Справочник по СГУ

Установка газификационная 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.

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:

• Стационарные установки (СГУ), монтируются на специальную ровную площадку внутри или вне помещения.
• Мобильные установки (АГУ) устанавливаются в кузов автомобиля или на шасси.

По объему газификационные установки делятся:

• 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.

По давлению и ГУ бывают:

• 20 МПа – для закачки баллонов;
• 40 МПа – применяются для закачивания баллонов, реципиентов, моноблоков газом.

Давление в сосуде всегда 0,25 МПа. Насос качает криогенную жидкость и подает ее под определенным давлением (20 или 40 МПа).

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.