Разработка проекта газозаправочных станций на сжиженном углеводородным газе в г. Владивосток

Содержание

Содержание

Задание

Аннотация

Содержание

Ведение

Глава 1 Климатологические данные, Обоснование перехода на СУГ

1.1 Климатологические данные

1.2 Обоснование перехода на СУГ

Глава 2 Аналитический обзор СУГ как альтернативного топлива, его плюсы и минусы, перспективы и использование

2.1 Общие сведения о СУГ, его свойства и характеристики

2.2 КПГ или СУГ

2.3 Степень опасности

2.4 Достоинства и недостатки сжиженного газа

2.5 Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ

2.6 Перспективы и прогнозы развития

Глава 3 Проектирование АГЗС

3.1 Общие положения

3.2 Данные к проектированию

3.3 Расчет производительности АГЗС

3.3.1 Расчет кол-ва АГЗС

3.3.2 Расход СУГ в сутки на одной заправке

3.4 Характеристики АГЗС

3.4.1 Характеристика генерального и ситуационного плана

3.5 Техника безопасности

3.6 Противопожарные мероприятия

3.7 Требования по размещению АГЗС

Глава 4. Газонаполнительная станция сжиженных углеводородных

газов

4.1. Назначение и требования к размещению

4.2 Расчет резервуарного парка ГНС

4.3 Расчет числа автомобилей для перевозки СУГ с ГНС до АГЗС

4.4 Технологические трубопроводы ГНС

4.5 Оборудование ГНС

Глава 5. Высокоточные узлы учета СУГ на основе инновационных технологий

5.1 Проблемы нынешнего учета СУГ

5.2 Установки учета СУГ

Глава 6. Автоматизация

6.1 Особенности автоматизируемого процесса и оборудования

6.2 Проблемы дозирования СУГ

6.3 Проблемы измерения плотности

6.4 Проблема метрологического обеспечения резервуаров

6.5 Структура системы

6.6 Интерфейс оператора-кассира и возможности системы

6.7 Опыт эксплуатации

Глава 7. Охрана воздушного бассейна

Введение

Цель работы

7.1 Экологическое обоснование применения Сжиженного Углеводородного Газа в качестве моторного топлива

7.2 Расчетная инвентаризация загрязнеющих выбросов автотранспортными средствами (АТС)

Вывод

Глава 8. Охрана труда при строительно-монтажных работах

8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов и мероприятия по их предупреждению

8.2. Безопасная эксплуатация строительных машин

8.2.1. Определение производительности и тяговый расчет бульдозера

Глава 9. Экономика

3.1 График основных этапов проведения НИР и расчет затрат

3.2 Определение капитальных затрат для нового варианта

3.3 Определение эксплуатационных затрат для нового варианта

3.4 Определение экономического эффекта

Глава 10. Технология организации строительного производства

Аннотация

В данном дипломном проекте рассматривается альтернатива повседневному виду топлива бензина и дизеля, в виде сжиженного углеводородного топлива (СУГ), на примере перевода промышленного и большегрузного транспорта на данный вид топлива в г. Владивостоке.

Проект включает в себя проектирование и монтаж газозаправочных станций (ГАЗС), выбор места размещения, с учетом будущих развязок, транспортировку СУГ.

Произведен расчет и сравнение вредных выбросов от автотранспорта, работающего на повседневном топливе и на СУГ, произведена экономическая оценка и сравнение.

Разработаны вопросы по автоматизации, безопасности, вопросы технико-экономического обоснования (с точки зрения экологии), вопросы охраны труда.

Введение

Современные тенденции развития автомобилестроения и проблемы экологии предполагают использование экологически чистых видов топлива. К таким видам топлива относятся и сжиженные углеводородные газы, в дальнейшем СУГ. В качестве топлива широко используется смесь пропан-бутан. В современных условиях топливного кризиса в России СУГ (пропан-бутан) с их низкой себестоимостью способны конкурировать с традиционными видами топлива, такими как бензин и дизельное топливо.

Один из главных источников загрязнения – автомобильный транспорт. За последние пять лет масса автомобильных выбросов в расчете на одного человека увеличилась на 15% и достигла 110 тыс. тонн загрязняющих веществ в год. Автомобильный транспорт, переоборудованный для работы на сжиженном углеводородном газе (СУГ), решает многие проблемы по охране окружающей среды, а также приносит значительную экономию при его эксплуатации. В отличии от бензина и дизельного топлива автомобили работающие на СУГ выбрасывают в 3-5 раз меньше токсичных веществ.

В настоящее время существует два способа хранения СУГ: наземное и подземное. При наземном способе хранения уровень хранимого в резервуаре продукта располагается выше уровня планировочных отметок площадки хранилища, а при подземном – ниже уровня планировочных отметок площадки емкости. Для наземного хранения СУГ применяют резервуары трех основных типов:

1. Работающие под высоким давлением;

2. Полуизотермические;

3. Изотермические.

Металлические наземные резервуары, работающие под высоким давлением, обычно используются для хранения небольших количеств СУГ с упругостью паров, не превышающих 1,8–2 мПа при температуре окружающей среды. При этом газ сжижают компремированием.

В полуизотермических резервуарах режим хранения СУГ поддерживается с помощью регулирования двух параметров – температуры и давления: температура хранимого продукта определяется заданным давлением насыщения, которое выбирается несколько выше атмосферного. Полуизотермический способ используется также при транспортировании СУГ в автомобильных и железнодорожных цистернах, а также в танкерах.

В изотермических резервуарах СУГ хранят под атмосферным давлением при температуре кипения. Сжижение газа, охлаждение его до температуры кипения и поддержание изотермического режима хранения достигается за счет холодильных установок. При выборе оптимальной технологии (способа) хранения СУГ важную роль играют два взаимосвязанных фактора:

- объем хранилища;

- скорость его заполнения продуктом.

В каждом конкретном случае выбор того или иного вида хранилища СУГ определяется и другими факторами, среди которых важное место отводится обеспечению взрыво и пожаробезопасности.

З а д а н и е

на дипломный проект

Студенту (Ф. И. О.) Хоменко Павлу Александровичу Группы С-6972

1.Наименование темы Проектирование АГЗС в г.Владивосток.

2.Основания для разработки №

3.Источник разработки Карта г.Владивосток, Количество переводимых на СУГ АТС, климатологические данные.

4. Технические требования (параметры) Топливо – сжиженный углеводородный газ (СУГ, пропанбутановая смесь Qнр=25050 ккал/м3).

5.Дополнительныетребования Проектирование Газонаполнительной станции на базе сжиженного углеводородного газа (пропан-бутана).

6. Перечень разрабатываемых вопросов 1. Общая часть, климатологические данные. 2. Аналитический обзор СУГ. 3. Проектирование АГЗС. 4.Газонаполнительная станция СУГ 5. Спец. Глава. 6. Автоматизация АГЗС. 7.Охрана воздушного бассейна. 8. Охрана труда при строительно-монтажных работах. 9. Экономика. 10. Технология строительного производства.

7. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1. Лист общих данных - 1л.

2. Схема ген. Плана АГЗС, разрез ТРК, узел входа - 1л.

3. План трубопроводов, аксанометрическая схема, колонка FAS 220 - 1л.

4. Принципиальная технологическая схема АГЗС, общая спецификация – 1л.

5. Обвязка насосов, основны узлы - 1л.

6. ГРУ - 1л.

7. Схема геню плана ГНС, резервуар - 1л.

8. Принципиальная технологическая схема ГНС – 1л.

9. Организация строительного производства

10.Экология

Глава 1

Климатологические данные обоснование перехода на Сжиженный Углеводородный Газ (СУГ)

Климатологические данные района застройки.

Район строительства – город Владивосток.

- температура наружного воздуха в летний период: +23,6 С.

- температура наружного воздуха в зимний период: 24,0 С.

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период: 3,9 С.

- продолжительность отопительного периода: 196 суток.

- расчётная скорость ветра 13,5 м / с.

1.2 Обоснование перехода на СУГ

СУГ получает все большее распространение в качестве альтернативы другим видам топлива благодаря ряду конкретных преимуществ, среди которых:

Экономичность: цена СУГ на АГЗС более чем в 2 раза ниже цены бензина АИ92.

Легкость и удобство транспортировки: в отличии от природного газа, который транспортируется по газопроводу под высоким давлением, сжиженный газ транспортируется с заводов-производителей по железной дороге и в автоцистернах до газонаполнительных станций и пунктов (ГНС и ГНП). Отсюда СУГ доставляется населению в газовых баллонах и/или газовозами до придомовых емкостей, откуда он непосредственно поступает непосредственно в квартиры.

Экологическая безопасность: СУГ относятся к наиболее чистым в экологическом отношении видам топлива. Выбросы токсичных веществ в 3-5 раз ниже в сравнении с бензином.

Безопасность автомобиля: СУГ продлевает срок службы автомобиля.

При сжигании газа объемы выбросов вредных веществ в пять раз меньше, чем при сжигании бензинов. Это особенно актуально, поскольку, подписав Киотский протокол, Евросоюз обязался на четверть сократить выбросы парниковых газов.

Что важно для автолюбителей, газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше.

Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства.

Одним из приятных особенностей газового топлива является тот факт, что после опустения топливного баллона машина будет в состоянии проехать еще 2-4 км.

Эти и многие факторы делаю популярным СУГ на современном факторе.

Автомобильный транспорт, переоборудованный для работы на сжиженном углеводородном газе (СУГ), решает многие проблемы по охране окружающей среды, а также приносит значительную экономию при его эксплуатации.

СУГ (пропан-бутан) - результат переработки нефти, с одной тонны которой получается примерно 2% этого топлива. Исходя из объема добычи нефти в России 300 млн. т в год, можно вычислить и долю СУГ, которая составляет 5-6 млн. т в год.

Глава 2 Аналитический обзор СУГ как альтернативного топлива, его плюсы и минусы, перспективы и использование

2.1 Общие сведения о СУГ, его свойства и характеристики

Сжиженный углеводородный газ (СУГ), чаще используемый как автомобильное топливо, представляет собой смесь пропана (С3Н8), бутана (С4Н10) и незначительного количества (около 1%) непредельных углеводородов. СУГ получают при первичной переработке нефти или при добыче и переработке газа. В недрах эта смесь, в отличие от природного газа (метана), находится в жидком состоянии, при добыче вместе с нефтью или метаном СУГ переходят в газообразное состояние. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Процесс заправки машин пропан-бутаном внешне очень похож на заправку бензином, потому что это - сжиженный газ.

СУГ получает все большее распространение в качестве альтернативы другим видам топлива благодаря ряду конкретных преимуществ, среди которых:

Экономичность: цена СУГ на АГЗС более чем в 2 раза ниже цены бензина АИ92.

Экологическая безопасность: СУГ относятся к наиболее чистым в экологическом отношении видам топлива. Выбросы токсичных веществ в 3-5 раз ниже в сравнении  с бензином.

Безопасность автомобиля: СУГ продлевает срок службы автомобиля.

Одним из наиболее важных свойств пропана и бутана, отличающих их от других видов автомобильного топлива, является образование при свободной поверхности над жидкой фазой двухфазной системы жидкость - пар, вследствие возникновения давления насыщенного пара, т.е. давления пара в присутствии жидкой фазы в баллоне. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем, создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно испаряется. Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения.

Это свойство пропана и бутана позволяет хранить газ в небольших объемах, что очень важно. В качестве примера рассмотрим рис. 1. Давление насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа при 0 °С и 0,17 МПа при 15 °С, а давление насыщенного пара пропана при этих же температурах 0,59 и 0,9 МПа соответственно. Это различие приводит к значительной разнице в давлении смеси при изменении пропорции пропана и бутана. Давление растет при увеличении температуры, что приводит к большим изменениям объема сжиженного газа, находящегося в жидком состоянии. Следовательно, если сжиженный газ в жидком состоянии полностью заполняет баллон и температура продолжает увеличиваться, то давление будет быстро расти, что может привести к разрушению баллона.

Поэтому баллон никогда не заполняется сжиженным газом полностью, Обязательно оставляется паровая подушка, объем которой равен 10% от полной емкости баллона.

Эти два газа (пропан и бутан) различаются между собой температурой кипения, при которой они переходят из жидкого в газообразное состояние. Пропан перестает переходить в газ и остается в жидком состоянии при температуре 43 °С, для бутана эта температура равна 0° С.

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном нефтяном газе - смеси пропана и бутана, - предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей газификации смеси. На газозаправочные станции, поступает сжиженный нефтяной газ двух марок: летний ГТБА - пропан-бутан автомобильный с содержанием 50 + 10% пропана, остальное бутан и зимний ПА - пропан автомобильный с содержанием 90 + 10% пропана. Изменение давления насыщенных паров Р смеси пропана и бутана в зависимости от температуры в баллоне показано на рис. 2. 

Теплота сгорания газа несколько больше, чем у бензина. Однако с увеличением количества подаваемого в двигатель воздуха теплота сгорания несколько уменьшается.

Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100%, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 90%, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4%, но не надо забывать об экономии денежных средств. Мировое соотношение цены бензина к газу - 10:6.

