Газгольдер или газгольдер , также известный как газометр , представляет собой большой контейнер, в котором природный или городской газ ( угольный газ или ранее также водяной газ ) хранится при давлении, близком к атмосферному , при температуре окружающей среды . Объем контейнера соответствует количеству хранимого газа, а давление создается за счет веса подвижной крышки. Типичные объемы крупных газгольдеров составляют около 50 000 кубических метров (1 800 000 кубических футов) с конструкциями диаметром 60 метров (200 футов).
Газгольдеры сейчас, как правило, используются в целях балансировки, чтобы обеспечить возможность эксплуатации газовых труб в безопасном диапазоне давлений, а не для фактического хранения газа для последующего использования.
Антуан Лавуазье изобрел первый газгольдер, который он назвал газометром , для помощи в своей работе в области пневматической химии . [1] Это позволило ему взвешивать газ в пневматическом желобе с необходимой точностью. Он опубликовал свой Traité Élémentaire de Chimie в 1789 году. Джеймс Уотт-младший сотрудничал с Томасом Беддосом в создании пневматического аппарата , недолговечного медицинского оборудования, включавшего газометр . Затем Ватт адаптировал газометр для хранения угольного газа. [2]
Англизированное слово «газометр» было принято Уильямом Мердоком , изобретателем газового освещения , в 1782 году в качестве названия для его газгольдеров. [3] [4] Соратники Мердока возражали, что его «газометр» был не счетчиком, а контейнером, но название было сохранено и вошло в общее употребление. Газгольдеры были отмечены как газометры на крупномасштабных картах, выпущенных Британской артиллерийской службой, и этот термин стал использоваться для обозначения газовых заводов, даже несмотря на то, что на одном газовом заводе может быть несколько газгольдеров. Однако термин «газометр» по-прежнему не рекомендуется использовать в технических кругах, где предпочтение отдается «газгольдеру». [5]
Написание «газгольдер» используется BBC, среди других учреждений, но чаще используется вариант «газгольдер».
До середины 20-го века угольный газ производился в ретортах путем нагревания угля в отсутствие воздуха; этот процесс был известен как газификация угля . Угольный газ впервые использовался для городского освещения, при этом газ пропускался через деревянные или металлические трубы от реторты к фонарю. Первая общественная подача газа по трубопроводу была осуществлена к тринадцати газовым фонарям , установленным вдоль Пэлл-Мэлл в Лондоне в 1807 году. Заслуга в этой установке принадлежит немецкому изобретателю и предпринимателю Фредерику Альберту Винзору . Перекапывание улиц для прокладки труб потребовало сервитутов , а это задержало как дальнейшую установку уличного освещения, так и подачу газа для бытового освещения, отопления и приготовления пищи.
Многие люди экспериментировали с перегонкой угля для получения горючего газа, в том числе Жан Тарден (1618 г.), Клейтон (1684 г.), Жан-Пьер Минкелерс , Левен (1785 г.) и Пикель (D) (1786 г.). Уильям Мердок добился успеха. Он присоединился к Бултону и Уотту на мануфактуре Сохо в Бирмингеме в 1777 году, а в 1792 году построил реторту для нагрева угля и производства газа, который освещал его дом и офис в Редруте . В его системе не было способа хранения, пока Джеймс Уотт-младший не приспособил для этой цели газометр Лавуазье . Газометр был встроен в первый небольшой газовый завод, построенный для мануфактуры Сохо в 1798 году. [6]
Уильям Мердок и его ученик Сэмюэл Клегг установили реторты на отдельных фабриках и других рабочих местах. Самый ранний из них был в 1805 году на заводе Lee & Phillips, Salford Twist Mill , где было установлено восемь газгольдеров. [7] Вскоре за этим последовал мост Сауэрби, построенный Клеггом для Генри Лоджа.
