Document 204373
Download
Report
Transcript Document 204373
نام و نام خانوادگی :علی فرهادی
استاد :جناب آقای مهندس دلیری
موضوع:ایستگاههای تقلیل فشار
پاییز 92
امروزه استفاده از گاز به عنوان یكي از مهمترین منابع تامین
انرژي جایگاه ویژه اي را در زندگي روزمره مردم سراسر
جهان به خود اختصاص داده است .جمهوري اسالمي ایران با
بیش از 13.6تریلون متر مكعب ذخایر گاز طبیعي شناخته شده
یكي از غني ترین كشور هاي جهان از نظر ذخایر مورد نظر
مي باشد ( رتبه دوم در جهان ) .صنعت گاز از مرحله
اكتشاف شروع و تا مصرف ادامه دارد .این فرایند را مي توان
به 6مرحله زیر تقسیم نمود .1 :اكتشاف و حفاري .2تولید .3
پاالیش .4انتقال .5گاز رساني .6بهره برداري و مصرف .
در اینجا به طور مختصر ایستگاه هاي گاز رساني را معرفي
مي كنیم
گاز خارج شده از پاالیشگاه ترش است و باید طي عملیاتي این گاز شیرین
شود .براي انتقال گاز از پاالیشگاه به شهر ها و صنایع نیاز به خطوط انتقال
گاز است كه این كار وظیفه قسمت طراحي است تا با توجه به نیاز مصرف
این خطوط را طراحي كند .گاز همچون سایر سیاالت در اثر عبور از لوله
دچار افت فشار مي شود كه این افت را با راه اندازي ایستگاه هاي تقویت
فشار بر طرف مي شود وجود این ایستگاه ها عالوه بر رفع مشكل افت
فشار در فصول سرد و زماني كه امكان به وجود آمدن یخ در لوله هست هم
مفید مي باشد و با افزایش فشار این مشكل بر طرف مي شود .حال این فشار
كه مقدارش یسیار زیاد است براي مصرف در صنایع و شهر مفید نمي باشد
براي حل این مشكل از ایستگاه تقلیل فشار استفاده مي كنند .این ایستگاه ها
در دو نوع مي باشند
C.G.Sو T.B.S
-4انتقال و توزیع گاز طبیعی:
گاز طبیعی ،از استخراج تا مصرف ،مسافت هاي
طوالنی را می پیماید و فرآیندهاي زیادي روي
آن انجام می پذیرد .در این بخش سعی شده است
اتفاقاتی را که در طول مسیر از خروجی پاالیشگاه تا
مصرف می افتد به اختصار تشریح شود .بدین منظور
اشاره اي خواهد شد به خطوط اصلی انتقال گاز،
ایستگاههاي تقویت فشار گاز براي انتقال،
ایستگاههاي تقلیل فشار گاز براي توزیع ،شبکه توزیع
شهري،
بودار کننده و ...
ایستگاه تقویت فشار گاز
براي کاهش قطر لوله خطوط انتقال و سهولت انتقال ،مجبور به
افزایش فشار گاز هستیم .لذا در
مسیر خطوط اصلی انتقال ایستگاههاي تقویت فشار گاز با
کمپرسورهاي عظیم گازي طراحی و این
وظیفه به عهده این ایستگاهها گذاشته می شود .در گذشته فشار خطوط
اصلی انتقال حدود
1100PSI
در نظر گرفته شده اما امروزه و در طراحی خطوط جدید فشار
1400PSI
در نظر گرفته می شود
ایستگاه تقلیل فشار گاز برون شهري
ایستگاه هاي تقلیل فشار از جمله تاسیسات موجود
در سیستم گازرساني بوده كه به اشكال مختلف
و با تجهیزات متفاوتي طراحي و نصب مي
گردند
در یك ایستگاه تقلیل فشار كه جهت كم كردن
فشار گاز خروجي از پاالیشگاه و قابل مصرف
كردن این گاز در صنعت و مصارف خانگي
مورد استفاده قرار مي گیرد
.
