Газгольдер или газгольдер , также известный как газометр , представляет собой большой контейнер, в котором природный газ 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 весом подвижной крышки. Типичные объемы для больших газгольдеров составляют около 50 000 кубических метров (1 800 000 кубических футов), с диаметром конструкции 60 метров (200 футов).
Газгольдеры в настоящее время, как правило, используются для балансировки, чтобы гарантировать, что газовые трубы могут работать 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 по пневмохимии . [1] Он позволил ему взвешивать газ в пневматическом желобе с необходимой ему точностью. Он опубликовал свой Traité Élémentaire de Chimie в 1789 году. Джеймс Уатт-младший сотрудничал с Томасом Беддоусом в создании пневматического аппарата , недолговечного медицинского оборудования, включавшего газометр . Затем Уатт приспособил газометр для хранения угольного газа. [2]
Англицизация «газометр» была принята Уильямом Мёрдоком , изобретателем газового освещения , в 1782 году в качестве названия для его газгольдеров. [3] [4] Соратники Мёрдока возражали, что его «газометр» был не счетчиком , а контейнером, но название было сохранено и вошло в общее употребление. Газгольдеры были обозначены как газометры на крупномасштабных картах, выпущенных Британским картографическим управлением , и этот термин стал использоваться для обозначения газовых заводов, хотя на любом газовом заводе может быть несколько газгольдеров. Однако термин «газометр» по-прежнему не рекомендуется использовать в технических кругах, где предпочитают «газгольдер». [5]
Написание «gasholder» используется BBC и другими организациями, но вариант «gasholder» используется чаще.
До середины 20 века угольный газ производился в ретортах путем нагрева угля без доступа воздуха, этот процесс был известен как газификация угля . Угольный газ впервые использовался для городского освещения, газ подавался по деревянным или металлическим трубам из реторты в фонарь. Первое общественное газоснабжение по трубопроводу было установлено в тринадцати газовых фонарях вдоль Пэлл-Мэлл в Лондоне в 1807 году. Заслуга в этой установке принадлежит немецкому изобретателю и предпринимателю Фредерику Альберту Уинзору . Раскопка улиц для прокладки труб требовала сервитутов , и это задерживало как дальнейшую установку уличного освещения, так и установку газа для освещения жилых помещений, отопления и приготовления пищи.
Многие люди экспериментировали с перегонкой угля для получения горючего газа, включая Жана Тардена (1618), Клейтона (1684), Жана-Пьера Минкелера , Лёвена (1785) и Пикеля (D) (1786). Уильям Мердок добился успеха. Он присоединился к Болтону и Уатту на мануфактуре Сохо в Бирмингеме в 1777 году, а в 1792 году он построил реторту для нагрева угля и производства газа, который освещал его дом и офис в Редруте . Его система не имела метода хранения, пока Джеймс Уатт-младший не адаптировал газометр Лавуазье для этой цели. Газометр был включен в первый небольшой газовый завод, построенный для мануфактуры Сохо в 1798 году. [6]
Уильям Мердок и его ученик Сэмюэль Клегг продолжили устанавливать реторты на отдельных фабриках и других рабочих местах. Самая ранняя из них была установлена в 1805 году на Lee & Phillips, Salford Twist Mill , где было установлено восемь газгольдеров. [7] Вскоре за этим последовал один в Sowerby Bridge, 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, а деревянные трубы были проложены к газовым фонарям на Вестминстерском мосту в канун Нового года 1813 года. Общественное газовое освещение рассматривалось как средство снижения преступности, и до 1840-х годов оно регулировалось полицейскими властями. [8]
