Расчет технологических качеств газгольдеров

Рис. 4. График изменения температуры газа в газгольдере при отборе.
При Т_н > T_min газ в газгольдере охлаждается (кривые 1, 2, 3 на рис. 4), а при T_н < T_min —нагревается (кривая 4), стремясь к T_min (в конце отбора). При Т_н = T_min температура газа в газгольдере не изменяется. В этом случае приток тепла из окружающей среды уравновешивается эффектом расширения газа (прямая 5). Если газ из газгольдера не отбирается, то T_min →T₀.
При отсутствии теплообмена (при k = 0 для изолированных газгольдеров) или при быстром отборе газа, когда теплообмен играет незначительную роль
(11)
происходит наиболее интенсивное охлаждение газа вследствие адиабатического его расширения.
При отсутствии отбора газа (g = 0) температура газа будет изменяться по закону
(12)
которое отличается от известной формулы В. Г. Шухова наличием zR в экспоненте, учитывающим изменение температуры газа при расширении или сжатии (кривые 6, 7, 8). Охлаждение газа, рассчитываемое по формуле (6), идет быстрее, чем это следует по формуле В. Г. Шухова.
Минимальная температура газа в газгольдерах всегда должна быть выше предела хрупкости сталей Т_х во избежание разрушения газгольдеров. Для этого максимальный допустимый отбор газа g_доп не должен превосходить величины:
(13)
где Т₀ — минимальная температура окружающей среды.
Отбор g_доп возрастает с увеличением температуры окружающей среды и поверхности газгольдеров. Поскольку при одинаковом объеме поверхность шаровых газгольдеров меньше поверхности горизонтальных и вертикальных цилиндрических, то g_доп из цилиндрических газгольдеров в 1,5—2 раза больше, чем из шаровых. Поскольку газовая постоянная газов с малым молекулярным весом, например метана, больше газовой постоянной тяжелых газов, то допустимый отбор g_доп пропана или этана значительно больше, чем g_доп метана.
Следует иметь в виду, что g_non из (5) определяется с некоторым запасом в сторону увеличения надежности, так как минимальная температура стенки газгольдеров всегда несколько выше температуры газа, которая опускается наиболее низко в конце процесса опорожнения, когда давление в газгольдере значительно меньше расчетного.