مبانی طراحی ایستگاه تقلیل فشار و اندازه گیری گاز -قسمت اول
در این بخش از مقالات مهام مارکت به بررسی بخش اول مقاله مبانی طراحی ایستگاه تقلیل فشار و اندازه گیری گاز می پردازیم.
طراحی ایستگاه تقلیل فشار
موارد کاربرد ایستگاه ها:
هدف از ایجاد ایستگاه ها، طراحی و نصب سیستم :
1 -فشار شبکه گاز به فشار مورد نیاز مصرف کنند تقلیل یابد.
2 -میزان گاز خروجی از ایستگاه اندازه گیری شود . (Metering)
اجزاء ایستگاه های گاز:
- عایقی اتصال
- بودار کننده
- فیلتر حذف ذرات جامد بزرگ
- فیلتر جدا کننده جامدات و مایعات گازی
- فیلتر خشک
- شیرآلات قطع و وصل کننده (شیر های برقی)
- هیتر
- شیر قطع کن اضطراری
- رگولاتور
- واحد اندازه گیری
- شیرهای اطمینان
- دستگاه های کاهش صدا
- واحدهای نشانگر نظیر ترمومتر و فشارسنج
- خطوط ارتباطی کنترل
- شیرآلات و مجاری تخلیه
- اسکلت فلزی و یا بتونی نگه دارنده
- محوطه و حصار (محفظه نگهداری)
- سیستم های روشنایی و حفاظت
مبانی طراحی ایستگاه:
الف – شرایط طراحی ایستگاه
- شرایط گاز موجود.
- شرایط مصرف کننده.
- فشار و دمای طراحی ایستگاه.
- حداقل و حداکثر فشار ورودی و خروجی ایستگاه گاز.
- دمای طراحی ایستگاه.
- حداقل و حداکثر دمای ورودی و خروجی گاز در ایستگاه.
- حداقل و حداکثر ظرفیت ایستگاه.
- مشخصات گاز طبیعی.
ب- ارائه مشخصات مربوط به لوله و اتصالات
– شرایط گاز موجود:
• منبع تغذیه (نزدیک ترین شبکه گاز موجود)
• فشار منبع تغذیه (فشار شبکه گاز)
• ظرفیت منبع تغذیه (مقدار گازی که شبکه می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد و از پیش در طراحی ظرفیت خط اصلی در نظر گرفته شده است).
– شرایط مصرف کننده:
- میزان مورد نیاز مصرف کننده بر حسب SCMH
- فشار مورد نیاز بر حسب PSIG
-فشار و دمای طراحی ایستگاه تقلیل فشار
- مهمترین فاکتور در تصمیم گیری طراحی و احداث هر ایستگاه فشار نزدیک ترین منبع تغذیه کننده آن می باشد.
- مقایسه فشار منبع تغذیه و فشار مورد نیاز، عامل اصلی تصمیم گیری در تعیین فشار طراحی ایستگاه می باشد.
- به عنوان مثال از شبکه 1000PSI امکان دریافت گاز در فشارهای پایین تر نظیر 400PSI و 250PSI و PSI60 وجود دارد. و در شبکه 250PSI نیز امکان دریافت فشار گاز به مقدار 60PSI می باشد.
-حداقل و حداکثر فشار ورودی و خروجی ایستگاه گاز:
به طور کلی ایستگاه های گاز را به دو دسته کلی می توان تقسیم نمود :
- ایستگاه هایی که مجهز به سیستم تقلیل فشار و اندازه گیری می باشند.
- ایستگاه هایی که تنها در آنها عملیات اندازه گیری صورت می گیرد (station Metering) و فشار گاز ورودی و خروجی تقریبا یکسان است.
– دمای طراحی ایستگاه تقلیل فشار
دمای طراحی ایستگاه شامل دو بخش می باشد.
1 -دمای گاز ورودی و خروجی ایستگاه .
2 -دمای محیط اطراف ایستگاه می باشد.
نقش دمای گاز ورودی با توجه به فشار ورودی و خروجی درتعیین اجزاء ایستگاه بسیار مهم می باشد.
– حداقل و حداکثر دمای ورودی و خروجی گاز در ایستگاه:
حداقل دمای ورودی به ایستگاه گاز همان درجه حرارت گاز نزدیک ترین شبکه به محل ایستگاه گاز می باشد.
با توجه به اینکه گاز در مسیر خود با محیط هم جوار خود از نظر درجه حرارت به حالت پایدار (Steady Steate) می رسد.
بنابراین در حالت پایدار درجه حرارت گاز ورودی به ایستگاه درجه حرارت زمین مجاور خط لوله گاز می باشد.
معمولا بین 5 تا 25 درجه سانتیگراد (70-40 درجه فارنهایت) می باشد.
– حداکثر ظرفیت ایستگاه تقلیل فشار :
حداکثر ظرفیت ایستگاه احداثی در کنار یک خط لوله بستگی به ظرفیت پیش بینی شده در طراحی کلان شبکه انتقال گاز دارد.
