Проектирование базы сжиженного газа для города Уральска с населением 218 тысяч человек

где  Р_Т -  потеря  давления   за  счет гидравлического сопротивления

  λ =0,02-коэффициент сопротивления сливного трубы

l _т =250 м - приведенная длина трубопровода

d _Т=100 мм=0,1м -диаметр трубопровода

 _ж=2,29м/с - скорость движения жидкости в трубы

 р= 560 кг/м³ -плотность сжиженного газа в жидкой фазе

 g=9.81 - ускорение свободного падения тела

    3.Определение   необходимого   перепада   давления   для   перемещения сжиженного газа из цистерн в резервуар.

    Для эффективного ведения процесса слива необходимо поддерживать перепад давления между цистерной и резервуаром - газгольдера в пределах 0,15<  Р<0,3 МПа. Поэтому принимаем   Р=0,23МПа =2.3 ат., учитывая разность уровней, перепад давления на гидравлические сопротивления и скоростной напор.

    4.Определение максимальной поверхности зеркала испарения СУГ в одной цистерне.

F=L*D=10,65*2,6=27.69м²

uде F - площадь испарения зеркала

 L - длина резервуара цистерны

D - диаметр цистерны

    5.Определение средней часовой подачи СУГ (т _ср= т/2= 1 час)

G^ср = *F* Р*n/(г * )=50*27.69*2.3*3/80=119 м³/час =120 м³/час

где G^ср-120 /час- среднечасовая подача СУГ

F=27.69 -площадь зеркала испарения в одной цистерне

 n=3-количество цистерн

  Р =2.3 ат - перепад давления в атмосферах

г =80 ккал/кг - скрытая теплота парообразования

  =50 - коэффициент компремирования

    6.Принимаем по каталогу поршневой компрессор, который имеет подачи 120 м³/час

АВ-22 при  числе оборотов коленвалов n=960 об/мин  

4.2.Определение необходимого количества аммиачных компрессоров для перекачки СУГ

Исходные  данные: Время одновременного слива трех цистерн = 2 часа. Слив СУГ ведется последовательно, а именно, три цистерны с одной стороны в одни сутки, и по две цистерны с каждой стороны во вторые сутки.

Решение. 1.Определение количества компрессоров Z=N/n=3/3=1 компрессор типа АВ-22. Окончательно принимаем для перемещения СУГ из железнодорожной эстакады в резервуар-газгольдер один поршневой компрессор типа АВ-22. 

4.3.Определение длины железнодорожной эстакады и количества постов для слива сжиженного газа и цистерн

Исходные  данные: Объем цистерны  54 , эта цистерна имеет длину по осям сценки Lц= 12,1 м, грузооборот G=34820 тонн.

Решение:

1.Определение  необходимого количества СУГ в сутки.

 g=G/365=34820/365=95.39 т/сут

2. Определение  необходимого количества цистерн  для поставки СУГ в сутки.

Ц=g/V ц *p  =95.39/54*0.560=3.15шт.

Принимаем 7 цистерн в двое суток.

3.Определение длины железнодорожной эстакады.

Lэ  = Lц  *Ц =12,1*3=36,3 м.

Принимаем двухрядную железнодорожную эстакаду обшей длиной 36,3 м из расчета установки под слив трех цистерн с одной стороны и трех цистерн с другой стороны. 

4.4. Определение прочности резервуара-газгольдера

Исходные  данные:

Резервуар-газгольдер ПЕ-200

диаметр внутренний D вн  =3400мм

материал  09Г2С

предел  прочности Gв =480 МПа

предел  текучести Gт  =330 МПа

предел  упругости G_у=240 МПа

расчетное сопротивление R=240 МПа

раcчетное давление Р=18 ат.

рабочее давление Р=16 ат.

давление  при гидравлическое испытание Р=23 ат.

Исходные  данные взяты из приложения 5

Решение:

1. Определение  толщины обечайки корпуса резервуара-газгольдера  при давлении 18 ат.

 Согласно  расчета по прочности по предельным состояниям толщина стенки обечайки корпуса резервуара-газгольдера типа ПЕ-200 определяем по формуле:

  =0.97*(Р*г*n/ *m* *R)+с

 где  Р=18 ат.= 1,8 МПа -рабочее давление

г=1,7 м -внутренний радиус полости корпуса

 = 1,15-коэффициент перегрузки

  =0,95-коэффициент равнопрочности сварного шва

n=0,9-коэффициснт надежности

R=210 МПа-расчетное сопротивление стали 09Г2С

с-поправка к толщине стенки на недокат, на округление, на коррозию

m=0,65-коэффициент условий работы

  =(0.97*1.8*1.7*1.15/0.95*0.65*0.9*240)+0.001=0.02559+0.001=0.02659м=26,6мм

Прибавка  С на коррозию, на недокат, на округление согласно норм на проектирование резервуар-газгольдеров высокого давления принимается 20 % от расчетной толщины стенки, тогда С=0,2* 26,6=5,32 мм 

Окончательно  принимаем фактическую толщину  стенки обечайки резервуара-газгольдера   =26,6 мм+5,32мм=33мм

2.Определение  давления гидростатического испытания

 к=Р_гн./Р_р =23/18=1,27

  Р_г =18* 1,5=27 ат

Рабочее давление Р=16 ат; Расчетное давление Р=18 ат.

