Резервуарный парк: планировка площадки с несколькими криогенными резервуарами

Компоновка криогенного резервуарного парка это генплан площадки, который фиксирует положение каждого резервуара, газификатора, точки налива и маршрута движения. Она определяется группировкой по продуктам, разрывами до зданий и источников зажигания, подъездом автоцистерны и водоотводом. Разрывы задаются национальными нормами и применимым стандартом, поэтому подтверждайте их у местного надзорного органа.

Компоновка относится к тем немногим решениям на газовой площадке, которые фактически необратимы. Фундаменты, подземные коммуникации, геометрия проездов и положение точки налива дорого переносить после того, как залит бетон. Площадка, спланированная под два резервуара и позднее требующая пяти, обычно получает либо испорченный транспортный маршрут, либо сосуд в положении, ограничивающем дальнейшие работы.

Это руководство проходит по вопросам, на которые руководителю проекта или инженеру площадки стоит ответить до выпуска первого чертежа, от группировки сосудов по продуктам до резерва места под расширение.

Что такое компоновка криогенного резервуарного парка и что она определяет?

Резервуарный парк в данном контексте это любая площадка, где находится более одного крупного криогенного сосуда или сосуда со сжатым газом: потребительская площадка воздухоразделительного производства с жидким азотом и жидким кислородом, спутниковая станция LNG, наполнительная станция LPG или собственный наполнительный терминал дистрибьютора. Компоновка это согласованное размещение всего стационарного оборудования плюс маршруты движения вокруг него.

Полная компоновка криогенного резервуарного парка обычно определяет следующее.

• Положение, ориентацию и фундамент каждого сосуда с его порожней и рабочей массой
• Расстояния между сосудами и от сосудов до зданий, границ участка, источников зажигания и мест пребывания людей
• Точку налива для каждого продукта и место стоянки автоцистерны при поставке
• Геометрию проездов: подъезд, радиус разворота, зону маневрирования задним ходом и маршрут выезда
• Положение газификаторов, расстояния между ними и зону, куда может падать лед или стекать талая вода
• Трассы трубопроводов, коллекторы, отсечную арматуру и точки сброса предохранительных устройств
• Уклон площадки, водоотвод, обвалование там, где оно требуется, и материал покрытия
• Заземление, уравнивание потенциалов, границы взрывоопасных зон и освещение
• Место, зарезервированное под будущие сосуды и под доступ для обслуживания

Все пункты этого списка связаны между собой. Перенос точки налива ради укорочения рукава может поставить автоцистерну так, что она перекроет выезд с площадки. Добавление четвертого сосуда способно закрыть проем, который через несколько лет понадобится крану для обслуживания вакуума.

Как определяются разрывы в криогенном резервуарном парке?

Это первый вопрос покупателей и тот, на который нельзя ответить одной цифрой. Разрывы устанавливаются национальными нормами, действующими на месте установки, и стандартом, по которому проектируется установка, и их необходимо подтверждать у местного надзорного органа или у нотифицированного органа, ведущего разрешительную процедуру. Универсальной цифры в метрах, действующей везде, не существует.

Расстояние, применимое к вашей площадке, зависит от сочетания следующих факторов.

• Продукт: окислитель (жидкий кислород), горючий газ (LNG, LPG) или инертный газ (жидкий азот, жидкий аргон, а также LCO2 со своими рисками удушья)
• Хранимое количество и максимально допустимое рабочее давление сосуда
• Что находится по другую сторону разрыва: граница участка, дорога общего пользования, здание с людьми, операторная, воздухозабор, стационарный источник зажигания или другой сосуд
• Применение сертифицированной противопожарной стены или барьера, что во многих национальных нормах позволяет сократить расстояние
• Стандарт проектирования сосуда, например EN 13458 для стационарных криогенных сосудов с вакуумной изоляцией
• Местные градостроительные, противопожарные и экологические условия разрешения

Практическое правило для покупателя простое. Не переносите цифру расстояния с завода в другой стране, из брошюры поставщика или из общей статьи. Пусть генплан подготовит или проверит инженер, знающий местный режим регулирования, и получите письменную позицию надзорного органа до заливки фундамента. Переделка на этом этапе дешева. Переделка после пусконаладки нет. Требования к размещению подробнее разобраны в материале про установку и размещение криогенных резервуаров.

KAF Cryogenics обеспечивает оборудную часть этой работы: чертежи общего вида, порожние и рабочие массы, данные по штуцерам и присоединениям, параметры сброса предохранительных устройств и сертификационное дело на каждый сосуд. Проектирование площадки и получение разрешения остаются зоной ответственности эксплуатирующей организации и местного инженера, но для этой работы им нужны точные данные по оборудованию.

Как группировать резервуары по продуктам на площадке с несколькими сосудами?

Группируйте сосуды сначала по характеру опасности и только потом по эксплуатационному удобству. Удобная компоновка, смешивающая несовместимые продукты, создает постоянный риск, который не снимается полностью никакой процедурой.

• Инертная группа: жидкий азот и жидкий аргон. Основная опасность это вытеснение кислорода в замкнутых и низких местах, плюс холодовые ожоги при контакте
• Окислительная группа: жидкий кислород. Держите его явно отдельно от горючих продуктов, от масел и смазок и от горючих покрытий
• Горючая группа: LNG и LPG. Здесь компоновку определяют поведение паров, источники зажигания и водоотвод
• LCO2: не горюч и не является окислителем, но это тяжелый газ, скапливающийся внизу, поэтому приямки, лотки и подвалы рядом с сосудом требуют отдельного внимания

Там, где на площадке есть и горючий продукт, и жидкий кислород, большинство эксплуатирующих организаций планирует две отдельные зоны с раздельным доступом, раздельными точками налива и, если этого требуют нормы, с барьером между ними. Попытка обслуживать обе зоны с одного места стоянки автоцистерны является частым источником проблем в компоновке.

Почему жидкий кислород нужно держать вдали от горючих продуктов и органики?

Жидкий кислород не горит, но заставляет почти все остальное гореть намного легче. Пролив повышает концентрацию кислорода в окружающем воздухе и пропитывает любой пористый материал под точкой налива. Асфальт, масляные пленки, смазки, ткань и обычный мусор на площадке становятся серьезной пожарной опасностью, будучи насыщенными кислородом, и источник зажигания, безобидный в обычном воздухе, становится достаточным.

Практические следствия для компоновки кислородной зоны следующие.

• Бетон, а не асфальт под сосудом, точкой налива и местом стоянки автоцистерны
• Отсутствие маслоотделителей, стоков, лотков и приямков, способных унести обогащенную кислородом жидкость или газ в другое место площадки
• Дисциплина содержания: никаких горючих материалов, поддонов, бочек или растительности в кислородной зоне
• Явное отделение от LNG, LPG, хранения топлива и стоянки автотранспорта
• Знаки и контроль доступа, чтобы ремонтные бригады не приносили в зону углеводородные смазки

Зеркальная проблема это кислородная недостаточность вокруг азотных и аргоновых сосудов, где газ без запаха и цвета вытесняет пригодный для дыхания воздух в замкнутом объеме. Оба эффекта подробнее разобраны в материале про основы криогенной безопасности.

Сколько места нужно автоцистерне в компоновке резервуарного парка?

Движение транспорта это ограничение компоновки, которое недооценивают чаще всего. Криогенная автоцистерна длинная, тяжелая и медленно маневрирует, и она должна дойти до точки налива тем рукавом, который везет с собой, а не тем, который хотела бы видеть площадка.

Проверьте эти пункты по фактическим машинам, которые будут обслуживать площадку.

• Радиус разворота и полосу движения для самой длинной ожидаемой машины, проверенные по шаблону, а не на глаз
• Сквозной или односторонний маршрут там, где это возможно, чтобы избежать движения задним ходом мимо заполненных сосудов
• Длину рукава от места стоянки автоцистерны до каждой точки налива с учетом фактической трассировки рукава, а не расстояния по прямой
• Ровную площадку стоянки с водоотводом, противооткатными упорами, точкой заземления и уравнивания потенциалов и с обзором для водителя
• Свободный путь эвакуации водителя от точки налива в обе стороны
• Несущую способность грунта по всему маршруту, а не только на месте стоянки
• Габарит по высоте: кабели, трубные эстакады, навесы и мачты освещения

Все эти цифры меняются в зависимости от того, обслуживается ли площадка полуприцепом-цистерной, автоцистерной типа bobtail или ISO контейнером-цистерной на шасси. Подтвердите тип машины по договору поставки до фиксации геометрии проездов. Различия разобраны в материале про полуприцепы-цистерны и автоцистерны bobtail.

Стоит ли объединять несколько криогенных резервуаров в коллектор?

Объединение в коллектор означает подключение двух и более сосудов к общему жидкостному или газовому коллектору, чтобы они питали одну и ту же систему потребления. Это хорошее решение для производительности и резервирования и плохое, если философия отсечения не проработана.

Доводы в пользу коллектора следующие.

• Один сосуд можно вывести из работы на освидетельствование или работы с вакуумом, не прерывая подачу
• Пиковый спрос можно покрыть суммарной производительностью, а не завышением размера одного сосуда
• Один газификатор и один узел регулирования давления ниже по потоку могут обслуживать всю группу
• Поставки можно распределять по сосудам, а не ждать полного опорожнения одного

Проектные вопросы, требующие аккуратной проработки, столь же очевидны.

• Каждый сосуд сохраняет собственные предохранительные устройства; общий коллектор никогда не заменяет индивидуальную защиту
• Отсечная арматура должна позволять полностью отделить, заблокировать и опорожнить каждый сосуд, не трогая остальные
• Разница давлений между сосудами может перегонять жидкость из одного в другой; это предотвращают обратные клапаны и согласованный регламент работы
• Сосуды с разным максимально допустимым рабочим давлением на общем коллекторе требуют явной защиты аппарата с наименьшим расчетным давлением
• Диаметры и изоляция линий должны соответствовать суммарному расходу, а не расходу одного сосуда

Когда раздельные линии оправданнее

Если сосуды обслуживают действительно разных потребителей, содержат разные продукты или относятся к разным классам давления, раздельные линии обычно проще, дешевле в пусконаладке и легче в отсечении. Коллектор оправдывает свою сложность тогда, когда сосуды содержат один продукт одного класса давления и обслуживают один и тот же спрос. Как соотнести объем с потреблением, показано в материале про подбор криогенного резервуара для хранения.

Где размещать газификаторы в компоновке криогенного резервуарного парка?

Атмосферные газификаторы берут тепло из окружающего воздуха. Поставленные слишком близко друг к другу или зажатые стенами и оборудованием, они отбирают друг у друга теплый воздух, быстрее обмерзают и выдают газ ниже требуемой температуры. Поэтому размещение это вопрос производительности, а не только места.

• Оставляйте свободную циркуляцию воздуха со всех сторон и сверху, соблюдая указания изготовителя по расстояниям
• Не ставьте газификатор в подветренный поток от другого газификатора, чтобы холодный сбросной воздух не рециркулировал
• Планируйте пары рабочий плюс резервный с переключением, чтобы каждый аппарат успевал оттаивать; непрерывная работа одного аппарата является самой частой причиной низких показателей
• Предусматривайте под каждым аппаратом и вокруг него дренируемую зону для талой воды и падающего льда и выводите пешеходные пути за ее пределы
• Держите газификаторы вдали от воздухозаборов зданий, дверей с проходом людей, приямков и лотков
• Резервируйте доступ для оттайки, осмотра и последующей замены отдельного аппарата без разборки всей группы

Чередование рабочего и резервного аппаратов должно быть заложено в компоновку с самого начала. Встраивание второй группы газификаторов на площадку, где под нее не оставили места, является одной из самых частых проблем при модернизации потребительских станций. Расчет производительности разобран в материале про подбор атмосферного газификатора.

Как планировать грунт, водоотвод и обвалование?

Криогенная жидкость, попавшая на грунт, бурно кипит и дает большой объем очень холодного и поначалу тяжелого газа. Компоновка решает, куда пойдет этот газ и куда стечет жидкость.

• Задавайте уклон покрытия так, чтобы пролив уходил от опор сосудов, фундаментов, кабельных трасс и зданий с людьми
• Избегайте приямков, лотков, подвалов, смотровых колодцев и замкнутых низких точек рядом с сосудами и точками налива, поскольку холодный тяжелый пар скапливается именно там
• Применяйте покрытие, подходящее продукту, с бетоном под кислородной точкой налива и площадкой стоянки
• Предусматривайте обвалование там, где национальные нормы требуют его для данного продукта, и подтверждайте это требование, а не предполагайте его
• Проектируйте фундаменты на полную рабочую массу сосуда с учетом ветровых и сейсмических нагрузок площадки
• Защищайте сосуды, арматурные узлы и трубопроводы от наезда транспорта столбиками или отбойниками

Для проектирования фундаментов нужны точные цифры. Запросите у поставщика оборудования порожнюю массу, рабочую массу, расположение опор и нагрузку на каждую опору до начала строительного проектирования.

Сколько места оставить под будущие резервуары?

Большинство газовых площадок растет. Компоновка, резервирующая определенное пятно под один или два дополнительных сосуда, с отводами под подключение и с транспортным маршрутом, который уже работает для расширенной площадки, стоит на этапе проектирования очень мало и экономит впоследствии очень много.

• Резервируйте полное пятно под каждый будущий сосуд, включая доступ для обслуживания и подъема, а не только диаметр обечайки
• Трассируйте магистральный коллектор так, чтобы тройник под будущий сосуд не требовал опорожнения и резки существующей линии
• Сохраняйте маршрут автоцистерны рабочим для расширенной площадки, а не только для нынешней
• Рассчитывайте контур заземления, освещение и, где применимо, схему газоанализа на конечную конфигурацию
• Фиксируйте зарезервированную площадь на генплане, чтобы ее постепенно не заняли складированием или парковкой

Этапность зависит еще и от того, как быстро можно получить оборудование. KAF Cryogenics поставляет криогенные резервуары для хранения как новые по спецификации, так и в виде сертифицированных б/у аппаратов, прошедших освидетельствование, неразрушающий контроль, вакуумные и пневмогидравлические испытания, с комплектом документов и письменной гарантией. Сертифицированные б/у аппараты часто отгружаются со склада за недели там, где новое изготовление занимает месяцы, что позволяет сдвинуть этап расширения вперед, когда спрос растет быстрее исходного плана.

Часто задаваемые вопросы

Читайте также

• подбор криогенного резервуара для хранения
• подбор атмосферного газификатора
• криогенные резервуары для хранения