1

1

Gazownictwo

Gazownictwo

Podstawowe własności gazów rozprowadzanych

Podstawowe własności gazów rozprowadzanych

sie

sie

ciami

ciami

gazow

gazow

ymi

ymi

Pa

Pa

liw

liw

a

a

gazow

gazow

e

e

oraz

oraz

ich

ich

mieszanin

mieszanin

y,

y,

roz

roz

p

p

r

r

o

o

wa

wa

d

d

z

z

a

a

n

n

e sie

e sie

ciami

ciami

gazow

gazow

ymi

ymi

na terenie Polski winny spełniać w

na terenie Polski winny spełniać w

ymagania

ymagania

określone przez n

określone przez n

orm

orm

ę

ę

PN

PN

-

-

87/C

87/C

-

-

96001 “

96001 “

Paliwa

Paliwa

gazowe

gazowe

rozprowadzane

rozprowadzane

wspólną

wspólną

siecią

siecią

i

i

przeznaczone

przeznaczone

dla

dla

gospodarki

gospodarki

komunalnej

komunalnej

”.

”.

Gazy używane dzieli się na 4 grupy:

Gazy używane dzieli się na 4 grupy:

G

G

rupa

rupa

I

I

–

–

(GS

(GS

-

-

gazy

gazy

sztuczne

sztuczne

;

;

efekt

efekt

przetworzenia

przetworzenia

paliw

paliw

stałych

stałych

i

i

ciekłych

ciekłych

oraz

oraz

ich

ich

mieszanin

mieszanin

y

y

z gazem ziemnym i

z gazem ziemnym i

gazem propan

gazem propan

–

–

butan),

butan),

G

G

rupa

rupa

II

II

–

–

(GZ

(GZ

-

-

gazy

gazy

ziemne

ziemne

;

;

gazy

gazy

pochodzenia

pochodzenia

naturalnego

naturalnego

,

,

których głównym składnikiem jest metan),

których głównym składnikiem jest metan),

G

G

rupa

rupa

III

III

–

–

(GPR

(GPR

–

–

mieszaniny

mieszaniny

propan

propan

-

-

butan

butan

)

)

G

G

rupa

rupa

IV

IV

–

–

mieszanin

mieszanin

y

y

C3

C3

-

-

C4

C4

z

z

powietrzem

powietrzem

.

.

2

2

Gazownictwo

Gazownictwo

Podstawowe własności użytkowe gazów

Podstawowe własności użytkowe gazów

palnych określają parametry:

palnych określają parametry:

ƒ

ƒ

c

c

iepło

iepło

spalania

spalania

lub w

lub w

artość

artość

opałowa

opałowa

ƒ

ƒ

g

g

ęstość

ęstość

właściwa,

właściwa,

ƒ

ƒ

l

l

iczba

iczba

Wobbego

Wobbego

,

,

ƒ

ƒ

prędkość spalania,

prędkość spalania,

ƒ

ƒ

granice zapłonu.

granice zapłonu.

3

3

Gazownictwo

Gazownictwo

Ciepło

Ciepło

spalania

spalania

gazu

gazu

(

(

MJ/

MJ/

m

m

3

3

)

)

jest

jest

iloś

iloś

cią

cią

ciepła

ciepła

jak

jak

ą

ą

otrzymuje się podczas

otrzymuje się podczas

całkowit

całkowit

ego

ego

spaleni

spaleni

a

a

1m

1m

3

3

gazu

gazu

w

w

warunkach normalnych (wartość opałowa

warunkach normalnych (wartość opałowa

stanowi c

stanowi c

iepło

iepło

spalania

spalania

pomniejszone o ciepło

pomniejszone o ciepło

parowania w

parowania w

od

od

y

y

w

w

ydzielonej

ydzielonej

z

z

pa

pa

liwa

liwa

pod

pod

c

c

zas

zas

spalania

spalania

).

).

Gęstość

Gęstość

właściwa

właściwa

(k

(k

G/

G/

m

m

3

3

)

)

jest

jest

stosunk

stosunk

iem

iem

masy gazu

masy gazu

do jego

do jego

objętości

objętości

i wyraża masę

i wyraża masę

1m

1m

3

3

gazu

gazu

w

w

warunkach normalnych.

warunkach normalnych.

4

4

Gazownictwo

Gazownictwo

Liczba

Liczba

Wobbego

Wobbego

(MJ/

(MJ/

m

m

3

3

) jest

) jest

stosunk

stosunk

iem

iem

i

i

lo

lo

ści

ści

ciepła

ciepła

gazu

gazu

do

do

pierwiastka

pierwiastka

kwadratowego

kwadratowego

z

z

gęstości

gęstości

względnej

względnej

gazu

gazu

(g

(g

ęstość

ęstość

względna

względna

gazu

gazu

jest

jest

stosunk

stosunk

iem

iem

mas

mas

jednakowych

jednakowych

objętości

objętości

gazu

gazu

i

i

powietrza

powietrza

znajdujących

znajdujących

się w

się w

takich

takich

samych

samych

warunkach

warunkach

ciśnienia

ciśnienia

i

i

temperatury

temperatury

)

)

.

.

Prędkość spalania

Prędkość spalania

gazu określa z jaką prędkością przesuwa się

gazu określa z jaką prędkością przesuwa się

płomień względem mieszaniny palnej gazu i powietrza.

płomień względem mieszaniny palnej gazu i powietrza.

Granice zapłonu

Granice zapłonu

wyrażają takie graniczne zawartości paliwa

wyrażają takie graniczne zawartości paliwa

gazowego w mieszaninie z powietrzem pomiędzy którymi zachodzi

gazowego w mieszaninie z powietrzem pomiędzy którymi zachodzi

spalanie tej mieszaniny.

spalanie tej mieszaniny.

5

5

Gazownictwo

Gazownictwo

Główne przyczyny wzrostu zużycia gazu ziemnego:

Główne przyczyny wzrostu zużycia gazu ziemnego:

ƒ

ƒ

A)wyraźna

A)wyraźna

przewaga stosowania gazu jako nośnika energii z

przewaga stosowania gazu jako nośnika energii z

punktu widzenia ochrony środowiska

punktu widzenia ochrony środowiska

–

–

ekologiczny charakter

ekologiczny charakter

gazu,

gazu,

ƒ

ƒ

B) konkurencyjność cenowa.

B) konkurencyjność cenowa.

Wielkość emisji zanieczyszczeń powietrza, powstających w wyniku

Wielkość emisji zanieczyszczeń powietrza, powstających w wyniku

spalania gazu ziemnego i węgla kamiennego dla źródła o mocy

spalania gazu ziemnego i węgla kamiennego dla źródła o mocy

1Mw, przy założeniu średnich parametrów węgla (wartość opałowa

1Mw, przy założeniu średnich parametrów węgla (wartość opałowa

22 MJ/kg, zawartość popiołu 20%, zawartość siarki 1%).

22 MJ/kg, zawartość popiołu 20%, zawartość siarki 1%).

Emisja w przypadku spalania:

Emisja w przypadku spalania:

gazu

gazu

węgla

węgla

ƒ

ƒ

SO2

SO2

9 (g/h)

9 (g/h)

4440 (g/h)

4440 (g/h)

ƒ

ƒ

SO2

SO2

240 (g/h)

240 (g/h)

900 (g/h)

900 (g/h)

ƒ

ƒ

CO

CO

30 (g/h)

30 (g/h)

9900 (g/h)

9900 (g/h)

ƒ

ƒ

pył

pył

-

-

8800 (g/h)

8800 (g/h)

6

6

Gazownictwo

Gazownictwo

ƒ

ƒ

Ś

Ś

wiatowe tendencje zwiększenia wykorzystania gazu

wiatowe tendencje zwiększenia wykorzystania gazu

ƒ

ƒ

Europa

Europa

–

–

prognoza zapotrzebowania na gaz (bez państw

prognoza zapotrzebowania na gaz (bez państw

byłego ZSRR):

byłego ZSRR):

1998r

1998r

–

–

430

430

mld

mld

m

m

3

3

,

,

2010r

2010r

–

–

560

560

mld

mld

m

m

3

3

,

,

2030r

2030r

–

–

650

650

mld

mld

m

m

3

3

.

.

Struktura pierwotnych nośników energii (tab.1)

Struktura pierwotnych nośników energii (tab.1)

ƒ

ƒ

Prognoza zużycia gazu w różnych sektorach gospodarki

Prognoza zużycia gazu w różnych sektorach gospodarki

(tab.2),

(tab.2),

ƒ

ƒ

Przebudowa obecnej struktury nośników energetycznych w

Przebudowa obecnej struktury nośników energetycznych w

Polsce,

Polsce,

ƒ

ƒ

Druga edycja założeń polityki energetycznej Polski.

Druga edycja założeń polityki energetycznej Polski.

