تاريخچه استفاده از گاز طبيعي

در بسياري از كتابهاي قديمي، خروج گاز از داخل زمين ثبت شده است. امروزه نيز در بعضي جاها چنين پديده اي را گزارش مي كنند. گاهي اين گاز بر اثر رعد و برق و يا عوامل ديگر، شعله ور مي شود. آتش جاويدان باكو در درياي خزر و يا چشمه سوزان در نزديكي كارستون، در ايالت ويرجينياي غربي واقع در آمريكا نير به همين شكل پديد آمده است. اين حوادث كه در گذشته معمولاً با ترس وبروزخرافات توأم بود، وجود گاز طبيعي را در آن منطقه مشخص مي كرد. اما خرافات ناشي از ناآگاهي به قدري شديد بود كه حتي تا سال 1659 ميلادي همه فكر مي كردند كه ويكان در انگلستان (به دليل اين كه گاز متصاعد شده از حباب هاي سطح آب باعث مي شود تا آب مانند نفت بسوزد حاوي آب جادويي است.

اعتقاد بر اين است كه نخستين بارؤ چيني ها درسه هزار سال قبل براي تبخير آب نمك، از گاز استفاده كردند. تاريخ نويسان دربارة استفادة گاز توسط ايرانيان نوشته اند: «ايرانيان در استفاده از گاز بر ديگر اقوام جهان پشي داشته اند. براي مثال، وجود بقاياي آتشكده ها و معابدي نظير آتش جاويدتن در نزديكي كركوك كه به مشعل بخت النصر معروف بود، در نزديكي كي مخزن گاز طبيعي قرار داشت.

همچنين بقاياي معابد زرتشتيان در نزديكي مسجد سليمان و روايات تاريخي از آتش جاويدان آتشكدة آذر گشتاسب در آذربايجام، همگي گواه اين مدعي است كه: «ايرانيان باستان بنا بر اقتضاي محيط مذهبي خويش، آتش را گرامي مي داشتند.»

درفلات مركزي و جنوبي ايران، درمناطقي كه جنگل هاي انبوه وجود نداشت، براي روشن نگه داشتن آتش مقدس، از امكانات ديگري به جز چوب هاي جنگلي سود مي بردند؛ زيرا طبيعت اين مناطق به خاطر وجود ذخاير فراوان زيرزميني، دستيابي به سوخت را براي آن ها آسان مي كرد. مناطق غرب، جنوب وجنوب غربي ايران از ديرباز روي دريابي از نفت و مشتقات آن قرار داشتهاندودارند. درايران باستان هم بعضي از اين منابع به دليل عمق بسيار كمي كه داشتند ودارند. در ايران باستان هم بعضي از اين منابع به دليل عمق بسيار كمي كه داشتند، براثر فرسايش خاك، يا حركت گسل ها ويا ساير عوامل طبيعي ديگر به صورت قطراتي ناچيز از آن درياي زيرزميني خود به بيرون تراوش مي كردند و انسان متفكر را به بهره برداري از آن وادار مي ساختند.

در بعضي از اسناد تاريخي آمده است: «ايرانيان قبل از فلسطيني ها، سومري ها و حتي چيني ها از نفت و گاز به گونه بسيار ابتدايي، تصادفي وبدون برنامه ريزي استفاده مي كردند و بيش ترين بهره اي كه از آن مي گرفتند، براي پايدار نگه داشتن آتش هاي مقدس بود. با اين همه، دربارة پيدايش نفت و گاز درايران چندان نمي توان سخن گفت، زيرا آنچه كه از اين صنعت با امكانات ابتدايي آن در روزگار كهن ايران خبر مي دهد، بسيار اندك است.

در هر حال، استفاده صنعتي و اقتصادي ازگاز در جهان، از سال 1792 ميلادي شروع شد. دراين سال ، شخصي به نام ويليام مورداك از اهالي انگلستان برا نخستين بار توانست ب حرارت دادن زغال سنگ در ظرف سر بسته اي، گاز حاصل از آ“ را به وسيله لوله اي به يكي از اتاق هاي منزل مسكوني خود منتقل كند و آنرا بسوزاند.

با اينكه منابع عظيم گاز تا اوائل قرن 20 كشف شده بود، ولي به علت عدم امكان انتقال آن از چاه ها، عملاً از آن استفادة عمومي و صنعتي نمي شد. تا اين كه در سال 1930 م. استفاده از گاز با توجه به انتقال آن، جنبه عمومي پيدا كرد.

در ايران نيزر با اين كه درسال. 1280 ه.ش اولين چاه نفت در قصر شيرين زده شد، اما استفاده از منابع گازي از سال 1344 ه.ش در پوشش شركتي به نام «شركت ملي گاز» ايران آغاز شد.

ازمنابع گاز در ايران مي توان به خانگيران، سرخون، نار، قشم و …اشاره كرد. برمبناي يك برنامة 20 ساله، قرار است گاز توسط خط لوله به تمامي ايران انتقال يابد كه طبق اين برنامه 1600 كيلومتر خطوط لوله اصلي و  2700 كيلومتر لوله داخل شهري احداث خواهد شد.

گاز طبيعي و همچنين نفت از تجزية بقاياي لاشه ها و اجساد جانوران و گياهان تحت دما و فشار زياد به وسيلة باكتري هاي عمل كننده به مرور زمان به وجود آمده اند. گاز طبيعي معمولاً به صورت محلول در نفت خام در لايه هاي بالايي نفت خام و يا در سفره هاي مستقل زيرزميني وجود دارد. 80 الي 85 درصد از گاز طبيعي را گاز متان (CH₄) و حدود 10 الي 15 درصد آن بار گاز اتان (C₂H₅) و حدود 5 در صد آن را هيدروكربن هاي سنگين تر نظير پروپان، بوتان، پنتان، آب، دي اكسيدكربن و سولفيد هيدوژن و… تشكيل مي دهد. گاز توليد شده از چاه پس از جمع آوري به واحد مركزي پالايش توسط خطوط لوله انتقال داده مي‌شود.

پالايشگاه گاز

گاز طبيعي پس از ورود به پالايشگاه، مراحل زير را طي مي كند.

الف) جمع آوري

ب) فرآيند شيرين كردن گازترش،

پ) نم زدايي،

ت) اندازه گيريؤ كنترل و ارسال گاز.

الف) جمع آوري

همانطور كه گفته شد، گاز طبيعي به دست آمده حاوي هيدروكربن هاي سنگين از قبيل پروپان و بوتان و… مي‌باشد كه در بخشي از پالايشگاه از گاز طبيعي جدا مي شود. پس از اين مرحله، فشار گاز توسط كمپرسورها تقويت و جهت مراحل بعد ارسال مي شود.

ب) فرآيند شيرين كردن گاز ترش

گاهي اصطلاح «گاز شيرين» و «گاز ترش» را شنيده ايم . ابتدا اين اصطلاح را تعريف، سپس به توضيح اين فرايند مي پردازيم.

گاز ترش: اصطلاح گاز ترش به گازياطلاق مي شود كه حاوي تركيبات گوگرد و دي اكسيد كربن باشد كه به علت ايجاد پوسيدگي در لوله هاي حامل گاز و همچنين پايين آوردن ارزش حرارتي بايد از گاز طبيعي جدا شوند.

درصورتي كه اين تركيبات از گاز طبيعي جدا شوند، اصطلاحاً به اين گاز، گاز شيرين گفته مي شود. اگر گاز استخراج شده ترش باشد، با استفاده از يك برج، اين تركيبات از گاز جدا مي شود كه به آن برج تماس است. گاز از پايين برج به طرف بالاي برج و مايع منو و مايع منو اتانول آمين از بالاي برج به طرف پايين جريان مي يابند. گاز و مايع به طور كامل روي سيني ها يا در توده اي از استوانة مشبك كه در داخل برج تماس نصب شده است، با يكديگر تماس برقرار مي كنند.

محلول منو اتانول آمين پس از جذب گازهاي طبيعي و سولفيد هيدوژن ودي اكسيد كربن به صورت منو اتانول آمين غني شده از گازهاي اسيدي از پايين برج خارج شده و از بالا وارد برج ديگري به نام احيا مي شود تا پس از دفع گازهاي اسيدي دوباره وارد برج تماس شود. در پايين برج احيا. جوشاننده هاي آب وجود دارند كه محلول آمين توسط بخار آب حرارت مي بيند و از گازهاي اسيدي در دماي 110 تا 116 از آن جدا مي شوند. گازهاي اسيدي كه از محلول آمين خارج مي شوند، همراه با بخار آب وارد مايع كننده هوايي مي گردند. در اين جا، بخار آب متراكم وبه آب تبديل مي شود. آب و گازهاي اسيدي در جدا كننده از هم جدا مي شوند. آب حاصل به بالاي برج احيا به عنوان مايع برگشتي فرستاده مي شود و گازهاي اسيدي به مشعل مي روند و مي سوزند.