ابزار و تجهیزات خاصي درایستگاههاي تقلیل فشار وجود
دارد كه از جمله آنها مي توان به گیج ها و ترمومترهاي
ابتداي خط جهت نشان دادن تعیین فشار و دماي گاز ورودي
به ایستگاه (به عنوان مثال :دما و فشار ورودی گاز به
ایستگاه CGSآرامگاه مشهد حدود 90فارنهایت و psi800
می باشد).
فیلترها ،جداسازی ناخالصي گاز را عهده دار هستند و هیترها
جهت جلوگیري از یخ زدن ذرات مایع گاز هنگامي كه دماي
گازبعلت كاهش فشار محیط كاهش مي یابد به كار مي روند.
رگالتورها كار كاهش فشار گاز را از حدود
psi 250به psi 1000
واز 250به 60
در ایستگاه
TBS
انجام دهند
همچنین روي بعضي ازهر رگالتورها دو قسمت به نام
Pilotو Feeder
قرار دارد كه كار تنظیم فشار گاز روي صفحه دیافراگم رگالتور و تنظیم فشار خروجي
را انجام میدهد
همچنین در یك ایستگاه تقلیل فشار عالوه بر فیلتر ،هیتر و رگالتور ،شیرهاي قطع و
اطمیناننیز وجود دارد كه در صورت بروز هر گونه مشكل در
خط و باال رفتن فشار درون لوله ها و براي جلوگیري از خطرات احتمالي شیرقطع گاز
را به طور اتوماتیك قطع مي كند تا به تجهیزات خط صدمه اي وارد نشود البته قبل از
عمل كردن شیر قطع کن شیر اطمینان عمل كرده یعني گاز اضافي را كه باعث باال
رفتن فشار گاز در خط مي شود را از خط خارج مي كند اما در صورتي كه خارج شدن
گاز از شیر اطمینان نتواند افزایش فشار را كاهش دهد در این هنگام شیرقطع عمل میکند
و
گاز را قطع مي كند .
در ایستگاه تقلیل فشار همواره قطر لوله خروجي بیشتر از قطر لوله ورودي
مي باشد همچنین
یك شیر قطع گاز قبل و بعد از هر ایستگاه در نظر گرفته مي شود تا در
صورت بروز مشكل
در ایستگاه بتوان گاز را قطع و مشكل را برطرف ساخت.
ایستگاه ها توسط واحد ابزار دقیق هر یك سال یك بار
OVER HALLl
می شوند یعني مورد
بازرسي كامل قرار گرفته و تجهیزات آن باز و بسته می شوند و در صورت
خرابی تعمیر یا تعویض
خواهند شد.
بخشهاي اصلي موجود در ایستگاه را مي توان به صورت کلي تر به صورت
بخشهاي فیلتراسیون ،گرمایش ،تقلیل و کنترل فشار ،اندازه گیري و بودار
کردن گاز معرفي نمود
بخش دوم -فیلترها :
ناخالصي هاي موجود در گاز باید قبل از ورود به تجهیزات ایستگاه هاي تقلیل
فشار توسط صافي ها از گاز جدا شوند .عمل جداكنندگي به روشهاي فیزیكي و
درون مخازن تحت فشار كه طبق استاندارد مربوط ساخته شده است صورت مي
گیرد .فیلترهاي مورد استفاده در ایستگاه هاي تقلیل فشار را مي توان به سه دسته
عمده تقسیم نمود:
- 1جدا كننده هاي چرخشي :
Scrubbers :
در ایستگاه هایي كه داراي ظرفیت باال بوده و فشار و میزان مصرف تقریبا ثابت مي
باشد از
این نوع جدا كننده استفاده مي شود اساس كار این دستگاه بدین ترتیب است كه گاز
هنگام
ورود به داخل مخزن مجبور به انجام چرخشي گردابي شده و ذرات سنگین تر از
ذرات گاز به
طرف كف مخزن ریزش مي نمایند
همانگونه كه در شكل باال مشاهده مي شود قسمت ورودي مخزن داراي دو سیني
است كه
محفظه باالي سیني اول محفظه خروجي و محفظه زیر سیني دوم محفظه جمع آوري
مواد زائد
مي باشد این دو محفظه توسط لوله هاي باریكه اي به یكدیگر مرتبط مي باشند .گاز
ورودي در
فضاي بین دو سیني در اطراف آن جدا شده و گاز تمیز از
طریق لوله ها به خروجي انتقال مي یابد
تعداد و آرایش این لوله ها متناسب با طرفیت و فشار گاز بوده و سازنده تعدادي از
این لوله ها
را با درپوش هاي موقتي مسدود نموده است اینگونه فیلترها به لحاظ ظرفیت باال
كمتر مورد
استفاده قرار مي گیرند .
