Файл: Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие.pdf

Городские газовые сети, обеспечивающие газом жи­ лые районы, делаются обычно двух- и даже трехступен­ чатыми по давлению. При двухступенчатой схеме основ­ ные городские газопроводы разводят газ от ГРС по рай­ онам города при среднем давлении, а затем газ, проходя через газорегулирующие пункты (ГРП), поступает в го­ родскую сеть низкого давления, которая питает комму­ нальных потребителей. К этой сети низкого давления при­ соединяются только коммунально-бытовые и те промыш­ ленные предприятия, на которых расход газа незначите­ лен и колебания его не могут сказаться отрицательно на режиме потребления газа в городских жилых районах.

Таким образом, в газовую сеть подавляющего числа промышленных предприятий нашей страны поступает природный газ среднего или высокого давления.

Некоторые виды искусственных газов (колошнико­ вый, коксовый, генераторный) выдаются производящими их агрегатами.при сравнительно невысоком давлении. Давление таких газов повышается на специальных газоповысительных станциях (ГПС) до значений, требуемых для транспорта и сжигания. В заводскую газовую сеть эти горючие газы подаются (после соответствующей очи­ стки), так же как и природный газ, преимущественно под средним или высоким давлением.

С другой стороны, поскольку многие промышленные агрегаты, потребляющие горючие газы, работают на газе пониженного среднего или низкого давления, в системе заводского газоснабжения всегда имеется некоторое ко­ личество заводских и внутрицеховых газорегулирующих пунктов (ГРП) и установок (ГРУ).

Сети заводского газоснабжения различаются по раз­ мещению этих ГРП, давлению в газопроводах, схеме подвода газа к потребителям, наконец, по способу про­ кладки самих газопроводов. Все это зависит от ряда местных условий и прежде всего от давления, под кото­ рым газ подается на промышленное предприятие и рас­ ходуется агрегатами, что в свою очередь обусловливается конкретными технологическими требованиями к его сжи­ ганию и выбранными в проектирующих организациях го­ релочными устройствами. Например, к доменным и мар­ теновским печам металлургических заводов горючий газ подается при давлении 400—600 кПа и выше, а боль­ шинство нагревательных печей металлургических и ма-

134

Расход газа промышленными агрегатами также раз­ личен. Нагревательная печь большого прокатного стана расходует в год до 30 млн. м3, мартеновская печь — до 60, а воздухоподогреватели большой доменной печи —■ более 175 млн. м3 колошникового газа. Среди нескольких тысяч потребителей газа большого автомобильного заво­ да с десятикилометровой трассой подземных дворовых газопроводов имеются печи, расходующие по 500— 600 м3 природного газа в час, а наряду с этим и мелкие потребители с расходом газа по 3 м3/ч.

Так же сильно отличается и суммарный расход газа по промышленным предприятиям. Предприятия, расхо­ дующие 10 тыс. м3/ч газа, считаются уже крупными его потребителями. На современном металлургическом ком­ бинате с полным циклом производства расходуется 50— 100 тыс. м3/ч только природного газа, а общий расход горючего газа, включая доменный и коксовый, прибли­ жается иногда к миллиону кубометров в час [37]. Нали­ чие на предприятиях нескольких видов горючих газов тоже отражается на структуре системы заводских газо­ вых сетей.

В зависимости от специфических условий потребления газа схемы газоразводящей сети или отдельных ее участ­ ков могут быть различными. В городском газоснабжении широкое распространение получили кольцевые сети, ког­ да к определенной группе потребителей газ подводится

сдвух сторон. Это повышает надежность газоснабжения, но значительно удорожает его.

Наибольшее распространение на промышленных пред­ приятиях получают тупиковые схемы разветвленных га­ зопроводов, когда по двору завода в различных направ­ лениях проложено несколько основных линий (иногда разного давления), от которых идут ответвления к цехам и отдельным агрегатам (рис. 8.1).

Структура этой системы газоснабжения завода услов­ но представлена в виде 4 самостоятельных составных частей: ввода I, дворовых (межцеховых) газопроводов II

сотносящимися к ним заводскими ГРП, внутрицеховых газопроводов III и обвязочных газопроводов IV.

