نام و نام خانوادگی : علی فرهادی استاد: جناب آقای مهندس دلیری

2. نام و نام خانوادگی : علی فرهادی استاد: جناب آقای مهندس دلیری موضوع:ایستگاههای تقلیل فشار پاییز 92

3. امروزه استفاده از گاز به عنوان يكي از مهمترين منابع تامين انرژي جايگاه ويژه اي را در زندگي روزمره مردم سراسر جهان به خود اختصاص داده است . جمهوري اسلامي ايران با بيش از 13.6 تريلون متر مكعب ذخاير گاز طبيعي شناخته شده يكي از غني ترين كشور هاي جهان از نظر ذخاير مورد نظر مي باشد ( رتبه دوم در جهان ) . صنعت گاز از مرحله اكتشاف شروع و تا مصرف ادامه دارد .اين فرايند را مي توان به 6 مرحله زير تقسيم نمود : 1. اكتشاف و حفاري 2. توليد 3. پالايش 4.انتقال 5.گاز رساني 6. بهره برداري و مصرف. در اينجا به طور مختصر ايستگاه هاي گاز رساني را معرفي مي كنيم

4. گاز خارج شده از پالايشگاه ترش است و بايد طي عملياتي اين گاز شيرين شود. براي انتقال گاز از پالايشگاه به شهر ها و صنايع نياز به خطوط انتقال گاز است كه اين كار وظيفه قسمت طراحي است تا با توجه به نياز مصرف اين خطوط را طراحي كند .گاز همچون ساير سيالات در اثر عبور از لوله دچار افت فشار مي شود كه اين افت را با راه اندازي ايستگاه هاي تقويت فشار بر طرف مي شود وجود اين ايستگاه ها علاوه بر رفع مشكل افت فشار در فصول سرد و زماني كه امكان به وجود آمدن يخ در لوله هست هم مفيد مي باشد و با افزايش فشار اين مشكل بر طرف مي شود .حال اين فشار كه مقدارش يسيار زياد است براي مصرف در صنايع و شهر مفيد نمي باشد براي حل اين مشكل از ايستگاه تقليل فشار استفاده مي كنند .اين ايستگاه ها در دو نوع مي باشند C.G.S و T.B.S

5. -4 انتقال و توزیع گاز طبیعی: گاز طبیعی، از استخراج تا مصرف، مسافت هاي طولانی را می پیماید و فرآیندهاي زیادي روي آن انجام می پذیرد. در این بخش سعی شده است اتفاقاتی را که در طول مسیر از خروجی پالایشگاه تا مصرف می افتد به اختصار تشریح شود. بدین منظور اشاره اي خواهد شد به خطوط اصلی انتقال گاز، ایستگاههاي تقویت فشار گاز براي انتقال، ایستگاههاي تقلیل فشار گاز براي توزیع، شبکه توزیع شهري، بودار کننده و ...

6. ایستگاه تقویت فشار گاز

8. براي کاهش قطر لوله خطوط انتقال و سهولت انتقال، مجبور به افزایش فشار گاز هستیم. لذا در مسیر خطوط اصلی انتقال ایستگاههاي تقویت فشار گاز با کمپرسورهاي عظیم گازي طراحی و این وظیفه به عهده این ایستگاهها گذاشته می شود. در گذشته فشار خطوط اصلی انتقال حدود 1100PSI در نظر گرفته شده اما امروزه و در طراحی خطوط جدید فشار 1400PSI در نظر گرفته می شود

11. ایستگاه تقلیل فشار گاز برون شهري ايستگاه هاي تقليل فشار از جمله تاسيسات موجود در سيستم گازرساني بوده كه به اشكال مختلف و با تجهيزات متفاوتي طراحي و نصب مي گردند در يك ايستگاه تقليل فشار كه جهت كم كردن فشار گاز خروجي از پالايشگاه و قابل مصرف كردن اين گاز در صنعت و مصارف خانگي مورد استفاده قرار مي گيرد

12. . ابزار و تجهيزات خاصي درايستگاههاي تقليل فشار وجود دارد كه از جمله آنها مي توان به گيج ها و ترمومترهاي ابتداي خط جهت نشان دادن تعيين فشار و دماي گاز ورودي به ايستگاه (به عنوان مثال : دما و فشار ورودی گاز به ایستگاه CGS آرامگاه مشهد حدود 90 فارنهایت و psi800 می باشد.)

