10.3. Резервуарные и баллонные установки с естественным и искусственным испарением
Регазификационная резервуарная установка с естественным испарением состоит из одной или нескольких емкостей, соединенных между собой уравнительными парофазными и жидкостными трубопроводами. Резервуары оборудуют арматурой для заполнения их сжиженным углеводородным газом, замера уровня жидкой фазы, предохранительными клапанами, газопроводами высокого давления и регуляторами низкого давления газа. Резервуары можно устанавливать на земле или под землей. Они могут быть стационарными, когда сжиженный углеводородный газ доставляется автомашинами, и передвижными, когда налив груза осуществляется на газораздаточных станциях. Резервуары являются как емкостями для хранения сжиженных углеводородных газов, так и теплообменными установками для естественного испарения. В начале отбора паров СУГ имеет температуру, близкую к температуре окружающей среды, и соответствующее этой температуре давление насыщенных паров. Теплообмен между резервуаром и окружающей средой отсутствует. Снижение давления происходит до минимального, определяемого режимом работы газораспределительной сети с учетом падения давления на регуляторах, установленных на резервуарах. При установлении этого давления испарение сжиженных углеводородных газов за счет уменьшения энтальпии прекращается и наступает стационарный режим теплового притока из окружающей среды, обусловленный разностью температур резервуара и окружающей среды. При уменьшении отбора газа наблюдается как уменьшение теплового притока от среды, так и увеличение энтальпии сжиженных углеводородных газов. Производительность наземных резервуарных установок является переменной величиной. Наземные резервуары устанавливают на фундаменты. Объем их достигает 1600 л. Они наиболее пригодны для использования в теплых районах страны. Их применяют также при работе установок, функционирующих в летний период. Подземные резервуары имеют цилиндрическую форму. Резервуары устанавливают в котловане на фундаментах на 600 мм ниже верхней образующей поверхности земли. Наружная поверхность резервуаров покрыта слоем битумной изоляции. Для защиты от статического электричества их заземляют. Применяют преимущественно подземные групповые резервуарные установки, которые включают в себя несколько резервуаров, соединенных между собой трубопроводами жидкой и паровой фаз. В типовых проектах обычно рассматривают групповые установки, состоящие из 2-4 резервуаров объемом 2,5-50м3. Максимальный объем одного резервуара не более 5, 10, 25 и 50м3 при подземном расположении резервуаров с общим объемом хранения соответственно до 20, 50, 100 и 300 м3. Для увеличения испарительной способности групповой установки в некоторых случаях устанавливают резервуары с большой поверхностью теплообмена (например, трубчатый резервуар). Резервуары групповой установки соединяют с учетом выключения на профилактический ремонт части резервуаров.
На рис. 8.5 изображена схема подземной четырехрезервуарной установки.
Заполнение резервуаров 1 сжиженным углеводородным газом производят по общему надземному трубопроводу-коллектору 3. Парофазный коллектор 5 также выполняют надземным. Каждый резервуар оборудуют уровнемерными и грязеотводной дренажной трубками и предохранительными клапанами, установленными в арматурном блоке 2. Регуляторы давления, предохранительные клапаны и прочее оборудование размещают на некотором расстоянии от резервуаров в специальном защитном кожухе 4. Пары СУГ подают потребителям по газопроводу 6.
Следует отметить, что при групповой установке подземных резервуаров существенно сказывается тепловая интерференция тепловых полей резервуаров. Так, при установке 10 резервуаров в две линии с расстоянием между линиями 2,1 м производительность групповой установки в 7 раз больше производительности одиночных резервуаров.
Рис. 10.5. Подземная четырехрезервуарная установка с надземным жидкостным трубопроводом.
С другой стороны, расположение резервуаров должно быть компактным, поэтому в некоторых случаях устанавливают тепловую экранизацию резервуаров.
Простейшая баллонная установка состоит из баллона, поддерживающего постоянное давление выходящих паров, и подводящего трубопровода. Процесс испарения в баллонных установках аналогичен рассмотренному.
Баллонные установки исполняют в виде: индивидуальных с одним баллоном, вместимостью 50 и 27 л с монтажом внутри здания; индивидуальных с двумя баллонами, устанавливаемыми вне здания в специальном металлическом шкафу; групповых на 4, 6, 8, 10 и более баллонов, размещенных в шкафах, под кожухами в специальных отапливаемых помещениях для снабжения газом жилых домов и промышленных объектов. В состав групповой баллонной установки входят баллоны для сжиженных углеводородных газов, коллектор высокого давления, регулятор давления газа (редуктор) или автоматический регулятор-переключатель, общее отключающее устройство, показывающий манометр, предохранительный сбросной клапан и соединительные трубопроводы. Групповые баллонные установки рекомендуется устанавливать непосредственно у глухих несгораемых стен зданий, в шкафах или с защитными кожухами. Для газоснабжения жилого дома допускается размещать не более трех групповых установок на расстоянии не менее 15 м одна от другой. Шкафы и баллоны устанавливают на фундаменты, вокруг которых выполняют отмостку шириной не менее 0,5 м. При обеспечении стабильного испарения допускается размещать установки в специальном строении или в пристройке к наружной стене, которые должны быть отапливаемыми, вентилируемыми и иметь электрическое освещение.
Установки с естественным испарением имеют переменную производительность из-за ряда условий, переменную теплоту сгорания получаемой паровой фазы, большие металлоемкость и габариты. Существенным является влияние заполнения резервуаров на производительность установки. Для больших промышленных объектов и крупных населенных пунктов используют регазификационные резервуарные установки с искусственной регазификацией. Их производительность, которую можно регулировать согласно объему газопотребления, не зависит от количества жидкой фазы в резервуарах. Процесс регазификации осуществляют в специальном теплообменном аппарате (испарителе), куда жидкую фазу подают непрерывно. Регазификационную установку с искусственным испарением оборудуют чаще всего подземными резервуарами. Все резервуары соединяют в единое целое с помощью подземного уравнительного жидкостного трубопровода.
Питание испарителя осуществляют от одной арматурной головки, в которой монтируют всю арматуру по наполнению резервуаров сжиженным углеводородным газом и подаче его из резервуаров в испаритель. Все подземные резервуары, входящие в общую емкость, оборудуют предохранительными клапанами, дренажной и уровнемерными трубками.
При заполнении резервуара из цистерны патрубок паровой фазы резервуара соединяют с патрубками паровой фазы цистерны.