تاریخچه استفاده از گاز طبیعی
در بسیاری از کتابهای قدیمی، خروج گاز از داخل زمین ثبت شده است. امروزه نیز در بعضی جاها چنین پدیده ای را گزارش می کنند. گاهی این گاز بر اثر رعد و برق و یا عوامل دیگر، شعله ور می شود. آتش جاویدان باکو در دریای خزر و یا چشمه سوزان در نزدیکی کارستون، در ایالت ویرجینیای غربی واقع در آمریکا نیر به همین شکل پدید آمده است. این حوادث که در گذشته معمولاً با ترس وبروزخرافات توام بود، وجود گاز طبیعی را در آن منطقه مشخص می کرد. اما خرافات ناشی از ناآگاهی به قدری شدید بود که حتی تا سال 1659 میلادی همه فکر می کردند که ویکان در انگلستان (به دلیل این که گاز متصاعد شده از حباب های سطح آب باعث می شود تا آب مانند نفت بسوزد حاوی آب جادویی است.
اعتقاد بر این است که نخستین بارو چینی ها درسه هزار سال قبل برای تبخیر آب نمک، از گاز استفاده کردند. تاریخ نویسان درباره استفاده گاز توسط ایرانیان نوشته اند: "ایرانیان در استفاده از گاز بر دیگر اقوام جهان پشی داشته اند. برای مثال، وجود بقایای آتشکده ها و معابدی نظیر آتش جاویدتن در نزدیکی کرکوک که به مشعل بخت النصر معروف بود، در نزدیکی کی مخزن گاز طبیعی قرار داشت.
همچنین بقایای معابد زرتشتیان در نزدیکی مسجد سلیمان و روایات تاریخی از آتش جاویدان آتشکده آذر گشتاسب در آذربایجام، همگی گواه این مدعی است که: "ایرانیان باستان بنا بر اقتضای محیط مذهبی خویش، آتش را گرامی می داشتند."
درفلات مرکزی و جنوبی ایران، درمناطقی که جنگل های انبوه وجود نداشت، برای روشن نگه داشتن آتش مقدس، از امکانات دیگری به جز چوب های جنگلی سود می بردند؛ زیرا طبیعت این مناطق به خاطر وجود ذخایر فراوان زیرزمینی، دستیابی به سوخت را برای آن ها آسان می کرد. مناطق غرب، جنوب وجنوب غربی ایران از دیرباز روی دریابی از نفت و مشتقات آن قرار داشتهاندودارند. درایران باستان هم بعضی از این منابع به دلیل عمق بسیار کمی که داشتند ودارند. در ایران باستان هم بعضی از این منابع به دلیل عمق بسیار کمی که داشتند، براثر فرسایش خاک، یا حرکت گسل ها ویا سایر عوامل طبیعی دیگر به صورت قطراتی ناچیز از آن دریای زیرزمینی خود به بیرون تراوش می کردند و انسان متفکر را به بهره برداری از آن وادار می ساختند.
در بعضی از اسناد تاریخی آمده است: "ایرانیان قبل از فلسطینی ها، سومری ها و حتی چینی ها از نفت و گاز به گونه بسیار ابتدایی، تصادفی وبدون برنامه ریزی استفاده می کردند و بیش ترین بهره ای که از آن می گرفتند، برای پایدار نگه داشتن آتش های مقدس بود. با این همه، درباره پیدایش نفت و گاز درایران چندان نمی توان سخن گفت، زیرا آنچه که از این صنعت با امکانات ابتدایی آن در روزگار کهن ایران خبر می دهد، بسیار اندک است.
در هر حال، استفاده صنعتی و اقتصادی ازگاز در جهان، از سال 1792 میلادی شروع شد. دراین سال ، شخصی به نام ویلیام مورداک از اهالی انگلستان برا نخستین بار توانست ب حرارت دادن زغال سنگ در ظرف سر بسته ای، گاز حاصل از آ" را به وسیله لوله ای به یکی از اتاق های منزل مسکونی خود منتقل کند و آنرا بسوزاند.
با اینکه منابع عظیم گاز تا اوائل قرن 20 کشف شده بود، ولی به علت عدم امکان انتقال آن از چاه ها، عملاً از آن استفاده عمومی و صنعتی نمی شد. تا این که در سال 1930 م. استفاده از گاز با توجه به انتقال آن، جنبه عمومی پیدا کرد.
