Księgarnia Warszawa

Opracowanie zawierające praktyczną wiedzę w zakresie obsługi i eksploatacji urządzeń, instalacji i sieci gazowych.
Kierowane jest do wszystkich pracowników sektora gospodarki paliwowo-energetycznej, którzy wykorzystują gazy jako źródło energii.
Wydane w formie poradnika obejmującego niezbędne informacje pozwalające podwyższać kwalifikacje i uzyskać świadectwa uprawniające do pracy przy eksploatacji i dozorze urządzeń gazowych. Przydatna również jako pomoc dydaktyczna dla szkół wyższych.
 
 
Autorzy:
dr inż. Bronisława GNIEWEK-GRZYBCZYK, dr inż. Mariusz ŁACIAK, mgr inż. Igor GRELA, mgr inż. Mieczysław SIUCIAK
 
Recenzent:
prof. zw. dr hab. inż. Jakub SIEMEK (członek korespondent PAU i PAN)


Format: B5, 358 stron, oprawa miękka foliowana,
Wydanie II
Stan prawny: 2011 r.


zobacz spis treści

1. Podstawowe własnosci fizykochemiczne i termodynamiczne gazu
ziemnego — Mariusz Łaciak ................................................................................. 11
1.1. Własności fizykochemiczne gazu ziemnego ....................................................... 11
1.1.1. Skład gazu ziemnego .......................................................................................... 11
1.1.2. Podstawowe własności gazu ziemnego .............................................................. 11
1.1.3. Podział paliw gazowych ..................................................................................... 13
1.2. Podstawy termodynamiki gazu ziemnego ......................................................... 14
1.2.1. Równanie stanu gazu doskonałego ..................................................................... 14
1.2.2. Przemiany charakterystyczne gazu doskonałego ............................................... 15
1.2.3. Mieszaniny gazowe ............................................................................................ 17
1.2.4. Gazy rzeczywiste ................................................................................................ 18
1.2.5. Równania stanu gazów rzeczywistych ............................................................... 21
1.2.6. Efekt Joule’a-Thomsona .................................................................................... 26
1.3. Przepływy gazów w rurociągach ........................................................................ 28
1.3.1. Równania podstawowe przepływów .................................................................. 28
1.3.2. Charakterystyka przepływów w gazociągach ..................................................... 29
1.3.3. Obliczanie współczynnika liniowego oporu hydraulicznego ............................. 32
1.3.4. Obliczanie hydrauliczne gazociągów ................................................................. 34
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 35
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 35
2. Pozyskiwanie paliw gazowych
— Bronisława Gniewek-Grzybczyk ......................................................................... 37
2.1. Zgazowanie paliw stałych ................................................................................... 37
2.2. Schematy zgazowania ......................................................................................... 39
2.3. Stałe równowagi procesu zgazowania ................................................................ 40
2.4. Produkcja syntetycznego gazu ziemnego z wegla ............................................. 44
2.5. Metoda hydrozgazowania – Hygas .................................................................... 48
2.6. Zgazowanie węgla w obecności akceptora CO2 ................................................ 49
2.7. Zgazowanie w stopionej soli ............................................................................... 50
2.8. Metanizacja .......................................................................................................... 50
2.9. Wysokosprawne procesy zgazowania paliwa .................................................... 51
2.10. Generatory wysokociśnieniowe ........................................................................ 53
2.11. Generator z odprowadzeniem ciekłego zuzla .................................................. 54
2.12. Wykorzystanie energii reaktorów atomowych do produkcji gazu ............... 55
2.13. Zgazowanie podziemne ..................................................................................... 57
2.13.1. Metody zgazowania .......................................................................................... 58
2.13.2. Przygotowanie złoza do zgazowania ................................................................ 60
2.13.3. Kontrola procesu .............................................................................................. 60
2.13.4. Jakosc otrzymywanego gazu ............................................................................ 61
2.13.5. Wady i zalety zgazowania podziemnego ......................................................... 62
2.14. Gaz kopalniany .................................................................................................. 63
2.15. Gaz konwertorowy ............................................................................................ 64
2.16. Konwersja gazu ................................................................................................. 65
2.17. Piroliza wegla ..................................................................................................... 67
2.18. Przeróbka surowego gazu weglowego ............................................................. 71
Literatura .......................................................................................................... 73