Первые независимые коммерческие газовые заводы были построены компанией Gas Light and Coke Company на Грейт-Питер-стрит в Вестминстере в 1812 году, при этом деревянные трубы были проложены к газовым фонарям на Вестминстерском мосту в канун Нового года в 1813 году. Общественные газовые фонари рассматривались как средство для снижения преступности, и до 1840-х годов они регулировались полицией. [8]
Из соображений безопасности, высказанных Королевским обществом, размер газгольдеров был ограничен 6000 кубическими футами (170 м 3 ), и они были заключены в корпуса газометров. Фактически, любая небольшая утечка из закрытого газгольдера создавала потенциально взрывоопасное скопление воздуха и газа внутри закрытого дома, представляя гораздо большую опасность, чем первоначальная утечка; в Великобритании прекратили строить дома вокруг газгольдеров. Однако в Соединенных Штатах, где газ необходимо было защитить от гораздо более суровых погодных условий, дома-газометры продолжали строиться и были архитектурно декоративными. [9]
Телескопический газгольдер был впервые изобретен в 1824 году. Чашечное и погружное (захватное) уплотнение было запатентовано Хатчинсоном в 1833 году, а первый работающий образец был построен в Лидсе . Начиная с 1850-х годов, по всей Великобритании в больших количествах строились газгольдеры. Первые были двухподъемными на колонных опорах; более поздние имели четыре подъемника, рамные направляющие и могли быть оснащены дополнительным летающим подъемником. Большие газгольдеры в Кингс-Кросс в Лондоне были построены в 1860-х годах. [10]
Уильям Гэдд из Gadd & Mason в Манчестере изобрел газгольдер со спиральной направляющей в 1890 году. Вместо внешних колонн или направляющих рам в его конструкции использовались спиральные направляющие. В том же году в Нортвиче , графство Чешир, был построен первый коммерческий проект . К концу XIX века в большинстве городов Британии были собственные газовые заводы и газгольдеры. [10]
Годы между двумя мировыми войнами были отмечены улучшениями в хранении газа, особенно в безводных газгольдерах, и в распределении с появлением стальных труб диаметром от 2 до 4 дюймов (от 50 до 100 мм) для транспортировки газа при температуре до 50 мм. фунтов на квадратный дюйм (340 кПа) в качестве питающей магистрали к традиционным чугунным трубам. Муниципальные газовые заводы стали ненужными в конце 20-го века, но газгольдеры и производственные установки все еще использовались на сталелитейных заводах в 2016 году .
Газгольдер служил хранилищем очищенного дозированного газа. Он действовал как буфер, устраняя необходимость в непрерывной добыче газа. Вес газгольдера-подъемника (колпака) контролировал давление газа в магистрали и обеспечивал противодавление газодобывающей установки.
Это единственный метод хранения, который поддерживает давление газа в районе (давление, необходимое в местных газопроводах).
Существует два основных типа газгольдера: герметичный и жесткий безводный.
Газгольдер с водяным уплотнением состоит из резервуара с водой, который поднимается и опускается для забора газа. Обводненный газгольдер состоял из двух частей: глубокого резервуара с водой, служащего для обеспечения герметизации, и закрытого сосуда (лифта), поднимающегося над водой по мере увеличения объема газа. [11]
Жесткие безводные газгольдеры были очень ранней конструкцией, которая не расширялась и не сжималась. Существуют современные версии безводных газгольдеров, например, с масляным уплотнением, со смазочным уплотнением и с «сухим уплотнением» (мембранным). Они состоят из неподвижного цилиндра, закрытого подвижным поршнем. [12]
Самые ранние газгольдеры Boulton и Watt имели один подъемник. Резервуар находился над землей и был обшит деревом; Лифт управлялся штативами и тросами. Для регулирования давления газа поставлялись шкивы и грузики. [13] Кирпичные резервуары были введены в 1818 году, когда газгольдер мог иметь емкость 20 000 кубических футов (570 м 3 ). Инженер Джон Малам разработал танк с центральной стержневой направляющей системой.
