Система газопостачання - складний комплекс споруд, технічних пристроїв і трубопроводів, що забезпечує подачу і розподіл газу між промисловими, комунальними, і побутовими споживачами відповідно до їх попитом.
Складається з наступних основних елементів:
- газові мережі низького, середнього і високого тисків;
- газорегуляторні станції (ГРС), газорегуляторні пункти (ГРП) і газорегуляторні установки (ГРУ);
- системи контролю і автоматами управлінь;
- диспетчерські служби і системи експлуатації.
Потоки природного газу надходять по магістральних газопроводах через газорозподільні станції в міські газові мережі. На газорозподільних станціях тиск газу знижується клапанами автоматичних регуляторів і підтримується постійним на необхідному для міста рівні. Технологічно, схема газорозподільної станції включає систему автоматичного захисту, що гарантує значення тиску газу в міських мережах, що не перевищує допустимого рівня. З газорозподільних станцій газ по газових мереж надходить до споживачів.
Основний елемент системи газопостачання - газові мережі, які складаються з газопроводів різних тисків.
Газопроводами низького тиску транспортують і розподіляють газ по житловим, громадських будинків і підприємствам побутового обслуговування. В газопроводах житлових будинків дозволяється тиск до 3 кПа, а підприємств побутового обслуговування і товариств, будівлях - до 5 кПа. Зазвичай в мережах підтримують низький тиск до 3 кПа, і всі зазначені будівлі та підприємств приєднують до газової мережі безпосередньо без регуляторів тиску газу.
Газопроводами високого тиску (0,6 МПа) газ подають через ГРП в мережі низького і середнього тисків. У ГРП встановлена автоматична захист, що виключає можливість підвищення тиску на нижчому щаблі вище допустимої норми. За цих газопроводах через ГРП і ГРУ газ також подають промисловим і комунальним підприємствам. За діючими нормами, максимальний тиск для промислових, сільськогосподарських і комунальних підприємств, а також для окремо розташованих опалювальних і виробничих котелень допускається до 0,6 МПа, для підприємств побутового обслуговування, прибудованих до будівель, - не більше 0,3 МПа. До ГРУ розташованим на стінах житлових і громадських будівель, можна подавати газ з тиском не більше 0,3 МПа.
Газопроводи середнього та високого тисків складають основу міської розподільної мережі; газопроводи високого тиску (до 1,2 МПа) застосовують тільки у великих містах. Промислові підприємства можна приєднувати до мереж середнього і високого тисків безпосередньо без регуляторів тиску, якщо це обгрунтовано технічними та економічними розрахунками. Зв'язок між газопроводами різних тисків здійснюється тільки через ГРП.
Системи газопостачання мають ієрархічність в побудові, яка пов'язана з класифікацією газопроводів по тиску:
Перший ієрархічний рівень складають мережі високого і середнього тисків, які є основними газопроводами міста. Їх резервують шляхом кільцювання або дублювання окремих ділянок. Тільки у малих міст мережі можуть бути тупиковими. Газ послідовно перетікає по східцях зі зниженням тиску, яке здійснюється стрибками на клапанах регуляторів тиску ГРП і підтримується після них постійним. При наявності різнорідних споживачів в газопостачальних районі по одній і тій же вулиці або проїзду можна паралельно прокладати газопроводи різних тисків. Газопроводи високого і середнього тисків утворюють єдину гідравлічно пов'язану міську мережу.
Другий ієрархічний рівень складають мережі низького тиску, що подають газ численним споживачам. Мережі проектуються змішаного типу. Закільцьовують тільки основні газопроводи, а решта виконуються тупиковими. Газопроводами низького тиску не перетинають великі природні (ріки, озера, яри) і штучні (ж.-д. лінії, автомобільні магістралі) перешкоди, їх не прокладають по промисловим зонам, тому вони не становлять єдину гідравлічно пов'язану міську мережу. Мережі низького тиску проектують як локальні системи, які мають по кілька точок харчування (ГРП), в які газ надходить з мереж середнього або високого тиску.
Третій ієрархічний рівень - газові мережі житлових і громадських будівель, промислових цехів і підприємств. Їх виконують, як правило, нерезервованої. Тиск в них визначається призначенням мереж і необхідним рівнем для газоиспользующих установок.