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 73
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 73
3. Urzadzenia do przetwarzania i uzdatniania paliw gazowych
— Bronisława Gniewek-Grzybczyk, Mariusz Łaciak .............................................. 75
3.1. Gaz ziemny .......................................................................................................... 75
3.2. Przygotowanie gazu ziemnego do wykorzystania ............................................. 75
3.3. Oczyszczanie i rozdzielanie gazu ziemnego ...................................................... 76
3.4. Osuszanie gazu ziemnego ................................................................................... 78
3.5. Chłodzenie gazu .................................................................................................. 78
3.6. Oczyszczanie gazu ziemnego z H2S i CO2 ......................................................... 81
3.7. Usuwanie składników kwasnych metoda absorpcji fizycznej ......................... 82
3.8. Proces Fluor-Solvent ........................................................................................... 82
3.9. Oczyszczanie gazu ziemnego w procesie absorpcyjno-utleniajacym .............. 83
3.10. Proces Sulfinol ................................................................................................... 84
3.11. Rozdzielanie gazów ziemnych .......................................................................... 85
3.12. Odgazolinowanie gazu ziemnego metoda absorpcyjna .................................. 85
3.13. Odazotowanie gazu ziemnego .......................................................................... 87
3.14. Wykorzystanie zaazotowanego gazu ziemnego .............................................. 88
3.15. Gaz płynny (LPG) ............................................................................................. 89
3.16. Spalanie gazów .................................................................................................. 91
3.16.1. Ciepło spalania i wartosc opałowa gazu .......................................................... 91
3.16.2. Liczba Wobbego .............................................................................................. 92
3.16.3. Własnosci technologiczne gazów ..................................................................... 93
3.16.4. Elementy teorii spalania ................................................................................... 100
3.16.5. Temperatura spalania gazu ............................................................................... 103
3.16.6. Specyfika spalania paliw gazowych ................................................................. 106
3.16.7. Długosc płomienia ............................................................................................ 106
3.17. Zamiennosc gazów ............................................................................................ 109
3.18. Sposoby okreslania wymiennosci gazów ......................................................... 110
3.19. Zamiennosc gazów w piecach przemysłowych ............................................... 114
Literatura .......................................................................................................... 115
Wykaz norm cytowanych w rozdziale ............................................................. 115
Wykaz rysunków .............................................................................................. 115
Wykaz tabel ...................................................................................................... 116
4. Urzadzenia do magazynowania paliw gazowych —
Mieczysław Siuciak, Bronisława Gniewek-Grzybczyk, Mariusz Łaciak ................ 117
4.1. Zbiorniki niskiego cisnienia ............................................................................... 117
4.1.1. Zbiorniki mokre ................................................................................................. 117
4.1.2. Zbiorniki suche .................................................................................................. 122
4.2. Zbiorniki sredniego cisnienia ............................................................................. 124
4.2.1. Zbiorniki kuliste ................................................................................................. 125
4.2.2. Zbiorniki walcowe ............................................................................................. 126
4.3. Zbiorniki wysokiego cisnienia — butle stalowe ................................................ 127
4.4. Magazynowanie paliw gazowych w złozach wyeksploatowanych i kawernach
solnych .................................................................................................................. 128
4.5. Magazynowanie skroplonego gazu ziemnego LNG .......................................... 130
4.5.1. Zbiorniki stacjonarne .......................................................................................... 131
4.5.2. Metalowe zbiorniki LNG ................................................................................... 131
4.5.3. Zbiorniki zelbetowe LNG .................................................................................. 132
4.5.4. Zbiorniki podziemne .......................................................................................... 132
4.5.5. Zbiorniki LNG na metanowcach ........................................................................ 134
4.6. Magazynowanie gazów płynnych LPG .............................................................. 134
4.6.1. Wykorzystanie wyrobisk górniczych do magazynowania LPG ........................ 134
4.6.1.1. Wprowadzenie ................................................................................................. 134
