מערכות גז טבעי בטיחות ו א יכות סביבה
מערכות גז טבעי בטיחות ואיכות סביבה של – סט 16 תוכן המצגת 3עד 30מבוא 31עד – 70מערכות להולכת גז טבעי 71עד – 76מערכת הוספת ריח )בישו( 77עד – 80עבודות אחזקה 81עד 160בטיחות 161עד – 166הבטי איכות סביבה – 167איגרת לעובד 168עד – 169היערכות לחירו 170עד – 178ניתוח אירוע תאונה 1 מבוא היווצרות הגז הטבעי 2 היווצרות המאגרים הטבעיים יתרונות הגז הטבעי בהשוואה לדלקים אלטרנטיביים כגון פחם ומרכיבי הנפט מחירי הגז הטבעי נמוכים יותר נצילות בייצור וקוגנרציה )ייצור משולב של חום וחשמל( הפחתת העלויות לייצור חשמל צמצום פליטתמזהמים רעילים צמצום פליטת גזי החממה קידום התחרות והתעשייה 3 יתרונות הגז הטבעי מחירי הגז הטבעי נמוכים יותר -בפרט לאחר האמרת מחירי הנפט הגולמי והפחם בשנת .2004 תחילת ייצור החשמל בגז טבעי בשנת 2004אפשרה העלאהמתונה של תעריפי החשמל – כ 50-אחוזים משיעור העלייה הצפוי לו החשמל היה מיוצר כולו מתזקיקי נפט בלבד. יתרונות הגז הטבעי נצילות בייצור וקוגנרציה )שילוב ייצור חום וחשמל( נצילות השימוש בגז טבעי גבוהה בהרבה מזו של הדלקיםהאלטרנטיביים. לדוגמא :תחנות כוח מבוססות גז טבעי המשלבות ייצור חשמלוחום ,מגיעות לנצילות של 80%-75%ואף למעלה מכך ,בהשוואה למכסימום של 55%בדלק אלטרנטיבי )בדרך כלל כ.(40% - 4 יתרונות הגז הטבעי הפחתת העלויות לייצור חשמל השקעה נמוכה יותר במבנים ,בציוד וכדומה. -נדרש פחות משליש השטח. צמצום פליטת מזהמים רעילים כמות המזהמים הנפלטת לאטמוספירה ,כתוצאה משימוש בגז ,קטנה משמעותית בהשוואה לדלקים אחרים. יתרונות הגז הטבעי צמצום פליטת מזהמים רעילים להמחשה ,להלן הכמות )בגרמים( המזהמים הנפלטתלאוויר לצורך ייצור קילוואט אחד של חשמל: 5 סוג המזהם פחם גז SO2 5.2 0.1 NOx 2.6 0.6 CO2 830 600 חלקיקים 0.10.1-0.2 0.03 יתרונות הגז הטבעי צמצום פליטת גזי החממה – על פי דרישת ארגון הOECD- בהמשך לאמנת קיוטו להפחתת פליטת גזי חממה )בעיקרפחמן דו-חמצני( ,מדינות שלא יעמדו ביעד ההפחתה שמוגדר להן ,צפויות לקשיים בסחר ,קשיי יצוא ומכסים ואף לקנסות. כבר מהטבלה הקודמת ניתן לראות ששימוש בגז טבעי הואחלק מהפתרון. יתרונות הגז הטבעי קידום התחרות והתעשייה כל היתרונות שהוזכרו קודם ,יחד עם העברת צנרת הגז הטבעי ,לאורך מדינת ישראל ,עם נגישות לרוב הצרכנים, מאפשרים הקמת תחנות כוח פרטיות על ידי מפעלים תעשייתיים עתירי צריכת חשמל ,מוסדות גדולים וכדומה, תוך תחרות עם חברת החשמל. כיום כבר מתוכננות תחנות כוח פרטיות בהספק כולל של כGW 2 - 6 עתודות הגז במזרח התיכון נתוני 2001 מדינה /אזור אירן סעודיה עיראק מצרים סוריה ישראל מול חופי עזה (BCMרזרבות גז ) 6,750 6,220 3,110 1,204 241 50 50 הביקוש הצפוי בישראל לגז טבעי על פי סקר שבוצע עבור מינהל הגז )המספרים הם במיליארדי מ"ק לשנה( 7 סקטור 2005 2015 2025 חשמל 3.7 5.6 8.6 תעשייה ואחרים 0.7 3.2 3.7 סה"כ 4.4 8.8 12.3 מושגי עיקריי בגז טבעי רשות הגז הטבעי – רשות ממשלתית לנושא גז טבעי נת"גז – נתיבי גז )חברה ממשלתית להולכת גז טבעי(. קו הולכה – קו לחץ גבוה ) מעל 16אטמ'( באחריות נת"גז - PRMSתחנת הפחתה ומדידה )באחריות נת"גז(. קו חלוקה – קו לחץ נמוך )מתחת ל 16אטמ'( באחריות המפעל )חברת החלוקה(. תחנת מגופים – מערכת סינון וחלוקת גז לצרכים שונים באחריות ת"כ. קבלן הקמה -קבלן שיבצע את מערכת קווי החלוקה. לחץ נמוך מאוד – מתחת ל 3אטמ'. דלק חילופי – סוג הדלק החילופי שנקבע לכל מערכת בעירה. קבלן הסבה – קבלן שיבצע את ההסבה בשיטת . T.K קטגוריות החוק חוק ופקודה • • תקנה • צו • חוזה/הסכם • נוהל • הוראה 8 חוק ארגו #הפיקוח על העבודה 8ד .תוכנית בטיחות א .המחזיק במקום עבודה מסוג שקבע שר העבודה והרווחה בתקנות, יכין תוכנית בטיחות של מקום העבודה ,תוך תקופה שקבע השר בתקנות, ויעדכנה כל אימת שהדבר יידרש עקב שינויים במקום העבודה. ... ח .הוראות סעיף זה לא יחולו לגבי מקום עבודה שעיקר עיסוקו ייצור ,מילוי ,החסנה ,הולכה ,הובלה או שיווק של גז )להלן -מפעל גז(. ומדוע? ההסדרים לגבי גז נחקקו בחוקים ,תקנות וצווים אחרים חוקים: חוק הגז )בטיחות ורישוי( ,תשמ"ט – 1989 חוק משק הגז הטבעי ,תשס"ב – 2002תקנות: תקנות התכנון והבנייה )רישוי מתקני גז טבעי( ,תשס"ג – 2003 תקנות משק הגז הטבעי )תכנית עבודה לרשת חלוקה(,תשס"ז – 2006 תקנות התכנון והבניה)הקמת מיתקן גז בלחץ נמוך מאוד(,תשס"ז 2006 -צווים: צו הגז )בטיחות ורישוי( )מיתקנים להולכת גז טבעי( ,תשנ"ז – 1997 -צו הגז )בטיחות ורישוי( )מיתקנים להולכת גז טבעי( ,תשנ"ט 1999 - 9 חוק משק הגז הטבעי ,תשס"ב(1)2002- פרק א' – פרשנות פרק ב' – רישוי פרק ג' – הקמת מתקני גז ושינויים פרק ד' – חובותיו וזכויותיו של בעל רישיון פרק ה' – מקרקעין והקמת מתקנים פרק ו' – הרשות ,המנהל ,הממונה והמועצה פרק ז' – דיווח ,פיקוח ותיקון ליקויים פרק ח' – עיצומים כספיים ועונשין פרק ט' – הוראות שונות צו הגז )בטיחות ורישוי( )מיתקנים להולכת גז טבעי(, 10 תשנ"ט 1999 - 11 צו הגז )בטיחות ורישוי( )מיתקנים להולכת גז טבעי(, תשנ"ט 1999 - צו הגז )בטיחות ורישוי( )מיתקנים להולכת גז טבעי(, תשנ"ט 1999 - מכון התקנים הישראלי )מת”י( רקע תחילתו בשנת 1923כמעבדה לבדיקת חומרים )בניין( המשכו כמכון תקנים ארץ ישראלי בשנת ) 1945חברה בע”מ( כיום פועל בסמכות “חוק התקנים” שנקבע בשנת 1953 מבנה מת”י אג% תקינה אג% תעשיה אג% בניי# אג %א/א והסמכה חקיקה טכנית תקן וולונטרי -תקן ישראלי שקבע המכון תקן ישראלי רשמי -תקן שקבע שר התעשייה והמסחר תו תקן סמל המציין מוצר המתאים לדרישות תקנים ישראליים 12 ארגוני תקינה ותקנים בינלאומיים ISO (International Organization for Standardization): ארגון בינלאומי לפיתוח תקנים בנושאי מוצרים ,שירותים ,תהליכים ,חומרים ומערכות ,בדיקת והערכת ביצועי הנהלה ותהליכי בקרה ואימות בארגונים. הארגון מקיים שיתופי פעולה עם ארגוני תקינה במדינות שונות בעולם ונחשב למקדם התקינה הגדול בעולם .