- 2فیلترهاي همراه با جدا كننده
:Filter separator
این فیلترها داراي مخازني افقي بوده و جدا كنندگي ذرات ناخالص در دو مرحله
انجام
مي پذیرد .گاز ورودي ابتدا وارد محفظه اي مي شود كه به ناچار باید از درون
تعداد زیادي
المنت از جنس رزین عبور نماید بافت الیاف این المنت بگونه اي است كه ذرات
بیشتر از سه تا پنج
میكرون را از خود عبور نداده و این ذرات به جداره خارجي المنت ها چسبیده و
در نهایت در
مخزن دیگري كه بهمین منظور متصل به مخزن اصلي نصب شده جمع آوري مي
گردند
در اینگونه فیلترها یک نشان دهنده اختالف فشار كثیفي المنت ها را نشان
مي دهد كه با باز
نمودن شیرهاي تخلیه در زمانهاي خاص ،این ذرات خارج می شوند .
الزم به توضیح است كه
اكثر سازندگان این دستگاهها را ،مجهز به كنترل كننده هاي سطح مایع
نموده كه با باال آمدن
ارتفاع مایع تا نقطه مورد نظر شیرهاي تخلیه باز و پس از تخلیه بصورت
اتوماتیك بسته مي
شوند.
از آنجا كه رطوبت گاز دریافتي از خطوط انتقال باال بوده لذا غالبا در
ایستگاههایي كه از این
خطوط تغذیه مي نمایند از اینگونه فیلترها استفاده مي شود.
فیلترهاي المنت دار :در مخزن این نوع فیلترها سطوحي از جنس رزین – كاغذ – پشم شیشه و به
شكلهاي مختلف
وجود دارد و گاز هنگام عبور از این سطوح ذرات ناخالص همراه خود را بجا
مي گذارد .
میزان سطح برخورد گاز بسیار اهمیت دارد و هر چند این سطح بزرگتر باشد
میزان تمیز كاري
بیشتر خواهد بود لذا سازندگان جهت جلوگیري از بزرگ ساختن مخزن فیلتر
اقدام به ساخت
المنت هایي با سطح موثر بیشتر مي نمایند .
بخش سوم – هیترها :
هیترها دستگاههایي هستند كه در شرایط ایمن توسط مشعلهاي اتمسفر یك آب مقطر داخل یك
محفظه را گرم نموده و گاز با عبور از لوله هاي مارپیچي كه از درون این محفظه عبور مي نماید
گرم مي شود.و بدین دلیل به حمامهاي غیر مستقیم گاز
water bath indirect heater
معروفند ساختمان هیترهای گاز متشكل از قسمتهاي زیر میباشد:
-1محفظه هیتر
shell
2لوله هاي گازcoail
3آتشدانfire tube
4دودكشexhaust
5محفظه احتراق -6مخزن انبساط آب
expansion tank
7-سیستم تامین و كنترل سوخت
اندازه گیري
اندازه گیري میزان گاز مصرفي در این ایستگاه توسط کنتورهایي از نوع
توربیني انجام مي شود .روي هر یک از سه خط اصلي یک دستگاه کنتور
نصب شده است .با توجه به اینکه حجم گاز متناسب با فشار و دماي گاز
تغییر مي کند جهت محاسبه دقیقتر میزان گاز مصرفي باید تغییرات این
پارامترها را در محاسبات حجم گاز مصرفي وارد نمود ،براي این کار از
دستگاهي به نام تصحیح گر استفاده مي شود که تغییرات دما و فشار را با
وارد کردن ضریبي در میزان عددي گاز مصرف شده که بر اساس شماره
انداز کنتور بدست آمده منظور مي کند .در شکل زیر نمونه اي از یک
تصحیح گر که برروي کنتورهاي ایستگاه سنندج نصب شده است نشان
داده شده است
بخش چهارم – رگالتورها :
رگالتور دستگاهی است که با تغییر جریان میزان فشار آن را در حد معینی
کنترل می نماید،
ساختمان هر رگالتور از سه قسمت تشکیل شده است
الف) قسمت بارگذار
