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

гидростатическое давление хранимого продукта, что дает возмож­ ность применять тонкостенные резервуары. Это позволяет сократить расход металла в 8—15 раз в зависимости от хранимого продукта и объема резервуара.

При низкотемпературном хранении не только достигается зна­ чительная экономия капиталовложений за счет уменьшения расхода металла, но и обеспечивается значительное улучшение экономиче­ ских показателей эксплуатации хранения. Но ориентировочным дан­ ным замена парка стальных резервуаров высокого давления для пропана объемом 0,5 млн. м3 низкотемпературными резервуарами такого же объема обеспечивает экономию средств в капиталовложе­

выполняются одной централизованной холодильной установкой. Технологические схемы, в которых холодильная машина, обеспечи­ вающая охлаждение заливаемого в резервуар сжиженного газа, использует этот газ в качестве хладагента, получили название схем с технологическим охлаждением [24, 43].

Схема такого хранилища с использованием в качестве холодиль­ ного агента самого сжиженного газа показана на рис. 84.

Сжиженный газ хранится под небольшим избыточным давлением 200—500 мм вод. ст. в теплоизолированном резервуаре 1, выполня­ ющем в холодильном цикле функцию испарителя холодильного аген­ та. Испаряющийся в результате притока тепла извне газ проходит теплообменник 6 и поступает на всасывание компрессора 3, где сжи­ мается до 5—10 кгс/см2 (в зависимости от термодинамических свойств хранимого газа), затем подается в холодильник-конденсатор 4, где конденсируется при неизменном давлении. Сконденсированная жид­ кость дополнительно переохлаждается встречным потоком газа в теплообменнике 6 и затем дросселируется в вентиле 7 до давления, соответствующего режиму хранения.

172

Потребная холодопроизводителыюсть QT установки поддержания режима хранения определяется потерями холода в окружающую среду через ограждающие конструкции резервуара (дно, стенки перекрытия) и слой теплоизоляции

где к — общий коэффициент теплопередачи от хранимого сжижен­ ного газа к окружающей среде; At — перепад температур между сжиженным газом и окружающей средой

Здесь а ! — коэффициент теплоотдачи от сжиженного газа к стен­ кам резервуара; бх и б2 — соответственно толщина стенок резерву­ ара и тепловой изоляции; X х и Я 2 — соответственно коэффициенты теплопроводности материалов стенок резервуара и тепловой изоля­ ции; а 2 — коэффициент теплоотдачи от стенок резервуара к окружа­ ющей среде.

Потребная холодопроизводительность установки захолаживания сжиженного газа определяется количеством тепла, отбираемого от сжиженного газа при заполнении низкотемпературного резервуара, и полностью зависит от интенсивности заполнения хранилища про­ дуктом

Ai — перепад энтальпий продукта между его начальным состоянием и после дросселирования до параметров хранения.

Общая холодопроизводительность холодильного оборудования, установленного на хранилище, определяется суммированием мощно­

Холодильно-технологические комплексы хранения с технологи­ ческим охлаждением сжиженного газа работают по холодильному циклу компрессионного типа и имеют, как правило, двухступенчатое сжатие, двухступенчатое охлаждение и буферные напорные резер­ вуары. Типичная технологическая схема такого комплекса, предста­ вленная на рис. 85, в режимах заполнения и хранения сжиженного газа работает следующим образом.

Режим заполнения хранилища. Сжиженный пропан из емкостей высокого давления непосредственно из трубопровода подается в се­ паратор первой ступени дросселирования Е1. Предварительно про­ пан проходит блок осушки от влаги, состоящий из двух попеременно включаемых в работу адсорберов К1, заполненных твердым адсор­ бентом типа силикагеля. При незначительном влагосодержании