پ) نم زدائي

نام ماده نم زدا آلومينا واز جنس اكسيد آلومينيوم است. گاز از بالا به طرف پايين برج خنك كننده جريان مي يابد وآلومينا، آب همراه گاز را جذب مي كند. اگر مقدار جزئي از منو اتانول آمين نيز همراه گاز باشد،آن نيز توسط آلومينا جذب خواهد شد. ممكن است ذرات ريز معلق كه حاصل برخورد گاز با آلومينا است، همراه گاز وجود داشته باشد. با تعبيه يك دستگاه فيلتر، اين ذرات از گاز جدا مي شوند و گاز شيرين خشك از برج نم زدا خارج مي شود.

ت) اندازه گيري، كنترل، و ارسال گاز

پس از طي مراحل بالا، ميزان گاز عبوري توسط ايستگاه هاي اندازه گيري (كنتور) اندازه گيري شده و پس از كنترل ميزان تركيبات موجود در گاز طبيعي براي مصرف توسط خطوط لوله به دستگاه هاي تقويت فشار هدايت مي شود.

 

 بوي بد گاز از چيست؟

از آن جا كه گاز طبيعي فاقد بوي خاص مي باشد ودر صورت نشت احتمالي خطر آفرين است، ماده مخصوص به نام (مركاپتان) – كه بوي نافذي دارد- به وسيلة‌ دستگاه ادورايزر (Odorizer) به گاز اضافه مي شود.

 

 

 

 

 

 

به طور كلي گازها به دو حالت زير توزيع مي شوند:

1-  گاز مايع،

2-  گاز طبيعي (خطوط لوله)،

گاز مايع

درپالايشگاه نفت، گازهايي كه از تركيبات ئيدروكربن تشكيل شده اند، مانند پرويان، بوتان با درصدهاي مشخص تحت شرايطي مخلوط، و در فشار بالا در مخازني متراكم مي‌شوند وبه آن گاز مايع مي گويند.

گاز مايع به روش هاي زير قابل انتقال است:

-         مخزن هاي راه آهن

-         كشتي هاي مجهز به مخازن مخصوص گاز مايع

-         كاميون هاي مجهز به مخزن گاز مايع

-         سيلندرهاي گاز مايع

گاز مايع براي مصارف خانگي، در سيلندرهاي فولادي سبك و سنگين توزيع مي شوند. گاز مايع با فشار زياددر اين سيلندرها متراكم شده وبراي استفاده از آن از دستگاهي به نام رگولاتور استفاده مي شود تا بتوان فشار واندازة جريان گاز را به ميزان مطلوب رساند و مورد استفاده قرار داد.

وزن قابل ملاحظه، تعويض مكرر سيلندرها و همچنين حمل ونقل دشوار را مي توان از معايب انتقال گاز توسط مخزن هاي استوانه اي دانست.

اين روش به علت معايبي كه داشت، خيلي زود جاي خود را به انتقال گاز طبيعي از طريق خطوط لوله داد.

گاز طبيعي

همان طور كه گفته شد، گاز طبيعي يا زا منابع مستقل گازي ويا به صورت «گاز همراه» محلول از نفت خام استخراج مي شود كه پس از جدا شدن ناخالصي ها در واحد پالايش به طور مستقيم براي مصرف كنندگان توسط خطوط لوله انتقال مي يابد.

مراحل انتقال گاز طبيعي توسط خطوط لوله از ابتدا تا مصرف كننده به ترتيب زير ساست؛

 1-خطوط لوله انتقال اصلي

اين خطوط انتقال دهند گاز با فشار بالا ازمنابع گازي و ايستگاه هاي تقويت فشار تا ايستگاه دروازه ورودي شهر يا city Gate Station)  C.G.S ) مي باشد در اين خطوط، لوله هاي به قطر 56 اينچ و فشار گاز در حدود _psi1100<p<_psi350 را مي توان مشاهده كرد.

2-خطوط يا شبكه هاي تغذيه:

اين خطوط گاز خروجي از ايستگاه دروازه ورودي شهر را به ايستگاه هاي تقليل فشار درون شهري (Town Border Station) T.B.S و مراكز صنعتي و كارخانجات هدايت مي كند.

اين خطوط كه پس از عبور از ايستگاه دروازه ورودي شهرC.G.S  مي گذرد، فشار گاز را به _psi 250 تقليل مي دهد و قطر لوله ها در اين مرحله 12 اينچ مي باشد.

3-شبكه خطوط اصلي

شبكه اي از حلقه ها و شاخه هاي در اندازه قابل ملاحظه و ظرفيت بالاست كه در طول مسيرهاي اصلي شهر گاز را توزيع مي كند. اين خطوط پس از گذشتن از ايستگاه تقليل فشار درون شهري Tbs به فشاري معادل _pis 60 و قطر آن بين 4 تا 6 اينچ مي رسد.

4-خطوط شاخه اي 2 اينچ.

اين خطوط از خطوط اصلي شبكه منشعب و گاز را به داخل معابر وكوچه ها هدايت مي كند. فشار دراين خطوط بين 15 تا ­_psi 30 مي باشد.

5-خطوط لوله انشعاب:

اين خطوط ار خطوط 2 اينچ وبه رگولاتورهاي خانگي منتهي مي شود. در اين صورت فشار براي مصرف كننده خانگي به _psi 4/1 مي رسد.

با كمي توجه به 5 مرحله انتقال، مي بينيم كه ابتدا فشار گاز افزايش يافته و سپس در ت3 ايستگاه C.G.S، و T.B.S و رگولاتور خانه كاهش مي يابد.

اين افزايشس يا تقويت فشار به سه علت صورت مي پذيرد:

1-  طولاني بودن مسير؛

2-  افزايش جمعيت؛

3-  اصطكاك با جدار لوله ها؛

1-  با توجه به اين كه فقط برخي مناطق داراي ذخاير گازي مي باشند و از مناطقي كه بايد گازرساني شود، فاصله بسيار دوري دارد، اين گاز بايد با فشاري بسيار زياد حركت كند تا با وجود دريافت گاز اين خط لوله توسط شهرهاي مسير، همچنان با فشاري مناسب به مصرف كنندگاه آخرين شهر نيز برسد.

2-  وقتي يك خط لوله توسط گروه مهندسان مورد طراحي قرار مي گيرد، به اولين عامل كه جمعيت در 15 سال آينده است، توجه مي شود.

با توجه رشد جمعيت كشور، مهندسان طراح، قطر و فشار گاز خطوط لوله را بايد طوري طراحي كنند كه اين خطوط تا حداقل 15 سال آينده نيازي به ايجاد خط لوله جديد نداشته باشند.

3-  با وجود آن كه گاز استخراجي داراي فشار زيادي است، امابه خاطر دوري مسير، ايجاد اصطكاك با جدار لوله دچار افت مي شود. براي جبران اين افت از ايستگاه هاي تقويت فشار استفاده مي كنند.

حال با اين توضيحات، مي توان به شرح مختصري از يك ايستگاه تقويت فشار و همچنين ايستگاه تقليل فشار پرداخت.

ايستگاه هاي تقويت فشار

همان طور كه گفته شد، براي انتقال سيال گاز، از فشاري استفاده مي كنيم كه منبع و توليد كننده آن دستگاهي به نام كمپرسور است. درطول خطوط براي هر صد مايل، يكي از اين ايستگاه هاي فشار را كه دستگاه كمپرسور در ان قرار دارد، درنظر مي گيرند. كمپرسور، باعث افزايش انرژي گاز مي شود، درست مانند يك پنكه الكتريكي . هوايي كه ساكن است، همچنان تمايلبه سكون دارد. وقتي پنكه را روشن مي كنيد، تيغه هاي آن، هوا را مي فشارد. هوا در برابر اين تيغه ها، مقاومت مي كند. اين مقاومت باعث مي شود كه ملكول هاي هوا به هم نزديك تر شوند. هر چه ملكول هاي هوا به هم فشرده تر شوند، از حجم آنها كاسته مي شود. درنتيجه، فشار افزايش مي يابد. هرچه تيغه ها سريع تر بچرخند، هوابا سرعت بيش تري جلو رانده مي شود. دراين جا، پنكه با كار كردن روي هوا باعث مي شود كه سرعت وفشار هوا بالا رود.

كل انرژيي كه از كمپرسور خارج مي شود، خيلي بيش تر از مقداري است كه وارد كمپرسور مي شود. مقدار انرژيي كه گاز ذخيره مي كند، به مقدار كاري كه كمپرسور روي آن انجام مي دهد، بستگي دارد.

كمپرسورها با توجه به كاري كه انجام مي دهند، انواع مختلفي دارند:

كمپرسورهاي گريز از مركز

طبق قانون دوم نيوتن، اگر به جسمي هيچ نيرويي وارد نشود، جسم ، حالت خود را حفظ مي كند، يعني اگر در حال سكون است، به همان حال باقي مي ماند و اگر در حال حركت است، با سرعت ثابت به حركت خود ادامه مي دهد.

 

حال فرض مي كنيم، ساچمه اي كه به نخي بسته شده است، با سرعت معيني رها شود. اگر هيچ نيرويي اعم از اصطكاك و …بر ساچمه وارد نشود، ساچمه روي بك خط مستقيم به حركت خود ادامه مي دهد. اگر نخ به محور ثابتي بسته شده باشد و ساچمه را با سرعت ثابتي حركت دهيم، تا زماني كه نخ متصل به محور سفت شود، همچنان روي يك مسير مستقيم حركت م كند، اما از آن پس منحرف مي شود وبا نيرويي كه به آن وارد شده است، در مسير دايره اي مي افتد و باز به حركت خود ادامه مي دهد.