Из-за проблем безопасности, выраженных Королевским обществом, размер газгольдеров был ограничен 6000 кубическими футами (170 м 3 ), и они были заключены в домах-газометрах. Фактически, любая небольшая утечка из закрытого газгольдера создавала потенциально взрывоопасное скопление воздуха и газа внутри дома, что представляло гораздо большую опасность, чем первоначальная утечка; размещение домов вокруг газгольдеров было прекращено в Великобритании. Однако в Соединенных Штатах, где газ требовалось защищать от гораздо более экстремальных погодных условий, дома-газометры продолжали строиться и были архитектурно декоративными. [9]
Телескопический газгольдер был впервые изобретен в 1824 году. Чашеобразное и погружное (захватное) уплотнение было запатентовано Хатчинсоном в 1833 году, а первый рабочий образец был построен в Лидсе . Газгольдеры затем строились по всей Великобритании в большом количестве, начиная с 1850-х годов. Первыми были двухподъемные колонного типа; более поздние имели четыре подъемника и направлялись рамой, и их можно было модернизировать с помощью дополнительного летающего подъемника. Большие газгольдеры в Кингс-Кросс, Лондон , были построены в 1860-х годах. [10]
Уильям Гэдд из Gadd & Mason в Манчестере изобрел спирально-направляемый газгольдер в 1890 году. Вместо внешних колонн или направляющих рам его конструкция работала со спиральными рельсами. Первая коммерческая конструкция была построена в Нортвиче , Чешир, в том же году. К концу 19-го века большинство городов в Британии имели свои собственные газовые заводы и газгольдеры. [10]
Годы между двумя мировыми войнами были отмечены улучшениями в хранении, особенно в безводном газгольдере, и в распределении с появлением стальных труб диаметром 2–4 дюйма (50–100 мм) для подачи газа под давлением до 50 фунтов на квадратный дюйм (340 кПа) в качестве магистральных трубопроводов для традиционных чугунных труб. Муниципальные газовые заводы стали излишними в конце 20-го века, но газгольдеры и производственные установки все еще использовались на сталелитейных заводах в 2016 году. [ необходима цитата ]
Газгольдер обеспечивал хранение очищенного, дозированного газа. Он действовал как буфер, устраняя необходимость в непрерывном производстве газа. Вес подъемника (колпака) газгольдера контролировал давление газа в магистралях и обеспечивал противодавление для газодобывающей установки.
Это единственный метод хранения, при котором газ поддерживается на уровне районного давления (давления, требуемого в местных газопроводах).
Существует два основных типа газгольдеров: герметичные и жесткие безводные.
Газгольдер с водяным затвором состоит из резервуара с водой, который поднимается и опускается, чтобы забрать газ. Газгольдер с водяным затвором состоит из двух частей: глубокого резервуара с водой, используемого для обеспечения затвора, и закрытого сосуда (подъемника), который поднимается 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, с консистентным уплотнением и «сухим уплотнением» (мембранные). Они состоят из неподвижного цилиндра, закрытого подвижным поршнем. [12]
Самые ранние газгольдеры Болтона и Уатта имели один подъемник. Резервуар находился над землей и был облицован деревом; подъемник направлялся треногами и тросами. Для регулирования давления газа поставлялись шкивы и грузы. [13] Кирпичные резервуары были представлены в 1818 году, когда газгольдер мог иметь емкость 20 000 кубических футов (570 м 3 ). Инженер Джон Малам разработал резервуар с центральной направляющей системой из стержней и труб.
