12. Требования к цистернам и бочкам при перевозке сжиженных газов

Цистерны и бочки для сжиженных газов, за исключением криогенных жидкостей, должны быть рассчитанных на давление, которое может возникнуть в них при температуре 50 ⁰С, а для цистерн с криогенными жидкостями – на давление, при котором должно проводиться опорожнение. При этом сам расчет должен быть выполнен с учетом напряжений, вызванных динамической нагрузкой при их транспортировке. Термоизоляционный кожух цистерны для криогенных жидкостей должен быть снабжен разрывной мембраной.

На цистернах и бочках изготовитель должен наносить клеймением паспортные данные в соответствии с требованиями, изложенными в [1], при этом в случае перевозки сжиженных газов, вызывающих коррозию, места клеймения покрывают антикоррозионным бесцветным газом.

Цистерны должны быть оснащены:

• вентилями с сифонными трубками для слива и налива среды,

• вентилем для выпуска паров из верхней части цистерны,

• пружинным предохранительным клапаном,

• штуцером для подсоединения манометра,

• указателем уровня жидкости.

Пропускная способность предохранительных клапанов, устанавливаемых на цистернах для криогенных жидкостей должна определяться по сумме расчетной испаряемости жидкостей (при температуре наружного воздуха 50 ⁰С) и максимальной производительности устройства для создания давления в цистерне при ее опорожнении. Цистерны и бочки можно заполнять только тем сжиженным газом, для перевозки и хранения которого они предназначены.

Запрещается наполнять газом неисправные цистерны и бочки, а также когда

• истек срок назначенного освидетельствования;

• отсутствуют или неисправны арматура и контрольно-измерительные приборы;

• отсутствует надлежащая окраска или надписи;

• в цистернах или бочках находится не тот газ, для которого они предназначены.

Если при наполнении цистерн или бочек обнаружен пропуск газа, наполнение должно быть прекращено, и газ удален. Величина наполнения цистерн и бочек сжиженными газами должна определяться взвешиванием или другим надежным способом контроля.

Потребитель, опорожняя цистерны и бочки, обязан оставлять в них избыточное давление газа не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см²) и только для сжиженных газов, упругость паров которых в зимнее время может быть ниже указанной величины, остаточное давление устанавливается производственной инструкцией организации, осуществляющей наполнение.

13. Требования к газгольдерам

Газгольдеры, как уже отмечалось ранее, представляют собой инженерные сооружения, снабженные специальными устройствами для регулирования основных параметров хранимых в них газов (количества, давления, температуры, состава и т.п.). Их в зависимости от рабочего давления подразделяют на два класса. В газгольдерах низкого давления (I класс) рабочее давление составляет 1,7 ÷ 4,0 кПа. Они, являясь изобарическими аппаратами, характеризуются переменным рабочим объемом. В газгольдерах высокого давления (II класс) рабочее давление составляет 0,07 ÷ 3,0 МПа и выше. В них, являющихся изохорическими аппаратами, давление изменяется в пределах, определяемых параметрами технологического процесса, а также прочностью и надежностью самого аппарата. Разновидностью аппаратов II класса (по принципу работы) являются изотермические газгольдеры. В них рабочее давление зависит от максимально допустимой температуры хранения продукта в сосуде, оно может колебаться в широких пределах.

Газгольдеры I класса в соответствии с технологическими и конструктивными особенностями разделяют на мокрые (с вертикальными направляющими) и сухие [(поршневого типа или с гибкой секцией (мембраной)]. Мокрые газгольдеры просты и надежны в эксплуатации. К его предохранительным устройствам относятся:

• перепускное устройство, расположенное на крыше колокола, и центральная продувочная труба на центральном люке крыши колокола;

• гидравлический затвор в камере газового ввода (для отключения сосуда от межцехового газопровода);

• автоматическое устройство для сброса газа из сосуда при его переполнении или блокировка колокола по “предмаксимуму” с автоматическим устройством с целью сброса газа на “свечу” для его сжигания (или прекращение его подачи в газгольдер, если сброс газа в атмосферу запрещен);

• молниезащита и защитное устройство от статического электричества, а также огнепреградители на трубах сброса газа в атмосферу (при эксплуатации горючих газов).

