Файл: Жидкие азотные удобрения..pdf

Г Л А В А IV

ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ЖИДКИХ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ

Равномерность производства минеральных удоорении в течение года и сезонность их потребления (в течение полугодия) вызывают необходимость накопления и хра­ нения удобрений, вырабатываемых в осенне-зимний пе­ риод. Исходя из технических и экономических соображе­ ний, минеральные удобрения можно хранить на завод­ ских складах, на прирельсовых складах Сельхозтехники и на глубинных складах колхозов и совхозов.

Периоды внесения жидких азотных удобрений для различных районов страны в зависимости от климатиче­ ских условий различны. В среднем они составляют около 6 мес., что соответствует условиям центральных районов нечерноземной зоны. В связи с этим в расчетах коли­ чества складов, необходимого для хранения жидких азотных удобрений, принято, что нужно строить склады емкостью на 50% годового потребления жидких удобре­ ний, с увеличением емкости складов в северных районах страны.

Согласно проекту «Временных правил безопасности для проектирования и эксплуатации наземных складов жидкого аммиака», его хранение разрешается в сталь­ ных горизонтальных, шаровых или вертикальных резер­ вуарах. Общее количество аммиака на складе не должно превышать 40 тыс. т. Допускаемые условия хранения жидкого аммиака на складе:

под избыточным давлением до 18 кгс/см2 в горизон­ тальных резервуарах объемом до 200 м3 и в шаровых резервуарах объемом до 600 м3;

под избыточным давлением до 8 кгс/см2 с периоди­ ческим отводом аммиака, испарившегося вследствие при­ тока тепла. В качестве хранилищ рекомендуются круп­ ные шаровые резервуары объемом до 2000 м3 при 8 кгс/см2 и до 3500 м3 при 4 кгс/см2;

под атмосферным давлением при температуре —33 °С с постоянным отводом испарившегося аммиака (изотер­ мический способ хранения) и его хранением в верти­ кальных резервуарах объемом не более 30 тыс. м3. Мак­ симально допустимый коэффициент заполнения изотер­ мического резервуара аммиаком 0,93.

Температура кипения жидкого аммиака при атмо­ сферном давлении около —33 °С, поэтому в процессе хранения под атмосферным давлением аммиак практиче­ ски всегда находится в кипящем состоянии (благодаря поступлению тепла извне) с выделением газообразного NH3. В связи с этим желательно, чтобы в условиях хране­ ния аммиак находился в резервуарах с наименьшей внешней поверхностью. При одинаковой вместимости наименьшую поверхность, как известно, имеет сосуд ша­ ровой формы или цилиндрический резервуар, высота и диаметр которого близки по размерам. Для уменьше­ ния подвода тепла к аммиаку через стенки резервуара применяется их теплоизоляция (минераловатные маты, стекловолокно, пеностекло, перлитовый песок и др.). Тол­ щина слоя теплоизоляции до 15 см.

При положительных температурах хранения аммиа­ ка давление его паров сильно возрастает, так при 50 °С оно достигает 21,4 кгс/см2. Расход металла для изго­ товления резервуаров, работающих при столь высоком давлении, резко увеличивается; толщина стенок такого резервуара достигает 30—32 мм. В связи с этим макси­ мальный объем резервуара на избыточное давление до 18 кгс/см2 не должен превышать 600 м3. Максимально допустимый коэффициент заполнения шарового резер­ вуара 0,85.

Для хранения аммиака под промежуточным давлени­ ем 5—8 кгс/см2 обычно используют шаровые резервуары емкостью до 3—4 тыс. м3. Толщина стенки таких резер­ вуаров составляет 22—24 мм. Сферические резервуары обычно устанавливают на стальных опорах, масса кото­ рых при большом объеме резервуара довольно значитель­ на. Поэтому на стоимость опор приходится большая доля общих затрат на сооружение склада. В настоящее время крупные шаровые резервуары устанавливают преимуще­ ственно на цилиндрических фундаментах из монолитного бетона. Наружный диаметр такого фундамента составля­ ет 50% диаметра резервуара.

