Перелив сжиженных газов с помощью компрессоров

Перелив сжиженных газов с помощью компрессоров

CУГ можно перемещать из ж/д цистерны в хранилище методами: за счет разности уровней; сжатым газом; с помощью подогрева; при помощи копрессоров; при помощи насосов; взаимным вытеснением жидкости.

Компрессор отсасывает паровую фазу из заполненного резервуара и нагнетает ее в паровое пространство цистерны. Создается перепад давления, способствующий переливу жидкости в требуемом направлении.

Нагнетательные компрессором пары СУГ имеют повышенную температуру при прохождении через компрессор и соприкасаясь с холодной поверхностью цистерны подогревают верхний слой жидкости, что способствует испарению и дополнительному повышению давления в опорожняющей цистерне.

Остывание паров из резервуара не только снижает давление в резервуаре, но и усиливает охлаждение и испарение жидкости.

После слива жидкости компрессор отсасывает паровую фазу из цистерны и наполняет в резервуар хранилища.

+: Полное опорожнение цистерны; Возможность регулирования скорости слива изменением перепада давления между цистерной и резервуаром;

-: Большой расход электроэнергии;

Газонаполнительные станции

ГНС-базы снабжения СУГ,предназначенные для приема,хранения и поставки потребителям СУГ ,поступающего с газобензиновых заводов.

На ГНС выполняются следующие работы:

- прием СУГ от поставщика

- слив СУГ в хранилища

- хранение СУГ в наземных,подземных и изотермических резервуарах,в баллонах и подземных пустотах

- слив неиспарившихся остатков из баллонов и из баллонов,имеющих неисправности

- розлив СУГ в баллоны,передвижные резервуары и автоцистерны

- прием пустых и выдача наполненных баллонов

- транспортировка СУГ по внутренней сети трубопроводов и в баллонах

- ремонт баллонов и их переосвидетельствование

- технологическое обслуживание оборудования на станции

В ряде случаев на ГНС также производится:

- заправку автомобилей,работающих на СУГ

- регазификация СУГ

- смешение паров СУГ с воздухом или низкокалорийными газами

- выдача паров газовоздушной или газовой смеси в городские распределительные системы

Для выполнения этих операций на ГНС есть следующие отделения и цеха:

- сливная эстакада с ж/д веткой или ввод трубопроводов жидкой фазы СУГ

- база хранения СУГ,состоящая из наземного или подземного резервуара,работающих под давлением,изотермического хранилища или подземных хранилищ в пустотах

- насосно-компрессорный цех для слива СУГ из ж/д цистерн в хранилища и подачи его для наполнения баллонов и автоцистерн

- цех для наполнения баллонов и слива неиспарившихся тяжелых остатков. В этот цех может входить отделение по регазификации СУГ и смешению его с воздухом

- склад суточного запаса пустых и заправленных баллонов

- колонки для наполнения автоцистерн

- коммуникации жидкой и паровой фаз,связывающие все отделения и цеха,и обеспечивающие перемещение потоков жидкости и пара

ГНС размещают вне населенных пунктов с подветренной стороны.Расстояние от ГНС до зданий и сооружений 40-200м. По периметру они ограждаются ж/б забором высотой 2,4м.

При емкости резервуаров хранилища больше 200 м3 ГНС разделяется легкой оградой на 2 зоны: рабочую и вспомогательную (адм-хоз,гаражи и т.п)

5. Горение газа. Реакции горения газообразного топлива

Горение газа –процесс быстрого окисления углерода и водорода топлива, сопровождающееся выделением тепла, света и продуктов сгорания. Реакции горения описываются стехеометрическими уравнениями, характеризующими качеств. и количеств. стороны реакции до начала ее и после ее завершения:

Н2+0,5О2=Н2О+Q; СО+0,5О2=СО2+Q;

СН4+2О2=СО2+2Н2О+Q – реакция горения метана

При горении в воздухе учитываем, что соотношение м/у азотом и кислородом: N2/О2=79/21=3,76, тогда реакция горения будет выглядеть так:

Н2+0,5О2+0,5∙3,76N2=Н2О+0,5∙3,76N2+Q

СН4+2О2+2*3,76N2=СО2+2Н2О+2*3,76N2+Q

Теоретически для сжигания 1м3 газа необходимо 9м3 воздуха. В реальных условиях воздуха требуется больше.