Ввод — это газопровод, непосредственно подающий газ на промышленное предприятие. Он обслуживается

135

газоснабжающей организацией, и имеющиеся здесь зад­ вижка и компенсатор часто располагаются вне террито­ рии предприятия. Оба этих элемента ввода показаны на схеме рис. 8.1 установленными в колодце. Почти всегда газопровод ввода прокладывается в земле. На крупных промышленных предприятиях иногда делают и два ввода.

Рис. 8.1. Принципиальная схема системы газоснабжения промышлен­ ного предприятия природным газом.

Дворовые (межцеховые) распределительные газопро­ воды предназначены для подачи газа от ввода до за­ водских газорегулирующих пунктов и от них — до отво­ дов к цехам. Участки их до заводских ГРП обычно про­ кладываются в грунте; после ГРП они надземные.

Внутрицеховые газопроводы предназначены для рас­ пределения газа по агрегатам внутри помещений цехов. При входе в цех на них устанавливаются отключающие устройства. В систему цехового газоснабжения входят цеховые ГРП и ГРУ.

Обвязочные газопроводы представляют собой систему трубопроводов, разводящих газ непосредственно по го­ релкам использующих его агрегатов. Горелок обычно бывает несколько, и разводка газа должна обеспечить удобную и безопасную их эксплуатацию.

136

Система газоснабжения предприятий, использующих заводские искусственные горючие газы от своих техно­ логических установок (коксовый, ■доменный, крекинггазы и т. п.), обычно сложнее показанной на рис. 8.1. Обусловливается это тем, что здесь нужно создавать и эксплуатировать по существу несколько отдельных си­ стем как по видам газа (доменный, коксовый, природ­ ный), так и по давлению. При этом обычно требуется

/7

Рис. 8.2. Схема сети искусственных горючих газов на металлур­ гическом заводе.

сооружение газосмесительных, дросселирующих и ком­ прессионных установок, станций.

На рис. 8.2 изображена принципиальная схема обе­ спечения металлургического завода искусственными горючими газами, а на рис. 8.3 — природным.

Основными агрегатами, производящими горючие га­ зы на таком предприятии, являются, как это видно из рис. 8.2, доменные печи 1 и коксовые печи 15. В некото­ рых случаях на заводах, где имеются конверторные цехи 14, получается также конверторный газ, используемый Как топливо для парогенераторов. Доменный газ без сме­ шения с коксовым используется здесь только в воздухо­ подогревателях 2 самих доменных печей. Остальные пот­ ребители — агломерационная фабрика 6, ремонтно-меха­ нические цехи 8, мартеновские цехи 10, коксовые печи 15, заводская ТЭЦ 17, станция паровоздушного дутья 5, прокатные цехи 13 и печи блюмингов 11 — получают

137

доменный газ в смеси с коксовым или природным, если последний подводится на завод. В печах блюмингов может использоваться и конверторный газ.

Доменный газ проходит очистку в пылеуловителях 3 и аппаратах вторичной очистки 4, а коксовый ■— в цехах улавливания 16. Давление коксового газа повышается до

Рис. 8.3. Схема распределительной сети природного газа на металлургическом заводе.

требуемого на газоповысительной станции 18, а смеше­ ние его с доменным происходит в ряде смесительных станций 7, 9, 12.

•При поступлении на металлургический завод природ­ ного газа структура топливоснабжения значительно из­ меняется. В первую очередь этот газ направляется в дом­ ны (см. гл. 4), после чего им обычно полностью заменя­ ется доменный и частично коксовый газы в мартеновских печах. Кроме того, природный газ может поступать так­ же в остальные цехи завода и на ТЭЦ, покрывая имею­ щийся обычно на металлургических заводах дефицит искусственных газов.

Подача и распределение на таком заводе природного газа осуществляется, как это видно из рис. 8.3, самостоя­ тельной газовой сетью, из которой в нескольких местах на территории завода природный газ может подаваться на смешение в магистрали искусственных газов.