Телескопические держатели делятся на две подкатегории. Более ранние из телескопических разновидностей представляли собой варианты с колонными направляющими и строились, начиная с 1824 года. Для управления телескопическими стенами, или «лифтами», они имеют внешнюю раму, которая всегда видна на фиксированной высоте. Доработкой стал газгольдер направляющей рамы, где тяжелые колонны были заменены более легким и обширным каркасом. Вертикальные балки (стандарты) пересекались горизонтальными и скреплялись поперечными связями. Его можно прикрепить болтами к подземному или надземному резервуару. В запатентованной направляющей раме Cutler не используются горизонтальные балки, а вместо них используется диагональная треугольная рама. [14] Газгольдеры с тросовым приводом, изобретенные Писом в 1880 году, имели ограниченное применение, но были полезны на нестабильной почве, где жесткие системы могли прогнуться и заблокировать подъемник. [14]
Газгольдеры со спиральными направляющими производились в Великобритании с 1890 по 1983 год. У них нет рамы, и каждый подъемник направляется тем, что находится ниже, и вращается по мере подъема вверх, диктуемый винтовыми направляющими. [15]
Оба типа телескопов используют манометрические свойства воды для обеспечения герметизации. Весь резервуар плавает в круглом или кольцевом резервуаре с водой, поддерживаемом примерно постоянным давлением изменяющегося объема газа, давлением, определяемым весом конструкции, и водой, обеспечивающей герметичность газа внутри движущихся стенок. Помимо хранения газа, конструкция резервуара служит для создания давления в газовой системе. В телескопических резервуарах (многократного подъема) самый внутренний резервуар имеет кромку размером примерно 1 фут × 2 фута (30 × 61 см) вокруг внешнего нижнего края, называемую чашкой, которая собирает воду, когда она поднимается над резервуаром. уровень воды. Это немедленно задействует направленную вниз кромку на внутреннем крае следующего внешнего подъема, называемого погружением или захватом, и, когда этот захват погружается в чашку, он сохраняет водяной затвор, поскольку внутренний резервуар продолжает подниматься до тех пор, пока захват не упирается в чашку. , после чего дальнейшая закачка газа также начнет увеличивать эту подъемную силу. Держатели были построены с четырьмя подъемниками. [16] Дополнительный летающий подъемник может быть установлен в газгольдеры колонны или рамы. Это был дополнительный внутренний резервуар, который превышал стандарты, когда инфраструктура могла выдерживать дополнительные силы сдвига и вес. Хотя и не исключительно, использовались спиральные направляющие. [15]
Газгольдеры с сухим уплотнением имеют неподвижную цилиндрическую оболочку, внутри которой поднимается и опускается поршень. Во время движения смазочное уплотнение, смоляное/масляное уплотнение или уплотнительная мембрана, которая выкатывается и входит в поршень, удерживает газ от выхода. Тип MAN (производства Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG ) был представлен в 1915 году: он был многоугольным и использовал смоляно-масляное уплотнение. Газгольдер Klonne с сухим уплотнением имел круглую форму и имел смазочное уплотнение. Газгольдер Виггинса с сухим уплотнением был запатентован в 1952 году: в нем использовалась гибкая завеса, подвешенная к поршню. [17] Самым большим газгольдером низкого давления, построенным в 1938 году, был газгольдер Клонне, построенный в Гельзенкирхене . Его высота составляла 147 метров (482 фута), а диаметр - 80 метров (260 футов), что давало его вместимость 594 000 кубических метров (21 000 000 кубических футов). Был тип MAN, построенный в 1934 году в Чикаго, объёмом 566 000 кубических метров (20 000 000 кубических футов). [18]
Загрязнение, связанное с газовыми заводами и хранилищами газа, затрудняет использование земель для других целей, но некоторые газохранилища, такие как Венские газометры , были преобразованы в другие виды использования, такие как жилое пространство, торговый центр и исторические архивы города. Однако многие объекты никогда не использовались для производства «городского газа», поэтому загрязнение земель относительно низкое.
Газгольдеры были основной частью горизонта малоэтажных британских городов на протяжении 200 лет из-за их большой отличительной формы и центрального расположения. Первоначально они использовались для балансирования ежедневного спроса и производства городского газа . С переходом на природный газ и строительством национальной сети газопроводов их использование неуклонно сокращалось, поскольку трубопроводная сеть могла как хранить газ под давлением, так и в конечном итоге напрямую удовлетворять пиковый спрос. [19] Лондон , Манчестер , Шеффилд , Бирмингем , Лидс , Ньюкасл , Солсбери и Глазго (где расположены крупнейшие газометры в Великобритании [20] ) известны наличием множества газгольдеров.
Некоторые из этих газгольдеров стали памятниками архитектуры . Газгольдеры за станцией Кингс-Кросс в Лондоне были специально демонтированы, когда создавалось новое железнодорожное сообщение с туннелем под Ла-Маншем , [21] а газгольдер № 8 был повторно установлен на соседнем участке за станцией Сент-Панкрас в рамках жилищного строительства. Он был превращен в парк. [22] Большинство газгольдеров больше не используются, и проводится программа демонтажа, чтобы освободить землю для повторного использования. [19]
Одна из крупнейших сохранившихся групп газохранилищ находится в Бромли-бай-Боу в восточном Лондоне и считается крупнейшей в Европе. [23]
Газовый завод в Саут-Лоттсе , Дублин , Ирландия, был переоборудован в жилые дома. [24]
Раньше на станциях-держателях был оператор, живущий на месте и контролирующий их движение. Однако при нынешних системах управления технологическими процессами на этих объектах такой оператор устарел. Самый высокий газометр в Европе имеет высоту 117 метров (384 фута) и расположен в Оберхаузене . [25]
В Великобритании, как и в других европейских странах, в последние годы возникло движение за сохранение классических газометров, особенно после того, как в 2013 году Британская национальная энергосистема объявила о своих планах по демонтажу 76 газгольдеров, а вскоре после этого южные и шотландские газовые сети объявили, что они снесет еще 111. Кристофер Костелло, директор Викторианского общества , лидер кампании по сохранению газометров, сказал, что «Газометры по самому своему размеру и структуре не могут не стать достопримечательностями. [Они] представляют собой необычайно драматичные конструкции, несмотря на всю свою пустоту». [26]
На газохранилище в Амстердаме прошли техно-вечеринки Awakenings .
