Безопасная эксплуатация газгольдеров

Газгольдеры представляют собой резервуары, предназначенные для хранения газов, распределения их по потребителям, выравнивания давления газов в замкнутой газораспределительной системе. В зависимости от рабочего давления газгольдеры подразделяются на два класса:

I класс – газгольдеры низкого давления (1,7–4 кПа);

II класс – газгольдеры высокого давления (0,07 МПа – 3,0 МПа).

Рабочий объём первых переменный, а давление газа в процессе наполнения или опорожнения остаётся неизменным или изменяется очень незначительно, тогда как геометрический объём газгольдеров высокого давления остаётся постоянным, а давление при наполнении изменяется в пределах, определяемых параметрами технологического процесса, а также прочностью и надёжностью сооружения. Газгольдеры низкого давления могут быть мокрыми с вертикальными направляющими и сухими – поршневого типа и с гибкой секцией (мембраной). Газгольдеры высокого давления могут быть цилиндрическими (вертикальными и горизонтальными), а также сферическими. Газгольдеры, предназначенные для хранения горючих газов, являются объектами повышенной опасности.

^ Мокрые газгольдеры. Мокрые газгольдеры широко применяют на предприятиях химической промышленности, что обусловлено простотой их конструкции и надёжностью эксплуатации. Мокрые газгольдеры (ёмкостью от 100 до 3000 м³) с вертикальными направляющими применяют для хранения газов, не вызывающих усиленной коррозии металла (аргона, азота, кислорода, водорода, аммиака, метана, оксида или диоксида углерода, ацетилена, природного газа). Мокрый газгольдер состоит из стального наземного резервуара для воды, расположенного на фундаменте, и подвижных звеньев для газа – колокола и его направляющих. К предохранительным устройствам мокрых газгольдеров относятся:

• 
  перепускное устройство на крыше колокола (центральная продувочная труба на центральном люке крыши колокола);
• 
  гидравлический затвор в камере газового ввода (предназначен для отключения газгольдера от межцеховых газопроводов);
• 
  автоматическое устройство для сброса газа из газгольдера в атмосферу при его переполнении;
• 
  блокировка положения колокола по «предмаксимуму» с автоматическим устройством для сброса газа «на свечу» для его сжигания или прекращения его подачи в газгольдер;
• 
  молниезащита (по II-ой категории);
• 
  защита от статического электричества;
• 
  огнепреградители на трубах сброса газа в атмосферу.

Контрольно-измерительные приборы, сигнализация, блокировка необходимы для нормальной эксплуатации и предотвращения аварий при опорожнении и переполнении газгольдера и подразделяются:

– на приборы дистанционного измерения объёма газа в газгольдере;

– ступенчатую сигнализацию (световая и звуковая) положения колокола в газгольдере, т.е. степень заполнения газгольдера газом;

– автоматические отключатели электродвигателя машин, забирающих газы из газгольдера при минимальном объёме газа в газгольдере.

^ Обеспечение безопасной эксплуатации мокрых газгольдеров

Причинами аварий и взрывов при эксплуатации газгольдеров для горючих газов могут быть образование вакуума; образование взрывоопасных газовоздушных смесей; утечки газа из газгольдера и системы трубопроводов; замерзание воды в гидрозатворе и образование ледяной корки на стенках резервуара. К образованию вакуума ведут: неправильный подбор металла, просадка основания, некачественное изготовление днища резервуара, неправильно организованное испытание, при котором могут выйти из строя или обрушиться стойки и кровля. Взрывоопасная газовоздушная смесь может образоваться внутри системы при разрежении, возникающем вследствие длительного простоя газгольдера, полного его опорожнения, усиленного отбора газа. Для предотвращения этого перед пуском газгольдер должен быть продут инертным газом. Утечка газа из газгольдеров и системы трубопроводов возможна при переполнении через гидрозатворы. Газгольдер может переполниться при отсутствии (неисправности) сигнализации, срабатывающей при изменении объёма газа, автоматического устройства для сброса газа в атмосферу, блокировочных устройств, автоматически прекращающих подачу газа в газгольдер при достижении максимального уровня. Газ может просачиваться через затворы при повышении давления сверх допустимого, быстром наполнении газгольдера, перекосах колокола, телескопических звеньев, утечке воды из резервуара и затворов. Исключить аварийные ситуации помогают схемы утилизации и сжигания при внезапных сбросах газов из системы; в камерах для ввода газа устанавливаются газоанализаторы взрывоопасных газов с выводом сигналов в помещение управления.