ب)قسمت اندازه گیر یا مقایسه ( دیافراگم )
ج)قسمت عمل کننده با شیر مانع
در ابتدا بعلت فشار وارده از طرف نیروی فنر دهانه روزنه باز و گاز به
محفظه خروجی که
مستقیما با دیافراگم ارتباط دارد راه می یابد هر گاه فشار در این محفظه از
فشار فنر بیشتر
شود دهانه مجرا بسته می شود و فشار خروجی بر اثر ادامه مصرف کاهش
خواهد یافت و در
نتیجه مجرا بیشتر باز شده و مجددا فشار افزایش می یابد این عمل تا حد تکرار
می شود تا
فاصله در پوش از روزنه در حد معینی که بتواند فشار را تامین نماید ثابت شود
اکنون هر
تغییری در میزان مصرف رخ دهد مجددا باعث تکرار این عملیات و تغییر
وضعیت در پوش و
روزنه می شود .که این اساس رگالتورهاي فنري
است كه نمونه هاي مختلفي از
آنها كه در ظرفیت هاي پایین به كار مي روند در شكل زیر مشاهده مي گردد.
از عمده مشكالتي كه هنگام كار با رگالتورهاي فنري با آن مواجه هستیم این
است كه اگر
رگالتوري را به ازاي مصرف معیني روي فشار خاصي تنظیم نماییم در
صورتي كه میزان
مصرف افزایش یابد و به حداكثر ظرفیت رگالتور نزدیك شود فشار خروجي آن
كاهش
مي یابد.
رگالتورهاي پایلوت دار
در این نوع رگالتور تغییرات فشار خروجي با نیروي فنر در رگالتور فنري دیگري به
نام
پایلوت مقایسه شده و نتیجه آن به صورت فشار گاز به دیافراگم رگالتور اصلي اعمال
مي گردد و یا به عبارتي تغییرات فشار خروجي تقویت شده و سپس باعث تغییر
وضعیت شیر
مانع مي گردد.
پایلوت عبارتست از یك رگالتور فنري كه از فشار ورودي تغذیه شده ،متناسب با میزان
فشردگي فنر خود فشار خروجي را مهیا مي سازد این فشار به عنوان فشار فرمان روي
رگالتور اصلي اعمال مي شود.
همان گونه كه در شكل باال مي بینیم به زیر دیافراگم رگالتور اصلي فشار
P2
و به قسمت رویآن فشار
PL
اعمال مي شود یك فنر تثبیت كننده نیز بر خالف فشار
P2
عمل مي نماید تا
رگالتور در حالت عادي به صورت بسته عمل نماید .در ابتداي امر كه رگالتور به صورت بسته
عمل مي نماید با فشردن فنر پایلوت در خروجي آن فشار
PL
ظاهر شده كه باعث باز شدن
رگالتور اصلي و در نتیجه ایجاد فشار
P2
در خروجي آن مي شود تا زماني كه مجموع فشار
فنر تثبیت كننده و فشار خروجي كمتر از
PL
شود ازدیاد فشار توسط پایلوت قطع و نیروي فنر
تثبیت كننده رگالتور را به حالت بسته نگه مي دارد
بخش پنجم -تجهیزات ایمنی ایستگاههای تقلیل فشار:
در ایستگاههای تقلیل فشار جهت جلوگیری از اعمال فشار نامطلوب به شبکه های متصل
به
آن هنگام بروز اشکال در رگالتورها از دو نوع تجهیزات ایمنی استفاده می شود :
– 1شیرهای اطمینان
Safty valve
شیرهای قطع فشار - 2
Shut off valve
– 1شیر اطمینان :هنگام بروز اشکال در رگالتورهای ایستگاهها ممکن است فشار گاز
افزایش یابد جهت کاهش این فشار ناخواسته و جلوگیری از آسیب دیدن سایر تاسیسات
بعدی می توان قسمتی از گاز خروجی رگالتور را از طریق یک شیر قابل تنظیم در فضا
تخلیه نمود این شیرهای اتوماتیک به نام شیر اطمینان معروفند بدیهی است که هنگام
کاهش فشار به دلیل تخلیه شیر مجدداشیر به صورت بسته در می آید .
