Назначение состав и схемы газоснабжения

Для обеспечения потребителей горючими газами (природным и искусственными) в рамках промышленного предприятия создается система газоснабжения, которая, входя в состав систем теплоэнергоснабжения (СТЭС), является и одной из подсистем системы газоснабжения страны или региона (рис. 2.4.1), объединенной с ней единым гидродинамическим режимом добычи, транспорта, хранения и распределения газа.

Рис. 2.4.1. Принципиальная схема единой системы газоснабжения региона:

1— газовая скважина; 2 — сборный коллектор газа; 3 — главное отключающее устройство заводского газопровода; 4 — установка очистки и осушки газа; 5 — магистральный газопровод; 6— газоперекачивающая станция; 7 — газораспределительная станция (ГРС); 8 — продувочная газовая свеча; 9 — установка для сжижения природного газа; 10 — резервуары сжиженного газа; 11 — насос сжиженного газа; 12 — установка регазификации сжиженного газа; 13 — компрессор для сжатия газа; 14 — газгольдеры сжатого газа; 15 — газорегуляторный пункт (ГРП); 16 в, 16 с, 16 н — городские газопроводы высокого, среднего и низкого давлений; 17 — внутризаводские газопроводы промышленного предприятия; 18 — отключающие устройства; 19 — регуляторы давления; 20 — предохранительно-сбросной клапан

Система газоснабжения промышленного предприятия — комплекс сооружений, установок, трубопроводов, регулирующих, смесительных, продувочных и других устройств, обеспечивающих:

- приемку природного газа в заводскую газовую сеть — непосредственно из магистрального газопровода, или от газораспределительной станции (ГРС), или от городских распределительных газовых сетей, а также поддержание необходимых параметров газа в межцеховых и внутрицеховых газопроводах природного газа, распределение и подачу его к потребителям;

- приемку в автономную систему заводских газопроводов искусственных горючих газов (доменного, коксового и др.), образовавшихся в технологических процессах, их очистку, приведение параметров полученных газов к уровню параметров, необходимых потребителям, смешение с другими горючими газами, транспортировку, распределение и подачу к потребителям;

- производство искусственных горючих газов на заводских газогенераторных станциях (ГГС), их очистку, повышение давления и подачу через автономную систему газопроводов к потребителям.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу газа к потребителям, безопасные условия эксплуатации, возможность отключения отдельных элементов для производства ремонтов и для перевода потребителя на использование резервного топлива.

На большинстве промышленных предприятий в качестве топлива, а на многих нефтехимических и химических заводах и в качестве технологического сырья, используют природные горючие газы. Их характеристика приведена в табл. т. 2 настоящего справочника.

На предприятиях некоторых отраслей при выработке технологической продукции побочно получают искусственные горючие газы, объединяемые термином горючие газовые ВЭР (табл. 2.4.1).

На предприятиях, нуждающихся в газовом сырье и топливе, но расположенных вне зоны действия газопроводов природного газа, искусственные горючие газы вырабатываются из твердого топлива, либо из нефтепродуктов на ГГС (табл. 2.4.1). Плотности и объемы газов и воздуха в настоящем разделе приведены при температуре 0 °С и давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.).

Структура системы газоснабжения предприятия выбирается в зависимости от группы, к которой оно относится. К первой группе относятся предприятия, только потребляющие горючие газы, ко второй — предприятия, которые сами вырабатывают газ, но его количество не покрывает собственные потребности, к третьей — предприятия, полностью обеспечивающие свою потребность газами собственной выработки, к четвертой — предприятия, у которых выработка искусственных газов превышает собственную потребность в них. Для предприятий первой и второй групп принципиальные схемы снабжения природным газом приведены на рис. 2.4.2 [7].

