По графикам подачи и потребления газа.

1 — расход поступающего газа; 2 — изменение потребления газа

На рисунке заштрихованная часть в некотором масштабе определяет объем газа, который необходимо принять в хранилище.

С 6 ч. утра потребление газа для рассматриваемого графика превышает поступление. Недостаток поступления газа должен компенсироваться газом, который был накоплен ночью. Однако, как следует из рис. 9.1, газа, накопленного в хранилище от 0 до 6 ч, недостаточно для полной компенсации избытка потребления его в течение дня.

Для полной компенсации необходимо иметь такой запас газа в хранилище, который позволил бы покрыть весь избыток дневного потребления газа.

После 22 ч по графику потребление газа становится меньше, чем поступление газа в город. С этого момента в газохранилище начнет поступать газ. Поэтому объем газохранилища должен соответствовать суммарному объему газа, который в масштабе характеризуется суммой заштрихованных площадей на графике.

Если графики потребления и поступления газа повторяются в течение нескольких суток, то суммарный объем газа, определяемый избытком потребления, равен суммарному объему, определяемому избытком поступления.

Объем газохранилища, полученный по совмещенным графикам потребления и поступления газа, может быть разделен на две части. Одна часть объема газохранилища может компенсироваться аккумулирующей способностью маги­стрального газопровода. Другая часть газохранилища может быть размещена в подземном хранилище или обеспечена строительством газгольдерного парка.

§ 4. Классификация газгольдеров и газохранилищ

Для подземных газохранилищ обычно используются истощенные газовые и нефтяные месторождения. Вблизи большинства крупных городов Советского Союза нет истощенных газовых и нефтяных месторождений. Поэтому для хранения газа около городов используются водоносные пласты.

Вблизи городов могут также сооружаться подземные хранилища для сжиженных газов. Подземное хранение сжиженных углеводородных газов осуществляется в искусственных или естественных выработках в плотных непроницаемых породах или в отложениях каменной соли.

Наземное хранение сжиженных газов может осуществляться под давлением в газгольдерах или в изотермических резервуарах низкого давления.

Для хранения газа в газообразном состоянии применяются также газгольдеры. В зависимости от рабочего давления газа различают газгольдеры высокого и низкого давления.

Газгольдеры низкого давления имеют избыточное давление 400— 500 мм вод. ст. Газгольдеры высокого давления рассчитаны на давление 0,7— 30 кгс/см² и выше.

Обычно газгольдеры высокого давления имеют постоянный геометрический объем, а газгольдеры низкого давления — переменный объем и постоянное давление.

Газгольдеры низкого давления по конструктивным и технологическим особенностям делятся на две группы:

1. мокрые газгольдеры;

2. сухие газгольдеры.

По своей форме газгольдеры делятся на цилиндрические (горизонтальные и вертикальные) и сферические.

§ 5. Газгольдеры низкого давления Устройство и оборудование мокрых газгольдеров

Различают два типа мокрых газгольдеров:

1. мокрые газгольдеры с вертикальными направляющими;

2. мокрые газгольдеры с винтовыми направляющими.

Мокрые газгольдеры наиболее широко применяют как в Советском Союзе, так и за рубежом, так как они обладают простой конструкцией и надежны в эксплуатации.

Предельное избыточное давление мокрых газгольдеров составляет 400 мм вод. ст. В процессе наполнения и опорожнения газгольдеров давление в нем практически не меняется. Незначительное изменение давления вызвано погружением стенок колокола или телескопа в жидкость.

Рис. 9.2. Устройство мокрого газгольдера.

1 — резервуар; 2 — промежуточное подвижное звено; 3 — колокол; 4 — гидравлический затвор; 5 — подводящий трубопровод; 6 — трубопровод для отбора газа.

Мокрый газгольдер (рис. 9.2) состоит из неподвижного резервуара, наполненного водой, из промежуточных звеньев и колокола. Газ подается под колокол по подводящему газопроводу, который выступает над уровнем воды. Непрерывная подача газа приводит к подъему колокола. Вода в резервуаре является гидравлическим затвором, препятствующим выходу газа из-под колокола.

