Зберігання газу в газгольдерах - Студопедія
Витрата газу промисловими та особливо комунально-побутовими споживачами, як правило, нерівномірна і коливається протягом доби, тижня та року.
У години приготування та споживання їжі (рис. 5.15) витрати газу вищі, ніж в інший час доби. У вихідні дні витрата газу вища, ніж у будні. Взимку витрата газу завжди більша, ніж улітку, коли вимикається опалювальна система. Оскільки газ по газопроводу подається в тому самому кількості, виходячи з середньогодинної витрати, то в одні періоди часу (вдень, у вихідні та недільні дні) можливе виникнення його нестачі, а в інші (вночі, у будні) - з'являється надлишок газу.
Щоб газопостачання споживачів було надійним, надлишок газу необхідно десь акумулювати для того, щоб видавати його в газову мережу в періоди пікового газоспоживання.
Для компенсації нерівномірності споживання газу протягом доби, тижня широко використовується метод його акумулювання в останній ділянці газопроводу. В принципі газопровід є протяжною ємністю великого геометричного об'єму. Чим більший тиск, тим більше газу вона вміщує. Збільшуючи протитиск у кінці газопроводу в періоди зниженого газоспоживання, можна накопичувати газ у трубопроводі, не припиняючи при цьому його перекачування.
Рис.5.15 Графік добового споживання газу
середньодобова витрата газу; - фактична витрата газу; - Надлишок газу; - Нестача газу;
Для компенсації добової нерівномірності газоспоживання використовують газгольдери високого і низького тиску - судини спеціальної конструкції.
Для покриття сезонної нерівномірності газоспоживання потрібні великі сховища. На газгольдери в цьому випадку витрачається занадтобагато сталі та потрібні значні площі для їх встановлення. Тому компенсацію сезонної нерівномірності газоспоживання здійснюють за допомогою підземних сховищ, питома витрата металу на спорудження яких у 20. 25 разів менше.
Газгольдер називають судини великого обсягу, призначені для зберігання газів під тиском. Розрізняють газгольдери низького (4000 Па) і високого (від 7 10 4 до 30 10 4 Па) тиску.
У газгольдерах першого типу робочий об'єм є змінним, а тиск газу в процесі наповнення або випорожнення незначно змінюється. Вони бувають мокрі та сухі. Мокрі газгольдери (рис. 5.16 а) складаються з двох основних частин - вертикального циліндричного резервуара 1, заповненого водою (нерухома частина) і дзвона 2, поміщеного всередині резервуара і являє собою циліндр, відкритий знизу і має сферичну покрівлю (рухлива частина). Для полегшення переміщення дзвону служать ролики 3. Закачування та відбір газу здійснюються газопроводом 4.
Принцип роботи мокрого газгольдера є наступним. При закачуванні газу газгольдер тиск під дзвоном зростає і вода частково витісняється в кільцеве простір між резервуаром і дзвоном. Вона відіграє роль гідравлічного ущільнення. Як тільки тиск газу перевищить навантаження, створюване масою дзвона, останній починає переміщатися вгору, звільняючи обсяг нових кількостей газу. При випорожненні газгольдера тиск газу під дзвоном зменшується і він опускається.
Мал. 5.16 Принципова схема газгольдерів низького тиску: а) мокрий; б) сухий;
1 – резервуар; 2 - дзвін; 3 – ролики; 4 – газопровід; 5 – шайба; 6 – ущільнення;
7 – обмежувач ходу.
Для повного використання обсягу дзвону його висота повиннадорівнювати висоті резервуара. У газгольдерів великого (понад 6000 м 1 ) обсягу рухому частину розбивають на кілька ланок, що вкладаються один в одного подібно до телескопа. Щоб уникнути перекосів при переміщенні рухомих частин, а також для сприйняття горизонтальних навантажень (наприклад, вітрових) до резервуару кріплять напрямні, якими переміщуються ролики, закріплені у верхній частині дзвона (на малюнку не показані).
Сухі газгольдери (рис. 5.16 б) складаються з вертикального корпусу циліндричної або багатогранної форми з днищем і покрівлею, всередині якого знаходиться рухома шайба (поршень), забезпечена спеціальним ущільненням. Принцип роботи сухого газгольдера аналогічний до роботи парової машини. Під тиском газу, що подається під шайбу, вона піднімається до певної межі, а при відборі газу - опускається вниз, підтримуючи своєю масою постійний тиск в газгольдері. Сухі газгольдери менш надійні ніж мокрі, але й менш металомісткі.
Недоліком газгольдерів низького тиску є те, що вони мають відносно низьку здатність, що акумулює.
Газгольдери високого тиску мають незмінний геометричний об'єм, але тиск у них у міру наповнення чи спорожнення змінюється. Хоча геометричний обсяг газгольдерів цього класу набагато менше обсягу газгольдерів низького тиску, кількість газу, що в них зберігається, може бути значним завдяки високому тиску. Так, якщо в мокрому газгольдері об'ємом 100 м 3 під тиском 4000 Па можна зберігати 104 м 3 газу, то в газгольдері з тиском 1,6 МПа того ж геометричного об'єму - 1700 м 3 тобто. майже у 17 разів більше.
Газгольдери високого тиску бувають циліндричні та сферичні. Циліндричні газгольдери (рис. 5.17) мають геометричний об'єм від 50 до 270 м3 . Оскільки у всіх них внутрішній діаметр дорівнює 3,2 м, то вони відрізняються лише довжиною циліндричної частини - обичайки 1. З обох сторін до обичайки приварені днища 2, що мають вигляд півсфери. Для контролю за тиском газу газгольдері використовуються манометри 3. Газгольдер встановлюється на фундамент 4 горизонтально, або вертикально.
Мал. 5.17 Циліндричні газгольдери високого тиску:
а) – горизонтальний; б) – вертикальний.
Циліндричні газгольдери розраховані тиск від 0,25 до 2 МПа. Товщина їхньої стінки може досягати 30 мм.
Сферичні газгольдери в нашій країні мають геометричний об'єм від 300 до 4000 м3 та товщину стінки від 12 до 34 мм. Сферична форма посудини для зберігання газу під високим тиском є найбільш вигідною за металовитратами та загальною вартістю. Монтують сферичні газгольдери з окремих пелюсток, розкроєних у вигляді апельсинових часточок, а також верхнього і нижнього днищ, що мають форму кульового сегмента. Опори газгольдерів виконують у вигляді циліндричного склянки із залізобетону зі сталевим опорним кільцем або у вигляді стійок-колон, прикріплених до кулі по екваторіальній лінії та пов'язаних між собою системою розтяжок.
Батареї сталевих газгольдерів високого тиску (до 1,5 МПа) були застосовані в Москві з метою компенсації нерівномірності споживання газу, що надходив відносно невеликих кількостях газопроводом Саратов-Москва. Проте з розвитком газопроводів і зростанням обсягів споживання газу знадобилися газосховища місткістю мільйони кубічних метрів. Забезпечити зберігання таких кількостей газу могли лише підземні газосховища.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: