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]
Раньше на станциях-держателях оператор жил на месте и контролировал 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 . [19]
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.
Газовый завод в Саут-Лоттс , Дублин , Ирландия, был переоборудован в квартиры. [20]
В газгольдере в Амстердаме прошли техно-вечеринки Awakenings .
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. [21] Лондон , Манчестер , Шеффилд , Бирмингем , Лидс , Ньюкасл , Солсбери и Глазго (где находятся самые большие газометры в Великобритании [22] ) 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 , [23] а газгольдер № 8 был перестроен на соседнем участке за станцией Сент-Панкрас как часть жилой застройки. Он был преобразован в парк. [24] Большинство газгольдеров больше не используются, и сейчас ведется программа демонтажа, чтобы освободить землю для повторного использования. [21]
Одна из крупнейших оставшихся групп газгольдеров находится в Бромли-бай-Боу в Ист-Лондоне и считается крупнейшей в Европе. [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]
_-_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 )