7

7

Gazownictwo

Gazownictwo

100

100

100

100

100

100

Razem

Razem

5

5

,

,

0

0

7

7

,5

,5

18

18

Pierwotna energia

Pierwotna energia

elektryczna i inne

elektryczna i inne

64,6

64,6

46,5

46,5

17

17

Paliwa sta

Paliwa sta

ł

ł

e

e

20,2

20,2

25

25

45

45

Ropa naftowa

Ropa naftowa

10,2

10,2

21

21

20

20

Gaz ziemny

Gaz ziemny

Polska

Polska

%

%

Europa

Europa

Środkowa

Środkowa

%

%

Europa

Europa

Zachodnia

Zachodnia

%

%

Struktura energii pierwotnej w Europie i Polsce (dane za 1998r.)

Struktura energii pierwotnej w Europie i Polsce (dane za 1998r.)

8

8

Gazownictwo

Gazownictwo

Rozprowadzenie zwiększonych ilości gazu zarówno ze źródeł

Rozprowadzenie zwiększonych ilości gazu zarówno ze źródeł

krajowych, jak i z importu, wymaga sukcesywnej rozbudowy

krajowych, jak i z importu, wymaga sukcesywnej rozbudowy

gazociągów przesyłowych, tłoczni gazu, podziemnych magazynów

gazociągów przesyłowych, tłoczni gazu, podziemnych magazynów

gazu oraz gazociągów rozprowadzających.

gazu oraz gazociągów rozprowadzających.

W okresie do 2010r. w zależności od przyjętego wariantu

W okresie do 2010r. w zależności od przyjętego wariantu

przewiduje się wybudowanie 9÷10

przewiduje się wybudowanie 9÷10

tys. km gazociągów

tys. km gazociągów

przesyłowych i podłączeniowych, tłoczni gazu o mocy

przesyłowych i podłączeniowych, tłoczni gazu o mocy

100÷110

100÷110

MW, ponad 1400 stacji redukcyjno

MW, ponad 1400 stacji redukcyjno

-

-

pomiarowych I

pomiarowych I

-

-

go i II

go i II

-

-

go stopnia oraz ok. 42

go stopnia oraz ok. 42

tys. km gazociągów sieci dystrybucyjnej.

tys. km gazociągów sieci dystrybucyjnej.

W celu pokrycia sezonowej nierównomierności

W celu pokrycia sezonowej nierównomierności

zapotrzebowania na gaz przez odbiorców

zapotrzebowania na gaz przez odbiorców

komunalno

komunalno

-

-

bytowych

bytowych

konieczna będzie rozbudowa magazynów podziemnych do

konieczna będzie rozbudowa magazynów podziemnych do

minimum 4,5

minimum 4,5

mld

mld

m

m

3

3

pojemności magazynowej i zdolności

pojemności magazynowej i zdolności

oddania gazu 80

oddania gazu 80

mln

mln

m

m

3

3

/dobę w 2010 roku.

/dobę w 2010 roku.

9

9

Gazownictwo

Gazownictwo

Dostarczanie gazu do odbiorców odbywa się za pomocą sieci

Dostarczanie gazu do odbiorców odbywa się za pomocą sieci

przesyłowych, rozdzielczych oraz instalacji gazowych w

przesyłowych, rozdzielczych oraz instalacji gazowych w

budynkach i obiektach przemysłowych

budynkach i obiektach przemysłowych

ƒ

ƒ

sieci przesyłowe

sieci przesyłowe

(układ gazociągów wysokiego ciśnienia

(układ gazociągów wysokiego ciśnienia

p > 0.4

p > 0.4

MPa, wraz z tłoczniami i stacjami redukcyjnymi I

MPa, wraz z tłoczniami i stacjami redukcyjnymi I

-

-

go

go

stopnia,

stopnia,

ƒ

ƒ

sieci rozdzielcze

sieci rozdzielcze

(sieci niskiego ciśnienia

(sieci niskiego ciśnienia

–

–

0.6÷2.5

0.6÷2.5

kPa

kPa

oraz sieci średniego ciśnienia 5÷20

oraz sieci średniego ciśnienia 5÷20

kPa oraz 20÷400

kPa oraz 20÷400

kPa)

kPa)

wraz ze stacjami redukcyjnymi II

wraz ze stacjami redukcyjnymi II

-

-

go stopnia.

go stopnia.

10

10

Gazownictwo

Gazownictwo

Sieć przesyłowa gazu w Polsce

Sieć przesyłowa gazu w Polsce

11

11

Gazownictwo

Gazownictwo

Elementy sieci wysokiego ciśnienia

Elementy sieci wysokiego ciśnienia

ƒ

ƒ

tłocznie,

tłocznie,

ƒ

ƒ

rurociągi,

rurociągi,

ƒ

ƒ

stacje redukcyjne I

stacje redukcyjne I

-

-

go stopnia,

go stopnia,

ƒ

ƒ

PMG.

PMG.

12

12

Gazownictwo

Gazownictwo

Rurociągi

Rurociągi

ƒ

ƒ

rury stalowe o średnicach wewnętrznych 500

rury stalowe o średnicach wewnętrznych 500

–

–

1400 mm,

1400 mm,

ƒ

ƒ

wewnętrzna powierzchnia powlekana najczęściej

wewnętrzna powierzchnia powlekana najczęściej

polietylenem,

polietylenem,

ƒ

ƒ

łączone poprzez spawanie,

łączone poprzez spawanie,

ƒ

ƒ

zewnątrz zabezpieczone przed korozją,

zewnątrz zabezpieczone przed korozją,

ƒ

ƒ

Max dopuszczalne ciśnienie (8,4

Max dopuszczalne ciśnienie (8,4

MPa

MPa

–

–

Jamal

Jamal

),

),

6,5

6,5

MPa

MPa

w Polsce

w Polsce

13

13

Gazownictwo

Gazownictwo

(

)

D

S

c

ρ

λ

L

p

p

Q

k

p

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

−

=

2

2

2

2

2

przyjmujemy, że

przyjmujemy, że

czyli

czyli

D

S

c

ρ

λ

L

α

⋅

⋅

⋅

⋅

=

2

2

2

dla Q =

dla Q =

const

const

, wzrost p

, wzrost p

⇒

⇒

spadek

spadek

k

p

dp

dp

2

2

1

1

k

p

p

dp

Q

dp

p

α

=

−

⋅

(

)

2

2

p

k

Q

p

p

α

=

−

⋅

14

14

Gazownictwo

Gazownictwo

Temperatura gazu na tłoczeniu

Temperatura gazu na tłoczeniu

1

1

2

1

2

−













=

m

m

T

T

p

p

2

1

1

1

2

T

T

p

p

m

m

=













−

15

15

Gazownictwo

Gazownictwo

PMG

PMG

ƒ

ƒ

struktury wyeksploatowanych złóż

struktury wyeksploatowanych złóż

węglowodorów,

węglowodorów,

ƒ

ƒ

struktury warstw wodonośnych,

struktury warstw wodonośnych,

ƒ

ƒ

kawerny wypłukane w

kawerny wypłukane w

wysadach

wysadach

solnych,

solnych,

ƒ

ƒ

wyrobiska górnicze starych kopalń.

wyrobiska górnicze starych kopalń.

16

16

Gazownictwo

Gazownictwo

Struktury wyeksploatowanych złóż

Struktury wyeksploatowanych złóż

węglowodorowych

węglowodorowych

ƒ

ƒ

najczęściej stosowany (75

najczęściej stosowany (75

% PMG na świecie),

% PMG na świecie),

ƒ

ƒ

kilka lat budowy, (konieczność uzupełnienia instalacji

kilka lat budowy, (konieczność uzupełnienia instalacji

naziemnej do zatłaczania i odbioru gazu),

naziemnej do zatłaczania i odbioru gazu),

ƒ

ƒ

głębokość położenia warstw zbiornika 300

głębokość położenia warstw zbiornika 300

÷

÷

1000

1000

m,

m,

ƒ

ƒ

złoża dobrze rozpoznane poprzez proces eksploatacji,

złoża dobrze rozpoznane poprzez proces eksploatacji,

ƒ

ƒ

koszt budowy PMG w wyeksploatowanych złożach 30

koszt budowy PMG w wyeksploatowanych złożach 30

%

%

niższy od warstw wodonośnych,

niższy od warstw wodonośnych,

(W Polsce 5

(W Polsce 5

PMG 1

PMG 1

mld

mld

250

250

mln

mln

m

m

3

3

, docelowo 5

, docelowo 5

mld

mld

m

m

3

3

).

).

17

17

Gazownictwo

Gazownictwo

Struktury warstw wodonośnych

Struktury warstw wodonośnych

ƒ

ƒ

trudniejsza i bardziej ryzykowna budowa zbiornika

trudniejsza i bardziej ryzykowna budowa zbiornika

(trudne rozpoznanie struktury),

(trudne rozpoznanie struktury),

ƒ

ƒ

bardzo kosztowna aparatura i urządzenia naziemne

bardzo kosztowna aparatura i urządzenia naziemne

(separatory, filtry, podgrzewacze gazu),

(separatory, filtry, podgrzewacze gazu),

ƒ

ƒ

około 15

około 15

% PMG tego typu.

% PMG tego typu.