138

На территорию завода природный газ, как правило, поступает под высоким давлением. Под таким давлением находится и главный заводской дворовой газопровод. К доменным печам 7 и мартеновским цехам 8 газ подво­ дится непосредственно от этого газопровода. Снижение давления до 400—600 кПа (4-—6 кгс/см2) происходит в индивидуальных ГРП 6. Оно может осуществляться и в групповых ГРП.

На заводах могут иметься установки 9 (опытно-про­ мышленные, лабораторные, конверсионные и т. п.), куда газ подводится от линии высокого давления без ГРП, и дросселирование его осуществляется в случае необходи­ мости на самих этих установках.

Ряд цехов 2, куда по технологическим соображениям следует подвести газ среднего давления (например, за­ водская ТЭЦ, литейные цехи), получает его через свои цеховые или групповые ГРП 1. Более мелкие потребите­ ли — вспомогательные цехи 3 — питаются природным газом, как правило, от групповых ГРП среднего или даже низкого давления 4. Дросселирующие установки 5 предназначены для понижения давления . природного газа перед подачей его в общезаводскую сеть газопро­ водов искусственных газов.

Протяженность сетей природного газа на современ­ ном металлургическом заводе исчисляется сейчас кило­ метрами; диаметры их газопроводов та-кж^ весьма зна­ чительны (200—400 мм).

Как следует из рис. 8.1—8.3, системы газовых сетей современных промышленных предприятий достаточно сложны и обслуживание газового хозяйства требует строжайшего соблюдения всех установленных правил. При проектировании и сооружении систем газоснабже­ ния руководствуются «Строительными нормами и прави­ лами Госстроя СССР», и в частности главой «Газоснаб­ жение». Наружные сети и сооружения выполняются по «Нормам проектирования» (СНиП П-Г. 13—66). При эксплуатации газового хозяйства промышленных пред­ приятий руководствуются «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» [33].

§ 8.2. Устройство заводских дворовых газопроводов

Любое газовое топливо наряду с преимуществами обладает и рядом недостатков. Главными из них явля­

139

ются токсичность искусственных горючих газов, удушаю­ щее действие природных газов и способность всех горю­ чих газов создавать с воздухом взрывоопасную смесь. Отсюда вытекает основное требование к газовомухозяй­ ству промышленных предприятий — обеспечение необ­ ходимой прочности и максимальной плотности всех его элементов.

Надежность всех элементов газового хозяйства и бес­ перебойность газоснабжения обеспечиваются правиль­ ным выбором схемы снабжения газом предприятия и его цехов, надлежащим выбором материала и конструкций аппаратов и газопроводов, правильной их прокладкой и монтажом. Правила и нормы устройства всех звеньев газового хозяйства надо знать не только ипженерамстроителям, монтажникам, но и эксплуатационникам, так как им приходится принимать оборудование от строите­ лей, ремонтировать его п реконструировать. Плотность всех газопроводов и аппаратов целиком зависит от каче­ ства монтажных работ, а также от правильной эксплуа­ тации газового хозяйства, от своевременности профилак­ тических осмотров и ремонтов, качества работы ремонт­

давления) и ряда газорегулирующих пунктов (заводских и цеховых).

Правила устройства ГРП будут рассматриваться ни­ же, в гл. 9, а устройство элементов системы цехового газоснабжения — в гл. 10. Здесь мы ограничимся лишь общими правилами устройства заводских дворовых га­ зопроводов. Подробно они изложены в специальной ли­ тературе [33J.

Газопроводы могут укладываться под землей, могут быть и надземными. Правила устройства подземных и надземных газопроводов различаются.

Место главного ввода природного газа на террито­ рию предприятия выбирается с таким расчетом, чтобы до минимума сократить длину газопровода от городской газовой магистрали до ГРП. Обычно этот участок укла­ дывают в грунт, хотя в виде исключения его разрешается выполнять и надземным.

При устройстве подземных участков газопровода следует соблюдать определенную глубину их заложения,

140