Газовая обвязка резервуаров

Газовая обвязка резервуаров — эта система газопроводов, соединяющая газовые пространства резервуаров с газосборником. Газосборник является буферной емкостью, в которую при «малых дыханиях» в дневное время поступают из резервуаров лишние пары нефтепродуктов, а в ночное время возвращаются в резервуары. Применение газовой обвязки резервуаров в комплексе с газосборником позволяет полностью исключить потери от испарения при малых дыханиях. Необходимый объем газосборника будет зависеть от количества резервуаров, их площади испарения и перепада температуры в течение суток. На рисунке представлена схема газовой обвязки. Из схемы видно, что при недостаточном объеме газосборника при достижении критического давления возможен сброс газа в атмосферу или, наоборот, поступление атмосферного воздуха в газовую обвязку через предохранительные дыхательные клапана ПК, совмещенные с огневыми предохранителями, установленные на газовой линии резервуаров и непосредственно на газосборнике. Дыхательная аппаратура также устанавливается на каждом резервуаре, на случай отключения какого-либо резервуара от газовой системы и перевода работы на автономный режим. Кроме того, каждый резервуар подключается к газовой обвязке через огневой предохранитель для предупреждения распространения в резервуар пожара, возникшего в газовой линии, или, наоборот, в резервуаре.

Газовая обвязка позволяет также частично сократить потери при «больших дыханиях» за счет перетекания паров из одного резервуара в другой и выравнивания давления в их газовых пространствах.

Схема газовой обвязки резервуарного парка нефтебазы

Схема газовой обвязки резервуарного парка нефтебазы

1,2,3 - резервуары, 4 - газосборник мембранного типа, 5 - компрессор,

6 - газовая обвязка, ПК - дыхательный клапан с огневым предохранителем

Газоуравнительная система - представляет собой расширенную замкнутую систему газовой обвязки резервуаров и газосборника с подключением к ней газовых систем танкеров, систем улавливания паров из железнодорожных цистерн и автомобильных цистерн.

Схема газоуравнительной системы нефтебазы

Схема газоуравнительной системы нефтебазы

1,2,3 - резервуары, 4 - газосборник, 5 - компрессор, 6 - газовая обвязка резервуаров,

7 - железнодорожные цистерны, 8 - танкер, 9 - технологические трубопроводы нефти и нефтепродуктов

Эта система при проведении сливо-наливных операций дает возможность перетеканию паров из резервуаров в транспортные средства и наоборот. Например, при наливе нефтепродукта из резервуара № 1 в железнодорожный маршрут пары из цистерн будут вытесняться по газовой обвязке в тот же резервуар № 1 и сообщаться с газосборником. При одновременном проведении налива нефтепродукта из резервуара № 1 и выгрузке нефтепродукта танкера, например, в резервуар № 2, пары из маршрута и резервуара № 2 будут перетекать и в танкер, и в резервуар № 1. Газоуравнительная система практически полностью позволяет исключить потери нефти и нефтепродуктов при «малых и больших дыханиях» резервуаров На рисунках представлены схемы различных типов газосборников, применяемых в газоуравнительных системах, — «дышащий баллон», «сухого» и «мокрого» типов; мембранного.

На рисунке представлена схема стального газосборника типа «дышащий баллон». В России разработаны проекты для такого типа газосборников емкостью от 1000 до 10000 м3.

Газосборник емкостью 10000 м3 имеет диаметр 49 м и высоту в наполненном состоянии 8,4 м, рабочее давление 60 мм вод.ст. Одним из главных требований конструкции такого газосборника является применение сталей, обладающих высокой текучестью и пластичностью. Впервые опытный образец газосборника емкостью 10000 м3 был построен в Астрахани в 1969 году, однако он не был принят в эксплуатацию, по причине появления во время испытания трещин в металле и отказа сложной тросовой уравновешивающей системы, не обеспечившей спокойное и равномерное перемещение «дышащих» оболочек газосборника.

Схема газосборника типа дышащий баллон

Схема газосборника типа дышащий баллон

а - заполненное состояние, б - порожнее состояние, 1 - противовес уравновешивающей системы,

2 - труба для отвода конденсата, 3 - труба к дыхательному клапану и огневому предохранителю газовой обвязки

На рисунке представлена схема «сухого» металлического газосборника — газгольдера. «Сухие» газгольдеры строятся емкостью от 10000 до 100000 м3 Данный газгольдер представляет собой стальной цилиндрический резервуар с плоским днищем и стационарной крышей, внутри которого перемещается по направляющим в вертикальном направлении поршень, изменяя таким образом объем газовой части газгольдера.

