Gazowe separatory kondensatu na gazociągu: budowa i przeznaczenie zbiornika kondensatu + niuanse montażu i obsługi technicznej

Czy zamierzają Państwo zgazyfikować swój dom? Być może urządzają Państwo autonomiczny system zasilania gazem ze zbiornikiem gazu? W takim przypadku powinni Państwo wiedzieć o gazowych separatorach kondensatu.

Pomogą one uniknąć wielu problemów w użytkowaniu gazu oraz przedłużą żywotność urządzeń zużywających gaz, a także samego gazociągu i kominów. Odpowiednio dobrany i zainstalowany separator kondensatu znacznie poprawia jakość gazu i zapewnia bezpieczeństwo funkcjonowania całego systemu.

W tym artykule opowiemy, jakie funkcje pełnią separatory kondensatu na gazociągu, co się w nich osadza, jakie są ich rodzaje i czym się różnią, jaka jest zasada działania tych urządzeń, jak je instalować i obsługiwać.

Do czego służy separator kondensatu na gazociągu?

Zarówno metan, jak i skroplona mieszanina propan-butan, wymagają dodatkowego oczyszczania. Spowodowane jest to warunkami przechowywania i użytkowania, niedoskonałością systemów dystrybucji gazu.

Zanieczyszczenia w gazach mogą być różne:

1. Woda może dostać się do gazociągu podczas jego budowy, kontroli i przedmuchiwania, a także przez najmniejsze otwory lub szczeliny. Sprzyja korozji stali i niszczy komin.
2. Butan (ciekły) może się ponownie skroplić z mieszaniny propan-butan. Nie odparowuje i nie unosi się w gazociągu przy ujemnych temperaturach, na mrozie. Ciekły butan w palniku gazowym tworzy płomień, a w kotle prowokuje zatrzymanie lub wybuch.
3. Małe cząstki stałe mogą dostawać się do gazu ze zbiorników i rurociągu systemu, zwłaszcza jeśli nie są nowe i wewnątrz rozpoczął się proces korozji. Z ich powodu zatykają się dysze.

Każdy z tych rodzajów zanieczyszczeń jest na swój sposób niebezpieczny. Woda, ciekły butan w palniku gazowym tworzy płomień, a w kotle prowokuje wybuch; cząstki stałe zatykają dysze.

Filtracją, gromadzeniem i usuwaniem obcych wtrąceń zajmuje się separator kondensatu.

Skraplacz składa się z następujących elementów: 1) gazociąg; 2) linia do wyrównywania ciśnienia; 3) armatura odcinająca; 4) rura przedmuchowa; 5) odwadniacz kondensatu; 6) zbiornik kondensatu montowany pod gazociągiem.

W skraplaczu gromadzi się wszystko, co ciężkie, w tym ciekły butan, zapobiegając niebezpiecznym sytuacjom, które może on spowodować.

Budowa i zasada działania separatora kondensatu

Skraplacze niskiego ciśnienia zasadniczo różnią się od armatury przeznaczonej do pracy z gazociągiem średniego lub wysokiego ciśnienia.

Jest to pionowy zbiornik cylindryczny z wypukłym lub stożkowym dnem, do górnej części ścian którego z obu stron przyspawane są króćce do połączenia z gazociągiem, a przez pokrywę wyprowadzona jest rurka do powierzchni ziemi, pod specjalny daszek – osłonę, do odpompowywania kondensatu.

Gaz przepływa przez górną część naczynia z jednego króćca do drugiego, a wszelkie ciekłe lub stałe zanieczyszczenia osiadają na dnie. W takich systemach ciśnienie gazu jest niewystarczające, aby wypchnąć ciecz przez rurkę agregatu i należy ją odpompować za pomocą pompy, podobnie jak pije się napój ze szklanki przez słomkę.

W nadziemnych skraplaczach czasami rurka odprowadzająca znajduje się na dole, a kondensat po prostu spływa po otwarciu zaworu pod wpływem grawitacji.

