Тақырып. Газбен қамту жүйелері

Газбен қ амту жү йелері дегеніміз - табиғ и немесе жасанды газды ө ндіру, оны тасымалдау, сақ тау жә не химиялық шикізат немесе отын ретінде ө неркә сіпке, коммуналдық -тұ рмыстық тұ тынушыларғ а жеткізуге арналғ ан техникалық қ ұ рылымдардың кү рделі кешені.

Басқ а отын тү рлеріне қ арағ анда газ тә різді отынның бірқ атар артық шылығ ы бар: қ ұ рғ ақ, кү лсіз жану жылулығ ы жоғ ары отын, қ ұ бырлар арқ ылы жең іл тасымалданады, жең іл тұ танады жә не ауаның аз ғ ана артық тығ ымен жана береді, жағ у процесін механикаландыруғ а жә не автоматтандыруғ а ың ғ айлы, сондай-ақ экологиялық таза отын. Газды ө ндіру тә сіліне байланысты табиғ и жә не жасанды болып бө лінеді. Табиғ и газ тә різді отын метан (СН₄) қ атарындағ ы кө мірсітекті газдар (оның ішінде метан қ ұ рамы 95-99 %-ғ а дейін жетеді) мен одан аз мө лшерде ауыр газдардың, яғ ни этан (С₂Н₆), пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀), пентан (С₅Н₁₂) жә не басқ а да газдардың қ оспасы.

Метан қ атарындағ ы газдардан басқ а табиғ и газ қ ұ рамында кү кіртті сутек (H₂S), сутегі (H₂), балласт газдар – азот (N₂), жә не кө мір қ ышқ ыл газы (CO₂) болуы мү мкін. Табиғ и газдарды таза газ немесе шық ты газ кенінен жә не мұ най газы беп бө леді. Таза газ немесе шық ты газ кенінен алынғ ан табиғ и газдарда метан қ ұ рамы жоғ ары болады (85-тен 99 % дейін) жә не соғ ан сә йкес ауыр газдар аз (3-тен 7, 5 % дейін) болады. Балласт қ ұ рамы да салыстырмалы тү рде аз болады – N₂ = 1-3%; CO₂ = 0, 1 – 0, 8 %. Мұ ндай газдардың жану жылулығ ы Q_н^с = 35 ÷ 38 МДж/м³. Мұ най газдарында метан қ ұ рамы тө мендеу (38-ден 77% дейін), ал жану жылулығ ы жоғ ары ауыр газдар мұ нда кө бірек (20-дан 40 % дейін). Сондық тан, балласт қ ұ рамының жоғ ары болуына қ арамастан, мұ ндай газдардың жану жылулығ ы таза газ немесе шық ты газ кендерінің газдарына қ арағ анда жоғ ары болады - Q_н^с = 38-47 МДж/м³.

Жасанды газ тә різді отындар

Жасанды газ тә різді отындар қ атты жә не сұ йық отындарды техннологиялық ө ң деуден ө ткізу барысында алынады. Шикізат пен технологиялық процестердің алуан тү рлі болуынан жасанды газ тә різді отындардың қ ұ рамы, жылу ө ндіру қ абілеті ә р тү рлі болады.

Жасанды газ тә різді отындарғ а мыналар жатады: 1) кө мірдің жер астында газдануы - Q_н^с ≈ 4, 0 МДж/м³ ; 2) домна газы - Q_н^с ≈ 4, 0 МДж/м³; 3) генератор газы - Q_н^с ≈ 5÷ 5, 6 МДж/м³; 4) кокс газы - Q_н^с ≈ 17, 0 МДж/м³; 5) мұ най газдары (крекинг газ) - Q_н^с ≈ 47, 0 МДж/м³ жә не т.б.

Коммуналды-тұ рмыстық тұ тынушыларды газбен қ амтуда ерекше орын алатын «сұ йытылғ ан газдар» - метан қ атарындағ ы кө мірсутекті газдар, қ алыпты температурада қ ысымы сә л артқ ан жағ дайда сұ йық кү йге айналады.

