Вопрос 3. Хранение газа в мокрых газгольдерах.
Газы в сжатом состоянии хранят в газгольдерах.
В сжатом, растворенном или сжиженном состоянии – в баллонах.
В сжатом или сжиженном состоянии в резервуарах.
В зависимости от применяемого давления газгольдеры подразделяются на два класса.
Газгольдеры низкого давления до 7000 Па, и газгольдеры высокого давления от 0,07 до 3 МПа.
Газгольдеры низкого давления бывают мокрые и сухие, а газгольдеры высокого давления - цилиндрические со сферическими днищами и сферические.
Сухие газгольдеры сложны в эксплуатации и очень пожароопасны.
В настоящее время они вытеснены мокрыми газгольдерами.
Мокрые газгольдеры просты по конструкции, надежны в эксплуатации и менее опасны в пожарном отношении. Они рассчитываются на максимальное давление 7000 Па. Наибольшее распространение получили газгольдеры объемом 600, 1000, 6000, 10000, 20000 и 30000 м3. Газгольдеры объемом 30000 м3 имеют диаметр 43,6 м, высоту 33,21 м и массу 642,7 т.
Мокрый газгольдер состоит из неподвижного резервуара наполненного водой, в котором плавает (опрокинутый стакан). Газ под колокол поступает по одному газопроводу, а выходит по другому газопроводу.
5
5
3
Рис.3 Схема однозвенного мокрого газгольдера: 1, 7-газопроводы (стрелками показаны газопроводы: подающий и выпускающий газы); 2-резервуар; 3-колокол; 4-ролики; 5-молниеприемник; 6-направляющие шины; 8-задвижки.
При наполнении газгольдера колокол поднимается, а при опорожнении – опускается. Ролики при этом скользят по направляющим шинам и устраняют качение и перекос колокола.
Если в газгольдере хранят большие количества газа (свыше 10-15 тыс.м3), то он кроме колокола имеет звенья (телескопы), обеспечивающие необходимую вместимость газгольдера. В результате давления газа колокол поднимается и тянет за собой телескопы, находящиеся в зацеплении с желобами. При поднятии колокола и звеньев желоба заполняются водой и создают гидравлические затворы, обеспечивающие герметичность соединения подвижных элементов газгольдера. Если масса конструкций (колокола и звеньев) недостаточна для создания необходимого давления газа в газгольдере, применяют специальные грузы.
Газовые вводы газгольдеров пропускают через специальные камеры, в которых размещают запорную арматуру, ГЗ, задвижки для ручного сброса и ПК сброса газа в атмосферу при переполнении газгольдеров, а также узлы управления системой отопления и задвижки трубопроводов негорючего газа для продувки газгольдеров и газовых вводов.
В северных и средних частях страны газгольдеры располагают в зданиях. Если же это невозможно, предусматривают специальные устройства для обогревания воды в бассейне и затворах.
Пожарная опасность мокрых газгольдеров. Пожарная опасность мокрых газгольдеров заключается в возможности образования ГК (горючей концентрации) и взрывов как внутри газгольдера и его коммуникаций, так и в здании, где установлен газгольдер, причем газгольдеры в здании более опасны, чем газгольдеры вне здания, так как между газгольдером и стенами здания может создаваться взрывоопасная смесь газа с воздухом.
При нормальных условиях эксплуатации внутри газгольдера, заполненного газом, появление горючей смеси невозможно, так как в газгольдере и газопроводах давление всегда больше атмосферного, что исключает проникновение туда воздуха.
Подсос воздуха происходит лишь при вакууме, возникающем в результате полного опорожнения газгольдера, заклинивания колокола, интенсивной принудительной откачке газа в количестве, превышающем его поступление, либо растворения газа в воде при длительном его хранении.
Причинами заклинивания колокола являются заедание роликов, сильное обледенение стенок газгольдера, а также усиленное потребление газа компрессорами или вентиляторами.
