Хранилища кустовых баз и газораздаточных станций сжиженного газа

Хранение сжиженных газов (пропана, бутана и их смесей) осу­ществляется в газгольдерных (резервуарных) парках, представля­ющих собой хранилища, через которые проходит значительное коли­чество сжиженных газов, предназначенных для распределения в потребительской сети. Необходимый объем хранилищ определяют, исходя из годового объема потребления (реализации) сжиженного газа. Запас хранения обычно принимают 10—15-суточным.

В качестве емкостей для хранения сжиженных газов на кустовых базах и газораздаточных станциях используют стальные резервуары под давлением и наземные изотермические резервуары. Резервуары под давлением делятся на сферические и цилиндрические, рассчи­танные на давление, соответствующее давлению насыщенных паров сжиженного газа при максимальной температуре хранения (+50° С). Резервуары для пропана рассчитывают на давление 1,6—1,8МПа (16—18 кгс/см²), а для хранения бутана на давление 0,6—0,7 МПа (6—7 кгс/см²). Сферические резервуары применяют в основном для хранения бутана в хранилищах заводов-изготовителей. Объем этих резервуаров обычно составляет 600 м³. Имеются отдельные кон­струкции таких резервуаров объемом 2000 и 4000 м³.

Цилиндрические горизонтальные резервуары с повышенным да­влением являются основным типом резервуаров, применяемых на ку­стовых базах и газораздаточных станциях, а также в других храни­лищах сжиженного газа. Такие резервуары объемом 25, 50, 100, 175, 200, 270 м³ устанавливают на поверхности земли или под зем­лей, однако преимущественно применяют наземную схему установки на опорах. К подземным резервуарам приравниваются также резер­вуары с отсыпной шириной 6 м (от стенки до откоса). Цилиндриче­ские резервуары снабжены комплектом оборудования (рис. 74) включающим трубы жидкостной фазы для заполнения и слива, трубы паровой фазы, указатели и сигнализаторы уровня и предо­хранительные клапаны. Каждый резервуар оборудован лазовым и световым люком. С целью уменьшения влияния солнечной радиации наземные резервуары окрашивают серебряной, лучеотражающей краской; подземные резервуары покрывают противокоррозионной изоляцией и засыпают грунтом.

Изотермические хранилища называют еще низко­температурными резервуарами по тому признаку, что в них хранятся сжиженные газы при низких (отрицательных) температурах и при давлении, близком к ат­мосферному; это облегчает кон­струкцию резервуара, т. е. на его изготовление расходуется меньше металла. В этих усло­виях, например, можно хра­нить пропан при температуре —42° С. Отрицательная темпе­ратура в хранилище создается путем искусственного снижения упругости паров хранимого сжиженного газа, что, в свою очередь, приводит к его охла­ждению, или, наоборот, сжи­женный газ искусственно охлаж­дается, что приводит к снижению упругости паров. В любом случае достигается хранение с постоянной низкой температурой при атмосферном давлении (изотермическое хранение). Процесс охлаждения осуществляется за счет использования холодильных качеств самого сжи­женного газа, так как испарение его всегда сопровождается понижением температуры.

Рис. 74. Оборудование горизонтального цилиндрического надземного резер­вуара-газгольдера объемом 50 м³:

1 — клапан дренажный незамерзающий; 2 — вентиль; 3 — карман для термопары; 4 — вен­тиль для отбора пробы; 5 — указатель уровня жидкости;

6 — обратный клапан; 7 — трубо­провод для заполнения резервуара;

8 — предохранительный клапан; 9 — штуцер для уста­новки сигнализатора предельного уровня; 10 — люк для вентиляции резервуара;

11 — трубопровод газовой фазы; 12 — резервуар; 13 — проходной штуцер; 14 — 16 — краны проходные; 17 — скоростной клапан;

 

 

Рис. 75. Схема изотермического хра­нилища:

1 — резервуар; 2 — сжиженный газ; 3 —дроссельный вентиль;

4 — компрессор; 5 —теплообменник-конденсатор; 6 — вода для охлаждения; 7 — теплообменник;

 

При определенном режиме, предусматривающем циркуляцию испаряющейся в резервуаре части сжиженного газа, можно обеспечить постоянную заданную низкую температуру хранимого сжиженного газа. С этой целью применяют различные холодильные установки, обслуживающие отдельные резервуары и целый резервуарный парк.

