Глава 11

ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ

§ 1. Методы перемещения сжиженных газов

На газоприемораздаточных (ГПРС) и газонаполнительных станциях (ГНС) операции, связанные с приемом, хранением, перемещением и раздачей сжиженных газов, являются основными технологическими операциями. Они могут осуществляться путем использования гидро­статического напора жидкости между освобождаемым и приемным резервуарами, насосами, компрессорами, нагревом верхнего слоя жидкости в освобождаемом резервуаре и охлаждением жидкости в наполняемом резервуаре, созданием избыточного давления газа в паровом пространстве освобождаемого резервуара путем закачки в него инертного газа. Наряду с этим в настоящее время используются комбинированные методы перемещения: насосно-компрессорный метод, насосно-испарительный и перемещение насосами с помощью инжекторов.

Использование гидростатического напора

Слив — налив по этому методу (рис. 11.1) производится с использованием разности уров­ней между транспортной цистерной и стационарной емкостью. Для производства слива не­обходимо соединить уравнительной линией паровые пространства емкостей и открыть краны на жидкостной линии.

Рис. 11.1. Схема перемещения сжиженных газов за счет разности уровней.

1 — транспортная цистерна; 2 — стационарная емкость; 3 — баллон.

Давления в паровых пространствах емкостей будут равными и жидкость будет переливаться за счет гидростатического напора. Для обеспечения достаточной скорости слива при одинаковых давлениях в емкостях необходимо, чтобы за счет гидростатического напора создавалась разность давлений не менее 0,7—1 кгс/см². При сливе пропан-бутановых смесей эта величина будет составлять 13—20 м. Если паровые пространства резервуаров не соединены уравнительной линией, то в наиболее худших условиях, когда температура в транспортной цистерне будет на 10—15°С ниже, чем в стационарной емкости, необходимо, чтобы разность геометрических уровней резервуаров компенсировала и эту предельно возможную разность температур и соответствующую ей разность давлений. Преимущества перемещения газа за счет разностей уровней следующие: исключительная простота конструктивного оформления; отсутствие механических агрегатов; надежность работы всех устройств; готовность схемы к работе в любое время, вне зависимости от наличия посторонних источников энергии. Недостатки: возможность использования этого метода только в местностях с гористым рельефом; увеличенные размеры площадки; большие потери газа при отправлении его в виде остатков паров в цистернах; продолжительный слив. Поэтому указанный метод, несмотря на свою простоту, не может быть широко использован на практике.

Использование сжатого газа

При наличии вблизи ГПРС или ГНС источника инертного газа необходимого" давления выгодным методом перемещения сжиженного газа из резервуара в резервуар является закачка инертного газа в широкое пространство освобо­ждаемого резервуара. Причем инертный газ можно подавать через регулятор давления или компрессором. При подаче компрессором давление в сливаемой емкости поднимается до максимального. По мере его падения производится подкачка газа. Если температуры в сливаемой и наполняемой емкостях равны, то парциальное давление инертного газа в сливаемой емкости должно только компенсировать гидравлические потери в системе слива, составляющие 1,5— 2,0 кгс/см². Для создания такого давления в освобождаемую емкость необходимо подать инертный газ объемом

где V — объем освобождаемой емкости в м³.

По окончании слива смесь паров и газа необходимо выпустить в атмосферу или, если эта смесь горючая, — в городской газопровод.

Для перемещения сжиженного газа по рассмотренному методу необходимо учитывать растворимость в нем инертного газа. В качестве основных побудите­лей перемещения рекомендуются газы: технический азот; двуокись углерода и природный газ. При все более увеличивающейся плотности газопроводной сети наиболее выгодным для этих целей мог бы быть природный газ, состоящий на 98,5% из метана. Следует отметить, что растворимость метана в углеводородном газе незначительна. Наличие же в природном газе значительного количества этана, хорошо растворяющегося в пропане и бутане, особенно в зимнее время, может привести к переходу этана в жидкость и к увеличению упругости паров сжиженного газа в емкости (баллоне) выше допустимых норм при последующем нагреве баллона до нормальной температуры. Поэтому при сливе содержание этана в природном газе не допускается выше 3—5%.

Использование природного газа на обычных насосно-компрессорных ГПРС также выгодно, поскольку из-за высокой упругости и отсутствия конденсации паров природного газа резко сокращается расход подаваемого газа на вытесне­ние сжиженного. К недостаткам следует отнести большие потери сжиженных газов при выходе их в атмосферу и необходимость снабжения сжатым газом.