—на протяжении суток (например, в домашнем хозяйстве в полдень и вечером —во время обеда и ужина, в сельскохозяйственном производстве — при доении и кормлении животных);

—в течение недели (например, в дни с особенно большой потребностью в горячей воде для стирки и мытья);

—в различные сезоны года (например, в периоды консервирования овощей и фруктов, уборки урожая, сушки сельскохозяйственных продуктов, отопительный сезон в холодное время года).

Потребность в энергии во время суточных и недельных пиков еще можно предусмотреть с относительной точностью, но для отопительного сезона — лишь весьма приблизительно. На рисунке 19 показаны месячные колебания потребления в коммунальном предприятии газоснабжения; наименьший и наибольший месячные расходы газа относятся как 1:3 [36]. В сельскохозяйственном предприятии, полностью обеспечиваемом газом как источнико.м энергии, наблюдается аналогичная тенденция, НО с несколько большими различиями из-за сезонных пиков потребления. В главе 8 приведены возможные графики потребления газа для сельскохозяйственных предприятий разного типа.

Существует четыре варианта обеспечения потребителя необходимой для него энергией: а) производство газа выше, чем потребность в нем, даже пиковая. Избыточное количество газа сжигается в факелах или используется каким-либо образом в

рамках предприятия или вне его; б) непрерывному производству газа подчинять только соответствующее ему основное потребление. Незначительные колебания выравнивать с помощью небольшого буферного газгольдера. Выходящую за эти пределы пиковуро потребность покрывать за счет других видов энергии. Ни

1970

Рис. 19. Изменение ежемесячного отпуска газа газоснабжающим предприятием с 1969 по 1972 г. [36].

4§

в коем случае не следует отказываться от применения электрического тока на предприятии. Обеспечение двумя видами энергии сводит к минимуму опасность аварий;

в) использовать другой дополнительный источник газа только для покрытия пиков потребления, чтобы иметь одну систему газоснабл<ения, например от сети снабжения природным газом. Пропан не подходит для этого случая, так как речь идет о другом семействе газов. Для небольших биогазовых установок, большей частью принадлежащих хозяйствам, этот вариант по экономическим соображениям практически не годится;

т) в периоды спада потребления накапливать избыток газа, имея в виду покрытие потребности в нем во время пиков. В этом случае следует рассчитать баланс производства и потребления газа на более продолжительный отрезок времени. При некоторых ситуациях использование газгольдера может быть неэкономичным.

Из перечисленных вариантов для небольших сельскохозяйственных биогазовых установок больше подходит вариант б, для крупных установок —а в сочетании (в отдельных случаях) с вариантом г. Можно попытаться приспособить потребление газа к его производству и выравнивать суточные, а также недельные колебания путем аккумуляции газа. В установках, принадлежащих хозяйствам, аккумуляция газа для выравнивания сезонных колебаний потребления бесспорно необходима по экономическим соображениям [36] (см. табл. 10) Если возможный выход газа меньше, чем потребность в нем, можно выбрать вариант газоснабжения, обеспечивающий лишь часть всего потребления; если же выход больше потребления, следует несколько уменьшить масштабы производства газа или сжигать его в факелах (в данном случае только в периоды спада нагрузки). В качестве следующего шага следовало бы разработать способы рационального его применения. Все стоимостные расчеты можно проводить только с учетом фактически используемого количества газа.

Приведенные ниже основные технические варианты газгольдеров известны из практики коммунального снабжения светильным и природным газом, из опыта использования промышленных газогенераторов, а также пер-

■* Заказ 8706

4?

вых биогазовых установок и современных станций биологической очистки (рис. 20). Для биогазовых установок сельскохозяйственных предприятий первые четыре типа газгольдеров не подходят.

Подземное газохранилище пористошо типа

Речь идет о хранении газа под давлением в подземном пласте пористой породы, который сверху и с боков ограничен газонепроницаемыми слоями. Эксплуатируемые в настоящее время хранилища такого типа имеют газовместимость 40...500 млн. м^. В соответствии с опытными данными 55% этого объема можно использовать для практических целей.

Подземное газохранилище кавернозного типа

Газ можно хранить под давлением в специально оборудованных под землей газонепроницаемых полостях (кавернах). Вместимость таких хранилищ 4,..30 млн. м^. Давление,! под которым находится газ, составляет от 6 до 16 МПа. 55...65% газовместимости может быть использовано для практических целей.

