Справочник
Справочник по СГУ
УСТАНОВКАГАЗИФИКАЦИОННАЯ СТАЦИОНАРНАЯ
Газификационная установка используется для наполнения баллонов кислородом, аргоном или азотом. А также используется для перевозки и хранения жидкого криогенного продукта, потому что в ее составе есть цистерна, предназначенная для таких целей.
Принцип действия газификационной установки
Работа газификационной установки осуществляется следующим образом: сжиженный газ из резервуара поступает в насос, затем - в испаритель-змеевик, расположенный в емкости, заполненной водой. Вода нагревается с помощью электронагревательных элементов. Сжиженный газ в змеевике испаряется и подогревается до 283-303 К (10-30 С). После испарителя газ под давлением поступает в линию потребления, наполнительную рампу или реципиент.
Количество заливаемого в цистерну жидкого продукта визуально контролируется с помощью указателя уровня - УЖК. Давление в цистерне и узле выдачи измеряется с помощью манометров. Установки оснащены приборами автоматики для регулирования температуры воды в испарителе и отключения насоса при превышении максимально допустимого конечного давления газа.
Количество заливаемого в цистерну жидкого продукта визуально контролируется с помощью указателя уровня - УЖК. Давление в цистерне и узле выдачи измеряется с помощью манометров. Установки оснащены приборами автоматики для регулирования температуры воды в испарителе и отключения насоса при превышении максимально допустимого конечного давления газа.
Виды и технические характеристики
Газификационные установки имеют разные технические характеристики и способы монтажа. Работать с ними должны сотрудники, прошедшие инструктаж и обучение.
По способу монтажа ГУ подразделяются:
По способу монтажа ГУ подразделяются:
- Стационарные установки (СГУ), монтируются на специальную ровную площадку внутри или вне помещения.
- Мобильные установки (АГУ) устанавливаются в кузов автомобиля или на шасси.
- ГУ 1,6\0,25 на основе цистерны объемом 1,6 кубических метров (ГУ 1,6) с давлением при переливе 0,25 МПа. Аналоги СГУ-2М, СГУ-7К.
- ГУ 2/0,25 на основе цистерны объемом 2 м³ ( ГУ 2). Аналоги Г-2/20, ГУ-2/20С.
- ГУ 5,6 (цистерна 5,6/0,25). Есть три аналога: СГУ-8К, ГУ-5/20 (40), ГУ-8/20С.
- ГУ 7,4 (Цистерна объемом 7,4 м³). Ее аналоги СГУ-8000, ГУ-8/20 (40), ГУ-8/20С.
- 20 МПа – для закачки баллонов;
- 40 МПа – применяются для закачивания баллонов, реципиентов, моноблоков газом.
Технологическая схема выдачи жидкого продукта и газификации
Заполнение и опорожнение резервуара осуществляется по вертикальной трубе, доходящей почти до дна резервуара. Подача жидкого газа производится по трубопроводу от блока разделения за счет избыточного давления в работающем блоке. На линии устанавливается вентиль 1 и гайка РОТТ 7 для присоединения гибкого шланга. При открытом вентиле 1 жидкий газ через штуцер "наполнение" 15 поступает в резервуар. Образующийся при охлаждении резервуара пар сбрасывается в атмосферу при открытом вентиле 3 "Газосброс" через штуцер газосброса 16. Заполнение резервуара контролируется указателем уровня 10 УЖК – 5. Шланг состоит из двух коаксиально расположенных гофрированных труб с опорными элементами из фторопласта без использования специальной изоляции (в шлангах для жидкого водорода используется высоковакуумная изоляция). После заполнения резервуара закрывается вентиль слива на блоке разделения, закрывается вентиль 1 на линии наполнения, оставшаяся жидкость испаряется, и давление за вентилем может быстро возрасти и разорвать шланг. Чтобы это не произошло, необходимо слить жидкость с помощью вентиля сброса давления из шланга (продувка шланга) 4. На этой линии устанавливается предохранительная мембрана, которая срабатывает при давлении 0,3 – 0,45 МПа.