Skraplacze średniego i wysokiego ciśnienia to zbiorniki rozprężne, w których gaz w pewnym sensie odstaje. Dzięki znacznemu zwiększeniu pola przekroju poprzecznego w porównaniu z rurami gazociągowymi szybkość przepływu spada, a wszystkie ciężkie cząstki ciekłe i stałe zdążą opaść.

Główna część agregatu – zbiornik – jest cylindrycznym pojemnikiem z wypukłymi końcami, jak u cysterny. Od góry odchodzą dwa króćce: pierwszym kondensat wpływa grawitacyjnie z rurociągu, a drugim gaz, który przedostał się do skraplacza wraz z cieczą, powraca do rurociągu.

Rura przedmuchowa do usuwania kondensatu w urządzeniach średniego lub wysokiego ciśnienia jest obowiązkowo wyposażona w zawór – a nie korek, jak w pierwszym wariancie. W niektórych przypadkach ciśnienie gazu w systemie może być wystarczające do usunięcia całego kondensatu po otwarciu zaworu. Częściej ma to miejsce w przypadku skraplaczy zainstalowanych na powierzchni ziemi.

W podziemnych zbiornikach tylko przy ciśnieniu nie mniejszym niż 15-20 kPa nagromadzona ciecz samodzielnie podnosi się rurką odprowadzającą i wylewa się z niej do specjalnego zbiornika. Przy tym, na powierzchni ziemi może ona zamarzać, przez co nie tylko zatrzymuje się odprowadzanie kondensatu, ale może też ulec uszkodzeniu rurka, w której to nastąpi, aż do rozerwania.

Aby uniknąć zamarzania w okresie zimowym, w podziemnych zbiornikach kondensatu wysokiego i średniego ciśnienia przewidziano dodatkowy pion wypełniony gazem, zainstalowany równolegle do rury odprowadzającej. Jest on połączony z głównym przy powierzchni ziemi i wytwarza w nim ciśnienie wsteczne, nie wypuszczając cieczy na mrozie.

Ponadto takie zbiorniki kondensatu są zwykle wyposażone w dodatkowe urządzenia. Może to być manometr do kontroli ciśnienia wewnątrz zbiornika, czujnik poziomu cieczy, który pokaże, ile kondensatu zostało zebrane, sygnalizator napełnienia, który wydaje polecenie obsłużenia agregatu i spuszczenia zebranej cieczy.

Nie rzadkością w takich instalacjach jest urządzenie do automatycznego usuwania cieczy. Na zbiorniku kondensatu zainstalowanym przed kompresorem sygnalizator napełnienia automatycznie go wyłącza.

Zalecenia dotyczące wyboru separatorów kondensatu

W zależności od parametrów Państwa gazociągu na rynku dostępny jest ogromny asortyment zbiorników kondensatu do gazociągu. Niektórzy producenci są gotowi wyprodukować agregat dowolnej modyfikacji na Państwa indywidualne zamówienie, dokładnie spełniający wszystkie wymagania, jeśli odpowiedni model nie jest dostępny w prezentowanej linii produktów.

Systemy gazowe są różnorodne pod względem kształtu, ciśnienia, warunków eksploatacji, napełnienia, warunków eksploatacji – jest wiele kombinacji tych parametrów. A zatem nie mniej jest również wariantów zbiorników kondensatu do gazociągów.

Nieprawidłowo dobrany agregat nie poradzi sobie z powierzonymi mu zadaniami lub będzie nieuzasadnienie duży i kosztowny, dlatego ostateczny wybór zalecamy powierzyć specjalistom. A aby nieco zorientować się w tej różnorodności, przyjrzyjmy się ich głównym różnicom i zasadom wyboru według tych parametrów.

Kryterium #1 — kształt separatora kondensatu

Sam pojemnik do zbierania kondensatu może znajdować się poziomo, jak rurka lub mała cysterna, albo pionowo, przypominając garnek. Określić, jak powinien znajdować się wybrany zbiornik kondensatu, można nie tylko po kształcie, ale także po umiejscowieniu króćców przyłączeniowych: są one zawsze skierowane poziomo.

Kształt zbiornika kondensatu nie zawsze zależy od ciśnienia obliczeniowego: istnieją zarówno pionowe dla rur głównych, jak i mini-cysterny dla niskiego ciśnienia.