СnHm+(n+m/4)O2+3.76(n+m/4)N2 = nCO2+(m/2)H2O+3.76(n+m/4)N2+Q.

Из этого выражения следует, что для сжигания 1м3 СnHm надо (n+m/4) м3 кислорода и 4,76 (n+m/4) м3 в-ха

Если сгорание газа происходит не полностью, то в атмосферу выбрасываются горючие вещества – угарный газ, водород, сажа.

Схема ГРП (ГРУ)

1. ПЗК – для отключения подачи газа потребителю при недопустимом увеличении или уменьшении давления газа за регулятором и обводным газопроводом (байпасом).

2. Регулятор давления – для понижения давления газа и поддержания его постоянным после себя.

3. Предохранительный сбросной клапан (ПСК – для сброса в атмосферу части газа при незначительном повышении входного давления с целью предупреждения срабатывания ПЗК).

3. Фильтр – для очистки газа от механических примесей и пыли.

4. Газовый счетчик

5. Продувочный газопровод.

6. Манометр технический пружинный.

7. Дифманометр показывающий.

8. Термометр технический показывающий.

8. Напорометр мембранный показывающий.

Оборудование ГРП размещается по ходу движения газа в такой последовательности: входная задвижка, фильтр, ПЗК, регулятор давления, выходная задвижка. ПСК присоединяется к газопроводу конечного давления. Газовый счетчик размещается так, чтобы была обеспечена возможность отключения его для ремонта и проверки (м.б. установлен до или после регулятора).

Классификация газопроводов

К распределительным системам газоснабжения относятся городские и промышленные газовые сети и сооружения на них.

Основной отличительной чертой распределительных систем по сравнению с газотранспортными, является отсутствие в них нагнетателей.

Для покрытия всех гидравлических сопротивлений при течении газов по трубам через клапан-регулятор давления и через сопла газовых горелок используется потенциальная энергия газа, которой он располагает при входе в распределительную систему.

ТКП «Газоснабжение и газораспределение» классифицирует газопроводы по следующим признакам:

1. По виду транспортируемого газа:

а) Природного газа

б) Попутного газа (из нефтяных месторождений)

в) Сжиженного углеводородного газа

2. По давлению газа:

а) низкого давления (до 5 кПа)

б) среднего давления (от 5кПа до 0,3МПа)

в) высокого давления 2-ой категории (от 0,3МПа до 0,6МПа)

г) высокого давления 1-ой категории (от 0,6МПа до 1,2МПа)

3. По местоположению относительно поверхности земли:

а) подземные (подводные)

б) надземные (надводные)

в) наземные

4. По расположению в системе планировки городов и населенных пунктов:

а) наружные (уличные, квартальные, межцеховые)

б) внутренние (внутридомовые, внутрицеховые)

5. По назначению в системе газоснабжения:

а) распределительные (газопроводы от ГРП до ввода в здание)

б) вводы (участок газопровода от места присоединения распределительного газопроводу до здания, вкл отключ устройства на вводе в здания или до вводного газопровода)

в) вводные газопроводы – уч газопровода от откл устройства на вводе в здание (при устан откл устр снаружи здания) до внутреннего газопр, вкл газопровод, пролож в футляре через стену здания

г) внутренние газопроводы (газопроводы, прокладываемые внутри здания от ввода до места подключения прибора, теплового агрегата и т. д.)

д) импульсные (газопроводы КИП, регулят. давления и т. д. )

е) продувочные

ж) сборные

з) межпоселковые (распределительные газопроводы, прокладываемые вне территории населенных пунктов)

6. По материалу труб:

а) металлические (стальные, медные, алюминиевые и др.)