13. فيلترها، جداسازی ناخالصي گاز را عهده دار هستند و هيترها جهت جلوگيري از يخ زدن ذرات مايع گاز هنگامي كه دماي گازبعلت كاهش فشار محيط كاهش مي يابد به كار مي روند. رگلاتورها كار كاهش فشار گاز را از حدود psi 250 به psi 1000 واز 250 به 60 در ايستگاه TBS انجام دهند

14. همچنين روي بعضي ازهر رگلاتورها دو قسمت به نام Pilot و Feeder قرار دارد كه كار تنظيم فشار گاز روي صفحه ديافراگم رگلاتور و تنظيم فشار خروجي را انجام ميدهد همچنين در يك ايستگاه تقليل فشار علاوه بر فيلتر، هيتر و رگلاتور، شيرهاي قطع و اطميناننيز وجود دارد كه در صورت بروز هر گونه مشكل در خط و بالا رفتن فشار درون لوله ها و براي جلوگيري از خطرات احتمالي شيرقطع گاز را به طور اتوماتيك قطع مي كند تا به تجهيزات خط صدمه اي وارد نشود البته قبل از عمل كردن شير قطع کن شير اطمينان عمل كرده يعني گاز اضافي را كه باعث بالا رفتن فشار گاز در خط مي شود را از خط خارج مي كند اما در صورتي كه خارج شدن گاز از شیر اطمینان نتواند افزايش فشار را كاهش دهد در اين هنگام شيرقطع عمل میکند و گاز را قطع مي كند .

15. در ايستگاه تقليل فشار همواره قطر لوله خروجي بيشتر از قطر لوله ورودي مي باشد همچنين يك شير قطع گاز قبل و بعد از هر ايستگاه در نظر گرفته مي شود تا در صورت بروز مشكل در ايستگاه بتوان گاز را قطع و مشكل را برطرف ساخت. ايستگاه ها توسط واحد ابزار دقيق هر يك سال يك بار OVER HALLl می شوند يعني مورد بازرسي كامل قرار گرفته و تجهيزات آن باز و بسته می شوند و در صورت خرابی تعمیر يا تعويض خواهند شد. بخشهاي اصلي موجود در ايستگاه را مي توان به صورت کلي تر به صورت بخشهاي فيلتراسيون، گرمايش، تقليل و کنترل فشار، اندازه گيري و بودار کردن گاز معرفي نمود

17. بخش دوم - فیلترها : ناخالصي هاي موجود در گاز بايد قبل از ورود به تجهيزات ايستگاه هاي تقليل فشار توسط صافي ها از گاز جدا شوند. عمل جداكنندگي به روشهاي فيزيكي و درون مخازن تحت فشار كه طبق استاندارد مربوط ساخته شده است صورت مي گيرد. فيلترهاي مورد استفاده در ايستگاه هاي تقليل فشار را مي توان به سه دسته عمده تقسيم نمود: 1 - جدا كننده هاي چرخشي : Scrubbers : در ايستگاه هایي كه داراي ظرفيت بالا بوده و فشار و ميزان مصرف تقريباً ثابت مي باشد از اين نوع جدا كننده استفاده مي شود اساس كار اين دستگاه بدين ترتيب است كه گاز هنگام ورود به داخل مخزن مجبور به انجام چرخشي گردابي شده و ذرات سنگين تر از ذرات گاز به طرف كف مخزن ريزش مي نمايند

19. همانگونه كه در شكل بالا مشاهده مي شود قسمت ورودي مخزن داراي دو سيني است كه محفظه بالاي سيني اول محفظه خروجي و محفظه زير سيني دوم محفظه جمع آوري مواد زائد مي باشد اين دو محفظه توسط لوله هاي باريكه اي به يكديگر مرتبط مي باشند . گاز ورودي در فضاي بين دو سيني در اطراف آن جدا شده و گاز تميز از طريق لوله ها به خروجي انتقال مي یابد تعداد و آرايش اين لوله ها متناسب با طرفيت و فشار گاز بوده و سازنده تعدادي از اين لوله ها را با درپوش هاي موقتي مسدود نموده است اينگونه فيلترها به لحاظ ظرفيت بالا كمتر مورد استفاده قرار مي گيرند .

