Автоцистерну со сжиженным углеводородным газом (СУГ) сливают одним из двух основных способов: насосом, который забирает жидкость и подаёт её в резервуар хранения, или компрессором, который отбирает пары из резервуара, нагнетает их в паровое пространство цистерны и за счёт возникшего перепада давления вытесняет жидкость. Выбор зависит от схемы присоединений цистерны, условий давления на стороне всасывания, необходимости отбора паров, оставшихся в цистерне после слива, и допустимой продолжительности операции. На большинстве объектов решение принимают с учётом всех четырёх факторов, а не по одному критерию.
Общие для всех продуктов вопросы слива, такие как проблемы на всасывании, газоотделение и сведение принятого количества с уровнем в резервуаре, рассмотрены на странице о системах слива автоцистерн. Здесь речь идёт о том, как свойства СУГ как жидкости под давлением определяют способ слива.
Слив насосом
При насосном способе жидкостный патрубок цистерны подключается к всасыванию насоса терминала, а напорная линия к резервуару хранения; в ряде схем используется насос, установленный на самой автоцистерне. Если паровые пространства обоих сосудов соединены уравнительной линией, пары, вытесняемые поступающей жидкостью из резервуара, перетекают в цистерну, и давление в ней по мере опорожнения снижается меньше.
Слабое место этого способа находится на всасывании. СУГ в цистерне находится в состоянии насыщения, поэтому любые потери на трение, перепад высот или сопротивление фильтра во всасывающей линии могут опустить давление на входе насоса ниже давления насыщенных паров. Тогда жидкость вскипает на входе, начинается кавитация, и последнюю часть груза насосом забрать не удаётся. К концу слива, по мере снижения уровня, этот риск растёт. Для такой работы часто рассматривают насосы, допускающие небольшое количество паров на всасывании, например пластинчатые (шиберные), однако решающим остаётся короткая всасывающая линия увеличенного диаметра с малым сопротивлением.
Слив компрессором
При компрессорном способе жидкость не проходит ни через какую машину. Компрессор отбирает пары из парового пространства резервуара хранения, сжимает их и подаёт в паровой патрубок цистерны. Когда давление в цистерне становится немного выше, чем в резервуаре, жидкость по отдельной жидкостной линии перетекает в сторону меньшего давления, то есть в резервуар. Поскольку компрессор работает только с паром, проблемы кавитационного запаса (NPSH), характерные для насосов, здесь не возникают.
После окончания перекачки жидкости в цистерне остаются пары под давлением, и здесь проявляется второе преимущество метода. Переключением арматуры тот же компрессор начинает отбирать пары из цистерны и подавать их в резервуар, так что значительная часть остатка продукта возвращается, а не сбрасывается и не сжигается на факеле. Для смены направления потока обычно применяют такие решения, как четырёхходовой кран, а сепаратор жидкости на входе компрессора не даёт жидкости, унесённой по паровой линии, попасть в машину.
Насос или компрессор?
Критерий | Слив насосом | Слив компрессором |
Чувствительность к условиям всасывания | Высокая; решающими являются запас по NPSH и проект всасывающей линии | Низкая; машина работает только с паром |
Отбор паров, оставшихся в цистерне | Насосом невозможен, нужна отдельная схема | Возможен тем же компрессором при переключении арматуры |
Схема присоединений цистерны | Естественное решение для цистерн с нижним сливом жидкости | Подходит и для сосудов с верхними патрубками и сифонными трубками |
Что определяет скорость слива | Подача насоса | Создаваемый перепад давления и диаметры линий |
На что обратить внимание | Кавитация, сухой ход, ресурс уплотнений | Конденсация сжатых паров, сепаратор жидкости, расчётное давление цистерны |
На некоторых объектах устанавливают оба варианта: основной объём жидкости перекачивает насос, а компрессор используется для отбора паров в конце и в ситуациях, когда насос не справляется. Такая гибкость особенно полезна на терминалах, куда приходит смешанный парк с разными схемами присоединений.
Окончание слива: когда цистерна считается пустой
После того как жидкость закончилась, продукт остаётся в цистерне в виде паров под давлением, и это нормально. Момент прекращения отбора паров задаётся эксплуатационной инструкцией с учётом минимального внутреннего давления, которое требуют владелец цистерны и правила перевозки, вида продукта и располагаемого времени. Этот предел следует заложить и в алгоритм управления компрессором, чтобы давление в цистерне не снижалось бесконтрольно.