Снижение мощности двигателя происходит по причине более низкой, чем у бензина, теплоты сгорания газа (см. табл.2). И в результате происходит неполное наполнение цилиндров двигателя газовоздушной смесью. Иногда ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3 - 5° этот недостаток пытаются устранить. В условиях эксплуатации большой разницы при движении автомобиля на газе или на бензине не ощущается.

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном газе, предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей испаряемости смеси: пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже 42 С, для бутана эта температура составляет 0,5 °С.

Рассмотрим использование сжиженного газа в двух видах двигателей внутреннего сгорания: бензиновых и дизельных. Основное внимание уделим только основным принципам конструктивного оформления и работы двигателей, работающих на сжиженном газе. Стандартные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания - бензин и дизельное топливо. Основное преимущество сжиженного газа перед ними - чистота, поскольку в сжиженном газе нет свинца, очень низкое содержание серы, окислов других металлов, ароматических углеводородов и других загрязняющих примесей. Особенно это касается свинца, который для улучшения антидетонационных свойств в обязательном порядке добавляют в бензин в виде тетраэтилсвинца и который засоряет запальные свечи, является потенциальным отравителем атмосферы, а также серы, которая выбрасывается в атмосферу вместе с продуктами сгорания. Использование сжиженного газа облегчает запуск двигателя в холодное время года, обеспечивает более ровное и устойчивое горение внутри рабочего пространства цилиндров двигателя. Тот факт, что при сжигании сжиженного газа обычно полностью отсутствуют загрязнения, объясняет и большую долговечность работающих на сжиженном газе двигателей по сравнению с двигателями, работающими на бензине или дизельном топливе, поскольку в первом случае образуется значительно меньше нагара и отложений углерода на внутренней поверхности цилиндров. Двигатели, работающие на сжиженном газе, имеют меньшую стоимость. Во многих странах сжиженный газ облагается незначительным налогом или вообще им не облагается, хотя автомобильное топливо повсюду считается одним из наилучших доходов от налогообложения. Помимо двигателей, которые можно перевести на сжиженный газ, на рынке имеются двигатели, которые разработаны только для работы на этих газах. Среди них следует назвать небольшие двигатели, предназначенные для работы внутри помещений, где благодаря их использованию требуется меньшая степень вентиляции (автопогрузчики на складах или корабельных трюмах, цементные смесители, оборудование для угольных шахт и рудников и прочие виды внутрицехового и подземного транспорта). Для работы только на сжиженном газе разработаны также разнообразные виды тракторов и других машин для сельского хозяйства.     Говоря о модификациях двигателей внутреннего сгорания, необходимо подчеркнуть важность сохранения возможности их работы в необходимых случаях на первоначальном виде топлива. Необходимость двухтопливного обеспечения возникает, в частности, при расположении заправочных пунктов сжиженным газом, на значительном удалении друг от друга.

    Дизельные двигатели невозможно полностью перевести на сжиженный газ, поскольку они не способны устойчиво поддерживать работу по дизельному циклу. Смесь сжиженного газа с воздухом не может воспламениться подобно смеси дизельного топлива с воздухом, когда дизельное топливо впрыскивается в сжатый воздух. Кроме того, при избытке в топливной смеси сжиженного газа дизельный двигатель может начать детонировать. В связи с этим запуск дизельного двигателя следует осуществлять только на дизельном топливе. Далее он может работать на смеси дизельного топлива со сжиженным газом, доля которых не должна превышать определенной величины.

Характеристика топлива

Вид топлива 

Октановое число 

Макс. степень сжатия

экспериментальное 

моторное 

Пропан 

111,5 

105 

11: 1

Бутан 

95 

92 

8 : 1

Изобутан 

100,4 

99 

9 : 1

Пропилен 

100,2 

90 

7,5 : 1

Бензин рядовой 

92 - 95 

83 - 86 

9 : 1

Бензин улучшенный 

98 - 101 

90 - 92 

10,5 : 1

Характеристика карбюраторных двигателей, работающих на бензине и пропане

Параметр 

Бензин 

Пропан

Степень сжатия 

10 : 1 

11 : 1

Содержание серы, % 

0,01 

0,001

Ровность работы двигателя 

хорошая 

отличная

Растворение смазочных масел топливом 

возможно 

невозможно

Напряжение тока зажигания, кВ 

3 - 6 

5 - 7

Зазор между электродами, мм 

стандартный 

0,25 и менее

Тепловой радиус 

стандартный 

один радиус гнезда свечи

2.2 КПГ или СУГ

Существует два типа газообразного топлива для автомобилей — компрированный природный газ (КПГ) и сжиженный углеводородный газ (СУГ). Первый является сжатым в баллонах в 200—250 раз (не путать с сжиженным) природным газом, второй — пропанбутановой смесью, получаемой из попутного нефтяного газа или в качестве побочных продуктов работы нефтеперерабатывающих заводов. По данным Национальной газомоторной ассоциации, в одной только России на более чем 30 млн автомобилей приходится примерно 1 млн работающих СУГ и 100 тыс. — на КПГ. Сегодня в мире компрированный газ уступает сжиженному углеводородному газу как по количеству автомобилей, так и по объемам реализуемого топлива — 11,4 млн газобаллонных автомобилей (ГБА) и 22,8 млн т условного топлива против соответственно 14,6 млн ГБА и 34 млн тонн. Перевод транспорта на газ сулит тройную выгоду — энергетическую, экономическую и экологическую. СУГ немного отстает от КПГ по экологическим параметрам, но внедрение пропанбутановой смеси в качестве моторного топлива позволяет решить специфическую экологическую проблему — утилизацию попутного нефтяного газа. Значительная доля этого ценного сырья сжигается в факелах на нефтепромыслах.

Оборудование по использованию компримированного газа в несколько раз дороже, чем на СУГ. Цена последнего колеблется в пределах 15–28 тыс. руб. (притом ведутся планомерные работы по снижению стоимости), а первого достигает 100, а порой и 150 тыс. руб. Если вы не водитель-дальнобойщик или не владелец крупного автопарка, затраты на переоборудование автомобиля вряд ли когда-то окупятся. Показателен пример кризисного, 2009 года, когда около 3 тыс. потребителей КПГ перешли на СУГ из-за резкого падения цен на последний.

Кроме того, как говорилось выше, АГЗС в нашей стране около 3 тыс., а станций заправки КПГ – всего 226 (даже в столице их только две). Поэтому на сегодняшний день объективным лидером газомоторной отрасли является СУГ. Но это не значит, что рынку газомоторного топлива некуда расти. Если сравнивать объемы потребления СУГ отечественным автотранспортом с некоторыми другими странами, то в Южной Корее эти объемы выше в 4,5 раза, в Турции – более чем в 2 раза, в Польше – более чем в 1,5 раза. Причем число автомобилей на пропан-бутане в этих и других странах растет быстрыми темпами. В 2010 году мировое потребление СУГ автотранспортом выросло на 7% по сравнению с предыдущим годом, число АГЗС – на 4%.

2.3 Степень опасности

Опыт эксплуатации автомобилей на газовом топливе показывает, что ездить на автомобиле, работающем на газе, значительно безопаснее, чем на бензине. Подтверждением этому служат объективные физико-химические свойства газов, такие, как температурные и концентрационные пределы самовоспламенения, которые у газов существенно выше, чем у бензина и дизельного топлива. За счет того, что газ находится в баллонах под давлением, исключается возможность попадания воздуха, необходимого для воспламенения или взрыва, в то время как в баках с бензином или дизтопливом постоянно присутствует смесь их паров с воздухом.Газовые баллоны имеют многократный запас прочности и устанавливаются в наименее уязвимые места в автомобиле.

2.4 Достоинства и недостатки сжиженного газа

Сжиженный газ обладает всеми качествами полноценного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Его использование не требует изменения конструкции автомобиля, оставляя возможность использования как бензина так и сжиженного газа в качестве топлива.

2.4.1 Достоинства применения сжиженного газа в качестве моторного топлива в вашем автомобиле:

• Сжиженный газ обладает всеми качествами полноценного топлива и является самым экологически чистым видом моторного топлива. • Газ - это высококачественное топливо с октановым числом около 105, поэтому ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Октановое число газового топлива выше чем бензина даже самого высшего качества. Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия.

• Газовое топливо продлевает работоспособность двигателя. При работе двигателя на газовом топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр-поршневые кольца, так как газовое топливо не смывает масло с их стенок и не растворяет его, снижает его расход на 1015%.

• Межремонтный пробег двигателя увеличивается в 1,52 раза. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей возрастает на 40%.

• Вследствие уменьшения углеродистых осадков не накапливаются смолистые отложения в камере сгорания, и поэтому уменьшается нагарообразование на головке блока и на поршнях.

• Снижается износ: гильзы цилиндра на 14%; поршней на 17%; шеек коленчатого

вала на 57%; поршневых колец на 63%.

• Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства. Снижается и расход масла. Кроме того, двигатель работает ровнее и тише - газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью.

• Увеличивается и срок службы свечей зажигания.

• Применение газового топлива заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов (выхлопа).

• При правильно выбранном режиме работы двигателя на газовом топливе снижается уровень создаваемого им шума на 2-3 дБ., что особенно важно в условиях города, а сам двигатель начинает работать мягче.

• При выработке газа двигатель останавливается не сразу, а прекращает работу через 2-4 км пробега.

 • Из расчета цен на 1 литр - цена газа дешевле в два раза 1 литра бензина.   

Недостатки: • Увеличение металлоемкости автомобиля на 3040 кг.

• Затруднения с пуском холодного двигателя (рекомендуется запуск двигателя на бензине, после прогревания - перевод на газовое топливо). • Баллон с газом занимает определенный объем в багажнике автомобиля (но не более 1/5).

А именно: возможность существования сжиженного газа при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и газообразном состоянии. В жидком виде эти газы легко перерабатываются, хранятся, транспортируются, а в газообразном - имеют лучшую, чем природный и искусственные газы, характеристику сгорания при отсутствии вредных примесей.

2.5 Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ

    Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ относительно прост и дешев, хотя и зависит от размеров двигателя и типа выбранного оборудования. Стоимость перевода, включая стоимость специального оборудования и топливного баллона, обычно не превышает 200 - 800 $. 

При переводе двигателей с любого бензина на сжиженный газ обязательно иметь три основных устройства: топливный бак (баллон) под сжиженный газ, редуктор испаритель и карбюратор.     Топливный бак работающего на сжиженном газе автомобиля является резервуаром высокого давления. Он представляет собой баллон цилиндрической формы, располагаемый обычно в багажном отделении автомобиля. Жидкая фаза сжиженного газа из топливного бака через глубоко погруженную в нее трубку и установленный на ней рабочий клапан поступает в трубопровод, а из него - в редукториспаритель, который обычно расположен в моторном отделении. В системе двухтопливного обеспечения автомобиля линия подачи сжиженного газа снабжена переключателем вида топлива, который мгновенно открывает или закрывает отсечные клапаны бензина или сжиженного газа. Обычно отсечной клапан используют для предотвращения образования вакуума в сборном коллекторе топлива и попадания топлива в смесительную камеру до запуска двигателя. Топливный фильтр защищает редуктор-испаритель от засорения примесями.

Сжиженный газ начинает испаряться в центральной камере редуктора-испарителя после запуска двигателя вследствие аккумулированного тепла самого испарителя. После того как через него начнет циркулировать горячая вода охлаждающей системы, жидкий сжиженный газ станет испаряться за счет подогрева в процессе теплообмена. Давление испаренной фазы сжиженного газа редуцируется в одну или две ступени да атмосферного давления с помощью обычного регулятора мембранного типа. При двухступенчатом понижении давления клапан высокого давления сначала обеспечивает подачу жидкости в испарительную камеру при избыточном давлении 83,4 кПа. После испарения газовая фаза, проходя через клапан низкого давления, расширяется и поступает в линию низкого давления, ведущую в карбюратор. 

Принцип действия жидкостного и газового карбюратора одинаков. Это устройство смешивает топливо с воздухом для получения воспламеняющейся смеси, предназначенной для сжигания в двигателе. Проблемы, возникающие при этом, связаны прежде всего с необходимостью работы двигателя на переменной мощности, т.е. при изменяющемся в широком диапазоне расходе топлива, а также с необходимостью поддержания оптимального соотношения топливо-воздух при быстро изменяющемся положении дроссельной заслонки и обеспечения холостого хода при минимальном расходе топлива. Проблема хорошо сбалансированной по воздуху и топливу подачи смеси на всех скоростях и нагрузках двигателя решается несколькими путями:

Расход газа регулируется и определяется по перепаду давления в трубе Вентури.

Расход газа зависит от положения воздушного клапана и одноступенчатого клапана для смеси газа и воздуха.

Расход газа регулируется положением воздушного клапана, связанного с топливным клапаном.

Расход газа зависит от давления на клапане сжиженного газа, механически связанном с дроссельной заслонкой.

Для получения оптимальных характеристик двигателя автомобиля, переведенного с бензина на сжиженный газ или двойное топливо, весьма важно отрегулировать работу карбюратора как для холостого хода, так и для широкого диапазона режимов работы с переменным положением дроссельной заслонки. Во всех случаях весьма важно обеспечить достаточную пропускную способность газопровода и устойчивую работу двигателя при максимальном расходе газа и минимальных потерях давления в газопроводе, редукционном клапане и испарителе.