Телескопические держатели делятся на две подкатегории. Ранние из телескопических разновидностей были колонно-направленными вариантами и строились, начиная с 1824 года. Для направления телескопических стенок, или «лифтов», у них есть внешняя рама, видимая на фиксированной высоте в любое время. Усовершенствованием стал газгольдер с направляющей рамой, в котором тяжелые колонны были заменены более легким и обширным каркасом. Вертикальные балки (стандарты) пересекались горизонтальными балками и скреплялись крест-накрест. Это могло быть закреплено болтами на подземном или надземном резервуаре. Запатентованная Катлером направляющая рама обходилась без горизонтальных балок, используя вместо этого диагональное треугольное обрамление. [14] Газгольдеры с направляющими тросами, изобретенные Пизом в 1880 году, имели ограниченное применение, но были полезны на неустойчивом грунте, где жесткие системы могли прогнуться и заклинить подъемник. [14]
Газгольдеры со спиральным направлением строились в Великобритании с 1890 по 1983 год. Они не имеют рамы, и каждый подъемник направляется тем, что находится ниже, вращаясь по мере подъема, как это диктуется спиральными направляющими. [15]
Оба телескопических типа используют манометрическое свойство воды для обеспечения уплотнения. Весь бак плавает в круглом или кольцевом резервуаре для воды, удерживаемый примерно постоянным давлением переменного объема газа, давлением, определяемым весом конструкции, и водой, обеспечивающей уплотнение для газа внутри движущихся стенок. Помимо хранения газа, конструкция бака служит для установления давления газовой системы. В телескопических (многоподъемных) баках самый внутренний бак имеет выступ размером приблизительно 1 фут × 2 фута (30 см × 61 см) вокруг внешней стороны нижнего края, называемый чашкой, который собирает воду, когда она поднимается выше уровня воды в резервуаре. Это немедленно зацепляет направленный вниз выступ на внутреннем ободе следующего внешнего подъема, называемого провалом или захватом, и когда этот захват опускается в чашку, он сохраняет водяное уплотнение, поскольку внутренний бак продолжает подниматься, пока захват не опустится на чашку, после чего дальнейшее впрыскивание газа начнет также поднимать этот подъем. Держатели строились с четырьмя подъемниками. [16] Дополнительный летающий подъемник мог быть модернизирован в колонные или рамные газгольдеры. Это был дополнительный внутренний резервуар, который выходил за пределы стандартов, когда инфраструктура поддерживала дополнительные сдвигающие силы и вес. Хотя и не исключительно, использовались спиральные направляющие. [15]
Газгольдеры с сухим уплотнением имеют статическую цилиндрическую оболочку, внутри которой поршень поднимается и опускается. По мере его движения смазочное уплотнение, смоляное/масляное уплотнение или уплотнительная мембрана, которая выкатывается наружу и внутрь поршня, удерживают газ от утечки. Тип MAN (от Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG ) был представлен в 1915 году: он был многоугольным и использовал смоляное/масляное уплотнение. Газгольдер с сухим уплотнением Klonne был круглым и использовал смазочное уплотнение. Газгольдер Wiggins с сухим уплотнением был запатентован в 1952 году: он использовал гибкую завесу, которая подвешивалась к поршню. [17] Самым большим построенным газгольдером низкого давления был газгольдер Klonne, построенный в 1938 году в Гельзенкирхене . Он был 147 метров (482 фута) в высоту и 80 метров (260 футов) в диаметре, что давало ему вместимость 594 000 кубических метров (21 000 000 кубических футов). Был тип MAN, построенный в 1934 году в Чикаго, с вместимостью 566 000 кубических метров (20 000 000 кубических футов). [18]
Загрязнение, связанное с газовыми заводами и газовыми хранилищами, затрудняет рекультивацию земель для других целей, но некоторые газгольдеры, такие как Венские газометры , были преобразованы в другие виды использования, такие как жилые помещения, торговый центр и исторические архивы города. Однако многие участки никогда не использовались для производства «городского газа», поэтому загрязнение земель относительно низкое.
Газгольдеры были важной частью горизонтов малоэтажных британских городов на протяжении 200 лет из-за их большой отличительной формы и центрального расположения. Первоначально они использовались для балансировки ежедневного спроса и выработки городского газа . С переходом на природный газ и строительством национальной сети трубопроводов их использование неуклонно сокращалось, поскольку сеть трубопроводов 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 находятся самые большие газометры в Великобритании [20] ) известны тем, что имеют много газгольдеров.