2 zbiorniki w Polsce:

2 zbiorniki w Polsce:

0.5

0.5

÷

÷

1.5

1.5

mld

mld

m

m

3

3

0.5

0.5

÷

÷

1.0

1.0

mld

mld

m

m

3

3

18

18

Gazownictwo

Gazownictwo

Kawerny solne

Kawerny solne

ƒ

ƒ

stosunkowo drogie,

stosunkowo drogie,

ƒ

ƒ

mogą pełnić rolę magazynów szczytowych,

mogą pełnić rolę magazynów szczytowych,

ƒ

ƒ

duże pojemności przy zajęciu niewielkich

duże pojemności przy zajęciu niewielkich

terenów,

terenów,

ƒ

ƒ

około 3

około 3

% PMG

% PMG

–

–

tego typu,

tego typu,

1 zbiornik w Polsce

1 zbiornik w Polsce

(Mogilno

(Mogilno

–

–

około 1.1

około 1.1

mld

mld

m3)

m3)

19

19

Gazownictwo

Gazownictwo

Zalety PMG

Zalety PMG

ƒ

ƒ

zabezpieczenie pełnych i nieprzerwanych

zabezpieczenie pełnych i nieprzerwanych

dostaw gazu dla systemu gazowniczego,

dostaw gazu dla systemu gazowniczego,

ƒ

ƒ

zmniejszenie jednostkowych kosztów

zmniejszenie jednostkowych kosztów

transportu,

transportu,

ƒ

ƒ

tworzenie rezerw strategicznych,

tworzenie rezerw strategicznych,

ƒ

ƒ

rozwiązanie problemów stałych dostaw

rozwiązanie problemów stałych dostaw

gazu importowanego.

gazu importowanego.

20

20

Gazownictwo

Gazownictwo

Tłocznia

Tłocznia

ƒ

ƒ

sprężarki połączone szeregowo

sprężarki połączone szeregowo

ƒ

ƒ

sprężarki połączone równolegle

sprężarki połączone równolegle

ƒ

ƒ

schemat połączeń mieszany

schemat połączeń mieszany

.

.

min

T

Q

Q

=

∑

=

i

T

Q

Q

21

21

Gazownictwo

Gazownictwo

Rodzaje sprężarek

Rodzaje sprężarek

ƒ

ƒ

tłokowe,

tłokowe,

ƒ

ƒ

odśrodkowe.

odśrodkowe.

Rodzaje napędu

Rodzaje napędu

ƒ

ƒ

silniki spalinowe

silniki spalinowe

–

–

gazowe,

gazowe,

ƒ

ƒ

silniki elektryczne,

silniki elektryczne,

ƒ

ƒ

turbiny gazowe.

turbiny gazowe.

22

22

Gazownictwo

Gazownictwo

Zalety turbin gazowych w stosunku do silników

Zalety turbin gazowych w stosunku do silników

spalinowych

spalinowych

ƒ

ƒ

osiągnięcia dużych mocy w małych

osiągnięcia dużych mocy w małych

zwartych konstrukcjach,

zwartych konstrukcjach,

ƒ

ƒ

większa równomierność pracy wobec

większa równomierność pracy wobec

zbędności mechanizmu korbowego,

zbędności mechanizmu korbowego,

ƒ

ƒ

mniejsze koszty eksploatacji (wyższa

mniejsze koszty eksploatacji (wyższa

sprawność mechaniczna, mniejsze koszty

sprawność mechaniczna, mniejsze koszty

eksploatacji oraz niższe koszty remontów).

eksploatacji oraz niższe koszty remontów).

23

23

Gazownictwo

Gazownictwo

Tłocznie w Polsce

Tłocznie w Polsce

ƒ

ƒ

32

32

–

–

motosprężarki,

motosprężarki,

ƒ

ƒ

17

17

–

–

sprężarek tłokowych z napędem

sprężarek tłokowych z napędem

elektrycznym,

elektrycznym,

ƒ

ƒ

4

4

–

–

turbosprężarki GPA,

turbosprężarki GPA,

ƒ

ƒ

1

1

–

–

turbosprężarka SOLAR.

turbosprężarka SOLAR.

24

24

Gazownictwo

Gazownictwo

Podstawowe zależności sprężarek

Podstawowe zależności sprężarek

ƒ

ƒ

Charakterystyki sprężarek

Charakterystyki sprężarek

Cooper

Cooper

–

–

Bessemer

Bessemer

ƒ

ƒ

Charakterystyka gazociągu (odcinka polskiego)

Charakterystyka gazociągu (odcinka polskiego)

Jamal

Jamal

–

–

Europa

Europa

Zachodnia

Zachodnia

.

.













⋅

⋅









































−













−

⋅

⋅

=

h

m

s

n

V

p

p

C

λ

λ

λ

Q

S

m

n

T

d

3

1

1

2

1

1

1

1

T

Z

T

Q

p

Q

*

*

v

⋅

⋅

⋅

=

(

)

( )

KM

p

p

α

m

Q

p

m

N

m

m





















−













⋅

−

⋅

⋅

=

−

1

1

1

1

2

1

25

25

Gazownictwo

Gazownictwo

Charakterystyka Ne = Ne(Qv *) motosprężarki

26

26

Gazownictwo

Gazownictwo

Charakterystyka Ne =

Charakterystyka Ne =

Ne(Qv

Ne(Qv

*)

*)

motosprężarki

motosprężarki

27

27

Gazownictwo

Gazownictwo

Wady i zalety sprężarek

Wady i zalety sprężarek

Sprężarka tłokowa z napędem spalinowym

Sprężarka tłokowa z napędem spalinowym

–

–

gazowym tzw.

gazowym tzw.

motosprężarka

motosprężarka

. (Np.

. (Np.

Cooper

Cooper

-

-

Bessemer

Bessemer

GMVH

GMVH

-

-

6 i GMVH

6 i GMVH

-

-

8)

8)

Zalety:

Zalety:

ƒ

ƒ

możliwość częstego i szybkiego włączania do ruchu,

możliwość częstego i szybkiego włączania do ruchu,

ƒ

ƒ

duża i płynna możliwość regulacji obrotów (np. o 30%

duża i płynna możliwość regulacji obrotów (np. o 30%

silnikiem, dalej

silnikiem, dalej

–

–

otwieranie i zamykanie martwych

otwieranie i zamykanie martwych

przestrzeni po obu stronach cylindra),

przestrzeni po obu stronach cylindra),

ƒ

ƒ

możliwość zastosowania przestrzeni martwych,

możliwość zastosowania przestrzeni martwych,

ƒ

ƒ

własne źródło napędu

własne źródło napędu

–

–

gaz ziemny,

gaz ziemny,

ƒ

ƒ

wysoka sprawność cieplna,

wysoka sprawność cieplna,

ƒ

ƒ

duży spręż,

duży spręż,

ƒ

ƒ

mała (zblokowana) budowa,

mała (zblokowana) budowa,

ƒ

ƒ

możliwość produkcji części w Polsce (głowice, tłoki,

możliwość produkcji części w Polsce (głowice, tłoki,

cylindry dostarcza stocznia).

cylindry dostarcza stocznia).

28

28

Gazownictwo

Gazownictwo

Wady i zalety sprężarek

Wady i zalety sprężarek

Sprężarka tłokowa z napędem spalinowym

Sprężarka tłokowa z napędem spalinowym

–

–

gazowym tzw.

gazowym tzw.

motosprężarka

motosprężarka

.

.

(Np.

(Np.

Cooper

Cooper

-

-

Bessemer

Bessemer

GMVH

GMVH

-

-

6 i GMVH

6 i GMVH

-

-

8)

8)

Wady:

Wady:

ƒ

ƒ

zanieczyszczenie spalinami środowiska (na każdy

zanieczyszczenie spalinami środowiska (na każdy

cylinder jest zużywane ok. 40

cylinder jest zużywane ok. 40

m gazu),

m gazu),

ƒ

ƒ

silnik jest poważnym emitorem hałasu ( w odległości 1

silnik jest poważnym emitorem hałasu ( w odległości 1

m

m

od maszyny natężenie dźwięku przekracza 103dB),

od maszyny natężenie dźwięku przekracza 103dB),

ƒ

ƒ

motosprężarka

motosprężarka

jest źródłem drgań

jest źródłem drgań

–

–

potrzebny jest

potrzebny jest

specjalny budynek,

specjalny budynek,

ƒ

ƒ

duży ciężar: maszyna 6 cylindrowa waży 48 ton,

duży ciężar: maszyna 6 cylindrowa waży 48 ton,

ƒ

ƒ

12 cylindrowe nawet 100 ton,

12 cylindrowe nawet 100 ton,

ƒ

ƒ

kosztowny fundament,

kosztowny fundament,

ƒ

ƒ

mały zakres mocy do 4

mały zakres mocy do 4

MW (2500

MW (2500

KM),

KM),

ƒ

ƒ

wysoka awaryjność,

wysoka awaryjność,

ƒ

ƒ

pracochłonność remontu,

pracochłonność remontu,

ƒ

ƒ

duży koszt części zamiennych,

duży koszt części zamiennych,

ƒ

ƒ

duże wymagania co do paliwa gazowego.

duże wymagania co do paliwa gazowego.

W Polsce tego typu

W Polsce tego typu

motosprężarek

motosprężarek

jest 32 sztuki.

jest 32 sztuki.