در ایران نیزر با این که درسال. 1280 ه.ش اولین چاه نفت در قصر شیرین زده شد، اما استفاده از منابع گازی از سال 1344 ه.ش در پوشش شرکتی به نام "شرکت ملی گاز" ایران آغاز شد.
ازمنابع گاز در ایران می توان به خانگیران، سرخون، نار، قشم و …اشاره کرد. برمبنای یک برنامه 20 ساله، قرار است گاز توسط خط لوله به تمامی ایران انتقال یابد که طبق این برنامه 1600 کیلومتر خطوط لوله اصلی و 2700 کیلومتر لوله داخل شهری احداث خواهد شد.
گاز طبیعی و همچنین نفت از تجزیه بقایای لاشه ها و اجساد جانوران و گیاهان تحت دما و فشار زیاد به وسیله باکتری های عمل کننده به مرور زمان به وجود آمده اند. گاز طبیعی معمولاً به صورت محلول در نفت خام در لایه های بالایی نفت خام و یا در سفره های مستقل زیرزمینی وجود دارد. 80 الی 85 درصد از گاز طبیعی را گاز متان (CH4) و حدود 10 الی 15 درصد آن بار گاز اتان (C2H5) و حدود 5 در صد آن را هیدروکربن های سنگین تر نظیر پروپان، بوتان، پنتان، آب، دی اکسیدکربن و سولفید هیدوژن و… تشکیل می دهد. گاز تولید شده از چاه پس از جمع آوری به واحد مرکزی پالایش توسط خطوط لوله انتقال داده می شود.
پالایشگاه گاز
گاز طبیعی پس از ورود به پالایشگاه، مراحل زیر را طی می کند.
الف) جمع آوری
ب) فرآیند شیرین کردن گازترش،
پ) نم زدایی،
ت) اندازه گیریو کنترل و ارسال گاز.
الف) جمع آوری
همانطور که گفته شد، گاز طبیعی به دست آمده حاوی هیدروکربن های سنگین از قبیل پروپان و بوتان و… می باشد که در بخشی از پالایشگاه از گاز طبیعی جدا می شود. پس از این مرحله، فشار گاز توسط کمپرسورها تقویت و جهت مراحل بعد ارسال می شود.
ب) فرآیند شیرین کردن گاز ترش
گاهی اصطلاح "گاز شیرین" و "گاز ترش" را شنیده ایم . ابتدا این اصطلاح را تعریف، سپس به توضیح این فرایند می پردازیم.
گاز ترش: اصطلاح گاز ترش به گازیاطلاق می شود که حاوی ترکیبات گوگرد و دی اکسید کربن باشد که به علت ایجاد پوسیدگی در لوله های حامل گاز و همچنین پایین آوردن ارزش حرارتی باید از گاز طبیعی جدا شوند.
درصورتی که این ترکیبات از گاز طبیعی جدا شوند، اصطلاحاً به این گاز، گاز شیرین گفته می شود. اگر گاز استخراج شده ترش باشد، با استفاده از یک برج، این ترکیبات از گاز جدا می شود که به آن برج تماس است. گاز از پایین برج به طرف بالای برج و مایع منو و مایع منو اتانول آمین از بالای برج به طرف پایین جریان می یابند. گاز و مایع به طور کامل روی سینی ها یا در توده ای از استوانه مشبک که در داخل برج تماس نصب شده است، با یکدیگر تماس برقرار می کنند.
محلول منو اتانول آمین پس از جذب گازهای طبیعی و سولفید هیدوژن ودی اکسید کربن به صورت منو اتانول آمین غنی شده از گازهای اسیدی از پایین برج خارج شده و از بالا وارد برج دیگری به نام احیا می شود تا پس از دفع گازهای اسیدی دوباره وارد برج تماس شود. در پایین برج احیا. جوشاننده های آب وجود دارند که محلول آمین توسط بخار آب حرارت می بیند و از گازهای اسیدی در دمای 110 تا 116 از آن جدا می شوند. گازهای اسیدی که از محلول آمین خارج می شوند، همراه با بخار آب وارد مایع کننده هوایی می گردند. در این جا، بخار آب متراکم وبه آب تبدیل می شود. آب و گازهای اسیدی در جدا کننده از هم جدا می شوند. آب حاصل به بالای برج احیا به عنوان مایع برگشتی فرستاده می شود و گازهای اسیدی به مشعل می روند و می سوزند.
