Системы газоснабжения сжиженными газами — выдержка из реферата Основы эксплуатации систем газоснабжения (обзорный курс)
Источником снабжения потребителей сжиженными углеводородными газами (СУГ) являются газонаполнительные станции (ГНС), которые предназначены для их приема, хранения и распределения в баллонах и автоцистернах. На ГНС должно быть обеспечено раздельное хранение сжиженных газов с повышенным содержанием бутана (до 60 %) и технического пропана, а также раздельная раздача их с помощью баллонов и автоцистерн. На ГНС предусмотрен одновременный слив сжиженных газов из железнодорожных цистерн с разным процентным соотношением пропана и бутана. На ГНС осуществляются следующие операции: прием сжиженных газов от поставщика в железнодорожных цистернах; слив сжиженных газов в хранилища; хранение сжиженных газов в надземных и подземных резервуарах, баллонах; слив из пустых баллонов неиспарившихся остатков; розлив сжиженных газов в баллоны, автоцистерны; прием пустых и выдача наполненных баллонов; технологическое обслуживание и ремонт оборудования; доставка сжиженных газов потребителям в баллонах и автоцистернах; заправка автомашин, работающих на сжиженном газе; регазификаиия (испарение) сжиженных газов; смешивание паров сжиженных газов с воздухом; подача паров сжиженных газов.
Газонаполнительные станции располагают преимущественно вне черты города на специально отведенных спланированных площадках и желательно с подветренной стороны господствующих ветров, чтобы возможные выделения газов не попали в зону жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.
В состав любой ГНС входят: база хранения со сливной эстакадой, компрессорная установка, насосная со сливным отделением, наполнительное отделение со складом баллонов, отделение освидетельствования баллонов, испарительная установка. Размещение резервуаров может быть надземное, засыпное и подземное. Резервуары связаны между собой наполнительными, расходными и парофазными коллекторами.
Налив сжиженных газов в баллоны и автоцистерны осуществляется не только насосами, но и за счет повышенного давления в расходном резервуаре базы хранения, создаваемого газовыми компрессорами.
Для слива неиспарившихся остатков и полного опорожнения баллоны соединяют трубопроводом со сливным резервуаром, в котором поддерживают пониженное давление.
Безопасная работа ГНС обеспечивается установкой на оборудовании и трубопроводах запорной и предохранительной арматуры. На всех участках трубопроводов, ограниченных запорными устройствами, должны иметься предохранительные клапаны. На трубопроводах паровой фазы, идущих к всасывающему и напорному коллекторам компрессоров, в качестве основной запорной арматуры используются фланцевые краны со смазкой, а в качестве предохранительной — стальные пружинные клапаны.
Для хранения сжиженных газов используют стальные сварные резервуары цилиндрической и сферической формы. Резервуары, устанавливаемые вертикально, размещают только на поверхности земли. На ГНС, как правило, применяют цилиндрические горизонтальные резервуары с эллиптическими днищами для наземной и подземной установки. Конструкция стального горизонтального цилиндрического наземного резервуара вместимостью 50 м3 для пропана приведена на рис. 4.1.
Горизонтальные цилиндрические резервуары устанавливают на прочных фундаментах-опорах из несгораемых материалов. Наземные резервуары устанавливают группами. При размещении наземных резервуаров сжиженных газов в несколько рядов расстояние между рядами должно быть не меньше наиболее длинного резервуара, но не менее 10 м.
Каждая группа наземных резервуаров должна иметь обваловку на их полную вместимость.
Для подземной установки применяют только стальные цилиндрические резервуары горизонтального расположения, которые должны иметь антикоррозионную изоляцию не хуже усиленной.
Расчет предохранительного клапана. Предохранительно-сбросные клапаны устанавливаются на каждом наземном и подземном резервуарах. Они предназначены для защиты резервуаров от чрезмерного повышения давления, которое может произойти в следующих случаях: повышение температуры жидкости; наполнение резервуара продуктами с более высоким давлением паров; нагрев резервуаров открытым огнем в случае пожара.