4.6.1.2. Zasady działania ............................................................................................. 136
4.6.1.3. Szczelnosc magazynowanego LPG .................................................................. 136
4.6.1.4. Maksymalne cisnienie robocze ........................................................................ 136
4.6.1.5. Eksploatacja i monitorowanie ......................................................................... 137
4.6.2. Procedury obsługi w trakcie prac eksploatacyjnych i zagrozenia ...................... 137
4.6.3. Butle i zbiorniki do magazynowania LPG ......................................................... 138
Literatura .......................................................................................................... 143
Wykaz PN cytowanych w rozdziale ................................................................. 143
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 143
5. Sieci gazowe wysokiego cisnienia — Mariusz Łaciak .................................... 145
5.1. Budowa sieci gazowych ....................................................................................... 145
5.1.1. Podział sieci gazowych ...................................................................................... 145
5.1.2. Rury przewodowe .............................................................................................. 146
5.1.3. Armatura zaporowa i pomocnicza ...................................................................... 149
5.1.3.1. Armatura zaporowa ......................................................................................... 149
5.1.3.2. Aparatura pomocnicza .................................................................................... 150
5.1.4. Obliczenia wytrzymałosciowe gazociagów ....................................................... 152
5.2. Budowa gazociagów przesyłowych .................................................................... 154
5.2.1. Rozpoczecie i organizacja budowy gazociagów ................................................ 154
5.2.2. Technologia budowy gazociagów ...................................................................... 155
5.2.3. Spawanie gazociagów ........................................................................................ 156
5.2.4. Ochrona antykorozyjna gazociagów .................................................................. 157
5.2.5. Zasyp gazociagów i znakowanie trasy ............................................................... 159
5.2.6. Próby odbiorcze i przekazanie gazociagów do eksploatacji ............................... 159
5.2.7. Gazociagi na gruntach niestabilnych ................................................................... 161
5.2.8. Zastosowanie tłoków do czyszczenia i oceny stanu technicznego gazociagów . 163
5.3. Eksploatacja systemu przesyłowego gazu ......................................................... 164
5.3.1. Tłocznie gazu ..................................................................................................... 164
5.3.2. Podstawy teoretyczne sprezania gazu ................................................................ 165
5.3.3. Maszyny do sprezania gazu ................................................................................ 169
5.3.3.1. Sprezarki tłokowe ............................................................................................ 170
5.3.3.2. Sprezarki przepływowe .................................................................................... 171
5.3.4. Dobór typu sprezarki i napedu ........................................................................... 172
5.3.5. Armatura i orurowanie technologiczne tłoczni gazu .......................................... 172
5.3.6. Zagrozenia wynikajace z eksploatacji tłoczni gazu ............................................ 173
5.4. Systemy telemechaniki w przesyle magistralnym gazu .................................... 174
5.4.1. Dane w systemie telemechaniki ......................................................................... 174
5.4.2. Rola i zadania telemechaniki w systemie przesyłowym gazu ............................ 175
5.4.3. Struktura organizacyjna telemechaniki w systemie ........................................... 176
Wykaz norm wymienionych w rozdziale ......................................................... 177
Wykaz aktów prawnych omawianych w rozdziale .......................................... 177
Literatura .......................................................................................................... 178
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 178
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 178
6. Stacje gazowe w transporcie i dystrybucji gazu — Mariusz Łaciak ........... 179
6.1. Stacje gazowe rozdzielczo-pomiarowe wysokiego cisnienia ............................ 179
6.2. Stacje gazowe redukcyjno-pomiarowe .............................................................. 180
6.2.1. Wymagania techniczne stacji redukcyjno-pomiarowych ................................... 181
6.2.2. Ciagi redukcyjno-pomiarowe ............................................................................. 185
6.2.3. Urzadzenia zabezpieczajace przed nadmiernym wzrostem lub spadkiem cisnienia
................................................................................................................. 185
6.2.4. Reduktory cisnienia ............................................................................................ 188
6.3. Filtry przeciwpyłowe ........................................................................................... 191
