Расчет потребности в кислородных баллонах

Газификационная кислородная установка жидкого кислорода снабжает основных потребителей через разводку и через рампу наполняет баллоны для отдаленных потребителей кислорода. Расход кислорода отдаленным потребителям в баллонах Б_к в среднем за сутки составляет

где К_ч – среднечасовой расход кислорода отдаленным потребителям, м³; 6 – объем кислорода в баллоне, м³.

Запас баллонов Б_з на складе, зависящий от оборачиваемости баллонов на площадке строительства, должен быть

где n – оборачиваемость баллонов, сут.

Общая потребность в баллонах

принимаем, что в разводку направляется 80% кислорода, вырабатываемого установкой, и расходуется по сменам следующим образом:

		При двухсменной работе участка	При трехсменной работе участка
	В первой смене	75%	60%
	Во второй смене	255	25%
	В третьей смене	-	15%

Потребность в баллонах Б_А (или реципиентах) в качестве аккумулятора из-за неравномерного потребления кислорода по сменам определяется данными табл. 5.8.

Таблица 5.8.

Потребность в баллонах (или реципиентах)

Сменность монтажных работ	Объем, м3	Баллоны, шт.	Реципиенты
В одну смену	12,8 Кч	2,13 Кч	0,22 Кч
В две смены	8,0 Кч	1,33 Кч	0,14 Кч
В три смены	5,1 Кч	0,85 Кч	0,09 Кч

Запас баллонов для снабжения отдаленных потребителей при суточной потребности их, равной 20% производительности кислорода установки составит:

м³/сут

или

баллонов/сут.

Запас на складе Б_з = nБ_к, баллонов/сут.

Количество баллонов, находящихся в резерве, определяется по формуле

где t – промежуток времени между перезарядками наполнительной рампы, ч:

где m – число смен зарядки баллонов; Б_рам – количество баллонов в рампе.

Общая потребность в баллонах, шт.,

Снабжение кислородом производится в баллонах, доставляемых автотранспортом с кислородного завода.

Необходимое количество баллонов, шт.,

где К_сут – суточный расход кислорода монтажным участком, баллонов/сут; n – продолжительность цикла транспортировки кислорода (строительство – кислородный завод, заполнение баллонов и обратный путь), сут; N_A- количество баллонов, отправляемых на завод одновременно; К_рез – резерв баллонов, зависящих от расстояния до кислородного завода и состояния автотранспорта; принимается К_рез = 1 + 1,5 К_сут .

5.4. Организация газового хозяйства

При монтаже оборудования на тепловых электростанциях для газовой резки и производства сварочных работ широко используются горючие газы. особенно большое распространение получили ацетилен, пропан-бутан, природный газ и газы местного производства (коксовый и др.).

Ацетилен применяется в тех случаях, когда отсутствует возможность поставки на монтажный участок газозаменителей – пропан-бутана или природного газа.

Снабжение монтажного участка ацетиленом в зависимости от объема монтажных работ может осуществляться:

• от передвижной или стационарной ацетиленовой установки соответствующей производительности;

• баллонами, получаемыми со стороны завода.

Выбор типа ацетиленового генератора определяется расходом газа, допустимой потерей давления в ацетиленопроводе и располагаемым напором газа на выходе из аппарата. При расстоянии от ацетиленовой станции до наиболее удаленного поста газовой разводки более 250 м следует применять генераторы среднего давления (на выходе до 0,3 кгс/см²), при расстоянии менее 250 м – генераторы низкого давления (на выходе 0,06 кгс/см²).

Средний расчетный на весь период монтажа расход ацетилена на 1 т монтируемых конструкций составляет: для тепломеханического оборудования А₁ = 5 м³/т; для металлоконструкций А₂ = 1,5 м³/т.

Суточный расход ацетилена, м³/сут, определяется по формуле

обозначения смотри в начале § 5,3.

Производительность ацетиленогенераторной станции определяется в зависимости от количества смен работы, м³/сут, по формуле

где 0,25 – выход ацетилена на 1 кг карбида, м³/кг; 0,9 – КПД генератора.

Необходимая емкость склада карбида, т, рассчитанная из условий хранения месячного запаса карбида, составляет:

Ацетиленовая установка состоит из помещения для установки генераторов (двух или одного), раскупорочной, промежуточного склада карбида и бытового помещения. С торцевой стороны станции размещаются отстойники.

Для крупных монтажных объектов применяются установки с генераторами среднего давления (р = 1,5 кгс/ см²). Генераторы низкого давления (р = 1,5 кгс/ см²) применяются обычно при максимальном удалении газообразных постов от ацетиленовой установки, не превышающем 250 м.