_-_Gasometer_(1).JPG/1280px-Simmering_(Wien)_-_Gasometer_(1).JPG)
.jpg/1280px-Saratoga_Gas_Light_Company,_Gasholder_No._2,_Niagara_Mohawk_Power_Corporation_Substation_Facili,_Saratoga_Springs_(Saratoga_County,_New_York).jpg)
Газометры сейчас сравнительно редки в США (где их обычно называли газгольдерами); хотя в период с 1870-х по 1940-е годы были построены сотни домов, многие из них с тех пор были снесены. Крупнейший производитель газгольдеров в США, компания Bartlett-Hayward Company со штаб- квартирой в Балтиморе (с 1927 года подразделение Koppers [28] ), построила 600 из них с 1870-х годов по 1941 год, когда была опубликована монография по истории компании. был опубликован. [29] Они были построены почти в каждом штате США, [30] а также в других местах Северной Америки, Южной Америки и Южной Африки. [30] Эти 600, как резервуарного типа для воды (541 единица) [30] , так и безводного типа (59 единиц), [29] имели общую емкость 1,1 миллиарда кубических футов (10 ⁹). [31] Главы Латроба, посвященные бизнес-направлению газгольдеров BH [32], содержат дополнительные подробности, которые будут полезны читателям, интересующимся историей газовой промышленности США.
Общая картина развития газовой промышленности США заключалась в том, что с 1870-х по 1940-е годы во многих регионах были распространены заводы по производству газа , производившие как угольный, так и водяной газ [32] , а во второй половине 20-го века рост распределения природного газа по газопроводам вытеснил эту систему, и существующие газгольдеры использовались (в менее важном качестве) для управления давлением в газопроводах до тех пор, пока срок их полезного использования не истек.
Несколько газгольдеров были построены в Сент-Луисе компанией Laclede Gas Light Company в начале 20 века. Эти газометры использовались до начала первого десятилетия XXI века, когда последний из них был выведен из эксплуатации и оставлен на месте. Последний раз использовавшийся газометр в Соединенных Штатах находился на юго-восточной стороне Индианаполиса , но он был снесен вместе с прилегающим к нему коксохимическим заводом Citizens Energy Group . Другая пара держателей на станции Ньютаун-Холдер в Элмхерсте, Квинс, в Нью-Йорке, была популярной достопримечательностью для репортеров, пока они не были снесены в 1996 году и не превратились в Элмхерст-парк . Разрушение двух более крупных «танков Маспета» в соседнем Гринпойнте, Бруклин , подробно описано в газете «Нью-Йорк Таймс» . [33]
Из безводного типа ( типа MAN ) первым чрезвычайно большим газгольдером BH был тот, который был построен на заводе River Rouge компании Ford Motor Company в 1935 году. [29] Еще один большой газгольдер типа MAN был установлен к востоку от Балтимора . , Мэриленд , была основана компанией BH в 1949 году и эксплуатировалась компанией Baltimore Gas and Electric в течение 32 лет. Сооружение высотой 307 футов (94 м) и диаметром 170 футов (52 м), вмещающее 7 миллионов кубических футов (200 000 м 3 ), стало достопримечательностью благодаря своей необычной схеме маркировки, имевшей красный цвет. бело-белый шахматный узор на высоте 200 футов (61 м). Строение было снесено в июле 1984 года .