6.4. Podgrzewacze gazu ............................................................................................. 192
6.5. Aparatura kontrolno-pomiarowa ...................................................................... 194
6.5.1. Gazomierze zwezkowe ...................................................................................... 195
6.5.2. Gazomierze turbinowe ....................................................................................... 197
6.5.3. Gazomierze rotorowe ......................................................................................... 198
6.5.4. Gazomierze miechowe ....................................................................................... 199
6.5.5. Gazomierze ultradzwiekowe .............................................................................. 200
6.5.6. Przepływomierze masowe typu Coriolis ............................................................ 203
6.5.7. Bezinwazyjny termiczny pomiar przepływu....................................................... 206
6.5.8. Optyczny pomiar przepływu gazu ...................................................................... 207
6.6. Układy pomiarowe .............................................................................................. 207
6.7. Korekcja pomiarów ............................................................................................ 209
6.8. Dobór gazomierzy ............................................................................................... 210
6.9. Prostownice strumienia ...................................................................................... 211
6.9.1. Prostownica strumienia Gallagher’a .................................................................. 211
6.9.2. Prostownica strumienia K-Lab NOVA .............................................................. 211
6.9.3. Prostownica strumienia NEL (Sperman’a) ........................................................ 211
6.9.4. Prostownica strumienia Sprenkle’a .................................................................... 211
6.9.5. Prostownica strumienia Zanker’a ....................................................................... 211
6.9.6. Prostownica strumienia wiazkowa ..................................................................... 212
6.9.7. Prostownica strumienia AMCA ......................................................................... 212
6.9.8. Prostownica strumienia gwiazdowa ................................................................... 212
6.10. Nawanianie gazu ............................................................................................... 212
6.11. Produkcja energii elektrycznej z rozprezania gazu ....................................... 214
6.11.1. Charakterystyka układów do rozprezania gazu ................................................ 214
6.11.2. Urzadzenia rozprezajace (ekspansyjne) ........................................................... 215
Wykaz norm miedzynarodowych, PN i ZN wymienionych w rozdziale .......... 216
Wykaz aktów prawnych omawianych w rozdziale .......................................... 217
Literatura .......................................................................................................... 217
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 217
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 218
7. Sieci rozdzielcze gazu — Mariusz Łaciak .......................................................... 219
7.1. Układy sieci gazowych ........................................................................................ 219
7.2. Budowa sieci rozdzielczych gazu ........................................................................ 220
7.2.1. Materiały stosowane do budowy gazociagów .................................................... 220
7.2.2. Gazociagi z polietylenu ...................................................................................... 220
7.2.2.1. Własnosci polietylenu ...................................................................................... 220
7.2.2.2. Metody łaczenia rur i kształtek z PE ............................................................... 226
7.2.2.3. Zgrzewanie doczołowe .................................................................................... 227
7.2.2.4. Zgrzewanie elektrooporowe ............................................................................ 228
7.2.2.5. Połaczenia polietylenu ze stala ....................................................................... 230
7.2.3. Gazociagi z poliamidu ........................................................................................ 230
7.3. Zasady sporzadzania projektów sieci rozdzielczych gazu ............................... 232
7.3.1. Przepisy prawne ................................................................................................. 232
7.3.2. Sporzadzanie projektów sieci rozdzielczych gazu ............................................. 232
7.3.3. Budowa gazociagów z tworzyw sztucznych ...................................................... 237
7.4. Eksploatacja sieci rozdzielczych gazu ............................................................... 240
7.4.1. Przepisy podstawowe ......................................................................................... 240
7.4.2. Przyjecie sieci gazowej do eksploatacji ............................................................. 241
7.4.3. Zasady organizacji prac gazoniebezpiecznych i niebezpiecznych ..................... 242
7.4.4. Kontrola stanu technicznego gazociagów .......................................................... 245
7.5. Przyłacza gazowe do budynków ......................................................................... 247
