6. Газгольдери
Газгольдери призначені для прийому, зберігання та надання (рівномірного за об’ємом та тиском) газу споживачям. На хімічних підприємствах газгольдери включають в технологісні лінії, у тому числі у поширені факельні системи. Вони також являються буферними емностями та сховищами для інертних газів, водню та іншиз газів в технологічних цехах на випадок случай аварій. Цим визначається їх велтке значення для нормального ведення процесів. Одночасно газгольдери, в яких збегігаються вибухонебезпечні гази, являються потенційно об’єктами значної небезпеки.
По параметрам зберігаємого газу газгольдери діляться на два класи:
I клас − газгольдери низького тиску: робочий тиск до 4 кПа з постійним тиском та змінним об’єтом;
II класс − газгольдери високого тиску, у яких геометрчний об’єм остаеться пістійним, а тиск может змінюваться від 0,07 МПа до 0,3 МПа.
Газгольдери низького тиску по принципу роботи та виду конструктивної схеми разділяються на дві групи: мокрі та сухі.
У мокрих газгольдерах (рис. 6.1) тиск забезпечують та підтримують масою колокола та телескопа, герметичність між резервуаром і телескопом або колоколом забезпечується водяним гідрозатвором.
Усухих газгольдерах тиск забезпечується масою поршня (шайби), яка переміщується всередині вертикального циліндричного резервуару та щильно прилягає до стінок резервуара; герметичність в даному випадку забезпечується спеціальним еластичним ущильненням та кільцевим гідравлічним затвором, що заполненний специальним газгольдерним маслом або особою смолою.
Газгольдери високого тиску являють собою герметично закриті цилиндричні або сферічні емності, тиск у яких змінюється при наповненні або опорожненні. Об’єм таких газгольдеров постійний, але значно меньший об’єма газгольдерів низького тиску, однак, кількість газу в них може бути більшим в 15 − 20 разів (за рахунок великого стиску газу).
Відносно безпечні в експлуатації, особливо для газів, що утворюють з повітрям вибухонебезпечні суміші, газгольдери високого тиску. Часто їх включають в технологічні лінії, в них сберігаються резерви снислого повітря, яке необхне для безпереривного забезпечення роботи автоматики та контрольно–вимірювальних приладів в аварійних ситуаціях.
Рис. 6.1. Мокрий газгольдер: 1 − гідравлічний затвір для відключения газгольдера від міжцехових газопроводів при ремонті; 2 − клапанна коробка; 3 − піднімальний прилад, який скидає газ при переповненні газгольдера; 4 − газоскидна труба; 5 − телескоп; 6 − колокол; 7 − резервуар; 8 − утеплююща стінка.
Сферічні газгольдери високого тиску широко застосовуються на хімічних підприємствах для збереження зріднених газів. Газгольдери високого тиску експлуатуються як посудини, що працюють під тиском. Вони обладнуються запобіжними клапанами, на линіях нагнітання газу встановлюються зворотні клапани, на линіях відбору газу − регулюючі клапани, що пдтримують встановленний тиск “після себе”. Тиск та температура, а при зберіганні зріднених газів ще й рівень рідини, постійно контролюється дистанційно діючими вимірювальними приладами.
Мокрі газгольдери знайшли широке застосування завдяки конструктивній простоті та надійності в експлуатації. Їх недоліками являються:
наявність великих площ для їх розміщення,
заволоження газу в наслідок постійного контакту з водою резервуара та гідрозатворів, що не завжди приемлемо для технологічних процесів,
можливість уносу газу в канализацію з зливною водою, що особливо недопустимо в газгольдерах для водню.
Нормальний режим роботи мокрих газгольдерів потребує дотримання наступних параметрів:
об’єм газу в газгольдері повинен підтримуватися в межах 10 − 90% від повного об’єму газгольдера. При повному опорожненні газгольдера можливен підсос повітря і поява в газгольдері вибухонебезпечних концентрацій, при переповненні − відбувається перекос колокола в направляющих та прорив газу через гідравличний затвір;
тиск газу в газгольдері повинен підтримуватись не нижче 1,25 кПа і не вижче 4 кПа;
температура газу, що надходить, повинна бути не нижче мінус 20°С и не вижче плюс 60°С, температура води в водяному затворі і повітря в прияці газгольдера − не нижче плюс 5°С.