173

с12—14 кгс/см2 до давления в емкости Е1, равного 2,3—3,0 кгс/см2,

содновременным понижением температуры. В емкости Е1 поддер­ живаются постоянное давление, равное давлению на приеме второй ступени компрессора, и постоянный уровень. Регулятор уровня воз­ действует на клапан, установленный на линии подачи пропана в емко­ сти Е1, с коррекцией от датчика давления в резервуаре Е2 для низко­ температурного хранения пропана, который совмещает функции дроссельного устройства для снижения давления поступающего пропана до 2,8—3 кгс/см2. Пары пропана из емкости Е1 поступают

Рис. 85. Технологическая схема низкотемпературного хранилища сжиженных углеводородных газов

на вторую ступень компрессии, где сжимаются до давления 15— 16 кгс/см2 и поступают в конденсатор воздушного охлаждения с водя­ ным орошением X I. Вторая ступень компрессии и холодильник X I имеют соответствующие запасы по давлению и поверхности для того, чтобы после конденсатора-холодильника X I обеспечить пол­ ную конденсацию поступающего пропана, содержащего до 6—8%

дится отдув этана и этилена за счет некоторого понижения давления в ЕЗ; предусмотрена также возможность подачи азота в ЕЗ для улуч­

174

в сепаратор обеспечивает более четкое и более полное отделение

этана и этилена от пропана перед закачкой его в резервуар для хранения.

Жидкий пропан из сепаратора ЕЗ поступает под собственным давлением в Е1 через дроссельное устройство, при этом давление его понижается до 3 кгс/сма. Функцию дроссельного устройства выполняет регулирующий клапан, установленный на трубопроводе подачи пропана из ЕЗ и Е1 и связанный с регулятором уровня в ЕЗ. Образовавшиеся при дросселировании пары пропана поступают на прием второй ступени компрессии — цикл работы холодильного блока повторяется.

Жидкий пропан из емкости Е1 под собственным давлением посту­ пает в резервуар Е2 через дроссельный вентиль. При этом давление

его понижается до атмосферного, а температура пропана снижается до -4 2 ° С.

Подача пропана в резервуар для низкотемпературного хранения Е2 из емкости Е1 зарегулирована с уровнемером в Е1. От регулятора уровня в емкости Е1 предусмотрена одновременная подача импуль­ сов на два регулирующих клапана: установленного на трубопроводе подачи пропана в Е1 и на трубопроводе подачи пропана из Е1 в Е2. При повышении уровня в Е1 регулирующий клапан линии подачи пропана в Е1 прикрывается, а клапан на трубопроводе подачи про­ пана из Е1 в Е2 открывается пропорционально на одну и ту же вели­ чину, так как количество поступающего в Е1 пропана и количество пропана, сбрасываемого из Е1 в Е2 при нормальном режиме, прак­ тически одинаково.

Пары пропана из емкости Е2 забираются на первую ступень ком­ прессии, сжимаются до 3—3,5 кгс/см2 и подаются в емкость Е1 под уровень жидкого охлажденного пропана для снятия теплоты перегрева после компрессии.

Из емкости Е1 пары пропана поступают на вторую ступень ком­ прессии — цикл работы повторяется.

Режим хранения. В резервуаре Е2 пропан хранится при темпера­ туре —42° С и давлении, близком к атмосферному. Работа холо­ дильного цикла на режиме хранения полностью автоматизиро­ вана. Компрессора включаются при повышении давления паров пропана в резервуаре Е2 до верхнего заданного предела вследствие теплопритока извне. При повышении давления до верхнего предела включаются компрессоры первой ступени, пары пропана сжимаются до 3—3,5 кгс/см2 и подаются в емкость Е1 под слой жидкого охлаж­ денного пропана для снятия теплоты перегрева I ступени сжатия. При повышении давления в емкости Е1 до заданного верхнего пре­ дела (3,5 кгс/см2) включается в работу I I ступень компрессии. Пары пропана из Е1 поступают в цилиндры высокого давления (II сту­ пень компрессии), сжимаются до 16—17 кгс/см2 и подаются в конден­ сатор воздушного охлаждения с водяным орошением. После конден­

175