اگر در اين حالت نخ پاره شود، ساچمه همچنان به حركت مستقيم خود ادامه مي دهد. در اين هنگام ، ساچمه توسط نيروي جانب مركز روي مسير نگه داشته مي شود. نيروي گريز از مركز درست درمقابل نيروي جانب مركز روي مسير نگه داشته مي شود. نيروي گريز از مركز درست درمقابل نيروي جانب مركز به وجود مي آيد.

يك صفحه دوار(ديسك) درا در نظر بگيريد كه روي آن چند تيغه، طوري نصب شده باشد كه درمركز با يكديگر زاويه بسازند. اگر ساچمه اي را بين دو تيغه نزديك مزكز قرار دهيم، هنگامي كه صفحه شروع به حركت مي كند، حركت يكي از تبغه ها به ساچمه نيرو وارد مي كند و ساچمه در يك مسير مستقيم – يعني در طول تيغه- شروع به حركت مي كند. چون دراين جا نيروي جانب مركز بسيار ناچيز است، ساچمه از صفحه به طرف خارج از مركز پرتاب مي شود.

وقتي صفحه حركت مي كند، ساچمه از صفحه به تيغه اتصال دارد. براي هر چرخش، نقطه A از مركز فاصله بيش تري مي يابد و در نتيجهA تندتر مي چرخد. بنابراين هر چيزي كه توسط اين صفحه بچرخد، قسمتي از آن كه به مركز دورتر است، سرعت بيش تري را خواهد داشت.

يك پروانه كمپرسور از دو صفحه ساخته شده است كه توسط تيغه هايي از هم جدا شده ند. وقتي پروانه مي چرخد،‌تيغه ها به هوا فشار وارد مي آورند. طبق آن چه گفته شد، ملكول هاي هوا در يك مسير مستقيم حركت مي كنند و چون نيروي جانب مركز وجود ندارد، ملكول هاي هوا به خارج از مركز پروانه هدايت مي شوند و سرعت مي يابند. طبق نيروي عكس العمل، هوا تمايل دارد كه نيرويي مخالف تيغه ها وارد آورد، در نتيجه، فشار هوا بالا مي رود و پروانه باعث افزايش سرعت و فشار مي شود. به اين ترتيب، مي توان گفت: «پروانه وسيله اي است كه در كمپرسورهاي گريز از مركز باعث حركت گاز مي شود.» در اين جا پروانه روي گاز كار انجام مي دهد و اين كار تبديل به انرژي مي شود واين انرژي حاصله در گاز جمع مي شود. گاز پس از خروج از پروانه، وارد محفظه اي به نام پخش كننده مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

ديگر پروانه هيچ عملي روي گاز انجام نمي دهد. قطر پروانه كم تر از قطر پخش كننده ايت. درآن جا، سرعت گاز افزايش مي يابد. بنابراين، مي توانيم بگوييم كه: «كارپخش كننده، افزايش فشار گاز است. پس از عبور گاز از پخش كننده، گاز وارد حلزون مي شود وبه همين ترتيب افزايش فشار گاز ادامه مي يابد.»

كمپرسورهاي محوري

كمپرسوري كه گاز را در امتداد محور خود حركت مي دهد، كمپرسور محوري ناميده مي شود.اين كمپرسورها يك قطعه ثابت به نام استاتور (ststor)  و يك قطعه متحرك به نام روتور (Rotor) دارند. قسمت روتور، حامل تيغه هاي متحركي ماند تيغه هاي پنكه است. اين تيغه هاي متحرك وقتي مي چرخند. به گاز فشار مي آورند وباعث حركت و جريان گاز مي شوند ؛ و باعث افزايش سرعت گاز هم مي شوند. اين گاز با سرعت بسيار به طرف تيغه هاي ثابت فشار مي آورد و از بين فاصله تيغه ها عبور مي كند. اين فاصله ها مانند پخش كننده عمل مي كنند وباعث كم شدن سرعت و در نتيجه افزايش فشار گاز مي شوند. تيغه هاي ثابت ، كار راهنمايي گاز را نيز انجام مي دهند، يعني گاز را به تيغه هاي متحرك مرحله بعد هدايت مي كنند. با اضافه كردن تيغه هاي ثابت و متحرك، مي توان فشار گاز رابيش تر وبيش تر كرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تيغه هاي كمپرسور در اندازه هاي مساوي نيستند و هر چه به طرف خارج نزديك تر مي شوند، كوچك تر مي شوند. بنابر اين در اين نوع كمپرسور ها، تيغه هاي متحرك به گاز سرعت مي دهند وتيغه هاي ثابت، با بالا بردن سرعت باعث افزايش فشار گاز مي گردد. بنابراين ، مي توانيم: «دراين نوع كمپرسورها، افزايش فشار، گاز را به تدريج به فضاي تنگ تري مي راند ودرنتيجه كم شدن حجم ، فشار آن بالا مي رود.»

ايستگاه تقليل فشار

بر سرراه اين خطوط لوله، شهرهايي وجود دارند كه بايد از اين گاز بهره مند شوند.

گاز مصرفي اين شهرها (خانگي و صنعتي) ، فشاري پايين تر و همچنين لوله هايي در اندازه هاي كوچك تر دارند. به همين علت در اين قسمت ها بايد ايستگاه هاي تقليل فشار نصب كرد. تقليل فشار درسه مرحله انجام مي گيرد:

مرحله اول: ايستگاه هاي تقليل فشار كه در دروازه ورودي شهر قرار مي گيرد و C.G.S نام دارد. در اين مرحله، فشار تا مرحله _psi250 پايين مي آيد.

مرحله دوم: ايستگاه هاي تل=قليل فشار كه درون شهري هستند و T.B.S نام دارند. در اين مرحله، فشار تا مرحلة _psi 60 پايين مي آيد.

مرحله سوم: رگولاتور كه با كنترل جريان فشار گاز را به مقدار معين تنظيم مي كند.

رگولاتور

بسياري از شما، رگولاتور را ديده ايد و حتماً ا زخود پرسيده ايد: «كاراين دستگاه چيست؟»

تعريف رگولاتور

رگولاتور، دستگاهي است كه ميزان جريان گاز را به فشاري ثابت و متناسب با تقاضاي مصرف كمده هماهنگ مي كند.

چگونگي عملكرد دستگاه رگولاتور

براي درك بهترعملكردستگاه رگولاتور، يك مثال ساده مي زنيم.

اگر دستگاهي مانند شكل زير، وظيفة كنترل فشار مصرف كننده را بر عهده داشته باشد، فرض مي كنيم فشاري معادل _psi 2 توسط فشار سنج، نشان داده شود ودو مشعل مشابه با مصرف يكسان را به عنوان مصرف كننده در نظر مي گيريم. در ابتدا از يك مشعل استفاده مي كنيم، يعني شير را به اندازه اي باز مي‌كنيم كه در شرايط طبيعي، فشار سنج، فشار خروجي را _psi 2 نشان دهد. در چنين شرايطي، اگر از مشعل دوم هم استفاده كنيم، عملاً مصرف را افزايش داده‌ايم. اين افزايش مصرف، فشار گاز درقسمت خروجي شير را كاهش مي دهد. اين كاهش، درفشار سنج نيز مشخص مي شود. در چنين شرايطي، شخص كنترل كننده، اهرم كنترل شير را بيش تر باز مي كند تا ميزان جريان گاز بيش تر شود؛ به حدي كه فشار به مقدار مشخص شده قبلي برسد. دراين نمونه، شخص كنترل كننده شير و فشار سنج،‌ همگي نقش رگولاتور را دارند.

 

 

 

 يعني همان طور كه شخص براي هماهنگ كردن ميزان جريان گاز- در فشار ثابت- با تقاضاي مصرف كننده، شير را تا حد  مورد نياز باز مي كند، رگولاتور نيز به طور خودكار اين كار را انجام مي دهد.

كنترل خودكار چگونه انجام مي شود؟

اجزاي اصلي دستگاه رگولاتور عبارتند از 1- خط كنترل فشار2- دريچه تنظيم 3- ديافراگم.

نيرويي كه سبب لالا و پايين رفتن صفحه ديافراگم مي شود، حاصل فشار گاز برسطح ديافراگم است. به عبارت ديگر، دريچه تنظيم در وضعيت معيني قرار مي گيرد وگاز به اندازه اي عبور مي كند كه فشار خروجي ثابت باشد. با توجه به مثال قبل، هرگونه تغييري در فشار خروجي به وجود آيد، ميزان مصرف توسط خط كنترل تغيير مي يابد و تأثير آنبه محفظه زير ديافراگم هدايت مي شود. آن نيز به نوبه خود، باعث تغيير زير ديافراگم و به هم خوردن تعادل موجود بين نيروهاي بالا و پايين ديافراگم مي شود.

 

 

 

 

تغيير وضعيت ديافراگم وبرقراري وضعيت تعادلي جديد، به گونه اي صورت مي گيرد كه با تنظيم ميزان جريان گاز، فشار خروجي را به مقدار قبلي برگداند وتعادل لازم را بين نيزوها به وجود مي آورد.

