Диплом алды практика бойынша есеп тақырыбы: «Газ тарату станциясы»
Табиғи газдарды тасымалдау. Магистральды газ құбырлардың құрылымдық құрамы
жүктеу/скачать 285,81 Kb.
|
Praktika otchet
2. Табиғи газдарды тасымалдау. Магистральды газ құбырлардың құрылымдық құрамыГаздар табиғи және жасанды болып екіге бөлінеді. Табиғи газдар 3 топқа бөлінеді: таза газ кенорнынан алынатын газдар, конденсатты кенорнынан алынатын газдар және мұнай кенорнынан алынатын серік газдар. таза газ кенорнынан алынатын газдар негізінен метаннан тұрады (82-98%). конденсатты кенорнынан алынатын газдар құрамындағы метан 80-95% және мұнай газындағы метан үлесі 30-70%. Серік газдар құрамында бензиндік газдар мен пропан-бутан фракциясы болады. Табиғи газдар негізінен асқын сутектерден құралады (алкандар). Алайда олардың құрамында жағымсыз, тіпті залады газдар болуы мүмкін. Олар күкіртті сутек, азот, су булары. Жасанды газдар арнайы пештер мен газ генераторларында қатты отындардан (кокс, сланец, қара көмір) алынады. Табиғи газдар түссіз, иіссіз және қалыпты жағдайда олар әртүрлі агрегаттық күйде болады. Метан, этан және этилен – газ күйінде, пропан, бутан, бутилен және пропилен – сұйықтықтың бу түрінде, ал жоғары қысымда - сұйық күйде болады. Ауыр көмірсутектер изопентаннан бастап қалыпты жағдайда – сұйық түрінде болып, бензиндік фракция құрамына кіреді. Әдетте газдарды қалыпты (Рн=0,1013 МПа, Tн=273,16K (00C)) және стандартты (Рст=0,1013 МПа, Tст=293,16K (200C)) жағдайларда қарастырады. Газ масса және көлеммен өлшенеді. газ массасы m, оның өлшем бірлігі - кг, немесе тонна. Әрі қарай өлшем бірлікті төртбұрышты жақшамен белгілейміз. Мысалға, [m]= кг, немесе [m]= V газ көлемінің тоннасы, [V]=м3, [V]=млн. м3, [V]=млрд. м3. М газының молярлы массасы 1 моль газдың массасы болып табылады. Кез келген заттың 1 моль көлемі шамамен 6 млрд. трлн. Молекула санынан құралады (Авогадро санына тең: NA=6,02·1023). [M]= кг/моль, немесе [M]= г/моль. Газдың молярлық массасы оның молекулярлық массасы арқылы табылады. Мысалға, сутегінің молекулярлық массасы 2-ге тең, онда оның молярлық массасы M=2г/моль=2·10-3кг/моль. Оттегі үшін M=32г/моль, азот үшін M=28г/моль, пропан үшін (C3H8) M=12·3+1·8=44г/моль, және тағы басқалары. Газ тығыздығы бірлік көлемнің массасы болып табылады:  . (1)
1 моль мөлшеріндегі кез келген газ қалыпты жағдайда шамамен 22,4·10-3 м3 көлемді құрайды, сондықтан  . (2)
мұндағы [M]= г/моль, бірақ бұл өрнек стандартты жағдай үшін сәйкес келмейді. Δ ауа бойынша газдың салыстырмалы тығыздығы ауа тығыздығына газ тығыздығының қатысы болып табылады. Газдың барлық күйіне төмендегі өрнек сай келеді:  , (3)
мұндағы [M]= г/моль, 29 г/моль – ауаның молярлық массасы. Стандартты жағдай үшін  , (4)
мұндағы ρ – стандартты жағдайдағы газ тығыздығы (стандартты жағдайдағы ауа тығыздығы 1,205кг/м3, қалыпты шарттар үшін 1,29кг/м3). Газ (динамикалық) тұтқырлығы , ал []=Па·с. Газ ағымының бір қабатынан екінші қабатына өткен кездегі газ молекуласындағы берілетін импульспен анықталады. Сондықтан газ тұтқырлығы газ қысымына емес (4 МПа-ға дейін) газ температурасына қатты тәуелді. С газдың шектік жылусыйымдылығы, ал [с]=Дж/(кг·К). Ол 1 кг газды 1К жылыту үшін керекті жылу санына тең. Р газ қысымы газ молекуласы тарапынан құбыр қабырғасынының бірлік ауданына нормал бойынша әсер ететін күшін көрсетеді. [Р]= атм, [Р]= Па , немесе [M]= МПа. 1 МПа= 106 Па≈10 атм. Газ температурасы Кельвин және Цельсий шкаласымен анықталады, олар төмендегі қатынаспен өзара байланысты:  . (5)