Как определяется принятое количество
Если на линии слива установлен блочный узел учёта, сохранение жидкой фазы в счётчике так же важно, как при наливе. В конце слива вместе с жидкостью начинают поступать пары, и этот период наиболее опасен с точки зрения погрешности. При компрессорном способе отобранные пары не проходят через жидкостный счётчик, поэтому заранее нужно договориться, учитывается ли это количество по разнице взвешивания, отдельным измерением или по согласованной в договоре методике. Устройство узла учёта описано на странице о блочных узлах учёта СУГ, а коммерческий учёт на странице о коммерческом учёте СУГ.
Безопасность на посту слива
· Отсечка на обеих линиях: Дистанционно закрываемые клапаны у подключения цистерны на жидкостной и паровой линиях, закрывающиеся вместе с внутренними клапанами цистерны.
· Соблюдение расчётного давления цистерны: При нагнетании паров компрессором нельзя превышать допустимое давление цистерны; предусматриваются ограничение давления нагнетания и предохранительные клапаны.
· Разъединение рукавов и стояков: Разрывные муфты и безопасное опорожнение жидкости, оставшейся в рукаве после слива.
· Заземление и разрешающие сигналы: Насос или компрессор не запускается, пока не подтверждены заземление, положение автомобиля и подключение.
Объём цепи аварийного останова и перечень блокировок определяются по результатам оценки риска; подробности приведены на странице о системах аварийного останова и защитных блокировок на терминалах СУГ.
Роль TLY Enerji в проектах слива
TLY Enerji оценивает способ слива на основе технологических данных и может взять на себя поставку насосов, расходомеров, предохранительных клапанов и систем управления, а также разработку концепции автоматизации. В зависимости от объёма проекта инженерная поддержка распространяется на монтаж, испытания и пусконаладку. Какая сторона поставляет компрессорный агрегат, узел учёта и обвязку на объекте, согласуется в каждом проекте.
Что нужно сообщить для выбора способа слива
· Типы прибывающих автоцистерн и вагонов-цистерн, расположение их жидкостных и паровых присоединений
· Количество сливов в сутки и допустимая продолжительность слива
· Расчётное давление резервуаров, рабочий диапазон наполнения и расстояние до поста слива
· Требуется ли отбор паров по окончании слива
· Определяется ли принятое количество весами или счётчиком
· Имеющиеся насосы или компрессоры и электроснабжение
Связанные страницы по СУГ
· Блоки налива и слива СУГ: Состав блока для слива насосом или компрессором.
· Системы возврата паровой фазы СУГ: Назначение паровой линии между цистерной и резервуаром.
· ПАЗ и блокировки на терминалах СУГ: Аварийная отсечка и логика блокировок на посту слива.
· Системы слива автоцистерн: Общая цепочка слива и сведение количеств.
Вопросы о сливе СУГ
Слив компрессором медленнее, чем насосом?
Общего правила нет. При компрессорном сливе скорость перекачки зависит от создаваемого перепада давления между цистерной и резервуаром, диаметра жидкостной линии и производительности компрессора. При насосном сливе скорость задаётся подачей насоса, но при плохих условиях всасывания насос может не выйти на ожидаемый расход. Сравнение следует выполнять по фактическим данным линий и резервуаров объекта.
Зачем отбирать пары, оставшиеся в цистерне?
Когда жидкость закончилась, продукт остаётся в цистерне в виде паров под давлением. Их перекачка компрессором в резервуар сохраняет продукт на объекте, вместо того чтобы сбрасывать его или сжигать. Объём отбора определяется эксплуатационной инструкцией с учётом минимального давления, которое должна сохранить цистерна, и располагаемого времени.
Может ли жидкость попасть в компрессор?
Жидкость, сконденсировавшаяся или унесённая по паровой линии, способна дойти до компрессора и повредить его. Поэтому на входе устанавливают сепаратор жидкости, паровые линии прокладывают так, чтобы в них не скапливался конденсат, а перепад давления не поднимают выше необходимого, поскольку чрезмерно сжатые пары легче конденсируются на холодных поверхностях.
Если у автоцистерн есть свои насосы, нужен ли насос на терминале?
Насос на автоцистерне позволяет сливать продукт без отдельного оборудования терминала. Однако терминал может предпочесть собственный насос или компрессор, если принимает разные типы транспорта, хочет отбирать пары или намерен включить слив в свою систему управления и блокировок. Решение зависит от состава парка и согласованного распределения ответственности.