حال براي روشن تر شدن مطلب ، رگولاتور را در دو وضعيت متفاوت بررسي مي كنيم.

1-  مصرف گاز زياد مي شود

با افزايش مصرف گاز، فشار خروجي كاهش مي يابد، افت فشار به وسيله خط كنترل به قسمت تحتاني ديافراگم منتقل مي شود. اين كار، نيروي تحتاني وارد بر ديافراگم رانسبت به حالت اوليه كاهش مي دهد. در نتيجه، ديافراگم به طرف پايين حركت مي كند. حركت ديافراگم به سمت پايين، دريچه عبور گاز را به آن اندازه باز مي كند كه بتواند افزايش مورد نياز مصرف را تأمين كند. هم زمان با افزايش مقدار گاز عبور كرده، فشار خروجي نيز افزايش مي يابد تا به مقدار قبلي، يعني حالت تعادل برسد. در اين هنگام، نيروي تحتاني وارد بر ديافراگم به مقداراوليه مي رسد و در نتيجه، ديافراگم در وضعيت جديد باقي مي ماند.

2 مصرف گاز كاهش مي يابد

با كاهش مصرف  گاز، فشار خروجي افزايش مي يابد. در نتيجه، نيروي تحتاني وارد بر دياگرام نيز افزايش مي يابد. بر اثر آن، ديافراگم به طرف بالا كشيده مي شود. 

به اين ترتيب، دريچه عبور گاز اندكي بسته مي شود. مقدار كن تري گاز از آن عبور مي كند. عبور كم تر گاز باعث كاهش فشار خروجي مي شود، طوري كه به ميزان فشار تنظيم شده اوليه توأم مي رسد. در اين صورت، ديافراگم در وضعيت جديد خود تعادل مي يابد.

كنتور يا «جريان سنج» گاز

حتماً قبض هزينه گاز را ديده ايد. اين قبض، هزينه مصرف گاز را در مدتي معين، در يك واحد مصرفي نشان مي دهد. همه مي‌دانيم كه مأموران شركت گاز با ثبت عددي از روي كنتور كه به آن جريان سنج نيز مي گويند، مقدار مصرف هر منزل را مشخص و هزينه رامحاسبه مي كنند. تفاضل اين عدد با عددي كه در نوبت قبل باز روي كنتور به ثبت رسيده ، نشان  دهنده ميزان مصرف است.

كنتورها، مصرف گاز را چه در حد مصرف ناچيز يك اجاق گاز كوچك باشد و چه در حد مصرف فوق العاده زياد دستگاه هاي صنعتي يا بك شهر، به طور دقيق اندازه مي گيرند.

اولين كنتور در سال 1815 م در انگلستان اختراع شد واز آنتاريخ مورد استفاده قرار گرفت. اين «جريان سنج» را «جريان سنج مرطوب» مي نامند. بخش اصلي آن، يك ظرف تو خالي استكه چهار محفظه اندازه گيري مساوي در آن روي يك محور افقي قرار گرفته است  و مي توان حول آن محور بچرخد. به اين نوع جريان سنج، به اين دليل مرطوب گفته مي شود كه بيش از نصف ظرف آن ازآب يا روغن پر شده است و گاز در حين اندازه گيري، در بالاي سطح مايع (آب يا روغن) محبوس مي شود(براي اندازه گيري صحيح و دقيق ، سطح آب بايد در محل معين شده ثابت نگه داشته شود ودستگاه طراز باشد.)

مطابق شكل زير، گاز از طريق دريچه E وارد محفظه اندازه گيري D مي شود و محفظه ها را درجهت حركت عقربه هاي ساعت مي چرخاند. درهمان حال، گازي كه قبلاً محفظه C را اشغال كرده يود، از دريچه C خارج مي شود. در هر دور، هر محفظه اندازه گيري به نوبت پر و خالي  مي شود. تعداد دورها كه نماينده حجم ثابت گاز عبور داده شده مي باشند، به وسيله يك شمارنده شمرده مي شود.

 اين دستگاه با اين كه يكي از دقيق ترين جريان سنج هاي حجمي محسوب مي شود، به علل زير قابل استفاده نيست:

1-  مشكل نگه داشتن سطح آب در حد معين؛

2-  انجماد آب درنقاط سرد سير؛

3-  بزرگي حجم دستگاه؛

4-  بالا بودن قيمت، نسبت به ظرفيت دستگاه؛

امروزه از جريان سنج هاي مختلفي مي توان استفاده كرد كه عبارتند از: جريان سنج هاي جا به جايي و توربيني.

الف) جريان سنج جابه جايي:

اين ها، حجم گاز را به حجم ثابتي تقسيم و سپس آن را به صورت پيمانه اي ، اندازه گيري مي كنند ( مانند جريان سنج مرطوب) و انواع اين جريان سنج ها عبارتند از :

1-  جريان سنج رفت وبرگشت پيستوني؛

2-  جريان سنج مرطوب

3-  جريان سنج ديافراگمي؛

ب) جريان سنج توربينيك

اين جريان سنج ها، متداول ترين جريان سنج ها، متداول ترين جريان سنج هاي ايستگاه هاي تقليل فشار واندازه گيري هستند كه حجم گاز را از ميزان سرعت گاز واندازه حركتي كه گاز به پره هاي بك توربين منتقل مي كند، اندازه مي گيرند.

كنتور يا جريان سننج هاي خانگي (ديافراگمي)

بيش از صد سال است كه از اين دستگاه براي اندازه گيري گاز تحويلي به مشتري استفاده مي شود.

اين نوع «جريان سننج» سه قسمت اصلي دارند:

1-  محفظه هاي انداره گيري؛

2-  سيستم سوپاپ كه دريچه ورود و خروج هر محفظه را به نوبت باز وبسته مي كند؛

3-  «سازوكار» شمارنده.

محفظه اندازه گيري به وسيله يك صفحه جداساز به دو قسمت تقسيم مي شود. هر كدام از اين قسمت ها نيز توسط يك ديافراگم كه قابل ارتجاع است، به دو بخش تقسيم مي شود. به اين ترتيب، چهار محفظه اندازه گيري به وجود مي آيد. با جريان گازبه داخل محفظه ها، ديافراگم منقبض و منبسط مي شود وديسك روي ديافراگم به عقب مي رود ويا ب جلو مي آيد. به اين ترتيب، حجم مشخصي از گاز را از يك محفظه به خارج مي راند ودرهمان حال، محفظه طرف ديگر ديافراگم را پر مي كند. جريان گاز ره داخل و خارج محفظه ها، توسط شيرهاي كشويي برقرار مي شود كه آن نيز به وسيله حركت ديافراگم ها باز وبسته مي شود. هميشه فقط يك حجم ميزان گاز جابه جايي رانشان مي دهد. براي به حركت درآوردن شيرها وعملكرد شمارنده حركت و به عقب و جلو رفتن ديافراگم با كمك چند اهرم به حركت دوراني تبديل مي شود. يان حركت دوراني باعث عكس العمل شمارنده مي شود و شمارنده يكي به جلو حركت مي كند.

مراحل چهارگانه عمل جريان سنج هاي ديافراگمي

مرحله1- محفظه 1 در حال تخليه، مرحله 2 درحال پر شدند، محفظه 3 خالي و محفظه 4 درمرحله قبل كاملاً پر شده است.

 

مرحله 2- محفظه 1 كاملاً خالي، محفظه 2 كاملاً پر، محفظه 3 درحال پرشدن و محفظه 4 در حال تخليه است.

 

مرحله 3-  محفظه 1 درحال پرشدن، محفظه 2 در حال تخليه، محفظه 3 كاملاً پرشده و محفظه 4 كاملاً خالي است.

 

مرحله 4- محفظه 1 كاملاً 1 پر، محفظه 2 كاملاً خالي، محفظه 3 در حال تخليه و محفظه 4 در حال پر شدن است.

تاريخچه استفاده از گاز طبيعي.. 1

پالايشگاه گاز. 5

پالايشگاه گاز. 6

الف) جمع آوري.. 6

ب) فرآيند شيرين كردن گاز ترش.... 6

پ) نم زدائي.. 8

ت) اندازه گيري، كنترل، و ارسال گاز. 8

بوي بد گاز از چيست؟. 9

گاز مايع. 10

گاز طبيعي.. 11

1-خطوط لوله انتقال اصلي.. 11

ايستگاه هاي تقويت فشار. 14

كمپرسورهاي محوري.. 19

رگولاتور. 21

كنتور يا «جريان سنج» گاز. 25

 

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: پنجشنبه 07 اسفند 1393 ساعت: 17:36 منتشر شده است
برچسب ها : تاريخچه استفاده از گاز طبيعي,پالايشگاه گاز,بوي بد گاز از چيست؟,گاز مايع,گاز طبيعي,ايستگاه هاي تقويت فشار,كمپرسورهاي محوري,رگولاتور,كنتور يا «جريان سنج» گاز,

تحقیق رایگان

سایت علمی و پژوهشی و آسمان

سایت علمی و پژوهشی اسمان

تاريخچه استفاده از گاز طبيعي

مقدمه

در بسياري از كتابهاي قديمي، خروج گاز از داخل زمين ثبت شده است. امروزه نيز در بعضي جاها چنين پديده اي را گزارش مي كنند. گاهي اين گاز بر اثر رعد و برق و يا عوامل ديگر، شعله ور مي شود. آتش جاويدان باكو در درياي خزر و يا چشمه سوزان در نزديكي كارستون، در ايالت ويرجينياي غربي واقع در آمريكا نير به همين شكل پديد آمده است. اين حوادث كه در گذشته معمولاً با ترس وبروزخرافات توأم بود، وجود گاز طبيعي را در آن منطقه مشخص مي كرد. اما خرافات ناشي از ناآگاهي به قدري شديد بود كه حتي تا سال 1659 ميلادي همه فكر مي كردند كه ويكان در انگلستان (به دليل اين كه گاز متصاعد شده از حباب هاي سطح آب باعث مي شود تا آب مانند نفت بسوزد حاوي آب جادويي است.