پ) نم زدائی
نام ماده نم زدا آلومینا واز جنس اکسید آلومینیوم است. گاز از بالا به طرف پایین برج خنک کننده جریان می یابد وآلومینا، آب همراه گاز را جذب می کند. اگر مقدار جزئی از منو اتانول آمین نیز همراه گاز باشد،آن نیز توسط آلومینا جذب خواهد شد. ممکن است ذرات ریز معلق که حاصل برخورد گاز با آلومینا است، همراه گاز وجود داشته باشد. با تعبیه یک دستگاه فیلتر، این ذرات از گاز جدا می شوند و گاز شیرین خشک از برج نم زدا خارج می شود.
ت) اندازه گیری، کنترل، و ارسال گاز
پس از طی مراحل بالا، میزان گاز عبوری توسط ایستگاه های اندازه گیری (کنتور) اندازه گیری شده و پس از کنترل میزان ترکیبات موجود در گاز طبیعی برای مصرف توسط خطوط لوله به دستگاه های تقویت فشار هدایت می شود.
بوی بد گاز از چیست؟
از آن جا که گاز طبیعی فاقد بوی خاص می باشد ودر صورت نشت احتمالی خطر آفرین است، ماده مخصوص به نام (مرکاپتان) – که بوی نافذی دارد- به وسیله دستگاه ادورایزر (Odorizer) به گاز اضافه می شود.
به طور کلی گازها به دو حالت زیر توزیع می شوند:
1- گاز مایع،
2- گاز طبیعی (خطوط لوله)،
گاز مایع
درپالایشگاه نفت، گازهایی که از ترکیبات ئیدروکربن تشکیل شده اند، مانند پرویان، بوتان با درصدهای مشخص تحت شرایطی مخلوط، و در فشار بالا در مخازنی متراکم می شوند وبه آن گاز مایع می گویند.
گاز مایع به روش های زیر قابل انتقال است:
– مخزن های راه آهن
– کشتی های مجهز به مخازن مخصوص گاز مایع
– کامیون های مجهز به مخزن گاز مایع
– سیلندرهای گاز مایع
گاز مایع برای مصارف خانگی، در سیلندرهای فولادی سبک و سنگین توزیع می شوند. گاز مایع با فشار زیاددر این سیلندرها متراکم شده وبرای استفاده از آن از دستگاهی به نام رگولاتور استفاده می شود تا بتوان فشار واندازه جریان گاز را به میزان مطلوب رساند و مورد استفاده قرار داد.
وزن قابل ملاحظه، تعویض مکرر سیلندرها و همچنین حمل ونقل دشوار را می توان از معایب انتقال گاز توسط مخزن های استوانه ای دانست.
این روش به علت معایبی که داشت، خیلی زود جای خود را به انتقال گاز طبیعی از طریق خطوط لوله داد.
گاز طبیعی
همان طور که گفته شد، گاز طبیعی یا زا منابع مستقل گازی ویا به صورت "گاز همراه" محلول از نفت خام استخراج می شود که پس از جدا شدن ناخالصی ها در واحد پالایش به طور مستقیم برای مصرف کنندگان توسط خطوط لوله انتقال می یابد.
مراحل انتقال گاز طبیعی توسط خطوط لوله از ابتدا تا مصرف کننده به ترتیب زیر ساست؛
1-خطوط لوله انتقال اصلی
این خطوط انتقال دهند گاز با فشار بالا ازمنابع گازی و ایستگاه های تقویت فشار تا ایستگاه دروازه ورودی شهر یا city Gate Station) C.G.S ) می باشد در این خطوط، لوله های به قطر 56 اینچ و فشار گاز در حدود psi1100<p< psi 350 را می توان مشاهده کرد.
2-خطوط یا شبکه های تغذیه:
این خطوط گاز خروجی از ایستگاه دروازه ورودی شهر را به ایستگاه های تقلیل فشار درون شهری (Town Border Station) T.B.S و مراکز صنعتی و کارخانجات هدایت می کند.
این خطوط که پس از عبور از ایستگاه دروازه ورودی شهرC.G.S می گذرد، فشار گاز را به psi 250 تقلیل می دهد و قطر لوله ها در این مرحله 12 اینچ می باشد.
3-شبکه خطوط اصلی
شبکه ای از حلقه ها و شاخه های در اندازه قابل ملاحظه و ظرفیت بالاست که در طول مسیرهای اصلی شهر گاز را توزیع می کند. این خطوط پس از گذشتن از ایستگاه تقلیل فشار درون شهری Tbs به فشاری معادل pis 60 و قطر آن بین 4 تا 6 اینچ می رسد.