29

29

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

(Np.

(Np.

Halberstadt

Halberstadt

1HB5K250).

1HB5K250).

Zalety:

Zalety:

ƒ

ƒ

możliwość częstego i szybkiego uruchamiania (krótki

możliwość częstego i szybkiego uruchamiania (krótki

rozruch 30 minut),

rozruch 30 minut),

ƒ

ƒ

brak zanieczyszczeń atmosfery wokół tłoczni

brak zanieczyszczeń atmosfery wokół tłoczni

–

–

napęd

napęd

ekologiczny,

ekologiczny,

ƒ

ƒ

brak zewnętrznych emitorów hałasu (silnik jest cichy,

brak zewnętrznych emitorów hałasu (silnik jest cichy,

hałasuje tylko kompresor i przepływający gaz),

hałasuje tylko kompresor i przepływający gaz),

ƒ

ƒ

możliwość produkcji części we własnym zakresie,

możliwość produkcji części we własnym zakresie,

ƒ

ƒ

bezawaryjne krajowe silniki,

bezawaryjne krajowe silniki,

ƒ

ƒ

prosta eksploatacja.

prosta eksploatacja.

30

30

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

(Np.

(Np.

Halberstadt

Halberstadt

1HB5K250).

1HB5K250).

Wady:

Wady:

ƒ

ƒ

wymagają doprowadzenia linii wysokonapięciowych (45

wymagają doprowadzenia linii wysokonapięciowych (45

%

%

kosztów budowy to doprowadzenie linii przesyłowej 110

kosztów budowy to doprowadzenie linii przesyłowej 110

KV),

KV),

ƒ

ƒ

potrzebny budynek centrali elektrycznej

potrzebny budynek centrali elektrycznej

–

–

duże napięcia,

duże napięcia,

ƒ

ƒ

uzależnienie gazownictwa od energetyki,

uzależnienie gazownictwa od energetyki,

ƒ

ƒ

wszystkie urządzenia muszą być w wersji EX

wszystkie urządzenia muszą być w wersji EX

(

(

antywybuchowej

antywybuchowej

) i posiadać atest „Kopalni Barbara”,

) i posiadać atest „Kopalni Barbara”,

ƒ

ƒ

duże wymiary (przewymiarowany),

duże wymiary (przewymiarowany),

ƒ

ƒ

duży ciężar (jedna maszyna waży ok.

duży ciężar (jedna maszyna waży ok.

100

100

ton)

ton)

–

–

potrzebne

potrzebne

fundamenty; palowanie gruntu,

fundamenty; palowanie gruntu,

ƒ

ƒ

mały zakres mocy do 4

mały zakres mocy do 4

MW, (w Polsce 2,5

MW, (w Polsce 2,5

MW zasilane

MW zasilane

napięciem 6

napięciem 6

kV w celu zmniejszenia średnicy kabli),

kV w celu zmniejszenia średnicy kabli),

31

31

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

Sprężarka tłokowa z napędem elektrycznym

(Np.

(Np.

Halberstadt

Halberstadt

1HB5K250).

1HB5K250).

Wady(cd

Wady(cd

):

):

ƒ

ƒ

kosztowna budowa hali (skuteczne ogrzewanie

kosztowna budowa hali (skuteczne ogrzewanie

–

–

minimalna

minimalna

temperatura uzwojeń +

temperatura uzwojeń +

5

5

o

o

C, hala cała ze szkła, duża kotłownia 5

C, hala cała ze szkła, duża kotłownia 5

MW

MW

mocy),

mocy),

ƒ

ƒ

ograniczona możliwość regulacji wydajności (silniki synchroniczn

ograniczona możliwość regulacji wydajności (silniki synchroniczn

e

e

o stałej prędkości obrotowej

o stałej prędkości obrotowej

–

–

350

350

obr/min; można zmieniać

obr/min; można zmieniać

częstotliwość napięcia ale jest to dość drogie rozwiązanie; możn

częstotliwość napięcia ale jest to dość drogie rozwiązanie; możn

a

a

też odłączać cylindry ale odbija się to niekorzystnie na wyważen

też odłączać cylindry ale odbija się to niekorzystnie na wyważen

iu

iu

zespołu i jego żywotności),

zespołu i jego żywotności),

ƒ

ƒ

krótkie przebiegi między naprawcze

krótkie przebiegi między naprawcze

–

–

z powodu znacznej ilości

z powodu znacznej ilości

elementów ruchomych, przeciętnie przeprowadza się przegląd co

elementów ruchomych, przeciętnie przeprowadza się przegląd co

1000

1000

godzin,

godzin,

ƒ

ƒ

duża pracochłonność remontów.

duża pracochłonność remontów.

W Polsce tego typu sprężarek jest 17 sztuk.

W Polsce tego typu sprężarek jest 17 sztuk.

32

32

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

(Np. GPA 6,3 MW)

(Np. GPA 6,3 MW)

ƒ

ƒ

Zalety:

Zalety:

ƒ

ƒ

możliwość częstego i szybkie włączania do ruchu,

możliwość częstego i szybkie włączania do ruchu,

ƒ

ƒ

duży zakres mocy do 9

duży zakres mocy do 9

MW a nawet do 25

MW a nawet do 25

MW, ze

MW, ze

stosunkowo małej przestrzeni, (sprężarki radzieckie

stosunkowo małej przestrzeni, (sprężarki radzieckie

pracujące w

pracujące w

Hołowczycach

Hołowczycach

do 6,3

do 6,3

MW),

MW),

ƒ

ƒ

obudowa kontenerowa (montaż maszyny ok. 3 tygodni dla

obudowa kontenerowa (montaż maszyny ok. 3 tygodni dla

porównania czas zbudowania tłoczni silnikami tłokowymi

porównania czas zbudowania tłoczni silnikami tłokowymi

wynosi ok. 4 miesięcy),

wynosi ok. 4 miesięcy),

ƒ

ƒ

uniezależnienie od energii elektrycznej,

uniezależnienie od energii elektrycznej,

ƒ

ƒ

możliwość odzyskiwania ciepła ze spalin,

możliwość odzyskiwania ciepła ze spalin,

ƒ

ƒ

długie przebiegi między naprawcze (trwałość wirników

długie przebiegi między naprawcze (trwałość wirników

kompresora wynosi 96 tysięcy godzin),

kompresora wynosi 96 tysięcy godzin),

ƒ

ƒ

duża pewność ruchu i niezawodność (technika lotnicza 12

duża pewność ruchu i niezawodność (technika lotnicza 12

lat gwarancji ).

lat gwarancji ).

33

33

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

(Np. GPA 6,3 MW)

(Np. GPA 6,3 MW)

Wady:

Wady:

ƒ

ƒ

wysoka cena około 1 milion $ za 1

wysoka cena około 1 milion $ za 1

MW mocy,

MW mocy,

ƒ

ƒ

niska sprawność turbiny,

niska sprawność turbiny,

ƒ

ƒ

niski spręż,

niski spręż,

ƒ

ƒ

moc zależy od temperatury otoczenia (wahania nawet do

moc zależy od temperatury otoczenia (wahania nawet do

35%), a więc i różne wydajności. Np. przy 10oC moc

35%), a więc i różne wydajności. Np. przy 10oC moc

6,3

6,3

MW a przy

MW a przy

-

-

20oC moc 8

20oC moc 8

MW; konieczność budowy hali,

MW; konieczność budowy hali,

ƒ

ƒ

moc turbiny zależy od wysokości ponad poziom morza

moc turbiny zależy od wysokości ponad poziom morza

(sprawa ciśnienia),

(sprawa ciśnienia),

ƒ

ƒ

mały zakres wydajności, buduje się zbiorniki w celu

mały zakres wydajności, buduje się zbiorniki w celu

umożliwienia regulacji, niewielka możliwość regulacji

umożliwienia regulacji, niewielka możliwość regulacji

obrotów (zmiany w zakresie 70÷100%),

obrotów (zmiany w zakresie 70÷100%),

34

34

Gazownictwo

Gazownictwo

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

Sprężarka odśrodkowa z turbiną gazową

(Np. GPA 6,3 MW)

(Np. GPA 6,3 MW)

Wady (c.d.):

Wady (c.d.):

ƒ

ƒ

maszyna musi cały czas chodzić. Maszyna nie

maszyna musi cały czas chodzić. Maszyna nie

eksploatowana bardzo szybko koroduje, zwłaszcza turbiny

eksploatowana bardzo szybko koroduje, zwłaszcza turbiny

wzięte z lotnictwa. W lotnictwie materiały dobiera się na inne

wzięte z lotnictwa. W lotnictwie materiały dobiera się na inne

warunki klimatyczne (

warunki klimatyczne (

-

-

50

50

o

o

C i 0% wilgotności). Turbiny wzięte

C i 0% wilgotności). Turbiny wzięte

z lotnictwa są ponadto bardzo wysilone i bardzo lekkie

z lotnictwa są ponadto bardzo wysilone i bardzo lekkie

(naziemne mogą być ciężkie),

(naziemne mogą być ciężkie),

ƒ

ƒ

części zamienne wyłącznie z importu,

części zamienne wyłącznie z importu,

ƒ

ƒ

zanieczyszczenie środowiska spalinami

zanieczyszczenie środowiska spalinami

–

–

duża emisja NOX

duża emisja NOX

(skondensowana ilość maszyn),

(skondensowana ilość maszyn),

ƒ

ƒ

turbina gazowa jest dużym źródłem hałasu (w lotnictwie to

turbina gazowa jest dużym źródłem hałasu (w lotnictwie to

nie przeszkadza).

nie przeszkadza).

