СИСТЕМА РЕГАЗИФИКАЦИИ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к системе регазификации сжиженного природного газа.
Наиболее близкой, по совокупности технологических узлов является система регазификации сжиженного природного газа (СПГ), изложенная в Правилах безопасности при производстве, хранении и выдаче сжиженного природного газа на газораспределительных станциях магистральных газопроводов (ГРС МГ) и автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС)». - М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2001.
Данная система включает соединенные между собой в определенной технологической последовательности блок приема СПГ из автоцистерны, блоки хранения и выдачи СПГ, блок подготовки продукционного газа, блок рассеивания, блок хранения и подготовки азота и блок автоматического пожаротушения СПГ.
Блок автоматического пожаротушения сжиженного природного газа включает в себя:
- пожарные гидранты;
- автоматическая система орошения резервуаров хранения СПГ;
- стационарные лафетные стволы;
- подземные противопожарные резервуары;
- насосные агрегаты;
- узлы управления;
- запорно-регулирующая арматура;
- дозаторы;
- оповещатели;
- оборудование электроавтоматики (управления и контроля).
Принцип действия известной системы регазификации СПГ заключается в следующем. Сжиженный природный газ из автоцистерны через блок приема подается по коллекторам в стационарные вертикальные резервуары хранения и выдачи СПГ. Из которых СПГ по коллекторам выдается потребителю, предварительно пройдя блок подготовки продукционного газа, в котором газифицируется, догревается до продукционной температуры и одорируется. Образующиеся пары СПГ при его хранении или экстренной газификации сбрасываются в атмосферу через блок рассеивания. Для отогрева и продувки технологического оборудования и коммуникаций используется газообразный азот, который хранится в блоке хранения и подготовки азота. При возникновении пожара на криогенных емкостях, для его локализации применяется блок пожаротушения.
В случае крупных аварийных проливов СПГ, когда невозможно прекратить доступ ПГ к очагу возникшего пожара, нецелесообразно производить тушение горящего природного газа. В этом случае необходимо защищать окружающие объекты от непосредственного воздействия очага горения (тепловое излучение, распространение горения) водным орошением.
Водяные АУП используют в качестве огнетушащего вещества воду, которую распыляют и разбрызгивают с высокой скоростью над объектом, создавая водяной туман, что эффективно предотвращают процесс горения и сводит к минимуму повреждение имущества.
Такими водяными АУП комплектуются системы хранения и регазификации СПГ.
Данная система регазификации СПГ выбрана в качестве прототипа.
Прототип и заявляемая система имеют следующие общие признаки (технологические узлы):
- блок приема сжиженного газа из автоцистерны;
- блоки хранения и выдачи СПГ;
- блок пiдготовки продукционного газа;
- блок рассеивания;
-блок хранения и подготовки азота.
Известной системе регазификации присущи следующие недостатки.
Во-первых, сложность системы, обусловленная структурой блока пожаротушения, содержащего мощные водяные автоматические установки и другое технологическое оборудование.
Во-вторых, она требует дополнительных затрат электроэнергии, т.к. объект должен быть подключен к двум независимым иточникам питания.
В-третьих, необходимо размещать систему на большом расстоянии от населенных пунктов, а потому необходимо прокладывать водопровод, дорогу и комуникации.
В основу полезной модели поставлена задача создать систему регазификации СПГ, в которой за счет иной схемы соединения известных технологических узлов и исключения блока пожаротушения, обеспечить упрощение и удешевление системы, за счет снижения расхода электроэнергии и воды.