בין תקניו המפורסמים ניתן למצוא את ISO 9001:2000בנושא איכות ו ISO 14001 -בנושא איכות הסביבה. DIN (German Institute for Standardization): ארגון התקנים הלאומי הגרמני ,המהווה גוף תקינה מוכר מטעם . ISO נוסד ב 1917 -וכיום מכסה בתקניו ענפי תעשייה שונים. DVGW: גוף תקינה והתעדה גרמני למוצרי מים וגז. NEN: גוף תקינה והתעדה הולנדי למוצרי ותהליכי עבודה בגז. תק #הולנדי – NEN תרשי זרימה למיו #קבוצות ותקני 13 תק #הולנדי – NEN תרשים זרימה לקווי צנרת ותקן NEN 3650-1 תכנית מתאר ארצית לגז טבעי תמ"א – 37עקרונות מנחים אספקת גז לכל תחנות הכוח שיועברו לגז טבעיולתחנות חדשות. אספקת גז לצרכני אנרגיה גדולים בתעשייה. מתן מענה לקבלת גז מספקים שונים. הצמדת תשתית הולכת הגז לתשתיות אחרות. -התוויית הצנרת לפי צווי בטיחות שאושרו. 14 תכנית מתאר ארצית לגז טבעי תמ"א – 37פעולות שכבר בוצעו אישור צווי בטיחות אושר צו בטיחות למערכת הגז הטבעי בלחץ גבוה. אושר צו בטיחות למערכת הגז הטבעי בלחץ נמוך. הוכן סקר ביקושים להגדרת צורכי מערכת ההולכה. -נבחר תוואי מועדף מתוך ארבעה תוואים. תיאום התוואים עם חברות התשתית ועם גורמי התכנון חברת חשמל: ת"כ אשכול – אשדוד ת"כ רדינג – תל אביב ת"כ גזר ת"כ חיפה ת"כ חגית – אליקים ת"כ צפית – גדרה ת"כ אלון תבור -עמק יזרעאל כימיקלים לישראל: ברום – רמת חובב פריקלאס – מישור רותם רותם – מישור רותם מפעלי ים המלח – סדום מגנזיום – סדום נוספים: מפעלי נייר חדרה – חדרה בתי הזיקוק באשדוד – אשדוד 15 מערכות להולכת גז טבעי מערכות להולכת גז טבעי המערכות כוללות: תחנות דחיסה – לא קיימות בישראל תחנות מגופים – לחיבור ובידוד קטעי מערכות תחנות וויסות לחץ ומדידה – PRMS )(Pressure Regulating & Monitoring Station צנרת 16 מ הצנ ר ת וע ד ה לא ור( מפ ע כל ה ל – ב דר( ט יח ו ת מפעל תוואי צנרת :מערכת חלוקה במי"ה תחנת מגופים קוים תת קרקעים קו " 12למי"ה קו " 6למגנזיום קוים עיליים קו " 10לתכנת כח קו " 4לגיבוש חם קו " 4לגיבוש קר קו " 4לגלעון 17 קו תת קרקעי " 6למגנזיום תזרי תהלי( :מערכת חלוקה במי"ה תחנת הפחתת לחץ תחנת הפחתת לחץ -גיבוש חם - -גיבוש קר - -גלעון - P R M S תחנת מגופים ראשית PB קו לחץ 3אטמ' )קו עילי( קו לחץ 15אטמ' )קו עילי( קו לחץ 15אטמ' )קו תת קרקעי( למגנזיום מתכתי ציוד עתידי ציוד קיים -תחנת כוח - תחנת מגופים תפקידי תחנת המגופים הם: לאפשר ניתוק וחיבור קטעי צנרת לצורךתפעול ותחזוקה שוטפת. בידוד קטעי צינור שכשלו ,תוך ניקוז מהירומבוקר של הגז הכלוא בהם. לאפשר את הכנסת מתקן ה"-פיג" לצינורות."