CC BY
19Безопасность технологических процессов на ГНС
А.А. Барабанов,
главный инженер проекта по оборудованию для СУГ ОАО «Промприбор»
Потенциал, который в последние годы прослеживается в развитии нефтегазового комплекса, - переход на альтернативные виды моторного топлива, увеличение парка автомобилей, работающих на сжиженном углеводородном газе (СУГ), - ведет к увеличению объемов производства и поставок СУГ по регионам России.
На сегодняшний день техническое совершенство оборудования для учета и перекачки, уровень автоматизации и управления позволяют строить технологический процесс приема и реализации СУГ на газонаполнительной станции (ГНС) при минимальных человеческих ресурсах с высокой производительностью.
Возьмем для примера вполне типичную ГНС и попробуем подобрать оборудование, соответствующее последним техническим достижениям.
Начнем с железнодорожной эстакады приема СУГ. Без сомнения, это должна быть хорошо оборудованная сертифицированная конструкция, выполненная из огнестойких материалов с широкими (в пределах норм) площадками, легкими и хорошо управляемыми перекидными трапами, укомплектованная датчиками загазованности, пожарной сигнализации, телефонной связью. Технологическое оборудование должно иметь устройства, контролирующие расход продукта, его давление (в системе и емкости), причем это оборудование
должно быть связано с центральным пультом управления.
Далее рассмотрим комплектацию насосно-компрессорного отделения. Применяемые насосы должны быть экономичны, производительны. Обязателен контроль давления, виб-
рации, температуры, наличия жидкости или масла во всасывающих и подающих трубопроводах. Насосы должны быть с двойными торцовыми уплотнениями, с подачей охлаждающей жидкости. Контроль за всеми параметрами должен осуществляться системой управления с обязательным дублированием и самодиагностикой контролирующих приборов и датчиков.
Слив СУГ из железнодорожных цистерн производится в емкости хранения. Сами емкости интереса не представляют, но вот их «обвязка» и оснащение контрольно-измерительным оборудованием заслуживают должного внимания.
В первую очередь, это предохранительные устройства, производящие контроль за превышением давления и предотвращающие это превышение. Во-вторых, необходима надежная и точная система измерения уровня, позволяющая не только измерять уровень, но и выдавать данные на пульт управления о плотности жидкой и паровой фаз СУГ, количестве СУГ, находящемся в емкости. В-третьих, целесообразно оснащение емкостей управляемыми клапанами или задвижками, регулирующими эксплуатацию именно того резервуара, из которого происходит в данный момент наполнение или отбор СУГ. При этом система должна
«Транспорт на альтернативном топливе» № 4 (10) июль 2009 г.
^üBbimn „a^&w Мйикяа^дшч
Рис. 3. Конструкция сливно-наливных устройств, оснащенных резинотканевыми шлангами
эту операцию выполнять автоматически, сверяясь с показаниями уровнемеров.
СУГ для отпуска потребителям подается на посты заправки автоцистерн, а также в отделение наполнения бытовых баллонов.
Отделение для наполнения бытовых баллонов необходимо оснащать оборудованием для слива тяжелых остатков из баллонов, участком их мойки, установками для наполнения баллонов объемом от 5 до 50 л, а также оборудованием для выявления утечек и пломбировки вентилей.
Далее рассмотрим оснащение постов заправки автоцистерн. Несомненно, применение электронных весов при учетных операциях вполне оправданно, так как подаваемые под
погрузку газовозы в большинстве случаев имеют остаток газа в емкостях. С другой стороны, контроль за наполнением выполняется по указателю уровня на емкости. Принимая во внимание то, что точность существующего на рынке наливного оборудования достаточно высока, можно без сомнения утверждать, что установки, оснащенные функцией измерения массы и плотности, являются альтернативой электронным весовым устройствам. Следует заметить, что при всем многообразии перечисленного оборудования управление и контроль за технологическим процессом на каждом этапе перегрузки и отпуска должны вестись единой диспетчерской службой, включая контроль за системами безопасности.
Рассматривая достаточно подробно комплекс возможного оборудования ГНС, автор сознательно не коснулся сливно-наливных устройств, применяемых на железнодорожной эстакаде и постах заправки газовозов. Деятельность ГНС в настоящее время регламентирована следующими нормами и правилами: СНиП 2.04.08-87, СП 42-01-2003, ПБ 12-609-03, ПБ 03110-96 и др.
Правилами определено, что операции слива и налива СУГ могут выполняться резинотканевыми рукава-
Рис. 4. Общий вид операции перегрузки СУГ с помощью резинотканевых шлангов
ми, но предпочтение следует отдавать стальным, шарнирно соединенным трубопроводам. На практике происходит скорее наоборот. Повсеместно применяются резинотканевые шланги, хотя их преимущество по сравнению с шарнирными трубопроводами только в невысокой стоимости.
Сравним два гибких трубопровода - резинотканевый и стальной шарнирный, установленные на железнодорожной эстакаде.
