Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
беспечен газом. Поэтому газотранспортную систему сооружают исходя из средней производительности, а вблизи крупных потребителей газа создают газовые хранилища. Сезонную неравномерность потребителя газа частично выравнивают с помощью так называемых буферных потребителей, которые летом переводятся на газ, а зимой переводят на другие виды топлива (обычно мазут или уголь).
Подземные газовые хранилища сооружают в пористых породах и в полостях горных пород. К первому типу относятся хранилища в истощенных нефтяных и газовых месторождениях, а также в водоносных пластах. В них природный газ обычно хранится в газообразном состоянии. Ко второму типу относятся хранилища, созданные в заброшенных шахтах, старых туннелях, а также в специальных горных выработках, которые сооружаются плотных горных породах (известняках, гранитах, глинах, каменной соли). В полостях горных пород газы хранятся преимущественно в твердом состоянии при температуре окружающей среды и давлении порядка 0,8 -1,0 МН/м2 (8-10 кг/см2) и более. Обычно это пропан, бутан и их смеси.
Наиболее дешевы и удобны газовые хранилища созданные в истощенных нефтяных и газовых залежах. Приспособление этих емкостей под хранилища сводится к установке дополнительного оборудования, ремонту скважин, прокладке необходимых коммуникаций. В тех районах, где нужны резервы газа, а истощенные нефтяные и газовые хранилища отсутствуют, газовые хранилища устанавливают в водоносных пластах на глубине от 200-300 до 1000-1200м.
Из газовых хранилищ в полостях горных пород наибольшее значение имеют хранилища, сооруженные в отложениях каменной соли. Создание такой емкости в 10-20 раз дешевле, чем в других горных породах. Емкость в каменной соли создается обычно путем выщелачивания ее водой через скважины, которые используются затем при эксплуатации хранилища. Объем одной каверны достигает 100 -150 тыс. м3 на глубине от 100 до 1000 м и более. Для хранения природного газа целесообразны глубокие хранилища, так, как в них можно поддерживать более высокие давления и, следовательно, содержать в заданном объеме больше газа.
Особое место занимают изотермические хранилища газа (например, для очищенного метана), которые представляют собой котлован с замороженными стенками. Сжиженный метан храниться при атмосферном давлении и температуре -162С. Толщина замороженных грунтовых стенок резервуара медленно растет и достигает 10-15м. Потери тепла со временем уменьшаются. Низкая температура в хранилище поддерживается за счет испарения части метана (2 -4% в месяц). Пары собираются, сжижаются и возвращаются в хранилище. Геометрическая емкость их достигает 80 тыс. м3. Изотермическое хранилище метана обычно дороже, чем хранение его в газовом состоянии в водоносных пластах. Для хранения углеводородов в жидком состоянии изменяются и наземные емкости - стальные резервуары с двойными стенками, между которыми помещен теплоизоляционный материал. Наземные изотермические газовые хранилища относительно дороги и металлоемки, поэтому они распространенны мало.
водоснабжение энергообеспечение газоснабжение автоматизация
3.3 Горючие газы, используемые на промышленных предприятиях
Для газоснабжения промышленных предприятий широко применяются природные газы. Они представляют собой смесь углеводородов: в основном метан (СН4), а также этан (С2 Н6), бутан (С3 Н8). Природные газы не содержат водорода, оксида углерода и кислорода. Содержание азота и диоксида углерода обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат сероводород. Теплота сгорания природного газа 24000 -42000 кДж/м3.
Природный газ - высококалорийное топливо, удобное для транспортировки на большое расстояние, полностью сгорает при использовании. Себестоимость его добычи более чем в 10 раз ниже себестоимость угля. Природные запасы природного газа в 1995 г. оценивались в 148 трпн. м3 при обеспечении им на 65 лет, а Россия занимает 1-е место по разведанным запасам.
В нефтяных залежах может присутствовать попутный нефтяной газ (150 -300 м3 на 1т. нефти). Прежде он не находил применения и на нефтепромыслах сжигался. Однако возможности использования его даже шире, чем природного газа, так как состав разнообразнее и при химической переработке можно получить больший спектр веществ. Теплота сгорания попутного газа составляет 21000 -61000 кДж/ м3, плотность -1,16 -1,38 кг/м3.
В целом природный и попутный газы являются не только топливом, но и сырьем промышленности органического синтеза. Из них получают сажу, этиловый спирт, ацетилен, формальдегид и другие вещества, производство которых обходится намного дешевле, а иногда и проще, чем из иного сырья.
При термической переработке твердых топлив в зависимости от способа переработки получают газы сухой перегонки и генераторные газы.
Сухая перегонка твердого топлива представляет собой процесс его термического разложения, протекающей без доступа воздуха. При сухой перегонке топлива проходит ряд стадий физико-химических превращений, в результате которых оно разлагается на газ, смолу и коксовый остаток. Сухую перегонку каменного угля, происходящую при высоких температурах (900 -1000С), называют коксованием, в результате которого получается кокс и коксовый газ с теплотой сгорания Qн =16000 -18000 кДж/м3.
3.4 Промышленные системы газоснабжения
Промышленные предприятия получают газ от городских распределительных систем (ГРС) среднего и высокого давления (до 3,0 кгс/см2) и (3 -6 кгс/см2) соответственно. Крупные промышленные предприятия и ТЭЦ присо?/p>