– 2شیر قطع فشار :
دومین عامل ایمنی در ایستگاههای تقلیل فشار شیر اتوماتیکی است که در
فشار مورد نظر بسته شده و باز شدن آن به صورت دستی صورت می
گیرد این شیر به گونه ای تنظیم می شود که هرگاه هنگام افزایش فشار شیر
اطمینان عمل ننماید و یا با وجود عمل کردن باعث افت فشار خط نشود
موجب قطع گاز ایستگاه شود .
.ساختمان این شیرها از دو قسمت عمل کننده
Actuater
و شیر
Valve
تشکیل شده است .معموال شیر آن از نوع توپی و یا سماوری بوده و قسمت
عمل کننده آن به دو صورت مکانیکی و یا نیوماتیکی ساخته می شود
بخش ششم – دستگاههای بودار کننده :
بودار نمودن گاز طبیعي به عنوان شاخصي در جهت آگاه شدن از نشت گازقبل از ایجاد انفجارامري است مهم كه به لحاظ ایمن سازي مشتركین داراي ویژگي خاصي در صنعت گاز مي باشد .
-مركاپتانها كه به صورت R-SH مشخص مي شوند و معموال به صورت مخلوط هایي به ثبت معین و یا نسبتا خالص از تركیبات پروپیل-ایزوپروپیل-بوتیل و یا امیل مركاپتان مي باشند -1مشخصات ماده : نام تجاری مرکاپتانSPOT LEAK – 1007 :*فرمول شیمیاییTertio butylmercaptan(80%)+Methyl ethyl sulphide(20%):
-2خواص فیزیکی :
حاللیت در آب :غیر قابل حالل
بو :زننده
حالت فیزیکی :مایع
– 3اطالعات ایمنی:
*دمای خود اشتعالی C 2.38 :
ایستگاه TBS
ایستگاههاي درون شهري
عالوه بر تقلیل فشار گاز از 250پوند به 60پوند ناخالصي هاي موجود و مقدار جریان ورودي
و خروجي گاز را كنترل مي كنند
اجزاي اصلي این ایستگاهها عبارتند از
فیلتر خشک عمودي
-
رگالتور
-
شیر اطمینان
-
شیر قطع کن اضطراري
فیلتر خشک عمودي:
وظیفه این جزء جداسازي ذرات جامد ،دوده و ناخالصیها از گاز طبیعي مي باشد.
جریان گاز ورودي به صورت عمودي بر سطح المنت وارد شده و با عبور گاز از
داخل الیه هاي الیاف فیلتر جداسازي ذرات ناخالص از گاز صورت مي گیرد و
ذرات درشت تر در اثر نیروي ثقل به قسمت پایین فیلتر سقوط کرده و گاز فیلتر شده
در راستاي عمود بر جریان ورودي جریان مي یابد .در شکل زیر نمونه اي از این
نوع فیلتر نشان داده شده است.
ایستگاههاي کابینتي
با پیشرفت علوم و فن آوري ،ساخت و بهینه سازي
ایستگاههاي تقلیل فشار جهت رفع مشکالت و به طور
پیوسته تغییر و ارتقا مي باید .با توجه به افزایش قیمت
زمین و محدودیت و کمبود فضاي مورد نیاز احداث
ایستگاههاي تقلیل فشار نوع تخت سعي شده خطوط ایستگاه
به صورت عمودي نصب و رگالتور و قطع کن اضراري
به صورت ترکیبي طراحي و اجرا گردند .البته عالوه بر
حجم کم ایستگاههاي تقلیل فشار کابینتي به مزایاي دیگري
چون سرویس و تعمیرات راحتتر و بهتر و دقت باالتر در
تنظیم فشار خروجي اشاره نمود .در کنار مزایاي فوق به
نواقصي چون افقي بودن فلیتر و به سبب آن گرفتگي المنت
و عدم ضریب اطمینان باالي سیستم قطع کن آن اشاره نمود