Первоначально считалось, что для использования в автомобилях необходимы специальные сорта сжиженного газа, отличные от сортов, имевшихся на коммерческом рынке. Однако опыт показал, что стандартный сжиженный газ для коммунально-бытового потребления (ГОСТ 20448 - 90) пригоден для этой цели, поскольку основной параметр - октановое число - соответствует всем нормам и стандартам предъявляемым к автомобильному топливу.

Октановое число пропана - 105, бутана - 92, т.е. они имеют преимущество перед бензином, октановое число которого в среднем равно 85.

Другой качественный критерий - давление насыщенных паров. Оно должно обеспечить хорошие характеристики запуска двигателя зимой и исключать образование паровых пробок летом. В нашей стране применяются зимние и летние сорта сжиженного газа, представляющие собой смесь пропана и бутана.

Период 

Соотношение пропана и бутана (в %)

Максимальное давление насыщенных паров:

Зима 

60:40   

При температуре 20Сне более 0,16 Мпа

Лето

40:60

При температуре +45С - не более 1,6 Мпа

 

В большинстве европейских стран уже каждый третий автомобиль работает на сжиженном газе. Его доступность во многом обусловлена мягкой фискальной политикой правительств этих государств в отношении производителей и продавцов пропанбутановой смеси. Низкие налоги позволяют удерживать разницу в цене (в полтора-два раза) между нефтепродуктами и альтернативным топливом. Европа сознательно идет на расходы, поскольку видит в использовании сжиженного газа решение многих проблем. При сжигании газа объемы выбросов вредных веществ в пять раз меньше, чем при сжигании бензинов. Это особенно актуально, поскольку, подписав Киотский протокол, Евросоюз обязался на четверть сократить выбросы парниковых газов.

Что важно для автолюбителей, газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше.

Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства. Одним из приятных особенностей газового топлива является тот факт, что после опустения топливного баллона машина будет в состоянии проехать еще 2-4 км. Эти и многие факторы делаю популярным СУГ на современном факторе.

2.6 Перспективы и прогнозы развития

Проблема перехода автотранспорта на альтернативные виды моторных топлив приобретает все большую актуальность. Из списка возможных решений (использование метанола, биогаза, синтетического бензина, разработка коммерчески выгодных электромобилей и пр.) сегодня можно говорить о двух практически освоенных направлениях – применении в качестве моторного топлива сжиженных углеводородных газов (пропана и пропанбутановых смесей) и сжиженного природного газа (СПГ). На долю транспорта приходится около 9% общемирового потребления СУГ (18–20 млн.т).

Российская специфика потребления пропан-бутана в качестве моторонго топлива имеет ряд особенностей:

- При нынешних темпах прироста количества автотранспортных средств (5–7% в год) обеспечить отечественный транспорт нефтяным топливом в обозримой перспективе станет невозможным без освоения нефтяных месторождений с высокой себестоимостью добычи.

- Преобладающую часть автомобильного парка составляют машины с неудовлетворительными экологическими характеристиками двигателей.

- На рынке моторных топлив в России преобладают бензины низкого качества, не соответствующие международным экологическим стандартам на выбросы вредных веществ в атмосферу. Производство бензина с повышенными экологическими характеристиками требует использования дорогих технологий переработки нефти. Кроме неизбежного при этом повышения цен на автомобильное топливо, следует отметить, что применение мер по снижению выбросов лишь частично решает проблему загрязнения окружающей среды.

- Экологическая обстановка, сложившаяся в России, требует срочных и комплексных мер по снижению нагрузки на окружающую среду, создаваемой автомобильным транспортом. Одним из средств решения этой проблемы является использование газомоторного топлива (ГМТ).

Перечисленное выше делает масштабный перевод российского транспорта на альтернативные виды топлива стратегической необходимостью. В России существует весь набор благоприятных условий для развития транспортного сектора использования СУГ. Являясь нефтедобывающей и газодобывающей страной, Россия располагает достаточной ресурсносырьевой базой для расширения производства сжиженных углеводородных газов. Запасы попутного нефтяного газа в российских нефтяных месторождениях составляют, по имеющимся оценкам, порядка 1,5 трлн. м3, и в настоящее время эти ресурсы не используются в полной мере. На рынке моторных топлив пропан-бутан успешно конкурирует по цене с бензинами. Доля транспортного сектора в структуре внутрироссийского потребления СУГ на текущий момент оценивается в 20–25% (1,2–1,5 млн. т в год). Несмотря на то, что количественная доля пропан-бутана сравнительно невелика, данная сфера стабильно расширяется.

Распространение новых технологий, основанных на использовании пропанбутановых смесей, в быту и промышленности, рост числа автомобилей на газовом топливе, растущие сырьевые потребности нефтехимических производств — эти и другие факторы обеспечивают прирост потребления не менее 35% в год. Все это создает предпосылки для расширения как внутреннего, так и внешнего рынка российских СУГ, что, в свою очередь, требует расширения их производства.

В настоящее время в России перерабатывается лишь около 30% производимых СУГ. Количество СУГ, которые экспортируются за рубеж, безусловно, должно снижаться, перерабатываться внутри страны.

При интенсивном сценарии развития нефтехимическая отрасль может использовать больше половины производимых СУГ к 2030 году.

Глава 2

Аналитический обзор СУГ как альтернативного топлива, его плюсы и минусы, перспективы и использование

2.1 Общие сведения о СУГ, его свойства и характеристики

Сжиженный углеводородный газ (СУГ), чаще используемый как автомобильное топливо, представляет собой смесь пропана (С3Н8), бутана (С4Н10) и незначительного количества (около 1%) непредельных углеводородов. СУГ получают при первичной переработке нефти или при добыче и переработке газа. В недрах эта смесь, в отличие от природного газа (метана), находится в жидком состоянии, при добыче вместе с нефтью или метаном СУГ переходят в газообразное состояние. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Процесс заправки машин пропан-бутаном внешне очень похож на заправку бензином, потому что это - сжиженный газ.

СУГ получает все большее распространение в качестве альтернативы другим видам топлива благодаря ряду конкретных преимуществ, среди которых:

Экономичность: цена СУГ на АГЗС более чем в 2 раза ниже цены бензина АИ92.

Экологическая безопасность: СУГ относятся к наиболее чистым в экологическом отношении видам топлива. Выбросы токсичных веществ в 3-5 раз ниже в сравнении с бензином.

Безопасность автомобиля: СУГ продлевает срок службы автомобиля.

Одним из наиболее важных свойств пропана и бутана, отличающих их от других видов автомобильного топлива, является образование при свободной поверхности над жидкой фазой двухфазной системы жидкость - пар, вследствие возникновения давления насыщенного пара, т.е. давления пара в присутствии жидкой фазы в баллоне. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем, создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно испаряется. Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения.

Это свойство пропана и бутана позволяет хранить газ в небольших объемах, что очень важно. В качестве примера рассмотрим рис. 1. Давление насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа при 0 °С и 0,17 МПа при 15 °С, а давление насыщенного пара пропана при этих же температурах 0,59 и 0,9 МПа соответственно. Это различие приводит к значительной разнице в давлении смеси при изменении пропорции пропана и бутана. Давление растет при увеличении температуры, что приводит к большим изменениям объема сжиженного газа, находящегося в жидком состоянии. Следовательно, если сжиженный газ в жидком состоянии полностью заполняет баллон и температура продолжает увеличиваться, то давление будет быстро расти, что может привести к разрушению баллона.

Поэтому баллон никогда не заполняется сжиженным газом полностью, Обязательно оставляется паровая подушка, объем которой равен 10% от полной емкости баллона.

Эти два газа (пропан и бутан) различаются между собой температурой кипения, при которой они переходят из жидкого в газообразное состояние. Пропан перестает переходить в газ и остается в жидком состоянии при температуре 43 °С, для бутана эта температура равна 0° С.

Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров пропана и бутана от температуры

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном нефтяном газе - смеси пропана и бутана, - предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей газификации смеси. На газозаправочные станции, поступает сжиженный нефтяной газ двух марок: летний ГТБА - пропан-бутан автомобильный с содержанием 50 + 10% пропана, остальное бутан и зимний ПА - пропан автомобильный с содержанием 90 + 10% пропана. Изменение давления насыщенных паров Р смеси пропана и бутана в зависимости от температуры в баллоне показано на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров смеси пропана и бутана от температуры

Теплота сгорания газа несколько больше, чем у бензина. Однако с увеличением количества подаваемого в двигатель воздуха теплота сгорания несколько уменьшается.

Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100%, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 90%, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4%, но не надо забывать об экономии денежных средств. Мировое соотношение цены бензина к газу - 10:6.

Снижение мощности двигателя происходит по причине более низкой, чем у бензина, теплоты сгорания газа (см. табл.2). И в результате происходит неполное наполнение цилиндров двигателя газовоздушной смесью. Иногда ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3 - 5° этот недостаток пытаются устранить. В условиях эксплуатации большой разницы при движении автомобиля на газе или на бензине не ощущается.

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном газе, предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей испаряемости смеси: пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже 42 С, для бутана эта температура составляет 0,5 °С.

Рассмотрим использование сжиженного газа в двух видах двигателей внутреннего сгорания: бензиновых и дизельных. Основное внимание уделим только основным принципам конструктивного оформления и работы двигателей, работающих на сжиженном газе.

Стандартные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания - бензин и дизельное топливо. Основное преимущество сжиженного газа перед ними - чистота, поскольку в сжиженном газе нет свинца, очень низкое содержание серы, окислов других металлов, ароматических углеводородов и других загрязняющих примесей. Особенно это касается свинца, который для улучшения антидетонационных свойств в обязательном порядке добавляют в бензин в виде тетраэтилсвинца и который засоряет запальные свечи, является потенциальным отравителем атмосферы, а также серы, которая выбрасывается в атмосферу вместе с продуктами сгорания. Использование сжиженного газа облегчает запуск двигателя в холодное время года, обеспечивает более ровное и устойчивое горение внутри рабочего пространства цилиндров двигателя. Тот факт, что при сжигании сжиженного газа обычно полностью отсутствуют загрязнения, объясняет и большую долговечность работающих на сжиженном газе двигателей по сравнению с двигателями, работающими на бензине или дизельном топливе, поскольку в первом случае образуется значительно меньше нагара и отложений углерода на внутренней поверхности цилиндров.

Двигатели, работающие на сжиженном газе, имеют меньшую стоимость. Во многих странах сжиженный газ облагается незначительным налогом или вообще им не облагается, хотя автомобильное топливо повсюду считается одним из наилучших доходов от налогообложения. Помимо двигателей, которые можно перевести на сжиженный газ, на рынке имеются двигатели, которые разработаны только для работы на этих газах. Среди них следует назвать небольшие двигатели, предназначенные для работы внутри помещений, где благодаря их использованию требуется меньшая степень вентиляции (автопогрузчики на складах или корабельных трюмах, цементные смесители, оборудование для угольных шахт и рудников и прочие виды внутрицехового и подземного транспорта). Для работы только на сжиженном газе разработаны также разнообразные виды тракторов и других машин для сельского хозяйства.

Говоря о модификациях двигателей внутреннего сгорания, необходимо подчеркнуть важность сохранения возможности их работы в необходимых случаях на первоначальном виде топлива. Необходимость двухтопливного обеспечения возникает, в частности, при расположении заправочных пунктов сжиженным газом, на значительном удалении друг от друга.

Дизельные двигатели невозможно полностью перевести на сжиженный газ, поскольку они не способны устойчиво поддерживать работу по дизельному циклу. Смесь сжиженного газа с воздухом не может воспламениться подобно смеси дизельного топлива с воздухом, когда дизельное топливо впрыскивается в сжатый воздух. Кроме того, при избытке в топливной смеси сжиженного газа дизельный двигатель может начать детонировать. В связи с этим запуск дизельного двигателя следует осуществлять только на дизельном топливе. Далее он может работать на смеси дизельного топлива со сжиженным газом, доля которых не должна превышать определенной величины.

Характеристика топлива

Вид топлива

Октановое число

Макс. степень сжатия

экспериментальное

моторное

Пропан

111,5

105

11: 1

Бутан

95

92

8 : 1

Изобутан

100,4

99

9 : 1

Пропилен

100,2

90

7,5 : 1

Бензин рядовой

92 - 95

83 - 86

9 : 1

Бензин улучшенный

98 - 101

90 - 92

10,5 : 1

Характеристика карбюраторных двигателей, работающих на бензине и пропане

Параметр

Бензин

Пропан

Степень сжатия

10 : 1

11 : 1

Содержание серы, %

0,01

0,001

Ровность работы двигателя

хорошая

отличная

Растворение смазочных масел топливом

возможно

невозможно

Напряжение тока зажигания, кВ

3 - 6

5 - 7

Зазор между электродами, мм

стандартный

0,25 и менее

Тепловой радиус

стандартный

один радиус гнезда свечи

2.2 КПГ или СУГ

Существует два типа газообразного топлива для автомобилей — компрированный природный газ (КПГ) и сжиженный углеводородный газ (СУГ). Первый является сжатым в баллонах в 200—250 раз (не путать с сжиженным) природным газом, второй — пропанбутановой смесью, получаемой из попутного нефтяного газа или в качестве побочных продуктов работы нефтеперерабатывающих заводов.