Большинство взрывов и пожаров газгольдеров происходит в момент их ремонта и в период пуска после ремонта (включение газгольдера в сеть и наполнение его газом). Горючая смесь может образоваться при неполном удалении газа из системы, отсутствии или недостаточном времени продувки, негерметичном отключении коммуникаций от газгольдера.
Большую опасность представляет образование горючей смеси в зданиях газгольдеров, камерах управления и колодцах.
Выход газа из газгольдеров в помещения или атмосферу возможен в результате:
утечки газа через неплотности швов и гидравлические затворы колокола и звеньев;
утечки воды из резервуара или гидрозатворов;
резкого повышения давления газа, которое может привести к выбросу воды и газа через затворы;
наличия неплотностей во фланцевых соединениях и сальниковой запорной арматуры;
переполнения газгольдеров газами, если имеются неисправности в системе автоматической блокировки для отключения установок нагнетания газа;
сильных перекосов и заклинивания колокола и звеньев, которые приводят к одностороннему обнажению затворов.
Причинами перекосов могут быть неравномерная осадка фундаментов, деформация колокола и телескопов, неравномерное расположение грузов, быстрое наполнение или опорожнение газгольдера, замерзание гидрозатворов или обледенение стенок газгольдера, заедание роликов при их движении по направлению и т.п.
Значительные утечки газа могут происходить также при повышении давления в момент включения отдельных звеньев, т.к. начальный сдвиг с места колокола и звеньев требует большого добавочного усилия. Эти толчки усиливаются при неточном монтаже роликов, плохой смазке и заедании их, при быстром наполнении газгольдера, перекосах и т.п.
Источниками зажигания могут являться:
самовозгорание сульфидов железа. Сульфиды железа образуются в результате взаимодействия примеси сероводорода в газах с металлом стенок газгольдеров и газопроводов, а также в результате жизнедеятельности микроорганизмов в стоячей воде бассейна газгольдера;
искры механического происхождения, высекаемые при ремонте газгольдеров и их коммуникаций;
открытый огонь и искры сварочных аппаратов, производственных печей и т.п.;
пожары и взрывы соседних установок;
искрение временной электропроводки.
Меры пожарной безопасности. Меры пожарной безопасности направлены на предотвращение образования горючих концентраций внутри газгольдеров, их коммуникаций и в зданиях. Кроме того, меры пожарной безопасности направлены на исключение источников зажигания.
Для предотвращения образования горючих концентраций внутри установки при пуске газгольдера тщательно продувают систему газгольдер-газопроводы негорючими газами: углекислым, азотом, дымовыми газами, водяным паром и т.д.
Вакуум в газгольдере предотвращается установкой над газоотводом специального колпака, который закрывает верхний срез газоотвода, когда колокол оказывается в нижнем положении.
Герметичность газгольдеров обеспечивают гидрозатворами и газонепроницаемостью стенок колокола, телескопов, неподвижного резервуара.
Для защиты от коррозии внутренние и наружные поверхности газгольдеров окрашивают (покрывают лаками).
Для предотвращения перекосов роликов регулярно следят за движением роликов по направляющим, смазывают поверхность направляющих и оси роликов, равномерно наполняют газгольдер, предупреждают обледенение стенок и т.п.
Степень заполнения газгольдеров контролируют специальными приборами. Обычно используются механические и электрические объемоуказатели и ступенчатая сигнализация, позволяющая контролировать положение колокола и этим предотвратить переполнение газгольдера.
Применение автоматических систем управления газгольдерами.
Исключение источников зажигания. Перед ремонтом газгольдер отключают от системы с помощью герметических заглушек и продувают негорючими газами. Воду из резервуаров сливают. Огневые работы производят только после анализа воздуха на наличие в нем горючих газов.
Пуску газгольдера после ремонта предшествует продувка его и всей системы негорючими газами с целью вытеснения воздуха.
Правильный выбор вентиляторов и приводов к ним, заземление газгольдеров и их коммуникаций, использование искробезопасного инструмента при ремонтных работах, орошение водой стенок резервуаров при очистке их от сульфидов железа, молниезащита газгольдеров и строгое соблюдение правил пожарной безопасности – все это способствует предотвращению появления источников зажигания.