Поставленная задача решена в системе регазификации сжиженного природного газа, включающей соединенные между собой коллекторами блок приема сжиженного природного газа из автоцистерны, блоки хранения и выдачи сжиженного природного газа, блок подготовки продукционного газа, блок рассеивания, блок хранения и подготовки азота, тем, что, в отличии от прототипа блок приема сжиженного природного газа из автоцистерны соединен с блоками хранения и выдачи сжиженного природного газа с блоком подготовки продукционного газа и блоком рассеивания, при этом каждый блок хранения и выдачи сжиженного природного газа соединен с блоком подготовки продукционного газа, с коллектором, который соединяет блок приема сжиженного природного газа из автоцистерны с блоком подготовки продукционного газа и с коллектором, который соединяет блок приема сжиженного природного газа из автоцистерны с блоком рассеивания, а блок хранения и подготовки азота соединен с коллектором, соединяющим блок рассеивания с блоком приема сжиженного природного газа из автоцистерны и блоками хранения и выдачи сжиженного природного газа.
Система регазификации СПГ изображена на схеме.
Система включает блок приема СПГ из автоцистерны (БПА) 1, блоки хранения и выдачи СПГ(БХВ СПГ) 2, 3, 4, блок подготовки продукционного газа 5, блок рассеивания 6, блок хранения и подготовки азота 7. Перечисленные блоки соединены между собой системой коллекторов 8.
Блок приема СПГ из автоцистерны (БПА) 1, представляет собой арматурную сборку, предназначенную для соединения автоцистерны с блоком коллекторов и включает в себя арматуру с дистанционным управлением, арматуру с ручным управлением, самодействующую арматуры и огнепреградители. Блок приема СПГ из автоцистерны 1 обеспечивает автоматическое и дистанционное управление сливом автоцистерны, защиту объекта в аварийных ситуациях, а так же газоподготовку стыковочных коммуникаций (металлорукавов) после их подсоединения к автоцистерне и перед отсоединением от нее.
Блоки хранения и выдачи СПГ (БХВ СПГ) 2, 3, 4 состоят из криогенного резервуара и блока управления и газоподготовки.
Криогенный резервуар обеспечивает основную функциональность блока, в т.ч. автоматическое поддержание давления выдачи СПГ на продукционные испарители, а так же автоматическое поддержание давления в резервуаре без выдачи СПГ на продукционные испарители.
Блок управления и газоподготовки соединяет криогенный резервуар с блоком коллекторов и включает в себя арматуру с дистанционным управлением, арматуру с ручным управлением, самодействующую арматуры и огнепреградители.
Блок управления и газоподготовки соединяет криогенный резервуар с блоком коллекторов и обеспечивает автоматическое и дистанционное управление блоком в различных режимах, защиту производственного объекта в аварийных ситуациях, а так же газоподготовку оборудования и коммуникаций блока при выводе в ремонт и приеме из ремонта.
Блок подготовки продукционного газа (БППГ) 5, состоит из продукционных испарителей и электрических нагревателей с обвязкой запорной, предохранительной, продувочной и дренажной арматурой, а также блоком одоризации (блок дозирования одоранта), представляющего собой комплектное техническое устройство.
Блок подготовки продукционного газа обеспечивает:
- испарение СПГ, догрев продукционного газа после продукционных испарителей или паровой фазы из резервуаров до продукционной температуры с дальнейшей выдачей газа в линию потребителя;
- догрев паровой фазы из резервуаров до температуры безопасного сброса для рассеивания в атмосфере (через блок газосброса) при экстренном газосбросе из резервуара;
- испарение СПГ и догрев пара до температуры безопасного сброса для рассеивания в атмосфере (через блок газосброса) при экстренном опорожнении резервуара испарением СПГ.
Блок рассеивания (БР) 6 состоит из свечей, атмосферных догревателей сдувок, ресивера газообразного азота с обвязкой запорной, предохранительной и продувочной арматурой.
Свечи предназначены для выведения сброса паров СПГ на достаточную для их безопасного рассеивания в атмосфере.
Атмосферные догреватели сдувок предназначены для догрева сдувок до температуры безопасного сброса (не ниже минус 100°С) перед рассеиванием в атмосфере. Догреватели размещаются на коллекторе сброса с перепускного предохранительного клапана (ППК) резервуаров, коллекторе газосброса из резервуаров и сбросе из дренажного коллектора.
Ресивер газообразного азота с комплектом арматуры обеспечивает хранение резервного запаса азота газообразного, предназначенного для создания флегматизирующей концентрации азота в сдувке при воспламенении сброса на выходе из свечи.