В помещении ацетиленовой установки генераторы должны отстоять от отопительных приборов на расстоянии не менее 1 м.

Для предохранения генераторов от попадания в них взрывной волны в случае обратного удара пламени устанавливается водяной затвор.

Для предупреждения замерзания конденсата в ацетиленопроводах в зимнее время и улучшения качества газа на ацетиленовых станциях после водяного затвора на открытом воздухе устанавливают вымораживатели.

Площадь генераторного помещения ацетиленовой установки в зависимости от производительности генератора принимается:

Производительность генератора, м3/ч	До 5	6-10	11-20	30
Площадь генераторного помещения, м3	8,0	16,0	24,0	36,0

Здание ацетиленовой установки выполняется одноэтажным без чердачных помещений и подполья с несгораемым, легко сбрасываемым взрывной волной перекрытием. Полезная высота от отметки пола до затяжки ферм должна быть не менее 3,25 м. Наружные и внутренние стены, а также перегородки – несгораемые.

Отопление центральное (паровое, водяное или воздушное). Максимальная температура на поверхности нагревательных приборов и трубопроводов не должна превышать 130^оС. Нагревательные приборы выполняются из гладких труб. В промежуточном складе карбида и раскупорочном устройстве размещение отопительных приборов запрещается.

Все осветительные приборы нормального типа (незащищенные), а также включатели, предохранители и провода должны быть расположены снаружи помещения. Освещение осуществляется через наглухо закрытые фрамуги или через специально устроенные в наружных стенах с двойным герметичным застеклением окна. Стекла окон и фонарей должны быть защищены от случайных повреждений решетками или сетками.

Расстояние закрытой иловой ямы от здания ацетиленовой установки должно быть не менее 5 м.

Иловая яма должна иметь легкоснимаемое перекрытие и естественную вытяжную вентиляцию. Вытяжная труба с дефлектором должна быть выведена не менее чем на 1 м выше конька крыши наиболее высокого здания, расположенного в радиусе 30 м от иловой ямы. Карбидный ил отводится по плотным закрытым желобам или каналам из генераторного помещения в отстойники. Удаление карбидного ила из отстойников может осуществляться при помощи контейнеров, насосов или ассенизационной машины (табл. 5.9).

Таблица 5.9 Отстойники для ила

	Производительность ацетиленовой станции, м3/ч	Объем ила, сливаемого в отстойники м3 (за 4 суток)	Объем илового отстойника, м3 (общий)
	30	84	30
	20	56	20
	10	28	10
	5	14	5

Объем иловых отстойников определен из условий запаса на 4 суток при

двухсменной работе с 2-кратным сливом осветленной воды; объем осветлителя должен быть равен объему одного отстойника.

При привязке ацетиленовой станции на монтажной площадке следует учитывать необходимые разрывы между станцией и различными объектами (табл. 5.10).

Таблица 5.10

Разрывы между помещением ацетиленовой станции на

монтажной площадке и различными объектами

Наименование объекта	Разрыв между станцией и объектом, м
Железнодорожные пути МПС	50
Железнодорожные пути на территории участка	20
Автомобильные дороги на территории участка (до бровки земляного полотна)	10
Автомобильные дороги общего пользования	30
Участки с открытым огнем (кузница, трубогибочная площадка и др.)	50
Кислородный завод	300

Пуск в эксплуатацию новых ацетиленовых станций должен быть разрешен техническим инспектором профсоюза и санинспекцией.

Передвижная ацетиленовая установка оборудуется одним агрегатом ГРК-10-6. Ил смывается через утепленный желоб в иловые отстойники, сооружаемые рядом с установкой. В установке предусматривается промежуточный склад для хранения карбида (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Передвижная ацетиленовая установка производительностью 10 м³/ч.

1 – генератор ацетилена ГРК-10-64; 2 – водяной затвор среднего давления ЗСП-7-56;

3 – влагосборник; 4 – вакуум-насос КВН-4; 5 – электродвигатель АО41-4, n=1420 об/мин.

Ацетиленовые рампы имеют аналогичную конструкцию, что и кислородные, с той разницей, что для коллекторов применяются стальные цельнотянутые трубы, а баллоны к запорным вентилям коллекторов присоединяются бронированными резино-тканевыми шлангами с хомутами. Давление газа снижается рамповым ацетиленовым редуктором и при выходе в трубопровод не должно превышать 1 кгс/см².