20. 2 - فيلترهاي همراه با جدا كننده :Filter separator اين فيلترها داراي مخازني افقي بوده و جدا كنندگي ذرات ناخالص در دو مرحله انجام مي پذيرد . گاز ورودي ابتدا وارد محفظه اي مي شود كه به ناچار بايد از درون تعداد زيادي المنت از جنس رزين عبور نمايد بافت الياف اين المنت بگونه اي است كه ذرات بيشتر از سه تا پنج ميكرون را از خود عبور نداده و اين ذرات به جداره خارجي المنت ها چسبيده و در نهايت در مخزن ديگري كه بهمين منظور متصل به مخزن اصلي نصب شده جمع آوري مي گردند

22. در اينگونه فيلترها یک نشان دهنده اختلاف فشار كثيفي المنت ها را نشان مي دهد كه با باز نمودن شيرهاي تخليه در زمانهاي خاص ، این ذرات خارج می شوند . لازم به توضيح است كه اكثر سازندگان اين دستگاهها را ، مجهز به كنترل كننده هاي سطح مايع نموده كه با بالا آمدن ارتفاع مايع تا نقطه مورد نظر شيرهاي تخليه باز و پس از تخليه بصورت اتوماتيك بسته مي شوند. از آنجا كه رطوبت گاز دريافتي از خطوط انتقال بالا بوده لذا غالبا در ايستگاههايي كه از اين خطوط تغذيه مي نمايند از اينگونه فيلترها استفاده مي شود.

23. - فيلترهاي المنت دار : در مخزن اين نوع فيلترها سطوحي از جنس رزين – كاغذ – پشم شيشه و به شكلهاي مختلف وجود دارد و گاز هنگام عبور از اين سطوح ذرات ناخالص همراه خود را بجا مي گذارد . ميزان سطح برخورد گاز بسيار اهميت دارد و هر چند اين سطح بزرگتر باشد ميزان تميز كاري بيشتر خواهد بود لذا سازندگان جهت جلوگيري از بزرگ ساختن مخزن فيلتر اقدام به ساخت المنت هايي با سطح موثر بيشتر مي نمايند .

26. بخش سوم – هیترها : هیترها دستگاههايي هستند كه در شرايط ايمن توسط مشعلهاي اتمسفر يك آب مقطر داخل يك محفظه را گرم نموده و گاز با عبور از لوله هاي مارپيچي كه از درون اين محفظه عبور مي نمايد گرم مي شود.و بدين دليل به حمامهاي غير مستقيم گاز water bath indirect heater معروفند ساختمان هیترهای گاز متشكل از قسمتهاي زير ميباشد: 1- محفظه هیتر shell 2- لوله هاي گاز coail 3- آتشدان fire tube 4- دودكش exhaust 5- محفظه احتراق 6- مخزن انبساط آب expansion tank 7- سيستم تامين و كنترل سوخت

28. اندازه گيري اندازه گيري ميزان گاز مصرفي در اين ايستگاه توسط کنتورهايي از نوع توربيني انجام مي شود. روي هر يک از سه خط اصلي يک دستگاه کنتور نصب شده است. با توجه به اينکه حجم گاز متناسب با فشار و دماي گاز تغيير مي کند جهت محاسبه دقيقتر ميزان گاز مصرفي بايد تغييرات اين پارامترها را در محاسبات حجم گاز مصرفي وارد نمود، براي اين کار از دستگاهي به نام تصحيح گر استفاده مي شود که تغييرات دما و فشار را با وارد کردن ضريبي در ميزان عددي گاز مصرف شده که بر اساس شماره انداز کنتور بدست آمده منظور مي کند. در شکل زير نمونه اي از يک تصحيح گر که برروي کنتورهاي ايستگاه سنندج نصب شده است نشان داده شده است