W Polsce mamy 4 turbosprężarki.

W Polsce mamy 4 turbosprężarki.

35

35

Gazownictwo

Gazownictwo

Eksploatacja turbosprężarki SOLAR

Eksploatacja turbosprężarki SOLAR

Tabela 1. Specyfikacja turbiny gazowej typ Centaur T

Tabela 1. Specyfikacja turbiny gazowej typ Centaur T

-

-

4702 wraz z oprzyrządowaniem

4702 wraz z oprzyrządowaniem

Dane

Dane

Opis

Opis

Turbina T

Turbina T

-

-

4702 (przy temp.

4702 (przy temp.

>

>

15

15

o

o

C)

C)

3367

3367

kW

kW

(4390 KM)

(4390 KM)

15500

15500

obr

obr

/min

/min

18,81 kg/

18,81 kg/

sek

sek

451oC

451oC

Moc

Moc

Prędkość

Prędkość

Przepływ spalin

Przepływ spalin

Temperatura spalin

Temperatura spalin

Sprężarka powietrza

Sprężarka powietrza

osiowa

osiowa

11

11

9,1; 1

9,1; 1

17,2 kg/

17,2 kg/

sek

sek

Typ

Typ

Ilość stopni

Ilość stopni

Stopień sprężania

Stopień sprężania

Przepływ

Przepływ

36

36

Gazownictwo

Gazownictwo

Eksploatacja turbosprężarki SOLAR

Eksploatacja turbosprężarki SOLAR

Tabela 1. Specyfikacja turbiny gazowej typ Centaur T

Tabela 1. Specyfikacja turbiny gazowej typ Centaur T

-

-

4702 wraz z oprzyrządowaniem

4702 wraz z oprzyrządowaniem

cd

cd

.

.

osiowa

osiowa

1

1

Typ

Typ

Ilość stopni

Ilość stopni

Turbina do napędu sprężarki gazu

Turbina do napędu sprężarki gazu

Dane

Dane

Opis

Opis

Komora spalania

Komora spalania

pierścieniowa

pierścieniowa

10

10

Typ

Typ

Ilość dysz paliwowych

Ilość dysz paliwowych

Turbina do napędu sprężarki powietrza

Turbina do napędu sprężarki powietrza

osiowa

osiowa

2

2

Typ

Typ

Ilość stopni

Ilość stopni

37

37

Gazownictwo

Gazownictwo

Tabela 2. Charakterystyka konstrukcyjna sprężarki gazu typ

Tabela 2. Charakterystyka konstrukcyjna sprężarki gazu typ

C

C

304

304

77,9%

77,9%

Sprawność sprężarki

Sprawność sprężarki

70,3

70,3

o

o

C

C

Temperatura na tłoczeniu

Temperatura na tłoczeniu

15

15

o

o

C

C

Temperatura na ssaniu

Temperatura na ssaniu

14.844

14.844

obr

obr

/min

/min

Obroty

Obroty

2939

2939

kW

kW

Zapotrzebowanie mocy

Zapotrzebowanie mocy

125.000 m

125.000 m

3

3

/h

/h

(w warunkach normalnych)

(w warunkach normalnych)

Przepływ gazu przy

Przepływ gazu przy

ciśnieniu ssania 4200

ciśnieniu ssania 4200

kPa

kPa

i

i

ciśnieniu tłoczenia 6370

ciśnieniu tłoczenia 6370

kPa

kPa

6370

6370

kPa

kPa

abs

abs

.

.

Ciśnienie na tłoczeniu

Ciśnienie na tłoczeniu

4354 kg

4354 kg

3500

3500

kPa

kPa

abs

abs

.

.

Ciśnienie na ssaniu

Ciśnienie na ssaniu

Ciężar

Ciężar

Parametr

Parametr

C3043 RTA

C3043 RTA

–

–

18 CX

18 CX

Model

Model

Zestaw

Zestaw

3

3

Ilość stopni

Ilość stopni

38

38

Gazownictwo

Gazownictwo

Podstawowa charakterystyka SGT

Podstawowa charakterystyka SGT

System gazociągów tranzytowych składać się będzie docelowo z

System gazociągów tranzytowych składać się będzie docelowo z

dwóch nitek gazociągów DN

dwóch nitek gazociągów DN

1400 połączonych ze sobą w 14 punktach

1400 połączonych ze sobą w 14 punktach

na trasie o długości 681

na trasie o długości 681

km (rys. 1).

km (rys. 1).

39

39

Gazownictwo

Gazownictwo

4

91

542

Tłocznia

Szamotuły

4

91

365

Tłocznia

Włocławek

5

116

244

Tłocznia

Ciechanów

5

116

127

Tłocznia Zambrów

6

141

2

Tłocznia

Kondratki

[MW]

Liczba

agregatów

Moc zainstalowana

Kilometr

Lokalizacja tłoczni

Maksymalne ciśnienie robocze w gazociągu nie może przekroczyć 8,

Maksymalne ciśnienie robocze w gazociągu nie może przekroczyć 8,

4

4

MPa

MPa

40

40

Gazownictwo

Gazownictwo

Ilość i jakość transportowanego gazu

Ilość i jakość transportowanego gazu

Zgodnie z kontraktem, transportujący powinien otrzymać na

Zgodnie z kontraktem, transportujący powinien otrzymać na

granicy polsko

granicy polsko

-

-

białoruskiej gaz pod ciśnieniem 6,1

białoruskiej gaz pod ciśnieniem 6,1

MPa i o

MPa i o

następujących parametrach jakościowych:

następujących parametrach jakościowych:

ƒ

ƒ

zaw. metanu

zaw. metanu

96,37

96,37

%

%

objęt

objęt

.

.

ƒ

ƒ

zaw. etanu

zaw. etanu

2,82

2,82

%

%

ƒ

ƒ

zaw. propanu

zaw. propanu

0,05

0,05

%

%

ƒ

ƒ

zaw. butanu

zaw. butanu

0,03

0,03

%

%

ƒ

ƒ

zaw.

zaw.

pentanu

pentanu

0,01

0,01

%

%

ƒ

ƒ

zaw. azotu

zaw. azotu

0,22

0,22

%

%

41

41

Gazownictwo

Gazownictwo

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprężarkowego

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprężarkowego

GT

GT

35

35

/

/

46MB

46MB

(stacja

(stacja

Kondratki

Kondratki

)

)

1

2

1

1

1

1

n

n

s

p

n

L

pV

n

p

−

=

−

−





 





 

 









42

42

Gazownictwo

Gazownictwo

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprężarkowego

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprężarkowego

GT

GT

35

35

/

/

46MB

46MB

(stacja

(stacja

Kondratki

Kondratki

)

)

43

43

Gazownictwo

Gazownictwo

Turbina gazowa GT10B

Turbina gazowa GT10B

Dane dla napędu mechanicznego

Dane dla napędu mechanicznego

25

25

Emisja NOX (gaz ziemny)

Emisja NOX (gaz ziemny)

ppmv

ppmv

8

8

000

000

Prędkość obrotowa wału

Prędkość obrotowa wału

obr

obr

/min

/min

1

1

112

112

14,0

14,0

534

534

Temperatura gazu na wylocie z turbiny,

Temperatura gazu na wylocie z turbiny,

o

o

C

C

Temperatura gazu na wlocie turbiny,

Temperatura gazu na wlocie turbiny,

o

o

C

C

25

25

522

522

Moc wyjściowa,

Moc wyjściowa,

kW

kW

35,5

35,5

Sprawność,

Sprawność,

%

%

Spręż

Spręż

79,0

79,0

Natężenie masowe przepływu kg/s

Natężenie masowe przepływu kg/s

44

44

Gazownictwo

Gazownictwo

DRESSER

DRESSER

–

–

RAND

RAND

DANE O WYROBACH firmy DRESSER

DANE O WYROBACH firmy DRESSER

-

-

RAND

RAND

Pierścienie

Pierścienie

lub

lub

wieloboki

wieloboki

tolerancji

tolerancji

opcja

opcja

Tak

Tak

Tak

Tak

Tak

Tak

materiały

materiały

DODATKI DO

DODATKI DO

WAŁU

WAŁU

ZDWOJONY

ZDWOJONY

TANDEM z wew.