Для предотвращения аварий при опорожнении и переполнении газгольдеров должны быть предусмотрены:

• приборы дистанционного измерения объема газа в сосуде;

• ступенчатая сигнализация (световая и звуковая) положения колокола в газгольдере (указывает на степень заполнения сосуда газом);

• автоматические отключатели электродвигателей машин, забирающих газ из сосуда при минимальном объеме газа в нем.

Основные причины аварий при эксплуатации мокрых газгольдеровдля горючих газов:

• образование вакуума или взрывоопасных газовоздушных смесей;

• утечка газа из газгольдера или системы трубопроводов;

• замерзание воды в гидрозатворе и/или образование ледяной корки на стенках сосуда.

Для предотвращения образования взрывоопасной смеси рекомендуется газгольдер перед пуском продувать инертным газом, и только после этого заполнять его рабочим газом. Образование взрывоопасной смеси возможно также при разрежении внутри сосуда (при длительном простое аппарата или его полном опорожнении на стадии отбора газа).

Утечка газа возможна при переполнении газгольдера и/или при повышении давления сверх допустимого.

Сухие газгольдеры I класса предназначены для эксплуатации газов, не допускающих их увлажнения. Здесь используются конструкции поршневого типа и сосуды с гибкой секцией (мембраной, обычно, из прорезиненной ткани).

Газгольдеры II класса (цилиндрической и сферической формы) применяют для хранения сжиженных газов. Выбор их вида определяется капитальными вложениями и эксплуатационными расходами, зависящими от геометрического объема и конструкции резервуара. При эксплуатации горючих газов они имеют относительно небольшую емкость, т.к. обладают повышенной пожаровзрывоопасностью. Последнее связано с тем, что потеря газа (утечка) при хранении в газгольдерах составляет более 2 % от их оборачиваемости.

Наземные резервуары, как правило, располагают группами в местах пониженных планировочных отметок площадки предприятия. При этом каждую группу наземных резервуаров обваловывают по периметру замкнутым валом или ограждающей стенкой из несгораемых материалов высотой не менее 1 м. Также необходимо устанавливать нормативные расстояния между отдельными газгольдерами, между группами газгольдеров и между газгольдерами и зданиями или сооружениями.

Газгольдеры необходимо снабдить:

• предохранительными клапанами;

• манометрами для замера давления паровой фазы;

• указателями уровня и сигнализаторами предельного верхнего уровня жидкой фазы;

• термометрами для контроля температуры жидкой фазы;

• запорными органами для отключения резервуара от трубопроводов для приема и отпуска сжиженных газов, отсоса и подачи паровой фазы, отбора проб жидкой и паровой фаз;

• люками для входа обслуживающего персонала в резервуар и его вентиляции;

• устройствами для вентиляции и продувки инертным газом, паром или воздухом;

• устройствами для удаления из газгольдера промывных стоков воды и тяжелых остатков.

Для хранения больших объемов углеводородных газов наиболее оптимальными являются подземные хранилища. В нашей стране для решения поставленной задачи получили изотермические газгольдеры, которые оснащаются насосами перекачки газов и холодильной установкой. Здесь сжиженные газы можно хранить при атмосферном давлении. При таком способе хранения расход металла сокращается в 6 ÷15 раз (в зависимости от продукта и объема резервуара) по сравнению с резервуарами, работающими под давлением, т.к. толщина стенок определяется из условия выдерживания только гидростатического давления залитого продукта и требований по тепловой изоляции сосуда.

Основные преимущества низкотемпературного изотермического хранения:

• уменьшение геометрических размеров резервуара (резкое повышение плотности продукта);

• резкое уменьшение потерь продукта в результате испарения;

• хранение продукта при постоянных параметрах;

• уменьшение пожаровзрывоопасности горючих газов (низкая температура оказывает ингибирующее действие на интенсивность процесса горения).

Основной недостаток – необходимость использования достаточно мощных холодильных установок.

Для изотермического хранения сжиженных газов под давлением используют только шаровые резервуары. Здесь сжиженные газы захолаживают только периодически, в результате чего можно использовать холодильные установки меньшей мощности.

В газгольдерах II класса повышенные требования предъявляются к средствам контроля и автоматизации, которые должны обеспечивать:

• измерение необходимых параметров продукта, хранящегося в резервуаре (расход, давление, температура, уровень);

• сигнализацию заданного эксплуатационного режима;

• защиту газгольдера от переполнения и повышения уровня вакуума;

• измерение напряжения в корпусе газгольдера.