Блок хранения и подготовки азота (БХПА) 7 состоит из газификатора холодного криогенного и ресивера газообразного азота с обвязкой запорной, предохранительной и продувочной арматурой.
Газификатор холодный криогенный обеспечивает прием, хранение, выдачу жидкого азота на испаритель наддува и продукционный испаритель, автоматическое поддержание давления в линии выдачи.
Ресивер газообразного азота с комплектом арматуры обеспечивает хранение резервного запаса азота газообразного, предназначенного для питания приводов арматуры дистанционного управления и распределение азота газообразного между коллекторами азота на питание пневмоарматуры и азота на отогрев и продувку технологического оборудования и коммуникаций.
Система коллекторов (СК) 8 предназначена для осуществления транспортировки сред между другими технологическим блоками, проведения газоподготовки коллекторов, а так же обеспечения пожаровзрывобезопасности сдувок.
Система включает в себя следующие коллекторы:
- коллектор подачи СПГ от БПА в резервуары БХВ СПГ (коллектор «слив-налив СПГ»);
- коллектор подачи СПГ от резервуаров на продукционные испарители БППГ (коллектор «СПГ на испарители»);
- коллектор подачи паровой фазы от резервуаров на нагреватель продукционного газа БППГ (коллектор «пар СПГ на продукт»);
- коллектор подачи паровой фазы от ППК резервуаров на блок рассеивания (коллектор «пар СПГ в атмосферу»);
- коллектор подачи паровой фазы от клапанов газосброса резервуаров на блок рассеивания (коллектор ППК резервуаров);
- коллектор теплого природного газа на отогрев и продувку (газоподготовку) аппаратов и коммуникаций объекта (коллектор теплого газа);
- коллектор газообразного азота на отогрев и продувку (газоподготовку) аппаратов и коммуникаций объекта (коллектор теплого азота);
- дренажный коллектор.
Устройства обеспечения пожаровзрывобезопасности сдувок представляют собой узлы постоянной подачи в коллекторы, идущие на блок рассеивания, газообразного азота, что обеспечивает постоянную инертную среду в указанных коллекторах и невозможность возгорания сбрасываемого газа в коллекторе при инициации возгорания от динамического воздействия газовой струи при срабатывании предохранительного или отсекающего клапана или по иной причине.
Принцип действия системы регазификации СПГ заключается в следующем. Сжиженный природный газ из автоцистерны через блок приема 1 подается по коллекторам 8 в блоки хранения и выдачи СПГ 2, 3, 4. Из них СПГ по колекторам 8 выдается потребителю, предварительно пройдя блок подготовки продукционного газа 5, в котором газифицируется, догревается до продукционной температуры и одорируется. Образующиеся пары СПГ при его хранении или экстренной газификации сбрасываются в атмосферу через блок рассеивания 6. Для питания приводов пневмоарматуры, отогрева и продувки технологического оборудования и коммуникаций используется газообразный азот, который хранится в блоке хранения и подготовки азота 7.
В случае крупных аварийных проливов СПГ, за счет размещения блоков хранения и выдачи СПГ 2, 3, 4 на расстоянии не менее 34 м от образующей соответствующего блока (см.схему), обеспечивается требуемые противопожарные разрывы (ПБ 08-342-00, табл.1…3 раздела 4) и исключает необходимость обеспечения объекта СПГ системой орошения оборудования при возникновении загорания на соседнем технологическом объекте.
Отсутствие системы водяного орошения позволит уменьшить затраты электроэнергии на привод насосов необходимых для системы водяного орошения и уменьшить стоимость объекта, в связи с отсутствием системы водяного орошения резервуаров.
3
Общий экономический эффект заключается в снижении капитальных затрат на строительство системы, состоящей из трех резервуаров СПГ емкость по 50 м, каждая, на 6,5 млн. руб. и эксплуатационных затрат на 0,5 млн. руб. при обеспечении требуемых противопожарных разрывов.