TANDEM z wew.

labiryntem

labiryntem

TANDEM

TANDEM

POJEDYNCZY

POJEDYNCZY

ROZMIESZCZENIE

ROZMIESZCZENIE

165,1

165,1

62,5

62,5

180

180

1.15

1.15

×

×

1.05

1.05

115

115

90

90

mm

mm

Max średnica wału

Max średnica wału

o

o

C

C

m/s

m/s

mm

mm

Minim

Minim

. średnica wału

. średnica wału

Max temperatura

Max temperatura

projektowa

projektowa

DANE PODSTAWOWE

DANE PODSTAWOWE

bar

bar

Ciśnienie projektowe

Ciśnienie projektowe

Max prędkość

Max prędkość

(ws

(ws

p.

p.

mnoż

mnoż

ący)

ący)

Zwyżka obrotów

Zwyżka obrotów

45

45

Gazownictwo

Gazownictwo

DRESSER

DRESSER

–

–

RAND

RAND

DANE O WYROBACH firmy DRESSER

DANE O WYROBACH firmy DRESSER

-

-

RAND (c.d.)

RAND (c.d.)

165,1

165,1

mm

mm

węglik wolframu

węglik wolframu

opcja

opcja

Gniazdo

Gniazdo

wirujące

wirujące

Wymiar

Wymiar

specjalny

specjalny

AFLAS (inne

AFLAS (inne

materiały

materiały

opcjonalne na

opcjonalne na

żądanie

żądanie

stal nierdzewna

stal nierdzewna

(301)

(301)

Stal nierdzewna

Stal nierdzewna

(410)

(410)

węgiel

węgiel

O

O

-

-

ring

ring

Pierścień

Pierścień

toleracji

toleracji

Części

Części

mechaniczne

mechaniczne

Gniazdo

Gniazdo

stacjonarne

stacjonarne

materiały

materiały

Na

Na

żądanie

żądanie

±

±

0,6

0,6

±

±

2.5

2.5

jednokie

jednokie

runkowy

runkowy

-

-

mm

mm

Podatność

Podatność

NACE

NACE

Max średnica

Max średnica

wału

wału

Obroty

Obroty

Luz osiowy

Luz osiowy

mm

mm

Luz

Luz

promieniowy

promieniowy

46

46

Gazownictwo

Gazownictwo

Stacja gazowa 1 stopnia

Stacja gazowa 1 stopnia

47

47

Gazownictwo

Gazownictwo

Stacja gazowa 2 stopnia

Stacja gazowa 2 stopnia

48

48

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Stacja gazowa

Stacja gazowa

–

–

zespół urządzeń do:

zespół urządzeń do:

ƒ

ƒ

redukcji,

redukcji,

ƒ

ƒ

regulacji,

regulacji,

ƒ

ƒ

pomiarów,

pomiarów,

ƒ

ƒ

rozdziału

rozdziału

paliwa gazowego.

paliwa gazowego.

Stacja redukcyjna

Stacja redukcyjna

–

–

stacja gazowa, w skład której

stacja gazowa, w skład której

wchodzi zespół urządzeń do obniżania ciśnienia

wchodzi zespół urządzeń do obniżania ciśnienia

wyjściowego dla:

wyjściowego dla:

ƒ

ƒ

Q> 60 m3/h gdy

Q> 60 m3/h gdy

Pwej

Pwej

< 0.4

< 0.4

MPa

MPa

,

,

ƒ

ƒ

Q dowolne gdy

Q dowolne gdy

Pwej

Pwej

> 0.4

> 0.4

MPa

MPa

49

49

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Stacje gazowe dzielimy na :

Stacje gazowe dzielimy na :

ƒ

ƒ

Stacje gazowe wysokiego ciśnienia

Stacje gazowe wysokiego ciśnienia

(st. I stopnia),

(st. I stopnia),

ƒ

ƒ

Stacje gazowe średniego ciśnienia

Stacje gazowe średniego ciśnienia

(st. II stopnia)

(st. II stopnia)

50

50

Stacje Gazowe I stopnia

Stacje Gazowe I stopnia

Podstawowe elementy technologiczne:

Podstawowe elementy technologiczne:

ƒ

ƒ

przewód wejściowy z zespołem zaporowo

przewód wejściowy z zespołem zaporowo

-

-

upustowym,

upustowym,

ƒ

ƒ

zespół filtrów na każdym ciągu,

zespół filtrów na każdym ciągu,

ƒ

ƒ

podgrzewacze gazu,

podgrzewacze gazu,

ƒ

ƒ

ciągi redukcyjne,

ciągi redukcyjne,

ƒ

ƒ

aparatura kontrolno

aparatura kontrolno

-

-

pomiarowa,

pomiarowa,

ƒ

ƒ

przewód wyjściowy z zespołem zaporowo

przewód wyjściowy z zespołem zaporowo

–

–

upustowym

upustowym

dodatkowo : urządzenia do nawaniania

dodatkowo : urządzenia do nawaniania

51

51

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Podstawowe procesy zachodzące w stacjach

Podstawowe procesy zachodzące w stacjach

gazowych:

gazowych:

ƒ

ƒ

hałas,

hałas,

ƒ

ƒ

nawanianie,

nawanianie,

ƒ

ƒ

podgrzewanie gazu,

podgrzewanie gazu,

ƒ

ƒ

pomiary,

pomiary,

52

52

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Hałas:

Hałas:

ƒ

ƒ

rezultat procesu redukcji,

rezultat procesu redukcji,

ƒ

ƒ

rezultat przepływu gazu w przewodach (redukcja ma

rezultat przepływu gazu w przewodach (redukcja ma

większy wpływ, bo znacznie większa prędkość

większy wpływ, bo znacznie większa prędkość

przepływu)

przepływu)

ƒ

ƒ

zostaje przeniesiony na przewody części wylotowej

zostaje przeniesiony na przewody części wylotowej

reduktora.

reduktora.

Natężenie hałasu zależy od:

Natężenie hałasu zależy od:

ƒ

ƒ

intensywności źródła hałasu,

intensywności źródła hałasu,

ƒ

ƒ

geometrii

geometrii

orurowania

orurowania

(L, D, zmiana kierunku)

(L, D, zmiana kierunku)

53

53

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Sposoby redukcji hałasu:

Sposoby redukcji hałasu:

ƒ

ƒ

Aktywne (zmniejszenie hałasu w źródle),

Aktywne (zmniejszenie hałasu w źródle),

ƒ

ƒ

Pasywne ( zabezpieczenie przed rozprzestrzenieniem

Pasywne ( zabezpieczenie przed rozprzestrzenieniem

się hałasu)

się hałasu)

Pasywne to:

Pasywne to:

ƒ

ƒ

tłumiki hałasu umieszczone w

tłumiki hałasu umieszczone w

orurowaniu

orurowaniu

po stronie

po stronie

wylotowej reduktora,

wylotowej reduktora,

ƒ

ƒ

wytłumienie

wytłumienie

orurowania

orurowania

po stronie wylotowej

po stronie wylotowej

reduktora.

reduktora.

54

54

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Nawanianie gazu:

Nawanianie gazu:

ƒ

ƒ

gaz ziemny

gaz ziemny

wysokometanowy

wysokometanowy

(96% CH

(96% CH

4

4

) jest

) jest

bezwonny,

bezwonny,

ƒ

ƒ

może powodować objawy niedotlenienia,

może powodować objawy niedotlenienia,

ƒ

ƒ

ze względu na jego właściwości palne i

ze względu na jego właściwości palne i

wybuchowe rozprowadzanie w formie czystej jest

wybuchowe rozprowadzanie w formie czystej jest

niebezpieczne,

niebezpieczne,

ƒ

ƒ

gaz ziemny z powietrzem tworzy mieszaninę

gaz ziemny z powietrzem tworzy mieszaninę

wybuchową :

wybuchową :

DGW = 4.9% obj.

DGW = 4.9% obj.

GGW = 15.4 % obj.

GGW = 15.4 % obj.

55

55

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Środki do nawaniania gazu:

Środki do nawaniania gazu:

ƒ

ƒ

tetrahydrotiofen

tetrahydrotiofen

(THT

(THT

–

–

C

C

4

4

H

H

8

8

S) jest cieczą,

S) jest cieczą,

ƒ

ƒ

posiada silny charakterystyczny zapach,

posiada silny charakterystyczny zapach,

ƒ

ƒ

szkodliwy dla skóry, oczu, układu

szkodliwy dla skóry, oczu, układu

oddechowego.

oddechowego.

Dwa rodzaje urządzeń do nawaniania gazu:

Dwa rodzaje urządzeń do nawaniania gazu:

ƒ

ƒ

nawanianie kontaktowe,

nawanianie kontaktowe,

ƒ

ƒ

nawanianie wtryskowe.

nawanianie wtryskowe.

56

56

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Podgrzewanie gazu:

Podgrzewanie gazu:

podczas rozprężania gazu następuje spadek

podczas rozprężania gazu następuje spadek

temperatury (zjawisko

temperatury (zjawisko

Joule’a

Joule’a

–

–

Thomsona

Thomsona

),

),

ƒ

ƒ

dla gazu ziemnego spadek ciśnienia o 1 bar

dla gazu ziemnego spadek ciśnienia o 1 bar

powoduje obniżenia temperatury o 0.4 ,

powoduje obniżenia temperatury o 0.4 ,

ƒ

ƒ

podgrzewanie gazu przed redukcją do

podgrzewanie gazu przed redukcją do

takiej temperatury, aby po redukcji

takiej temperatury, aby po redukcji

temperatura gazu była w przedziale

temperatura gazu była w przedziale

< 5, 10>

< 5, 10>

o

T

C

p bar





∆





∆ 



o

C

o

C

57

57

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Ilość ciepła potrzebna do podgrzania gazu o objętości V

Ilość ciepła potrzebna do podgrzania gazu o objętości V

:

:

-

-

sprawność cieplna urządzenia grzewczego.

sprawność cieplna urządzenia grzewczego.