Сұ йытылғ ан газдардың негізгі компоненті пропан (С₃Н₈) жә не бутан (С₄Н₁₀). Тұ тынушыларды жаз кезінде газбен қ амтамасыз ету ү шін 80% бутаннан жә не 20% пропаннан тұ ратын (Q_н^с ≈ 113, 0 МДж/м³), ал қ ысты кү ндері 35% бутаннан жә не 65% пропаннан тұ ратын (Q_н^с ≈ 101, 0 МДж/м³) сұ йытылғ ан газ қ олданылады.

Газ тә різді отындардың тағ ы бір маң ызды сипаты: тұ тану температурасы (жарылу) мен концентрациялық жарылу шегі (тұ тану).

Тұ тану температурасы (жарылу) – газды ауа немесе газ бен оттегі қ оспасының ө здігінен тұ тану немесе жарылуының тө менгі температурасы (1-кесте).

Концентрациялық жарылу шегі (тұ тану) - газды ауа немесе газ бен оттегі қ оспасының ө здігінен тұ тануы жү рмейтін шекті (максималды немесе минималды) температурасы (1-кесте).

Жанғ ыш газдар қ ұ рамында улы заттар мынадай улы қ оспалар болады: кө міртегі тотығ ы (СО); кү кіртті сутек (Н₂S); кү кіртті кө міртегі (СS₂); циан (С₂N₂); цианды сутегі (HCN); аммиак (NH₃) жә не т.б.

Жә не де жанғ ыш газдар қ ұ рамындағ ы кү кіртті сутек (Н₂S) газ жабдық тары мен газ қ ұ бырлары металын таттануғ а ұ шыратады. Жоғ ары температурада металл таттануын кө міртегі тотық тары мен цианидтер де жеделдетеді.

1-кесте.

Кө птеген табиғ и жә не жасанды газдар иіссіз болады, бұ л олардың бө лмеде орын алуын жә не қ ұ бырлардан ағ ып шығ уын уақ ытылы анық тауды қ иындатады. Осығ ан байланысты, жанғ ыш газдарғ а арнайы жағ ымсыз ә рі ө ткір иіс беретін, физиологиялық залалсыз зат, кө бінесе меркаптан қ осылады. Жанғ ыш газдарғ а иіс беруде этилмеркаптан (С₂H₅SH) кө п қ олданылады, оның шығ ыны 1000 м³ газғ а 19, 1 см³ (16 г).

Газ қ ұ бырлары мен газ тармақ тары

Газ ө ндіру орнынан (газ кені немесе зауыты) қ алалар мен елді мекендерге магистралды жү йемен тасымалданады. Магистралды газ жү йесіне - газ тасымалдайтын қ ұ бырлар, газғ а қ ажетті 5 МПа қ ысым беруге арналғ ан, ә рбір 120-150 км сайын орнатылатын компрессор станциялары (КС), елді мекендерге кіргенде орнатылатын басты қ ұ рылым болып табылатын, газ сү згісі орнатылғ ан жә не газ қ ысымын Р_г≤ 1, 2 МПа дейін тө мендететін газ тарату станциялары ГТС кіреді. ГТС кейін газ - жоғ ары қ ысымды Р_г=1200÷ 300 кПа, орта қ ысымды Р_г=300÷ 5 кПа жә не тө мен қ ысымды Р_г< 5 кПа болып бө лінетін газ тарату тармақ тарына беріледі.

Газ тұ тынатын ірі мекемелер (ө ндірістік, нан зауыттары, монша жә не т.б.) жоғ ары жә не орта қ ысымды газ тармақ тарына жалғ анады.

Тұ рғ ын, қ оғ амдық жә не ұ сақ коммуналдық -тұ рмыстық мекемлер тө менгі қ ысымды газ желілеріне қ осылады.

Газ тарату желілері газбен қ амтылуына байланысты бір сатылы, екі сатылы, ү ш сатылы жә не кө п сатылы болып бө лінеді.

Газ тұ тыну шығ ыны тө мен кішігірім елді мекендер тө менгі қ ысымды бір сатылы газ тарату схемасын қ олданады.