 Давление  гидростатического испытания имеет  к=1,5 тогда

Р_г=Р_р*к=16*1,5=24 ат.

3.Определение разрывного давления для резервуара-газгольдера ПЕ-200           

  _ср=0,97*Рmах * 1.7* 1.15/0.95*0.9*0.65*480

Pmax =0.032*0.95*0.9*0.65*480/0.97*1.7*1.15= 4.5 МПа

4.Коэффициент  запаса прочности: 

К= Рmах/ Р_р=4.5/1.8=2,5  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.   Охрана труда и  окружающей среды 

    Сливо-наливные установки баз являются опасными установками и сооружениями, при эксплуатации которых могут быть несчастные случаи. А именно: взрыв, пожар, обморожения и физические травмы. 

    К основным требованиям и мероприятиям  техники безопасности относят:

1. Запрещается наполнять сжиженным газом цистерны, не соответствующие правилам устройства и безопасности сосудов, работающих под давлением, а также держать цистерны подключенными к коммуникациям в период слива и налтва.
2. При наливе не допускается переполнение цистерны выше уровня, а также нагрев газа в цистерне выше +50. В этом случае должен сработать предохранительный клапан.
3. Не допускается выпускать из цистерны паровую фазу при сливе или наливе.
4. Запрещается эксплуатировать оборудование, при наличие утечки СУГ через неплотность оборудования, предназначенного для слива или налива сжиженного газа в цистерны, автоцистерны, емкости, баллоны.
5. Баллоны можно заполнять газом только в том случае, если на них имеется надпись «пропан-бутан» Баллон окрашен в красный цвет.
6. После наполнения баллон проверяется на герметичность мыльным раствором.
7. Система трубопроводов и установок надежно заземляется, для защиты от молний и статического электричества. Также заземляются железнодорожные пути в пределах эстакады.
8. Автоцистерны во время слива и налива СУГ подключаются к постоянным заземлителям.
9. Электрооборудование, установленное в закрытом помещении должно быть взрывозащищенным и соответствовать эксплуатации электроустановок.
10. Во взрывоопасных помещениях следует вести постоянный контроль за концентрацией газов с помощью специальных сигнализаторов, а содержание газа с помощью газоанализаторов.
11. К работам на сливо-наливных установках допускаются работники имеющие соответствующее образование, прошедшие инструктаж и получившие удостоверение допускающее на проведение работ.
12. Производственные помещения, где осуществляется перекачка газа,  разлив и ремонт баллонов обеспечиваются вытяжной вентиляцией, с кратностью обмена воздуха не менее 6 раз в час.

 

Заключение

 

  Во  время работы над курсовым  проектом я ознакомилась со  справочной и технической литературой, ГОСТами, нормативами, приобрела практические навыки программирования и работы с вычислительной техникой.

    При выполнении курсового проекта я определила объем хранения сжиженного газа V=2000м, количество резервуаров-газгольдеров: 10 резервуаров ПЕ-200. Также выбрала компрессор для перекачки СУГ: АВ-22 с подачей 120м /час, при числе оборотов 960 об/мин.  Определила необходимое количество цистерн для завоза СУГ: 7 цистерн в двое суток. И длину железнодорожной эстакады, которая составляет 36,3 м. Далее я провела расчеты на определение прочности резервуара-газгольдера. Я вычислила толщину стенки:  32 мм; определила разрывное давление: 4,5 МПа; коэффициент запаса прочности: 2,5.

     При выполнении графической части, я выполнила четыре чертежа на формате А-3: генеральный план БСГ; технологическую схему хранилища СУГ высокого давления; насосно-компрессорный метод перекачки СУГ; горизонтальный цилиндрический резервуар- газгольдер с оборудованием. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы: 

1.   Бобровский С.Н. «Газовые сети  и газохранилища», Москва, Недра, 1980 г. 407 с.

2.   Гольянов А.И. «Газовые сети и газохранилища», Уфа, Полиграф Сервис, 2002 г. 304 с.

3.   Яковлев Е.И. «Газовые сети  и газохранилища», Москва, Недра, 1991 г. 400 с.

4.   Стулов Б.В., Иванцов О.М., Сафарин М.К. «Сооружение газохранилища и нефтебаз», Москва, Недра, 1973 г.

5.   Яковлев Е.И., Султанов Н.Ф., Зверев  Т.В. «Сборник задач и упражнений  по курсу «Газовые сети и  газохранилища»», издат.МИНГ им.Губкина Н.Н., Москва 1987 г. 150 с.

6.   С.Кязимов К.Г. «Справочник газовика»,  Москва, Академ. 2002 г. 272 с.

7.   СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология  и геофизика.

8.   СНиП 2.04.08-87 «Газоснабжение» Государственный  строительный комитет СССР, Москва, 1987 г. 65 с.

9.   «Правила безопасности в газовом хозяйстве» - сборник разработан НИИ и ПИ «Гипрониизаз» Министерством коммунального хозяйства РФ, Москва, Недра, 1987 г.