Gaz-4sem.ppt

Gazownictwo

Podstawowe wlasnosci gazów rozprowadzanych

sie

ciami

gazow

ymi

liw

gazow

oraz

ich

mieszanin

roz

e sie

ciami

gazow

ymi

na terenie Polski winny spelniac w

ymagania

okreslone przez n

orm

87/C

96001 “

Paliwa

gazowe

rozprowadzane

wspólna

siecia

przeznaczone

dla

gospodarki

komunalnej

”.

Gazy uzywane dzieli sie na 4 grupy:

rupa

–

(GS

gazy

sztuczne

;

efekt

przetworzenia

paliw

stalych

cieklych

oraz

ich

mieszanin

z gazem ziemnym i

gazem propan

–

butan),

rupa

–

(GZ

gazy

ziemne

;

gazy

pochodzenia

naturalnego

których glównym skladnikiem jest metan),

rupa

III

–

(GPR

–

mieszaniny

propan

butan

)

rupa

–

mieszanin

powietrzem

Gazownictwo

Podstawowe wlasnosci uzytkowe gazów

palnych okreslaja parametry:

ieplo

spalania

lub w

artosc

opalowa

estosc

wlasciwa,

iczba

Wobbego

predkosc spalania,

granice zaplonu.

Gazownictwo

Cieplo

spalania

gazu

(

MJ/

)

jest

ilos

cia

ciepla

jak

otrzymuje sie podczas

calkowit

ego

spaleni

gazu

warunkach normalnych (wartosc opalowa

stanowi c

ieplo

spalania

pomniejszone o cieplo

parowania w

ydzielonej

liwa

pod

zas

spalania

Gestosc

wlasciwa

)

jest

stosunk

iem

masy gazu

do jego

objetosci

i wyraza mase

gazu

warunkach normalnych.

Gazownictwo

Liczba

Wobbego

(MJ/

) jest

stosunk

iem

sci

ciepla

gazu

pierwiastka

kwadratowego

gestosci

wzglednej

gazu

estosc

wzgledna

gazu

jest

stosunk

iem

mas

jednakowych

objetosci

gazu

powietrza

znajdujacych

sie w

takich

samych

warunkach

cisnienia

temperatury

)

Predkosc spalania

gazu okresla z jaka predkoscia przesuwa sie

plomien wzgledem mieszaniny palnej gazu i powietrza.

Granice zaplonu

wyrazaja takie graniczne zawartosci paliwa

gazowego w mieszaninie z powietrzem pomiedzy którymi zachodzi

spalanie tej mieszaniny.

Gazownictwo

Glówne przyczyny wzrostu zuzycia gazu ziemnego:

A)wyrazna

przewaga stosowania gazu jako nosnika energii z

punktu widzenia ochrony srodowiska

–

ekologiczny charakter

gazu,

B) konkurencyjnosc cenowa.

Wielkosc emisji zanieczyszczen powietrza, powstajacych w wyniku

spalania gazu ziemnego i wegla kamiennego dla zródla o mocy

1Mw, przy zalozeniu srednich parametrów wegla (wartosc opalowa

22 MJ/kg, zawartosc popiolu 20%, zawartosc siarki 1%).

Emisja w przypadku spalania:

gazu

wegla

SO2

9 (g/h)

4440 (g/h)

SO2

240 (g/h)

900 (g/h)

30 (g/h)

9900 (g/h)

pyl

8800 (g/h)

Gazownictwo

wiatowe tendencje zwiekszenia wykorzystania gazu

Europa

–

prognoza zapotrzebowania na gaz (bez panstw

bylego ZSRR):

1998r

–

430

mld

2010r

–

560

mld

2030r

–

650

mld

Struktura pierwotnych nosników energii (tab.1)

Prognoza zuzycia gazu w róznych sektorach gospodarki

(tab.2),

Przebudowa obecnej struktury nosników energetycznych w

Polsce,

Druga edycja zalozen polityki energetycznej Polski.

Gazownictwo

100

Razem

Pierwotna energia

elektryczna i inne

64,6

46,5

Paliwa sta

20,2

Ropa naftowa

10,2

Gaz ziemny

Polska

Europa

Srodkowa

Europa

Zachodnia

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

Gazownictwo

Dostarczanie gazu do odbiorców odbywa sie za pomoca sieci

przesylowych, rozdzielczych oraz instalacji gazowych w

budynkach i obiektach przemyslowych

sieci przesylowe

(uklad gazociagów wysokiego cisnienia

p > 0.4

MPa, wraz z tloczniami i stacjami redukcyjnymi I

stopnia,

sieci rozdzielcze

(sieci niskiego cisnienia

–

0.6÷2.5

kPa

oraz sieci sredniego cisnienia 5÷20

kPa oraz 20÷400

kPa)

wraz ze stacjami redukcyjnymi II

go stopnia.