Некоторые из этих газгольдеров стали памятниками архитектуры . Газгольдеры за станцией Кингс-Кросс в Лондоне были специально демонтированы, когда создавалась новая железнодорожная ветка Channel Tunnel Rail Link , [21] а газгольдер № 8 был перестроен на соседнем участке за станцией Сент-Панкрас как часть жилой застройки. Он был преобразован в парк. [22] Большинство газгольдеров больше не используются, и сейчас ведется программа демонтажа, чтобы освободить землю для повторного использования. [19]
Одна из крупнейших оставшихся групп газгольдеров находится в Бромли-бай-Боу в Ист-Лондоне и считается крупнейшей в Европе. [23]
Газовый завод в Саут-Лоттс , Дублин , Ирландия, был переоборудован в квартиры. [24]
Раньше на станциях-держателях оператор жил бы на месте, контролируя их движение. Однако с системами управления процессами, которые сейчас используются на этих объектах, такой оператор устарел. Самый высокий газометр в Европе имеет высоту 117 метров (384 фута) и находится в Оберхаузене . [25]
В Великобритании, а также в других европейских странах в последние годы возникло движение за сохранение классических газометров, особенно после того, как в 2013 году британская Национальная сеть объявила о своих планах по демонтажу 76 газгольдеров, а вскоре после этого сети Southern и Scottish Gas объявили о сносе еще 111. Кристофер Костелло, директор Викторианского общества , лидер кампании по сохранению газометров, сказал, что «Газометры, по своим размерам и структуре, не могут не стать достопримечательностями. [Они] являются исключительно драматичными сооружениями, несмотря на всю свою пустоту». [26]
В газгольдере 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 в настоящее время сравнительно редки в США (где их обычно называли газгольдерами); хотя сотни были построены между 1870-ми и 1940-ми годами, многие из них с тех пор были снесены. Крупнейший производитель газгольдеров в США, балтиморская компания Bartlett-Hayward Company ( с 1927 года подразделение Koppers [28] ), построила 600 из них с 1870-х годов по 1941 год, когда была опубликована монография об истории компании. [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 водяного типа (541 единица) [30] , так и безводного типа (59 единиц) [29] , имели общую емкость 1,1 миллиарда кубических футов (10⁹). [31] Главы Латроуба, посвященные бизнес-направлению BH, связанному с газгольдерами [32], содержат дополнительные сведения, полезные для читателей, интересующихся историей газовой промышленности США.
Общая тенденция развития газовой промышленности США заключалась в том, что с 1870-х по 1940-е годы во многих регионах были распространены газоперерабатывающие заводы, производившие как угольный газ , так и водяной газ [32] , а во второй половине 20-го века развитие распределения природного газа по газопроводам вытеснило эту систему, и существующие газгольдеры использовались (в менее важной роли) для управления давлением в газопроводах до тех пор, пока срок их службы не истек.
Несколько газгольдеров были возведены в Сент-Луисе компанией Laclede Gas Light Company в начале 20-го века. Эти газгольдеры использовались до начала первого десятилетия 21-го века, когда последний был выведен из эксплуатации и оставлен на месте. Самый последний используемый газгольдер в Соединенных Штатах находился на юго-восточной стороне Индианаполиса , но он был снесен вместе с прилегающим коксохимическим заводом Citizens Energy Group . Другая пара газгольдеров на станции Newtown Holder в Элмхерсте, Квинс, в Нью-Йорке, была популярной достопримечательностью для репортеров дорожного движения, пока их не снесли в 1996 году и не превратили в парк Элмхерст . Снос двух больших «Maspeth Tanks» в соседнем Гринпойнте, Бруклин , был подробно описан The New York Times . [33]
Из безводного типа ( тип MAN ) первым чрезвычайно большим от BH был тот, что на заводе River Rouge компании Ford Motor Company , построенный в 1935 году. [29] Другой большой газгольдер типа MAN был возведен к востоку от Балтимора, штат Мэриленд , компанией BH в 1949 году и эксплуатировался Baltimore Gas and Electric в течение 32 лет. Конструкция высотой 307 футов (94 м), диаметром 170 футов (52 м), которая могла вместить 7 миллионов кубических футов (200 000 м 3 ), была достопримечательностью из-за своей необычной схемы маркировки, которая имела красно-белый шахматный рисунок от 200 футов (61 м) и выше. Конструкция была снесена в июле 1984 года. [ необходима цитата ]