Системи газопостачання по числу ступенів тиску поділяють на:
- двоступеневі, що складаються з мереж низького і середнього або низького і високого тисків;
- триступінчаті, що включають газопроводи низького, середнього і високого тисків;
- шагоступенчатие, що складаються з газопроводів всіх градацій тисків.
Наведена градація газопроводів по тиску викликана необхідністю ієрархічної побудови міської системи газопостачання, а також наступними обставинами: в місті є споживачі, для систем газопостачання яких, потрібне різний тиск газу.
Необхідність в середньому і високому тиску пов'язана з великою протяжністю газових мереж і напрямками їх транспортування; вулиці і проїзди центральних (старих) районів міст неширокі, і прокладка по ним газопроводів високого тиску може виявитися нездійсненною. Чим більше тиск газу, тим більшу відстань потрібно між газопроводом і будівлями. Крім того, прокладка газопроводів високого тиску в районах з високою щільністю населення небажана; обмеження, що накладаються на умови приєднання газорегуляторних шафових установок, розміщених на будівлях, обумовлюють необхідність поряд з мережами високого тиску проектувати і мережі середнього тиску.
За призначенням газопроводи ділять на:
- розподільні високого, середнього та низького тисків, що транспортують газ по снабжаемой території;
- абонентські відгалуження, що подають газ від розподільних мереж до окремим споживачам;
- внутрішньобудинкові і внутріцехові.
Міські розподільні газопроводи високого і середнього тисків проектують як єдину мережу, що подає газ промисловим підприємствам, опалювальним котельням, комунальним споживачам та в мережеві ГРП.
Створення єдиної мережі економічно вигідніше, ніж розділової для промисловості і комунально-побутового сектора.
На вибір конкурентоспроможних варіантів міської системи газопостачання впливають такі чинники: розміри міста, його планування, забудова, щільність населення і характеристики промислових підприємств, електростанцій, наявність великих природних і штучних перешкод для прокладки газопроводів; перспективний план розвитку міста. Прийнята міська система газопостачання повинна бути економічною, безпечної і надійної в експлуатації, проста і зручна при обслуговуванні, допускати виключення з роботи окремих частин для проведення ремонту. Споруди, обладнання та вузли в системі повинні бути однотипними.
На схемі газопроводи розташовані послідовно, але по вулицях можуть прокладатися паралельні газопроводи різних тисків. Це пов'язано з тим, що для скорочення витрати металу мережі низького тиску харчуються в кількох точках через ГРП і для подачі газу в центрально розташовані ГРП прокладають паралельні газопроводи високого або середнього тиску. Такі прокладки також необхідні для подачі газу опалювальним котельням і промисловим підприємствам, розташованим всередині житлових масивів.
Мережа низького тиску виконана у вигляді 2 зон, які пов'язані між собою. Це викликано структурою міста. Для підвищення надійності ГРП кожної зони з'єднані газопроводами низького тиску великих діаметрів. Це резервує ГРП по низькому ступені тиску. У середніх і невеликих містах зазвичай застосовують двоступеневу систему з газопроводами високого (до 0,6 МПа) і низького тисків. Якщо в центральній частині міста прокласти газопроводи високого тиску не можна, то їх розділяють та дві складові: мережі середнього тиску в центральні частині і мережі високого тиску на периферії. Виходить триступенева система. Діаметри розподільних газопроводів зазвичай змінюються в межах 50-400 мм.
Для можливості відключення ділянок газопроводів високого та середнього тисків, окремих зон мереж низького тиску, споруд на мережах і житлових, громадських і промислових будівель або груп будинків встановлюють пристрої, що вимикають - засувки або пробкові крани. Засувки встановлюють на вводах і виводах із ГРП, на відгалуженнях від вуличних газопроводів до мікрорайонів, кварталів, груп житлових будинків, при перетині водних перешкод, залізних і автомобільних доріг. Засувки на зовнішніх газопроводах розташовують в колодязях спільно з лінзовими компенсаторами які знімають температурні і монтажні напруги, а також забезпечують зручний монтаж і демонтаж запірної арматури. Колодязі дозволяється встановлювати на відстані не менше 2 м від лінії забудови або огорожі території підприємств. Число пристроїв, що відключають має бути обґрунтованим і мінімально необхідним. Засувки на вводах у будівлі монтують на стінах, витримуючи певні відстані від дверних і віконних прорізів.