Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

бутан огнеопасно». С левой стороны сосуда, над отличительной по­ лосой, ставится номер вагона-цистерны. С правой стороны сосуда, над отличительной полосой, делается надпись черного цвета: «Ем­ кость — 54 м3, наполнение — 46 м3»* и справа, на отличительной полосе, надпись «С горки не спускать». На обоих торцах (днищах) сосуда цистерны наносится краской зеленого цвета круг диаметром 1976 мм, который окаймляется белой полосой шириной 350 мм. В круге с обеих сторон сосуда наносятся следующие надписи чер­ ного цвета: «С горки не спускать! Огнеопасно»; место и время по­ стройки цистерны; «Срочный возврат ст.»; «Собственность треста Союзгаз».

На раме цистерны наносятся белым цветом вес тары цистерны, номер цистерны и устанавливается металлическая табличка заводаизготовителя с обозначениями: завод-изготовитель; номер цистерны по списку завода-изготовителя; год изготовления цистерны; общий вес цистерны в т и емкости в м3; величина рабочего и пробного да­ вления; регистрационный номер цистерны (выбивается владельцем цистерны после ее регистрации в местных органах Госгортехнадзора); срок следующего освидетельствования цистерны.

На крышке кожуха люка цистерны красным цветом делается надпись «Заземли трубопроводы».

Жидкостные вентили окрашиваются в коричневый цвет с желтыми поперечными полосами, а вентили паровой фазы — в коричневый цвет.

На штуцерах наносятся надписи или выбиваются буквы — для жидкостного вентиля надпись: «Жидкость» или буква «Ж»; для газового вентиля надпись: «Газ» или буква «Г».

Маховичок вентиля контроля максимального наполнения сосуда цистерны окрашивается в зеленый цвет, а маховичок сигнального вентиля налива сосуда — в красный. Остальные вентили окраши­ ваются такой же краской, как и корпус сосуда цистерны.

Расчет сосуда цистерны на прочность ведется с учетом совмест­ ного действия нагрузок от упругости паров жидкости при темпера­ туре -f 55° С, так как в летнее время температура транспортируемого сжиженного газа может быть значительно выше температуры окру­ жающей среды, и давления жидкости в результате толчков цистерны и эффекта торможения. Упругость паров внутри цистерны опреде­ ляется значением температуры жидкости. При температуре +55° С

 

 

 

Р2 =

St

 

(3.2)

упругость паров для

пропана составляет

19,6,

для н-бутана —5,6

и

для изобутана —

7,7

кгс/см2.

 

 

в сосуде цистерны

 

Давления р г и р 2

кгс/см2), создаваемые

при толчке и торможении, определяются

из соотношений:

 

 

 

Рг^РжНО-4;

 

(3.1)

 

 

 

 

Рж^Го

 

 

 

* Абсолютные величины 54 и 46 соответствуют сосуду железнодорожных

цистерн объемом 54 м3. Для сосудов других объемов

эти величины берутся

из

паспорта сосуда.

 

 

 

 

 

57


где рж — плотность жидкости, кг/м3; I — длина емкости, м; vQ— скорость в момент начала торможения, м/с; t — время торможения, с; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

Расчетное давление р для сосуда цистерны выбирается по боль­ шему значению из уравнений:

Р ^ Р и + Р 1 ,

(3.3)

Р = Рп + Р2-

(3-4)

Далее расчет на прочность транспортных сосудов ничем не от­ личается от расчета стационарных сосудов (см. гл. 4).

В настоящее время разработан новый технический проект же­ лезнодорожной цистерны для перевозки сжиженных газов. Пол­ ный объем цистерны 98,3 м3, полезный — 83,5 м3.

Втабл. 23 приведены технические характеристики действующих

иновой железнодорожных цистерн.

Техническая характеристика специальных цистерн

Таблица 23

 

для перевозки сжиженных нефтяных газов

 

П о к азател и

 

 

Ц истерны

 

 

п р о п ан о вая

б у та н о в ая

н овая

 

 

Емкость резервуара цистерны, ж3 . . .

54

60

98,3

Полезная вместимость резервуара, м3

 

46

54

83,5

Допускаемое давление, кгс/см2 ................

. .

20

8

18

Диаметр емкости (внутренний), см

260

281

300

Длина, см ...................................................

 

1065

1065

1450

Масса тары, т ...........................................

 

39

35,6

43

Ширина вагоно-цистерны, см ................

 

300

300

326

Давление гидравлического испытания,

30

12

27

кгс/см2 ...................................................

 

Длина рамы цистерны, м ........................

 

12,1

12,1

15,7

Толщина стенки резервуара цистерны, мм

26

16

18

Толщина стенки днища, м м ....................

 

32

24

18

Конструктивная скорость, км/ч . . . .

120

120

120

Доставка сжиженных газов железнодорожными цистернами по­ вышенной емкости снизит себестоимость тонно-километра перевозки газа. Подсчитано, что годовой экономический эффект от эксплуата­ ции железнодорожных цистерн емкостью 98,3 м3 составит 2 млн. руб.