Najczęściej stosowane są podgrzewacze przepływowe :

Najczęściej stosowane są podgrzewacze przepływowe :

ciecz

ciecz

–

–

borygo

borygo

.

.

Temperatura czynnika grzewczego jest funkcją

Temperatura czynnika grzewczego jest funkcją

temperatury gazu za urządzeniem redukcyjnym.

temperatury gazu za urządzeniem redukcyjnym.

V

T

kJ

Q

h

ρ

η

∆

 

=

 

 

η

(

)

3

/

m h

58

58

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Pomiary w stacji redukcyjnej :

Pomiary w stacji redukcyjnej :

ƒ

ƒ

ciśnienia,

ciśnienia,

ƒ

ƒ

temperatury,

temperatury,

ƒ

ƒ

przepływu.

przepływu.

Urządzenia do pomiaru przepływu (gazomierze):

Urządzenia do pomiaru przepływu (gazomierze):

ƒ

ƒ

rotorowe,

rotorowe,

ƒ

ƒ

turbinowe,

turbinowe,

ƒ

ƒ

zwężkowe,

zwężkowe,

ƒ

ƒ

miechowe

miechowe

.

.

Powszechne stosowanie korektorów.

Powszechne stosowanie korektorów.

59

59

Stacje Gazowe

Stacje Gazowe

Elementy stacji gazowej II stopnia :

Elementy stacji gazowej II stopnia :

ƒ

ƒ

filtr,

filtr,

ƒ

ƒ

gazomierz,

gazomierz,

ƒ

ƒ

korektor,

korektor,

ƒ

ƒ

zawór szybkozamykający,

zawór szybkozamykający,

ƒ

ƒ

reduktor

reduktor

ƒ

ƒ

wydmuchowy zawór upustowy,

wydmuchowy zawór upustowy,

ƒ

ƒ

rejestrator ciśnienia wyjściowego.

rejestrator ciśnienia wyjściowego.

60

60

Gazownictwo

Gazownictwo

Rury z PE

Rury z PE

Maksymalne ciśnienie robocze

Maksymalne ciśnienie robocze

a)

a)

szereg SDR11 do 0,4

szereg SDR11 do 0,4

MPa

MPa

,

,

b) szereg SDR17,6 do 0,1

b) szereg SDR17,6 do 0,1

MPa

MPa

.

.

(SDR Standard

(SDR Standard

Dimension

Dimension

Ratio

Ratio

oznacza stosunek średnicy nominalnej

oznacza stosunek średnicy nominalnej

rury „d” do grubości jej ścianki „e”

rury „d” do grubości jej ścianki „e”

Metody łączenia rur z PE

Metody łączenia rur z PE

ƒ

ƒ

zgrzewanie doczołowe,

zgrzewanie doczołowe,

ƒ

ƒ

zgrzewanie

zgrzewanie

polifuzyjne

polifuzyjne

,

,

ƒ

ƒ

zgrzewanie

zgrzewanie

elektroopoprowe

elektroopoprowe

,

,

ƒ

ƒ

za pomocą połączeń mechanicznych.

za pomocą połączeń mechanicznych.

(Przy zgrzewaniu rur i kształtek PE obowiązują procedury podane

(Przy zgrzewaniu rur i kształtek PE obowiązują procedury podane

przez

przez

ich producentów.)

ich producentów.)

d

SDR

e

=

61

61

Gazownictwo

Gazownictwo

Zgrzewanie doczołowe

Zgrzewanie doczołowe

ƒ

ƒ

Ogrzewanie czołowych powierzchni łączonych elementów w

Ogrzewanie czołowych powierzchni łączonych elementów w

styku z płytą grzewczą aż do uplastycznienia, a

styku z płytą grzewczą aż do uplastycznienia, a

nastepnie

nastepnie

połączenia ze sobą z odpowiednią siłą docisku.

połączenia ze sobą z odpowiednią siłą docisku.

Zgrzewanie

Zgrzewanie

polifuzyjne

polifuzyjne

ƒ

ƒ

Równoczesne ogrzanie zewnętrznej powierzchni końcówki

Równoczesne ogrzanie zewnętrznej powierzchni końcówki

rury i wewnętrznej powierzchni kształtki a

rury i wewnętrznej powierzchni kształtki a

nastepnie

nastepnie

dociśnięcie łączonych elementów i pozostawienie ich aż do

dociśnięcie łączonych elementów i pozostawienie ich aż do

ostygnięcia.

ostygnięcia.

Zgrzewanie elektrooporowe

Zgrzewanie elektrooporowe

ƒ

ƒ

Odbywa się przy pomocy kształtek z wtopionym drutem

Odbywa się przy pomocy kształtek z wtopionym drutem

elektrooporowym. W te

elektrooporowym. W te

elektrokształtki

elektrokształtki

wsuwa się końcówki

wsuwa się końcówki

rur z PE a następnie przepuszcza prąd (24V lub 39V) w

rur z PE a następnie przepuszcza prąd (24V lub 39V) w

określonym czasie. Zgrzewanie przebiega automatycznie.

określonym czasie. Zgrzewanie przebiega automatycznie.

Połączenia mechaniczne

Połączenia mechaniczne

ƒ

ƒ

Połączenia PE/stal

Połączenia PE/stal

62

62

Gazownictwo

Gazownictwo

Gazowe instalacje wewnętrzne

Gazowe instalacje wewnętrzne

Instalacja gazowa to układ przewodów za kurkiem

Instalacja gazowa to układ przewodów za kurkiem

głównym, spełniający określone wymagania

głównym, spełniający określone wymagania

szczelności, prowadzony wewnątrz lub na zewnątrz

szczelności, prowadzony wewnątrz lub na zewnątrz

budynku wraz z urządzeniami do pomiaru zużycia gazu

budynku wraz z urządzeniami do pomiaru zużycia gazu

armaturą i innym wyposażeniem oraz urządzeniami

armaturą i innym wyposażeniem oraz urządzeniami

gazowymi zainstalowanymi zgodnie z potrzebami

gazowymi zainstalowanymi zgodnie z potrzebami

użytkowymi i przeznaczeniem budynku.

użytkowymi i przeznaczeniem budynku.

63

63

Gazownictwo

Gazownictwo

Zalety miedzi

Zalety miedzi

ƒ

ƒ

łatwa obróbka mechaniczna,

łatwa obróbka mechaniczna,

ƒ

ƒ

wysoka odporność na korozję,

wysoka odporność na korozję,

ƒ

ƒ

łatwość i szybkość montażu,

łatwość i szybkość montażu,

ƒ

ƒ

mniejszy ciężar rur i łączników w stosunku do takich samych

mniejszy ciężar rur i łączników w stosunku do takich samych

elementów stalowych,

elementów stalowych,

ƒ

ƒ

niskie straty ciśnienia ( wysoka gładkość powierzchni

niskie straty ciśnienia ( wysoka gładkość powierzchni

wewnętrznej),

wewnętrznej),

ƒ

ƒ

duża szczelność instalacji,

duża szczelność instalacji,

ƒ

ƒ

duża trwałość instalacji (50 lat),

duża trwałość instalacji (50 lat),

ƒ

ƒ

możliwość ponownego przetworzenia miedzi.

możliwość ponownego przetworzenia miedzi.

64

64

Gazownictwo

Gazownictwo

Łączniki rur

Łączniki rur

ƒ

ƒ

do łączenia rur miedzianych, zmiany kierunku lub

do łączenia rur miedzianych, zmiany kierunku lub

odgałęzienia produkowane są łączniki z miedzi, brązu lub

odgałęzienia produkowane są łączniki z miedzi, brązu lub

mosiądzu.

mosiądzu.

Wyróżnia się dwa rodzaje łączników

Wyróżnia się dwa rodzaje łączników

ƒ

ƒ

do dwustronnego lutowania,

do dwustronnego lutowania,

ƒ

ƒ

do jednostronnego lub dwustronnego gwintowania (drugi

do jednostronnego lub dwustronnego gwintowania (drugi

koniec przeznaczony do lutowania)

koniec przeznaczony do lutowania)

Szczelność łączników sprawdza się hydraulicznie.

Szczelność łączników sprawdza się hydraulicznie.

Dla łączników do

Dla łączników do

Φ

Φ

54 mm

54 mm

–

–

ci

ci

ś

ś

nienie pr

nienie pr

ó

ó

bne = 8

bne = 8

MPa

MPa

,

,

Dla

Dla

Φ

Φ

›

›

54 mm

54 mm

–

–

ci

ci

ś

ś

nienie pr

nienie pr

ó

ó

bne = 4

bne = 4

MPa

MPa

.