82

Однако большие количества жидкого аммиака нецеле­ сообразно хранить в резервуарах под высоким или сред­ ним давлением, так как объемы шаровых сосудов огра­ ничены 5 тыс. м3. Поэтому за рубежом (в частности, в США, где потребление аммиака в сельском хозяйстве за 1970 г. превысило 3 млн. т) для хранения жидкого ам­ миака применяются изотермические резервуары ем­ костью 20—70 тыс. м3. Общий объем изотермических ре­ зервуаров, имеющихся в США, дает возможность едино­ временно хранить до 2,6 млн. т жидкого аммиака. На пе­ ревалочных базах в США, как правило, установлены ре­ зервуары для хранения аммиака при среднем давлении, а в пунктах розничной торговли — резервуары, работаю­ щие под высоким давлением. До 1960 г. изотермические резервуары в этой стране сооружались емкостью макси­ мум 10—20 тыс. т, в последующие годы большинство ре­ зервуаров для хранения аммиака стали строить вмести­ мостью 30—40 тыс. т.

Для строительства складов аммиака в условиях сель­ ского хозяйства (как в США, так и в СССР), конечно, не могут быть рекомендованы изотермические резервуа­ ры, поскольку емкость таких складов не превышает 100—150 т и хранить в них аммиак без давления нецеле­ сообразно. Кроме того, эксплуатация складов, укомплек­ тованных изотермическими резервуарами, сложна и до­ рога (см. ниже).

Вопрос об оптимальных размерах складов для хране­ ния жидкого аммиака в условиях СССР окончательно еще не решен. Лучшими удельными показателями по ка­ питаловложениям отличаются склады на 20—30 тыс. т аммиака, укомплектованные изотермическими резервуа­ рами большого объема. Однако из одной точки (с одного склада) сельскому хозяйству целесообразно передавать не более 6—8 тыс. т аммиака в год, поэтому прирельсо­ вые склады, емкость которых превышает 4 тыс. т одно­ временного хранения аммиака, строить нерационально. Помимо этого, на крупных складах с изотермическими резервуарами постоянно (зимою и летом, днем и ночью) необходимо компримировать и конденсировать газообраз­ ный аммиак, который образуется в таких хранилищах да­ же при температуре наружного воздуха —20 °С.

Удельные капитальные затраты на строительство складов аммиака, укомплектованных шаровыми резер­

вуарами емкостью по 2145 м3, в которых аммиак хранит­ ся под избыточным давлением до 6 кгс/см2, примерно на 30% больше, чемдля изотермических резервуаров, но эксплуатация подобных складов значительно проще и де­ шевле. Газообразный аммиак, образующийся при хра­ нении, приходится компримировать только в летнее вре­

миака перед наливом его в автоцистерны потребителей. Поэтому, например, в Дании при наличии складов на 40 тыс. т аммиака построено 9 складов, укомплектован­ ных шаровыми резервуарами емкостью по 4—5 тыс. м3, в которых аммиак хранится под избыточным давлением до 7 кгс/см2.

На строительство складов с горизонтальными резер­ вуарами, по 100 м3 для хранения аммиака под давлением до 18 кгс/см2 потребуется почтив три раза больше ассиг­ нований, чем для складов изотермического хранения. Вследствие этого склады с шаровыми резервуарами сле­ дует внедрять в первую очередь в практику хранения аммиака в условиях сельского хозяйства.

Ниже приведены данные о складах аммиака разного объема, укомплектованных резервуарами различной кон­ струкции в зависимости от назначения этих складов.

Глубинные склады

Глубинный склад предназначен для приема жидкого аммиака из автоцистерн,. для временного хранения ам­ миака и выдачи его в прицепные (к трактору или к авто­ мобилю) цистерны, доставляющие удобрение в поле с последующим внесением его в почву. Склад рассчитан на емкость от 16 до 150 т аммлака, в зависимости от по­ требности в нем.