Gazownictwo

Siec przesylowa gazu w Polsce

Gazownictwo

Elementy sieci wysokiego cisnienia

tlocznie,

rurociagi,

stacje redukcyjne I

go stopnia,

PMG.

Gazownictwo

Rurociagi

rury stalowe o srednicach wewnetrznych 500

–

1400 mm,

wewnetrzna powierzchnia powlekana najczesciej

polietylenem,

laczone poprzez spawanie,

zewnatrz zabezpieczone przed korozja,

Max dopuszczalne cisnienie (8,4

MPa

–

Jamal

6,5

MPa

w Polsce

Gazownictwo

(

)

⋅

−

przyjmujemy, ze

czyli

⋅

dla Q =

const

, wzrost p

⇒

spadek

−

⋅

(

)

−

⋅

Gazownictwo

Temperatura gazu na tloczeniu

−

















−

Gazownictwo

PMG

struktury wyeksploatowanych zlóz

weglowodorów,

struktury warstw wodonosnych,

kawerny wyplukane w

wysadach

solnych,

wyrobiska górnicze starych kopaln.

Gazownictwo

Struktury wyeksploatowanych zlóz

weglowodorowych

najczesciej stosowany (75

% PMG na swiecie),

kilka lat budowy, (koniecznosc uzupelnienia instalacji

naziemnej do zatlaczania i odbioru gazu),

glebokosc polozenia warstw zbiornika 300

1000

zloza dobrze rozpoznane poprzez proces eksploatacji,

koszt budowy PMG w wyeksploatowanych zlozach 30

nizszy od warstw wodonosnych,

(W Polsce 5

PMG 1

mld

250

mln

, docelowo 5

mld

Gazownictwo

Struktury warstw wodonosnych

trudniejsza i bardziej ryzykowna

budowa zbiornika

(trudne rozpoznanie struktury),

bardzo kosztowna aparatura i

urzadzenia naziemne

(separatory, filtry, podgrzewacze

gazu),

okolo 15

% PMG tego typu.

Gazownictwo

Kawerny solne

stosunkowo drogie,

moga pelnic role magazynów szczytowych,

duze pojemnosci przy zajeciu niewielkich

terenów,

okolo 3

% PMG

–

tego typu,

1 zbiornik w Polsce

(Mogilno

–

okolo 0.5

mld

m3)

Gazownictwo

Zalety PMG

zabezpieczenie pelnych i nieprzerwanych

dostaw gazu dla systemu gazowniczego,

zmniejszenie jednostkowych kosztów

transportu,

tworzenie rezerw strategicznych,

rozwiazanie problemów stalych dostaw

gazu importowanego.

Gazownictwo

Tlocznia

sprezarki polaczone szeregowo

sprezarki polaczone równolegle

schemat polaczen mieszany

min

∑

Gazownictwo

Rodzaje sprezarek

tlokowe,

odsrodkowe.

Rodzaje napedu

silniki spalinowe

–

gazowe,

silniki elektryczne,

turbiny gazowe.

Gazownictwo

Zalety turbin gazowych w stosunku do silników

spalinowych

osiagniecia duzych mocy w malych

zwartych konstrukcjach,

wieksza równomiernosc pracy wobec

zbednosci mechanizmu korbowego,

mniejsze koszty eksploatacji (wyzsza

sprawnosc mechaniczna, mniejsze koszty

eksploatacji oraz nizsze koszty remontów).

Gazownictwo

Tlocznie w Polsce

–

motosprezarki,

–

sprezarek tlokowych z napedem

elektrycznym,

–

turbosprezarki GPA,

–

turbosprezarka SOLAR.

Gazownictwo

Podstawowa charakterystyka SGT

System gazociagów tranzytowych skladac sie bedzie docelowo z

dwóch nitek gazociagów DN

1400 polaczonych ze soba w 14 punktach

na trasie o dlugosci 681

km (rys. 1).

Gazownictwo

542

Tlocznia

Szamotuly

365

Tlocznia

Wloclawek

116

244

Tlocznia

Ciechanów

116

127

Tlocznia Zambrów

141

Tlocznia

Kondratki

[MW]

Liczba

agregatów

Moc zainstalowana

Kilometr

Lokalizacja tloczni

Maksymalne cisnienie robocze w gazociagu nie moze przekroczyc 8,

MPa

Gazownictwo

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprezarkowego

46MB

(stacja

Kondratki

)

−





 





 

 









Gazownictwo

Przewidywana charakterystyka turboagregatu sprezarkowego

46MB

(stacja

Kondratki

)

Gazownictwo

Stacja gazowa 1 stopnia

Gazownictwo

Stacja gazowa 2 stopnia

Stacje Gazowe

Stacja gazowa

–

zespól urzadzen do:

redukcji,

regulacji,

pomiarów,

rozdzialu

paliwa gazowego.