В зависимости от объема газгольдера число промежуточных звеньев (телескопов) может быть различным. Газгольдер называется однозвенным, если он имеет одно подвижное звено-колокол, и двухзвенным, если имеется колокол и одно промежуточное звено, и т. д.

При наполнении многозвенного газгольдера газом происходит поднятие колокола, затем одного звена, другого и т. д. Зацепление звеньев между собой осуществляется специальным устройством гидравлического затвора, которое служит также уплотнением между отдельными звеньями.

Рис. 9.3. Устройство гидравлического затвора.

1 — стенка резервуара; 2 — стенка колокола или подвижного звена

Устройство гидравлического затвора представлено на рис. 9.3. Высота гидравлического затвора определяется высотой h₁ столба воды, развивающего давление, равное наибольшему давлению в газгольдере, запасной высотой h₂ на случай перекоса подвижного звена, добавочной высотой h₃, необходимой для предотвращения просачивания газа, высотой зазора h₄ и высотой образования волн на поверхности воды h₅:

(9.1)

Запас воды гидравлического затвора на случай перекоса звена опреде­ляется в зависимости от диаметра резервуара D, т. е. h₂ = 0,0021D. Следующие составляющие принимаются: h₃ = 50 мм; h₄ = 30 мм; h₅ = 30 мм.

Расстояние между звеньями для всех газгольдеров 550 мм. Полезный объем газгольдера равен объему газа, который можно в нем заключить при верхнем положении всех звеньев. Эксплуатационный объем газгольдера составляет 80—90% от полезного.

Оптимальное отношение диаметра к высоте при полном поднятии всех звеньев мокрого газгольдера находится в пределах от 0,8 до 1,3 с вертикальными направляющими и в пределах от 1,2 до 1,75 с винтовыми направляющими.

Мокрые газгольдеры строятся объемом 10—30 000 м³ по типовым проектам.

Газгольдер номинальным объемом 30 000 м³ имеет фактический объем 30 360 м³, диаметр резервуара 43,6 м, диаметр колокола 41,4 м и полную высоту 33,2 м. Расход стали на строительство газгольдера составляет 642,7 т.

Для предотвращения перекоса звеньев при их вертикальном движении газгольдер имеет систему внешних и внутренних направляющих. Вертикальные направляющие, соединенные системой горизонтальных и раскосных связей, образуют жесткую пространственную конструкцию.

Число внешних направляющих рассматриваемого газгольдера составляет 16, внутренних в резервуаре 32 и внутренних в телескопе тоже 32. Подвижные звенья газгольдера связаны с направляющими системой роликов.

Для осуществления нормального режима работы газгольдер имеет соответствующее технологическое оборудование (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Оборудование мокрого газгольдера.

1 — газгольдер; 2 — гидравлический затвор; 3 — сливной бак; 4 — клапанная коробка; 5 — подъемно-клапанное устройство; 6 — газосбросная труба; 7 — ручной насос; 8 — эжектор; 9 — трубопровод; 10 — вентиль или задвижка; 11 — воздушный кран.

Диаметр подводящих и отводящих газопроводов выбирается таким, чтобы их гидравлическое сопротивление не превышало 30—50 мм вод. ст.

Газопровод вводится в газгольдер через утепленную камеру, в которой сосредоточено все оборудование для обслуживания газгольдера.

Гидравлический затвор предназначен для отключения газгольдера при его ремонте. Он также используется для отвода конденсата. На напорных и сливных водопроводах устанавливают запорную арматуру. В зимнее время производится подогрев воды в газгольдере и в гидравлическом затворе. Узлы управления системой расположены также в камере.

Для сбора конденсата и слива воды из гидравлического затвора установлен специальный бак.

Вода перекачивается поршневым насосом и пароструйным эжектором. Для предохранения газгольдера от его переполнения газом в камере установлены предохранительные клапаны. Выход газа из газгольдера в атмосферу может также осуществляться задвижкой с ручным управлением.