Көп жағдайларда газды сығу арөылы сұйықтыққа айналдыруға болады. Алайда газ температурасы критикалықтан (Ткр) төмен болуы керек. Егер ол критикалық температураға тең немесе жоғары болса, онда ешқандай қысым газды сұйыққа айналдыра алмайды. Сондай-ақ, егер газ қысымы критикалық қысымға (Ркр) тең немесе ол қысымнан жоғары болса, онда ары қарай ешқандай температурада газ сұйықтыққа айналмайды. Газдық қоспа оның құрамына кіретін (газ үшін көлемдік бөлік молярлық бөлікке тең) у1, у2, у3 және тағы басқа газдың көлемдік бөліктерімен сипатталады. Егер қандай да бір газ қоспасының параметрін х1, х2, х3, ... әріптерімен белгілесек (х ретінде газдың кез келген M, ,с, Ткр, Ркр параметрлерінің бірін алуға болады), онда сәйкесінше газдық қоспа үшін анықталатын параметр төмендегі формуладан табылады:  (6)
Газдың мөлшері оның көлемімен беріледі. Егер берілген жағдайға газдың жұмыс көлемі V белгілі болса, онда басқа жағдайларда газ көлемі басқаша болады. Сондықтан техникалық есептеулерде, газдарды тасымалдау және сақтау есептеулерінде, сондай-ақ коммерциялық есептеулерде газ көлемі стандартты шартқа келтіріледі. Газдың жұмыс көлемін қалыпты шартқа (қалыпты көлем) келтіру формуласы төмендегідей:  . (7)
Газдың жұмыс көлемін стандартты жағдайға келтіру формуласы (коммерциялық көлем):  . (8)
мұнда [Р]= МПа. Газ күйінің теңдеуі газдың негізгі параметрлерін өзіне біріктіреді. Олар саны, көлемі, қысымы және температурасы. Мектеп және жоғары курс физикасынан Менделеев-Клапейрон, Ван-дер-Ваальс күй теңдеулерімен таныспыз. Ал газ құбырлары үшін газдың сығылуы арқылы жазылған газ күйінің теңдеуі ыңғайлы:  (9)
мұндағы R- нақты бір газ үшін анықталған газ тұрақтысы, ол әмбебап газ тұрақтысы арқылы табылады (8,314Дж/(моль·К)):  . (10)
(10) өрнектегі өлшем бірліктер: [m]= кг, [M]= кг/моль, ([Р]= Па). (9) өрнектегі z газдың сығылуы деп аталады (сығылу коэффициенті). Ол негізінен  тәуелділік түрінде берілген номограммадан анықталады.  өлшемдер газдың берілген параметрлері деп аталады:
 . (11)
(6) өрнек арқылы газ құрамындағы қоспаларды есептеу үшін газ қоспасының параметрлерін табады (M, , с, Ткр, Ркр) , содан соң (10) өрнек арқылы газ қоспасының тұрақтысын анықтайды. Газ құбырлары газ жеткізетін (немесе газ жинайтын), ішкі газ құбырлар (зауытішілік), тұрғылықты жерлердегі газ құбырларының жүйесі (сондай-ақ, қалалық) және магистральды болып бөлінеді. тұрғылықты жерлердегі газ құбырларының жүйесін кейде газ тарататын газ құбырлары депте атайды. Магистральды газ құбырларында жұмыс қысымы 1,2 МПа-дан төмен емес. Жұмыс қысымы бойынша магистральды газ құбырлары 2 классқа бөлінеді: I-класс үшін Р=2,5÷10 Мпа, ал II-класс үшін Р=1,2÷2,5 Мпа. Қауіпсіздік жағдайын ескере отырып, құбыр диаметрімен және тағайындалуына байланысты магистральды құбырлар 5 категорияға бөлінеді: В, I, II, III және IV. Олардың ұзындығы он километрден бастап мын километрге дейін, ал олардың диаметрлері 150-ден 1620 мм-ге дейін жетеді (негізгі бөліктері 720÷1620 мм арасында болады). Магистральды газ құбырының құрылымдық құрамы мынадай: Басты қондырғы, линиялық қондырғылары бар болат құбырлар, таралымдары және тұйықтау арматуралары, компрессорлық станциясы (КС), газ тарату станциясы (ГТС), линиялық жөндеушілердің үйлері және апатты жөндеу пункты (АЖП), байланыстың линиялық және станциялық