Схема "сухого" газгольдера

Схема сухого газгольдера

1 - кровля, 2 - корпус, 3 - трос системы уравновешивания и выравнивания поршня, 4 - направляющий ролик,

5 - защитная стенка поршня, 6 - дополнительный груз, регулирующий рабочее давление газгольдера, 7 - каркас поршня,

8 - днище поршня, 9 - днище газгольдера, 10 - мембрана из синтетического эластичного материала, 12 - стояк для выхода газа, 

13 - шток привода клапана, 14 - клапан сброса газа при заполненном газгольдере "верхнем" положении поршня

Сложностью конструкции газгольдеров сухого или мокрого типа является обеспечение герметичности его газовой части. А поскольку газгольдеры представляют собой резервуары переменного объема, наиболее сложным конструктивным элементом является затвор — устройство, обеспечивающее герметичность газовой части газгольдера при изменении ее объема. В «сухих» газгольдерах герметичность корпуса газгольдера с перемещающимся поршнем обеспечивается эластичной вставкой - мембраной, выполненной из резиново-тканевых или синтетических материалов.

В «мокрых» газгольдерах герметичность колокола и корпуса обеспечивается с помощью гидравлических затворов. На рисунке представлена схема мокрого газгольдера.

Схема "мокрого" газгольдера

Схема мокрого газгольдера

1 - нижняя (неподвижная) часть корпуса газгольдера, 2 - подвижная цилиндрическая оболочка (секция) газгольдера,

3 - подвижный колокол газгольдера, 4 - кольцевые желоба гидравлических затворов, 5 - вода

Газгольдеры «мокрого» типа представляют собой резервуар телескопического типа с колоколом и несколькими промежуточными подвижными цилиндрическими оболочками, которые при заполнении газгольдера газом поднимаются вверх по направляющим опорам (на рисунке опоры не показаны). Корпусом газгольдера является нижняя стационарная секция, заполненная водой на

всю высоту. В нижней части каждая секция имеет кольцевой желоб, верхняя - двойную обечайку с кольцевой юбкой. Газ поступает через слой воды в центральную часть газгольдера. Сначала при поступлении газа поднимается колокол 3, погруженный в воду, залитую в нижнюю секцию. При подъеме колокола поднимается и его желоб, заполненный водой. При подъеме колокола на полную высоту он входит в контакт с промежуточной секцией 2 и тянет ее вверх. Герметичность достигается образующимся гидравлическим затвором при входе юбки промежуточной секции в желоб колокола, заполненного водой. В газгольдере может несколько промежуточных секций, и каждая из них поднимается последовательно друг за другом по мере поступления газа и подъема колокола и всей подвижной системы.

Газгольдеры мокрого типа строятся объемом 100, 300, 600, 1000, 3000,6000, 10000, 15000,20000 и 30000 м3 и более. Имеются газгольдеры емкостью 225000 м3

На рисунке представлена конструкции эластичного газосборника, выполненного из синтетических материалов с дышащей внутренней мембраной. Это наиболее совершенная и экологически чистая конструкция современных газосборников. Недостатком их является небольшая емкость - всего до 1000 м3 но их конструкция позволяет строить из них групповое газовое хранилище большой емкости, путем объединения нескольких газосборников с общей газовой обвязкой. Такая система позволяет выключать отдельные газосборники на ремонт, без остановки общей газовой системы и газохранилища.

Газосборник представляет собой эластичную оболочку из резинотканевых материалов, которая в заполненном состоянии имеет вид эллипсоида. Внутреннее пространство газосборника разделено эластичной мембраной на две части: верхнюю — воздушную 1, и нижнюю — газовую 2.

Для придания газосборнику эллипсоидной формы в его верхнюю часть компрессором 1 закачивается воздух. При достижении в газосборнике рабочего давления компрессор автоматически отключается. При поступлении газа в нижнюю часть газосборника мембрана прогибается вверх и вытесняет воздух из верхней части через предохранительный клапан 4 в атмосферу. При выходе газа из нижней части газосборника мембрана опускается, давление в верней части падает и автоматически включается компрессор для подкачки в нее воздуха.

Схема устройства эластичного газосборника

Схема устройства эластичного газосборника

1 - компрессор для подкачки воздуха, 2 - воздухопровод, 3 - внешняя оболочка газосборника,

4 - предохранительный клапан, 5 и 6 - предохранительный клапан и огнепреградитель,

7 - газовая линия, 8 - крепление газосборника к бетонной площадке