Pionowe zbiorniki kondensatu najczęściej stosowane są na gazgolderach, podłączane do zbiornika i do pionowej rury dostarczającej gaz do domu, przy czym garnek do zbierania kondensatu znajduje się pionowo, równolegle do rury.

Poziome modele z reguły wiesza się lub ustawia na wspornikach pod poziomą rurą, równolegle do niej. Częściej są one wysokiego ciśnienia i dużych pojemności.

Kryterium #2 — ciśnienie w gazociągu

Ważne jest, aby nabyć separator kondensatu zaprojektowany na takie samo ciśnienie jak cały gazociąg. Istnieją 3 warianty: dla niskiego, średniego i wysokiego ciśnienia.

Czasami separatory kondensatu są produkowane już połączone z odcinkiem rury gazowej – pozwala to zminimalizować ilość prac spawalniczych w terenie.

Różnią się nie tylko rozmiarami i średnicą króćców przyłączeniowych, ale także budową wewnętrzną, sposobem montażu i obsługi. Dlatego niezgodność ciśnienia może sprawić, że instalacja i eksploatacja będą nie tylko nieefektywne, ale także niebezpieczne.

Kryterium #3 — inne parametry urządzenia

Oprócz wspomnianego kształtu i ciśnienia, różnią się pod względem następujących parametrów:

• Pojemność – od kilkuset mililitrów do kilku metrów sześciennych, w zależności od podatności gazociągu na tworzenie się kondensatu, składu mieszanki gazowej, warunków klimatycznych, objętości transportowanego gazu oraz miejsca instalacji separatora kondensatu.
• Materiał, z którego wykonany jest odbiornik kondensatu – z reguły stal nierdzewna. Bez dodatkowej obróbki może ona przez długi czas opierać się agresywnemu środowisku wilgoci i ciekłego butanu. Jednak nierzadko separatory kondensatu, zwłaszcza o dużych pojemnościach, wykonuje się także ze zwykłej stali. Dla dodatkowej ochrony obrabia się ją nie tylko z zewnątrz, jak cały gazociąg, ale także wewnątrz – na przykład powłoką epoksydową.
• Ze względu na miejsce instalacji separatory kondensatu mogą być podziemne i nadziemne. Na tych drugich wymagane jest oznakowanie «Gaz», «Łatwopalne».
• Zewnętrzna izolacja przeciwwilgociowa powinna być taka sama jak na gazociągu. Najczęściej są to samoprzylepne taśmy polietylenowe, ale może to być także masa bitumiczna lub powłoka bitumiczno-polimerowa. Dla urządzeń nadziemnych wystarczy ochrona za pomocą wodoodpornej farby, koniecznie żółtej.
• Króćce do podłączenia do gazociągu różnią się średnicą, a także mogą być zaprojektowane na spoinę spawaną lub nierozłączne połączenie stali z tworzywem sztucznym.
• Dodatkowe wyposażenie. Oprócz króćców wlotowego i wylotowego, obowiązkowo znajduje się rurka do odprowadzania lub wypompowywania zebranego kondensatu. Mogą również występować złącza do manometru, czujnika poziomu cieczy, sygnalizatora napełnienia zbiornika oraz do wyrównywania ciśnienia.

Klienci indywidualni zazwyczaj nabywają separator kondensatu do prywatnych zbiorników gazu, przy urządzaniu autonomicznego zasilania gazowego posesji.

Zbiorniki gazu dla domów prywatnych mają różne pojemności, różni się także jakość gazu i warunki eksploatacji – wpływa to na wybór separatora kondensatu.

W takich celach zazwyczaj używa się małych urządzeń z pionowym, przypominającym szklankę zbiornikiem i długą rurką do odsysania kondensatu. Instalowane są najczęściej pod ziemią, bezpośrednio na wlocie zbiornika gazu i zwykle nie mają dodatkowego wyposażenia.

Zbiorniki kondensatu wysokiego ciśnienia instalowane są na gazociągach magistralnych, przy punktach dystrybucji gazu oraz przed dużymi odbiorcami przemysłowymi. Mają dużą pojemność i kształt cysterny, prawie zawsze wyposażone są w dodatkowe czujniki i sygnalizatory.