Орташа қ алаларды кө бінесе екі сатылы, ал ірі қ алаларда ү ш сатылы (кейде кө п сатылы) газ тарату схемалары қ олданылады.

Мысал ретінде қ аланы газбен қ амтудың ү ш сатылы схемасы кө рсетілген (46-сурет). Газ магистрал газ желісі 1 бойынша ГТС-на 2 беріледі, одан газ жоғ ары қ ысымдағ ы газ қ ұ быры 3 арқ ылы газгольдер станциясына 4 жіберіледі, онда газ қ оры сақ талып, оның тұ тынылу графигі тең еледі. Газгольдер станцияларынан кейін орташа қ ысымның газ реттеу орындарынан (ГРО) 5 шық қ ан газ орташа қ ысымдық сақ иналанғ ан газ тармағ ына 6 беріледі, одан тө менгі қ ысымдағ ы ГРО 7 арқ ылы тө менгі қ ысымдағ ы газ қ ұ бырларымен коммуналдық -тұ рмыстық мекемелерге беріледі.

46-сурет.

1- магистрал газ желісі; 2- ГТС; 3- жоғ ары қ ысымды газ тармағ ы; 4- газгольдер станциясы; 5- Орташа қ ысымды ГРО; 6- орташа қ ысымдағ ы газ қ ұ быры; 7- тө менгі қ ысымдағ ы ГРО.

Газ реттеу орындары мен қ ондырғ ылары

Газ реттеу орындары (ГРО) мен қ ондырғ ылары (ГРҚ) газ қ ысымын тө мендетіп, оны берілген дең гейде ұ стап тұ руғ а арналады.

ГРО ә детте, газ тармақ тарына газ жеткізу ү шін қ олданылады жә не жеке орналасқ ан ғ имараттарда немесе ғ имарат сыртына қ ойылағ н арнайы шкафтарда орнатылады. ГРУ жеке тұ тынушыларды газбен қ амтуғ а арналады жә не мекеменің газ тұ тынатын агрегат орналасқ ан бө лмеге орнатылады.

ГРО мен ГРҚ технологиялық схемалары бірдей деуге болады. Мысал ретінде 47-суретте ГРО схемасы берілді.

47-сурет. 1- ажырату ысырмасы; 2- сү згі; 3- сақ тандырғ ыш-жаппа қ ақ пақ; 4- қ ысым реттегіш; 5- ысырма; 6- айналма газ қ ұ быры (байпас); 7- байпас ысырмасы; 8- гидрожаппа; 9- манометр; 10, 11- газ кіруі жә не шығ уы.

Жоғ ары немес орташа қ ысымды газ ГРО кіреді жә не ажырату ысырмасынан 1 кейін сү згі2 арқ ылы ө теді де шаң нан жә не механикалық қ оспалардан тазартылады. Сү згіден кейін газ сақ тандырғ ыш-жаппа қ ақ пақ 3 арқ ылы қ ысым реттегішке 4 келіп тү седі, онда газ қ ысымы белгіленген дең гейге дейін тө мендетіледі. Қ ысымы тө мендеген газ ысырма 5 арқ ылы қ ысымы сә йкес қ алалық газ тармағ ына ө теді. ГРО жабдық тарын жө ндеу жұ мыстары кезінде газбен қ амтуда ү зілістер болмауы ү шін айналма газ қ ұ бырын 6 технологиялық желіде жү ргізеді. Байпас арқ ылы ө тетін газ қ ысымын тө мендеті мақ сатында, оғ ан ысырма 7 орнатады. ГРО кіретін жә не шығ атын газ қ ысымын бақ ылауда ұ стау ү шін манометрлер орнатылады. Қ ысым реттегіштен кейін ГРО-дан шығ у қ ұ бырында гидравликалық сақ тандырғ ыш жаппа (майлы гидрозатвор) 8 орнатылады, ол арқ ылы артық газ атмосферағ а шығ арылады. Егер артық газ мө лшері кө п болып, гидро жаппаның шамасы келмесе, онда оны алып тастағ ан дұ рыс, сонда сақ тандырғ ыш-жаппа қ ақ пағ ы іске қ осылады.

