ایستگاه اندازه گیری و تقلیل فشار گاز
ایستگاههای تقلیل فشار گاز بخش مهمی از سیستم گازرسانی بوده که با اشکال و تجهیزات متفاوت طراحی و نصب می گردند و با پیشرفت علوم و فن آوری ساخت این تجهیزات به طور مرتی تغییر و ارتقا می یابد.
در شرکت مهندسی آذر پژوهان اندیش ایستگاههای metering ، CGS ، TBS ، CGS/TBS ، نیروگاهی، کابینتی با محدوده دبی 400 SCMH تا 1.000.000 SCMH طراحی و ارائه می گردند.
ایستگاههای برون شهری (CGS) فشار گاز را از 1000 به 250 پوند و ایستگاههای درون شهری (TBS) فشار گاز را از 250 به 60 پوند کاهش می دهند. در سایر ایستگاه ها فشارهای ورودی و خروجی با توجه به شرایط عملیاتی و نیاز مصرف کنندگان متغیر است، در تمامی ایستگاه ها علاوه بر کاهش فشار، ناخالصی موجود در گاز پالایش شده و مقدار جریان ورودی و خروجی گاز توسط تجهیزات اندازه گیری کنترل می شود.
در ایستگاههای تقلیل فشار چند هدف اصلی دنبال می شود. این اهداف عبارتند از:
– پالایش گاز از ناخالصی ها و جدا کردن ذرات و مایعات همراه جریان
– کنترل فشار ورودی به شبکه توزیع توسط رگولاتور
– اندازه گیری مقادیر گاز انتقال یافته
– بودار کردن جریان گاز جهت افزایش ایمنی در هنگام مصرف
جهت پالایش گاز از ناخالصی های ناشی از عوامل مختلف (از جمله خوردگی و فرسودگی خطوط انتقال، میعان بخار آب منتقل شده همراه گاز، هیدرو کربن های سنگین موجود در ترکیب گاز طبیعی و …) فیلتر های گاز پیش از ورود گاز به سیستم کنترل فشار مورد استفاده قرار می گیرند. نوع و ابعاد فیلترها با توجه به شرایط عملیاتی گاز ورودی (دبی، فشار، …) و وضعیت آلاینده های همراه آن انتخاب می شود. این فیلترها شامل فیلترهای گاز خشک (Dry Gas Filter) ، جدا کننده ها (Filter Separator) و اسکرابرها (Scrubber) بوده و بنا بر نیاز کارفرما در ایستگاه تقلیل فشار مورد استفاده قرار می گیرند.
کاهش و کنترل فشار گاز اصلی ترین هدف یک ایستگاه تقلیل فشار است که توسط شیرهای کنترلی موسوم به رگولاتور انجام می پذیرد. اندازه گیری میزان جریان عبوری بسته به حساسیت و نیاز دقت مصرف کنندگان توسط انواع تجهیزات توربینی و یا التراسونیک انجام می شود. این کنتورها می توانند در جریان بالا دست و یا پایین دست یک ایستگاه تعبیه شده و میزان مصرف را گزارش نمایند.
از آنجا که گاز طبیعی بدون رنگ و بو فاقد هرگونه مشخصه قابل تشخیص در محیط است، چنانچه گاز ایستگاه جهت مصارف شهری و یا کارخانه ای در نظر گرفته شده باشد، می توان جریان خروجی را با همراه نمودن ترکیبی بسیار بودار (عموما مرکاپتان) بودار نمود تا در مواقع نشت و انتشار گاز علایم فیزیکی مشخصی مانع از وقوع انفجارات و یا فجایع دیگر شوند. این امر توسط بودار کننده های تزریقی و یا کنار گذر صورت می پذیرد.
پارامترهای ذکر شده در زیر نقش اساسی در طراحی ایستگاه و استانداردهای مورد استفاده در محاسبات و سایزبندی هر یک از قطعات تشکیل دهنده آن را ایفا می کنند.