Рис. 4.1. Резервуар для пропана:
1 — муфта для дренажного клапана; 2 — штуцер для жидкой фазы; 3 — штуцер для установки термометра; 4 — муфта для вентилей отбора проб из резервуара; 5 — муфта для настройки уровнемера; 6 — муфта для установки манометра; 7 — штуцер приемный жидкой фазы; 8 — штуцер для уровнемера; 9 — штуцер для сигнализатора уровня жидкости; 10 — люк; 11 — штуцер для установки предохранительно-сбросных клапанов; 12 — штуцер для удаления остатков газа; 13 —
штуцер для вентиляции
На каждом резервуаре устанавливается не менее двух предохранительно-сбросных клапанов, а перед ними трехходовые краны, позволяющие отключать один из двух предохранительных клапанов и допускающие одновременное их включение. Предохранительно-сбросные пружинные клапаны типа ППК-4 изготовляют с Z)y = 50, 80, 100, 150 (Dy — диаметр условного прохода).
Качество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность выбираются с таким расчетом, чтобы в резервуаре не могло образоваться давление, превышающее рабочее более чем на 0,05 МПа для сосудов с давлением до 0,3 МПа и на 15% для сосудов с давлением 0,3…6 МПа.
Конструкции предохранительных клапанов различны. На крышках редукционных головок групповых подземных резервуаров устанавливается сбросный пружинный предохранительный клапан Т831-Г (рис. 4.2), состоящий из корпуса, штока, втулки клапана с резиновым уплотнением, регулировочной гайки, пружины и колпака. Шток имеет три прилива, обеспечивающих правильную посадку клапана на седло. Ввертывая или отвертывая шток, можно изменять силу сжатия пружины и таким образом регулировать сбросное давление газа.
Рис. 4.2. Сбросный пружинный предохранительный клапан Т831-Г:
1 — колпак; 2 — регулировочная гайка; 3 — втулка; 4 — шток; 5 — пружина; б — корпус
Для перемещения сжиженных газов используют насосы и компрессоры. Насосы и компрессоры размещают в закрытых отапливаемых помещениях. Допускается размещать их на открытых площадках под навесами из несгораемых материалов. Насосы и компрессоры устанавливают на фундаменты, не связанные с фундаментами другого оборудования и стенами здания. Всасывающие и нагнетательные патрубки насосов и компрессоров оборудованы запорными устройствами, а нагнетательные патрубки — обратными клапанами. На всасывающих линиях компрессоров устанавливают конденсатосборники, а на нагнетательных линиях за компрессорами — маслоотделители. Конденсатосборники оборудуют дренажными устройствами. Насосы и компрессоры оборудуют системами автоматики, отключающими электродвигатели при недопустимых изменениях параметров и обеспечивающими нормальную работу насосов и компрессоров.
Для перевозки сжиженных углеводородных газов по железной дороге используются однобарабанные горизонтальные цилиндрические цистерны с двумя сферическими днищами. Пропан перевозят в стальных цистернах вместимостью 51 или 54 м3 с полезной загрузкой соответственно 43 или 46 м3, что составляет 21,6 или 25 т сжиженного газа.
Для хранения сжиженных углеводородных газов у потребителя используются стационарные резервуары. Установки газоснабжения с двумя и более резервуарами, предназначенными для снабжения сжиженным газом потребителей, называются резервуарными. Они бывают наземными и подземными и применяются для газоснабжения предприятий промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунальных предприятий, отдельных многоэтажных жилых и общественных зданий. Число резервуаров в установке определяется расчетом.
В состав резервуарной установки входят: резервуары; трубопроводы обвязки резервуаров по жидкой и паровой фазам; запорная арматура; регуляторы давления газа; предохранительные запорные и сбросные клапаны; показывающие манометры, устанавливаемые до регулятора давления; штуцеры с кранами после регуляторов давления; устройство для контроля уровня сжиженных газов в резервуарах и испарители.
В зависимости от испарительной способности различают индивидуальные и групповые баллонные установки. К баллонам относятся простейшие сосуды вместимостью до 120 л, предназначенные для хранения и перевозки сжиженных газов (при рабочей температуре стенки баллона -40…+45 °С и давлении до 1,6 МПа).