7.6. Metody prowadzenia remontów i rekonstrukcji gazociagów .......................... 248
Wykaz norm miedzynarodowych, PN i ZN wymienionych w rozdziale .......... 250
Wykaz aktów prawnych omawianych w rozdziale .......................................... 251
Literatura .......................................................................................................... 251
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 251
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 251
8. Instalacje i urzadzenia gazowe — Mariusz Łaciak .......................................... 253
8.1. Budowa instalacji gazowych ............................................................................... 253
8.1.1. Kurek główny i urzadzenia redukcji cisnienia ................................................... 254
8.1.2. Przewody i kształtki instalacji gazowych ........................................................... 257
8.2. Gazomierze i zasady ich lokalizacji ................................................................... 260
8.3. Urzadzenia gazowe .............................................................................................. 262
8.4. Odbiór techniczny instalacji gazowych ............................................................. 265
Wykaz norm PN wymienionych w rozdziale ................................................... 266
Wykaz aktów prawnych omawianych w rozdziale .......................................... 267
Literatura .......................................................................................................... 267
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 267
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 268
9. Turbiny gazowe — Igor Grela ............................................................................ 269
9.1. Termodynamika obiegu turbiny gazowej — rozwazania projektowe ............ 269
9.1.1. Wprowadzenie .................................................................................................... 269
9.1.2. Obieg Brayton’a ................................................................................................. 269
9.1.2.1. Obieg idealny .................................................................................................. 270
9.1.3. Obieg rzeczywisty .............................................................................................. 273
9.1.3.1. Efekt sprawnosci urzadzen i strat cisnienia .................................................... 273
9.1.3.2. Efekt chłodzenia turbiny .................................................................................. 274
9.1.3.3. Definicje temperatury wlotowej do turbiny ..................................................... 275
9.1.4. Obieg z „przegrzewem wtórnym”/„sekwencyjna komora spalania” .................. 275
9.1.5. Obieg turbiny gazowej chłodzonej para ............................................................. 276
9.1.6. Obiegi turbiny gazowej z rekuperatorami ciepła spalin odlotowych oraz z chłodzeniem
miedzystopniowym i rekuperatorami ciepła spalin odlotowych ......... 277
9.1.7. Obiegi Cheng’a – obiegi turbin gazowych z wtryskiem pary ............................ 278
9.1.7.1. Wtrysk pary na jednym poziomie cisnienia ..................................................... 279
9.1.7.2. Wtrysk pary na dwu poziomach cisnienia ....................................................... 280
9.2. Turbiny gazowe — komponenty ........................................................................ 280
9.2.1. Sprezarki ............................................................................................................ 280
9.2.2. Komory spalania ................................................................................................ 282
9.2.2.1. Osłona komory spalania ................................................................................. 283
9.2.2.2. „Przejsciówki” ................................................................................................ 283
9.2.2.3. Typy komór spalania ....................................................................................... 284
9.2.2.4. Straty wystepujace w elementach komory spalania ........................................ 284
9.2.2.5. Mechanizmy powstawania zanieczyszczen emitowanych z produktami spalania
do atmosfery ............................................................................................. 285
9.2.3. Turbiny ............................................................................................................... 285
9.3. Turbiny gazowe — zachowanie w przypadku pracy ze zmienionymi parametrami
..................................................................................................................... 286
9.3.1. Wprowadzenie ................................................................................................... 286
9.3.2. Wpływ parametrów instalacji ............................................................................ 287
9.3.3. Wpływ sposobu kontroli temperatury spalania przy pracy z obciazeniem podstawowym
......................................................................................................... 288
9.3.4. Wpływ wtrysku pary .......................................................................................... 288
9.4. Turbiny gazowe — urzadzenia pomocnicze/peryferyjne ................................ 289
9.4.1. Tłumiki hałasu ................................................................................................... 289
9.4.2. Filtry powietrza i czyszczenie kompresorów ..................................................... 289
9.4.3. Chłodzenie/ogrzewanie powietrza do spalania .................................................. 289