– فشار و دمای عملیاتی گاز ورودی
– فشار و دمای عملیاتی گاز خروجی
– فشار طراحی و تست
– حداکثر سرعت مجاز گاز درون لوله
– مقدار جریان حجمی گاز
اسکرابر
اسکرابر یکی از تجهیزاتی است که برای تصفیه و خالص سازی گاز پرفشار در مسیر ایستگاه های گاز پر مصرف قرار داده می شود. اساس کار اسکرابرها جداسازی به یکی از روش های زیر و یا ترکیبی از این روش ها است: – جداسازی بر اثرنیروی وزن – جداسازی بر اثر برخورد ذرات – جداسازی براثر نیروی گریز از مرکز در ایستگاه های تقلیل فشار، اسکرابرها معمولاً در مرحله اول جداسازی و به عنوان پالایش مقدماتی ایستگاه (Pre-Filtration) با هدف پالایش ذرات و ناخالصی های بزرگ نصب می شوند. ترکیب اسکرابرها با تجهیزاتی مثل فیلتر سپراتور و فیلتر گاز خشک می تواند کارایی سیستم برای جداسازی ناخالصی ها را افزایش دهد. گاز دارای ناخالصی از طریق خط متصل به نازل ورودی وارد اسکرابر شده و دسته ای از سیکلونها در مسیر عبور جریان گاز قرار می گیرند. تعداد و ابعاد این سیکلونها بر مبنای فشار و دمای طراحی و دبی ورودی محاسبه می شود. گاز تصفیه نشده داخل مجاری سیکلونها شده و ذرات سنگین آن در اثر جریان چرخشی ایجاد شده در سیکلون از جریان اصلی گاز جدا و توسط نیروی گرانشی به سمت پایین مخزن هدایت می شوند. این ذرات در حالی به مخزن تخلیه در قسمت پایین دستگاه وارد می شوند که گاز تمیز از طریق مجراهای مخصوص به محفظه بالایی هدایت شده و از طریق نازل خروجی ادامه مسیر گاز در ایستگاه را طی خواهد نمود. در قسمت پایین دستگاه و برروی مخزن تخلیه، یک نشانگر سطح وجود دارد که در صورت رسیدن سطح ناخالصی تجمع یافته به حد مجاز، می توان با باز نمودن شیر تخلیه اقدام به خارج کردن تمامی ناخالصی ها و ذرات تصفیه شده در مخزن نمود. اسکرابرهای ساخت شرکت مهندسی آذرپژوهان اندیش مجهز به تجهیزات کاملی از جمله نشانگر دما و فشار، شیر اطمینان فشار و نشانگر سطح مواد تصفیه شده می باشند. همچنین تجهیزاتی از قبیل Level Switch و تمهیدات مورد نیاز سیستم مانیتورینگ در صورت درخواست کارفرمایان محترم قابل نصب بر روی این تجهیز است.
فیلتر سپراتور
در ایستگاه های تقلیل فشار گاز، جهت جلوگیری از ورود ناخالصی ها به تجهیزات حساس و حفاظت از آنها، مجموعه ای از تجهیزات پالایش گاز مورد استفاده قرار می گیرند. تعداد، چیدمان و ابعاد طراحی این فیلترها همگی تابعی از شرایط عملیاتی گاز طبیعی و درخواست کارفرمایان پروژه است. فیلتر جداکننده گاز (Filter Separator) یکی از تجهیزات پالایش موجود در ایستگاه های تقلیل فشار گاز طبیعی است که بر اساس عملکرد دو مرحله ای به تصفیه گاز می پردازد. پس از اتصال تجهیز به خط اصلی، گاز ناخالص از طریق نازل ورودی وارد محفظه کارتریجی تجهیز شده و با عبور از المنت های تعبیه شده در بدنه فیلتر پالایش می شود. کارتریج هایی که در داخل فیلتر قرار می گیرند، بسته به میزان آلودگی گاز و نوع آلاینده ها و همچنین شرایط عملیاتی (میزان گاز عبوری از سیستم، دما و فشار طراحی و …) دارای جنس و ابعاد متفاوتی هستند که تفاوت آنها در میزان پایداری، بازدهی پالایش و قطر ذرات فیلتر شده می باشد. این کارتریج ها می توانند از جنس کاغذ، فایبر گلاس، پارچه و … بوده و به اشکال و حالات مختلفی به صورت چین خورده و یا صاف باشند. در مرحله دوم گاز به محفظه دوم فیلتر (Vane separation Unit) هدایت شده و در حین عبور از میان صفحات فلزی موازی و غیر همراستا عمده قطرات ریز مایع همراه خود را از دست خواهد داد. آلودگی ها و ذرات پالایش شده پس از انباشته شدن در مخزن تخلیه از طریق شیر مربوطه (که برای هر دو محفظه فیلتر به طور جداگانه تعبیه گردیده است)، به بیرون هدایت خواهند شد. بهترین معیار برای تشخیص زمان تعویض و یا بازرسی کارتریج ها، بررسی افت فشار ایجاد شده میان جریان گاز ورودی و خروجی محفظه المنت فیلتر است. تمامی فیلترهای جدا کننده ساخت شرکت مهندسی آذرپژوهان اندیش مجهز به سیستم نشانگر اختلاف فشار (DP Indicator) در قسمت محفظه کارتریجی خود می باشند.