Конструкция сливного устройства, оснащенного резиновыми шлангами, подразумевает два стальных жестких трубопровода, идущих от наливного коллектора по обе стороны перекидного мостика. Один из них раздваивается, и на нем закрепляются два резиновых шланга с шарнирно-вин-товыми прижимами. Длина каждого из них может достигать до 4 м. При наружном диаметре 50 мм внутренний диаметр составляет 38 мм. Объем газа, заполняющего шланг, будет составлять 4,5 л.
Действующими правилами определено, что должен быть предусмотрен сброс газа на участке от вентиля цистерны до первого отключающего устройства на наливном оборудовании. Из этого следует, что при каждом наливе СУГ в железнодорожную цистерну выбрасывается на свечу порядка 10 л газа. При наливе 10 цистерн потери составят 100 л и т.д. Кроме этого, резиновые шланги находятся в обособленном друг от друга состоянии, и при подключении к вентилям цистерны оператор вынужден подключать каждый рукав отдельно, переходя таким образом с цистерны на эстакаду три раза, что не лучшим образом сказывается на производительности процесса налива.
И, наконец, самое главное - безопасность. Во-первых, диаметр условного прохода не соответствует значению, при котором скорость течения газа будет составлять 1,2 м/с. Можно возразить, что трубопроводы, проходящие внутри цистерны, тоже имеют условный проход 38 мм, но конструкцию цистерны оставим на совести разработчиков. А вот оборудование для налива должно соответствовать требованиям, при которых исключается накопление статического элек-
шДЗ ива йИ
«Транспорт на альтернативном топливе» № 4 (10) июль 2009 г.
тричества, так как даже при условии, что рукава имеют заземление в виде медной проволоки, накопление статических зарядов вследствие высокой скорости движения газа не исключается. Во-вторых, срок службы резинотканевых рукавов не превышает и трех месяцев. Даже при том, что они должны испытываться на герметичность каждые три месяца, а осматриваться ежедневно, нет гарантии, что скрытые дефекты или трещины будут обнаружены своевременно. Все это может привести к разрыву шланга, что в свою очередь опасно для жизни обслуживающего персонала.
Шарнирные стальные трубопроводы не имеют ни одного из тех недостатков, которые мы перечислили для резинотканевых рукавов. Во-первых, подключение к вентилям железнодорожной цистерны выполняется простым подведением сразу двух трубопроводов к крышке цистерны. Во-
вторых, данные трубопроводы имеют диаметр условного прохода 100 мм, следовательно, скорость течения газа соответствует требованиям правил и не превышает 1,2 м/с. В-третьих, шарнирные трубопроводы оснащены запорной арматурой, находящейся в непосредственной близости от вентилей цистерны, и потери газа при сбросах на свечу составляют не более 150 мл. В-четвертых, данные трубопроводы являются подвижной стальной неразборной конструкцией, которую можно приравнять к стационарному технологическому трубопроводу, не требующему периодического освидетельствования. И последнее - шарнирный трубопровод представляет собой непрерывную электрическую цепь и не требует обвития медной проволокой.
Выше в статье были рассмотрены устройства для перегрузки СУГ из железнодорожных цистерн в емкости, но все проблемы и недостатки, харак-
терные для резинотканевых рукавов, сохраняются и для устройств наполнения автоцистерн. Кроме этого следует добавить, что при наполнении или сливе автомобильных газовых цистерн и контейнер-цистерн было бы гораздо удобнее пользоваться устройствами быстрой расстыковки, по аналогии с присоединительными муфтами по стандарту API на бензовозах. Тогда потери при отсоединении шлангов исключаются совсем. Но чтобы решить данную проблему, необходимы совместные усилия производителей автоцистерн, наливного оборудования, Госстандарта и Ростехнадзора.
Подведем итоги вышесказанному. В статье была рассмотрена примерная комплектация ГНС. Все названное оборудование, включая АСУ ТП, достаточно дорогостоящее, но по сути оно так или иначе влияет на увеличение прибыли, поэтому владельцы готовы за него платить. Возникает резонный вопрос, почему компании готовы платить за дорогие компрессоры, насосы, систему управления и совершенно не задумываются о безопасности, начинают экономить на устройствах для слива и налива. При том, что заправочные и сливные площадки - это места постоянного присутствия обслуживающего персонала.
Несомненно, чтобы правильно решить данный вопрос, необходимы вмешательство органов Ростехнадзора, а также постепенная и планомерная реконструкция старых и строительство новых ГНС в соответствии с повышенными требованиями безопасности на участках перегрузки.
И в заключение хотелось бы обратиться к ведущим производителям автомобильных газовых заправщиков, контейнер-цистерн и емкостного оборудования. Наша компания готова сотрудничать в области проектирования, изготовления и поставки устройств быстрой расстыковки для сжиженных газов, а также ответных адаптеров для комплектации емкостей.
Экономические условия, выход на мировой рынок, требования европейских стандартов так или иначе приведут к необходимости оборудования цистерн и емкостей более совершенной и безопасной заправочной арматурой.
«Транспорт на альтернативном топливе» № 4 (10) июль 2009 г.
^as^jftw МЬидьяДЬИтт