.

65

65

Gazownictwo

Gazownictwo

Metody łączenia instalacji gazowych z miedzi

Metody łączenia instalacji gazowych z miedzi

ƒ

ƒ

nierozłączne

nierozłączne

a) lutowanie z łącznikami,

a) lutowanie z łącznikami,

b) lutowanie bez łączników,

b) lutowanie bez łączników,

c) połączenia

c) połączenia

lutospawane

lutospawane

,

,

d) połączenia spawane,

d) połączenia spawane,

ƒ

ƒ

rozłączne

rozłączne

a) z wykorzystaniem łączników gwintowanych.

a) z wykorzystaniem łączników gwintowanych.

66

66

Gazownictwo

Gazownictwo

Technologia wykonywania instalacji gazowych

Technologia wykonywania instalacji gazowych

z miedzi

z miedzi

Obejmuje następujące operacje technologiczne:

Obejmuje następujące operacje technologiczne:

ƒ

ƒ

cięcie,

cięcie,

ƒ

ƒ

kalibrację (zewnętrzną i wewnętrzną),

kalibrację (zewnętrzną i wewnętrzną),

ƒ

ƒ

gięcie (na zimno, po wyżarzeniu zmiękczającym na

gięcie (na zimno, po wyżarzeniu zmiękczającym na

gorąco),

gorąco),

ƒ

ƒ

kielichowanie

kielichowanie

(łączenie rur bez łączników),

(łączenie rur bez łączników),

ƒ

ƒ

czyszczenie i lutowanie,

czyszczenie i lutowanie,

ƒ

ƒ

kontrolę jakości połączenia.

kontrolę jakości połączenia.

67

67

Gazownictwo

Gazownictwo

Projektowanie instalacji gazowej z miedzi

Projektowanie instalacji gazowej z miedzi

Projektowanie instalacji wymaga informacji:

Projektowanie instalacji wymaga informacji:

ƒ

ƒ

charakterystyk technicznych urządzeń gazowych,

charakterystyk technicznych urządzeń gazowych,

ƒ

ƒ

wymagań technicznych dot. Pomieszczeń, w których

wymagań technicznych dot. Pomieszczeń, w których

instalowane są urządzenia gazowe,

instalowane są urządzenia gazowe,

ƒ

ƒ

zasad wentylacji pomieszczeń i sposobu odprowadzania

zasad wentylacji pomieszczeń i sposobu odprowadzania

spalin,

spalin,

ƒ

ƒ

wymagań dot. Instalacji elektrycznych w pomieszczeniach, w

wymagań dot. Instalacji elektrycznych w pomieszczeniach, w

których będzie instalacja gazowa,

których będzie instalacja gazowa,

ƒ

ƒ

lokalizacji urządzeń gazowych,

lokalizacji urządzeń gazowych,

ƒ

ƒ

zasad prowadzenia instalacji gazowych,

zasad prowadzenia instalacji gazowych,

ƒ

ƒ

wymagań związanych z odbiorem instalacji gazowej.

wymagań związanych z odbiorem instalacji gazowej.

68

68

Gazownictwo

Gazownictwo

Urządzenia gazowe

Urządzenia gazowe

ƒ

ƒ

Klasyfikacja urządzeń gazowych (PN

Klasyfikacja urządzeń gazowych (PN

-

-

86/M

86/M

-

-

40303)

40303)

a) rodzaj urządzenia (konstrukcja, funkcje),

a) rodzaj urządzenia (konstrukcja, funkcje),

b) wielkość urządzenia (liczba palników, moc, pojemność),

b) wielkość urządzenia (liczba palników, moc, pojemność),

c) typ urządzenia (sposób doprowadzenia powietrza i

c) typ urządzenia (sposób doprowadzenia powietrza i

odprowadzenia spalin),

odprowadzenia spalin),

d) kategoria urządzenia (rodzaj spalanego paliwa gazowego),

d) kategoria urządzenia (rodzaj spalanego paliwa gazowego),

e) postać i odmiana.

e) postać i odmiana.

(Sposób dostosowania

(Sposób dostosowania

urz

urz

adzenia

adzenia

do dalszego użytkowania przy

do dalszego użytkowania przy

zamianie paliwa gazowego.

zamianie paliwa gazowego.

Odmiana dotyczy wyposażenia urządzenia gazowego.)

Odmiana dotyczy wyposażenia urządzenia gazowego.)

69

69

Gazownictwo

Gazownictwo

Lokalizacja i montaż kurków gazowych

Lokalizacja i montaż kurków gazowych

Budynek zasilany z sieci gazowej powinien mieć

Budynek zasilany z sieci gazowej powinien mieć

zainstalowany na przyłączu kurek gazowy, który

zainstalowany na przyłączu kurek gazowy, który

umożliwia odcięcie dopływu gazu do instalacji

umożliwia odcięcie dopływu gazu do instalacji

gazowej.

gazowej.

ƒ

ƒ

łatwy dostęp do kurka (na zewnątrz budynku

łatwy dostęp do kurka (na zewnątrz budynku

najczęściej w wentylowanej szafce),

najczęściej w wentylowanej szafce),

ƒ

ƒ

kurek powinien być wmontowany w stałą część

kurek powinien być wmontowany w stałą część

instalacji gazowej,

instalacji gazowej,

ƒ

ƒ

na sztywno zamocowany do ściany,

na sztywno zamocowany do ściany,

ƒ

ƒ

odległość 5

odległość 5

–

–

10 m od budynku.

10 m od budynku.

70

70

Gazownictwo

Gazownictwo

Gazomierze

Gazomierze

ƒ

ƒ

instalowane oddzielnie dla każdego odbiorcy,

instalowane oddzielnie dla każdego odbiorcy,

ƒ

ƒ

łatwy dostęp w celu kontroli lub wymiany,

łatwy dostęp w celu kontroli lub wymiany,

ƒ

ƒ

instalować na wys. 0,3

instalować na wys. 0,3

–

–

1,8 m od podłogi.

1,8 m od podłogi.

Gazomierzy nie można instalować :

Gazomierzy nie można instalować :

ƒ

ƒ

w pomieszczeniach mieszkalnych, łazienkach,

w pomieszczeniach mieszkalnych, łazienkach,

gdzie występuje zagrożenie korozyjne,

gdzie występuje zagrożenie korozyjne,

ƒ

ƒ

we wspólnych wnękach z licznikami elektrycznymi,

we wspólnych wnękach z licznikami elektrycznymi,

ƒ

ƒ

w odległości

w odległości

‹

‹

1 m od palnika gazowego lub innego

1 m od palnika gazowego lub innego

paleniska.

paleniska.

71

71

Gazownictwo

Gazownictwo

Przykład zaworu szybkozamykającego (

Przykład zaworu szybkozamykającego (

prod

prod

. RMG, RFN) z

. RMG, RFN) z

mechanizmem wyzwalającym w postaci zatrzasku kulkowego.

mechanizmem wyzwalającym w postaci zatrzasku kulkowego.

72

72

Gazownictwo

Gazownictwo

73

73

Gazownictwo

Gazownictwo

Aktualnie wydmuchowy zawór upustowy projektuje się na

Aktualnie wydmuchowy zawór upustowy projektuje się na

5

5

–

–

10% przepustowości ciągu (względy ekologiczne i

10% przepustowości ciągu (względy ekologiczne i

ekonomiczne

ekonomiczne

–

–

zmniejszenie strat gazu przez zmniejszenie

zmniejszenie strat gazu przez zmniejszenie

upustów technologicznych).

upustów technologicznych).

Przed 1995 rokiem przepisy dopuszczały stosowanie

Przed 1995 rokiem przepisy dopuszczały stosowanie

podstawowego zabezpieczenia

podstawowego zabezpieczenia

ciagu

ciagu

w postaci

w postaci

wydmuchowego zaworu upustowego, projektowanego na

wydmuchowego zaworu upustowego, projektowanego na

100% ciągu.

100% ciągu.

Wydmuchowe zawory upustowe

Wydmuchowe zawory upustowe

koment

koment

.

.

74

74

Gazownictwo

Gazownictwo

75

75

Gazownictwo

Gazownictwo

Przykłady reduktorów ciśnienia gazu o przepływie

Przykłady reduktorów ciśnienia gazu o przepływie

osiowym (włoski i brytyjski)

osiowym (włoski i brytyjski)

–

–

większa przepustowość,

większa przepustowość,

mniejszy hałas, z uwagi na mniejsze zakłócenia

mniejszy hałas, z uwagi na mniejsze zakłócenia

przebiegu linii prądu (mniejsza turbulencja przepływu).

przebiegu linii prądu (mniejsza turbulencja przepływu).

W obu reduktorach, jako element dławiący, zamiast

W obu reduktorach, jako element dławiący, zamiast

klasycznego zawieradła w postaci gniazda i grzyba

klasycznego zawieradła w postaci gniazda i grzyba

zaworu, zastosowano elastyczna membranę

zaworu, zastosowano elastyczna membranę

elastomerową.

elastomerową.

76

76

Gazownictwo

Gazownictwo

77

77

Gazownictwo

Gazownictwo

koniec

koniec