Газгольдеры постоянного объема

Газгольдеры переменного объема

Мокрые газгольдеры

Объемы 100 – 30000 м³ и состоят из цилиндрического резервуара, 1 – 2х звеньев (телескоп), колокола и направляющих (рисунок 1). Непроницаемость звеньев обеспечивается гидравлическими затворами. Для уравновешивания внутреннего давления используется пригруз на крыше.

Материал: для оболочки и подвижных звеньев с расчетной t⁰ ниже -30⁰ С – С255, при t⁰ до -30⁰ С – С245, для прочих элементов – С235.

Основы расчета

Расчет ведут по методу ПС в соответствии с указаниями специальных ТУ и норм. Принимаются следующие коэффициенты: γ_fG=1,1; γ_р=1,2; γ_ж=1,1; γ_f=1,2 (для полезной нагрузки 2 кН/м²); γ_s=1,4; γ_w=1,2 и к=0,7.

а – низшее положение звеньев; б – высшее положение звеньев; 1 – колокол; 2 – первый телескоп; 3 – второй телескоп; 4 – резервуар; 5 – винтовая направляющая на резервуаре; 6 – то же, на первом телескопе; 7 – то же, на втором телескопе; 8 – ролики   Рисунок 1 – Схема винтового мокрого газгольдера

Коэффициент γ_с=1 за исключением: для корпуса резервуара γ_с=0,8; для внешних направлениях γ_с=0,9; для сжатых элементов купола колокола γ_с=0,9.

При расчете с учетом сейсмических сил принимается специальный коэффициент γ_с^кр=1,4.

Максимальное давление газа под колоколом

P_{u max}=(4/πD²)[Q-Q^// ρ_ст -V(ρ_в - ρ_г)] (1)

где D – диаметр колокола; Q – общий вес; Q^/ - вес погружаемых в воду частей колокола и телескопа; V – объем газа; ρ_ст, ρ_в, ρ_г – удельный вес стали, воды, газа.

Толщина стенки резервуара

t_w=( ρ_ст· γ_fG +P_u · γ_р)r₂/R_y· γ_с (2)

Толщина стенок телескопа и колокола

t_w= γ_р ·P_u ·r₂/R_y· γ_с (3)

т.к. Р_u под колоколом мало, то t_w получается незначительной, поэтому ее назначают конструктивно не менее 3-5 мм.

Кровля колокола состоит из тонкостенной оболочки и стропил в виде радиальных арок, соединенные между собой кольцевыми стержнями и решеткой, образуя купольную систему.

При свободно лежащей оболочке на стропилах, но приваренной только к опорному кольцу, толщина ее определяется как для сферической оболочки

t_w= γ_р ·P_u^* ·r_с/2R_y· γ_с (4)

где Р_u^*=P_u-G_{оболочки}; γ_с=1; P_u=4 кПа.

Стропила рассчитывают на нагрузку от кровли и снега.

Вес пригруза Q_гр^*=Р_u·π·D²/4.

Сухие газгольдеры

Применяют для хранения газов с высокой концентрацией (до 99%) и не допускают увлажнения (этилен, пропилен и т.д.). Объем от 10 до 60 тыс. м³. Конструкция – цилиндрическая оболочка с плоским днищем на песчаной подушке, сферическая кровля из листов t=3 мм с каркасом из радиально расположенных швеллеров.

Внутри размещается перемещающаяся шайба (поршень) с каркасом, обшивкой и уплотнителем. Шайба пригружается.

Стенки и днище изготавливают из рулонных заготовок. Стенка имеет каркас из вертикальных стоек и горизонтальных колец.

Рассчитываются как цилиндрическая оболочка от Р_u. Расчетная t_w незначительная и принимают конструктивно равной 5 мм. Стенка проверяется на устойчивость. Тогда от веса покрытия и корпуса с оборудованием, снега, от полезной нагрузки возникают меридиональные напряжения равны:

σ₁=G/2π·r₂ · t_w≤R_y ·γ_c (5)

Критические напряжения определяют по формуле (8) лекции 3.

Газгольдеры постоянного объема

Применяют для хранения природного газа при добыче под большим давлением (от 70 до 2000 кПа), большего количества газа при значительно меньших габаритах, более экономичны по расходу стали на 1 м³ газа.

По конструкции делятся на цилиндрические и сферические.