פיג" – מתקן גלילי המוכנס לתוך צינור הגז ,נוסע לאורכו ומשמש לבדיקה וניקוי הצינור מבפנים 18 תחנת מגופים תחנת המגופים כוללת בעיקר צינורות וברזים המצויים מתחת לאדמה .פתחי גישה אנכיים ומעברים תת-קרקעיים מאפשרים שליטה ידנית בעת הצורך .ברזי הפעלה המצויים בצנרת עילית מאפשרים ביצוע עבודות אחזקה. חדר בקרה הנמצא על פני האדמה ,משמש לפיקוח ולשליטה על כל הברזים והוא גם מחובר למרכז הבקרה הארצי ,דבר המאפשר את השליטה מרחוק על ברזים אלו. הקמת תחנת מגופים 19 הקמת תחנת מגופים -לקראת הסוף PRMSתחנת וויסות לחץ גז ומדידה - תפקידי התחנה: להעביר את הגז למערכת הצרכנים הראשית ,בספיקה, בלחץ ובטמפרטורה הרצויים. להגן על מערכת הגז מפני חדירת נוזלים ולכלוך. להבטיח את הלחץ הנדרש במערכת הצרכנים הראשית, תוך נקיטת כל האמצעים הנדרשים למניעת לחץ גבוה מדי במערכת זו. 20 PRMSתחנת וויסות לחץ ומנייה - התחנה כוללת וציוד אופציונלי כגון: מסננים ומפרידי נוזלים ווסתי לחץ ציוד לניתוק צינורות מסוגים שונים יחידות פיקוח ובקרה אביזרים חשמליים אפשרויות עקיפה ציוד בטיחות משקיטי קול מחממי גז מערכות חימום מערכות הוספת ריח אביזרים נוספים לתחנה אביזרים למניעת היווצרות נטיפים ציוד אחר דוגמא לתכנון תחנת וויסות לחץ ומדידה 21 PRMSתחנת וויסות לחץ ומדידה - כל תחנה חייבת להכיל תרשים מעודכן של כל מרכיבי התחנה ,תוך ציון: טווחי לחצים של כל יחידה הפועלת או משפיעה על הלחץ קטרים רלוונטיים מיקום אביזרי ניתוק בקווי הכניסה והיציאה מיקום ציוד הבטיחות תחנת PRMS 22 יסודות טכנולוגית הגז גז טבעי – תכונות פיסיות וכימיות הגדרות :חום ,צפיפות ,נפח הגדרות :לחץ ,נפח בתנאים רגילים ,לחץ מוחלט בעירה :מגבלת הידלקות הגדרות פיסיקליות נפח חלל התפוס על ידי מדיום ) (m3,cm3,dm3 נפח בתנאים מוגדרים נפח בתנאים רגילים 23 pn = 1013 mbar Tn = 273.15 K 0 °C בתנאים רגילים הגדרות פיסיקליות לחץ לחץ מוחלט מגבלת הצתה יחס )מנה( בחלוקת כוח על שטח נתון )חלקיקי הגז מפעילים כוח על כל משטח הבא אתם במגע( . הלחץ הנמדד על מד הלחץ, בתוספת הלחץ האטמוספרי בתנאים רגילים ). (1013 mbar מגבלה ,בה דלק מתרכב עם חמצן, התלויה במהירות התפשטות הבעירה )מהירות אטית מדי אינה מאפשרת בעירה ומהירה מדי גורמת לפיצוץ ודטונציות( . גז אידיאלי נוסחה טרמית למצב של גז אידיאלי p•V = n•R•T קבוע הגז R ] [molכמות החומר במולים n = נפח = לחץ ) = (Kטמפרטורה במעלות קלווין 24 = = V p T זרימה דר( צמצ pd ps האנרגיה הפוטנציאלית אינה משתנה בזרימת הגז דרך הצמצם. על גוף המסה mלהאיץ אם עליו לזרום דרך החתך הצר בצמצם. עבודה בהאצה כשיש שינוי באנרגית הלחץ גורמת לירידה בלחץ. המהירות VDעולה