1 - витрата газу, що надходить; 2 - зміна споживання газу
На малюнку заштрихована частина в деякому масштабі визначає обсяг газу, який необхідно прийняти в сховище.
З 6 ч. Ранку споживання газу для розглянутого графіка перевищує надходження. Недолік надходження газу повинен компенсуватися газом, який був накопичений вночі. Однак, як випливає з рис. 9.1, газу, накопиченого в сховище від 0 до 6 год, недостатньо для повної компенсації надлишку споживання його протягом дня.
Для повної компенсації необхідно мати такий запас газу в сховище, який дозволив би покрити весь надлишок денного споживання газу.
Після 22 год за графіком споживання газу стає менше, ніж надходження газу в місто. З цього моменту в газосховище почне надходити газ. Тому обсяг газосховища повинен відповідати сумарним обсягом газу, який в масштабі характеризується сумою заштрихованих площ на графіку.
Якщо графіки споживання і надходження газу повторюються протягом декількох діб, то сумарний обсяг газу, який визначається надлишком споживання, дорівнює сумарному обсягу, визначеного надлишком надходження.
Обсяг газосховища, отриманий по поєднаним графіками споживання і надходження газу, може бути розділений на дві частини. Одна частина обсягу газосховища може компенсуватися акумулюючої здатністю маги-стрального газопроводу. Інша частина газосховища може бути розміщена в підземному сховищі або забезпечена будівництвом газгольдерне парку.
§ 4. Класифікація газгольдерів і газосховищ
Для підземних газосховищ зазвичай використовуються виснажені газові і нафтові родовища. Поблизу більшості великих міст Радянського Союзу немає виснажених газових і нафтових родовищ. Тому для зберігання газу близько міст використовуються водоносні пласти.
Поблизу міст можуть також споруджуватися підземні сховища для зріджених газів. Підземне зберігання зріджених вуглеводневих газів здійснюється в штучних або природних виробках в щільних непроникних породах або в відкладеннях кам'яної солі.
Наземне зберігання зріджених газів може здійснюватися під тиском в газгольдерах або в ізотермічних резервуарах низького тиску.
Для зберігання газу в газоподібному стані застосовуються також газгольдери. Залежно від робочого тиску газу розрізняють газгольдери високого і низького тиску.
Газгольдери низького тиску мають надлишковий тиск 400- 500 мм вод. ст. Газгольдери високого тиску розраховані на тиск 0,7 30 кгс / см 2 і вище.
Зазвичай газгольдери високого тиску мають постійний геометричний обсяг, а газгольдери низького тиску - змінний обсяг і постійний тиск.
Газгольдери низького тиску по конструктивних і технологічних особливостях діляться на дві групи:
За своєю формою газгольдери діляться на циліндричні (горизонтальні і вертикальні) і сферичні.
§ 5. Газгольдери низького тиску Пристрій і устаткування мокрих газгольдерів
Розрізняють два типи мокрих газгольдерів:
мокрі газгольдери з вертикальними направляючими;
мокрі газгольдери з гвинтовими напрямними.
Мокрі газгольдери найбільш широко застосовують як в Радянському Союзі, так і за кордоном, так як вони мають просту конструкцію і надійні в експлуатації.
Граничне надлишковий тиск мокрих газгольдерів складає 400 мм вод. ст. В процесі наповнення і спорожнення газгольдерів тиск в ньому практично не змінюється. Незначна зміна тиску викликано зануренням стінок дзвону або телескопа в рідину.
Мал. 9.2. Пристрій мокрого газгольдера.
1 - резервуар; 2 - проміжне рухливе ланка; 3 - дзвін; 4 - гідравлічний затвор; 5 - підвідний трубопровід; 6 - трубопровід для відбору газу.
Мокрий газгольдер (рис. 9.2) складається з нерухомого резервуара, наповненого водою, з проміжних ланок і дзвони. Газ подається під дзвін по подводящему газопроводу, який виступає над рівнем води. Безперервна подача газу призводить до підйому дзвони. Вода в резервуарі є гідравлічним затвором, що перешкоджає виходу газу з-під дзвони.
