Основания и фундаменты мокрых газгольдеров
Тема лекции 4. Газгольдеры низкого и высокого давления. Расчет газгольдеров на прочность и устойчивость
Хранение газа в газгольдерах
Газгольдерами называют сосуды большого объема, предназначенные для хранения газов под давлением. Различают газгольдеры низкого (4000 Па) и высокого (от 7*101 до 30* 101 Па) давления. В газгольдерах первого типа рабочий объем является переменным, а давление газа в процессе наполнения или опорожнения изменяется незначительно. Они бывают мокрые и сухие.
Рис. 4.1.Принципиальная схема газгольдеров низкого давления: а) мокрый; б) сухой;
1 - резервуар; 2 - колокол; 3 - ролики; 4 - газопровод; 5 - шайба; 6 - уплотнение; 7 - ограничитель хода.
Мокрые газгольдеры(рис. 4.1 а) состоят из двух основных частей - вертикального цилиндрического резервуара 1, заполненного водой (неподвижная часть) и колокола 2, помещенного внутри резервуара и представляющего собой цилиндр, открытый снизу и имеющий сферическую кровлю (подвижная часть). Для облегчения перемещения колокола служат ролики 3. Закачка и отбор газа осуществляются по газопроводу 4.
Принцип работы мокрого газгольдера следующий. При закачке газа в газгольдер давление под колоколом возрастает и вода частично вытесняется в кольцевое пространство между резервуаром и колоколом. Она играет роль гидравлического уплотнения. Как только давление газа превысит нагрузку, создаваемую массой колокола, последний начинает перемещаться вверх, освобождая объем для новых количеств газа. При опорожнении газгольдера давление газа под колоколом уменьшается и он опускается.
|
|
|
Для более полного использования объема колокола его высота должна быть равна высоте резервуара. У газгольдеров большого (свыше 6000 м3) объема подвижную часть разбивают на несколько звеньев, вкладывающихся друг в друга подобно телескопу. Чтобы избежать перекосов при перемещении подвижных частей, а также для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) к резервуару крепят направляющие, по которым перемещаются ролики, закрепленные в верхней части колокола (на рисунке не показаны).
Механический расчет мокрых газгольдеров
Толщину верхних поясов резервуара мокрых газгольдеров объемом 1000 и 3000 м3 принимают равной 5 мм,а для газгольдеров объемом 6000-30000 м3принимают равной 6 мм.
Толщину стенки нижних листов определяют по формуле
(4.1)
где р - избыточное давление газа в газгольдере; h-расстояние от поверхности продукта до точки, отстоящей от нижней образующей пояса на 1/3 его высоты; р - плотность воды (ρ = 1000 кг/м3); g- ускорение силы тяжести; а -радиус резервуара; R- расчетное сопротивление стали; п - коэффициент перегрузки (принимается п = 1,1); φ- коэффициент сварного шва (при хорошем контроле сварки φ = 1); т- коэффициент условной работы (принимается т=0,8).
|
|
|
Днище резервуара сооружается из листов толщиной 6 мм для газгольдеров объемом 1000 мэ и толщиной 6 мм в центральной части и 8 ммпо окрайкам для газгольдеров объемом 3000 м3 и более.
Колокол газгольдера состоит из несущего каркаса и оболочки. Каркас образуется из стропил, стоек и поясов жесткости стенки. К окрайке кровли приваривается кровельный настил из листовой стали толщиной 2,5-3 мм. Кровельный настил не приваривается к стропилам, а лежит на них свободно. Обшивка стенки колокола выполняется из стальных листов толщиной 3-4 мм. Оболочка стенки приваривается к верхнему и нижнему поясам жесткости.
Радиус сферы купола
(4.2)
где 
- диаметр колокола.
Телескопы мокрого газгольдера состоят из несущего каркаса и обшивки из листовой стали толщиной 3-4 мм. Высота стенки телескопа принимается равной высоте стенки колокола.
Толщина стенки телескопа рассчитывается на избыточное давление газа в газгольдере:
(4.3)
|
|
|
гдеа - радиус телескопа.
Если при расчете толщина стенки телескопа получается слишком малой, то конструктивно ее принимают равной 3 мм.
Возникновение ветровой нагрузки и неравномерного распределения снега на кровле колокола приводит к появлению горизонтальных сил, действующих па ролики и вертикальные направляющие.
На крышу колокола действует нагрузка от ветра:
(4.4)
где к - аэродинамический коэффициент обтекания (для цилиндрических аппаратов к = 0,7); q - давление ветра (принимается равным 40кгс/см2 для всех районов Советского Союза, кроме береговых полос морей и океанов); fк - проекция площади крыши колокола на вертикальную плоскость.
Сила ветра, действующая на боковую поверхность стенки колокола
где h1 - высота стенки колокола, подвергающейся действию ветра.
Так же определяются силы ветра, действующие на подвижные звенья газгольдера.
Основания и фундаменты мокрых газгольдеров
Мокрые газгольдеры возводятся, как правило, на скальных, полускальных, крупнообломочных, песчаных, глинистых и макропористых грунтах. При сооружении газгольдеров на просадочных грунтах разрабатываются способы устранения или частичного сокращения просадки. Для этого применяются: уплотнение грунтов, устройство грунтовой подушки, глубинное уплотнение грунтовыми сваями, устройство свайных оснований и т. д.
|
|
|
Под резервуар мокрого газгольдера сооружается кольцевой железобетонный фундамент, который располагается по периметру стенки резервуара. Под днищем резервуара внутри кольца устраивают грунтово-песчаное основание. Кольцевой фундамент резервуара и грунтово-песчаное основание воспринимают нагрузки от веса газгольдера и воды.
Сухие газгольдеры(рис. 4.1 б) состоят из вертикального корпуса цилиндрической или многогранной формы с днищем и кровлей, внутри которого находится подвижная шайба (поршень), снабженная специальным уплотнением. Принцип работы сухого газгольдера аналогичен работе паровой машины. Под давлением газа, подаваемого под шайбу, она поднимается вверх до определенного предела, а при отборе газа - опускается вниз, поддерживая своей массой постоянное давление в газгольдере. Сухие газгольдеры менее надежны, чем мокрые, но и менее металлоемки.
Недостатком газгольдеров низкого давления является то, что они обладают относительно низкой аккумулирующей способностью.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 927; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!