Газгольдеры

Газгольдер – сооружение для хранения газов под избыточным давлением.

Первым известным из описанных в технической литературе был газгольдер Нерета (1775 г.). По принципу работы он относился к группе сухих газгольдеров переменного объема и постоянного давления, которое создавалось специальной пружиной.

В 1781 г. французский химик Лавуазье сконструировал первый в мире мокрый газгольдер емкостью около 100 л, предназначенный для хранения газа в лаборатории. Первоначально этот газгольдер имел прямоугольную форму, но через несколько лет (в 1789 г.) Лавуазье переделал его, придав газгольдеру цилиндрическую форму. Первый мокрый газгольдер промышленного типа был построен английским химиком Мордохом в 1816 г. в Брайтоне. Он имел прямоугольные очертания. Для уравновешивания отдельных элементов этого газгольдера были применены железные цепи с противовесами.

Рис. 10. Классификация газгольдеров

В мокрых газгольдерах герметизация осуществляется с помощью гидравлического (обычно водяного) затвора, в сухих – любыми другими способами, например, с применением сальниковых уплотнений. Мокрый газгольдер (рис. 11) состоит из стального резервуара для воды с внешними и внутренними направляющими; одного (колокол) или двух (колокол и телескоп) подвижных звеньев для хранения газа, так называемой камеры газового ввода (вывода); автоматической системы указания объема газа и сигнализации положения колокола, а также предохранительных устройств; средств отопления; вентиляции камеры и подогрева воды в резервуаре газгольдера в зимнее время. Колокол и телескоп – вертикальные цилиндрические резервуары (первый, монтируемый внутри второго, – с крышей, но без дна, второй – без крыши и дна), устанавливаемые в другом вертикальном цилиндрическом резервуаре (с дном, но без крыши) большего диаметра, заполненном водой, которая обеспечивает герметизацию газового пространства внутри подвижных звеньев при работе газгольдера.

Рис. 11. Мокрый газгольдер: 1 – камера газового ввода (вывода);
2 – гидравлический затвор; 3 – клапанная коробка автоматического сброса газа; 4 – труба сброса газа; 5 – газовый стояк; 6 – резервуар с водой;
7 – телескоп; 8 – колокол; 9, 11 – соответственно внешняя и внутренняя направляющие; 10 – подъемное приспособление; 12, 13 – соответственно нижний и верхний ролики

Подача газа под колокол и телескоп производится по трубопроводу через гидравлический затвор, расположенный в камере, и газовый стояк; забор газа из газгольдера осуществляется в обратном порядке. Гидравлический затвор служит также для отвода конденсата из газа и отключения газгольдера от газовых сетей на период ремонтов и остановок. При заполнении газом пространства под колоколом последний всплывает, перемещаясь вертикально вверх по направляющим, входит в зацепление с телескопом, поднимает его и продолжает перемещаться под давлением поступающего газа. Колокол и телескоп опираются на направляющие с помощью верхних и нижних роликов. Когда давление газа под колоколом уравновесится его весом или одновременно весом колокола и телескопа, подъем колокола прекращается. Вес колокола с телескопом уравновешивает давление газа 1,5–2,0 кПа. Для увеличения давления газа колокол догружают специальными грузами. Максимальный вес грузов выбран таким образом, чтобы обеспечить давление газа под колоколом
4–5 кПа.

Достоинствами мокрых газгольдеров являются: высокая эксплуатационная надежность, простота обслуживания. Недостатки – необходимость обогрева в зимнее время, относительно большая металлоемкость и, соответственно, ограниченность объема хранимого газа (до 100 тыс. м³). Мокрые газгольдеры применяют, как правило, в качестве буферных емкостей на всасывающих линиях компрессоров.

Сухие газгольдеры служат для хранения газов под низким или высоким давлением. Герметизация газгольдеров низкого давления осуществляется в основном с помощью эластичных сальников. Достоинства таких газгольдеров – небольшая металлоемкость, значительные объемы хранимого газа (до 500 тыс. м³); недостаток – сравнительно малая надежность уплотнительного элемента.

Анализируя мировую практику, можно сделать вывод, что большее распространение получили мокрые газгольдеры низкого давления. Их строительство хорошо освоено, и они удобны в эксплуатации. Сухие газгольдеры низкого давления малонадежны в эксплуатации. Газгольдеры высокого давления использовались ранее в городских газораспределительных сетях для покрытия суточной неравномерности газопотребления.

В связи с увеличением доли природного газа в топливно-энергетическом балансе емкость газгольдеров с определенного момента времени перестала обеспечивать необходимые объемы резерва газа.

Поэтому после появления подземных хранилищ газа газгольдеры применяются в основном только на химических и газонефтеперерабатывающих заводах для хранения, смешения газов и для других технологических операций.