Procedura instalacji separatora kondensatu

Sposób i procedura podłączenia zbiornika kondensatu zależy od miejsca jego instalacji.

Główne miejsca gromadzenia i odprowadzania kondensatu z gazu są następujące:

1. Na wylocie ze zbiornika gazu w autonomicznych systemach zasilania gazem.
2. Na niskich odcinkach rury gazowej lub w punkcie połączenia rur o przeciwnym spadku.
3. Na początku („głowie”) gazociągu – przy rafinerii ropy naftowej, za stacją redukcyjno-pomiarową (GRS) lub zbiornikiem magazynowym.
4. Przed kompresorem, aby uniknąć zakłóceń w jego pracy, a także przed zakładami i innymi odbiorcami przemysłowymi.
5. Na wylocie gazu z kompresora – tutaj kondensat zbiera się, jeśli kompresor został zatrzymany, albo gdy ze zbiorników odciągano ropę, wypełniając je gazem.

Opracowanie planu rozmieszczenia zbiorników kondensatu jest zadaniem głównego inżyniera firmy transportującej i dystrybuującej gaz do odbiorców.

Określa on nie tylko miejsca instalacji takich urządzeń i odległości między nimi, ale także typ, rozmiar i inne parametry. Po montażu o lokalizacji sprzętu muszą dokładnie informować specjalne tabliczki wskazujące kierunek i odległość do niego.

Zainstalowany podziemny zbiornik kondensatu powinien znajdować się w odpowiedniej odległości od zbiorników wodnych, studni, drzew i budynków, a jego lokalizację oznaczają tabliczki.

Przy wyborze miejsca dla zbiornika kondensatu bierze się również pod uwagę wygodę dalszej obsługi. Musi pozostać nie tylko swobodny dostęp do rurki do odsysania kondensatu, ale także możliwość wykopania go w razie potrzeby w celu konserwacji, naprawy lub wymiany. Samo urządzenie znajduje się co najmniej 2 m od najbliższej ściany, a jego połączenie z rurą – nie bliżej niż 1 m od ściany. Zabroniony jest również montaż takich urządzeń powyżej punktu przemarzania gruntu.

Prywatni odbiorcy mogą spotkać się z koniecznością instalacji zbiornika kondensatu tylko na zbiorniku gazu – na tę kwestię przyjrzymy się bliżej. Zbiornik gazu instaluje się w odległości od domu, zgodnie z wymogami norm – nie mniej niż 10 m, dlatego rura do wprowadzenia piwnicznego jest zwykle układana poziomo pod ziemią.

W takim schemacie rurę dzieli się na 2 części o przeciwstawnym spadku, a na ich złączu, w najniższym punkcie, instaluje się zbiornik kondensatu. Pod niego wylewa się niewielki fundament, a sam agregat stawia się na nóżkach, aby zminimalizować korozję. Wejście i wyjście urządzenia przyspawa się do rury gazowej, a rurkę do odsysania kondensatu przedłuża się do powierzchni ziemi, zatykając korkiem i przykrywając pokrywą.

Podłączać zbiornik kondensatu można tylko za pomocą połączeń nierozłącznych, spawaniem, natomiast połączenia gwintowane i kołnierzowe są niedopuszczalne. Zapewnia to bezpieczeństwo eksploatacji i zmniejsza ryzyko wycieków.

Jeśli gaz wyprowadzany jest na powierzchnię ziemi pionowo, bezpośrednio ze zbiornika gazu, to miejsce do zbierania kondensatu znajduje się na samym początku rury. W tym przypadku jeden króciec przyspawa się do rury, a drugi – albo do tej samej rury, nieco niżej, albo do samego zbiornika. Rurka do odsysania kondensatu wyprowadzana jest równolegle do pionu gazowego.

Niuanse obsługi urządzenia

Zgodnie z harmonogramem opracowanym przez inżyniera przedsiębiorstwa dostarczającego gaz, przeprowadza się przedmuchiwanie zbiorników kondensatu oraz sprawdzanie ich stanu technicznego. Prace te są uważane za niebezpieczne, ponieważ kondensat zawiera nie tylko wodę, ale także łatwopalny ciekły butan, który często stanowi większą część cieczy. Dlatego konserwację przeprowadzają dwaj specjaliści, tylko w ciągu dnia, nie podczas burzy.

