Блок налива и слива сжиженного углеводородного газа (СУГ) — это предварительно смонтированный пакет, в котором на одной стальной раме собраны насос или компрессор для перекачки продукта в автоцистерну или из неё, линии жидкой и паровой фазы, запорная арматура аварийного отключения и предохранительные клапаны, при необходимости измерительная линия и местный щит управления. Ценность такого блока определяется не столько перечнем оборудования, сколько чётко заданной границей: как он подключается к резервуару хранения и к автоцистерне, к электропитанию и сигналам управления, к сбросным и дренажным линиям, к фундаменту. Если эти интерфейсы остаются открытыми до стройки, большая часть выгоды от заводской сборки теряется на площадке.
Общая логика цепочки налива и слива описана на страницах «Системы налива автоцистерн» и «Системы слива автоцистерн». Здесь рассматривается, что меняется, когда продуктом является СУГ, то есть жидкость под давлением, и как это влияет на объём поставки блока и интерфейсы на площадке.
Почему налив и слив СУГ часто объединяют в одном блоке
На многих складах СУГ один и тот же наливной пост используется и для приёма, и для отгрузки. Вместо двух самостоятельных систем можно спроектировать один блок с коллектором, переключающим направление потока. Для СУГ это естественно, потому что перекачка в обоих направлениях идёт в закрытой системе: по линии жидкой фазы движется продукт, а уравнительная линия паровой фазы выравнивает давление между автоцистерной и резервуаром. При наливе насос забирает продукт из резервуара и подаёт его в цистерну. При сливе используется либо насос, либо компрессор, который отбирает пар из резервуара хранения и нагнетает его в паровое пространство цистерны, вытесняя жидкость. Выбор между насосным и компрессорным сливом разобран на странице «Системы слива СУГ из автоцистерн».
Объём поставки: базовое оборудование и опции
Группа оборудования | Функция при работе с СУГ | Объём |
Перекачивающий насос | Подаёт жидкость из резервуара в цистерну; продукт в резервуаре находится у точки кипения, поэтому решающей становится компоновка всасывающей линии | База, если требуется налив |
Компрессор | Перекачивает паровую фазу между ёмкостями и вытесняет жидкость; в конце слива может отобрать часть паров из цистерны | Опция в зависимости от способа слива |
Коллектор жидкой и паровой фазы | Переключает направление потока между наливом и сливом, сохраняя фазы раздельными | База |
Фильтр и газоотделитель | Защищают насос и расходомер от механических примесей и ограничивают попадание пара в расходомер | База |
Расходомер и клапан противодавления | Измеряет количество и поддерживает давление в линии, чтобы продукт в расходомере оставался жидким | База при необходимости учёта; условия коммерческого учёта определяются отдельно |
Отсечные клапаны аварийного отключения | Дистанционно перекрывают жидкостную и паровую линии вблизи точки подключения цистерны | База |
Термопредохранительные клапаны | Не допускают роста давления в жидкости, запертой между двумя закрытыми клапанами | База |
Рукав или наливное устройство | Обеспечивает подключение к цистерне; подбирается вместе с разрывной муфтой | В составе блока или отдельно, по проекту |
Местный щит управления | Пуск насосов и арматуры, сбор разрешающих сигналов, обработка входов ПАЗ | База; связь с системой управления объекта по проекту |
Контроль заземления | Блокирует перекачку до подтверждения заземления цистерны | База |
Интерфейсы на границе блока
В предварительно смонтированном блоке СУГ большинство проблем возникает не внутри рамы, а на её границе. Для каждого из перечисленных ниже интерфейсов разделение ответственности следует зафиксировать письменно.
Подключение к резервуару хранения
Всасывающая линия насоса от штуцера жидкой фазы резервуара до блока должна быть короткой, прямой и без верхних точек, где может скапливаться пар. СУГ в резервуаре находится при давлении насыщенных паров, и любые потери давления на всасывании повышают риск вскипания на входе насоса. Поэтому место установки блока выбирают по располагаемому кавитационному запасу (NPSH), а не только по свободной площади. К этому же интерфейсу относятся точка подключения линии возврата паров к паровому пространству резервуара и точка возврата байпаса минимального расхода насоса.
Подключение со стороны автоцистерны
Тип, размер и расположение патрубков жидкой и паровой фазы на цистерне зависят от страны и изготовителя цистерны. Концевые элементы рукавов или наливных устройств должны им соответствовать; направление подъезда, высота патрубков и рабочая зона рукава проверяются совместно. Если предполагается дистанционное закрытие внутренних клапанов цистерны по сигналу с терминала, нужно определить источник этого сигнала и ответственную сторону.
Сброс, дренаж и опорожнение рукавов
Выходам предохранительных клапанов и продукту, оставшемуся в рукаве или наливном устройстве после операции, нужно направление: в систему возврата паров, на факел или свечу объекта либо обратно в резервуар. Выбор зависит от существующей инфраструктуры площадки и напрямую влияет на конструкцию блока.