По данным Национальной газомоторной ассоциации, в одной только России на более чем 30 млн автомобилей приходится примерно 1 млн работающих СУГ и 100 тыс. — на КПГ. Сегодня в мире компрированный газ уступает сжиженному углеводородному газу как по количеству автомобилей, так и по объемам реализуемого топлива — 11,4 млн газобаллонных автомобилей (ГБА) и 22,8 млн т условного топлива против соответственно 14,6 млн ГБА и 34 млн тонн.

Перевод транспорта на газ сулит тройную выгоду — энергетическую, экономическую и экологическую.

СУГ немного отстает от КПГ по экологическим параметрам, но внедрение пропанбутановой смеси в качестве моторного топлива позволяет решить специфическую экологическую проблему — утилизацию попутного нефтяного газа. Значительная доля этого ценного сырья сжигается в факелах на нефтепромыслах.

Оборудование по использованию компримированного газа в несколько раз дороже, чем на СУГ. Цена последнего колеблется в пределах 15–28 тыс. руб. (притом ведутся планомерные работы по снижению стоимости), а первого достигает 100, а порой и 150 тыс. руб. Если вы не водитель-дальнобойщик или не владелец крупного автопарка, затраты на переоборудование автомобиля вряд ли когда-то окупятся. Показателен пример кризисного, 2009 года, когда около 3 тыс. потребителей КПГ перешли на СУГ из-за резкого падения цен на последний.

Кроме того, как говорилось выше, АГЗС в нашей стране около 3 тыс., а станций заправки КПГ – всего 226 (даже в столице их только две). Поэтому на сегодняшний день объективным лидером газомоторной отрасли является СУГ. Но это не значит, что рынку газомоторного топлива некуда расти. Если сравнивать объемы потребления СУГ отечественным автотранспортом с некоторыми другими странами, то в Южной Корее эти объемы выше в 4,5 раза, в Турции – более чем в 2 раза, в Польше – более чем в 1,5 раза. Причем число автомобилей на пропан-бутане в этих и других странах растет быстрыми темпами. В 2010 году мировое потребление СУГ автотранспортом выросло на 7% по сравнению с предыдущим годом, число АГЗС – на 4%.

2.3 Степень опасности

Опыт эксплуатации автомобилей на газовом топливе показывает, что ездить на автомобиле, работающем на газе, значительно безопаснее, чем на бензине. Подтверждением этому служат объективные физико-химические свойства газов, такие, как температурные и концентрационные пределы самовоспламенения, которые у газов существенно выше, чем у бензина и дизельного топлива. За счет того, что газ находится в баллонах под давлением, исключается возможность попадания воздуха, необходимого для воспламенения или взрыва, в то время как в баках с бензином или дизтопливом постоянно присутствует смесь их паров с воздухом.Газовые баллоны имеют многократный запас прочности и устанавливаются в наименее уязвимые места в автомобиле.

2.4 Достоинства и недостатки сжиженного газа

Сжиженный газ обладает всеми качествами полноценного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Его использование не требует изменения конструкции автомобиля, оставляя возможность использования как бензина так и сжиженного газа в качестве топлива.

2.4.1 Достоинства применения сжиженного газа в качестве моторного топлива в вашем автомобиле:

• Сжиженный газ обладает всеми качествами полноценного топлива и является самым экологически чистым видом моторного топлива.

• Газ - это высококачественное топливо с октановым числом около 105, поэтому ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Октановое число газового топлива выше чем бензина даже самого высшего качества. Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия.

• Газовое топливо продлевает работоспособность двигателя. При работе двигателя на газовом топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр-поршневые кольца, так как газовое топливо не смывает масло с их стенок и не растворяет его, снижает его расход на 1015%.

• Межремонтный пробег двигателя увеличивается в 1,52 раза. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей возрастает на 40%.

• Вследствие уменьшения углеродистых осадков не накапливаются смолистые отложения в камере сгорания, и поэтому уменьшается нагарообразование на головке блока и на поршнях.

• Снижается износ: гильзы цилиндра на 14%; поршней на 17%; шеек коленчатого

вала на 57%; поршневых колец на 63%.

• Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства. Снижается и расход масла. Кроме того, двигатель работает ровнее и тише - газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью.

• Увеличивается и срок службы свечей зажигания.

• Применение газового топлива заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов (выхлопа).

• При правильно выбранном режиме работы двигателя на газовом топливе снижается уровень создаваемого им шума на 2-3 дБ., что особенно важно в условиях города, а сам двигатель начинает работать мягче.

• При выработке газа двигатель останавливается не сразу, а прекращает работу через 2-4 км пробега.

• Из расчета цен на 1 литр - цена газа дешевле в два раза 1 литра бензина.

Недостатки:

• Увеличение металлоемкости автомобиля на 3040 кг.

• Затруднения с пуском холодного двигателя (рекомендуется запуск двигателя на бензине, после прогревания - перевод на газовое топливо).

• Баллон с газом занимает определенный объем в багажнике автомобиля (но не более 1/5).

А именно: возможность существования сжиженного газа при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и газообразном состоянии. В жидком виде эти газы легко перерабатываются, хранятся, транспортируются, а в газообразном - имеют лучшую, чем природный и искусственные газы, характеристику сгорания при отсутствии вредных примесей.

2.5 Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ

Перевод двигателей с бензина на сжиженный газ относительно прост и дешев, хотя и зависит от размеров двигателя и типа выбранного оборудования. Стоимость перевода, включая стоимость специального оборудования и топливного баллона, обычно не превышает 200 - 800 $.

При переводе двигателей с любого бензина на сжиженный газ обязательно иметь три основных устройства: топливный бак (баллон) под сжиженный газ, редуктор испаритель и карбюратор.

Топливный бак работающего на сжиженном газе автомобиля является резервуаром высокого давления. Он представляет собой баллон цилиндрической формы, располагаемый обычно в багажном отделении автомобиля. Жидкая фаза сжиженного газа из топливного бака через глубоко погруженную в нее трубку и установленный на ней рабочий клапан поступает в трубопровод, а из него - в редукториспаритель, который обычно расположен в моторном отделении. В системе двухтопливного обеспечения автомобиля линия подачи сжиженного газа снабжена переключателем вида топлива, который мгновенно открывает или закрывает отсечные клапаны бензина или сжиженного газа. Обычно отсечной клапан используют для предотвращения образования вакуума в сборном коллекторе топлива и попадания топлива в смесительную камеру до запуска двигателя. Топливный фильтр защищает редуктор-испаритель от засорения примесями.

Сжиженный газ начинает испаряться в центральной камере редуктора-испарителя после запуска двигателя вследствие аккумулированного тепла самого испарителя. После того как через него начнет циркулировать горячая вода охлаждающей системы, жидкий сжиженный газ станет испаряться за счет подогрева в процессе теплообмена. Давление испаренной фазы сжиженного газа редуцируется в одну или две ступени да атмосферного давления с помощью обычного регулятора мембранного типа. При двухступенчатом понижении давления клапан высокого давления сначала обеспечивает подачу жидкости в испарительную камеру при избыточном давлении 83,4 кПа. После испарения газовая фаза, проходя через клапан низкого давления, расширяется и поступает в линию низкого давления, ведущую в карбюратор.

Принцип действия жидкостного и газового карбюратора одинаков. Это устройство смешивает топливо с воздухом для получения воспламеняющейся смеси, предназначенной для сжигания в двигателе. Проблемы, возникающие при этом, связаны прежде всего с необходимостью работы двигателя на переменной мощности, т.е. при изменяющемся в широком диапазоне расходе топлива, а также с необходимостью поддержания оптимального соотношения топливо-воздух при быстро изменяющемся положении дроссельной заслонки и обеспечения холостого хода при минимальном расходе топлива. Проблема хорошо сбалансированной по воздуху и топливу подачи смеси на всех скоростях и нагрузках двигателя решается несколькими путями:

Расход газа регулируется и определяется по перепаду давления в трубе Вентури.

Расход газа зависит от положения воздушного клапана и одноступенчатого клапана для смеси газа и воздуха.

Расход газа регулируется положением воздушного клапана, связанного с топливным клапаном.

Расход газа зависит от давления на клапане сжиженного газа, механически связанном с дроссельной заслонкой.

Для получения оптимальных характеристик двигателя автомобиля, переведенного с бензина на сжиженный газ или двойное топливо, весьма важно отрегулировать работу карбюратора как для холостого хода, так и для широкого диапазона режимов работы с переменным положением дроссельной заслонки. Во всех случаях весьма важно обеспечить достаточную пропускную способность газопровода и устойчивую работу двигателя при максимальном расходе газа и минимальных потерях давления в газопроводе, редукционном клапане и испарителе.

Первоначально считалось, что для использования в автомобилях необходимы специальные сорта сжиженного газа, отличные от сортов, имевшихся на коммерческом рынке. Однако опыт показал, что стандартный сжиженный газ для коммунально-бытового потребления (ГОСТ 20448 - 90) пригоден для этой цели, поскольку основной параметр - октановое число - соответствует всем нормам и стандартам предъявляемым к автомобильному топливу.

Октановое число пропана - 105, бутана - 92, т.е. они имеют преимущество перед бензином, октановое число которого в среднем равно 85.

Другой качественный критерий - давление насыщенных паров. Оно должно обеспечить хорошие характеристики запуска двигателя зимой и исключать образование паровых пробок летом. В нашей стране применяются зимние и летние сорта сжиженного газа, представляющие собой смесь пропана и бутана.

Период

Соотношение пропана и бутана (в %)

Максимальное давление насыщенных паров:

Зима

60:40

При температуре 20Сне более 0,16 Мпа

Лето

40:60

При температуре +45С - не более 1,6 Мпа

В большинстве европейских стран уже каждый третий автомобиль работает на сжиженном газе. Его доступность во многом обусловлена мягкой фискальной политикой правительств этих государств в отношении производителей и продавцов пропанбутановой смеси. Низкие налоги позволяют удерживать разницу в цене (в полтора-два раза) между нефтепродуктами и альтернативным топливом. Европа сознательно идет на расходы, поскольку видит в использовании сжиженного газа решение многих проблем. При сжигании газа объемы выбросов вредных веществ в пять раз меньше, чем при сжигании бензинов. Это особенно актуально, поскольку, подписав Киотский протокол, Евросоюз обязался на четверть сократить выбросы парниковых газов.

Что важно для автолюбителей, газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше.

Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства. Одним из приятных особенностей газового топлива является тот факт, что после опустения топливного баллона машина будет в состоянии проехать еще 2-4 км. Эти и многие факторы делаю популярным СУГ на современном факторе.

2.6 Перспективы и прогнозы развития

Проблема перехода автотранспорта на альтернативные виды моторных топлив приобретает все большую актуальность. Из списка возможных решений (использование метанола, биогаза, синтетического бензина, разработка коммерчески выгодных электромобилей и пр.) сегодня можно говорить о двух практически освоенных направлениях – применении в качестве моторного топлива сжиженных углеводородных газов (пропана и пропанбутановых смесей) и сжиженного природного газа (СПГ). На долю транспорта приходится около 9% общемирового потребления СУГ (18–20 млн.т).

Российская специфика потребления пропан-бутана в качестве моторонго топлива имеет ряд особенностей:

- При нынешних темпах прироста количества автотранспортных средств (5–7% в год) обеспечить отечественный транспорт нефтяным топливом в обозримой перспективе станет невозможным без освоения нефтяных месторождений с высокой себестоимостью добычи.

- Преобладающую часть автомобильного парка составляют машины с неудовлетворительными экологическими характеристиками двигателей.

- На рынке моторных топлив в России преобладают бензины низкого качества, не соответствующие международным экологическим стандартам на выбросы вредных веществ в атмосферу. Производство бензина с повышенными экологическими характеристиками требует использования дорогих технологий переработки нефти. Кроме неизбежного при этом повышения цен на автомобильное топливо, следует отметить, что применение мер по снижению выбросов лишь частично решает проблему загрязнения окружающей среды.

- Экологическая обстановка, сложившаяся в России, требует срочных и комплексных мер по снижению нагрузки на окружающую среду, создаваемой автомобильным транспортом. Одним из средств решения этой проблемы является использование газомоторного топлива (ГМТ).

Перечисленное выше делает масштабный перевод российского транспорта на альтернативные виды топлива стратегической необходимостью. В России существует весь набор благоприятных условий для развития транспортного сектора использования СУГ. Являясь нефтедобывающей и газодобывающей страной, Россия располагает достаточной ресурсносырьевой базой для расширения производства сжиженных углеводородных газов. Запасы попутного нефтяного газа в российских нефтяных месторождениях составляют, по имеющимся оценкам, порядка 1,5 трлн. м3, и в настоящее время эти ресурсы не используются в полной мере.