Для выдачи жидкости потребителю практически используют три способа: самотек, передавливание и откачка с помощью насосов. Самотеком опорожняют только небольшие сосуды. Использование жидкостного насоса является весьма эффективным способом опорожнения крупных емкостей. При этом жидкость подается с большой скоростью и под необходимым давлением. В ракетной технике для опорожнения резервуаров используются центробежные насосы
В нашем случае слив жидкости осуществляется передавливанием. Для этого предусмотрены испарители подъема давления 18 и 19. При открытии вентиля испарителя 2 под действием статического столба криогенная жидкость попадает в испарители. В нем циркулирующая жидкость постепенно испаряется за счет теплопритока из окружающей среды. Образовавшийся пар поступает в газовое пространство резервуара, и давление пара над жидкостью возрастает. Поступление жидкости в испаритель регулируется вентилем 2. В резервуаре создается избыточное давление, обычно не более 0,25 МПа. При превышении давления в резервуаре необходимо открыть вентиль газосброса 3. Во время хранения жидкости этот вентиль открыт всегда.
При способе передавливания жидкости вместо газа, полученного при испарении части хранимой жидкости, можно использовать вспомогательный газ с более низкой температурой кипения, чем у хранимой жидкости. Так, для передавливания кислорода применяют азот или гелий, для жидкого водорода гелий, для жидкого метана азот.
Давление во внутреннем сосуде показывает манометр 20, установленный на газовой линии. На этой же линии устанавливается предохранительный клапан 9 и разрывная мембрана. Предохранительный клапан настроен таким образом, чтобы давление во внутреннем сосуде не могло превысить допустимого избыточного давления более, чем на 10 %. Разрывная мембрана является дополнительным или перестраховочным средством безопасности, которое срабатывает, когда предохранительный клапан не имеет достаточной пропускной способности и не сбрасывает избыточное давление из внутреннего сосуда или, если клапан не действует из-за обмерзания. Разрывная мембрана устанавливается параллельно с предохранительным клапаном 9 и срабатывает при превышении давления на 20 % выше расчетного для внутреннего сосуда. После сброса избыточного давления клапан закрывается, а мембрану, после того как она разорвется, необходимо заменить.
При выдаче жидкости вентиль газосброса 3 необходимо закрыть, вентиль наполнения-опорожнения 1 открыть, и после того, как давление в резервуаре повысится, открыть вентиль 5 на линии выдачи (либо к насосу, либо к какой-то емкости).
При газификации рабочая жидкость через открытый вентиль 5 поступает к цилиндровой группе насоса. Часть жидкости, проходя через фильтр, поступает к всасывающему клапану насоса и нагнетается насосом в змеевик-испаритель высокого давления. В змеевике испарителя продукт переходит в газообразное состояние и через обратный клапан поступает в трубопровод потребителя. Другая часть жидкости поступает в рубашку цилиндровой группы. Пары жидкости, образующиеся в результате нагрева при работе насоса, возвращаются в резервуар.
Во время работы установки необходимое давление в резервуаре частично поддерживается за счет испарения жидкости в рубашке насоса.В случае превышения давления в резервуаре выше 0,25 МПа его необходимо сбрасывать открытием вентиля "Газосброс".
При газификации осуществляется визуальный контроль за параметрами газообразного продукта. Измеряются давление нагнетания, температура газа и температура воды в испарителе. Показывающие приборы установлены на электрощите управления.
Для предохранения системы от превышения давления на линии нагнетания предусмотрен предохранительный клапан и электроконтактный манометр, отключающий двигатель насоса при достижении давления 17,0 МПа. В случае отказа ЭКМ срабатывает предохранительный клапан.
Поддержание температуры газообразного продукта в заданных пределах: от 5 до 30 °C достигается за счет автоматического включения и отключения первой секции нагревательных элементов испарителя по команде термореле ТР-ОМ5-03, датчик которого смонтирован в трубопроводе нагнетания.
При повышении или занижении температуры воды от 75 °С в испарителе, термореле ТР-ОМ5-06 автоматически отключает или включает обе секции подогревателя испарителя.
