Учебник для вузов. Издание второе, дополненное и исправленное Уфа. Ооо ДизайнПолиграфСервис
 Скачать 16.32 Mb.
|
16.7. Использование сжиженных углеводородных газов в системе газоснабженияНаряду с природным газом в системе газоснабжения широко используются сжиженные газы (пропан, бутан и др.) В зависимости от расхода газа, климатических условий и вида потребителей системы их снабжения сжиженными газами подразделяются на следующие типы: 1) индивидуальные и групповые баллонные; 2) групповые резервуарные с естественным или искусственным испарением; 3) групповые резервуарные установки по получению взрыво-безопасных смесей газа с воздухом. Индивидуальной баллонной установкой называют установку, имеющую не более 2-х баллонов со сжиженным газом. Данные установки предназначены, в основном, для газоснабжения потребителей с небольшим расходом газа, например, отдельных квартир, садовых домиков и т.п. Сжиженный газ в данном случае хранится в баллонах объемом 5,27 или 50 литров, которые размещаются либо на улице (в специальных шкафах), либо в помещении. Групповые баллонные установки используются для газоснабжения жилых малоквартирных зданий, мелких коммунально-бытовых и промышленных предприятий. В их состав входит более 2-х баллонов сжиженного газа. Суммарный объем баллонов не должен превышать 600 л при расположении шкафа с ними около зданий и 1000 л - при размещении шкафа вдали от зданий. Групповые баллонные установки оснащаются регулятором давления газа, общим отключающим устройством, показывающим манометром, сбросным предохранительным клапаном. Групповые резервуарные установки с естественным испарением состоят из нескольких емкостей, соединенных между собой уравнительными парофазными и жидкостными трубопроводами. Резервуары оборудуются арматурой для их заполнения сжиженным газом, средствами замера уровня жидкой фазы, предохранительными клапанами, регуляторами давления. Резервуары устанавливаются на земле или под землей, стационарно или регулярно завозятся к месту размещения. При стационарной установке резервуаров сжиженный газ для них доставляется автоцистернами. Емкость резервуаров в групповых установках достигает 50 м3, а суммарный объем резервуаров в установках - 300 м3. К сожалению на работу установок с естественным испарением сжиженного газа существенное влияние оказывает температура окружающей среды: в соответствии с ее колебаниями изменяются производительность по паровой фазе и теплота сгорания газа. Для больших промышленных объектов и крупных населенных пунктов используют групповые резервуарные установки с искусственным испарением. Их отличительной деталью является наличие специального теплообменного аппарата - испарителя. Расход жидкой фазы, подаваемой в испаритель, зависит от потребности в паровой фазе. Недостатком установок с искусственным испарением сжиженных газов является то, что при температурах ниже О °С требуется использовать газы, пары которых не будут конденсироваться в трубопроводах. Свойства природного газа и паровой фазы сжиженных углеводородных газов неодинаковы. Последняя имеет большие плотность и теплоту сгорания. Это создает определенные проблемы в тех случаях, когда сжиженный газ используется в качестве резервного топлива на случай прекращения подачи природного газа или его нехватки. Поэтому получили распространение групповые резервуарные установки по получению горючих смесей газа с воздухом для газоснабжения. Для замены природного газа целесообразны смеси следующего состава: 1) 47 % бутана + 53 % воздуха; 2) 58 % пропана + 42 % воздуха. 16.8. Хранилища сжиженных углеводородных газовВсе хранилища для сжиженных углеводородных газов по своему назначению делятся на 4 группы: 1) хранилища, находящиеся на газо- и нефтеперерабатывающих заводах, т.