Электропитание, управление и сигналы безопасности
Классификация взрывоопасных зон, выполняемая владельцем объекта, определяет выбор двигателей, датчиков и щитов на блоке. Электропитание, сигналы в систему аварийного останова (ESD) объекта и из неё, связь с газоанализаторами и пожарной сигнализацией, данные для системы управления следует внести в перечень интерфейсов по отдельности. Сама логика блокировок рассмотрена на странице о системах аварийного останова и защитных блокировок на терминалах СУГ.
Расчётное давление, материалы и низкие температуры
Расчётное давление блока определяется исходя из давления насыщенных паров продукта при максимальной ожидаемой рабочей температуре с учётом напора, который могут создать насос или компрессор. Продукт с высоким содержанием пропана при одной и той же температуре имеет более высокое давление паров, чем бутановый, поэтому номенклатура продуктов напрямую влияет на класс давления. Кроме того, при быстром сбросе давления СУГ охлаждается за счёт испарения, и отдельные участки линии могут оказаться холоднее окружающей среды; минимальную расчётную температуру материалов выбирают с учётом этого сценария. Прокладки и рукава должны быть совместимы с СУГ.
Учёт и безопасность в составе блока
При добавлении измерительной линии главной задачей становится сохранение жидкой фазы в расходомере; для этого применяются регулирование противодавления и газоотделитель, подробнее — на странице «Блочные узлы учёта СУГ». Если количество служит основанием для расчётов, измерительная система оценивается целиком, и утверждение типа одного расходомера не распространяется на всю систему, включая возвращаемые пары. Со стороны безопасности в блок физически встраиваются отсечные клапаны, разрывные муфты, контроль заземления и разрешающие сигналы положения, а требуемая надёжность каждой функции определяется по результатам оценки рисков.
Участие TLY Enerji в проектах перекачки СУГ
TLY Enerji выполняет проектирование, поставку и инженерное сопровождение станций налива и слива автоцистерн СУГ. В зависимости от объёма проекта это может включать подбор и поставку насосов для СУГ, расходомеров, регуляторов давления, предохранительных клапанов и систем управления, а также инженерную поддержку на этапах интеграции, монтажа, испытаний и пусконаладки. Границы поставки и распределение ответственности на интерфейсах площадки согласуются в каждом проекте на основе технического задания.
Данные для определения состава блока
· Режимы работы: только налив, только слив или оба; суточное число автоцистерн и соотношение режимов
· Продукты: пропан технический, бутан или смеси; предусмотрена ли сезонная смена продукта
· Расчётное давление резервуара, расположение штуцеров жидкой и паровой фазы, расстояние и разница отметок до блока
· Требуемая производительность и допустимое время стоянки автоцистерны
· Способ слива: насос, компрессор или решение по итогам инженерной проработки
· Типы присоединений автоцистерн и выбор между рукавами и наливными устройствами
· Наличие факельной системы, свечи или системы возврата паров для сбросов и опорожнения рукавов
· Классификация взрывоопасных зон и перечень сигналов для обмена с системами ПАЗ и управления объекта
Связанные решения для СУГ
· Системы налива СУГ в автоцистерны: Закрытый налив, ограничение степени заполнения и способы определения количества.
· Системы слива СУГ из автоцистерн: Сравнение насосного и компрессорного слива.
· Аварийный останов и защитные блокировки на терминалах СУГ: Логика отсечных и разрешающих функций, встроенных в блок.
· Блочные узлы учёта СУГ: Сохранение жидкой фазы в расходомере и проектирование измерительной линии.
· Системы возврата паровой фазы СУГ: Влияние паровой линии на баланс давлений и время операции.
Вопросы о блоках налива и слива СУГ
Один блок на налив и слив или два отдельных?
Если на одном посту выполняются и приём, и отгрузка, а производительность обоих режимов близка, один блок с реверсивным коллектором позволяет сэкономить место и затраты. Если производительность, типы цистерн или часы работы сильно различаются либо операции должны идти одновременно, отдельные блоки упрощают эксплуатацию. Решение принимается с учётом суточного профиля работы и требований к резервированию.
Как определяется расчётное давление блока?
Отправной точкой служит давление насыщенных паров наиболее летучего продукта при максимальной ожидаемой температуре. К нему добавляются напор насоса или компрессора и возможные гидроудары в линии. Расчётные давления резервуара и цистерны также задают границы связанной системы. Окончательное значение определяется инженерным расчётом по техническому заданию и действующим требованиям к оборудованию под давлением.
Зачем в блоке СУГ термопредохранительные клапаны?
После завершения операции или срабатывания аварийного останова жидкий СУГ может оказаться запертым между двумя закрытыми клапанами. При нагреве солнцем или окружающим воздухом жидкость стремится расшириться, и давление в замкнутом объёме быстро растёт. Термопредохранительный клапан сбрасывает это давление в безопасное место и защищает трубопроводы и оборудование. Направление сброса определяется существующей инфраструктурой площадки.
Можно ли использовать расходомер блока для коммерческого учёта?
Можно, но это решение затрагивает всю измерительную систему. Сохранение жидкой фазы в расходомере, газоотделение, измерение температуры и плотности, подключения для поверки и учёт возвращаемых паров в расчёте количества проектируются совместно. Требования законодательной метрологии к количеству, по которому выставляется счёт, зависят от национального законодательства и договора.