Газголвдер для сжиженного природного газа

При температуре —16ГС природный газ (а также очищенный от СОг биогаз) при нормальном давлении мол<-но перевести в жидкое состояние. При этом объем его значительно уменьшается (примерно в 600 раз), т. е. 1 м^ емкости газгольдера содержит 600 м^ газа.

В настоящее время строят такие газгольдеры на 100... 100 ООО м^ причем их геометрический объем используется полностью.

Газгольдер абсорбционного типа

Метан можно растворять под давлением в жидком углеводороде (пропан-бутан). Этим способом удается в том же объеме запасти газа в 4...6 раз больше, чем другим способом под тем же давлением. Вместе с отпускаемым метаном уходит часть (~4%) находящегося в газгольдере сжиженного газа. Обусловленное этим повышением теплоты сгорания газа компенсируется регулируемой добавкой воздуха [36].

Рис. 20.1. Газохранилище пористого типа [36]: а — высота водяного затвора.

Запоменав

Опарожнение^

Рис. 20.3. Газгольдер для сжиженного газа.

Пласт соли

Рис. 20.2. Газохранилище кавернозного типа [36].

изоляция

Бетонная У стенка

-Одолочка из никелевой стали

Рис. 20.4. Газгольдер абсорбционного типа [36]:

1 — резервуар высокого давления с тенлоизоляцней; 2 — насос для закачки сжиженного газа; 3 — насос для циркуляции сжчженно1*о газа; 4 — охладитель сжиженного газа; 5 —компоессор для природного газа; 6 — охладитель природного газа; 7 — подогреватель метана; 8 — воздушный компрессор; 9 — смеситель с регулятором; 10 — насос для откачки сжиженного газа; // — испаритель сжиженного газа; 12 — редуктор давления.

Природный газ .

/2

\

=-й—I

Воздух

-О- „

Сжиженный газ

\ I

10 -в-

8

НЭ-Ф

7

Рис. 20.5. Сферический газгольдер высокого давления.

3 z z

a

3 z

5

в о

D.

s f-z и s

D.

О

a

3

О

лак н о s

e2S

3 m кож

OCX

(- tj ca

о s ffl

ill

1-^

о 3 к о и ^

I 0, S " a

bo S* f- ж я о t(

ч й- g

pi

со о о

о

о

-4 о"

соо

~io о ю ^ о (N

• • ■ о • . . • (N ■

too о

-1- га 10

о

о о оо

1Г: (N о о10

(М СМ J^-<М

. i lo :

С о о ^оо

о о

ё88

g о о о oSSSo

Ю т-н т-н

jSSoS 8

5 ю ю Q г-н 00

^QQOO Oggp.

о —< о

ооо оо

4 о

S

о. о с

о в;

CU

а: m й

S и гз 5 S и с Р

g 2 S

о

X о

д- в- S " га - S =^ S >=<

3

ш „

га сп ■ f4 га

5 2

га ^ О О що 3

^га о

га ^ 1Л ш

о "S

>.8 g-

га

гак

m uuj

гач

Ч.я« о °

is tc -Я ft t-

о >^

i i

cnк ra

ra5 Ю„

>S Щ=

оffl ЧUJ

Era £c:

fflЧ 5«

>> Pя

ra

00

Газгольдер высокого давления

Почти всегда для газгольдеров такого типа выбирают сферические резервуары. Они работают обычно при рабочем давлении 0,8... 1 МПа (строятся газгольдеры, рассчитанные на максимальное рабочее давление до 1,8 МПа) и имеют вместимость 10...100 тыс. м^. Естественно, можно строить и небольшие газгольдеры высокого давления — всего на 10...20 м^. К их преимуществам относятся сравнительно небольшие габариты и отсутствие каких-либо движущихся частей. Недостатком считается необходимость в компрессорной установке. Биогаз приходится засасывать из бродильной ка.меры реактора. Для использования газа в качестве топлива требуется дополнительно понизить давление до 1...5 кПа. На газгольдеры названного типа распространяются все требования техники безопасности, предъявляемые к резервуарам высокого давления.

Трубчатые газгольдеры высокого давления обычно строят вместимостью до 100 тыс. м^ газа с рабочим давлением 7 МПа.

Мокрые гавгольдеры ниадого давления колокольного тииа

Номинальная вместимость таких газгольдеров составляет 500...300 тыс. м^; до вместимости 1500 м^ их делают, как правило, одноподъемными, при большей вместимос-

Нслокол

■ Газ

БоЗа

Груз

Уплотнпюшан ■машета

-Стальной \резер8уар

Рис. 20.6. Мокрый одноподъеы-ный газгольдер низкого давления.

Рис. 20.7. Манжетный газгольдер низкого давления.