^ Сухие газгольдеры. Применяются для газов, не допускающих увлажнения. Это конструкции поршневого типа, а также газгольдеры с гибкой секцией. Газ подаётся под поршень (шайбу), поднимающийся на определённую высоту. Поршень против утечки уплотнён. Газонепроницаемость затвора обеспечивается специальным маслом с низкой температурой застывания. В сухих газгольдерах с гибкой секцией между корпусом и шайбой расположена гибкая секция (мембрана) из прорезиненной ткани, герметически прикреплённая как к резервуару, так и к подвижной шайбе. Под давлением газа шайба поднимается, а при выпуске газа – опускается, выдавливая газ из газгольдера.

Газгольдеры высокого давления (цилиндрические и сферические) применяются в основном для хранения сжиженных газов (аммиака, хлора, этилен хлорида) в объёме до 200 м³. Для хранения бутана, пропана и других газов чаще всего используют шаровые (сферические) резервуары. Выбор вида резервуара связан с капитальными вложениями и эксплуатационными расходами, зависящими от геометрического объёма и конструкции резервуаров. Размещение газгольдеров зависит от опасности к взрыву на территории и в районе размещения газгольдеров. Для безопасной эксплуатации газгольдеров установлены нормативные расстояния между отдельными газгольдерами, между группами газгольдеров и между ними и зданиями и сооружениями. Наземные резервуары располагают группами в районе пониженных планировочных отметок площадки предприятия. Каждая группа наземных резервуаров обваловывается по периметру замкнутым валом или ограждающей стенкой из несгораемых материалов высотой не менее 1 м. Обвалованное пространство должно вмещать не менее 85 % ёмкости всей группы резервуаров. Контрольно-измерительные приборы, арматура газгольдеров высокого давления (регулирующая, предохранительная и запорная) регламентируются «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Газгольдеры снабжаются предохранительными клапанами, манометрами для замера давления паровой фазы, указателями уровня и сигнализаторами предельного верхнего уровня жидкой фазы, термометрами для контроля температуры жидкой фазы, запорными органами для отключения резервуара от трубопроводов для приёма и отпуска сжиженных газов, отсоса и подачи паровой фазы, отбора проб жидкой и паровой фаз, люками для входа обслуживающего персонала в резервуар и его вентиляции, устройствами для вентиляции и продувки инертным газом, паром или воздухом и устройствами для удаления из него промывных стоков воды и тяжёлых остатков.

^ Изотермические газгольдеры. При хранении больших объёмов углеводородных газов наиболее эффективны подземные газохранилища.
В нашей стране широкое распространение получило хранение газов (метана, сжиженных углеводородных газов, этилена, аммиака, этана) в изотермических газгольдерах, в которых регулируется поддержание двух параметров – температуры и давления. Изотермическое хранилище для сжиженных газов оснащают изотермическим газгольдером, насосами для перекачки газов и холодильной установкой. Последняя охлаждает пары хранимых продуктов до температуры кипения. В таком состоянии сжиженные газы можно хранить при атмосферном давлении. Металлоёмкость и экономические затраты на хранение газов подобным образом гораздо меньше, чем по сравнению с хранением под давлением. Другие преимущества низкотемпературного изотермического хранения: уменьшение геометрических объёмов резервуара в связи с повышением плотности продукта при низкой температуре; отсутствие потерь продукта в результате испарения при хранении; хранение продукта при постоянных параметрах; уменьшение пожаро- и взрывоопасности. Снижается также потребность в оборудовании, арматуре, коммуникациях, контрольно-измеритель-ных приборах. Изотермическое хранение под давлением в шаровых резервуарах, имеющих значительные объёмы, сокращает расход металла и стоимость хранения, делает их более безопасными в эксплуатации. Для такого хранения сжиженных газов под давлением характерно периодическое захолаживание продукта, что снижает энергозатраты на привод холодильной установки. Сферические теплоизолированные резервуары рассчитаны на давление до 1 МПа, их минимальный объём до 600 м³. Средства контроля и автоматизации обеспечивают измерение необходимых параметров (расход и приход продукта, давления, температуры и уровня); сигнализацию об изменениях давления и уровня, о переполнении, вакууме, напряжений в корпусе.

Средства контроля и автоматизации обеспечивают измерение необходимых параметров (расход и приход продукта, давления, температуру и уровень); сигнализацию об изменениях давления и уровня, а также заданного эксплуатационного режима; защиту газгольдера от переполнения, повышения уровня, вакуума; измерение напряжения в корпусе газгольдера.

Дата добавления: 2015-07-12