4-خطوط شاخه ای 2 اینچ.
این خطوط از خطوط اصلی شبکه منشعب و گاز را به داخل معابر وکوچه ها هدایت می کند. فشار دراین خطوط بین 15 تا psi 30 می باشد.
5-خطوط لوله انشعاب:
این خطوط ار خطوط 2 اینچ وبه رگولاتورهای خانگی منتهی می شود. در این صورت فشار برای مصرف کننده خانگی به psi 4/1 می رسد.
با کمی توجه به 5 مرحله انتقال، می بینیم که ابتدا فشار گاز افزایش یافته و سپس در ت3 ایستگاه C.G.S، و T.B.S و رگولاتور خانه کاهش می یابد.
این افزایشس یا تقویت فشار به سه علت صورت می پذیرد:
1- طولانی بودن مسیر؛
2- افزایش جمعیت؛
3- اصطکاک با جدار لوله ها؛
1- با توجه به این که فقط برخی مناطق دارای ذخایر گازی می باشند و از مناطقی که باید گازرسانی شود، فاصله بسیار دوری دارد، این گاز باید با فشاری بسیار زیاد حرکت کند تا با وجود دریافت گاز این خط لوله توسط شهرهای مسیر، همچنان با فشاری مناسب به مصرف کنندگاه آخرین شهر نیز برسد.
2- وقتی یک خط لوله توسط گروه مهندسان مورد طراحی قرار می گیرد، به اولین عامل که جمعیت در 15 سال آینده است، توجه می شود.
با توجه رشد جمعیت کشور، مهندسان طراح، قطر و فشار گاز خطوط لوله را باید طوری طراحی کنند که این خطوط تا حداقل 15 سال آینده نیازی به ایجاد خط لوله جدید نداشته باشند.
3- با وجود آن که گاز استخراجی دارای فشار زیادی است، امابه خاطر دوری مسیر، ایجاد اصطکاک با جدار لوله دچار افت می شود. برای جبران این افت از ایستگاه های تقویت فشار استفاده می کنند.
حال با این توضیحات، می توان به شرح مختصری از یک ایستگاه تقویت فشار و همچنین ایستگاه تقلیل فشار پرداخت.
ایستگاه های تقویت فشار
همان طور که گفته شد، برای انتقال سیال گاز، از فشاری استفاده می کنیم که منبع و تولید کننده آن دستگاهی به نام کمپرسور است. درطول خطوط برای هر صد مایل، یکی از این ایستگاه های فشار را که دستگاه کمپرسور در ان قرار دارد، درنظر می گیرند. کمپرسور، باعث افزایش انرژی گاز می شود، درست مانند یک پنکه الکتریکی . هوایی که ساکن است، همچنان تمایلبه سکون دارد. وقتی پنکه را روشن می کنید، تیغه های آن، هوا را می فشارد. هوا در برابر این تیغه ها، مقاومت می کند. این مقاومت باعث می شود که ملکول های هوا به هم نزدیک تر شوند. هر چه ملکول های هوا به هم فشرده تر شوند، از حجم آنها کاسته می شود. درنتیجه، فشار افزایش می یابد. هرچه تیغه ها سریع تر بچرخند، هوابا سرعت بیش تری جلو رانده می شود. دراین جا، پنکه با کار کردن روی هوا باعث می شود که سرعت وفشار هوا بالا رود.
کل انرژیی که از کمپرسور خارج می شود، خیلی بیش تر از مقداری است که وارد کمپرسور می شود. مقدار انرژیی که گاز ذخیره می کند، به مقدار کاری که کمپرسور روی آن انجام می دهد، بستگی دارد.
کمپرسورها با توجه به کاری که انجام می دهند، انواع مختلفی دارند:
کمپرسورهای گریز از مرکز
طبق قانون دوم نیوتن، اگر به جسمی هیچ نیرویی وارد نشود، جسم ، حالت خود را حفظ می کند، یعنی اگر در حال سکون است، به همان حال باقی می ماند و اگر در حال حرکت است، با سرعت ثابت به حرکت خود ادامه می دهد.