עם ירידת הלחץ בצמצם עד המהירות הקוליתהמכסימאלית והיא מושגת ביחס הלחצים הקריטי. כיווץ והתפשטות גז שינויים במצבים הפיסיים של הגזים בזמן דחיסה ,קירור והגבלת זרימה עיבוי הגז אפשרי רק מתחת לטמפרטורה קריטית 25 הפחתת לחץ תוך צמצום זרימה זרימה דרך צמצם pout צמצם קבוע pin לחץ כניסה = Pin = Pe = לחץ יציאהPout = Pa צמצם מתכוונן הפחתת הלחץ: pout pin pout < pin שיעור זרימה הגורמים המשפיעים על שיעור הזרימה בצמצם: ) -∆p = (pin - poutהלחץ ההפרשי המבנה הגיאומטרי של הצמצם)למשל סיבוב או עיוות בזרימת הגז ,התנגשות בלוחות הטיה וחלקי ברזים(. המבנה הגיאומטרי של האביזרים והיחידות שאחריהצמצם. 26 זרימה בווסת לחץ של גז סימולציה של קריאת לחץ שגויה בנקודת היציאה במהירויות זרימה גבוהות מאוד. עקרון משאבת סילון מים ומרחק קטן ביותר ). (d שגיאה/הטיית מדידת הלחץ עקב: היווצרות מערבולות עקב הטייה הטיות בזרימת הגז השפעת לוחות הטייה או דסקות שסתומים מערבולות מהירויות גבוהות משתנות המרחק בין נקודת המדידה לצמצם קטן מדי תופעות פיסיקליות בזמן התפשטות אפקט Joule-Thomson בעת תאוצת הגז בצמצם מתבצעת עבודה ,הגורמת לירידה בלחץ ובטמפרטורה בצוואר הצמצם. ירידת הלחץ בהמשך הקו גורמת לירידה במהירות ולעליה בטמפרטורה , אך עקב ביצוע העבודה הטמפרטורה תהיה נמוכה מזו שלפני הצמצם. 27 אפקט - Joule-Thomsonהמשך Tin = Toutנקבל V1=V2בגזים אידיאליים כאשר o מתקבל כתוצאה מהעבודה המושקעת על ידי הגז o ∆T להתגבר על כוח המשיכה המולקולרי הפנימי )גזים ריאליים( מהשינוי שחל ] [K/barאפקט ג'ואל-תומסון הוא המנה o ( ובלחץK.במעלות קלווין – )בטמפרטורה תלוי בלחץ ,הטמפרטורה וסוג הגזמתקבל קירור רב יותר -Cm Hnבתרכובות מסוג יש ירידה באפקט -CO2במנת גז בגז טבעי יורדת הטמפ' ב 0.4оK -עד 0.7оKלכל Bar 1של התפשטות השפעות הקירור הפרעות בפעולה של ווסתים ומכשור בהמשך הזרימה גורמות ל: יצירת התעבות יצירת הידראט הקרחה פנימית וחיצונית התעבות מים על קירות חיצוניים הגורמתלשיתוך הפיתרון לווסתי לחץ גבוה :שימוש במחממים 28 התעבות התעבות – מעבר של גזים פחמימנים )בעיקר – הכבדים( ממצב גזי למצב נוזלי. תערובת גזים טבעיים עלולה להתעבות בזמן קירור – והורדת לחץ. אין התעבות של מתאן בתחנות וויסות לחץ– . יצירת נטיף )(Hydrate קשרים פיסיים בין הפחמימנים לבין מולקולות המים יכולים ליצור גבישי נטיפים, העלולים להצר מעברים ולשבש את הזרימה החופשית של הגז. מודל של נטיף מתאן 29 נטיפים במעברים תזרים תהליך :מערכת חלוקה במי"ה תחנת הפחתת לחץ תחנת הפחתת לחץ -גיבוש חם - -גיבוש קר - -גלעון - P R M S תחנת מגופים ראשית PB 30 קו לחץ 3אטמ' )קו עילי( קו לחץ 15אטמ' )קו עילי( קו לחץ 15אטמ' )קו תת קרקעי( למגנזיום מתכתי ציוד עתידי ציוד קיים -תחנת כוח -
© Copyright 2024