Рис. 2.4.2. Схема газоснабжения промышленного предприятия природным газом:

а — одноступенчатая; б — двухступенчатая; в — трехступенчатая; 1 — городской газопровод природного газа; 2 — главное отключающее устройство завода; 3 — компенсатор; 4 — межцеховые газопроводы; 5 — продувочная газовая свеча; 6 — цеховое отключающее устройство; 7 — пункт измерения расхода газа; 8 — внутрицеховые газопроводы; 9 — обвязочные газопроводы потребителей; 10 — главное отключающее устройство потребителя; 11— пробоотборный кран; 12 — кран, отключающий свечу; 13 — заглушка; 14 — центральный ГРП завода; 15 — ГРП цеха; 16 — сборник газового конденсата

Одноступенчатая схема снабжения природным газом применяется, когда всем потребителям необходим газ с избыточным давлением ниже 0,005 МПа, который предприятие получает от городской сети низкого давления, двухступенчатая — когда в городской сети поддерживается среднее (0,005— 0,3 МПа) или высокое (0,3 — 1,2 МПа) избыточное давление, а цехам необходим газ среднего и низкого давления. Трехступенчатая схема предусматривает получение газа от городской сети высокого давления с обеспечением цеховых потребителей газом высокого, среднего и низкого избыточного давления.

На предприятиях второй, третьей и четвертой групп создается автономная схема газоснабжения искусственным газом [7], представленная на рис. 2.4.3. Доменный газ с давлением 0,25 — 0,35 МПа очищается от пыли в мокрых газоочистках и направляется в газовую утилизационную беском-прессорную турбину (ГУБТ), в которой расширяется до давления 0,115 МПа и поступает в систему заводских газопроводов доменного газа. Генератор, вращаемый ГУБТ, вырабатывает электроэнергию, направляемую в систему электроснабжения предприятия.

Коксовый газ перед поступлением в заводской газопровод коксового газа проходит очистку, а его давление повышается на газоповысительной станции (ГПС). Потребители, использующие смесь доменного и коксового газов, получают ее от газосмесительной станции (ГСС).

При отсутствии природного газа и дефиците коксового и доменного на предприятии сооружаются газогенераторная станция (ГГС) или установки, перерабатывающие нефтепродукты для выработки искусственных газов, которые после повышения давления на ГПС поступают к потребителям по своим газопроводам.

Рис. 2.4.3. Схема газоснабжения металлургического завода искусственными газами:

1 — доменная печь; 2 — воздухонагреватели доменной печи; 3 — устройство пыле- и влагоочистки доменного газа; 4 — автоматическое дроссельное устройство; 5 — ГУБТ; 6 — электрогенератор; 7 — заводской газопровод доменного газа; 8 — коксовые батареи; 9 — установка очистки коксового газа; 10 — газоповысительные станции (ГПС) коксового, генераторного и смешанного газов; 11 — заводской газопровод коксового газа; 12— ТЭЦ-ПВС; 13 — котельная; 14 — мартеновский цех; 15 — блюминг; 16 — цех агломерата; 17 — ремонтно-механический цех; 18 — прокатный цех; 19 — газосмесительные станции (ГСС); 20 — газогенераторная станция (ГГС); 21 — заводской газопровод генераторного газа; 22 — газгольдеры коксового газа; ——————— — доменный газ; ————— — коксовый газ; —— • • —— — генераторный газ; —— • —— —смешанный газ

Избытки коксового газа направляются на газификацию коммунально-бытового сектора или на соседние предприятия. Для сглаживания неравномерностей выхода и потребления газа устанавливают газгольдеры или используют потребители-регуляторы.

При проектировании межцеховых газопроводов применяют кольцевые и лучевые схемы, выбор которых определяется уровнем требований потребителей к надежности газоснабжения и технико-экономическим сопоставлением вариантов. Внутри цеха чаще используют тупиковые схемы с ответвлением к продувочной свече в конце каждого тупика. Продувку через свечу осуществляют перед пуском участка в эксплуатацию. Связь газопроводов разных давлений осуществляется только через ГРП.

Потребность в газе \(_^\) на технологические нужды, м 3 /год,

где q — удельный расход теплоты на единицу производимой продукции, ГДж/ед. продукции [7]; П — годовой выпуск продукции, ед. продукции/год; \(_

^

\)— низшая теплота сгорания газа, кДж/м 3 .

Расчетный часовой расход газа \(_^\), м 3 /ч,

где Кmax — коэффициент часовой неравномерности, год/ч [7].