10.2. Схемы и устройства гнс сжиженных газов

ГНС предназначены для снабжения сжиженными газами различных потребителей – коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, промышленных и транспорта. В зависимости от потребления различают ГНС: общего назначения; на промышленных предприятиях; регазификации и смешения с воздухом; автозаправочные станции (АЗС); передвижные АЗС.

ГНС общего назначения предназначены для снабжения сжиженными газами городов и других населенных пунктов. Геометрический объем их резервуаров может быть не более 8000 м³. ГНС на промышленных предприятиях служат для снабжения газом объектов, расположенных на территории данного предприятия. Геометрический объем их резервуаров может быть также не более 8000 м³. ГНС регазификации и смешения с воздухом могут быть как общего назначения, так и на промышленных предприятиях. [3]

АЗС предназначены для заправки автомобилей и других специальных транспортных средств сжиженным газом. Геометрический объем хранилища станции должен быть не более 100 м³ при подземном расположении резервуаров объемом не более 25 м³ каждый.

Передвижные АЗС применяются для наполнения баллонов и заправки машин, работающих на сжиженных газах. Для этой цели используются специальные автоцистерны. Существуют также крупные перевалочные базы, предназначенные для хранения и заполнения сжиженным газом танкеров различного назначения.

ГНС – основной элемент в системе газоснабжения потребителей определенного района, они осуществляют прием, хранение и поставку потребителям сжиженного газа (получаемого от предприятий) железнодорожным, трубопроводным, автомобильным или водным транспортом. Мощность, тип и характеристики ГНС определяются в зависимости от принятой генеральной схемы газоснабжения области или района, которую целесообразно разрабатывать на перспективный срок 10÷15 лет, согласуя ее с общегосударственными планами развития народного хозяйства и в первую очередь с планами производства, распределения и потребления газа и других видов топлива и энергии. Для разработки генеральной схемы газоснабжения района проводятся необходимые технико-экономические расчеты, чтобы определить потребности в газе, источники его получения и вид транспорта, мощность и расположение отдельных элементов системы газоснабжения, сроки и очередность их строительства, потребность в основных видах оборудования и материалов, ожидаемый экономический эффект. Мощность ГНС зависит от потребности в сжиженных газах при условии их рационального использования. В настоящее время сжиженные газы эффективно используются в жилищно-коммунальном хозяйстве, в установках небольшой мощности для приготовления пищи и горячей воды, в сельскохозяйственном производстве и т.д. Мощность ГНС, обслуживающих район радиусом 50÷70 км и с постоянно проживающим населением численностью до 1 млн. человек, рекомендуется в пределах 10÷40 тыс. т в год. Если потребители находятся на большом расстоянии от ГНС, рекомендуется устраивать промежуточные пункты обмена баллонов. Годовая мощность ГНС может быть определена путем суммирования существующих и перспективных газовых потребителей по формуле:

, (10.1)

где G – перспективная потребность в газе района, т/год; п₁, п_г,..., п_п–однотипные потребители газа; g₁, g₂,…,g_n – годовая норма потребления газа однотипными потребителями, т.

Для расчета мощности отдельных сооружений ГНС определяется максимальная суточная производительность по отдельным видам работ, которая значительно меняется в связи с сезонной неравномерностью потребления газа. Сезонная неравномерность потребления газа проявляется наиболее резко вблизи больших городов и в курортных местах. На максимальную суточную производительность рассчитывают производственные помещения, автотранспорт, техническое оборудование и хранилище газа.

Мощность ГНС сжиженного газа определяется в основном в зависимости от объемов резервуаров хранилищ, установленных на ГНС. Объем резервуарного парка следует определять в зависимости от суточной производительности ГНС, степени заполнения резервуаров и количества резервируемого для хранения сжиженного газа на ГНС. Количество резервируемого для хранения сжиженного газа надлежит определять в зависимости от расчетного времени работы ГНС без поступления газа П_Р, сут, определяемого по формуле:

П_Р=L/(υ_ТР+П_ТР+П_Э), (10.2)

где L – расстояние от завода-поставщика газов до ГНС, км; υ_ТР – нормативная суточная скорость доставки грузов МПС повагонной отправки, км/сут (принимается 330 км/сут); П_ТР – время, затрачиваемое на операции, связанные с отправлением и прибытием груза (принимается 1 сут); П_Э – время, на которое следует предусматривать эксплуатационный запас сжиженных газов на ГНС (принимается в зависимости от местных условий в размере 3÷5 сут). При соответствующем обосновании для районов с суровыми климатическими условиями и при неудовлетворительном состоянии дорог допускается увеличивать П_Э.

Число беззавозного снабжения газом может быть определено по эмпирической формуле:

n=4+L/V_ТР. (10.3)

Получаемые по формуле (10.3) данные должны корреспондировать с числом резервируемых для беззавозного снабжения дней (табл. 10.7).

Число резервуаров, необходимых для ГНС, может быть определено:

m=V/(Vp), (10.4)

где V – объем резервуарного парка, м³; Vp – геометрический объем одного резервуара, выбранного для установки на ГНС, м³;  – коэффициент наполнения резервуаров (0,85 – для надземных и 0,9 – для подземных резервуаров). Необходимое число резервуаров на ГНС при поступлении сжиженных газов по железной дороге может быть определено по формуле:

m=Q_cpПр/(Vp), (10.5)

где Q_cp – средняя суточная реализация сжиженных газов, т;  – плотность сжиженных газов, т/м³. Число суток, резервируемых для хранения сжиженных газов при расположении ГНС в непосредственной близости от предприятия-поставщика, транспортирование которых на ГНС осуществляется в автоцистернах или по трубопроводам, а также для автомобильных газонаполнительных станции с получением сжиженных газов с ГНС, допускается сокращать до 2 сут.

Таблица 10.7

Число дней, резервируемых для беззавозного снабжения газом

Расстояние от источника получения газа, км	Число дней
До 500 Свыше 500 до 1000 » 1000 » 1500 » 1500 » 2000	5 58 812 1214

При размещении ГНС на территории промышленного предприятия запас сжиженных газов следует определять в зависимости от принятого для промышленного предприятия норматива по хранению резервного топлива. При расстояниях свыше 2000 км или расположении ГНС в районе с суровыми климатическими условиями запас газа может быть увеличен по согласованию с заводом.

Установку резервуаров на ГНС следует предусматривать, как правило, надземную. Подземная установка резервуаров допускается при невозможности обеспечения установленных минимальных расстояний до зданий и сооружений (например, при расширении и реконструкции действующих ГНС), а также для районов с температурой наружного воздуха ниже допустимой технической характеристикой резервуара. Размещение резервуаров внутри помещений не допускается. Шаровые резервуары ставятся только надземные. Подземное расположение резервуаров является более безопасным. ГНС с подземным расположением могут быть построены ближе к потребителям сжиженных газов. Резервуары в хранилище располагаются группами с числом резервуаров, обеспечивающим удобное дистанционное управление арматурой. Так, при общем объеме резервуаров до 2000 м³ максимальный объем резервуаров в группе не должен превышать 1000 м³, а при общем объеме свыше 2000 м³, но не выше 8000 м³ – 2000 м³ в группе.

Расстояния между группами надземных резервуаров (между образующими крайних резервуаров) принимают: 5 м – при общем объеме резервуаров до 200 м³; 10 м – при общем объеме резервуаров от 200 до 700 м³; 20 м – при общем объеме резервуаров от 700 до 2000 м³. Расстояния в свету между надземными резервуарами в группе должны быть равны диаметру большего смежного резервуара, но не менее 2 м. Расстояние между рядами надземных резервуаров, размещаемых в два и более рядов, должно приниматься равным длине наибольшего резервуара, но не менее 10 м. Для каждой группы надземных резервуаров по периметру должно предусматриваться замкнутое обвалование или ограждающая стенка из несгораемых материалов (например, из кирпича, бутобетона, бетона и т. п.) высотой не менее 1 м, рассчитанные на 85 % емкости группы резервуаров. Ширина земляного вала поверху должна быть не менее 0,5 м. Расстояния от резервуаров до подошвы обвалования или ограждающей стенки должны быть равны половине диаметра ближайшего резервуара, но не менее 1 м. Для удаления ливневых и талых вод с обвалованной территории должны предусматриваться специальные устройства (например, затворы, задвижки и т. п.). Для входа на территорию резервуарного парка по обе стороны обвалования или ограждающей стенки должны быть предусмотрены лестницы-переходы шириной 0,7 м, не менее двух на каждую группу, расположенные в разных концах обвалования.

Подземно расположенными резервуарами следует считать резервуары, у которых верхняя образующая резервуара находится ниже планировочной отметки не менее чем на 0,2 м. К подземным резервуарам приравниваются надземные, засыпаемые грунтом на высоту не менее 0,2 м выше их верхней образующей и шириной не менее 6 м, считая от стенки резервуара до бровки насыпи. Для подземного размещения допускается предусматривать только цилиндрические резервуары. Расстояния в свету между отдельными подземными резервуарами должны быть равны половине диаметра большого смежного резервуара, но не менее 1 м. Подземные резервуары должны, как правило, устанавливаться и закрепляться на фундаментах. Установка резервуаров без фундаментов разрешается только при гарантированном отсутствии грунтовых вод на глубине разработки котлована. Грунт, на который опирается резервуар, должен быть плотным с ненарушенной структурой и иметь достаточную несущую способность. Фундаменты под резервуары должны предусматриваться из несгораемых материалов, например камня, бетона, железобетона и др. Засыпка резервуаров должна предусматриваться песком или мягким грунтом, не имеющим в своем составе органических примесей. При размещении резервуаров в илистых или лессовидных грунтах следует предусматривать проектные решения, обеспечивающие их устойчивость (например, утрамбованную подушку из крупнозернистого или среднезернистого песка, заглубленную в материковый слой не менее чем на 10 см, и др.). При размещении подземных резервуаров в пучинистых грунтах последний должен быть заменен песчаным на глубину промерзания, а в местах с высоким стоянием грунтовых вод (выше нижней образующей резервуаров) должны предусматриваться решения по предотвращению всплытия резервуаров. Контрольно-измерительная, регулирующая, предохранительная и запорная арматура подземных резервуаров должна предусматриваться к установке над засыпной частью и защищаться от повреждений.

Подземное расположение резервуаров во многих случаях предпочтительнее надземного. Подземные резервуары более безопасны в пожарном отношении, располагаются в грунте, который в течение года изменяет в небольших пределах свою температуру и служит надежной теплоизоляцией для резервуаров в зимнее время. Сооружение подземных резервуаров в ряде случаев обходится дешевле из-за сокращения противопожарных разрывов. Эксплуатация подземных резервуаров дешевле надземных, так как реже (1 раз в 10 лет) по сравнению с надземными (внутренний осмотр 1 раз в 4 года, гидроиспытания 1 раз в 8 лет) подвергаются техническому освидетельствованию и нет необходимости периодически окрашивать наружную поверхность.

При проектировании резервуарного парка следует предусматривать раздельный прием и хранение различных по составу сжиженных газов, для чего следует выделять группы резервуаров с соответствующей обвязкой под отдельные сорта сжиженных газов: пропана и бутанов технических, зимней и летней пропан-бутановых смесей для коммунально-бытовых нужд, топлива для заправки газобаллонных автомобилей. Обвязка резервуарного парка должна обеспечивать взаимозаменяемость резервуаров каждой группы, а также возможность перекачки из одной группы резервуаров в другую.

Резервуары сжиженных газов должны быть оборудованы контрольно-измерительными приборами и предохранительной арматурой: указателями уровня жидкости, предохранительными клапанами, манометрами, дренажными незамерзающими клапанами. На каждом резервуаре следует устанавливать не менее двух предохранительных клапанов (рабочий и резервный). Предохранительные клапаны должны обеспечивать сброс газа из резервуаров при давлении в них, на 15% превышающем рабочее. Установка предохранительных клапанов должна производиться через переключающий трехходовой кран. Отвод газа от предохранительных клапанов, установленных на резервуарах сжиженного газа, должен производиться через продувочные свечи в соответствии с требованиями «Правил безопасности в газовом хозяйстве». В целях сокращения загазованности территории производственной зоны ГНС рекомендуется предусматривать систему централизованного сброса газа от предохранительных клапанов резервуарного парка и технологического оборудования базы на общую свечу. Свечу следует располагать преимущественно с подветренной стороны к резервуарному парку и другим сооружениям ГНС на расстоянии не менее 5 м от обвалования резервуаров. Высота свечи определяется расчетом рассеивания газов и должна быть не менее 30 м.

Для удобства обслуживания арматуры, контрольно-измерительных приборов, люков надземные резервуары должны быть оборудованы стационарными металлическими площадками с лестницами. Лестницы должны быть выведены за обвалование.

Для слива сжиженных газов из железнодорожных цистерн на ГНС предусматривается специальный тупик и сливная эстакада. Число сливных устройств из железнодорожных цистерн определяется в зависимости от числа железнодорожных цистерн, которые должны одновременно подаваться для слива газа, по формуле:

n=Qk/(DG_u), (10.6)

где Q – годовая производительность ГНС, т/год; k=2÷3 – коэффициент неравномерности поступления железнодорожных цистерн; D – число рабочих дней сливного фронта; G_ц – масса сжиженного газа, заключенного в одной железнодорожной цистерне, т. [3]

Число сливных стояков должно обеспечивать возможность раздельного одновременного приема на сливном фронте двух сортов сжиженного газа. На сливных фронтах ГНС для обслуживания сливных устройств должны сооружаться одно- или двухсторонние железнодорожные эстакады, в зависимости от числа принимаемых цистерн и конкретных условий генерального плана. Прокладку сливных коллекторов для жидкой и паровой фаз сжиженных газов на эстакаде следует предусматривать с учетом возможности одновременного раздельного слива разных сортов сжиженного газа. При необходимости налива на эстакаде все наливные операции осуществляются с использованием стояков и коллекторов для слива. Слив-налив железнодорожных цистерн со сжиженными газами следует предусматривать путем выдавливания жидкой фазы с помощью компрессоров или перекачкой насосами насосно-компрессорного отделения ГНС, а также комбинированным способом, т.е. перекачкой жидкой фазы насосами с одновременным поддавливанием паровой фазы компрессорами. Расчетное время слива цистерн со сжиженными газами, одновременно поданных на сливную эстакаду, следует принимать 6 ч, в том числе: 2 ч – время чистого слива продукта; 2 ч – время для отсоса паровой фазы из слитой цистерны и снижения давления до остаточного (0,07 МПа); 2 ч – время на подготовительные операции к сливу (снятие пломб, открытие крышки колпака, подсоединение гибких рукавов и т.д.). Время налива железнодорожных цистерн для пропан-бутановых смесей не должно превышать 6 ч. Шаг сливо-наливных устройств (стояков) в пределах железнодорожной эстакады устанавливается 12 м. Для операций слива и налива стояки на эстакаде должны оборудоваться двумя трубопроводами – сливным и наливным. Для обслуживания сливных устройств предусматриваются эстакады из несгораемых материалов с площадками для присоединения сливных устройств к цистернам. В конце эстакады должны предусматриваться лестницы шириной не менее 0,7 м, уклоном не более 45°. Лестницы, площадки и эстакады должны иметь перила высотой 1 м со сплошной обшивкой понизу высотой не менее 100 мм. На трубопроводах сливных устройств в непосредственной близости от места присоединения резинотканевых рукавов должны предусматриваться обратные клапаны, обеспечивающие пропуск газа в направлении, обусловленном технологической схемой. На трубопроводах слива сжиженных газов из железнодорожных цистерн до отключающего устройства должен предусматриваться штуцер для удаления остатков газа из резинотканевых рукавов в систему трубопроводов или продувочную свечу. Для слива газа, поступающего на ГНС в автоцистернах, должны предусматриваться сливные колонки, обвязка которых должна обеспечивать соединение автоцистерны с трубопроводами паровой и жидкой фазы резервуаров хранения через запорно-предохранительную арматуру аналогично сливным железнодорожным цистернам. На сливных трубопроводах железнодорожных и автомобильных цистерн, а также на приемных трубопроводах эстакад и колонок должны предусматриваться скоростные клапаны, прекращающие поступление газа из транспортной цистерны в случае нарушения герметичности сливного трубопровода.

Отпуск сжиженных газов с ГНС в автоцистернах осуществляется через газораздаточные колонки. Число газораздаточных колонок определяется из необходимой суточной реализации газа в автоцистернах по формуле:

n_кол = Qcут/(qk), (10.7)

где Q_cут, – средняя суточная реализация, т; q – расчетная производительность колонки, т/ч; k = 0,5÷0,8 – коэффициент использования автоколонки;  – время работы автоколонки, ч/сут. Расстояния между колонками должны приниматься с учетом налива разнотипных колонок.

Обвязка колонок для налива автоцистерн должна обеспечивать их взаимозаменяемость и возможность одновременного отпуска в автоцистерны двух сортов сжиженных газов. На трубопроводе жидкой фазы к наливной колонке должен устанавливаться скоростной клапан до отключающей задвижки. При необходимости на ГНС приема сжиженных газов, поступающих в автоцистернах, слив их осуществляется на тех же автоколонках, что и налив. При этом обвязка автоколонок должна обеспечивать соединение автоцистерны с трубопроводами паровой и жидкой фазы резервуаров хранения через запорно-предохранительную арматуру аналогично сливным железнодорожным устройствам. Следует предусматривать удаление остатков газа из шлангов паровой и жидкой фаз автоколонок в систему трубопроводов или на продувочную свечу. Заполнение автоцистерны следует контролировать уровнемерными устройствами и контрольным взвешиванием на автовесах.

Расчет числа автомобилей для перевозки баллонов от ГНС до промежуточных складов производится по следующей схеме:

а) число рейсов автомобилей в сутки n = t/(2l/c+2t₁), где t – число часов работы в сутки, ч; l – расстояние от ГНС до промежуточного склада, км; с – средняя техническая скорость автомобиля, км/с; t₁ – время погрузки и разгрузки, ч;

б) средний объем перевозок одним автомобилем в сутки q₁=qn, где q – грузоподъемность одного автомобиля по газу, т;

в) необходимый объем перевозок в сутки q₂=(Q/N)k, где Q – общая годовая потребность в сжиженном газе, т; N – число дней работы; k=1,15 – коэффициент неравномерности;

г) требуемое число автомобилей M=q₂/q₁.

Число баллонов, подлежащих заполнению в течение суток на ГНС, определяется по формуле:

(10.8)

где G^б_С – максимальная масса газа, потребляемого в течение суток, т/сут; g_б – масса сжиженного газа, заливаемого в баллон, т.

Для удаления из баллонов неиспарившихся остатков предусматриваются специальные станки, располагаемые индивидуально, или карусельные агрегаты. В зимнее время операции слива остатков должны подвергаться все баллоны. Число постов для слива определяется:

m_с = Nt_сл /T_сл, (10.9)

где N – число опорожняемых баллонов; t_сл = 10÷15 мин – продолжительность слива одного баллона; T_сл – продолжительность работы установки по сливу остатков, мин. Остатки газа сливают в один из резервуаров хранилища или в специальные резервуары, располагаемые на расстоянии не ближе 3 м от насосно-наполнительного отделения. Часть баллонов после слива остатков направляют на повторное заполнение газом, а баллоны, требующие ремонта, освобождают от газа и промывают. Промывку следует производить горячей водой или паром низкого давления.

Производственные помещения ГНС объединены в следующие основные отделения: насосно-наполнительное, энергомеханическое, гараж и служба реализации газа.

В насосно-наполнительном отделении размещаются основные взрыво- и пожароопасные помещения – насосно-компрессорное, испарительное, наполнительное и сливное. В целях обеспечения требуемых условий безопасности каждое из указанных помещений должно быть одноэтажным, бес чердачным, бес подвальным первой или второй степени огнестойкости и изолированным от смежных помещений. В каждом из них должны быть двери из материала, не образующего искр, открывающиеся наружу, и окна с фрамугами. В здании насосно-наполнительного отделения могут быть размещены также вентиляционная камера, помещение КИП, бытовые помещения персонала отделения.

Технологическая схема трубопроводов сжиженных газов на ГНС должна обеспечивать раздельный прием и отпуск потребителям газов различного фракционного состава в наполнительное отделение и к колонкам для наполнения автоцистерн. Трубопроводы жидкой и паровой фаз должны выполняться из стальных труб. Прокладку указанных газопроводов в производственной зоне ГНС следует предусматривать надземной на опорах из несгораемых материалов высотой не менее 0,5 м от уровня земли, на расстояниях не менее 3 м от стен с проемами и 0,5 м от стен без проемов производственных зданий и сооружений.

Соединительные части трубопроводов сжиженных газов должны быть стальными. Соединение труб должно производиться сваркой. Резьбовые и фланцевые соединения допускаются только в местах установки запорной арматуры, КИП, компенсаторов. Уплотнительные материалы, примененные при сборке резьбовых и фланцевых соединений, должны обеспечивать их герметичность. На трубопроводах сжиженных газов должна применяться арматура стальная или из ковкого чугуна, предназначенная для газа и рассчитанная на соответствующие условия эксплуатации по давлению и температуре. Участки надземных трубопроводов жидкой фазы, расположенные вне помещений и ограниченные запорными устройствами, должны быть защищены от повышения давления при нагреве солнечными лучами путем установки предохранительных клапанов. При этом сброс газа от предохранительных клапанов следует предусматривать через свечу в атмосферу на высоту не менее 3 м от уровня земли.

В зависимости от способа перемещения сжиженных газов ГНС могут подразделяться на насосные, компрессорные, насосно-компрессорные, испарительные, испарительно-насосные и ГНС с использованием газов с высокой упругостью паров, а также энергии сжатого природного газа.

На действующих ГНС в настоящее время применяются в основном насосно-компрессорные схемы перемещения сжиженных газов.

На рис.10.1 приведена принципиальная схема ГНС с надземной установкой резервуаров. ГНС рассчитана на отпуск потребителям 3000 т сжиженного газа в год и имеет возможность увеличения производительности до 4000÷4500 т/год. ГНС может осуществлять заправку газобаллонных автомобилей, для чего на напорном коллекторе насосов предусматривается запасной патрубок. ГНС запроектирована на 10-суточный запас. На станции устанавливаются горизонтальные цилиндрические резервуары вместимостью 50 или 100 м³ – в первом случае четыре резервуара, а во втором – два. Каждый резервуар оборудуется двумя предохранительными клапанами, указателями уровня и уровнемерными трубками. В состав ГНС входят база хранения со сливной эстакадой, компрессорная установка, насосная со сливным отделением, наполнительные отделения со складом баллонов, отделение освидетельствования баллонов, испарительная установка. Резервуары размещаются в трех вариантах: надземном, засыпном и подземном. Резервуары связаны между собой наполнительными, расходными и парофазными коллекторами.

Слив сжиженного газа из железнодорожных цистерн в резервуары осуществляется за счет повышенного давления паров сжиженных газов в парофазном объеме резервуаров, создаваемого работой 2-х компрессоров.

Налив сжиженных газов в баллоны и автоцистерны может осуществляться не только за счет работы насосов, но и за счет повышенного давления в расходном резервуаре базы хранения, создаваемого газовыми компрессорами. В установке работают два центробежных пропановых насоса типа С-5/140 с подачей 5 м³/ч и дифференциальным напором 140 м столба жидкости с электродвигателями в исполнении В2Б мощностью 8 кВт. Общий максимальный расход сжиженных газов на наполнение баллонов и одной автоцистерны 7 м³/ч.

Для слива из баллонов неиспарившихся остатков и для полного опорожнения баллонов, направляемых в плановый ремонт, устанавливается один шестиместный станок, соединенный трубопроводом со сливным резервуаром вместимостью 2,5 м³, в котором поддерживается пониженное давление. Последнее обеспечивается присоединением парофазного объема к газопроводу низкого давления или всасывающему коллектору компрессоров. Накапливаемые в сливном резервуаре сжиженные газы используются для сжигания в местной котельной, а также могут быть переданы в резервуары базы хранения для дальнейшего использования.

Безопасная работа ГНС обеспечивается установкой на оборудовании и трубопроводах запорной и предохранительной арматуры, а также КИП. На всех участках трубопроводов, ограниченных запорными устройствами, устанавливаются предохранительные запорными устройствами, устанавливаются предохранительные клапаны. На трубопроводах паровой фазы, идущих к всасывающему и напорному коллекторам компрессоров, ставятся конденсатосборники, предотвращающие попадание жидкости в цилиндры компрессоров. В качестве основной запорной арматуры приняты фланцевые краны со смазкой на давление 2,4 МПа, а в качестве предохранительной арматуры – стальные предохранительные пружинные клапаны на давление 2,4 МПа.

В соответствии с технологическим процессом предусматриваются следующие измерения: уровня в резервуарах с помощью визуальных указателей уровня, давления с помощью технических манометров, температуры с помощью термометров, массы наполняемых баллонов с помощью специальных циферблатных весовых установок, оборудованных пневматической отсечкой заданной массы со шкалой до 100 кг, наличия горючих газов в воздухе с помощью переносного сигнализатора. Кроме того, на ГНС предусматриваются автоматическое отключение газовых компрессоров при падении давления на всосе компрессора ниже 0,05 МПа, осуществляемое с помощью электроконтактных манометров, автоматическое отключение насосов сжиженного газа при повышении давления нагнетания свыше 1,8 МПа, осуществляемое также с помощью электроконтактных манометров, автоматическая работа воздушных компрессоров с сигнализацией нижнего предела давления воздуха, производимая с помощью электроконтактных манометров, дистанционное управление запорной арматурой с помощью электроприводных задвижек во взрывозащищенном исполнении.

Для снабжения котельной ГНС газовым топливом предусматривается испарительная установка. Она состоит из подземного расходного резервуара и испарителя. При подземном расположении резервуаров базы хранения надобность в расходном резервуаре испарительной установки отпадает. Поступление сжиженных газов из расходного подземного резервуара в испаритель осуществляется автоматически под воздействием упругости насыщенных паров. Образующийся в испарителе парообразный пропан-бутан проходит через регулятор давления и далее по газопроводу поступает к топкам котлов.

Сливная эстакада рассчитана на одновременное опорожнение трех железнодорожных цистерн.

Для наполнения баллонов вместимостью до 50 л в наполнительном отделении размещаются четыре автоматические установки с напольными циферблатными весами со шкалой до 100 кг. Для наполнения мелких баллонов вместимостью до 5 л применяются настольные циферблатные весы со шкалой до 10 кг. Со склада к весовым установкам и с весовых установок на склад баллоны транспортируются двумя напольными конвейерами и роликовыми дорожками. Внутри склада баллоны перемещаются на ручных тележках. Склад-навес наполнительного отделения рассчитан на хранение суточного расхода порожних и наполненных баллонов. На складе имеется отделение освидетельствования баллонов, в котором осуществляются: освобождение баллонов от газа путем заполнения теплой водой, осмотр внутренней и наружной поверхности баллонов, проверка массы и вместимости баллона, гидравлическое испытание, проверка вентиля или клапана и плотности посадки их на баллон, окраска. Кроме того, имеются лаборатория контроля за сжиженными газами, ремонтная мастерская и база автотранспорта.

Н а рис. 10.2 представлена технологическая схема баллононаполнительного отделения ГНС сжиженных газов вместимостью 500 т. В этом отделении предусматриваются: автоматическое наполнение баллонов вместимостью 27 л на карусельном агрегате, наполнение баллонов вместимостью 50 л на медицинских весах, оборудованных отсекателем наполнения, наполнение малогабаритных баллонов различной вместимости на настольных циферблатных весах. Расчетная производительность отделения следующая бал/сут: наполнение 27-л баллонов – до 5000, 50-л – 400, 1÷5-л – 250. Перед наполнением баллоны предварительно проходят моечно-сушильную камеру и пункт отбраковки. Затем их штабелируют на площадке или подают конвейером к карусельному агрегату для наполнения. Наполненные баллоны по напольному конвейеру поступают на контрольные весы. Здесь же проверяется герметичность запорных устройств баллонов. Правильно наполненные и исправные баллоны продолжают путь по конвейеру и поступают на погрузочно-разгрузочную площадку, где их штабелируют или грузят в автомобили. Баллоны, переполненные и с неисправностями (в том числе с неисправными запорными устройствами), отправляют по рольгангу на участок замены запорных устройств. Баллоны с замененными запорными устройствами на ручной тележке подают на конвейер для повторного наполнения.

Остатки газа сливают на специальном станке для опрокидывания баллонов в два подземных резервуара вместимостью 2,5 м³ каждый. После слива остатков баллоны, не требующие освидетельствования и покраски, направляют по рольгангу и наполнительному конвейеру на карусельный агрегат для наполнения. Число сливаемых баллонов – до 300 в смену.

На рис. 10.2 показаны различные примерные варианты расположения технологического оборудования в баллононаполнительном отделении небольших мощностей.

Как было указано ранее, сжиженные углеводородные газы являются ценным видом топлива для автомобильных двигателей. Учитывая, что сжиженный газ может найти значительное применение в качестве топлива на автомобильном транспорте, разработаны проекты автомобильных газонаполнительных станций сжиженных газов (АГНС).

АГНС следует размещать, как правило, в пределах территории городов и других населенных пунктов с подветренной стороны относительно жилой застройки. Для заправки автомобилей наравне со стационарными установками допускается использовать специализированные автоцистерны. Следовательно, площадки для размещения АГНС должны быть выбраны с учетом хорошего проветривания их, без замкнутых пространств.

В составе АГНС необходимо предусматривать резервуары для хранения газа, насосно-компрессорное отделение, сливные и наполнительные колонки с узлом учета расхода газа, трубопроводы жидкой и паровой фаз сжиженных газов. В здании АГНС жидкой и паровой фаз сжиженных газов. В здании АГНС должны предусматриваться помещения для насосно-компрессорного отделения, теплового узла, распределительного пункта, операторской, а также бытовые помещения для обслуживающего персонала. Технологическая схема АГНС должна исключать возможность выброса жидкой фазы из продувочных трубопроводов от насосов, компрессоров и другого оборудования.

Максимальный геометрический объем группы резервуаров АГНС, располагаемой в границах селитебной территории, не должен превышать 100 м³, а вместимость одного резервуара – 25 м³. Установка резервуаров должна предусматриваться только подземной. Минимальные расстояния от резервуаров сжиженных газов до зданий и сооружений и автомобильных дорог, относящихся к АГНС, должны приниматься в соответствии с требованиями табл. 10.2 и 10.6. Минимальное расстояние от подземных резервуаров АГНС до зданий и сооружений, не относящихся к АГНС, должно быть не менее 40 м. На рис 10.3 показан план и схема движения транспорта на АГНС.

Проекты АГНС выполнены из расчета строительства их в городах и крупных населенных пунктах, где по требованиям пожарной безопасности разрешается только подземная установка резервуаров хранилища, при условии централизованного ремонта оборудования и сооружений станции, а также централизованного технического надзора за исправностью газобаллонных автомобилей.

На АГНС предусматривается только заправка автомобилей сжиженным газом, другие виды обслуживания автомобилей не производятся. Мощность АГНС 600 заправок автомобилей в сутки.

Планировка сооружений АГНС и схемы движения автомобилей выполнены по типу бензозаправочных станций. В зависимости от конкретных условий автозаправочные станции могут располагаться: за красной линией вдоль проезда, за красной линией в глубине проезда, на перекрестке проездов, на территории автобазы. Взамен традиционной несгораемой железобетонной ограды вокруг АГНС предусмотрено зеленое насаждение.

Технологическая схема АГНС обеспечивает прием, хранение и заправку только газобаллонных автомобилей. Проектом принят насосно-компрессорный вариант перемещения сжиженных газов.