На рынке моторных топлив пропан-бутан успешно конкурирует по цене с бензинами. Доля транспортного сектора в структуре внутрироссийского потребления СУГ на текущий момент оценивается в 20–25% (1,2–1,5 млн. т в год). Несмотря на то, что количественная доля пропан-бутана сравнительно невелика, данная сфера стабильно расширяется.

Распространение новых технологий, основанных на использовании пропанбутановых смесей, в быту и промышленности, рост числа автомобилей на газовом топливе, растущие сырьевые потребности нефтехимических производств — эти и другие факторы обеспечивают прирост потребления не менее 35% в год. Все это создает предпосылки для расширения как внутреннего, так и внешнего рынка российских СУГ, что, в свою очередь, требует расширения их производства.

В настоящее время в России перерабатывается лишь около 30% производимых СУГ. Количество СУГ, которые экспортируются за рубеж, безусловно, должно снижаться, перерабатываться внутри страны.

При интенсивном сценарии развития нефтехимическая отрасль может использовать больше половины производимых СУГ к 2030 году.

Глава 3 Проектирование АГЗС

3.1 Общие положения

АГЗС предназначена для приема, хранения и выдачи СУГ в баллоны, установленные на автомобилях.

При проектировании АГЗС следует, как правило, предусматривать применение серийно выпускаемых технологических систем, имеющих технико-эксплуатационную документацию (ТЭД), согласованную в порядке установленном НПБаз.

Технологическая схема АГЗС предназначена для заправки баллонов топливной системы грузовых, специальных и легковых транспортных средств сжиженным углеводородным газом (пропан-бутан). Заправка автомобилей осуществляется при помощи газораздаточной колонки, отмеривающей в дм3 количество заправленного в баллон автомобиля газа.

На АГ3С не допускается размещение:

- заправочных автоцистерн, не отвечающих требованиям НПБ 111, предъ-

являемым к технологической системе МТА3С;

- пунктов заправки СУГ, не относящихся к наполнению резервуаров (емко-

стей, баллонов) ТС АГ3С и топливных систем транспортных средств;

- газораспределительных пунктов.

В состав АГ3С должны входить ТС, здания и сооружения, которые

следует относить:

- в соответствии с НПБ 105 по взрывопожаропасности к категории А (насоснокомпрессорное отделение), Д (операторная), к категории Ан

- элементы ТС наружной установки (резервуары, колонки, насосы, компрессоры,

испарители), вытяжные вентиляторы из помещений категории А, площад-

ка для стоянки автоцистерны;

- в соответствии с ПУЗ изд. 7 к классу 81а - помещения насоснокомпрессорного отделения и к классу 81г - элементы ТС наружной установки,

площадка для стоянки автоцистерны, пожароопасные зоны по ПУЗ вокруг

помещений категории А.

3.2 Данные к проектированию

Заданием является перевод части автопарка г. Владивостока на СУГ в частности грузовых и легковых автомобилей, а также расчет числа и местоположение (с учетом всех требований) АГЗС.

Общее количество автомобилей – 328 846

Количество переводимых на СУГ машин – 10000, из них

5000 – грузовые, 5000 – легковые.

3.3 Расчет производительности АГЗС

Производительность АГ3С определяется технологией выполнения работ и

количеством наполнительных колонок.

Продолжительность заправки автомобиля с учетом всех операций:

T = t1 + t2+t3+ t4+ t5 ,

где t1 время подхода автомобиля к колонкам;

t2- время подготовки к заправке СУГ;

t3- технологическое время заправки СУГ;

t4- время окончания заправки;

t5 - время отхода автомобиля от колонок.

Время подхода автомобиля к колонке от места ожидания (30 м), скорость

движения 5 км/ч/(1,4 м/с).

t1=S/V=30/1 ,4=20 с.

t2= 90 с.

Время непосредственной заправки СУГ tз=3 мин.

Время окончания заправки t4= 20 с.

Время отхода автомобиля от заправочного островка t5=15 с.

Итого, продолжительного заправки одного автомобиля составит:

T = 20+90+180+20+ 15=325 с = 5,4 мин

Количество автомобилей, заправленных на одной колонке в час:

na=3600/325=11,

11 машин в час на одной заправке – 1 колонка,

4 колонки на каждой заправке.

Средний объем баллона легковых ам – 53 л, Vmid лег

Средний объем баллона грузовых ам – 160 л, Vmid гр

Средний расход СУГ на 100 км для легковых ам - 14 л,

Средний расход СУГ на 100 км для грузовых ам – 35 л,

Средний пробег в сутки ам – 60 км,

Средний пробег в сутки грузовыми ам – 200 км,

Kз = коэффициент заполнения топливного баллона для всех ам (Kз = 0.85),

Кол-во заправок в сутки легковыми ам :

N =53/(60/100*14) Kз = 0,13

Кол-во заправок в сутки грузовыми ам :

N = 160/(200/100*35) Kз = 0,37

Кол-во ам – 10000, из них

5000 – легковые ам,

5000 – грузовые ам,

Общее ко-во ам заправляющихся раз в сутки:

Nм = (5000*0,13*aл) + (5000*0,37*аг), где

aл и aг – коэффициенты одновременности суточных заправок легковых и грузовых ам соответственно (aл = 1.5, aг = 1.25),

Nм = (5000*0,13*1,5) + (5000*0,37*1,25) = 3288

3.3.1 Расчет колва АГЗС:

Nагзс = Nм /(24*na*nк*Кн*Кнч*Ко),

где na = кол-во ам в час на одной колонке,

nк - кол-во колонок,

Кн - коэффициент суточной неравномерности заправок (Кн = 0,7),

Кнч – коффициент часовой неравномерности заправок (Кнч = 0,7),

Ко – коэффициент одновременности заправок (Ко = 0,8),

Nагзс = 3288/(11*24*4*0,7*0,7*0,8) = 7,9 ≈ 8

8 АГЗС необходимо запроектировать для обеспечения требуемого кол-во автомобилей СУГом.

3.3.2 Расход СУГ в сутки на одной заправке:

Vсуг = Nm/ Nагзс*Vсрк

где Vсрк – средний объем бака ам с учетом заполнения на 85%,

Vсрк = (53+160)*0,85/3 = 90,5 л,

Vсуг = 3288/8*90,5 = 37195,5 л = 37,2 м3.

3.4 Характеристики АГЗС

По данным расчетов приняли АГЗС со следующими характеристиками:

Техническое описание:

В состав АГЗС входит:

- 4 подземных одностенных резервуара СЦС - 25, объемом 25 м3 каждый;

- 4 топливораздаточные колонки «FAS220», располагаемые на островках безопасности;

- два насоса FAS AP 36 для заправки газобаллонных автомобилей;

- два насоса FAS LG PN 25 для слива СУГ из автоцистерны в резервуар;

- навес;

- здание операторной (II степени огнестойкости);

- площадка АЦ СУГ;

- газонаполнительный пункт;

- молниеотвод.

Насосный агрегат установлен на несущих стальных рамах и представляют собой компактную эксплуатационную установку.

3.4.1 Характеристика генерального и ситуационного плана

Площадка для АЦ не отгораживается железобетонной стеной. Въезд и выезд на площадку предусматривается раздельный. На въезде и выезде на площадку предусматриваются пандусы.

Наружное противопожарное водоснабжение обеспечивается за счет противопожарных резервуаров объемом 200 м3.

Камера под резервуар - наземное сооружение, высотой h=2,4м выполнено из сборных бетонных фундаментных блоков, покоится на монолитной железобетонной плите. Покрытие камеры - плоские асбестоцементные листы по стяжке из цементнопесчаного раствора. Изнутри свободное пространство камеры с установленным в нее металлическим резервуаром заполняется отфильтрованным песком.

С наружи поверхность блоков камеры отштукатуривается и окрашивается; выполняется декоративное оформление - ограждение из профлиста.

Операторская - отдельно стоящее мобильное здание размерами в плане 3,0x4,0 высотой 2,4м. Каркас здания металлический, из уголковых элементов, обшитый снаружи профильными стальными листами, изнутри - панелитом по внутреннему слою утеплителя (пеноизола).

Навес над раздаточной колонной - сооружение из металлических конструкций размерами в плане на металлических стойках из труб. Фундаменты под трубы - монолитные железобетонные стаканного типа. Покрытие и обрамление навеса - металлочерепица.

В соответствии с рабочим проектом принята следующая технoлогическая схема:

сжиженный углеводородный газ (СУГ) хранится в емкости (резервуаре) мод. СЦС25. Геометрическая вместимость резервуара составляет 25 куб.м.; фактическая вместимость цистерны при максимальном коэффициенте заполнения - 0,85, составляет - 21,25куб.м. Суммарное количество хранимого сжиженного газа составляет - 85 куб.м;

Для площадки автоцистерны с СУГ, оборудованной отбортовкой, и технологическим колодцем, предусматривается аварийная вентиляция с искусственным побуждением с основными и резервными вентиляторами взрывобезопасного исполнения. Запуск и остановка системы предусмотрена как вручную, так и в автоматическом режиме, а также дистанционно из операторской. Для обеспечения равномерной подвижности отсасываемой паровоздушной смеси в любой точке площадки, предусматривается отсос ее через воздуховод равномерного всасывания, который располагается на уровне верхнего края отбортовки. Удаление паровоздушной смеси предусматривается через воздуховод с помощью факельного выброса, что обеспечивает удаление ее на более значительную высоту.

Сеть технологических трубопроводов автомобильной газозаправочной станции позволяет производить прием топлива из автоцистерны и раздачу их через колонки потребителям. От резервуара до газозаправочной колонки предусматривается подземная прокладка газопровода Дц 25x35; Дц 15x2,5 по ГОСТ 105088 на глубине 1,6 м. в лотках, на опорах с пролетом 1,5м по резиновым подушкам. Колонка подключена к резервуару посредством труб Дц 53x3,5; 42x3,0 по ГОСТ 5088. Для защиты подземных газопроводов были применены защитные покрытия усиленного типа по ГОСТ 9.60289 на основе битумной мастики. Для резервуара также была предусмотрена защита от коррозии, состоящая из покрытия весьма усиленного типа по ГОСТ 9.60289, на основе битумной мастики.

Проектом предусмотрено по степени надежности электроснабжения АГЗС к III категории. Напряжение сети 380/220 В. Установленная мощность Руст=12,785 кВт. Для распределения электроэнергии на станции принят распределительный пункт ПР 85011292, установленный в операторской. Для заземления электроприемников станции используют нулевые жилы питающих кабелей и внешний контур заземления. Под навесом топливозаправочной устанавливаются светильники ВЗГ/ВЧА200МС. Для наружного освещения станции применяются светильники РТУ06125002 и РКУ07125001У1. Подвод питания к светильникам выполнен кабелем АВВГз и ВВГ, прокладываемым в траншее, трубах и по строительным конструкциям.

Заземлением корпусов светильников выполняется присоединением нулевого рабочего провода к винту заземления внутри светильника. Линия электроснабжения выполнена кабелем АВВ1 сечением 4x25 мм2, проложенным в траншее, защищенным по всей длине глиняным кирпичом.

Молниезащита емкости хранения топлива выполнена стержневым молниеотводом, присоединенным к наружному контуру заземления в соответствии с РД 34.21.12287. Высота стержневого молниеотвода равна 15м. Молниезащита топливораздаточной колонки осуществляется присоединением ее к наружному контуру заземления. На сооружении защиты газовой емкости предусматривается молниеприемная сетка с шагом ячеек 6x6 м.

Операторская имеет металлическую кровлю, поэтому в качестве молниеприемной сетки должна быть использована сама кровля. Токоотводы от металлической кровли и молниеприемной сетки должны быть соединены с наружным контуром заземления. Сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом.

В проекте применен сигнализатор СТМ10 Смоленского ПО «Аналитприбор». При повышении предельно допустимой концентрации сжиженных углеводородных газов срабатывает световая сигнализация и включаются вытяжные вентиляторы. Датчики газоанализатора устанавливаются в приямке на уровне 50100 мм. от площадки и в колодце на уровне 50100мм от дна. Трассы внешних соединений выполнены кабелем КВВГ, АКВВГ, проложенными в операторской открыто по стене с креплением скобами. Автомобильная газозаправочная станция оборудуется пожарной сигнализацией:

в помещении операторской монтируется прибор ППК.

извещатели дымовые пожарные ИП 215.

3.5 Техника безопасности

На стационарной автомобильной газозаправочной станции производится заправка баллонов легковых и грузовых автомобилей одорированным сжиженным углеводородным газом, соответствующим ГОCT 2044892 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» марок ПТ и СПБТ, пары которого могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Факторы производственных опасностей воздействия на организм человека:

1. Наличие вредных веществ IVгo класса опасности (пропана, бутана), обладающих наркотическим действием.

2. Обморожение открытых участков кожи при попадании на них углеводородных газов.

Наиболее опасными аварийными ситуациями на АГЗС могут быть:

− разгерметизация гибкого шланга типа АЦТ8М431043600 с условным проходом 40 мм и поступление сжиженного углеводородного газа на бетонированную площадку заправочной станции при заполнении баллонов автомобилей из колонки;

− отключение электроэнергии;

− неисправность оборудования:

а) неисправен предохранительный клапан (утечка рабочей среды через соединение золотник-седло клапана, клапан не срабатывает, при повышении давления газа в цистерне выше рабочего);

б) повреждено защитное стекло индикатора уровня и т.д.;

в) нарушение санитарного режима, представляющего опасность для людей и окружающей среды.