Для выдачи жидкости потребителю практически используют три способа: самотек, передавливание и откачка с помощью насосов. Самотеком опорожняют только небольшие сосуды. Использование жидкостного насоса является весьма эффективным способом опорожнения крупных емкостей. При этом жидкость подается с большой скоростью и под необходимым давлением. В ракетной технике для опорожнения резервуаров используются центробежные насосы
В нашем случае слив жидкости осуществляется передавливанием. Для этого предусмотрены испарители подъема давления 18 и 19. При открытии вентиля испарителя 2 под действием статического столба криогенная жидкость попадает в испарители. В нем циркулирующая жидкость постепенно испаряется за счет теплопритока из окружающей среды. Образовавшийся пар поступает в газовое пространство резервуара, и давление пара над жидкостью возрастает. Поступление жидкости в испаритель регулируется вентилем 2. В резервуаре создается избыточное давление, обычно не более 0,25 МПа. При превышении давления в резервуаре необходимо открыть вентиль газосброса 3. Во время хранения жидкости этот вентиль открыт всегда.
При способе передавливания жидкости вместо газа, полученного при испарении части хранимой жидкости, можно использовать вспомогательный газ с более низкой температурой кипения, чем у хранимой жидкости. Так, для передавливания кислорода применяют азот или гелий, для жидкого водорода гелий, для жидкого метана азот.
Давление во внутреннем сосуде показывает манометр 20, установленный на газовой линии. На этой же линии устанавливается предохранительный клапан 9 и разрывная мембрана. Предохранительный клапан настроен таким образом, чтобы давление во внутреннем сосуде не могло превысить допустимого избыточного давления более, чем на 10 %. Разрывная мембрана является дополнительным или перестраховочным средством безопасности, которое срабатывает, когда предохранительный клапан не имеет достаточной пропускной способности и не сбрасывает избыточное давление из внутреннего сосуда или, если клапан не действует из-за обмерзания. Разрывная мембрана устанавливается параллельно с предохранительным клапаном 9 и срабатывает при превышении давления на 20 % выше расчетного для внутреннего сосуда. После сброса избыточного давления клапан закрывается, а мембрану, после того как она разорвется, необходимо заменить.
При выдаче жидкости вентиль газосброса 3 необходимо закрыть, вентиль наполнения-опорожнения 1 открыть, и после того, как давление в резервуаре повысится, открыть вентиль 5 на линии выдачи (либо к насосу, либо к какой-то емкости).
При газификации рабочая жидкость через открытый вентиль 5 поступает к цилиндровой группе насоса. Часть жидкости, проходя через фильтр, поступает к всасывающему клапану насоса и нагнетается насосом в змеевик-испаритель высокого давления. В змеевике испарителя продукт переходит в газообразное состояние и через обратный клапан поступает в трубопровод потребителя. Другая часть жидкости поступает в рубашку цилиндровой группы. Пары жидкости, образующиеся в результате нагрева при работе насоса, возвращаются в резервуар.
Во время работы установки необходимое давление в резервуаре частично поддерживается за счет испарения жидкости в рубашке насоса.В случае превышения давления в резервуаре выше 0,25 МПа его необходимо сбрасывать открытием вентиля "Газосброс".
При газификации осуществляется визуальный контроль за параметрами газообразного продукта. Измеряются давление нагнетания, температура газа и температура воды в испарителе. Показывающие приборы установлены на электрощите управления.
Для предохранения системы от превышения давления на линии нагнетания предусмотрен предохранительный клапан и электроконтактный манометр, отключающий двигатель насоса при достижении давления 17,0 МПа. В случае отказа ЭКМ срабатывает предохранительный клапан.
Поддержание температуры газообразного продукта в заданных пределах: от 5 до 30 °C достигается за счет автоматического включения и отключения первой секции нагревательных элементов испарителя по команде термореле ТР-ОМ5-03, датчик которого смонтирован в трубопроводе нагнетания.
При повышении или занижении температуры воды от 75 °С в испарителе, термореле ТР-ОМ5-06 автоматически отключает или включает обе секции подогревателя испарителя.