Примерно дюжина кирпичных или бетонных сооружений, построенных во второй половине XIX века для размещения газгольдеров, известных как дома-газгольдеры , все еще существуют в Соединенных Штатах. Здание 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 дома-газгольдера Concord Gas Light Company в Конкорде, штат Нью-Гемпшир . [34] Это необычно, потому что внутренние работы сооружения, включая крышку, все еще на месте. [35] [36]
PG&E эксплуатировала газгольдеры на своих заводах по газификации в Калифорнии до того, как были построены газопроводы. Завод на Бич-стрит в Сан-Франциско был построен в 1899 году. Газовый завод работал до 1931 года, но его связанный с ним газгольдер использовался с природным газом до 1950-х годов, когда собственность была перестроена. [37] Газгольдеры ранее также существовали в Чико (снесены в 1951 г.), [38] Дейли-Сити, [39] Эврика, [40] Фресно, [41] Лонг-Бич (1927-1997 гг.), [42] Лос-Анджелесе, включая два в пределах видимости мэрии [43] Мерсед, [44] Монтерей, [45] Окленд, [46] Реддинг (газгольдер снесен в начале 1960-х гг.), [47] Редвуд-Сити (газгольдер построен в начале 1900-х гг., снесен в 1959 г.), [48] Салинас, [49] Завод Потреро в Сан-Франциско, [50] Санта-Роза, [51] Сент-Хелена, [52] Стоктон, [53] Вальехо, [54] Уиллоус; [55] и, вероятно, существовали на других их заводах по газификации в Колусе, Холлистере, Лоди, Мадере, Мэрисвилле, Модесто, Напе, Окдейле, Оровилле, Ред-Блаффе, Сакраменто, Сан-Луис-Обиспо, Санта-Крус, Сельме, Трейси, Терлоке, Уотсонвилле и Вудленде. [56]
Газгольдеры, хотя когда-то были обычным явлением, стали редкостью в Австралии. Большинство газовых заводов в стране были снесены или перепрофилированы, и из-за этого сохранилось лишь несколько газометров. Хороший пример практически нетронутого газометра находится на территории газового завода в Лонсестоне в Тасмании. Хотя газовый колокол был снят, все остальные компоненты остались нетронутыми. Остатки двух старых газометров 1860-х годов также видны на территории, но остались только фундаменты. В Сиднее с платформы железнодорожной станции Макдоналдтаун, которая была построена над входными туннелями прилегающего газового завода, можно увидеть красивую богато украшенную раму газометра .
В Квинсленде Gasworks Newstead — это коммерческая, жилая и торговая застройка, примыкающая к реке в Ньюстеде , Брисбен, открытая в 2013 году, построенная вокруг ныне внесенного в список культурного наследия газгольдера 1887 года. Остался только каркас, внутри которого находится площадь, используемая как общественная зона отдыха и для проведения специальных мероприятий, таких как рынки или концерты. В сумерках каждый день динамическое световое шоу освещает каркас. Бывшая промышленная площадка на окраине города стала зоной городского обновления для элитного жилья, сосредоточенного в зоне Gasworks.
На протяжении многих лет над стадионом Arden Street Oval , домашней площадкой футбольного клуба North Melbourne в Викторианской футбольной лиге , возвышался огромный газгольдер . Телевизионные трансляции матчей по австралийскому футболу, сыгранных на знаменитом стадионе, показывали, как газгольдер доминирует над ландшафтом. Он был снесен в конце 1977/начале 1978 года.
Этот газгольдер, некогда эксплуатируемый Gas del Estado, находится в Вилья-Майпу, Партидо-де-Сан-Мартин, Аргентина . Он был построен в 1948 году компанией MAN и использовался для хранения коксового газа, производимого на близлежащем заводе Usina Corrales. Общая высота 85 метров (279 футов) и диаметр 54 метра (177 футов), он проработал недолгое время, 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 краткосрочного локального хранения предпочтительным методом является линейная упаковка .
В течение 1960-х и 1970-х годов считалось, что газгольдеры можно заменить пулями высокого давления (цилиндрический сосуд высокого давления с полусферическими концами). Однако введенные правила означали, что все новые пули должны быть построены в нескольких милях от городов, а безопасность хранения больших объемов природного газа высокого давления над землей сделала их непопулярными среди местных жителей и советов . Пули постепенно выводятся из эксплуатации. Также возможно хранить природный газ в жидкой форме , 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 )