حال فرض می کنیم، ساچمه ای که به نخی بسته شده است، با سرعت معینی رها شود. اگر هیچ نیرویی اعم از اصطکاک و …بر ساچمه وارد نشود، ساچمه روی بک خط مستقیم به حرکت خود ادامه می دهد. اگر نخ به محور ثابتی بسته شده باشد و ساچمه را با سرعت ثابتی حرکت دهیم، تا زمانی که نخ متصل به محور سفت شود، همچنان روی یک مسیر مستقیم حرکت م کند، اما از آن پس منحرف می شود وبا نیرویی که به آن وارد شده است، در مسیر دایره ای می افتد و باز به حرکت خود ادامه می دهد.
اگر در این حالت نخ پاره شود، ساچمه همچنان به حرکت مستقیم خود ادامه می دهد. در این هنگام ، ساچمه توسط نیروی جانب مرکز روی مسیر نگه داشته می شود. نیروی گریز از مرکز درست درمقابل نیروی جانب مرکز روی مسیر نگه داشته می شود. نیروی گریز از مرکز درست درمقابل نیروی جانب مرکز به وجود می آید.
یک صفحه دوار(دیسک) درا در نظر بگیرید که روی آن چند تیغه، طوری نصب شده باشد که درمرکز با یکدیگر زاویه بسازند. اگر ساچمه ای را بین دو تیغه نزدیک مزکز قرار دهیم، هنگامی که صفحه شروع به حرکت می کند، حرکت یکی از تبغه ها به ساچمه نیرو وارد می کند و ساچمه در یک مسیر مستقیم – یعنی در طول تیغه- شروع به حرکت می کند. چون دراین جا نیروی جانب مرکز بسیار ناچیز است، ساچمه از صفحه به طرف خارج از مرکز پرتاب می شود.
وقتی صفحه حرکت می کند، ساچمه از صفحه به تیغه اتصال دارد. برای هر چرخش، نقطه A از مرکز فاصله بیش تری می یابد و در نتیجهA تندتر می چرخد. بنابراین هر چیزی که توسط این صفحه بچرخد، قسمتی از آن که به مرکز دورتر است، سرعت بیش تری را خواهد داشت.
یک پروانه کمپرسور از دو صفحه ساخته شده است که توسط تیغه هایی از هم جدا شده ند. وقتی پروانه می چرخد، تیغه ها به هوا فشار وارد می آورند. طبق آن چه گفته شد، ملکول های هوا در یک مسیر مستقیم حرکت می کنند و چون نیروی جانب مرکز وجود ندارد، ملکول های هوا به خارج از مرکز پروانه هدایت می شوند و سرعت می یابند. طبق نیروی عکس العمل، هوا تمایل دارد که نیرویی مخالف تیغه ها وارد آورد، در نتیجه، فشار هوا بالا می رود و پروانه باعث افزایش سرعت و فشار می شود. به این ترتیب، می توان گفت: "پروانه وسیله ای است که در کمپرسورهای گریز از مرکز باعث حرکت گاز می شود." در این جا پروانه روی گاز کار انجام می دهد و این کار تبدیل به انرژی می شود واین انرژی حاصله در گاز جمع می شود. گاز پس از خروج از پروانه، وارد محفظه ای به نام پخش کننده می شود.
دیگر پروانه هیچ عملی روی گاز انجام نمی دهد. قطر پروانه کم تر از قطر پخش کننده ایت. درآن جا، سرعت گاز افزایش می یابد. بنابراین، می توانیم بگوییم که: "کارپخش کننده، افزایش فشار گاز است. پس از عبور گاز از پخش کننده، گاز وارد حلزون می شود وبه همین ترتیب افزایش فشار گاز ادامه می یابد."
کمپرسورهای محوری
کمپرسوری که گاز را در امتداد محور خود حرکت می دهد، کمپرسور محوری نامیده می شود.این کمپرسورها یک قطعه ثابت به نام استاتور (ststor) و یک قطعه متحرک به نام روتور (Rotor) دارند. قسمت روتور، حامل تیغه های متحرکی ماند تیغه های پنکه است. این تیغه های متحرک وقتی می چرخند. به گاز فشار می آورند وباعث حرکت و جریان گاز می شوند ؛ و باعث افزایش سرعت گاز هم می شوند. این گاز با سرعت بسیار به طرف تیغه های ثابت فشار می آورد و از بین فاصله تیغه ها عبور می کند. این فاصله ها مانند پخش کننده عمل می کنند وباعث کم شدن سرعت و در نتیجه افزایش فشار گاز می شوند. تیغه های ثابت ، کار راهنمایی گاز را نیز انجام می دهند، یعنی گاز را به تیغه های متحرک مرحله بعد هدایت می کنند. با اضافه کردن تیغه های ثابت و متحرک، می توان فشار گاز رابیش تر وبیش تر کرد.