е. в местах производства СУГ; 2) хранилища, обслуживающие базы сжиженного газа и резервуарные парки газонаполнительных станций, где осуществляется налив СУГ в транспортные средства и газовые баллоны; 3) хранилища у потребителей, предназначенные для их газоснабжения; 4) хранилища для сглаживания неравномерности газопотребления. Сжиженные углеводородные газы хранят в стальных резервуарах, подземных хранилищах шахтного типа и в соляных пластах. Стальные резервуары бывают горизонтальные цилиндрические и сферические, а в зависимости от способа установки - надземные, подземные и с засыпкой (рис. 16.8). Горизонтальные цилиндрические резервуары имеют объем 25, 50, 100, 160, 175 и 200 м3. Каждый резервуар оборудован запорной арматурой, термометром, указателем уровня жидкой фазы, предохранительным клапаном, сигнализатором предельного уровня, вентиляционным люком и люком для внутреннего осмотра резервуара. Надземная установка резервуаров наиболее дешева, но давление в них изменяется в соответствии с температурой окружающей среды: растет днем и уменьшается ночью. Подземная установка резервуаров обеспечивает стабильность температуры и соответственно давления в них, но требует дополнительных затрат. Близкий результат достигается, если резервуар установить надземно и присыпать грунтом, но он дешевле подземной установки. Размещаются горизонтальные цилиндрические резервуары группами. Сферические резервуары по сравнению с цилиндрическими требуют меньшего расхода металла на единицу объема емкости, благодаря меньшей площади поверхности и меньшей толщине стенки резервуара. Сферические резервуары рассчитаны на давление 1,8 МПа, имеют объем до 4000 м3 и толщину стенки до 34 мм. Устанавливаются они только на поверхности земли.  Рис. 16.8. Схемы установки цилиндрических резервуаров: а - надземный резервуар; б - подземный резервуар; в - резервуар с засыпкой Внешний вид сферического резервуара объемом 600 м3 для хранения сжиженного пропана показан на рис. 16.9. Резервуар сварен из блоков-лепестков 1 и днищ 2 заводского изготовления. Опирается он на трубчатые стойки 5, соединенные крестовыми связями 6. Для подъема на резервуар служит маршевая лестница 3, а для его обслуживания -площадка 4. Конструкции хранилищ шахтного типа и в соляных пластах идентичны аналогичным хранилищам, применяемым для хранения нефтепродуктов. В последнее время все большее применение получает хранение сжиженных углеводородных газов в низкотемпературных изотермических резервуарах при атмосферном давлении. Для этого температура СУГ должна составлять не более (°С): н-бутана - минус 0,6; изобутана - минус 12; пропана - минус 42,1; этана - минус 88,5. Принципиальная схема поддержания низкой температуры СУГ в резервуаре показана на рис. 16.10. Она включает резервуар 1, снабженный тепловой изоляцией, теплообменник 3, компрессор 4, холодильник 5 и дроссельный вентиль 6. Работает система следующим образом. Испаряющийся в результате притока тепла извне газ проходит теплообменник 3 и поступает на всасывание компрессора 4, где сжимается до 0,5...1 МПа, а затем подается в холодильник 5, где конденсируется при неизменном давлении. Сконденсированная жидкость дополнительно переохлаждается встречным потоком газа в теплообменнике 3 и затем дросселируется в вентиле 6 до давления в резервуаре 1. Получаемый при этом холод обеспечивает поддержание необходимой низкой температуры в нем. Подсчитано, что при низкотемпературном хранении 0,5 млн. т СУГ за счет уменьшения толщины стенки экономия металла составляет 146 тыс. т, а эксплуатационные расходы уменьшаются на 30...35 %.  Рис.1 6.9. Сферический резервуар объемом 600 м3 для хранения сжиженного пропана: 1 - лепестки оболочки резервуара; 2 - днище оболочки резервуара; 3 - маршевая лестница; 4 - площадка для обслуживания резервуара; 5 - трубчатые стойки; 6 - крестовые связи  Рис. 16.10. Принципиальная схема поддержания низкотемпературного режима сжиженного газа в резервуаре: 1 - резервуар; 2 - сжиженный газ; 3 - теплообменник; 4 - компрессор; 5 - холодильник; 6 дроссельный вентиль |