Zabronione jest również spuszczanie kondensatu bezpośrednio do autocysterny – wyłącznie do metalowych stałych pojemników z ogrodzeniem lub do wykopu. Jeśli w pobliżu znajduje się rurociąg naftowy, można spuścić kondensat do niego.

Aby opróżnić zbiornik kondensatu niskiego ciśnienia, potrzebna będzie pompa, motopompa lub cysterna próżniowa. Z końca rurki wyjmuje się korek, podłącza się do niej wąż pompy, otwiera się kran i uruchamia pompę. Odsysanie kontynuuje się, dopóki z pompy nie przestanie płynąć ciecz, a następnie wyłącza się pompę, zamyka się kran, odłącza wąż i zakłada korek na miejsce.

Ze zbiornikiem kondensatu o małej pojemności można poradzić sobie ręczną pompą, a w niektórych modelach do montażu naziemnego ciecz spływa samoczynnie

Zbiorniki kondensatu średniego i wysokiego ciśnienia zwykle nie wymagają pompy. Mają one 2 piony: jeden z kondensatem, drugi z gazem, na każdym jest kran, a zwykle otwarty jest tylko ten na pionie gazowym.

Aby opróżnić zbiornik z cieczy, obraca się oba zawory: gazowy zamyka się, a kondensacyjny otwiera. Ciecz wychodzi pod ciśnieniem gazu z magistrali. Aby zaoszczędzić czas i nakład pracy, proces ten można zautomatyzować za pomocą przyrządów kontrolno-pomiarowych i automatyki.

Jeśli kondensat nie zostanie usunięty na czas, uderzenie hydrauliczne lub korek może nie tylko utrudniać podawanie gazu, ale także uszkodzić rurę.

Oprócz usuwania zebranego kondensatu, obchodnicy gazociągu sprawdzają obecność i dokładność tabliczek wskazujących na ich położenie, a także sprawność samego agregatu i związanej z nim armatury odcinającej. W razie potrzeby naprawa jest wykonywana natychmiast lub sporządzany jest protokół, na podstawie którego później wyjeżdża specjalna brygada.

Jak obejść się bez gazowych separatorów kondensatu?

Zbiornik kondensatu zainstalowany na gazociągu to gwarancja bezpieczeństwa i trwałości urządzenia.

Istnieją jednak również alternatywne rozwiązania. Zazwyczaj mają one na celu zapobieganie powstawaniu kondensatu. Wśród takich środków są parowniki, które zawracają parowy butan do zbiornika gazu, izolacja termiczna i ogrzewanie rurociągu, układanie go poniżej punktu zamarzania, stosowanie rur o większej średnicy.

Ogrzewanie gazociągu zapobiegnie tworzeniu się najniebezpieczniejszej części kondensatu – ciekłej fazy butanu, ale jego urządzenie i eksploatacja są kosztowne.

Jednak ich zastosowanie nie zawsze jest możliwe i skuteczne, a ponadto często bywa droższe od instalacji zbiornika kondensatu.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Aby lepiej wyobrazić sobie zasadę działania zbiornika kondensatu, proponujemy obejrzeć następujący film:

Poglądowe przedstawienie tego, czym jest kondensat gazowy, w następnym materiale:

Omówiliśmy, do czego potrzebne są gazowe zbiorniki kondensatu, jakie są ich rodzaje, jak działają oraz na jakie kryteria zwracać uwagę przy wyborze odpowiedniego pojemnika. Poruszyliśmy również kwestię tego, jak i gdzie są instalowane i serwisowane zbiorniki kondensatu oraz jakie istnieją alternatywne rozwiązania.

Czy spotkał się Pan/Pani z tym urządzeniem? Z jakim konkretnie i z jakiego powodu? Prosimy podzielić się doświadczeniami użytkowania i innymi informacjami na ten temat – formularz kontaktowy znajduje się poniżej tego wpisu.