تیغه های کمپرسور در اندازه های مساوی نیستند و هر چه به طرف خارج نزدیک تر می شوند، کوچک تر می شوند. بنابر این در این نوع کمپرسور ها، تیغه های متحرک به گاز سرعت می دهند وتیغه های ثابت، با بالا بردن سرعت باعث افزایش فشار گاز می گردد. بنابراین ، می توانیم: "دراین نوع کمپرسورها، افزایش فشار، گاز را به تدریج به فضای تنگ تری می راند ودرنتیجه کم شدن حجم ، فشار آن بالا می رود."
ایستگاه تقلیل فشار
بر سرراه این خطوط لوله، شهرهایی وجود دارند که باید از این گاز بهره مند شوند.
گاز مصرفی این شهرها (خانگی و صنعتی) ، فشاری پایین تر و همچنین لوله هایی در اندازه های کوچک تر دارند. به همین علت در این قسمت ها باید ایستگاه های تقلیل فشار نصب کرد. تقلیل فشار درسه مرحله انجام می گیرد:
مرحله اول: ایستگاه های تقلیل فشار که در دروازه ورودی شهر قرار می گیرد و C.G.S نام دارد. در این مرحله، فشار تا مرحله psi 250 پایین می آید.
مرحله دوم: ایستگاه های تل=قلیل فشار که درون شهری هستند و T.B.S نام دارند. در این مرحله، فشار تا مرحله psi 60 پایین می آید.
مرحله سوم: رگولاتور که با کنترل جریان فشار گاز را به مقدار معین تنظیم می کند.
رگولاتور
بسیاری از شما، رگولاتور را دیده اید و حتماً ا زخود پرسیده اید: "کاراین دستگاه چیست؟"
تعریف رگولاتور
رگولاتور، دستگاهی است که میزان جریان گاز را به فشاری ثابت و متناسب با تقاضای مصرف کمده هماهنگ می کند.
چگونگی عملکرد دستگاه رگولاتور
برای درک بهترعملکردستگاه رگولاتور، یک مثال ساده می زنیم.
اگر دستگاهی مانند شکل زیر، وظیفه کنترل فشار مصرف کننده را بر عهده داشته باشد، فرض می کنیم فشاری معادل psi 2 توسط فشار سنج، نشان داده شود ودو مشعل مشابه با مصرف یکسان را به عنوان مصرف کننده در نظر می گیریم. در ابتدا از یک مشعل استفاده می کنیم، یعنی شیر را به اندازه ای باز می کنیم که در شرایط طبیعی، فشار سنج، فشار خروجی را psi 2 نشان دهد. در چنین شرایطی، اگر از مشعل دوم هم استفاده کنیم، عملاً مصرف را افزایش داده ایم. این افزایش مصرف، فشار گاز درقسمت خروجی شیر را کاهش می دهد. این کاهش، درفشار سنج نیز مشخص می شود. در چنین شرایطی، شخص کنترل کننده، اهرم کنترل شیر را بیش تر باز می کند تا میزان جریان گاز بیش تر شود؛ به حدی که فشار به مقدار مشخص شده قبلی برسد. دراین نمونه، شخص کنترل کننده شیر و فشار سنج، همگی نقش رگولاتور را دارند.
یعنی همان طور که شخص برای هماهنگ کردن میزان جریان گاز- در فشار ثابت- با تقاضای مصرف کننده، شیر را تا حد مورد نیاز باز می کند، رگولاتور نیز به طور خودکار این کار را انجام می دهد.
کنترل خودکار چگونه انجام می شود؟
اجزای اصلی دستگاه رگولاتور عبارتند از 1- خط کنترل فشار2- دریچه تنظیم 3- دیافراگم.
نیرویی که سبب لالا و پایین رفتن صفحه دیافراگم می شود، حاصل فشار گاز برسطح دیافراگم است. به عبارت دیگر، دریچه تنظیم در وضعیت معینی قرار می گیرد وگاز به اندازه ای عبور می کند که فشار خروجی ثابت باشد. با توجه به مثال قبل، هرگونه تغییری در فشار خروجی به وجود آید، میزان مصرف توسط خط کنترل تغییر می یابد و تاثیر آنبه محفظه زیر دیافراگم هدایت می شود. آن نیز به نوبه خود، باعث تغییر زیر دیافراگم و به هم خوردن تعادل موجود بین نیروهای بالا و پایین دیافراگم می شود.
