‫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 ‪-‬‬