Stacja redukcyjna

–

stacja gazowa, w sklad której

wchodzi zespól urzadzen do obnizania cisnienia

wyjsciowego dla:

Q> 60 m3/h gdy

Pwej

< 0.4

MPa

Q dowolne gdy

Pwej

> 0.4

MPa

Stacje Gazowe

Stacje gazowe dzielimy na :

Stacje gazowe wysokiego cisnienia

(st. I stopnia),

Stacje gazowe sredniego cisnienia

(st. II stopnia)

Stacje Gazowe I stopnia

Podstawowe elementy technologiczne:

przewód wejsciowy z zespolem zaporowo

upustowym,

zespól filtrów na kazdym ciagu,

podgrzewacze gazu,

ciagi redukcyjne,

aparatura kontrolno

pomiarowa,

przewód wyjsciowy z zespolem zaporowo

–

upustowym

dodatkowo : urzadzenia do nawaniania

Stacje Gazowe

Podstawowe procesy zachodzace w stacjach

gazowych:

halas,

nawanianie,

podgrzewanie gazu,

pomiary,

Stacje Gazowe

Halas:

rezultat procesu redukcji,

rezultat przeplywu gazu w przewodach (redukcja ma

wiekszy wplyw, bo znacznie wieksza predkosc

przeplywu)

zostaje przeniesiony na przewody czesci wylotowej

reduktora.

Natezenie halasu zalezy od:

intensywnosci zródla halasu,

geometrii

orurowania

(L, D, zmiana kierunku)

Stacje Gazowe

Sposoby redukcji halasu:

Aktywne (zmniejszenie halasu w zródle),

Pasywne ( zabezpieczenie przed rozprzestrzenieniem

sie halasu)

Pasywne to:

tlumiki halasu umieszczone w

orurowaniu

po stronie

wylotowej reduktora,

wytlumienie

orurowania

po stronie wylotowej

reduktora.

Stacje Gazowe

Nawanianie gazu:

gaz ziemny

wysokometanowy

(96% CH

) jest

bezwonny,

moze powodowac objawy niedotlenienia,

ze wzgledu na jego wlasciwosci palne i

wybuchowe rozprowadzanie w formie czystej jest

niebezpieczne,

gaz ziemny z powietrzem tworzy mieszanine

wybuchowa :

DGW = 4.9% obj.

GGW = 15.4 % obj.

Stacje Gazowe

Srodki do nawaniania gazu:

tetrahydrotiofen

(THT

–

S) jest ciecza,

posiada silny charakterystyczny zapach,

szkodliwy dla skóry, oczu, ukladu

oddechowego.

Dwa rodzaje urzadzen do nawaniania gazu:

nawanianie kontaktowe,

nawanianie wtryskowe.

Stacje Gazowe

Podgrzewanie gazu:

podczas rozprezania gazu nastepuje spadek

temperatury (zjawisko

Joule’a

–

Thomsona

dla gazu ziemnego spadek cisnienia o 1 bar

powoduje obnizenia temperatury o 0.4 ,

podgrzewanie gazu przed redukcja do

takiej temperatury, aby po redukcji

temperatura gazu byla w przedziale

< 5, 10>

bar





∆





∆  

Stacje Gazowe

Ilosc ciepla potrzebna do podgrzania gazu o objetosci V

sprawnosc cieplna urzadzenia grzewczego.

Najczesciej stosowane sa podgrzewacze przeplywowe :

ciecz

–

borygo

Temperatura czynnika grzewczego jest funkcja

temperatury gazu za urzadzeniem redukcyjnym.

∆

 

 

 

(

)

Stacje Gazowe

Pomiary w stacji redukcyjnej :

cisnienia,

temperatury,

przeplywu.

Urzadzenia do pomiaru przeplywu (gazomierze):

rotorowe,

turbinowe,

zwezkowe,

miechowe

Powszechne stosowanie korektorów.

Stacje Gazowe

Elementy stacji gazowej II stopnia :

filtr,

gazomierz,

korektor,

zawór szybkozamykajacy,

reduktor

wydmuchowy zawór upustowy,

rejestrator cisnienia wyjsciowego.