تغییر وضعیت دیافراگم وبرقراری وضعیت تعادلی جدید، به گونه ای صورت می گیرد که با تنظیم میزان جریان گاز، فشار خروجی را به مقدار قبلی برگداند وتعادل لازم را بین نیزوها به وجود می آورد.
حال برای روشن تر شدن مطلب ، رگولاتور را در دو وضعیت متفاوت بررسی می کنیم.
1- مصرف گاز زیاد می شود
با افزایش مصرف گاز، فشار خروجی کاهش می یابد، افت فشار به وسیله خط کنترل به قسمت تحتانی دیافراگم منتقل می شود. این کار، نیروی تحتانی وارد بر دیافراگم رانسبت به حالت اولیه کاهش می دهد. در نتیجه، دیافراگم به طرف پایین حرکت می کند. حرکت دیافراگم به سمت پایین، دریچه عبور گاز را به آن اندازه باز می کند که بتواند افزایش مورد نیاز مصرف را تامین کند. هم زمان با افزایش مقدار گاز عبور کرده، فشار خروجی نیز افزایش می یابد تا به مقدار قبلی، یعنی حالت تعادل برسد. در این هنگام، نیروی تحتانی وارد بر دیافراگم به مقداراولیه می رسد و در نتیجه، دیافراگم در وضعیت جدید باقی می ماند.
2 مصرف گاز کاهش می یابد
با کاهش مصرف گاز، فشار خروجی افزایش می یابد. در نتیجه، نیروی تحتانی وارد بر دیاگرام نیز افزایش می یابد. بر اثر آن، دیافراگم به طرف بالا کشیده می شود.
به این ترتیب، دریچه عبور گاز اندکی بسته می شود. مقدار کن تری گاز از آن عبور می کند. عبور کم تر گاز باعث کاهش فشار خروجی می شود، طوری که به میزان فشار تنظیم شده اولیه توام می رسد. در این صورت، دیافراگم در وضعیت جدید خود تعادل می یابد.
کنتور یا "جریان سنج" گاز
حتماً قبض هزینه گاز را دیده اید. این قبض، هزینه مصرف گاز را در مدتی معین، در یک واحد مصرفی نشان می دهد. همه می دانیم که ماموران شرکت گاز با ثبت عددی از روی کنتور که به آن جریان سنج نیز می گویند، مقدار مصرف هر منزل را مشخص و هزینه رامحاسبه می کنند. تفاضل این عدد با عددی که در نوبت قبل باز روی کنتور به ثبت رسیده ، نشان دهنده میزان مصرف است.
کنتورها، مصرف گاز را چه در حد مصرف ناچیز یک اجاق گاز کوچک باشد و چه در حد مصرف فوق العاده زیاد دستگاه های صنعتی یا بک شهر، به طور دقیق اندازه می گیرند.
اولین کنتور در سال 1815 م در انگلستان اختراع شد واز آنتاریخ مورد استفاده قرار گرفت. این "جریان سنج" را "جریان سنج مرطوب" می نامند. بخش اصلی آن، یک ظرف تو خالی استکه چهار محفظه اندازه گیری مساوی در آن روی یک محور افقی قرار گرفته است و می توان حول آن محور بچرخد. به این نوع جریان سنج، به این دلیل مرطوب گفته می شود که بیش از نصف ظرف آن ازآب یا روغن پر شده است و گاز در حین اندازه گیری، در بالای سطح مایع (آب یا روغن) محبوس می شود(برای اندازه گیری صحیح و دقیق ، سطح آب باید در محل معین شده ثابت نگه داشته شود ودستگاه طراز باشد.)
مطابق شکل زیر، گاز از طریق دریچه E وارد محفظه اندازه گیری D می شود و محفظه ها را درجهت حرکت عقربه های ساعت می چرخاند. درهمان حال، گازی که قبلاً محفظه C را اشغال کرده یود، از دریچه C خارج می شود. در هر دور، هر محفظه اندازه گیری به نوبت پر و خالی می شود. تعداد دورها که نماینده حجم ثابت گاز عبور داده شده می باشند، به وسیله یک شمارنده شمرده می شود.