30. بخش چهارم – رگلاتورها : رگلاتور دستگاهی است که با تغییر جریان میزان فشار آن را در حد معینی کنترل می نماید، ساختمان هر رگلاتور از سه قسمت تشکیل شده است الف) قسمت بارگذار ب)قسمت اندازه گیر یا مقایسه ( دیافراگم ) ج)قسمت عمل کننده با شیر مانع

31. در ابتدا بعلت فشار وارده از طرف نیروی فنر دهانه روزنه باز و گاز به محفظه خروجی که مستقیما با دیافراگم ارتباط دارد راه می یابد هر گاه فشار در این محفظه از فشار فنر بیشتر شود دهانه مجرا بسته می شود و فشار خروجی بر اثر ادامه مصرف کاهش خواهد یافت و در نتیجه مجرا بیشتر باز شده و مجددا فشار افزایش می یابد این عمل تا حد تکرار می شود تا فاصله در پوش از روزنه در حد معینی که بتواند فشار را تامین نماید ثابت شود اکنون هر تغییری در میزان مصرف رخ دهد مجددا باعث تکرار این عملیات و تغییر وضعیت در پوش و روزنه می شود . که اين اساس رگلاتورهاي فنري است كه نمونه هاي مختلفي از آنها كه در ظرفيت هاي پايين به كار مي روند در شكل زير مشاهده مي گردد.

33. از عمده مشكلاتي كه هنگام كار با رگلاتورهاي فنري با آن مواجه هستيم اين است كه اگر رگلاتوري را به ازاي مصرف معيني روي فشار خاصي تنظيم نماييم در صورتي كه ميزان مصرف افزايش يابد و به حداكثر ظرفيت رگلاتور نزديك شود فشار خروجي آن كاهش مي يابد.

37. رگلاتورهاي پايلوت دار در اين نوع رگلاتور تغييرات فشار خروجي با نيروي فنر در رگلاتور فنري ديگري به نام پايلوت مقايسه شده و نتيجه آن به صورت فشار گاز به ديافراگم رگلاتور اصلي اعمال مي گردد و يا به عبارتي تغييرات فشار خروجي تقويت شده و سپس باعث تغيير وضعيت شير مانع مي گردد. پايلوت عبارتست از يك رگلاتور فنري كه از فشار ورودي تغذيه شده، متناسب با ميزان فشردگي فنر خود فشار خروجي را مهيا مي سازد اين فشار به عنوان فشار فرمان روي رگلاتور اصلي اعمال مي شود.

40. همان گونه كه در شكل بالا مي بينيم به زير ديافراگم رگلاتور اصلي فشار P2 و به قسمت رويآن فشار PL اعمال مي شود يك فنر تثبيت كننده نيز بر خلاف فشار P2 عمل مي نمايد تا رگلاتور در حالت عادي به صورت بسته عمل نمايد. در ابتداي امر كه رگلاتور به صورت بسته عمل مي نمايد با فشردن فنر پايلوت در خروجي آن فشار PL ظاهر شده كه باعث باز شدن رگلاتور اصلي و در نتيجه ايجاد فشار P2 در خروجي آن مي شود تا زماني كه مجموع فشار فنر تثبيت كننده و فشار خروجي كمتر از PL شود ازدياد فشار توسط پايلوت قطع و نيروي فنر تثبيت كننده رگلاتور را به حالت بسته نگه مي دارد

41. بخش پنجم - تجهیزات ایمنی ایستگاههای تقلیل فشار: در ایستگاههای تقلیل فشار جهت جلوگیری از اعمال فشار نامطلوب به شبکه های متصل به آن هنگام بروز اشکال در رگلاتورها از دو نوع تجهیزات ایمنی استفاده می شود : 1 – شیرهای اطمینان Safty valve شیرهای قطع فشار - 2 Shut off valve 1 – شیر اطمینان :هنگام بروز اشکال در رگلاتورهای ایستگاهها ممکن است فشار گاز افزایش یابد جهت کاهش این فشار ناخواسته و جلوگیری از آسیب دیدن سایر تاسیسات بعدی می توان قسمتی از گاز خروجی رگلاتور را از طریق یک شیر قابل تنظیم در فضا تخلیه نمود این شیرهای اتوماتیک به نام شیر اطمینان معروفند بدیهی است که هنگام کاهش فشار به دلیل تخلیه شیر مجدداشیر به صورت بسته در می آید .