Газ тармақ тарының жабдық тары мен қ ұ рылымы

Газ қ ұ бырлары, ә сіресе, орташа жә не жоғ ары қ ысымдағ ы газ қ ұ бырлары қ алалық жер асты коммуникациясы ү шін қ ауіпті болып табылады, себебі газ қ ұ быры зақ ымданғ ан жағ дайда шық қ ан газ топырақ арқ ылы ғ имараттар тө лесіне, қ ұ дық тарғ а жә не каналдарғ а (коллектор) жиналып, газды-ауа қ оспасын тү зіп, жарылыс қ аупін туғ ызады.

Сондық тан, газ қ ұ бырларын жер ү стімен тарту тиімді болып саналады (эстакада, ғ имарат фасады жә не т.б. бойынша). Бірақ мұ ндай жағ дайлар мү мкін болмағ ан кезде, жер астымен тартады. Жер астымен тартқ ан жағ дайда газ қ ұ бырларын мү мкіндік бойынша ғ имараттар, қ ұ рылымдар жіне коммуникациялардан, ә сіресе, канализация, жылу тармақ тары, сонымен қ атар, су қ ұ бырлары мен телефон қ ұ дық тарынан, трамвай жолдарынан аулағ ырақ тартқ ан жө н.

Газ қ ұ бырлары болаттан дайындалады. Газ аспаптары, арматуралары жә не басқ а жабдық тар орнатылғ ан тұ сқ а фланец жә не оймалы қ осылыстар қ олданылады. Қ ұ бырларды таттанудан сақ тау мақ сатында алдын-ала оқ шаулайды. Газ қ ұ бырлары тө сеу терең дігін топырақ тың қ ату терең дігін ескере отырып, бірақ жер бетінен 0, 8 м терең діктен таяз тө сейді. Газ қ ұ рамындағ ы шық арнайы шық жинағ ыштарғ а жиналуы ү шін қ ұ бырларды 1, 5мм/п.м. ең іспен тартады жә не бұ л су тығ ындарын болдырмайды.

Газ қ ұ бырларының жекелеген бө ліктерін немесе тұ тынушыларды газдан ажырату ү шін қ ұ дық тарғ а орнатылғ ан жаппа арматуралар қ олданылады. Сол қ ұ дық ішіне қ ұ бырлардың температуралық деформацияғ а ұ шырауын ескере отырып, линзалық компенсаторлар орнатады (48-сурет).

Ішкі газ қ ұ бырларының қ ұ рылымы

Тұ рғ ын ғ имараттқ а газ қ ұ бырлары баспалдақ алаң дары, ас бө лмелер немесе коридор арқ ылы тартылады. Ғ имаратқ а кірер алдында жаппа арматура орнатылады (49-сурет). Пә терлерге газбаспалдақ алаң ында, ас бө лмелерде немесе коридорларда тартылғ ан желілер арқ ылы беріледі. Ғ имарат ішіне болаттан жасалғ ан қ ұ бырлар тартылады. Фланец жә не ойма қ осылыстар тек арматуралар немесе газ аспабы орнатылар жерде орындалады. Ә рбір газ аспабы алдында тығ ынды кран орнатылады.

49-сурет. 1- газ кіруі; 2- тығ ынды кран; 3- газ желісі; 4- газ есептегіш; 5- газ плитасы; 6- газды су қ ыздырғ ыш; 7- желдетудің ауа шығ ару жү йесі.

Ұ сынылатын ә дебиеттер: 6-негізгі [5-10; 23-45; 138-164; 400-401]; 9-қ осымша [192-198]; 13-қ осымша [334-348].

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Табиғ и жә не жасанды газдардың сипаты.

2. Қ аланы газбен қ амту схемасы жә не газ тарату қ ұ бырларының қ ысымы бойынша жіктелуі.

3. Газ реттеу орындары жә не қ ондырғ ылары.

4. Газ тармақ тары қ ұ рылымы мен жабдық тары.

5. Ішкі газ қ ұ бырларының қ ұ рылымы.