Во всех случаях возникновения аварийных ситуаций и образования взрывоопасных смесей должны быть приняты меры по их устранению.

Мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эксплуатации АГЗС:

Автоцистерны со сжиженным углеводородным газом и заправляемые автомобили размещаются на открытых площадках заправочной станции.

Все электрооборудование и осветительная аппаратура, расположенные в зоне В1г, имеют взрывозащищенное исполнение, соответствующее категории и группе взрывоопасных смесей.

Загрязненные маслами песок, снег и промасленная ветошь должны быть собраны в металлический ящик искронедающим совком и периодически вывезены на полигоны промышленных отходов.

По прибытии на площадку наполнения газобаллонных автомобилей водитель автоцистерны обязан:

а) заглушить двигатель автомобиля - тягача и вынуть ключ из замка зажигания;

б) заземлить автоцистерну и пост управления;

в) убедиться в отсутствии открытого огня;

г) под колеса автоцистерны поставить упор противооткатный.

Заправка газобаллонных автомобилей должна осуществляться согласно производственной инструкции.

Количество одновременно заправляемых автомобилей – один, остальные автомобили должны находиться на площадке для стоянки автомобилей, предусмотренной в проекте у въезда, за территорией АГЗС.

При наполнении баллонов газобаллонных автомобилей на АГЗС должны выполняться требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Допускается заправка только баллонов газобаллонных автомобилей. Заправка других баллонов, в том числе и бытовых, категорически запрещается.

Ответственность за техническую исправность баллонов газобаллонных автомобилей и их освидетельствование несет владелец автомобиля.

Перед заправкой баллонов газобаллонных автомобилей оператор АГЗС обязан проверить в путевом листе водителя наличие штампа и подписи, подтверждающих исправность и пригодность баллонов к наполнению, а так же наличие у водителя удостоверения на право вождения газобаллонных автомобилей.

Запрещается заправлять СУГ в установленные на автомобилях баллоны, у которых:

а) истек срок периодического освидетельствования, ллоны подлежат освидетельствованию один раз в два года);

б) нет установленных надписей;

в) не исправлены вентили и клапаны;

г) ослаблено крепление баллона;

д) имеются утечки из различных соединений.

Наполнение баллонов автомобилей СУГ разрешается только при выключенном двигателе автомобиля. Включать двигатель разрешается только после отсоединения рукавов и установки заглушки на отключающее устройство.

Въезд на территорию АГЗС и заправка автомобилей, в которых находятся пассажиры, запрещаются. Во время операций по подготовке, заправке и окончания заправки автомобилей запрещается так же пребывание на территории АГЗС посторонних лиц и водителей, ожидающих заправку.

При заправке газобаллонных автомобилей СУГ необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

а) не стучать металлическими предметами по арматуре и газопроводам, находящимся под давлением;

б) если двигатель заправленного газом автомобиля при пуске дает перебои (хлопки), его следует немедленно заглушить и откатить автомобиль на расстояние не менее 15м;

в) не подтягивать соединения на баллонах и коммуникациях;

г) не оставлять заправляемые автомобили без надзора;

д) не производить выброс СУГ из баллонов в атмосферу при переполнении;

е) не производить регулировку и ремонт газовой аппаратуры газобаллонных автомобилей на территории АГЗС;

ж) не наполнять автомобильные баллоны более 90% по объему;

з) не заправлять баллоны автомобилей при повышении давления системе автоцистерны выше 1,6 МПа (16кгс/см2);

и) не держать присоединенной наполнительную струбцину к наполнительному вентилю автомобиля, когда заправка его не производится;

к) не буксировать транспортные средства петлей аварийного выталкивания автоцистерны.

Запрещается эксплуатация и въезд автоцистерны на площадку АГЗС если:

− истек срок очередного освидетельствования сосуда (цистерны);

− поврежден корпус или днище сосуда (вмятины, нарушена окраска и так далее);

− отсутствуют установление клейма и надписи;

− отсутствует или неисправна арматура;

− отсутствуют предупредительные надписи;

− отсутствует паспорт на сосуд;

− имеются утечки газа через соединения и арматуру;

− неисправны предохранительные клапаны;

− оборвана цепь заземления;

− заземляющий трос со штырем-струбциной отсутствует или имеет повреждения;

− отсутствуют огнетушители или истек срок их проверки (автоцистерна должна быть укомплектована двумя огнетушителями);

− неисправна резьба на штуцерах и резинотканевых рукавах;

− истек срок испытания резинотканевых рукавов, повреждены поверхность и их заземление;

− неисправно крепление арматуры и трубопроводов;

− поврежден индикатор уровня и КИП;

− повышено давление в сосуде (цистерне) выше 1,6 МПа (16 кгс/см2);

− отсутствует информационная табличка «Системы информации» об опасности, аптечка и знак аварийной остановки.

При наливе автоцистерны на «Базе сжиженного углеводородного газа» объем наливаемого топлива в цистерне не должен превышать 85% объема цистерны.

3.6 Противопожарные мероприятия.

Персональная ответственность за обеспечение пожарной безопасности АГЗС возлагается на ее руководителя. Руководитель АГЗС обязан:

а) обеспечить круглосуточную охрану АГЗС;

б) организовать изучение и выполнение правил пожарной безопасности всеми работниками АГЗС;

в) периодически проверять состояние пожарной безопасности, наличие и исправность технических средств борьбы с пожарами.

АГЗС обеспечивается следующими первичными средствами пожаротушения (ПСТ):

1) огнетушитель химически-воздушно-пенный (ОХВП10) - 2 шт.;

2) ящик с песком (объем 0,5 м3) — 2 шт.;

3) лопата-2 шт.;

4) асбестовое полотно размером 1х2м - 2 шт.

Первичные средства пожаротушения и их количество приняты в соответствии с требованиями:

«Правил безопасности при эксплуатации газового хозяйства автомобильных заправочных станций сжиженного газа»;

«Инструкции» по эксплуатации и техническому обслуживанию заправочной автоцистерны для сжиженного газа.

«Правил пожарной безопасности в Российской Федерации 01-03»

«Норм пожарной безопасности. Автозаправочные станции. Требование пожарной безопасности. НПБ 111-98*»

Автоцистерна, доставляющая СУГ на площадку АГЗС, должна быть укомплектована двумя огнетушителями.

Первичные средства пожаротушения используются для локализации и ликвидации небольших загораний, а также пожаров в их начальной стадии развития.

Огнетушители должны быть опломбированы и должны иметь исправный раструб. Применять огнетушители без раструбов запрещается.

Огнетушители должны подвергаться наружному осмотру и перезарядке в соответствии с требованиями «Паспорта» на огнетушители.

Огнетушители, отправляемые на перезарядку, должны быть заменены на соответствующее количество заряженных огнетушителей.

При каждом ящике с песком должны находиться две металлические совковые лопаты. Ящики должны плотно закрываться крышками. На ящиках должна быть надпись: «Песок на случай пожара». Песок следует регулярно осматривать. При обнаружении увлажнения или комкования его необходимо просушить и просеять.

На видном месте в помещении пребывания обслуживающего персонала должна быть вывешена инструкция о порядке действия персонала при возникновении пожара и способы оповещения пожарной охраны.

В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с разгерметизацией гибкого шланга и поступлении СУГ на бетонированную площадку, рабочим проектом предусмотрено автоматическое включение вентиляторов, срабатывающих от датчиков-сигнализаторов СТМ-10, реагирующих на повышение концентрации сжиженного газа в наиболее низких местах АГЗС:

- приямок бетонированной площадки;

- колодец сбора ливневых стоков с бетонной площадки.

Включение аварийной вентиляции позволяет резко снизить приземную концентрацию газа и не допустить условий возникновения пожара или взрыва. При повышении концентраций газа, кроме включения вентиляторов, включается световая сигнализация, указывающая на необходимость немедленного принятия мер персоналом.

3.7 Требования по размещению АГЗС

3.1.1. АГЗС следует располагать, как правило, в пределах территории поселений, по возможности с подветренной стороны для ветров преобладающего направлений по отношению к жилой застройке.

3.1.2. Территория АГЗС подразделяется на производственную и вспомогательную зоны, на которых в зависимости от технологического процесса приема, транспортирования, хранения и отпуска СУГ потребителям необходимо предусматривать следующие основные здания и сооружения:

в производственной зоне:

колонки для слива газа;

базу хранения с резервуарами для хранения СУГ;

наполнительный цех с погрузочно-разгрузочной площадкой для размещения наполненных и пустых баллонов;

насосно-компрессорную и воздушную компрессорную;

испарительную (теплообменную) установку;

резервуары для слива из баллонов неиспарившегося газа;

внутриплощадочные трубопроводы для перемещения паровой и жидкой фазы СУГ в соответствии с технологической схемой ГНП;

во вспомогательной зоне:

производственно-вспомогательное здание с размещением в нем механической мастерской, сантехнической насосной, административно-хозяйственных и других помещений;

трансформаторную подстанцию;

котельную (если невозможно подключение к существующим источникам теплоснабжения);

площадку для открытой стоянки автомобилей;

резервуары для противопожарного запаса воды;

складские и другие помещения.

Перечень зданий и сооружений, размещаемых во вспомогательной зоне, следует уточнять в соответствии с техническими условиями на проектирование.

Допускается предусматривать размещение службы эксплуатации газового хозяйства с примыканием к территории ГНП.

3.1.3. Минимальные расстояния от резервуаров для хранения СУГ, размещаемых на АГЗС, до зданий и сооружений, не относящихся к АГЗС, следует принимать по табл. 1, до дорог — по табл. 2.

Расстояние до базы хранения с резервуарами различной вместимости следует принимать по резервуару с наибольшей вместимостью.

3.1.4 Минимальные расстояния между зданиями и сооружениями, размещаемыми на территории АГЗС, следует принимать по табл. 3 как для ГНС.

При размещении на АГЗС резервуаров для хранения сжиженного газа общей вместимостью менее 50 м3 указанное расстояние следует принимать по табл. 4 как для ПСБ.

Глава 4. Газонаполнительная станция сжиженных углеводородных газов

4.1. Назначение и требования к размещению

Газонаполнительные станции (ГНС) сжиженных газов – это стационарные хранилища для приема от поставщиков и хранения сжиженных газов и выдачи их потребителям.

Производительность ГНС должна определяться на основании схемы газоснабжения области, края, республики, утвержденных решениями облисполкома, крайисполкома и др.

При выборе площадки для строительства ГНС должна учитываться возможность:

обеспечения требуемых разрывов как между зданиями и сооружениями ГНС, так и между окружающими ее зданиями и сооружениями;

примыкания железнодорожной ветки и автодорог станции к железнодорожной сети и автомобильным дорогам населенного пункта;

обеспечения электроэнергией, водой, телефонной связью, радиотрансляцией и теплом.

ГНС сжиженных газов, как было указано выше, предназначена для приема, хранения и снабжения сжиженными газами в баллонах и автоцистернах населения, коммунальнобытовых, промышленных и сельскохозяйственных потребителей.

На ГНС сжиженных газов в настоящее время должны быть обеспечены обязательные раздельное хранение сжиженных газов с повышенным содержанием бутанов (до 60%) и технического пропана, а также раздельная раздача их в баллоны и автоцистерны. На ГНС необходимо также предусматривать одновременный слив сжиженных газов из железнодорожных цистерн с разным процентным соотношением пропана и бутанов.

На ГНС сжиженных газов осуществляются следующие операции:

-прием сжиженных газов от поставщика, поступающих в основном в железнодорожных цистернах;

-слив сжиженных газов в свои хранилища;

-хранение сжиженных газов в надземных и подземных резервуарах, в баллонах и т. д.;

-слив из пустых баллонов неиспарившихся остатков и слив сжиженных газов из баллонов, имеющих неисправности;

-разлив сжиженных газов в баллоны, передвижные резервуары, автоцистерны;

-прием пустых и выдача наполненных баллонов;

-транспортировка сжиженных газов в баллонах и по внутренней трубопроводной сети;

-ремонт и переосвидетельствование баллонов;

-технологическое обслуживание и ремонт оборудования ГНС;

-доставка сжиженных газов потребителям в баллонах, автоцистернах.

В ряде случаев на ГНС производятся также:

З-аправка автомашин, работающих на сжиженном газе, из автозаправочной колонки;

-регазификация (испарение) сжиженных газов;

-смешение паров сжиженных газов с воздухом или низкокалорийными газами;

-подача паров сжиженных газов, газовоздушных или газовых смесей в городские системы распределения газа.