عواملی نظیر قطر لوله و فشار گاز موجود در آن بستگی دارد. V=F(P,D)
حداکثر ظرفیت یک ایستگاه در کنار یک خط لوله را با روابط ذیل می توان محاسبه نمود:
-سرعت خطی گاز در داخل شبکه های گاز رسانی در حدود 20sec/m می باشد.
Z =ضریب تراکم گاز برای فشار اتمسفریک و مقدار آن چنانچه قبلا محاسبه نمودیم برابر 0.87 می باشد.
V2= حجم گاز در واحد زمان در شرایط استاندارد SCFH
V1= سرعت خطی گاز Ft/Sec
D = قطر لوله برحسب Ft
P1= فشار خط لوله PSIA
P2= فشار استاندارد 14.7PSIA
– مشخصات گاز طبیعی:
•مشخصات فیزیکی و شیمیایی گاز طبیعی در جدول زیر نمایش داده شده است:
چنانچه ملا حظه شد قسمت اعظم ترکیب شیمیایی گاز طبیعی از هیدروکربن متان و اتان می باشد.
با توجه به جدول :
ارزش حرارتی: BTU/SCFT1180-1000
ضریب تراکم: 0.97-0.77=Z
ضریب تراکم متوسط: 0.870=Zave
وزن مولکولی: 20.014 تقریبا 20
دانسیته نسبی: Specific Gravity (نسبت به هوا (1.0=pair))
از مشخصات فیزیکی فوق در محاسبات طراحی و تجهیزات ایستگاه تقلیل فشار استفاده می شود.
استاندارد طراحی و جنس اتصالات :
الف- فلنج :
- استاندارد موجود جهت انتخاب فلنج ها ANSI B 16.5 می باشد و روش تست ماتریال آن ASTM-A-105 می باشد.
- کلیه فلنج های مورد استفاده در ایستگاه ها از فلنج گلودار ( Welding Neck) و از نوع (R.F. : RAISED FACE) به منظور مکان تماس گاسکت (Gasket)با فلنج) می باشد.
سطح برجسته فلنج باید شیار دار (Serrated) باشد. - استاندارد فلنج ها مطابق کالس ANSI به ترتیب -1500-900-600-400-300-150 2500می باشد. که در مورد ایستگاه های مورد طراحی در ایران تا حداکثر کلاس 600 استفاده می گردد.
نکاتی چند در مورد اندازه های فلنج ها که باید به آن اشاره نمود:
- جنس فلنج ها اغلب از Forged steel SA 105
- ارتفاع سطح تماس با گاسکت نسبت به بدنه فلنج 1/4 اینچ یا حدود 6 میلی متر می باشد.
- قطر سوراخ های عبور پیچ ها1/8 اینچ بیشتر از قطر پیچ ها Bolts است.
ب- اتصالات:
اتصالات فلزی مورد استفاده در ایستگاه تقلیل فشار به سه نوع جوشی، دنده ای و Socket تقسیم می گردند.
انواع اتصالات مورد مصرف در ایستگاه های گاز شامل :
•زانو
• زانو – تبدیل
• تبدیل :هم محور و غیر هم محور
• سه راه شامل دو نوع مساوی و نامساوی
• چهارراه
• درپوش نوع جوشی
• اتصاالت انشعاب
ب-1 -اتصالات جوشی
کلیه اتصالات فوق از جنس فوالد کربنی (carbon steel) نوع بدون درز با لب پخ خورده می باشند. استاندارد ساخت ANSI B 16.9 و روش تست 234-ASTM-A است که قابل انطباق با لوله های API 5L GRADE B می باشد.
ب-2 -اتصالات دنده ای
کلیه اتصالات دنده ای ساخته شده از فوالد کربنی مطابق با استاندارد 11.16 ANSI B و روش تست 150 ASTMمی باشد.
ب-3 -اتصالات جوشی- دنده ای
این نوع اتصالات که اصطالحاً به آن Transfer Fittings هم گفته می شود, شامل اتصالاتی می گردد که ادامه لوله کشی را از حالتی به حالت دیگر تبدیل می نماید.
به عنوان مثال از جوشی به دنده ای توسط Threadoletو یا از جوشی به جوشی دیگر Weldolet انجام می پذیرد.
ب-4 -اتصالات انشعابی
به طور کلی اتصالات انشعابی (Branch Connection) به سه شکل انجام می پذیرد:
نوع اول توسط Teeاست که محکم ترین و مطمئن ترین نوع انشعاب می باشد.
نوع دوم Welding Saddle می باشند.
نوع سوم استفاده از اتصاالت خاصی می باشد که در قسمت تماس با لوله به شکل خاصی مطابق انحنای لوله طراحی شده و پخ خورده می باشد که Threadoletها و Weldoletهای مورد استفاده در ساخت ایستگاه های گاز از این دسته اند.
برای مشاهده و خرید انواع رگلاتور گازی کلیک نمایید…
برای مشاهده و خرید انواع کنتور گازی کلیک نمایید…
برای مشاهده و خرید انواع شیر برقی گاز کلیلک نمایید…
مطالب مشابه:
