11.2. Резервуарные и баллонные установки с естественным и искусственным испарением [3, 10]

Регазификационная резервуарная установка с естественным испарением состоит из одного 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 их налив осуществляется на газораздаточных станциях. Резервуары являются как емкостями для хранения сжиженных углеводородных газов, так и теплообмеными установками для естественного испарения. В начале отбора паров сжиженный углеводородный газ 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 рассматриваются групповые установки, состоящие из 2...4 резервуаров объемом 2,5...50 м³. Максимальный объем одного резервуара не более 5,10,25 и 50 м³ 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. 11.5 приведена схема установки подземных резервуаров с кожухотрубным испарителем.

Вертикальный кожухотрубный испаритель устанавливается в металлическом шкафу. В качестве теплоносителя используется водяной пар или горячая вода.

Резервуары 1 соединяются с испарителем 2 трубопроводами жидкой фазы и паровой фазы высокого давления. Жидкая фаза газа из резервуара через запорный вентиль 11, фильтр 10, регулятор минимальной температуры обратной воды 9, поплавковый регулятор предельного уровня жидкой фазы 7 и регулирующий кран 8 подается в испаритель. Паровая фаза газа высокого давления из испарителя поступает в узел регулирования давления (регулятор давления 4 и предохранительный запорный клапан 5). После снижения давления газ подается в распределительные газопроводы потребителей. При уменьшении отбора газа жидкая фаза под давлением собственных паров возвращается через обратный клапан 12 в резервуар. [20]

Переполнение испарителя жидким пропан-бутаном ограничивается поплавковым регулятором уровня 7, а регулятор минимальной температуры обратной воды 9 закрывает поступление жидкого пропан-бутана в испаритель при перебоях с подачей горячей воды, чем предотвращается ее замерзание в теплообменных трубках. Для контроля за давлением паровой фазы газа на трубопроводах обвязки резервуаров и испарителя установлены манометры 3.

Рис. 11.5. Установка 3-х подземных резервуаров с кожухотрубным испарителем

Защита резервуаров и испарителей от чрезмерного давления обеспечивается предохранительными сбросными клапанами 6.

При выходе из строя испарителя обвязка резервуаров позволяет обеспечить бесперебойную подачу газа потребителям за счет естественного испарения. [20]

Следует отметить, что при групповой установке подземных резерву­аров существенно сказывается тепловая интерференция тепловых полей резервуаров. Так, при установке 10 резервуаров в две линии с расстояни­ями между линиями 2,1 м производительность групповой установки в 7 раз больше производительности одиночных резервуаров. С другой стороны, расположение резервуаров должно быть компактным, поэтому в некоторых случаях устанавливают тепловое экранирование 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. [10]

Установки с естественным испарением имеют переменную производительность из-за ряда условий, переменную теплоту сгорания, получаемую паровой фазой, большие металловложения и габариты установок. 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 осуществляется в специальном теплообменном аппарате (испарителе), куда жидкая фаза подается 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 осуществляется от одной арматурной головки, в которой монтируется вся арматура по наполнению резервуаров сжиженным углеводородным газом и подаче его из резервуаров в испаритель. Все подземные резервуары, входящие в общую емкость, оборудуются предохранительными клапанами, дренажной и уровнемерными трубками.

При заполнении резервуара из цистерны патрубок паровой фазы резервуара соединяют с патрубками паровой фазы цистерны. [10]

Контрольные вопросы:

1. Каковы преимущества и недостатки естественной регазификации?

2. Каковы преимущества и недостатки искусственной регазификации?

3. Что представляет собой регазификационная резервуарная установка с естественным испарением?

4. Что входит в состав групповой балловой установки СУГ?

5. Что представляет групповая установка резервуаров СУГ?