Цель усовершенствования существующих конструкций железно­ дорожных цистерн — создание безрамных конструкций, т. е. несу­ щей конструкции котла цистерны объемом более 100 м3. Котлы цистерн должны изготовляться из низколегированных высокопроч­ ных сталей типа 14ХМНДР по МРТУ 14-2-22-65, вместо применяе­ мых 10Г2СД.

Увеличение диаметра условного прохода сливо-наливной об­ вязки и замена резьбового соединения рукавов слива-налива с угло­ выми вентилями цистерны на клинозахватные соединения значи-

58


телыго сократят время сливо-наливных операций. Замена верхнего слива-налива на нижний и размещение люка-лаза в днище котла позволит отказаться от дополнительных капитальных расходов по постройке сливо-наливных эстакад.

За рубежом в настоящее время строятся и эксплуатируются железнодорожные цистерны безрамной конструкции с объемом котла

более 100 м3 (табл.

24)

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 24

Техническая характеристика цистерн, применяющихся за рубежом

П оказатели

Ф РГ

США

Ф ранция

Емкость котла, м3 ...................................

 

100,0

ИЗ

228

Длина котла, м .......................................

 

16,3

18,6

20

Диаметр котла, м м ...................................

 

3000

3000

3000

Толщина стенки, обечайки, мм . . . .

13,6

23,8

19

Число осей ...............................................

 

4

4

8

Марка стали ...............................................

 

Н-Б-55

Т-1

Конструкция...............................................

 

Рамная

Безрамная

Котел

 

 

 

 

несущий

 

Эксплуатация цистерн

 

 

Для налива в

железнодорожные

цистерны сжиженного газа

и его слива заводы-поставщики имеют наливные эстакады, а газо­ наполнительные станции — приемно-сливные. Принципиально на­ ливные и сливные эстакады отличаются только назначением (нали­ вом или сливом продукта). Сливо-наливные эстакады изготавлива­ ются из несгораемых материалов и представляют собой металличе­ ские или железобетонные сооружения высотой 5 м и длиной до 180 м

взависимости от количества сливо-наливных стояков (рис. 22). Стояки имеют линию паровой и жидкой фаз продукта и, как

правило, располагаются по обе стороны эстакады, что позволяет увеличить одновременный налив (слив) железнодорожных цистерн.

Эстакады оборудуются площадками и четырьмя маршевыми лестницами: две лестницы с торцов и две посередине эстакады. Переход обслуживающего персонала с эстакады на цистерну осу­ ществляется по откидным мостикам. Наливные (сливные) стояки оборудованы гибкими резино-тканевыми напорными рукавами для подсоединения к цистернам. Для налива каждого продукта под­ веден индивидуальный коллектор, в результате чего можно одно­ временно производить налив разных видов сжиженного газа, на­ пример пропана, м-бутана и изобутана.

Перед подачей цистерны под налив последняя подвергается тщательному осмотру: осматриваются наружная поверхность и газо­ вая арматура, проверяется наличие остаточного давления. Цистерны,

находящиеся

в эксплуатации, должны иметь остаточное давление

не менее 0,5

кгс/см2. Давление в цистерне определяется манометром,

59


путем сообщения газового пространства цистерны с газовым про­ странством емкости. Налив цистерны контролируется вентилем замера 2 до момента появления жидкости в выходном отверстии вентиля, после чего налив прекращается.

При правильном заполнении цистерны из контрольного вентиля 3 (с красным маховичком) должна выходить паровая фаза сжижен­ ного газа, появление же в нем жидкой фазы указывает на перепол­ нение цистерны. В этом случае часть жидкости должна быть слита через вентили 4 и 9 до прекращения выхода жидкой фазы продукта из контрольного вентиля 3.

13

Рис. 23. Схема налива железнодорожных цистерн сжиженными газами:

I — поток жидкой фазы; I I — поток паровой фазы; 11' — линия пропана; 22 ' — линия н-бутана; з 3 ' — линия изобутана; 4 — газохранилище; 5 — насосная; в — компрессорная; 7 , 8 , 9 — коллекторы жидкой фазы (пропановый, бутановый, изобутановый соответственно); 10, и , 12 — коллекторы паровой фазы (пропановый, бутановый, изобутановый соответ­ ственно); 13 — шланги

Во избежание получения искаженных показаний вентиль 3 следует держать открытым около 30 с, при этом жидкость, которая осталась от предыдущего измерения в трубке, соединенной с венти­ лем 3, будет выжата наружу.

Установлены следующие нормы времени налива сжиженного газа в железнодорожные цистерны; на пропан и пропан-бутановую смесь — 5 ч, на м-бутан и изобутан — 3 ч.

Началом налива считается время подачи железнодорожных цистерн на наливную эстакаду. Налив сжиженного газа в железнодорожные цистерны производится методом откачки его из резервуаров газо­ хранилища завода насосами типа 8НД-9 X 2 или способом переда-

вливания паровой фазой продукта

компрессорами типа

АУ-150

(рис. 23).

 

объема,

Наполнение цистерны не должно превышать 85% ее

15% объема емкости остается на

газовую подушку. Если при

61