اعتقاد بر اين است كه نخستين بارؤ چيني ها درسه هزار سال قبل براي تبخير آب نمك، از گاز استفاده كردند. تاريخ نويسان دربارة استفادة گاز توسط ايرانيان نوشته اند: «ايرانيان در استفاده از گاز بر ديگر اقوام جهان پشي داشته اند. براي مثال، وجود بقاياي آتشكده ها و معابدي نظير آتش جاويدتن در نزديكي كركوك كه به مشعل بخت النصر معروف بود، در نزديكي كي مخزن گاز طبيعي قرار داشت.

همچنين بقاياي معابد زرتشتيان در نزديكي مسجد سليمان و روايات تاريخي از آتش جاويدان آتشكدة آذر گشتاسب در آذربايجام، همگي گواه اين مدعي است كه: «ايرانيان باستان بنا بر اقتضاي محيط مذهبي خويش، آتش را گرامي مي داشتند.»

درفلات مركزي و جنوبي ايران، درمناطقي كه جنگل هاي انبوه وجود نداشت، براي روشن نگه داشتن آتش مقدس، از امكانات ديگري به جز چوب هاي جنگلي سود مي بردند؛ زيرا طبيعت اين مناطق به خاطر وجود ذخاير فراوان زيرزميني، دستيابي به سوخت را براي آن ها آسان مي كرد. مناطق غرب، جنوب وجنوب غربي ايران از ديرباز روي دريابي از نفت و مشتقات آن قرار داشتهاندودارند. درايران باستان هم بعضي از اين منابع به دليل عمق بسيار كمي كه داشتند ودارند. در ايران باستان هم بعضي از اين منابع به دليل عمق بسيار كمي كه داشتند، براثر فرسايش خاك، يا حركت گسل ها ويا ساير عوامل طبيعي ديگر به صورت قطراتي ناچيز از آن درياي زيرزميني خود به بيرون تراوش مي كردند و انسان متفكر را به بهره برداري از آن وادار مي ساختند.

در بعضي از اسناد تاريخي آمده است: «ايرانيان قبل از فلسطيني ها، سومري ها و حتي چيني ها از نفت و گاز به گونه بسيار ابتدايي، تصادفي وبدون برنامه ريزي استفاده مي كردند و بيش ترين بهره اي كه از آن مي گرفتند، براي پايدار نگه داشتن آتش هاي مقدس بود. با اين همه، دربارة پيدايش نفت و گاز درايران چندان نمي توان سخن گفت، زيرا آنچه كه از اين صنعت با امكانات ابتدايي آن در روزگار كهن ايران خبر مي دهد، بسيار اندك است.

در هر حال، استفاده صنعتي و اقتصادي ازگاز در جهان، از سال 1792 ميلادي شروع شد. دراين سال ، شخصي به نام ويليام مورداك از اهالي انگلستان برا نخستين بار توانست ب حرارت دادن زغال سنگ در ظرف سر بسته اي، گاز حاصل از آ“ را به وسيله لوله اي به يكي از اتاق هاي منزل مسكوني خود منتقل كند و آنرا بسوزاند.

با اينكه منابع عظيم گاز تا اوائل قرن 20 كشف شده بود، ولي به علت عدم امكان انتقال آن از چاه ها، عملاً از آن استفادة عمومي و صنعتي نمي شد. تا اين كه در سال 1930 م. استفاده از گاز با توجه به انتقال آن، جنبه عمومي پيدا كرد.

در ايران نيزر با اين كه درسال. 1280 ه.ش اولين چاه نفت در قصر شيرين زده شد، اما استفاده از منابع گازي از سال 1344 ه.ش در پوشش شركتي به نام «شركت ملي گاز» ايران آغاز شد.

ازمنابع گاز در ايران مي توان به خانگيران، سرخون، نار، قشم و …اشاره كرد. برمبناي يك برنامة 20 ساله، قرار است گاز توسط خط لوله به تمامي ايران انتقال يابد كه طبق اين برنامه 1600 كيلومتر خطوط لوله اصلي و  2700 كيلومتر لوله داخل شهري احداث خواهد شد.

گاز طبيعي و همچنين نفت از تجزية بقاياي لاشه ها و اجساد جانوران و گياهان تحت دما و فشار زياد به وسيلة باكتري هاي عمل كننده به مرور زمان به وجود آمده اند. گاز طبيعي معمولاً به صورت محلول در نفت خام در لايه هاي بالايي نفت خام و يا در سفره هاي مستقل زيرزميني وجود دارد. 80 الي 85 درصد از گاز طبيعي را گاز متان (CH₄) و حدود 10 الي 15 درصد آن بار گاز اتان (C₂H₅) و حدود 5 در صد آن را هيدروكربن هاي سنگين تر نظير پروپان، بوتان، پنتان، آب، دي اكسيدكربن و سولفيد هيدوژن و… تشكيل مي دهد. گاز توليد شده از چاه پس از جمع آوري به واحد مركزي پالايش توسط خطوط لوله انتقال داده مي‌شود.

پالايشگاه گاز

گاز طبيعي پس از ورود به پالايشگاه، مراحل زير را طي مي كند.

الف) جمع آوري

ب) فرآيند شيرين كردن گازترش،

پ) نم زدايي،

ت) اندازه گيريؤ كنترل و ارسال گاز.

الف) جمع آوري

همانطور كه گفته شد، گاز طبيعي به دست آمده حاوي هيدروكربن هاي سنگين از قبيل پروپان و بوتان و… مي‌باشد كه در بخشي از پالايشگاه از گاز طبيعي جدا مي شود. پس از اين مرحله، فشار گاز توسط كمپرسورها تقويت و جهت مراحل بعد ارسال مي شود.

ب) فرآيند شيرين كردن گاز ترش

گاهي اصطلاح «گاز شيرين» و «گاز ترش» را شنيده ايم . ابتدا اين اصطلاح را تعريف، سپس به توضيح اين فرايند مي پردازيم.

گاز ترش: اصطلاح گاز ترش به گازياطلاق مي شود كه حاوي تركيبات گوگرد و دي اكسيد كربن باشد كه به علت ايجاد پوسيدگي در لوله هاي حامل گاز و همچنين پايين آوردن ارزش حرارتي بايد از گاز طبيعي جدا شوند.

درصورتي كه اين تركيبات از گاز طبيعي جدا شوند، اصطلاحاً به اين گاز، گاز شيرين گفته مي شود. اگر گاز استخراج شده ترش باشد، با استفاده از يك برج، اين تركيبات از گاز جدا مي شود كه به آن برج تماس است. گاز از پايين برج به طرف بالاي برج و مايع منو و مايع منو اتانول آمين از بالاي برج به طرف پايين جريان مي يابند. گاز و مايع به طور كامل روي سيني ها يا در توده اي از استوانة مشبك كه در داخل برج تماس نصب شده است، با يكديگر تماس برقرار مي كنند.

محلول منو اتانول آمين پس از جذب گازهاي طبيعي و سولفيد هيدوژن ودي اكسيد كربن به صورت منو اتانول آمين غني شده از گازهاي اسيدي از پايين برج خارج شده و از بالا وارد برج ديگري به نام احيا مي شود تا پس از دفع گازهاي اسيدي دوباره وارد برج تماس شود. در پايين برج احيا. جوشاننده هاي آب وجود دارند كه محلول آمين توسط بخار آب حرارت مي بيند و از گازهاي اسيدي در دماي 110 تا 116 از آن جدا مي شوند. گازهاي اسيدي كه از محلول آمين خارج مي شوند، همراه با بخار آب وارد مايع كننده هوايي مي گردند. در اين جا، بخار آب متراكم وبه آب تبديل مي شود. آب و گازهاي اسيدي در جدا كننده از هم جدا مي شوند. آب حاصل به بالاي برج احيا به عنوان مايع برگشتي فرستاده مي شود و گازهاي اسيدي به مشعل مي روند و مي سوزند.