В Соединенных Штатах до сих пор существует около дюжины кирпичных или бетонных построек, построенных во второй половине XIX века для размещения газохранилищ, известных как дома-газгольдеры . Структура компании Troy Gas Light Company в Трое, штат Нью-Йорк , является одним из крупнейших сохранившихся примеров. По состоянию на начало 2021 года предпринимались усилия по спасению газохранилища Concord Gas Light Company в Конкорде, штат Нью-Гэмпшир . [34] Это необычно, потому что внутренние механизмы конструкции, включая крышку, все еще на месте. [35] [36]
PG&E эксплуатировала газгольдеры на своих газификационных заводах в Калифорнии до того, как были построены газопроводы. Завод в Сан-Франциско на Бич-стрит был построен в 1899 году. Газовый завод работал до 1931 года, но его попутный газгольдер использовался с природным газом до 1950-х годов, когда объект был реконструирован. [37] Газгольдеры также ранее существовали в Чико (снесено в 1951 г.), [38] Дейли-Сити, [39] Юрике, [40] Фресно, [41] Лонг-Бич (1927-1997), [42] Лос-Анджелесе, в том числе два в пределах видимости мэрии [43] Мерсед, [44] Монтерей, [45] Окленд, [46] Реддинг (газгольдер снесен в начале 1960-х годов), [47] Редвуд-Сити (газгольдер построен в начале 1900-х годов, снесен в 1959 году), [48 ] Салинас, [49] Завод Потреро в Сан-Франциско, [50] Санта-Роза, [51] Остров Святой Елены, [52] Стоктон, [53] Вальехо, [54] Уиллоус; [55] и, вероятно, существовали на других заводах по газификации в Колузе, Холлистере, Лоди, Мадере, Мерисвилле, Модесто, Напе, Окдейле, Оровилле, Ред-Блаффе, Сакраменто, Сан-Луис-Обиспо, Санта-Крус, Сельме, Трейси, Терлоке, Уотсонвилле и Вудленд. [56]
Газгольдеры, хотя когда-то и распространенные, в Австралии стали редкостью. Большинство газовых заводов в стране были снесены или перепрофилированы, из-за этого осталось лишь несколько газометров. Хороший пример практически неповрежденного газометра находится на территории газового завода в Лонсестоне на Тасмании. Хотя газовый колокол был снят, все остальные компоненты целы. На месте также видны остатки двух старых газометров 1860-х годов, но остался только фундамент. В Сиднее красивую богато украшенную рамку газометра можно увидеть с платформы железнодорожной станции Макдональдтаун, построенной над подъездными туннелями прилегающей территории газового завода.
В Квинсленде Gasworks Newstead — это коммерческий, жилой и торговый комплекс, примыкающий к реке в Ньюстеде , Брисбен, открытый в 2013 году, построенный вокруг газгольдера 1887 года, внесенного в список наследия. Остался только каркас, внутри которого находится площадь, используемая как зона общественного отдыха и время от времени для проведения специальных мероприятий, таких как рынки или концерты. Каждый день в сумерках кадр освещается динамическим световым дисплеем. Бывшая промышленная площадка на окраине города стала зоной обновления города для элитного жилья, сосредоточенного в зоне газового завода.
В течение многих лет огромный газгольдер возвышался над овалом Арден-Стрит , домашним стадионом футбольного клуба «Северный Мельбурн» Викторианской футбольной лиги . Телевизионные репортажи о футбольных матчах по австралийским правилам , проводимых на знаменитом стадионе, показали, что газохранилище доминирует над ландшафтом. Его снесли в конце 1977 — начале 1978 года.
Этот газгольдер, который когда-то эксплуатировался компанией Gas del Estado, расположен в Вилья-Майпу, Партидо-де-Сан-Мартин, Аргентина . Он был построен в 1948 году компанией MAN и использовался для хранения коксового газа, производимого близлежащим заводом Usina Corrales. Имея общую высоту 85 метров (279 футов) и диаметр 54 метра (177 футов), он проработал короткий период времени, пока в 1954 году не был выведен из эксплуатации. Конструкция остается на месте и является собственностью Gas Natural Fenosa.
Большая часть газа хранится в крупных подземных резервуарах, таких как соляные пещеры. Для кратковременного локального хранения предпочтительным методом является построчная упаковка .
На протяжении 1960-х и 1970-х годов считалось, что газгольдеры можно заменить пулями высокого давления (цилиндрическим сосудом высокого давления с полусферическими концами). Однако принятые правила означали, что все новые пули должны производиться в нескольких милях от городов, а безопасность хранения больших объемов природного газа под высоким давлением над землей сделала их непопулярными среди местного населения и советов . Пули постепенно списываются. Также возможно хранить природный газ в жидком виде , и это широко практикуется во всем мире.
![Газгольдер в Санкт-Петербурге, Россия, переоборудованный в планетарий.[27]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/Gasholder_at_Obvodny_Canal_in_SPB.jpg/1280px-Gasholder_at_Obvodny_Canal_in_SPB.jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )