Хранение при переменной температуре и высоком давлении

Для хранения сжиженного газа широко используются стальные горизонтальные цилиндрические и сферические резервуары.

Наибольшее распространение для хранения СУГ на кустовых базах (КБ) и газонаполнительных станциях (ГНС) получили первые. Они сооружаются объемом не более 200 м³. Повышение их объёма при сравнительно высоком давлении приводит к увеличению толщины корпуса резервуара, а эксплуатация таких ёмкостей становится неэффективной.

Основным фактором, определяющим конструкцию резервуаров является давление, создаваемое упругостью насыщенных паров. Резервуары должны быть рассчитаны на работу при максимальном давлении насыщенных паров, что обусловливается максимальной температурой внешней атмосферы, которая колеблется в зависимости от климатической зоны. Вследствие этого резервуары в целях экономии металла следовало бы рассчитывать отдельно для каждой климатической зоны, исходя из зональной максимальной температуры внешней атмосферы. Однако действующая в РФ отраслевая нормаль Гипронефтемаша Н-518-63 предусматривает максимальное расчётное давление для пропановых резервуаров - 1,8 МПа и бутановых - 0,7 МПа, что соответствует климатической зоне с самой высокой расчётной температурой внешней атмосферы (328 К). Минимальная температура в надземных резервуарах для территории РФ может достигать 233 К, т.е. при хранении бутана в резервуаре может быть вакуум.

Установку резервуаров на КБ и ГНС следует предусматривать, как правило, надземную. Подземная установка резервуаров допускается при невозможности обеспечения установленных минимальных расстояний до зданий и сооружений, а также для районов с температурой наружного воздуха ниже допустимой. Согласно технической характеристики резервуара на глубине (1,0-1,5)м – Т_maх=298 К, a T_min=271 К.

В классификации резервуаров принято: полезный объем равен 0,83 действительного объёма при температуре наполнения продукта 15°С (288 К). При других температурах следует выполнять перерасчёт уровня заполнения с учетом правил эксплуатации сосудов работающих под давлением.

Технические характеристики резервуаров приведены в приложении 16 (V_n=0,85 при Т = 293 К). Степень заполнения для надземных и подземных резервуаров обычно принимают 0,85 и 0,90 соответственно.

Для предотвращения разрушения резервуаров в них устанавливаются предохранительные клапаны (рабочий и резервный). Рекомендуется следующая формула для определения размера клапана:

(7.1)

где F – площадь поперечного сечения седла клапана, м³; Т – абсолютная температура окружающего воздуха (600 ⁰С) в случае пожара; М – необходимая пропускная способность клапана, кг/ч, определяется по следующим эмпирическим формулам:

1. для наземных цилиндрических резервуаров

(7.2)

2. для надземного шарового резервуара

(7.3)

3. для подземных резервуаров

(7.4)

где D - диаметр резервуара, м; L — длина резервуара, м.