پ) نم زدائي

نام ماده نم زدا آلومينا واز جنس اكسيد آلومينيوم است. گاز از بالا به طرف پايين برج خنك كننده جريان مي يابد وآلومينا، آب همراه گاز را جذب مي كند. اگر مقدار جزئي از منو اتانول آمين نيز همراه گاز باشد،آن نيز توسط آلومينا جذب خواهد شد. ممكن است ذرات ريز معلق كه حاصل برخورد گاز با آلومينا است، همراه گاز وجود داشته باشد. با تعبيه يك دستگاه فيلتر، اين ذرات از گاز جدا مي شوند و گاز شيرين خشك از برج نم زدا خارج مي شود.

ت) اندازه گيري، كنترل، و ارسال گاز

پس از طي مراحل بالا، ميزان گاز عبوري توسط ايستگاه هاي اندازه گيري (كنتور) اندازه گيري شده و پس از كنترل ميزان تركيبات موجود در گاز طبيعي براي مصرف توسط خطوط لوله به دستگاه هاي تقويت فشار هدايت مي شود.

 

 

 ***********************************

 

 

 

 

بوي بد گاز از چيست؟

ز آن جا كه گاز طبيعي فاقد بوي خاص مي باشد ودر صورت نشت احتمالي خطر آفرين است، ماده مخصوص به نام (مركاپتان) – كه بوي نافذي دارد- به وسيلة‌ دستگاه ادورايزر (Odorizer) به گاز اضافه مي شود.

 

 

 

 

 

 

به طور كلي گازها به دو حالت زير توزيع مي شوند:

1-  گاز مايع،

2-  گاز طبيعي (خطوط لوله)،

گاز مايع

درپالايشگاه نفت، گازهايي كه از تركيبات ئيدروكربن تشكيل شده اند، مانند پرويان، بوتان با درصدهاي مشخص تحت شرايطي مخلوط، و در فشار بالا در مخازني متراكم مي‌شوند وبه آن گاز مايع مي گويند.

گاز مايع به روش هاي زير قابل انتقال است:

-         مخزن هاي راه آهن

-         كشتي هاي مجهز به مخازن مخصوص گاز مايع

-         كاميون هاي مجهز به مخزن گاز مايع

-         سيلندرهاي گاز مايع

گاز مايع براي مصارف خانگي، در سيلندرهاي فولادي سبك و سنگين توزيع مي شوند. گاز مايع با فشار زياددر اين سيلندرها متراكم شده وبراي استفاده از آن از دستگاهي به نام رگولاتور استفاده مي شود تا بتوان فشار واندازة جريان گاز را به ميزان مطلوب رساند و مورد استفاده قرار داد.

وزن قابل ملاحظه، تعويض مكرر سيلندرها و همچنين حمل ونقل دشوار را مي توان از معايب انتقال گاز توسط مخزن هاي استوانه اي دانست.

اين روش به علت معايبي كه داشت، خيلي زود جاي خود را به انتقال گاز طبيعي از طريق خطوط لوله داد.

گاز طبيعي

همان طور كه گفته شد، گاز طبيعي يا زا منابع مستقل گازي ويا به صورت «گاز همراه» محلول از نفت خام استخراج مي شود كه پس از جدا شدن ناخالصي ها در واحد پالايش به طور مستقيم براي مصرف كنندگان توسط خطوط لوله انتقال مي يابد.

مراحل انتقال گاز طبيعي توسط خطوط لوله از ابتدا تا مصرف كننده به ترتيب زير ساست؛

 1-خطوط لوله انتقال اصلي

اين خطوط انتقال دهند گاز با فشار بالا ازمنابع گازي و ايستگاه هاي تقويت فشار تا ايستگاه دروازه ورودي شهر يا city Gate Station)  C.G.S ) مي باشد در اين خطوط، لوله هاي به قطر 56 اينچ و فشار گاز در حدود _psi1100<p< _psi 350 را مي توان مشاهده كرد.

2-خطوط يا شبكه هاي تغذيه:

اين خطوط گاز خروجي از ايستگاه دروازه ورودي شهر را به ايستگاه هاي تقليل فشار درون شهري (Town Border Station) T.B.S و مراكز صنعتي و كارخانجات هدايت مي كند.

اين خطوط كه پس از عبور از ايستگاه دروازه ورودي شهرC.G.S  مي گذرد، فشار گاز را به _psi 250 تقليل مي دهد و قطر لوله ها در اين مرحله 12 اينچ مي باشد.

3-شبكه خطوط اصلي

شبكه اي از حلقه ها و شاخه هاي در اندازه قابل ملاحظه و ظرفيت بالاست كه در طول مسيرهاي اصلي شهر گاز را توزيع مي كند. اين خطوط پس از گذشتن از ايستگاه تقليل فشار درون شهري Tbs به فشاري معادل _pis 60 و قطر آن بين 4 تا 6 اينچ مي رسد.

4-خطوط شاخه اي 2 اينچ.

اين خطوط از خطوط اصلي شبكه منشعب و گاز را به داخل معابر وكوچه ها هدايت مي كند. فشار دراين خطوط بين 15 تا ­_psi 30 مي باشد.

5-خطوط لوله انشعاب:

اين خطوط ار خطوط 2 اينچ وبه رگولاتورهاي خانگي منتهي مي شود. در اين صورت فشار براي مصرف كننده خانگي به _psi 4/1 مي رسد.

با كمي توجه به 5 مرحله انتقال، مي بينيم كه ابتدا فشار گاز افزايش يافته و سپس در ت3 ايستگاه C.G.S، و T.B.S و رگولاتور خانه كاهش مي يابد.

اين افزايشس يا تقويت فشار به سه علت صورت مي پذيرد:

1-  طولاني بودن مسير؛

2-  افزايش جمعيت؛

3-  اصطكاك با جدار لوله ها؛

1-  با توجه به اين كه فقط برخي مناطق داراي ذخاير گازي مي باشند و از مناطقي كه بايد گازرساني شود، فاصله بسيار دوري دارد، اين گاز بايد با فشاري بسيار زياد حركت كند تا با وجود دريافت گاز اين خط لوله توسط شهرهاي مسير، همچنان با فشاري مناسب به مصرف كنندگاه آخرين شهر نيز برسد.

2-  وقتي يك خط لوله توسط گروه مهندسان مورد طراحي قرار مي گيرد، به اولين عامل كه جمعيت در 15 سال آينده است، توجه مي شود.

با توجه رشد جمعيت كشور، مهندسان طراح، قطر و فشار گاز خطوط لوله را بايد طوري طراحي كنند كه اين خطوط تا حداقل 15 سال آينده نيازي به ايجاد خط لوله جديد نداشته باشند.

3-  با وجود آن كه گاز استخراجي داراي فشار زيادي است، امابه خاطر دوري مسير، ايجاد اصطكاك با جدار لوله دچار افت مي شود. براي جبران اين افت از ايستگاه هاي تقويت فشار استفاده مي كنند.

حال با اين توضيحات، مي توان به شرح مختصري از يك ايستگاه تقويت فشار و همچنين ايستگاه تقليل فشار پرداخت.

ايستگاه هاي تقويت فشار

همان طور كه گفته شد، براي انتقال سيال گاز، از فشاري استفاده مي كنيم كه منبع و توليد كننده آن دستگاهي به نام كمپرسور است. درطول خطوط براي هر صد مايل، يكي از اين ايستگاه هاي فشار را كه دستگاه كمپرسور در ان قرار دارد، درنظر مي گيرند. كمپرسور، باعث افزايش انرژي گاز مي شود، درست مانند يك پنكه الكتريكي . هوايي كه ساكن است، همچنان تمايلبه سكون دارد. وقتي پنكه را روشن مي كنيد، تيغه هاي آن، هوا را مي فشارد. هوا در برابر اين تيغه ها، مقاومت مي كند. اين مقاومت باعث مي شود كه ملكول هاي هوا به هم نزديك تر شوند. هر چه ملكول هاي هوا به هم فشرده تر شوند، از حجم آنها كاسته مي شود. درنتيجه، فشار افزايش مي يابد. هرچه تيغه ها سريع تر بچرخند، هوابا سرعت بيش تري جلو رانده مي شود. دراين جا، پنكه با كار كردن روي هوا باعث مي شود كه سرعت وفشار هوا بالا رود.

كل انرژيي كه از كمپرسور خارج مي شود، خيلي بيش تر از مقداري است كه وارد كمپرسور مي شود. مقدار انرژيي كه گاز ذخيره مي كند، به مقدار كاري كه كمپرسور روي آن انجام مي دهد، بستگي دارد.

كمپرسورها با توجه به كاري كه انجام مي دهند، انواع مختلفي دارند:

كمپرسورهاي گريز از مركز

طبق قانون دوم نيوتن، اگر به جسمي هيچ نيرويي وارد نشود، جسم ، حالت خود را حفظ مي كند، يعني اگر در حال سكون است، به همان حال باقي مي ماند و اگر در حال حركت است، با سرعت ثابت به حركت خود ادامه مي دهد.

 

حال فرض مي كنيم، ساچمه اي كه به نخي بسته شده است، با سرعت معيني رها شود. اگر هيچ نيرويي اعم از اصطكاك و …بر ساچمه وارد نشود، ساچمه روي بك خط مستقيم به حركت خود ادامه مي دهد. اگر نخ به محور ثابتي بسته شده باشد و ساچمه را با سرعت ثابتي حركت دهيم، تا زماني كه نخ متصل به محور سفت شود، همچنان روي يك مسير مستقيم حركت م كند، اما از آن پس منحرف مي شود وبا نيرويي كه به آن وارد شده است، در مسير دايره اي مي افتد و باز به حركت خود ادامه مي دهد.