این دستگاه با این که یکی از دقیق ترین جریان سنج های حجمی محسوب می شود، به علل زیر قابل استفاده نیست:
1- مشکل نگه داشتن سطح آب در حد معین؛
2- انجماد آب درنقاط سرد سیر؛
3- بزرگی حجم دستگاه؛
4- بالا بودن قیمت، نسبت به ظرفیت دستگاه؛
امروزه از جریان سنج های مختلفی می توان استفاده کرد که عبارتند از: جریان سنج های جا به جایی و توربینی.
الف) جریان سنج جابه جایی:
این ها، حجم گاز را به حجم ثابتی تقسیم و سپس آن را به صورت پیمانه ای ، اندازه گیری می کنند ( مانند جریان سنج مرطوب) و انواع این جریان سنج ها عبارتند از :
1- جریان سنج رفت وبرگشت پیستونی؛
2- جریان سنج مرطوب
3- جریان سنج دیافراگمی؛
ب) جریان سنج توربینیک
این جریان سنج ها، متداول ترین جریان سنج ها، متداول ترین جریان سنج های ایستگاه های تقلیل فشار واندازه گیری هستند که حجم گاز را از میزان سرعت گاز واندازه حرکتی که گاز به پره های بک توربین منتقل می کند، اندازه می گیرند.
کنتور یا جریان سننج های خانگی (دیافراگمی)
بیش از صد سال است که از این دستگاه برای اندازه گیری گاز تحویلی به مشتری استفاده می شود.
این نوع "جریان سننج" سه قسمت اصلی دارند:
1- محفظه های انداره گیری؛
2- سیستم سوپاپ که دریچه ورود و خروج هر محفظه را به نوبت باز وبسته می کند؛
3- "سازوکار" شمارنده.
محفظه اندازه گیری به وسیله یک صفحه جداساز به دو قسمت تقسیم می شود. هر کدام از این قسمت ها نیز توسط یک دیافراگم که قابل ارتجاع است، به دو بخش تقسیم می شود. به این ترتیب، چهار محفظه اندازه گیری به وجود می آید. با جریان گازبه داخل محفظه ها، دیافراگم منقبض و منبسط می شود ودیسک روی دیافراگم به عقب می رود ویا ب جلو می آید. به این ترتیب، حجم مشخصی از گاز را از یک محفظه به خارج می راند ودرهمان حال، محفظه طرف دیگر دیافراگم را پر می کند. جریان گاز ره داخل و خارج محفظه ها، توسط شیرهای کشویی برقرار می شود که آن نیز به وسیله حرکت دیافراگم ها باز وبسته می شود. همیشه فقط یک حجم میزان گاز جابه جایی رانشان می دهد. برای به حرکت درآوردن شیرها وعملکرد شمارنده حرکت و به عقب و جلو رفتن دیافراگم با کمک چند اهرم به حرکت دورانی تبدیل می شود. یان حرکت دورانی باعث عکس العمل شمارنده می شود و شمارنده یکی به جلو حرکت می کند.
مراحل چهارگانه عمل جریان سنج های دیافراگمی
مرحله1- محفظه 1 در حال تخلیه، مرحله 2 درحال پر شدند، محفظه 3 خالی و محفظه 4 درمرحله قبل کاملاً پر شده است.
مرحله 2- محفظه 1 کاملاً خالی، محفظه 2 کاملاً پر، محفظه 3 درحال پرشدن و محفظه 4 در حال تخلیه است.
مرحله 3- محفظه 1 درحال پرشدن، محفظه 2 در حال تخلیه، محفظه 3 کاملاً پرشده و محفظه 4 کاملاً خالی است.
مرحله 4- محفظه 1 کاملاً 1 پر، محفظه 2 کاملاً خالی، محفظه 3 در حال تخلیه و محفظه 4 در حال پر شدن است.
تاریخچه استفاده از گاز طبیعی 1
پالایشگاه گاز 5
پالایشگاه گاز 6
الف) جمع آوری 6
ب) فرآیند شیرین کردن گاز ترش 6
پ) نم زدائی 8
ت) اندازه گیری، کنترل، و ارسال گاز 8
بوی بد گاز از چیست؟ 9
گاز مایع 10
گاز طبیعی 11
1-خطوط لوله انتقال اصلی 11
ایستگاه های تقویت فشار 14
کمپرسورهای محوری 19
رگولاتور 21
کنتور یا "جریان سنج" گاز 25
1
21