В насосно-компрессорном отделении установлено следующее оборудование, два насоса (один рабочий, другой резервный) два компрессорных агрегата (один рабочий, другой резервный). Компрессор всасывает пары сжиженного газа из одной группы резервуаров и нагнетает в другую группу резервуаров, в которой нужно поднять давление. Работа компрессора будет периодической. На нагнетательном трубопроводе установлен обратный клапан и маслоотделитель. Компрессор обеспечивает устойчивую работу насоса, создавая необходимое для его работы давление на всасывание и обеспечивая слив газа из автоцистерн в подземные резервуары. Технологической схемой предусмотрена как одновременная работа двух сливных и четырех заправочных колонок, так и раздельная. Слив газа предусмотрен методом передавливания с помощью создания разности давления в сливаемом стационарном резервуаре и в автоцистерне. Наполнение баллонов производится с помощью насосов. Жидкая фаза поступает из резервуаров расходной группы по газопроводам во всасывающий коллектор насосов и далее через фильтры в насосы. Для контроля степени заполнения электронасоса сжиженным газом устанавливается сигнализатор уровня.

Наполнительная колонка предназначена для наполнения сжиженными газами газобаллонных автомобилей. Колонка представляет собой сборную металлоконструкцию с требуемой арматурой и приборами. В колонке размещена требуемая установка по измерению количества сжиженных газов. Колонка обеспечивает измерение расхода жидкости при давлении до 1,6 МПа и номинальном расходе 56 л/мин. Температура измеряемой жидкости может колебаться в пределах от –40 до +40ºС. Верхняя часть колонки застеклена. Через стекло имеется возможность вести контроль за приборами. Работа колонки происходит следующим образом. Сжиженный газ проходит через фильтр счетчика, очищается от механических примесей и поступает в измеритель объема. В измерителе объема проходящая жидкость перемещает кольцевой поршень, ось которого передает движение через магнитную муфту и передаточный механизм на вал корректора и далее на счетный механизм. После измерителя объема сжиженный газ поступает в дифференциальный клапан, гарантирующий прохождение через измеритель объема только жидкой фазы, и далее через наполнительную струбцину сжиженный газ поступает в баллон.

Сливная колонка предназначена для слива сжиженных газов из автоцистерн в стационарные резервуары. Колонка представляет собой сборную металлоконструкцию с арматурой и приборами. Колонка оборудована необходимой запорной арматурой и скоростным клапаном пружинного типа. Верхняя часть колонки застеклена. Через стекло имеется возможность вести контроль за давлением в трубопроводах жидкой и паровой фазы. Стекло подсвечивается двумя взрывозащищенными светильниками мощностью 10 Вт, которые питаются от сети переменного тока напряжением 12 В.

Перекачка сжиженного газа ввиду подземной установки резервуаров хранилища принята, как было ранее указано, по насосно-компрессорному варианту. При расположении насосов выше резервуаров хранилища устойчивая работа их возможна только в такое время года, когда упругость паров сжиженных газов не опускается ниже 0,7 МПа; если упругость паров ниже, то происходит значительное вскипание жидкой фазы во всасывающем трубопроводе и насос «срывает». Так как высокая упругость паров в хранилище наблюдается очень непродолжительное время в году (летний период), станции с установкой только насосов практически не работают. Возможность применения только насосного варианта может быть осуществлена только при углублении насоса в специально сооружаемом приямке ниже уровня резервуаров-хранилищ.

Для устойчивой работы насосов в случае применения насосно-компрессорного варианта требуется небольшое «поддавливание» газа из резервуара хранилища на всасывание насоса. Указанное поддавливание, равное 0,1÷0,2 МПа, наиболее просто может быть создано компрессором. При установке на станции только насосов не разрешается также слив из автомобильных цистерн, которые в настоящее время не имеют собственных перекачивающих средств.

В связи с тем, что промышленность не выпускает специальные пропановые компрессоры, на станциях устанавливаются аммиачные компрессоры. Компрессор оборудован конденсатосборником на всасывающем трубопроводе и маслоотделителем на нагнетательном трубопроводе. Компрессор имеет водяное охлаждение. При наличии маслоотделителя унос масла в хранилище сжиженного газа незначителен. Имеющийся опыт эксплуатации АГНС показывает возможность заправки автомобилей только с помощью компрессора. Компрессор позволяет также полнее отбирать газ из транспортных цистерн путем отсоса паровой фазы, а также из резервуаров хранилища в случае их ремонта.

Показатели по генплану АГНС: площадь земельного участка 0,53 га; площадь застройки 1100,5 м²; площадь участка резервуаров 560 м²; площадь асфальтового покрытия 3275 м²; площадь газонов 924,5 м²; погонная длина кустарника, стойкого к газам, 240 м; деревья, стойкие к газам, 44 шт.; погонная длина металлической ограды 234 м.