Согласно заданию на проектирование, склад должен ежегодно работать в течение апреля—августа. В период с 1 сентября до 1 апреля следующего года склад нахо­ дится на консервации и не эксплуатируется.

Глубинный склад аммиака на 100 т комплектуется 12 горизонтальными резервуарами емкостью по 16,3 м3, рас­ считан на избыточное давление 18 кгс/см2. Д л я уменьше­ ния нагрева солнечными лучами резервуары оборудованы защитными кожухами и окрашены алюминиевой краской.

84

Все 12 аммиачных резервуаров установлены в железобе­ тонном поддоне. На складе имеется также аварийный резервуар емкостью 16,3 м3, размещаемый ниже уровня земли. В случае аварии любого рабочего резервуара жидкий аммиак из него сливается самотеком в аварий­ ную емкость.

Перекачивание аммиака производится за счет пере­ пада давления, создаваемого компрессорами в газовой фазе цистерн, опорожняемых и заполняемых аммиаком. Перед компрессорами установлены отделители жидкости. Компрессоры размещены под навесом. На складе имеет-- ся сливо-наливная рампа, рассчитанная на одновремен­ ный слив аммиака из одной автоцистерны и налив в две. прицепные тракторные цистерны. Все рабочие резервуа­ ры снабжены указателями уровня заполнения их жидким аммиаком и соединены между собою по газу и по жид­ кости раздельными трубопроводами. Резервуары осна­ щены предохранительными клапанами. При повышении давления паров аммиака сверх 18 кгс/см2 газ сбрасы­ вается в атмосферу через специальную трубу высотою 10 м, имеющую огневой предохранитель. Количество ам­ миака, поступающего и выдаваемого со склада, контро­ лируется счетчиком УИЖА-80 (установка для измерения жидкого аммиака).

Численность штата, обслуживающего склад, при ра­ боте его в две смены составляет 3 человека, в том числе 2 сливо-наливщика и 1 сторож. Согласно правилам тех­ ники безопасности, во время слива или налива аммиака на складе должны находиться 2 человека, из них один — шофер автоцистерны, прибывшей на склад.

Стоимость сооружения такого склада (без учета при­

29,4 тыс. руб., оборудование 34,0 тыс. руб., монтажные

=830 руб./т.

Втабл. IV-1 приведены средние расчетные радиусы перевозок жидкого аммиака из одного глубинного скла­ да в поле в зависимости от годового потребления ам­

миака (в т), нормы внесения аммиака в почву

85

(в кг/га) и доли пахотной земли, удобряемой жидким аммиаком в данном районе, по отношению ко всей пло­ щади района.

Т а б л и ц а IV-1. Средние расчетные радиусы перевозок (в км) жидкого аммиака из глубинных складов

визну дорог.

Эксплуатационные расходы по глубинному складу

86

В результате расчетов по глубинному складу (для условий Московской области) выявлены следующие тех­ нико-экономические показатели при единовременном хранении до 100 т аммиака:

тационные расходы и удельные приведенные затраты (расчет см. на стр. 115) определены при двукратной оборачиваемости складов.

При увеличении оборачиваемости глубинного склада в год удельные показатели улучшаются. Однако склады для временного хранения аммиака следует строить на емкость, соответствующую 50% его годового потребле­ ния в сельском хозяйстве. Поэтому следует предусмат­ ривать, как правило, двукратную оборачиваемость скла­ да в течение года. Для более объективного сравнения технико-экономических показателей складов аммиака, различных по объему и конструкции, для глубинного, склада удельные показатели приняты также при дву­ кратной оборачиваемости его в течение года.

Прирельсовые склады

Прирельсовые склады жидких удобрений предназна­ чены для приема их из железнодорожных цистерн, хра­ нения и выдачи в автоцистерны потребителей или торго­ вых посредников (Сельхозтехники).

Проектом прирельсового склада для единовременно­ го хранения 500 т аммиака под избыточным давлением 18 кгс/см2 предусмотрено размещение на складе 10 го­ ризонтальных цилиндрических резервуаров емкостью по

87