Залежно від обсягу газгольдера число проміжних ланок (телескопів) може бути різним. Газгольдер називається однозвенной, якщо він має одне рухливе ланка-дзвін, і Дволанковий, якщо є дзвін і одна проміжна ланка, і т. Д.
При наповненні багатоланкового газгольдера газом відбувається підняття дзвону, потім однієї ланки, іншого і т. Д. Зачеплення ланок між собою здійснюється спеціальним пристроєм гідравлічного затвора, яке служить також ущільненням між окремими ланками.
Мал. 9.3. Пристрій гідравлічного затвора.
1 - стінка резервуара; 2 - стінка дзвони або рухомого ланки
Пристрій гідравлічного затвора представлено на рис. 9.3. Висота гідравлічного затвора визначається висотою h1 стовпа води, що розвиває тиск, що дорівнює найбільшому тиску в газгольдері, запасний висотою h2 на випадок перекосу рухомого ланки, додаткової висотою h3, необхідної для запобігання просочування газу, висотою зазору h4 і висотою освіти хвиль на поверхні води h5:
Запас води гідравлічного затвора на випадок перекосу ланки визна-ляется в залежності від діаметра резервуара D, т. Е. H2 = 0,0021D. Наступні складові приймаються: h3 = 50 мм; h4 = 30 мм; h5 = 30 мм.
Відстань між ланками для всіх газгольдерів 550 мм. Корисний об'єм газгольдера дорівнює обсягу газу, який можна в ньому укласти при верхньому положенні всіх ланок. Експлуатаційний обсяг газгольдера становить 80-90% від корисного.
Оптимальне відношення діаметра до висоти при повному піднятті всіх ланок мокрого газгольдера знаходиться в межах від 0,8 до 1,3 з вертикальними направляючими і в межах від 1,2 до 1,75 з гвинтовими напрямними.
Мокрі газгольдери будуються об'ємом 10-30 000 м 3 за типовими проектами.
Газгольдер номінальним обсягом 30 000 м 3 має фактичний об'єм 30 360 м 3. діаметр резервуара 43,6 м, діаметр дзвону 41,4 м і повну висоту 33,2 м. Витрата стали на будівництво газгольдера становить 642,7 т.
Для запобігання перекосу ланок при їх вертикальному русі газгольдер має систему зовнішніх і внутрішніх напрямних. Вертикальні напрямні, з'єднані системою горизонтальних і розкосів зв'язків, утворюють жорстку просторову конструкцію.
Число зовнішніх напрямних розглянутого газгольдера становить 16, внутрішніх в резервуарі 32 і внутрішніх в телескопі теж 32. Рухливі ланки газгольдера пов'язані з направляючими системою роликів.
Для здійснення нормального режиму роботи газгольдер має відповідне технологічне обладнання (рис. 9.4).
Мал. 9.4. Устаткування мокрого газгольдера.
1 - газгольдер; 2 - гідравлічний затвор; 3 - зливний бак; 4 - клапанна коробка; 5 - підйомно-клапанний пристрій; 6 - газоскидних труба; 7 - ручний насос; 8 - ежектор; 9 - трубопровід; 10 - вентиль або засувка; 11 - повітряний кран.
Діаметр підвідних і відвідних газопроводів вибирається таким, щоб їх гідравлічний опір не перевищувало 30-50 мм вод. ст.
Газопровід вводиться в газгольдер через утеплену камеру, в якій зосереджено все обладнання для обслуговування газгольдера.
Гідравлічний затвор призначений для відключення газгольдера при його ремонті. Він також використовується для відведення конденсату. На напірних і зливних водопроводах встановлюють запірну арматуру. У зимовий час проводиться підігрів води в газгольдері і в гідравлічному затворі. Вузли керування системою розташовані також в камері.
Для збору конденсату і зливу води з гідравлічного затвора встановлено спеціальний бак.
Вода перекачується поршневим насосом і пароструйним ежектором. Для запобігання газгольдера від його переповнення газом в камері встановлені запобіжні клапани. Вихід газу з газгольдера в атмосферу може також здійснюватися засувкою з ручним керуванням.