Додержання ціх параметрів забезпечується безперервним контролем за станом колокола газгольдера за допомогою дистанційного позчика зі светлової та звукової сигналізаціями, які винесені в диспетчерский пункт виробюничого цеху що обслуговує цей газгольдер.
Тиск газу звимірюється на вході в газгольдер та на виході з нього. Потрібна температура в зимовий період ролку підтримується системою опалення парою або гарячою водою. В районах, де розрахункова зимова температура вище мінус 25°С, газгольдери будують з застосуванням захисної стінки, яка обігрівається. У віпадках замерзання води в газгольдері для відігріву застосовується тількт водяна пара, яка підводиться в необхіді месця за допомогою постійних стояків та гнучких шлангів. Для зменшення нагріву у жаркий період року газгольдери фарбують алюмінієвою фарбою, щоб відбивати сонячні промені.
Газгольдери оснащені автоматичними приладами для запобігання виникнення в колоколі вакуума та його деформації. При досягненні колоколом мінімального нижнього положення, автоматика зупиняє технологічні об’єкти, які забирають газ. При максимальному заповненні газгольдера автоматична захисна система зкидає надлишок газу в атмосферу або, якщо це недопустимо, зупиняє об’єкти, які надають газ в газгольдер.
Постійно контролюють:
рівень рідини в резервуарі та в гідрозатворах,
швидкість пересування колокола, вона не повинна перебільшувати 1,5 м/хв,
правильне положення роликів колокола для попередження зходу їх із направляючих чи застрявання.
Для захисту від корозії стінки колокола та телескопа покривають:
специальною антикоррозійнною рідиною, яка поновлюється раз в месяць,
перхлорвініловим покриттям або суриком, які перевіряються та поновлюються раз за 6 місяців.
Сухі (поршневі) газгольдери в порівнянні з другими видами газгольдерів відносно більш небезпечні в експлуатації, так як при порушенні герметичності в надпоршневому просторі може проникнути газ та виникнути в ньому вибухонебезпечна суміш з повітрям, тому необхідно достатьо добре вентилювати вказаний простір. Крім того, в цтх газгольдерах важко запобігти перекосу шайби та забезпечити герметичність її затвора. Тому на хімічних підприємствах сухі газгольдери використовуються рідко переважно для невибухонебезпечних газів.
Для збільшення ступеяи герметичності в нових конструкціях сухих газгольдерів поршень заміняють шайбою, яка кріепеться на гнучкій мембрані (так називаємій “гнучкій секцієй”) из капронової тканини, яка покрита з двух сторін бутил- або науріт-каучуком. На рис. 6.2, а, б, в, надані шайба та гнучка секції для різного ступеня заповнення газгольдера, а на рис. 6.2,г − пристрій для вирівнення: ролики за допомогою перекресних канатів утримують шайбу в горизонтальному положенні, запабігає її перекосу. Ступінь перекосу (в мм на метр діаметра газгольдера) нормується і контролюється специальною системою. В сухих газгольдерах систематично контролюється вміст газу в просторі між покрівлею та поршнем. Сухі газгольдери з гнучкою секцією більш герметичні та безпечні, ніж поршневі, вони не уволоджують газ і не забруднюють його парами газгольдерного мастила.
Рис. 6. Сухий газгольдер з гнучкою секцією. а − середнє положення шайби; 6 − положення при заповненому газгольдері; в − пустий газгольдер; г − схема вирівнення пристрою.
Всі види газгольдерів забезпечуються блискавкозахистом. Для освіщення газгольдерів, які вміщують горючі гази, використовують освітлюючу арматуру та проводку, що виконана у вибухозахищенного виконанні. Обслуговування газгольдерів доручається спеціально навчанним особам.