9.4.4. Gorace kominy i klapy obejsciowe .................................................................... 290
9.4.5. Urzadzenia rozruchowe ...................................................................................... 290
9.4.6. Układy oleju smarnego ...................................................................................... 291
9.4.7. Układy instalacji uzdatniania paliwa .................................................................. 291
9.5. Turbiny gazowe — paliwa mozliwe do zastosowania ...................................... 292
9.6. Turbiny gazowe — gwarancje i ubezpieczenia ................................................. 294
9.6.1. Aspekty ryzyka .................................................................................................. 294
9.6.2. Gwarancje .......................................................................................................... 294
9.6.3. Ubezpieczenia w trakcie realizacji obiektu ........................................................ 295
9.6.4. Ubezpieczenie obiektu w trakcie eksploatacji .................................................... 295
9.6.5. Zapobieganie powstawaniu strat ........................................................................ 298
Literatura .......................................................................................................... 298
Wykaz PN wymienionych w rozdziale ............................................................ 298
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 298
10. Przemysłowe odbiorniki paliw gazowych
— Bronisława Gniewek Grzybczyk ....................................................................... 301
10.1. Zu3ycie gazu ...................................................................................................... 301
10.2. Odbiorcy gazu w przemysle .............................................................................. 303
10.2.1. Hutnictwo zelaza .............................................................................................. 304
10.2.1.1. U/ytkowanie gazu wielkopiecowego ............................................................. 304
10.2.1.2. Zu/ycie gazu w hutniczych piecach grzewczych ............................................ 306
10.2.1.3. Gazy konwertorowe ....................................................................................... 307
10.2.1.4. Wykorzystanie palnych gazów hutniczych ..................................................... 308
10.2.2. Przemysł metalowy .......................................................................................... 310
10.2.3. Hutnictwo metali niezelaznych ........................................................................ 311
10.2.4. Przemysł mineralny .......................................................................................... 311
10.3. Buforowe spalanie gazów odlotowych ............................................................. 312
10.4. Bezpłomieniowe gazowe promienniki podczerwieni ...................................... 312
10.5. Autonomiczne podgrzewanie substratów procesu spalania .......................... 313
10.6. Wykorzystanie gazu w przemysle chemicznym .............................................. 313
10.7. Generatory magnetogazodynamiczne ............................................................. 316
10.8. Wodór — nowy nosnik energii ......................................................................... 317
10.9. Technologie energooszczedne ........................................................................... 319
Literatura .......................................................................................................... 320
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 321
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 321
11. Racjonalizacja zuzycia ciepła — Bronisława Gniewek Grzybczyk ................ 323
11.1. Rekuperacja ciepła ............................................................................................ 323
11.2. Klasyfikacja wymienników ciepła .................................................................... 323
11.3. Konstrukcje przeponowych wymienników ciepła .......................................... 324
11.4. Obliczanie przeponowych wymienników ciepła ............................................. 327
11.5. Obliczenia projektowe wymiennika przy wnikaniu ciepła bez zmiany stanu
skupienia ............................................................................................................ 331
11.6. Obliczanie wymienników ciepła o powierzchni ozebrowanej ........................ 339
11.7. Regeneratory ..................................................................................................... 342
Literatura .......................................................................................................... 346
Wykaz rysunków zamieszczonych w rozdziale ............................................... 346
Wykaz tabel zamieszczonych w rozdziale ....................................................... 346
Literatura .................................................................................................................... 347
Wykaz norm wymienionych w tresci ........................................................................ 349
Wykaz aktów prawnych omawianych w tresci ........................................................ 352
Wykaz rysunków zamieszczonych w tresci .............................................................. 353
Wykaz tabel zamieszczonych w tresci ...................................................................... 356

Kategorie: Poradniki zawodowe, Elektrotechnika, elektronika, BHP, poradniki szkoleniowe, Energetyka i elektryka, ciepłownictwo,