اگر در اين حالت نخ پاره شود، ساچمه همچنان به حركت مستقيم خود ادامه مي دهد. در اين هنگام ، ساچمه توسط نيروي جانب مركز روي مسير نگه داشته مي شود. نيروي گريز از مركز درست درمقابل نيروي جانب مركز روي مسير نگه داشته مي شود. نيروي گريز از مركز درست درمقابل نيروي جانب مركز به وجود مي آيد.

يك صفحه دوار(ديسك) درا در نظر بگيريد كه روي آن چند تيغه، طوري نصب شده باشد كه درمركز با يكديگر زاويه بسازند. اگر ساچمه اي را بين دو تيغه نزديك مزكز قرار دهيم، هنگامي كه صفحه شروع به حركت مي كند، حركت يكي از تبغه ها به ساچمه نيرو وارد مي كند و ساچمه در يك مسير مستقيم – يعني در طول تيغه- شروع به حركت مي كند. چون دراين جا نيروي جانب مركز بسيار ناچيز است، ساچمه از صفحه به طرف خارج از مركز پرتاب مي شود.

وقتي صفحه حركت مي كند، ساچمه از صفحه به تيغه اتصال دارد. براي هر چرخش، نقطه A از مركز فاصله بيش تري مي يابد و در نتيجهA تندتر مي چرخد. بنابراين هر چيزي كه توسط اين صفحه بچرخد، قسمتي از آن كه به مركز دورتر است، سرعت بيش تري را خواهد داشت.

يك پروانه كمپرسور از دو صفحه ساخته شده است كه توسط تيغه هايي از هم جدا شده ند. وقتي پروانه مي چرخد،‌تيغه ها به هوا فشار وارد مي آورند. طبق آن چه گفته شد، ملكول هاي هوا در يك مسير مستقيم حركت مي كنند و چون نيروي جانب مركز وجود ندارد، ملكول هاي هوا به خارج از مركز پروانه هدايت مي شوند و سرعت مي يابند. طبق نيروي عكس العمل، هوا تمايل دارد كه نيرويي مخالف تيغه ها وارد آورد، در نتيجه، فشار هوا بالا مي رود و پروانه باعث افزايش سرعت و فشار مي شود. به اين ترتيب، مي توان گفت: «پروانه وسيله اي است كه در كمپرسورهاي گريز از مركز باعث حركت گاز مي شود.» در اين جا پروانه روي گاز كار انجام مي دهد و اين كار تبديل به انرژي مي شود واين انرژي حاصله در گاز جمع مي شود. گاز پس از خروج از پروانه، وارد محفظه اي به نام پخش كننده مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

ديگر پروانه هيچ عملي روي گاز انجام نمي دهد. قطر پروانه كم تر از قطر پخش كننده ايت. درآن جا، سرعت گاز افزايش مي يابد. بنابراين، مي توانيم بگوييم كه: «كارپخش كننده، افزايش فشار گاز است. پس از عبور گاز از پخش كننده، گاز وارد حلزون مي شود وبه همين ترتيب افزايش فشار گاز ادامه مي يابد.»

كمپرسورهاي محوري

كمپرسوري كه گاز را در امتداد محور خود حركت مي دهد، كمپرسور محوري ناميده مي شود.اين كمپرسورها يك قطعه ثابت به نام استاتور (ststor)  و يك قطعه متحرك به نام روتور (Rotor) دارند. قسمت روتور، حامل تيغه هاي متحركي ماند تيغه هاي پنكه است. اين تيغه هاي متحرك وقتي مي چرخند. به گاز فشار مي آورند وباعث حركت و جريان گاز مي شوند ؛ و باعث افزايش سرعت گاز هم مي شوند. اين گاز با سرعت بسيار به طرف تيغه هاي ثابت فشار مي آورد و از بين فاصله تيغه ها عبور مي كند. اين فاصله ها مانند پخش كننده عمل مي كنند وباعث كم شدن سرعت و در نتيجه افزايش فشار گاز مي شوند. تيغه هاي ثابت ، كار راهنمايي گاز را نيز انجام مي دهند، يعني گاز را به تيغه هاي متحرك مرحله بعد هدايت مي كنند. با اضافه كردن تيغه هاي ثابت و متحرك، مي توان فشار گاز رابيش تر وبيش تر كرد.

 

تيغه هاي كمپرسور در اندازه هاي مساوي نيستند و هر چه به طرف خارج نزديك تر مي شوند، كوچك تر مي شوند. بنابر اين در اين نوع كمپرسور ها، تيغه هاي متحرك به گاز سرعت مي دهند وتيغه هاي ثابت، با بالا بردن سرعت باعث افزايش فشار گاز مي گردد. بنابراين ، مي توانيم: «دراين نوع كمپرسورها، افزايش فشار، گاز را به تدريج به فضاي تنگ تري مي راند ودرنتيجه كم شدن حجم ، فشار آن بالا مي رود.»

ايستگاه تقليل فشار

بر سرراه اين خطوط لوله، شهرهايي وجود دارند كه بايد از اين گاز بهره مند شوند.

گاز مصرفي اين شهرها (خانگي و صنعتي) ، فشاري پايين تر و همچنين لوله هايي در اندازه هاي كوچك تر دارند. به همين علت در اين قسمت ها بايد ايستگاه هاي تقليل فشار نصب كرد. تقليل فشار درسه مرحله انجام مي گيرد:

مرحله اول: ايستگاه هاي تقليل فشار كه در دروازه ورودي شهر قرار مي گيرد و C.G.S نام دارد. در اين مرحله، فشار تا مرحله _psi 250 پايين مي آيد.

مرحله دوم: ايستگاه هاي تل=قليل فشار كه درون شهري هستند و T.B.S نام دارند. در اين مرحله، فشار تا مرحلة _psi 60 پايين مي آيد.

مرحله سوم: رگولاتور كه با كنترل جريان فشار گاز را به مقدار معين تنظيم مي كند.

رگولاتور چیست

بسياري از شما، رگولاتور را ديده ايد و حتماً ا زخود پرسيده ايد: «كاراين دستگاه چيست؟»

تعريف رگولاتور

رگولاتور، دستگاهي است كه ميزان جريان گاز را به فشاري ثابت و متناسب با تقاضاي مصرف كمده هماهنگ مي كند.

چگونگي عملكرد دستگاه رگولاتور

براي درك بهترعملكردستگاه رگولاتور، يك مثال ساده مي زنيم.

اگر دستگاهي مانند شكل زير، وظيفة كنترل فشار مصرف كننده را بر عهده داشته باشد، فرض مي كنيم فشاري معادل _psi 2 توسط فشار سنج، نشان داده شود ودو مشعل مشابه با مصرف يكسان را به عنوان مصرف كننده در نظر مي گيريم. در ابتدا از يك مشعل استفاده مي كنيم، يعني شير را به اندازه اي باز مي‌كنيم كه در شرايط طبيعي، فشار سنج، فشار خروجي را _psi 2 نشان دهد. در چنين شرايطي، اگر از مشعل دوم هم استفاده كنيم، عملاً مصرف را افزايش داده‌ايم. اين افزايش مصرف، فشار گاز درقسمت خروجي شير را كاهش مي دهد. اين كاهش، درفشار سنج نيز مشخص مي شود. در چنين شرايطي، شخص كنترل كننده، اهرم كنترل شير را بيش تر باز مي كند تا ميزان جريان گاز بيش تر شود؛ به حدي كه فشار به مقدار مشخص شده قبلي برسد. دراين نمونه، شخص كنترل كننده شير و فشار سنج،‌ همگي نقش رگولاتور را دارند.

 

 

 

 يعني همان طور كه شخص براي هماهنگ كردن ميزان جريان گاز- در فشار ثابت- با تقاضاي مصرف كننده، شير را تا حد  مورد نياز باز مي كند، رگولاتور نيز به طور خودكار اين كار را انجام مي دهد.

كنترل خودكار چگونه انجام مي شود؟

اجزاي اصلي دستگاه رگولاتور عبارتند از 1- خط كنترل فشار2- دريچه تنظيم 3- ديافراگم.

نيرويي كه سبب لالا و پايين رفتن صفحه ديافراگم مي شود، حاصل فشار گاز برسطح ديافراگم است. به عبارت ديگر، دريچه تنظيم در وضعيت معيني قرار مي گيرد وگاز به اندازه اي عبور مي كند كه فشار خروجي ثابت باشد. با توجه به مثال قبل، هرگونه تغييري در فشار خروجي به وجود آيد، ميزان مصرف توسط خط كنترل تغيير مي يابد و تأثير آنبه محفظه زير ديافراگم هدايت مي شود. آن نيز به نوبه خود، باعث تغيير زير ديافراگم و به هم خوردن تعادل موجود بين نيروهاي بالا و پايين ديافراگم مي شود.