42. 2 – شیر قطع فشار : دومین عامل ایمنی در ایستگاههای تقلیل فشار شیر اتوماتیکی است که در فشار مورد نظر بسته شده و باز شدن آن به صورت دستی صورت می گیرد این شیر به گونه ای تنظیم می شود که هرگاه هنگام افزایش فشار شیر اطمینان عمل ننماید و یا با وجود عمل کردن باعث افت فشار خط نشود موجب قطع گاز ایستگاه شود . . ساختمان این شیرها از دو قسمت عمل کننده Actuater و شیر Valve تشکیل شده است . معمولا شیر آن از نوع توپی و یا سماوری بوده و قسمت عمل کننده آن به دو صورت مکانیکی و یا نیوماتیکی ساخته می شود

43. بخش ششم – دستگاههای بودار کننده : • بودار نمودن گاز طبيعي به عنوان شاخصي در جهت آگاه شدن از نشت گازقبل از ايجاد انفجار امري است مهم كه به لحاظ ايمن سازي مشتركين داراي ويژگي خاصي در صنعت گاز مي باشد . • - مركاپتانها كه به صورت • R-SH • مشخص مي شوند و معمولا به صورت مخلوط هایي به • ثبت معين و يا نسبتاً خالص از تركيبات پروپيل-ايزوپروپيل-بوتيل و يا اميل مركاپتان • مي باشند • 1-مشخصات ماده : • نام تجاری مرکاپتان: SPOT LEAK – 1007 • *فرمول شیمیایی:Tertiobutylmercaptan(80%)+Methyl ethyl sulphide(20%) • 2-خواص فیزیکی : • حالت فیزیکی: مایع بو : زننده حلالیت در آب : غیر قابل حلال • 3 – اطلاعات ایمنی: • *دمای خود اشتعالی : C 2.38

45. ايستگاهTBS • ايستگاههاي درون شهري • علاوه بر تقليل فشار گاز از 250 پوند به 60 پوند ناخالصي هاي موجود و مقدار جريان ورودي و خروجي گاز را كنترل مي كنند • اجزاي اصلي اين ايستگاهها عبارتند از • فيلتر خشک عمودي • رگلاتور • شير اطمينان • شير قطع کن اضطراري

46. فيلتر خشک عمودي: وظيفه اين جزء جداسازي ذرات جامد، دوده و ناخالصيها از گاز طبيعي مي باشد. جريان گاز ورودي به صورت عمودي بر سطح المنت وارد شده و با عبور گاز از داخل لايه هاي الياف فيلتر جداسازي ذرات ناخالص از گاز صورت مي گيرد و ذرات درشت تر در اثر نيروي ثقل به قسمت پايين فيلتر سقوط کرده و گاز فيلتر شده در راستاي عمود بر جريان ورودي جريان مي يابد. در شکل زير نمونه اي از اين نوع فيلتر نشان داده شده است.

47. ايستگاههاي کابينتي با پيشرفت علوم و فن آوري، ساخت و بهينه سازي ايستگاههاي تقليل فشار جهت رفع مشکلات و به طور پيوسته تغيير و ارتقا مي بايد. با توجه به افزايش قيمت زمين و محدوديت و کمبود فضاي مورد نياز احداث ايستگاههاي تقليل فشار نوع تخت سعي شده خطوط ايستگاه به صورت عمودي نصب و رگلاتور و قطع کن اضراري به صورت ترکيبي طراحي و اجرا گردند. البته علاوه بر حجم کم ايستگاههاي تقليل فشار کابينتي به مزاياي ديگري چون سرويس و تعميرات راحتتر و بهتر و دقت بالاتر در تنظيم فشار خروجي اشاره نمود. در کنار مزاياي فوق به نواقصي چون افقي بودن فليتر و به سبب آن گرفتگي المنت و عدم ضريب اطمينان بالاي سيستم قطع کن آن اشاره نمود