Склады карбида кальция, предназначенные для долгосрочного хранения карбида, сооружаются из несгораемых материалов по типовым проектам Гипрокислорода. Деревянные склады допускаются только для кратковременного хранения. Склады должны быть сухими, светлыми с хорошей естественной вентиляцией. От смежных зданий и сооружений склады должны быть удалены на расстояние не менее 20 м, от жилых зданий – не менее 40 м.

Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и для предотвращения затопления отметка пола склада должна быть поднята над уровнем планировочной отметки не менее чем на 0,5 м, а над уровнем подъездных путей – на 1,1 м, кроме того должна быть устроена разгрузочная рампа шириной 1,5 м., защищенная навесом.

Прокладка труб водопровода или отопления через склад воспрещается.

Карбид кальция хранится в герметических барабанах емкостью до 100 кг, которые устанавливаются вертикально на деревянные подкладки в один или два ряда, разделяемые досками, или горизонтально в три яруса.

Природный газ может быть успешно использован для кислородной резки металла и труб, при наличии его на данном строительстве. при этом требуется только устройство трубопровода для газа и постов на рабочих местах.

Расход газа на 1 т конструкции в 2 раза больше, чем расход ацетилена при неизменном расходе кислорода.

Пропан-бутан поставляется потребителям в баллонах емкостью 40-50 л для небольших объектов и в больших емкостях, цистернах, смонтированных на специальных автомашинах, принадлежавших заводу-поставщику – для крупных объектов.

Пропан-бутан к рабочим постам в главном корпусе и на сборочной площадке подается в основном централизовано, индивидуальное питание постов для других объектов монтажа производится от баллонов.

Типовая схема централизованного питания рабочих мест от подземных резервуаров показана на рис. 5.5 и предусматривает использование рампы на 2Х10 или 2Х30 баллонов. Применяются также специальные металлические шкфы с рампами на 10 баллонов.

Рис.5.5. Схема централизованного питания пропан-бутаном.

Сооружается склад пропан-бутана на строительстве с несколькими подземными резервуарами (рис. 5.6):

	Рабочая емкость резервуара, м3	2,1
	Геометрический объем резервуара, м3	2,5
	Рабочее давление, кгс/см3	10
	Температура доставленного сжиженного газа, оС	-30 +25
	Масса резервуара (без головки), кг	910

Рис.5.6. Установка трех подземных резервуаров пропан-бутана

Емкостью по 2,1 м³.

Резервуары соединяются между собой трубопроводами как по жидкой, так и по газообразной фазе и должны быть покрыты усиленной гидроизоляцией.

Пуск установки резервуаров и трубопроводов пропан-бутана производится после приемки ее газовой инспекцией Госгортехнадзора РФ.

Расход пропан-бутана на 1 т монтируемых конструкций составляет: тепломеханическое оборудование 3,2 м³/т; металлоконструкции 1,0 м³/т.

Суточный расход пропан-бутана, м³/сут, составит:

или в сжиженном состоянии

где 0,25 – объем газообразного пропан-бутана, получаемого из 1 м³ сжиженного газа; Q₁ и Q₂ см. § 5.3.

Емкость хранилища для пропан-бутана, м³, на монтажной площадке определяется по формуле

где – суточный расход сжиженного пропан-бутана, л; Т_з – запас пропан-бутана принимается от 5 до 8 суток; 0,85 – коэффициент заполнения емкостей.

Число цистерн в хранилище, шт.,

где V – объем одной цистерны, м³.

Для обеспечения сжиженным газом низкого давления укрупнительно-сборочных работ на площадке и монтажных работ в главном корпусе сооружается хранилище(групповая подземная установка) для пропан-бутана по типовому проекту ГС-02-3-66 Мосгазпроекта.

В зависимости от расстояния между главным корпусом и укрупнительной площадкой групповые подземные установки для хранения сжиженного газа могут располагаться в одном или двух местах, а именно, в зоне сборочной площадки и главного корпуса.

Количество и емкость резервуаров в групповой подземной установке выбирают, исходя из суточного расхода газовой фазы газа. Техническая характеристика типовых подземных резервуаров сжиженного газа дана в табл. 5.11.

При расчете количества резервуаров учитывается испарительная способность резервуаров в зимнее время, работающих без испарителя, и необходимый расход газа.

В зимнее время при температуре t = 5^оС давление газа в резервуаре Р = 1,5 кгс/см², а содержание в газовой смеси пропана 80%. Производительность резервуара, м³/ч, выбирается по номограммам согласно СНИП II-Г.12-65. Количество резервуаров (цистерн), шт.,

где П – суточный расход пропан-бутана, м³/сут; 8 – длительность смены, ч; D_п – производительность резервуара, м³/ч;  - коэффициент, характеризующий распределение по сменам объема выполняемых работ.

Таблица 5.11