute în anexele nr. 7c și 7d.
Pentru realizarea nomogramelor, viteza de curgere a gazelor naturale s-a determinat cu formula:
unde:
– v - viteza de curgere a gazelor naturale prin conductă [m/s];
– Z - coeficientul de compresibilitate a gazelor naturale la condițiile de lucru de presiune și temperatură, [adimensional];
– Z_b - coeficientul de compresibilitate a gazelor naturale la condițiile de referință de presiune și temperatură, [adimensional];
– Q - debitul de gaze naturale în condiții standard de presiune și temperatură [mc/s];
– D - diametrul interior al conductei [m];
– T_b - temperatura de referință a gazelor naturale [K];
– P_b - presiunea absolută de referință a gazelor naturale, P_b = 1,01325 [bar];
– T - temperatura gazelor naturale [K];
– P - presiunea absolută a gazelor naturale [bar].
Valoarea maximă admisă a vitezei gazelor naturale este:
a) 40 m/s pentru conductele subterane;
b) 20 m/s pentru conductele supraterane.
Solicitările exercitate asupra conductei, în funcție de natura și efectele lor, pot fi:
a) permanente;
b) temporare;
c) excepționale.
Solicitări permanente prevăzute la art. 150 lit. a) sunt:
a) greutatea proprie a conductei;
b) presiunea gazelor naturale în interiorul conductei;
c) presiunea exterioară a solului.
Solicitări temporare prevăzute la art. 150 lit. b) sunt:
a) încărcările exterioare la traversările aeriene din cauza greutății zăpezii, a chiciurii, a presiunii vântului etc.;
b) încărcările exterioare la conductele subterane din cauza greutății mijloacelor de transport;
c) probele de presiune;
d) dilatarea sau contracția conductei din cauza temperaturilor inegale existente pe anumite porțiuni.
Solicitări excepționale prevăzute la art. 150 lit. c) sunt:
a) cauzate de mișcările seismice;
b) cauzate de inundații;
c) încărcările cu caracter de șoc.
La stabilirea încărcărilor exterioare, prevăzute la art. 152 lit. a) și b), ce acționează asupra conductelor și asupra elementelor de construcții ce le susțin, se respectă standardele și legislația aplicabile în domeniu.
(1) Tensiunea maximă rezultată din calculul conductelor la solicitări compuse nu trebuie să depășească tensiunea admisibilă corespunzătoare încadrării conductei în clasa de locație.
(2) Tensiunea admisibilă prevăzută la alin. (1) se calculează cu formula:
unde:
– σ_a - tensiunea admisibilă a materialului țevii [N/mmp];
– σ_c - limita de curgere a materialului țevii [N/mmp];
– S - coeficientul de siguranță corespunzător clasei de locație [adimensional].
(3) În calcule pentru σ_c se utilizează valoarea minimă specificată în standard sau în norma de produs a fabricantului de țevi, denumită „limita de curgere minimă specificată“.
Utilizarea unor coeficienți de siguranță cu valori cuprinse între 1,38 ÷ 1,25 este permisă numai în cazuri bine justificate de proiectant, în corelare cu calitatea materialului tubular și condițiile de traseu.
(1) Calculul grosimii de perete a conductei se realizează cu formula:
unde:
– g - grosimea de perete a conductei [mm];
– P_c - presiunea de calcul a gazelor naturale [bar];
– D_e - diametrul exterior al conductei [mm];
– φ - coeficientul de calitate al îmbinării sudate; este prevăzut de furnizorul țevii/materialului tubular sau prin normele de fabricație sau standarde;
– σ_a - tensiunea admisibilă a materialului țevii [N/mmp];
– a - adaos la grosimea peretelui conductei (pentru coroziune, abraziune și toleranța de fabricație) [mm].
(2) Adaosul la grosimea de perete prevăzut la alin. (1) se calculează cu formula:
a = a_1 + a_2,
unde:
– a_1 - grosimea suplimentară care se adaugă la peretele conductei susceptibile de a se subția prin coroziune și eroziune interioară;
– a_2 - grosime suplimentară care se adaugă la peretele conductei, egală cu abaterea inferioară în valoare absolută la grosimea peretelui, în conformitate cu standardul sau norma de fabricație a țevii.
(3) Grosimea suplimentară a_1 prevăzută la alin. (2) se determină astfel:
a) pentru conducte care transportă gaze naturale considerate mediu neutru^14 - a_1 = 0 mm;
^14 Gaze naturale considerate mediu neutru - gaze naturale la care temperatura punctului de rouă este inferioară temperaturii minime care se poate atinge în conductă.
b) pentru conductele care transportă gaze naturale considerate mediu coroziv^15 - a_1 se determină ținând cont de durata de funcționare a conductei, dar nu poate fi inferioară valorii de 0,1 mm/an.
^15 Gaze naturale considerate mediu coroziv - gaze naturale care antrenează apă sărată de zăcământ, gaze saturate cu vapori la presiunea și temperatura din conductă sau cu alți agenți corozivi.
(4) În anexele nr. 8a și 8b sunt prezentate nomogramele utile pentru determinarea grosimii de perete a conductei.
(5) Grosimea de perete a conductei cu D_n > 200 mm poate fi de minimum 5,00 mm.
(1) La subtraversările de ape executate prin foraj orizontal dirijat, precum și pentru conductele executate prin foraj orizontal, calculul razei minime de curbură a conductei se realizează cu formula:
unde:
– R - raza minimă de curbură a conductei [mm];
– E - modulul de elasticitate al oțelului țevii [N/mmp];
– σ_a - tensiunea admisibilă a materialului țevii [N/mmp];
– σ_l - tensiunea longitudinală [N/mmp];
– D_e - diametrul exterior al conductei [mm].
(2) Tensiunea longitudinală, prevăzută la alin. (1), se calculează cu formula:
unde:
– P_MAOP - presiunea maximă admisibilă de operare [bar];
– A - secțiunea țevii din care se execută conducta [mmp].
Pentru a se elimina posibilitatea producerii de deformări remanente ale țevii conductei îngropate în urma operațiunii de lansare în șanț, se urmărește ca solicitările efective să fie menținute în domeniul elastic.
Sursă: legislatie.just.ro (Monitorul Oficial). Textul afișat este forma consolidată curentă.
Folosim cookie-uri pentru analiza traficului. Vezi Politica de confidențialitate pentru detalii.