 

 

 

 

تغيير وضعيت ديافراگم وبرقراري وضعيت تعادلي جديد، به گونه اي صورت مي گيرد كه با تنظيم ميزان جريان گاز، فشار خروجي را به مقدار قبلي برگداند وتعادل لازم را بين نيزوها به وجود مي آورد.

حال براي روشن تر شدن مطلب ، رگولاتور را در دو وضعيت متفاوت بررسي مي كنيم.

1-  مصرف گاز زياد مي شود

با افزايش مصرف گاز، فشار خروجي كاهش مي يابد، افت فشار به وسيله خط كنترل به قسمت تحتاني ديافراگم منتقل مي شود. اين كار، نيروي تحتاني وارد بر ديافراگم رانسبت به حالت اوليه كاهش مي دهد. در نتيجه، ديافراگم به طرف پايين حركت مي كند. حركت ديافراگم به سمت پايين، دريچه عبور گاز را به آن اندازه باز مي كند كه بتواند افزايش مورد نياز مصرف را تأمين كند. هم زمان با افزايش مقدار گاز عبور كرده، فشار خروجي نيز افزايش مي يابد تا به مقدار قبلي، يعني حالت تعادل برسد. در اين هنگام، نيروي تحتاني وارد بر ديافراگم به مقداراوليه مي رسد و در نتيجه، ديافراگم در وضعيت جديد باقي مي ماند.

2 مصرف گاز كاهش مي يابد

با كاهش مصرف  گاز، فشار خروجي افزايش مي يابد. در نتيجه، نيروي تحتاني وارد بر دياگرام نيز افزايش مي يابد. بر اثر آن، ديافراگم به طرف بالا كشيده مي شود. 

به اين ترتيب، دريچه عبور گاز اندكي بسته مي شود. مقدار كن تري گاز از آن عبور مي كند. عبور كم تر گاز باعث كاهش فشار خروجي مي شود، طوري كه به ميزان فشار تنظيم شده اوليه توأم مي رسد. در اين صورت، ديافراگم در وضعيت جديد خود تعادل مي يابد.

كنتور يا «جريان سنج» گاز

حتماً قبض هزينه گاز را ديده ايد. اين قبض، هزينه مصرف گاز را در مدتي معين، در يك واحد مصرفي نشان مي دهد. همه مي‌دانيم كه مأموران شركت گاز با ثبت عددي از روي كنتور كه به آن جريان سنج نيز مي گويند، مقدار مصرف هر منزل را مشخص و هزينه رامحاسبه مي كنند. تفاضل اين عدد با عددي كه در نوبت قبل باز روي كنتور به ثبت رسيده ، نشان  دهنده ميزان مصرف است.

كنتورها، مصرف گاز را چه در حد مصرف ناچيز يك اجاق گاز كوچك باشد و چه در حد مصرف فوق العاده زياد دستگاه هاي صنعتي يا بك شهر، به طور دقيق اندازه مي گيرند.

اولين كنتور در سال 1815 م در انگلستان اختراع شد واز آنتاريخ مورد استفاده قرار گرفت. اين «جريان سنج» را «جريان سنج مرطوب» مي نامند. بخش اصلي آن، يك ظرف تو خالي استكه چهار محفظه اندازه گيري مساوي در آن روي يك محور افقي قرار گرفته است  و مي توان حول آن محور بچرخد. به اين نوع جريان سنج، به اين دليل مرطوب گفته مي شود كه بيش از نصف ظرف آن ازآب يا روغن پر شده است و گاز در حين اندازه گيري، در بالاي سطح مايع (آب يا روغن) محبوس مي شود(براي اندازه گيري صحيح و دقيق ، سطح آب بايد در محل معين شده ثابت نگه داشته شود ودستگاه طراز باشد.)

مطابق شكل زير، گاز از طريق دريچه E وارد محفظه اندازه گيري D مي شود و محفظه ها را درجهت حركت عقربه هاي ساعت مي چرخاند. درهمان حال، گازي كه قبلاً محفظه C را اشغال كرده يود، از دريچه C خارج مي شود. در هر دور، هر محفظه اندازه گيري به نوبت پر و خالي  مي شود. تعداد دورها كه نماينده حجم ثابت گاز عبور داده شده مي باشند، به وسيله يك شمارنده شمرده مي شود.

 اين دستگاه با اين كه يكي از دقيق ترين جريان سنج هاي حجمي محسوب مي شود، به علل زير قابل استفاده نيست:

1-  مشكل نگه داشتن سطح آب در حد معين؛

2-  انجماد آب درنقاط سرد سير؛

3-  بزرگي حجم دستگاه؛

4-  بالا بودن قيمت، نسبت به ظرفيت دستگاه؛

امروزه از جريان سنج هاي مختلفي مي توان استفاده كرد كه عبارتند از: جريان سنج هاي جا به جايي و توربيني.

الف) جريان سنج جابه جايي:

اين ها، حجم گاز را به حجم ثابتي تقسيم و سپس آن را به صورت پيمانه اي ، اندازه گيري مي كنند ( مانند جريان سنج مرطوب) و انواع اين جريان سنج ها عبارتند از :

1-  جريان سنج رفت وبرگشت پيستوني؛

2-  جريان سنج مرطوب

3-  جريان سنج ديافراگمي؛

ب) جريان سنج توربينيك

اين جريان سنج ها، متداول ترين جريان سنج ها، متداول ترين جريان سنج هاي ايستگاه هاي تقليل فشار واندازه گيري هستند كه حجم گاز را از ميزان سرعت گاز واندازه حركتي كه گاز به پره هاي بك توربين منتقل مي كند، اندازه مي گيرند.

كنتور يا جريان سننج هاي خانگي (ديافراگمي)

بيش از صد سال است كه از اين دستگاه براي اندازه گيري گاز تحويلي به مشتري استفاده مي شود.

اين نوع «جريان سننج» سه قسمت اصلي دارند:

1-  محفظه هاي انداره گيري؛

2-  سيستم سوپاپ كه دريچه ورود و خروج هر محفظه را به نوبت باز وبسته مي كند؛

3-  «سازوكار» شمارنده.

محفظه اندازه گيري به وسيله يك صفحه جداساز به دو قسمت تقسيم مي شود. هر كدام از اين قسمت ها نيز توسط يك ديافراگم كه قابل ارتجاع است، به دو بخش تقسيم مي شود. به اين ترتيب، چهار محفظه اندازه گيري به وجود مي آيد. با جريان گازبه داخل محفظه ها، ديافراگم منقبض و منبسط مي شود وديسك روي ديافراگم به عقب مي رود ويا ب جلو مي آيد. به اين ترتيب، حجم مشخصي از گاز را از يك محفظه به خارج مي راند ودرهمان حال، محفظه طرف ديگر ديافراگم را پر مي كند. جريان گاز ره داخل و خارج محفظه ها، توسط شيرهاي كشويي برقرار مي شود كه آن نيز به وسيله حركت ديافراگم ها باز وبسته مي شود. هميشه فقط يك حجم ميزان گاز جابه جايي رانشان مي دهد. براي به حركت درآوردن شيرها وعملكرد شمارنده حركت و به عقب و جلو رفتن ديافراگم با كمك چند اهرم به حركت دوراني تبديل مي شود. يان حركت دوراني باعث عكس العمل شمارنده مي شود و شمارنده يكي به جلو حركت مي كند.

مراحل چهارگانه عمل جريان سنج هاي ديافراگمي

مرحله1- محفظه 1 در حال تخليه، مرحله 2 درحال پر شدند، محفظه 3 خالي و محفظه 4 درمرحله قبل كاملاً پر شده است.

 

مرحله 2- محفظه 1 كاملاً خالي، محفظه 2 كاملاً پر، محفظه 3 درحال پرشدن و محفظه 4 در حال تخليه است.

 

مرحله 3-  محفظه 1 درحال پرشدن، محفظه 2 در حال تخليه، محفظه 3 كاملاً پرشده و محفظه 4 كاملاً خالي است.

 

مرحله 4- محفظه 1 كاملاً 1 پر، محفظه 2 كاملاً خالي، محفظه 3 در حال تخليه و محفظه 4 در حال پر شدن است.

تاريخچه استفاده از گاز طبيعي.. 1

پالايشگاه گاز. 5

پالايشگاه گاز. 6

الف) جمع آوري.. 6

ب) فرآيند شيرين كردن گاز ترش.... 6

پ) نم زدائي.. 8

ت) اندازه گيري، كنترل، و ارسال گاز. 8

بوي بد گاز از چيست؟. 9

گاز مايع. 10

گاز طبيعي.. 11

1-خطوط لوله انتقال اصلي.. 11

ايستگاه هاي تقويت فشار. 14

كمپرسورهاي محوري.. 19

رگولاتور. 21

كنتور يا «جريان سنج» گاز. 25

 

منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: پنجشنبه 13 آذر 1393 ساعت: 10:44 منتشر شده است
برچسب ها : تحقیق درباره تاريخچه استفاده از گاز طبيعي,پالايشگاه گاز,بوي بد گاز از چيست؟,گاز مايع,گاز طبيعي,ايستگاه هاي تقويت فشار,كمپرسورهاي محوري,رگولاتور چیست,كنتور يا «جريان سنج» گاز,