ГНС состоят из комплекса сооружений, цехов и оборудования, которые размещаются на территории, разделенной на две зоны: производственную и вспомогательную. На указанных территориях располагаются следующие здания и сооружения:

1. Производственная зона – наполнительное отделение с погрузочно-разгрузочными площадками для баллонов, в котором производятся все операции с баллонами, начиная от приема пустых баллонов и кончая отправкой наполненных баллонов потребителям; насоснокомпрессорное отделение для обеспечения перекачек сжиженных газов; отделение слива неиспарившихся остатков газа из баллонов, замены неисправных вентилей и клапанов, дегазации; помещение для вентиляционного оборудования; воздушная компрессорная и помещение бытовок; резервуары для слива неиспарившихся газов; резервуары для приема и хранения сжиженных газов (хранилище газа); сливоналивная эстакада с железнодорожной веткой для приема железнодорожных цистерн; колонки для налива сжиженных газов в автоцистерны и также слива газов из автоцистерн, для заправки газобаллонных автомашин; трубопровод для транспорта сжиженных газов; трубопроводы систем водоснабжения, канализации и теплоснабжения; маневровая лебедка; железнодорожные и автомобильные весы; испарительные установки и установки по смешению паров сжиженных газов с воздухом при необходимости;

2. Вспомогательная зона – здание блока вспомогательных помещений, механические мастерские, помещения по ремонту и освидетельствованию баллонов, лаборатория, котельная, насосная водоснабжения, административно-конторские помещения; трансформаторная электроподстанция, аккумуляторные; вспомогательные сооружения (водонапорная башня, напорный резервуар с насосной станцией, отстойники, хлораторная, градирня); прирельсовая погрузо-разгрузочная площадка для баллонов; или здание для технического обслуживания автомобилей; механическая мастерская; контрольно-пропускной пункт; материальный склад; склад горючих и смазочных материалов.

Перечень зданий и сооружений, входящих в состав ГНС, следует определять в зависимости от производительности и назначения ГНС. Кроме того, на территории производственной зоны допускается предусматривать размещение закрытого прирельсового склада баллонов; на территории вспомогательной зоны допускается предусматривать размещение службы эксплуатации газового хозяйства города или населенного пункта и испарительной установки, предназначенной для газоснабжения котельной; допускается выделять гараж в самостоятельное хозяйство с размещением его вне территории ГНС; отделение освидетельствования и окраски баллонов допускается размещать в производственной или во вспомогательной зоне в зависимости от технологического процесса окраски; насосы компрессорные, карусельные агрегаты, испарительные установки и другое технологическое оборудование ГНС допускается размещать на открытых площадках под навесами из несгораемых материалов, если климатические условия в районе строительства позволяют обеспечить нормальную работу устанавливаемого оборудования и обслуживающего персонала. Некоторые из приведенных выше служб могут блокироваться в одном здании или располагаться отдельно.

Взрыво- и пожароопасными объектами на территории ГНС являются: сливоналивная эстакада; резервуары для сжиженных газов; насоснокомпрессорное отделение; наполнительное отделение; колонки для налива сжиженных газов в автоцистерны и для заправки газобаллонных автомобилей; трубопроводы для сжиженных газов; отделение покраски баллонов; резервуары для слива неиспарившихся остатков; склады баллонов со сжиженным газом; испаритель сжиженных газов.

По пожароопасности помещения насоснокомпрессорного и баллононаполнительного отделений относятся к производствам категорий Г и Д. Производственные здания и сооружения ГНС в отношении опасности при применении электрооборудования следует относить:

к классу В1а – помещения насоснокомпрессорного и наполнительного отделений, отделений слива, замены неисправных вентилей и клапанов, промывки и окраски баллонов, испарительного и смешения газа с воздухом, а также вентиляционные камеры вытяжной вентиляции;

к классу В1г – резервуары, сливные эстакады, колонки для слива и налива сжиженных газов, а также при размещении вне зданий отделений насоснокомпрессорного, наполнения, слива, замены неисправных вентилей и клапанов, промывки баллонов, испарительного и смешения газа с воздухом, погрузочно-разгрузочную площадку для баллонов.

ГНС должны располагаться преимущественно вне черты города и других населенных пунктов на специально отведенных спланированных площадках и желательно с подветренной стороны господствующих ветров, чтобы возможные выделения газов не попадали в зону жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.

При размещении ГНС в городе она должна находиться вдали от жилых густозаселенных районов.

На станциях с общей вместимостью резервуаров для сжиженных газов свыше 200 м3 производственные здания и сооружения с технологическим оборудованием должны быть выделены в отдельную рабочую зону, огражденную от прочих зданий и сооружении станций, размещаемых во вспомогательной зоне. При выборе площадки для ГНС следует учитывать возможность и удобство подвода к ней железнодорожных путей, автомобильных дорог и сетей энергоснабжения, водоснабжения, канализации и телефонной связи. По возможности надо стремиться к тому, чтобы резервуары для хранения сжиженных газов располагались на более низких отметках относительно жилых ближайших и общественных зданий и сооружений. Минимальные расстояния между резервуарами сжиженного газа и зданиями и сооружениями, не относящимися к ГНС, надо устанавливать в зависимости от общего объема и размера резервуаров в соответсвии со СНиП 2.04.08 – 87*.

Расстояния от ГНС с надземными резервуарами до зданий и сооружений, имеющих общественное назначение (стадионы, рынки, парки культуры, выставки и театры на число зрителей свыше 800), должны быть в 2 раза больше указанных в СНиП 2.04.08 – 87*.

4.2 Расчет резервуарного парка ГНС

Мощность ГНС сжиженного газа определяется в основном в зависимости от объемов резервуаров хранилищ, установленных на ГНС. Объем резервуарного парка следует определять в зависимости от суточной производительности ГНС, степени заполнения резервуаров и количества резервируемого для хранения сжиженного газа на ГНС. Количество резервируемого для хранения сжиженного газа надлежит определять в зависимости от расчетного времени работы ГНС без поступления газа ПР, сут, определяемого по формуле:

ПР=L/υТР+ПТР+ПЭ

ПР=200/330+1+3=4,6≈5

где L – расстояние от завода-поставщика газов до ГНС, км; υТР – нормативная суточная скорость доставки грузов МПС повагонной отправки, км/сут (принимается 330 км/сут); ПТР – время, затрачиваемое на операции, связанные с отправлением и прибытием груза (принимается 1 сут); ПЭ – время, на которое следует предусматривать эксплуатационный запас сжиженных газов на ГНС (принимается в зависимости от местных условий в размере 3÷5 сут). При соответствующем обосновании для районов с суровыми климатическими условиями и при неудовлетворительном состоянии дорог допускается увеличивать ПЭ.

Число беззавозного снабжения газом может быть определено по эмпирической формуле:

n=4+L/VТР

n=4+200/330=4,6

Получаемые по формуле (5.3) данные должны корреспондировать с числом резервируемых для беззавозного снабжения дней (табл. 10).

Число резервуаров, необходимых для ГНС, может быть определено:

m=V/(Vpϕ)

m=2120/(200*0,85)=12,47≈13

где V – объем резервуарного парка, м3; Vp – геометрический объем одного резервуара, выбранного для установки на ГНС, м3; ϕ – коэффициент наполнения резервуаров (0,85 – для надземных и 0,9 – для подземных резервуаров).

Принимаем надземные резервуары СЦС200.

Установку резервуаров на ГНС следует предусматривать, как правило, надземную. Подземная установка резервуаров допускается при невозможности обеспечения установленных минимальных расстояний до зданий и сооружений (например, при расширении и реконструкции действующих ГНС), а также для районов с температурой наружного воздуха ниже допустимой технической характеристикой резервуара.

Размещение резервуаров внутри помещений не допускается. Шаровые резервуары ставятся только надземные. Резервуары в хранилище располагаются группами с числом резервуаров, обеспечивающим удобное дистанционное управление арматурой. Так, при общем объеме резервуаров до 2000 м3 максимальный объем резервуаров в группе не должен превышать 1000 м3, а при общем объеме свыше 2000 м3, но не выше 8000 м3 – 2000 м3 в группе.

Расстояния между группами надземных резервуаров (между образующими крайних резервуаров) принимают: 5 м – при общем объеме резервуаров до 200 м3; 10 м – при общем объеме резервуаров от 200 до 700 м3; 20 м – при общем объеме резервуаров от 700 до 2000 м3.

Расстояния в свету между надземными резервуарами в группе должны быть равны диаметру большего смежного резервуара, но не менее 2 м. Расстояние между рядами надземных резервуаров, размещаемых в два и более рядов, должно приниматься равным длине наибольшего резервуара, но не менее 10 м. Для каждой группы надземных резервуаров по периметру должно предусматриваться замкнутое обвалование или ограждающая стенка из несгораемых материалов (например, из кирпича, бутобетона, бетона и т. п.) высотой не менее 1 м, рассчитанные на 85 % емкости группы резервуаров. Ширина земляного вала поверху должна быть не менее 0,5 м.

Расстояния от резервуаров до подошвы обвалования или ограждающей стенки должны быть равны половине диаметра ближайшего резервуара, но не менее 1 м. Для удаления ливневых и талых вод с обвалованной территории должны предусматриваться специальные устройства (например, затворы, задвижки и т. п.). Для входа на территорию резервуарного парка по обе стороны обвалования или ограждающей стенки должны быть предусмотрены лестницы-переходы шириной 0,7 м, не менее двух на каждую группу, расположенные в разных концах обвалования.

При проектировании резервуарного парка следует предусматривать раздельный прием и хранение различных по составу сжиженных газов, для чего следует выделять группы резервуаров с соответствующей обвязкой под отдельные сорта сжиженных газов: пропана и бутанов технических, зимней и летней пропанбутановых смесей для коммунально-бытовых нужд, топлива для заправки газобаллонных автомобилей. Обвязка резервуарного парка должна обеспечивать взаимозаменяемость резервуаров каждой группы, а также возможность перекачки из одной группы резервуаров в другую.

Резервуары сжиженных газов должны быть оборудованы контрольно измерительными приборами и предохранительной арматурой: указателями уровня жидкости, предохранительными клапанами, манометрами, дренажными незамезающими клапанами. На каждом резервуаре следует устанавливать не менее двух предохранительных клапанов (рабочий и резервный). Предохранительные клапаны должны обеспечивать сброс газа из резервуаров при давлении в них, на 15% превышающем рабочее. Установка предохранительных клапанов должна производиться через переключающий трехходовой кран.

Отвод газа от предохранительных клапанов, установленных на резервуарах сжиженного газа, должен производиться через продувочные свечи в соответствии с требованиями «Правил безопасности в газовом хозяйстве». В целях сокращения загазованности территории производственной зоны ГНС рекомендуется предусматривать систему централизованного сброса газа от предохранительных клапанов резервуарного парка и технологического оборудования базы на общую свечу. Свечу следует располагать преимущественно с подветренной стороны к резервуарному парку и другим сооружениям ГНС на расстоянии не менее 5 м от обвалования резервуаров.

Высота свечи определяется расчетом рассеивания газов и должна быть не менее 30 м.

Для удобства обслуживания арматуры, контрольно-измерительных приборов, люков надземные резервуары должны быть оборудованы стационарными металлическими площадками с лестницами. Лестницы должны быть выведены за обвалование.

Отпуск сжиженных газов с ГНС в автоцистернах осуществляется через газораздаточные колонки. Число газораздаточных колонок определяется из необходимой суточной реализации газа в автоцистернах по формуле:

nкол = Qcут/(qkτ)

nкол = 424/(60*0,5*12)=1,166≈2

где Qcут,=424 – средняя суточная реализация, м3; q=60 – расчетная производительность колонки, м3/ч; k = 0,5÷0,8 – коэффициент использования автоколонки; τ=12– время работы автоколонки, ч/сут.

Принимаем Cтояк СГСН − 50 для слива и налива сжиженного углеводородного газа в газовозы.

Технические характеристики :

Условный проход, мм 50-80

Рабочее давление измеряемой жидкости, МПа 1,6

Наибольшее давление измеряемой жидкости, МПа 2,5

Температура измеряемой жидкости, °С от 35 до +45

Высота цистерны, мм 4500±300

Диаметр котла цистерны, мм 3000

Пропускная способность, м3/ч 40-60

Расстояния между колонками должны приниматься с учетом налива разнотипных колонок.

Обвязка колонок для налива автоцистерн должна обеспечивать их взаимозаменяемость и возможность одновременного отпуска в автоцистерны двух сортов сжиженных газов. На трубопроводе жидкой фазы к наливной колонке должен устанавливаться скоростной клапан до отключающей задвижки. При необходимости на ГНС приема сжиженных газов, поступающих в автоцистернах, слив их осуществляется на тех же автоколонках, что и налив. При этом обвязка автоколонок должна обеспечивать соединение автоцистерны с трубопроводами паровой и жидкой фазы резервуаров хранения через запорнопредохранительную арматуру аналогично сливным железнодорожным устройствам.

Следует предусматривать удаление остатков газа из шлангов паровой и жидкой фаз автоколонок в систему трубопроводов или на продувочную свечу. Заполнение автоцистерны следует контролировать уровнемерными устройствами и контрольным взвешиванием на автовесах.

4.4 Технологические трубопроводы ГНС

Технологическая схема трубопроводов сжиженных газов на ГНС должна обеспечивать раздельный прием и отпуск потребителям газов различного фракционного состава в наполнительное отделение и к колонкам для наполнения автоцистерн. Трубопроводы жидкой и паровой фаз должны выполняться из стальных труб. Прокладку указанных газопроводов в производственной зоне ГНС следует предусматривать надземной на опорах из несгораемых материалов высотой не менее 0,5 м от уровня земли, на расстояниях не менее 3 м от стен с проемами и 0,5 м от стен без проемов производственных зданий и сооружений.

