Хранение газа в газгольдерах

Газгольдерами называют сосуды большого объема, предназ­наченные для хранения газов под давлением. Различают газгольдеры низкого (4000 Па) и высокого (от 7х10" до 307х10^й Па) давления.

В газгольдерах первого типа рабочий объем является переменным, а давление газа в процессе наполнения или опорожнения изменяется незначительно. Они бывают мокрые и сухие.

Рис. 16.2. Принципиальная схема газгольдеров низкого давления:

а) мокрый; б) сухой;

1 - резервуар; 2 - колокол; 3 - ролики; 4 - газопровод; . 5 - шайба; б - уплотнение; 7 - ограничитель хода.

Мокрые газгольдеры (рис. 16.2 а) состоят из двух основных частей - вертикального цилин­дрического резервуара 1, заполненного водой (неподвижная часть) и колокола 2, помещенного внутри резервуара и представляющего со­бой цилиндр, открытый снизу и имеющий сферическую кровлю (подвижная часть). Для облегчения перемещения колокола служат ролики 3. Закачка и отбор газа осуществляются по газопроводу 4.

Принцип работы мокрого газгольдера следующий. При закач­ке газа в газгольдер давление под колоколом возрастает и вода частично вытесняется в кольцевое пространство между резервуаром и колоколом. Она играет роль гидравлического уплотнения. Как толь­ко давление газа превысит нагрузку, создаваемую массой колокола, последний начинает перемещаться вверх, освобождая объем для но­вых количеств газа. При опорожнении газгольдера давление газа под колоколом уменьшается и он опускается.

Для более полного использования объема колокола его высо­та должна быть равна высоте резервуара. У газгольдеров большого (свыше 6000 м³) объема подвижную часть разбивают на несколько звеньев, вкладывающихся друг в друга подобно телескопу. Чтобы из­бежать перекосов при перемещении подвижных частей, а также для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) к резер­вуару крепят направляющие, по которым перемещаются ролики, закрепленные в верхней части колокола (на рисунке не показаны).

Сухие газгольдеры(рис. 16.2 б) состоят из вертикального корпуса цилиндрической или многогранной формы с днищем и кров­лей, внутри которого находится подвижная шайба (поршень), снабженная специальным уплотнением. Принцип работы сухого газ­гольдера аналогичен работе паровой машины. Под давлением газа, подаваемого под шайбу, она поднимается вверх до определенного пре­дела, а при отборе газа - опускается вниз, поддерживая своей массой постоянное давление в газгольдере. Сухие газгольдеры менее надеж­ны, чем мокрые, но и менее металлоемки.

Недостатком газгольдеров низкого давления является то, что они обладают относительно низкой аккумулирующей способностью.

Газгольдеры высокого давленияимеют неизменный геомет­рический объём, но давление в них по мере наполнения или опорожнения изменяется. Хотя геометрический объем газгольдеров этого класса много меньше объема газгольдеров низкого давления, количество хранимого в них газа может быть значительным, благода­ря высокому давлению. Так, если в мокром газгольдере объемом 100 м³ под давлением 4000 Па можно хранить 104 м^:) газа, то в газгольдере с давлением 1,6 МПа того же геометрического объема - 1700 м³, т.е. почти в 17 раз больше.

Газгольдеры высокого давления бывают цилиндрические и сферические.

Цилиндрические газгольдеры(рис. 16.3) имеют геомет­рический объем от 50 до 270 м³. Поскольку у всех них внутренний диаметр равен 3,2 м, то различаются они лишь длиной цилиндричес­кой части - обечайки 1. С обеих сторон к обечайке приварены днища 2, имеющие вид полусферы. Для контроля за давлением газа в газ­гольдере используются манометры 3. Газгольдер устанавливается на фундамент 4 горизонтально, либо вертикально.

Цилиндрические газгольдеры рассчитаны на давление от 0,25 до 2 МПа. Толщина их стенки может достигать 30 мм.

Сферические газгольдерыв нашей стране имеют геометри­ческий объем от 300 до 4000 м³ и толщину стенки от 12 до 34 мм. Сферическая форма сосуда для хранения газа под высоким давлени­ем является наиболее выгодной по металлозатратам и общей стоимости. Монтируют сферические газгольдеры из отдельных лепе­стков, раскроенных в виде апельсиновых долек, а также из верхнего и нижнего днищ, имеющих форму шарового сегмента. Опоры газголь­деров выполняют в виде цилиндрического стакана из железобетона со стальным опорным кольцом или в виде стоек-колонн, прикреплен­ных к шару по экваториальной линии и связанных между собой системой растяжек.

Батареи стальных газгольдеров высокого давления (до 1,5 МПа) были применены в Москве с целью компенсации неравномер­ности потребления газа, поступавшего в относительно небольших количествах по газопроводу Саратов-Москва. Однако с развитием газопроводов и ростом объемов потребления газа потребовались га­зохранилища вместимостью в миллионы кубических метров. Обеспечить хранение таких количеств газа могли только подземные газохранилища.