Gazownictwo

Rury z PE

Maksymalne cisnienie robocze

szereg SDR11 do 0,4

MPa

b) szereg SDR17,6 do 0,1

MPa

(SDR Standard

Dimension

Ratio

oznacza stosunek srednicy nominalnej

rury „d” do grubosci jej scianki „e”

Metody laczenia rur z PE

zgrzewanie doczolowe,

zgrzewanie

polifuzyjne

zgrzewanie

elektroopoprowe

za pomoca polaczen mechanicznych.

(Przy zgrzewaniu rur i ksztaltek PE obowiazuja procedury podane

przez

ich producentów.)

SDR

Gazownictwo

Zgrzewanie doczolowe

Ogrzewanie czolowych powierzchni laczonych elementów w

styku z plyta grzewcza az do uplastycznienia, a

nastepnie

polaczenia ze soba z odpowiednia sila docisku.

Zgrzewanie

polifuzyjne

Równoczesne ogrzanie zewnetrznej powierzchni koncówki

rury i wewnetrznej powierzchni ksztaltki a

nastepnie

docisniecie laczonych elementów i pozostawienie ich az do

ostygniecia.

Zgrzewanie elektrooporowe

Odbywa sie przy pomocy ksztaltek z wtopionym drutem

elektrooporowym. W te

elektroksztaltki

wsuwa sie koncówki

rur z PE a nastepnie przepuszcza prad (24V lub 39V) w

okreslonym czasie. Zgrzewanie przebiega automatycznie.

Polaczenia mechaniczne

Polaczenia PE/stal

Gazownictwo

Gazowe instalacje wewnetrzne

Instalacja gazowa to uklad przewodów za kurkiem

glównym, spelniajacy okreslone wymagania

szczelnosci, prowadzony wewnatrz lub na zewnatrz

budynku wraz z urzadzeniami do pomiaru zuzycia gazu

armatura i innym wyposazeniem oraz urzadzeniami

gazowymi zainstalowanymi zgodnie z potrzebami

uzytkowymi i przeznaczeniem budynku.

Gazownictwo

Zalety miedzi

latwa obróbka mechaniczna,

wysoka odpornosc na korozje,

latwosc i szybkosc montazu,

mniejszy ciezar rur i laczników w stosunku do takich samych

elementów stalowych,

niskie straty cisnienia ( wysoka gladkosc powierzchni

wewnetrznej),

duza szczelnosc instalacji,

duza trwalosc instalacji (50 lat),

mozliwosc ponownego przetworzenia miedzi.

Gazownictwo

Laczniki rur

do laczenia rur miedzianych, zmiany kierunku lub

odgalezienia produkowane sa laczniki z miedzi, brazu lub

mosiadzu.

Wyróznia sie dwa rodzaje laczników

do dwustronnego lutowania,

do jednostronnego lub dwustronnego gwintowania (drugi

koniec przeznaczony do lutowania)

Szczelnosc laczników sprawdza sie hydraulicznie.

Dla laczników do

54 mm

–

nienie pr

bne = 8

MPa

Dla

›

54 mm

–

nienie pr

bne = 4

MPa

Gazownictwo

Metody laczenia instalacji gazowych z miedzi

nierozlaczne

a) lutowanie z lacznikami,

b) lutowanie bez laczników,

c) polaczenia

lutospawane

d) polaczenia spawane,

rozlaczne

a) z wykorzystaniem laczników gwintowanych.

Gazownictwo

Technologia wykonywania instalacji gazowych

z miedzi

Obejmuje nastepujace operacje technologiczne:

ciecie,

kalibracje (zewnetrzna i wewnetrzna),

giecie (na zimno, po wyzarzeniu zmiekczajacym na

goraco),

kielichowanie

(laczenie rur bez laczników),

czyszczenie i lutowanie,

kontrole jakosci polaczenia.

Gazownictwo

Urzadzenia gazowe

Klasyfikacja urzadzen gazowych (PN

86/M

40303)

a) rodzaj urzadzenia (konstrukcja, funkcje),

b) wielkosc urzadzenia (liczba palników, moc, pojemnosc),

c) typ urzadzenia (sposób doprowadzenia powietrza i

odprowadzenia spalin),

d) kategoria urzadzenia (rodzaj spalanego paliwa gazowego),

e) postac i odmiana.

(Sposób dostosowania urzadzenia do dalszego uzytkowania przy

zamianie paliwa gazowego.

Odmiana dotyczy wyposazenia urzadzenia gazowego.)

Gazownictwo

Przyklad zaworu szybkozamykajacego (

prod

. RMG) z

mechanizmem wyzwalajacym w postaci zatrzasku kulkowego.

Gazownictwo

koniec