فیلتر گاز خشک
فیلتر گاز خشک (Dry Gas Filter) یکی از انواع متداول سیستم های پالایش در ایستگاه های تقلیل فشار است که بر اساس جدا کردن ناخالصی های همراه گاز در حین عبور از کارتریج های استوانه ای عمل می کند. کلیدی ترین و حساس ترین قسمت تشکیل دهنده یک فیلتر گاز خشک مربوط به کارتریج هایی است که درون آن تعبیه می گردند. کارتریج ها به شکل استوانه های توخالی بوده که پیرامون آن با صافی های مناسب پر شده و مانع از عبور ذرات آلاینده از خود می شوند. این کارتریج ها بسته به میزان نوع آلاینده های همراه گاز و همچنین شرایط عملیاتی (حجم گاز، دما و فشار طراحی و …) دارای جنس و ابعاد متفاوتی هستند که تفاوت آنها در میزان پایداری، بازدهی پالایش و قطر ذرات فیلتر شده است. جنس کارتریج ها می تواند از کاغذ، الیاف پلی پروپیلن و یا پارچه بوده و به اشکال و حالات مختلفی چین خورده و یا صاف باشد. بهترین و متعارف ترین معیار برای تشخیص زمان تعویض کارتریج و یا لزوم بازبینی و تمیز نمودن آنها، بررسی افت فشار ایجاد شده میان جریان ورودی به فیلتر و خروجی از آن می باشد. لذا تعبیه تجهیزاتی به منظور اندازه گیری و نمایش اختلاف فشار بر روی تمامی فیلترهای مجهز به سیستم کارتریج ضروری است. تمامی فیلترهای خشک ساخت شرکت مهندسی آذرپژوهان اندیش مجهز به سیستم نشانگر اختلاف فشار (D.P. Indicator) می باشند.
گرم کن گازی
در ایستگاههای تقلیل فشار گاز، کاهش فشار در دستگاه رگولاتور همراه با کاهش دمای متناظر بوده و این امر در صورت کاهش زیاد فشار، می تواند دمای گاز را به آستانه انجماد آب رسانده و موجب ایجاد پدیده یخ زدگی و همچنین تشکیل هیدرات های گازی در رگلاتور و تجهیزات پایین دستی گردد. هر کدام از این عوارض قادر خواهند بود که موجب از کار افتادن رگولاتور و یا مانع از عملکرد بهینه آن شوند. لذا جهت جلوگیری از ایجاد چنین عوارضی، گاز را پیش از رسیدن به رگولاتور گرم می نمایند که این کار توسط Water Bath Heater انجام می شود. هیتر از سه قسمت عمده کویل (Coil)، لوله آتش (Fire Tube) و بدنه (Shell) تشکیل شده است. بدنه هیتر با ترکیبی از آب مقطر و ضد یخ پر می شود. لوله های آتش درون بدنه جاسازی می شود و آب را گرم می کند. گاز ورودی از ایستگاه از طریق لوله های ورودی هیتر وارد کویل شده پس از تبادل گرمایی با آب داغ موجود در اطراف کویل گرم می شود. گاز گرم شده هیتر را ترک کرده و وارد ایستگاه می گردد. سوخت مشعل هیتر توسط یک انشعاب از گاز خروجی ایستگاه تامین می شود. سیستم کنترل موجود در هیتر از طریق کنترل دمای گاز خروجی از هیتر و همچنین کنترل سطح آب موجود در بدنه هیتر، اقدام به بستن سوخت ورودی هیتر و یا ایجاد آلارم های محیطی در زمان مورد نیاز خواهد کرد.