б) неметаллические (полиэтиленовые, резинотканевые)

Свойства СУГ.

Под СУГ понимается такие индивидуальные углеводороды или их смеси, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при незначительном повышении давления без изменения температуры или незначительном уменьшении температуры при Р_атм,переходят в жидкое состояние.

Температура кипения

метан -161,5 С

этан -88,5 С

пропан -42,1 С

н-бутан -0,5 С

Т. обр. наиболее подходящим для пракитческого применения является пропан и бутан.

Возможны 3 состояния СУГ в котором они находятся при хранении и использовании:

- в виде жидкости (жидкая фаза);

- в виде пара (паровая фаза, т.е. насыщенные пары находятся совместно с жидкой фазой в баллоне);

- в виде газа (когда Р в паровой фазе ниже Р насыщенных паров при данной температуре).

Представляет собой бесцветное вещество без запаха и вкуса, и практически нерастворимое в воде.

Упругость насыщенных паров газа важнейший параметр по которому определяется рабочее давление в баллонах и резервуарах. В газообразном состоянии СУГ в 1,5...2,1 раза тяжелее воздуха. В жидком в 2 раза легче воды.

Вязкость очень мала, что облегчает транспортировку СУГ по трубопроводам, благоприятствует утечкам.

Низкие пределы воспламенения в воздухе (2,4...1,86%).

пропан – 510 °С

бутан – 490 °С.

Низкая температура кипени и поэтому при испарении во время внезапного выхода в атмосферу из газопровода или резервуара охлаждается до отрицательных температур. Жидкая фаза попадая на незащищенные участки тела может привести к обморожению.

Большой коэффициент объемного расширения жидк. фаза СУГ довольно резко увеличивает свой объем при повышении температуры (в 16 раз больше чем вода),поэтому при заполнении баллона или резервуара необходимо учитывать возможность увеличения объема жидкости, т.е. при заполнении остается паровая подушка объемом 10...15%

Объемная теплота сгорания СУГ в 2,5...3,5 раза выше, чем у природных газов.

Сжимаемость СУГ по сравнению с другими жидкостями весьма значительна. Если сжимаемость воды принять равной 1, то для пропана она будет равна 15.

Сжиженные газы имеют более высокую, чем прир., объемную темпер.сгорания (в 3 р. больше)

Скрытая теплота парообразования весьма незначительна 116 кДж/кг.

Диффузия их в атмосферу осуществляется очень медленно, особенно при отсутствии ветра.

Плотность, кг/м3 – отношение массы тела к его объему, зависящее от углеводородного состава и его состояния. Плотность паровой фазы СУГ – сложная функция температуры, состояния и давления для каждого компонента.

Диффузия в атмосферн возд медленна, особенно при отсутствии ветра.

Перелив сжиженных газов с помощью компрессоров

CУГ можно перемещать из ж/д цистерны в хранилище методами: за счет разности уровней; сжатым газом; с помощью подогрева; при помощи копрессоров; при помощи насосов; взаимным вытеснением жидкости.

Компрессор отсасывает паровую фазу из заполненного резервуара и нагнетает ее в паровое пространство цистерны. Создается перепад давления, способствующий переливу жидкости в требуемом направлении.

Нагнетательные компрессором пары СУГ имеют повышенную температуру при прохождении через компрессор и соприкасаясь с холодной поверхностью цистерны подогревают верхний слой жидкости, что способствует испарению и дополнительному повышению давления в опорожняющей цистерне.

Остывание паров из резервуара не только снижает давление в резервуаре, но и усиливает охлаждение и испарение жидкости.

После слива жидкости компрессор отсасывает паровую фазу из цистерны и наполняет в резервуар хранилища.

+: Полное опорожнение цистерны; Возможность регулирования скорости слива изменением перепада давления между цистерной и резервуаром;

-: Большой расход электроэнергии;