құрылғылары, катодты, протекторлы және дренажды қорғаныс қондырғылары, қосалқы қондырғылар. Бастапқы қондырғыдан тазартылып, құрғатылып шыққан газ магистральды газ құбырына барады. Магистральды газ құбыры бірнеше параллель газ құбырлардан тұруы мүмкін. Табиғи және жасанды (кіші өзендер, жолдар және тағы басқа) кедергілерден әртүрлі құрылымды өткізгіштермен (балкалы, консольды, ілініп тұратын) өтеді. Ені 75 метрден үлкен болатын өзен суларынан өткізу кезінде суасты өткелдер (дюкерлер) құрылады. Трасса бойында әр 20-25 км-де линиялық жөндеушілердің үйлері бар, сондай-ақ тұйықтап сөндіретін арматуралары (крандар мен задживкалар) мен үрлейтін шырақтары (олар бір-біріне жақын орналасады) бар линиялық түйіндер бар. Үрлейтін білтелер жөндеу жұмыстары керек болған жағдайларда газ құбырындағы крандар арасындағы аймақтарды босату үшін қолданылады. Тұйықтап тоқтататын арматуралар су кедергілері, тармақталу, КС алдында да орнатылады. Құбыр металын тот басудан қорғау үшін пассивті (жабысқақ ленталар, оқшаулағыштар және тағы басқалары) және активті қорғаныстар қолданылады. Активті қорғаныс ретінде катодты станциялар, протекторлы құрылғылар және электродренажды қондырғылар қолданылады. Олар топырақтағы адасқан токтарды шығару үшін арналған. Осы себептен әдейі құбырды катод, бросты металдан жерлендіргішті анод етіп жасайды. Тот басу салдарынан тек анод қана зақымданады. Газ құбырларындағы газ қысымын реттейтін КС келесі бөліктерден тұрады: компрессорлы цех, электрикалық станция немесе трансформаторлы подстанция, сумен қамтамасыз ету жүйесі (компрессорлы агрегаттарды салқындату үшін; су айдайтын қондырғылар, насосты станциялар, немесе артезианды ұңғымалар, градирня, өрт қауіпсіздігі үшін су қоры), маймен қамтамасыз ету жүйесі (ЖЖМ және май регенерациясы үшін қондырғылар), химиялық лабаротория, қазандық, механикалық ұстахана, шаң ұстайтын майлы және циклонды қондырғылар, сөндіретін арматурасы бар қабылдау және айдай коллекторлары, автотранспорт паркі, материалды қойма. КС-сында орнатылған қондырғылардың типі бойынша поршендік, центрден тепкіш және құралған болып бөлінеді. Ал газды сығу деңгейіне байланысты бір деңгейлі және көп деңгейлі болады. жетек түрі бойынша газмоторлы, газтурбинді, электрожетекті болып бөлінеді. Компрессорлы цехта поршендік машиналар тек параллель, ал центрден тепкіш айдаушылар паралллель және бірінен соң бірі жіне керісінше жалғанады. Сығу дәрежесі 1,2÷1,3 немесе 1,45÷1,5 болатын газтурбинді жетекті және электрожетекті центрден тепкіш айдаушылар кең қолданысқа ие. Тәулігіне 0,5÷10 млн. м3 вөткізетін жағдайда бір газмоторлы немесе электрожетекті агрегатта сығу дәрежесі 2,5-ға дейінгі поршендік компрессорлар қолданылады. Мұнда сығу дәрежесі агрегаттағы кіріс қысымына шығыс қысымының қатынасы болып табылады. КС-на газ магистральды газ құбырынан байланыс түйіні арқылы шаң ұстағышқа келеді. Мұнда газ механикалық қоспалардан және сұйықтықтан тазартылады да, май бөлгіш арқылы өтіп, компрессордың қабылдау коллекторларына келеді. Керекті қысымға дейінгі сығылған газ шығыс линиясы арқылы айдау коллекторына келеді де, әрі қарай май бөлгіш арқылы байланыс түйінімен магистральды құбырға келіп түседі. Редуцирлеу пунктері (ол жерде газ қысымы қажетті қысымға дейін азайтылады) арқылы газ агрегаттар жетегі мен тұрмыстық қажеттілік үшін алынады. жүктеу/скачать 285,81 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|