بودار کننده (بای پس)
یکی از خواص فیزیکی گاز طبیعی، بدون بو بودن این فرآورده سوختی است و بنابراین ضروری است تا جهت جلوگیری از وقوع خطرات و حوادث احتمالی، پیش از رسیدن به سیستم مصرف توسط مکانیزمی دارای بو گردد. این امر را می توان با تزریق یک ماده بودار به جریان گاز طبیعی انجام داد. این عمل در اصطلاح “بودار کردن” و یا (odorizing) گاز طبیعی نامیده می شود و عموماً توسط تزریق یک ماده بسیار بودار با نام مرکاپتان (Mercaptane) صورت می پذیرد. در صنعت گاز، دو شیوه برای بودار کردن گاز طبیعی متداول است و بر حسب پارامترهای عملیاتی و نیازهای مصرف کنندگان، یکی از این دو شیوه جهت عملیات “بودار کردن” انتخاب می گردد. این دو شیوه عبارتند از: بودار کردن به سیستم کنارگذر (Bypass) و بودار کردن به شیوه تزریقی (Injection). شیوه عملکرد سیستم بودار کننده Bypass بدون نیاز به هیچگونه پمپ تزریق بوده و تنها با استفاده از فشار هیدرولیکی اعمال شده از خط لوله، مخزن نگهدارنده مرکاپتان در فشاری تعادلی با جریان گاز عبوری قرار خواهد گرفت. گاز عبوری از خط لوله، با ورود به یک انشعاب در ابعادی کوچک تر از سایز خط اصلی وارد مخزن ذخیره مرکاپتان شده و مقداری از مایع را با خود همراه خواهد کرد. این گاز، پس از امتزاج با مرکاپتان به واسطه افت فشاری که توسط یک شیر پروانه ای (Butterfly Valve) در خط ایجاد شده است، قادر خواهد بود به خط لوله اصلی باز گردد مرکاپتان همراه خود را در کل جریان عبوری منتشر نماید. با استفاده از یک نشانگر سطح می توان در هر لحظه میزان مرکاپتان موجود در مخزن را بررسی نمود. پر کردن مخزن اصلی ادورایزر از طریق یک سیستم loading و با اعمال فشار تنظیم شده بر روی تانکر حاوی مرکاپتان انجام می شود و به علت خاصیت سمی مرکاپتان عوارض بسیاری در صورت نشت در محیط طبیعی ایجاد خواهد نمود، به همین دلیل شیر اطمینان این تجهیز مجهز به یک فیلتر ذغالی (Charcoal Filter) جهت جلوگیری از بروز چنین عوارضی می باشد.
بودارکننده (تزریقی)
یکی از خواص فیزیکی گاز طبیعی، بدون بو بودن این فرآورده سوختی است و بنابراین ضروری است تا جهت جلوگیری از وقوع خطرات و حوادث احتمالی، پیش از رسیدن به سیستم مصرف توسط مکانیزمی دارای بو گردد. این امر را می توان با تزریق یک ماده بودار به جریان گاز طبیعی انجام داد. این عمل در اصطلاح “بودار کردن” و یا (odorizing) گاز طبیعی نامیده می شود و عموماً توسط تزریق یک ماده بسیار بودار با نام مرکاپتان (Mercaptane) صورت می پذیرد. در صنعت گاز، دو شیوه برای بودار کردن گاز طبیعی متداول است و بر حسب پارامترهای عملیاتی و نیازهای مصرف کنندگان، یکی از این دو شیوه جهت عملیات “بودار کردن” انتخاب می گردد. این دو شیوه عبارتند از: بودار کردن به سیستم کنارگذر (Bypass) و بودار کردن به شیوه تزریقی (Injection). یک بودارکننده تزریقی با استفاده از یک پمپ رفت و برگشتی، اقدام به تزریق مرکاپتان به خط لوله می نماید. تابلو کنترل با دریافت مقادیر و پارامترهای جریانی (که مهمترین آنها میزان دبی عبوری در شرایط کاری است) نرخ تزریق بهینه و استاندارد پمپ را محاسبه کرده و با صدور فرمان، آن را عملیاتی خواهد نمود. لذا در هر زمان، میزان گاز عبوری در همان موقعیت مقدار میزان تزریق قرار گرفته و غلظت مرکاپتان در گاز خروجی علیرغم وجود نوسان در جریان مقداری ثابت است. پر کردن مخزن اصلی ادورایزر از طریق یک سیستم loading و با اعمال فشار تنظیم شده بر روی تانکر حاوی مرکاپتان انجام می شود. از آنجا که ماده مرکاپتان بسیار سمی بوده و عوارض بسیاری در صورت نشت در محیط طبیعی ایجاد خواهد نمود، شیر اطمینان این تجهیز مجهز به یک فیلتر ذغالی جهت جلوگیری از بروز چنین عوارضی می باشد.
ایستگاه های کابینتی
به طور کلی ایستگاه ها از نظر شکل ظاهری، بسته به موقعیت محل نصب ، شرایط جوی منطقه ونیاز متقاضی می توانند در دونوع مسطح وکابینتی تولید شوند. ایستگاههای کابینتی نسبت به ایستگاههای مسطح فضای کمتری اشغال می کنند.
در شرکت مهندسی آذر پژوهان اندیش ایستگاههای کابینتی تا ظرفیت 20.000 SCMH و در کلاسهای فشاری 150# و 300# و 600 # با چیدمان و طراحی مختلف بر اساس درخواست کارفرما ساخت و مونتاژ و نصب و راه اندازی می گردد.