14.3. Газгольдери
14.3.1. Призначення та класифікація газгольдерів
Газгольдерами називаються ємкості, призначені для зберігання та змішування газів. Вони включаються в газову мережу між джерелами отримання газу та його споживачами як акумулятори, що регулюють витрати газу. Газгольдери використовують на металургійних, коксохімічних і газових заводах, в хімічній та нафтопереробній промисловості, в міському господарстві для зберігання природного чи штучного газу тощо.
За конструкцією та характером експлуатації газгольдери поділяються на дві групи:
1) газгольдери змінного об’єму (мокрі і сухі) з низьким тиском газу (4…5 кПа);
2) газгольдери постійного об’єму з високим тиском газу (250…2000кПа).
14.3.2. Газгольдери змінного об’єму
А. Мокрі газгольдери.
Мають ємкість від 100 до 30000 м3. Складаються з вертикального циліндричного резервуара, наповненого водою, однієї або декількох проміжних ланок (телескопів), дзвона і напрямних конструкцій (рис.14.39).
Через дно резервуара під дзвін підведений газопровід для подачі або витрат газу. Резервуар та напрямні конструкції є нерухомими. Дзвін та телескопи переміщаються при допомозі роликів або вгору при надходженні газу, або донизу при його витраті. По краям дзвонів та телескопів є жолоби, в які зачерпується вода з резервуара при підйомі. Це водяні затвори, які перешкоджають виходу газів в атмосферу.
Рис. 14.39. Схема мокрого газгольдера
Корпус резервуара розраховується на гідростатичний тиск води та тиск газу в газгольдері, а корпус телескопа – тільки на тиск газу (як тонкостінні оболонки). Покрівля дзвону складається з тонкостінної оболонки, яка підтримується кроквами у вигляді радіально розміщених в плані арок, з’єднаних між собою кільцевими стержнями і решіткою, тобто являє собою купольну систему.
Товщина стінки покрівлі визначається як для сферичної оболонки. Крокви розраховуються на навантаження від покрівлі, снігу на ній та вакууму.
Б. Сухі газгольдери.
Використовуються в тих випадках, коли гази мають високу концентрацію (до 99 % і вище) і не допускають зволоження (етилен, пропілен та інші). Їх ємкість – від 10000 до 600000 м3. Це великі в конструктивному відношенні споруди (діаметром до 45 м і висотою 70 м).
Конструкція газгольдерів (рис.14.40) складається з циліндричної оболонки з плоским днищем, яке опирається на піщану подушку, і сферичної покрівлі. Всередині газгольдера розміщується спеціальна конструкція у вигляді шайби, яка переміщується під тиском газу на зразок поршня. Шайба утримується в горизонтальному положенні системою роликів і зустрічних тросів. Між шайбою та корпусом розміщений суцільний кільцевий фартух з прорезиненої тканини для герметичності.
Рис. 14.40. Схема сухого газгольдера
Порівняно з мокрими газгольдерами вони мають певні переваги та недоліки.
Переваги: 1) не потребують водяного резервуара; 2) не потребують обладнання для нагрівання води в зимовий період; 3)менші витрати сталі на 1 м3 газу.
Недоліки: 1) складність і трудомісткість у виготовленні; 2) високі витрати на експлуатацію.
Стінка корпуса розраховується на розтяг як циліндрична оболонка від дії надлишкового внутрішнього тиску газу (розрахунок на міцність). Оскільки корпус тонкостінний, то його необхідно перевірити на стійкість при відсутності газу і наявності вакууму.