 

 

Рис. 76.Стальной изотермический резервуар объемом 5800 м³:

1 — анкерное устройство; 2 — оболочка резервуара; 3 — тепло­вая изоляция; 4 — кровля; 5 — дыхательный клапан; 6 — пред­охранительный клапан; 7 — подающий трубопровод; 8 — лест­ница; 9 — трубопровод отбора жидкого газа; 10 — днище ре-вервуара; 11 — блоки из пеностекла;

12 — система обогрева;

 

На рис. 75 показана принципиаль­ная схема изотермического хранилища с использованием в каче­стве холодильного агента самого сжиженного газа. Газ (испаря­ющийся за счет притока тепла из­вне) из теплоизолированного резер­вуара 1 под давлением 2000— 5000 Па (200—500 мм вод. ст.) про­ходит теплообменник 7, поступает на всасывание компрессора 4. Здесь газ сжимается до 0,5— 1,0 МПа (5—10 кгс/см²) и затем по­дается в теплообменник-конденса­тор 5, в котором он конденсируется, после чего в виде жидкости про­ходит теплообменник 7, где пере­охлаждается встречным потоком газа и затем дросселируется в вен­тиле 3 до давления, соответству­ющего режиму хранения в резер­вуаре, в котором часть жидкости испаряется, отнимая тепло на испа­рение от хранимого газа. Необхо­димая производительность холодильной установки определяется потерями холода через стенки резервуара и теплоизоляцию, сокращающую тепловой приток из окружающей среды.

В качестве низкотемпературных емкостей могут быть использованы наземные стальные резервуары сфериче­ской, каплевидной и цилиндрической формы — одностенные с на­ружной изоляцией и двустенные с изоляцией между стенками. Однако наибольшее применение имеют вертикальные цилиндрические резер­вуары одностенные с наружной тепловой изоляцией (рис. 76). Конструкция резервуара рассчитана на давление 0,125 МПа (1,25 кгс/см²) и вакуум 1000 Па (100 мм вод. ст.). Теплоизоляция (из пеностекла) цилиндрической стенки резервуара имеет толщину 200 мм, а кровли — 120 мм. Сверху изоляция покрыта двумя слоями алюминиевой фольги с целью предохранения от солнечной радиации и атмосферных осадков.

 

Рис. 77.Общий вид низкотемпе­ратурного ледогрунтового резер­вуара:

1 — емкость; 2 — перекрытие; 3 — блок примыкания перекрытия к ледогрунтовой оболочке; 4 — скважина; 5 — заморажи­вающие колонки;

6 — ледогрунтовая обо­лочка;

 

Для предотвращения промерзания грунта дно резервуара обогревается; для этого под резервуаром помещают трубчатый змеевик, в котором циркулирует подогретый до 35— 40° С водный раствор этиленгликоля. Сжиженные газы в больших количествах (в хранилищах объемом до 100 000 м³ и более) можно хранить в подземных низкотемпературных ледогрунтовых резер­вуарах, представляющих собой емкости, в которых стенки и днище выполнены из замороженных горных пород, а перекрытие из обычных материалов — стали, алюминиевых сплавов или бетона (рис. 77). Приток тепла в такие хранилища минимальный, что дает возможность свести до минимума число обслуживающих их холодильных установок. Ледогрунтовые резервуары обычно соо­ружают с применением предварительного замораживания пород путем нагнетания сжиженного пропана по системе охлаждающих труб, устанавливаемых по кольцу вокруг емкости на полную глу­бину котлована.