Соединительные части трубопроводов сжиженных газов должны быть стальными. Соединение труб должно производиться сваркой. Резьбовые и фланцевые соединения допускаются только в местах установки запорной арматуры, КИП, компенсаторов. Уплотнительные материалы, примененные при сборке резьбовых и фланцевых соединений, должны обеспечивать их герметичность. На трубопроводах сжиженных газов должна применяться арматура стальная или из ковкого чугуна, предназначенная для газа и рассчитанная на соответствующие условия эксплуатации по давлению и температуре. Участки надземных трубопроводов жидкой фазы, расположенные вне помещений и ограниченные запорными устройствами, должны быть защищены от повышения давления при нагреве солнечными лучами путем установки предохранительных клапанов. При этом сброс газа от предохранительных клапанов следует предусматривать через свечу в атмосферу на высоту не менее 3 м от уровня земли.

Прокладка газопроводов жидкой и паровой фазы в производственной зоне предусматривается надземной на опорах.

Для слива СУГ с созданием перепада давлений ΔР=( 0,20,3) МПа необходимо закачать в ж.д, цистерну пары в количестве 3% от массы сливаемого газа.

В зависимости от сливаемого продукта и температурных условий количество закачиваемых паров изменяется в пределах 49%.

3. Диаметр трубопровода

Диаметр трубопровода для трубопровода жидкой фазы к колонкам наполнения автоцистерн рассчитывают

Диаметр трубопровода для трубопровода жидкой фазы от железнодорожной сливной эстакады до хранилища определяют

.

4.5 Оборудование ГНС

На данной ГНС применяются насоснокомпрессорные схемы перемещения сжиженных газов.

По данным рачетов приняли:

13 надземных резервуаров марки СЦС200 в две группы:

7 в одной и 6 во второй, а также

2 резервуара СЦС – 50, для слива неиспарившихся остатков газа и дренажа.

Каждый резервуар оборудован двумя предохранительными клапанами, указателями уровня и уровнемерными трубками. В состав ГНС входят база хранения со сливной эстакадой, компрессорная установка, насосная со сливным отделением, отделение освидетельствования баллонов, испарительная установка. Резервуары связаны между собой наполнительными, расходными и парофазными коллекторами.

Безопасная работа ГНС обеспечивается установкой на оборудовании и трубопроводах запорной и предохранительной арматуры, а также КИП. На всех участках трубопроводов, ограниченных запорными устройствами, устанавливаются предохранительные запорными устройствами, устанавливаются предохранительные клапаны. На трубопроводах паровой фазы, идущих к всасывающему и напорному коллекторам компрессоров, ставятся конденсатосборники, предотвращающие попадание жидкости в цилиндры компрессоров. В качестве основной запорной арматуры приняты фланцевые краны со смазкой на давление 2,4 МПа, а в качестве предохранительной арматуры – стальные предохранительные пружинные клапаны на давление 2,4 МПа.

В соответствии с технологическим процессом предусматриваются следующие измерения: уровня в резервуарах с помощью визуальных указателей уровня, давления с помощью технических манометров, температуры с помощью термометров, массы наполняемых баллонов с помощью специальных циферблатных весовых установок, оборудованных пневматической отсечкой заданной массы со шкалой до 100 кг, наличия горючих газов в воздухе с помощью переносного сигнализатора. Кроме того, на ГНС предусматриваются автоматическое отключение газовых компрессоров при падении давления на всосе компрессора ниже 0,05 МПа, осуществляемое с помощью электроконтактных манометров, автоматическое отключение насосов сжиженного газа при повышении давления нагнетания свыше 1,8 МПа, осуществляемое также с помощью электроконтактных манометров, автоматическая работа воздушных компрессоров с сигнализацией нижнего предела давления воздуха, производимая с помощью электроконтактных манометров, дистанционное управление запорной арматурой с помощью электроприводных задвижек во взрывозащищенном исполнении.

На ГНС установлено пять центробежных герметичных электронасосов. Насосы предназначены для подачи газа в наполнительный цех, для наполнения автоцистерн и для подпитки испарителей процессе их работы. Один насос обеспечивает подачу пропана в наполнительный цех, другой — к наполнительным колонкам. Два других насоса подают пропанбутаны отдельно в наполнительный цех, к колонкам. Пятый насос является резервным, и его обвязка может обеспечивать подачу двух продуктов в наполнительный цех и к колонкам. На всасывающей линии насоса установлен фильтр. На нагнетательной линии установлены обратный клапан и перепускной клапан, срабатывающий при повышении давления в линии нагнетания и перепускающий избыток сжиженных газов в резервуары хранилища.

На ГНС установлены наполнительные колонки, с помощью которых осуществляется наполнение автоцистерн.

Тяжелые остатки из резервуаров хранилища, из испарителей и из маслоотделителей сливаются в дренажный резервуар, а затем с помощью компрессора или испарителя через одну из наполнительных колонок выдавливаются в автоцистерну и вывозятся за пределы ГНС.

В надземном варианте резервуары располагаются в самостоятельно обвалованных группах и устанавливаются на фундаментах с уклоном 0,002 в сторону отбора жидкой фазы газа. Для предохранения от радиационного нагрева поверхности резервуаров окрашиваются алюминиевой краской в два слоя. Для обслуживания резервуары оборудованы стационарными металлическими площадками и маршевыми лестницами. Резервуары обвязаны газопроводами таким образом, что предусматривается раздельное хранение сжиженных газов с повышенным содержанием бутанов (до 60%) и технического пропана, а также раздельная раздача их в автоцистерны. Резервуары хранилища сжиженного газа связаны между собой сливной эстакадой и с насоснокомпрессорным отделением надземными трубопроводами на железобетонных опорах на высоте 0,5 м от уровня планировочной отметки земли.

Для удаления ливневых и талых вод с обвалованной территории в обваловке прокладывается труба с задвижкой, установленной с внешней стороны. Каждый резервуар хранилища оборудуется двумя предохранительными клапанами с установкой перед ними трехходового крана, позволяющего отключать один из клапанов; буйковым указателем уровня с пневматическим выходным сигналом на вторичный показывающий прибор и на электрозадвижку, прекращающую подачу сжиженного газа в резервуар при достижении уровня жидкости 85%; приборами контроля давления и температуры, а также запорной арматурой на всех остальных патрубках резервуара.

Газопроводы жидкой и паровой фаз сжиженных газов выполняются из стальных бесшовных горячекатаных труб из стали 10, прокладываются надземно на низких опорах – высотой 0,5 м от уровня планировочной отметки земли. Над проезжей частью дорог трубы прокладываются на железобетонных опорах высотой не менее 4,5 м. В качестве запорной арматуры применяются стальные задвижки типа ЗКЛ на условное давление 1,6 МПа. Все трубопроводы паровой фазы сжиженных газов теплоизолируются. Трубопроводы жидкой фазы окрашиваются алюминиевой краской. На трубопроводах паровой фазы, идущих к всасывающим коллекторам компрессоров, устанавливаются конденсатосборники. Прокладка межцеховых газопроводов выполняется с учетом их самокомпенсации жестким креплением перед присоединением к установленному стационарному оборудованию. При выборе диаметров технологических газопроводов жидкой фазы расчетные скорости во всасывающих трубопроводах приняты 0,5÷1,0, в нагнетательных – до 2÷3, в трубопроводах паровой фазы – до 10 м/с.

Глава 5 Высокоточные узлы учета СУГ на основе инновационных технологий

5.1 Проблемы нынешнего учета СУГ

Учет сжиженных углеводородных газов (СУГ) при наполнении автогазовозов и сливе железнодорожных цистерн производится, как правило, весовым методом – путем взвешивания до и после операции. Многие газонаполнительные станции (ГНС) не имеют железнодорожных и автомобильных весов необходимой грузоподъемности (для взвешивания автогазовозов большой вместимости, широко используемых в настоящее время) и не могут быть ими оснащены вследствие недостаточной территории земельного участка.

Проблема учета СУГ в этом случае может быть решена с применением высокоточных узлов учета для измерения количества газа, слитого с железнодорожных цистерн, и количества газа, залитого в резервуары автогазовозов.

Узлы учета для нефтепродуктов обеспечивают достаточно высокую точность и широко используются для коммерческого учета; в то же время узлы учета СУГ не всегда обеспечивают необходимые для коммерческого учета метрологические хактеристики.

Причины этого состоят в методических погрешностях, которые возникают, когда измеряемые датчиками физические величины (скорость потока, температура, давление, плотность) не совсем точно описывают контролируемый параметр (массовый расход). В этом случае повышение метрологических характеристик датчиков не приводит к повышению точности учета. Например, пренебрежение

массой пара, прошедшего по линии паровозврата в процессе слива, вызывает значительную погрешность учета, которая не станет меньше, если мы установим более точные датчики на трубопроводе жидкого СУГ.

Для уменьшения методических погрешностей узлов учета СУГ должны быть решены следующие задачи: необходимо учитывать массу пара, прошедшего по линии паровозврата в процессе слива, и обеспечивать точное измерение плотности непосредственно в процессе слива, потому что в это время плотность СУГ может существенно изменяться. Масса пара в пустом резервуаре может достигать 57% от массы сжиженного газа при полном заполнении резервуара. Изменение массы пара в резервуаре начинается сразу при открывании линии паровозврата еще до начала процесса слива и продолжается в течение всего времени слива.

Например, газовоз объемом 42 м3 с плотностью пара 25 кг/м3 подключается к линии паровозврата ГНС. На ГНС давление и плотность пара могут быть значительно ниже вследствие более низкой температуры при подземном размещении резервуаров или из-за работы компрессора. Например, плотность пара на ГНС составляет 12 кг/м3. При подключении резервуара газовоза по линии паро-

возврата значения давления становятся равными – плотность пара составит, например, 15 кг/м3. При этом произойдет потеря массы газовоза: масса СУГ в газовозе уменьшится на 420 кг, с 42 × 25 = 1050 кг до 42 × 15 = 630 кг. В процессе заполнения газовоза будет происходить отбор пара из резервуара газовоза компрессором и к окончанию заполнения суммарные потери массы по паровой фазе могут составить около 1 т.

Рассмотрим тот же процесс, когда значения давления в резервуаре газовоза и в резервуарах ГНС одинаковые, и перекачка СУГ производится насосом. В этом случае по мере заполнения резервуара газовоза паровая фаза в резервуаре будет уменьшаться в объеме и переходить по линии паровозврата в резервуар ГНС. Около 35 м3 при полном заполнении пара заместятся жидкостью, соответственно

500-800 кг СУГ в виде пара перейдет по линии паровозврата.

Таким образом, если не учитывать массу пара, прошедшего по линии паровозврата, методическая погрешность учета составит 5001000 кг или 36%.

Температура СУГ в процессе перекачки изменяется на несколько градусов, соответственно изменяется и плотность, поэтому для обеспечения точного учета плотность жидкого СУГ необходимо измерять непосредственно на узле учета рядом со счетчиком расхода.

Авторами были реализованы инновационные технические решения, обеспечивающие производство высокоточных установок для коммерческого учета СУГ.

5.2 Установки учета СУГ

Установки для измерения и учета СУГ, независимо от условного прохода трубопроводов и видов учета (коммерческий учет, внутрихозяйственный, учетна трубопроводе), должны иметь следующие функциональные узлы, необходимые для работы с СУГ:

газоотделитель (газоконденсатор);

счетчик жидкости или первичный преобразователь объема;

устройство для поддержания давления после счетчика (дифференциальный клапан);

устройство для автоматического или ручного перекрытия потока при наливе требуемого количества;

органы управления, в том числе периферийные устройства, служащие для отображения и хранения информации операций налива, управления процессом налива и измерений, регулировок и т.д.

При наличии перечисленных узлов установки учета СУГ представляют собой измерительные системы, которые соответствуют отечественным и международным нормативным требованиям. В газораздаточных колонках в настоящее время широко применяются термокорректирующие устройва (электронные или механические), позволяющие выдавать покупателю объем СУГ, приведенный к температуре 20°С. Электронные средства управления и управляющие программы выполнены так, что по данным, внесенным в память, без применения специальных средств измерения (плотности, вязкости) можно с достаточной точностью определять массу СУГ. Но в данном случае измерения будут истинными именно для тех условий, при которых они проводились (температура, компонентный

состав и плотность газа).

В связи с интенсивным развитием рынка альтернативных видов моторного топлива на ГНС, АГЗС и т.п. возникает потребность в точном и достоверном учете сжиженных газов, понимании технологических процессов, особенностей учета и измерения данных продуктов, исключении человеческого фактора.

Инновационные технические решения, разработанные авторами, позволяют измерять, вести учет и контролировать параметры процессов измерения, контроль которых до настоящего времени не проводился или был достаточно дорогостоящим.

Это относится как к небольшим установкам, предназначенным для выдачи небольших доз при заправке автомобилей, так и при измерениях СУГ при сливе или наливе железнодорожных и автомобильных цистерн.

Наибольшее внимание заслуживает установка УИЖГЭ65.ППТ.Пл/2 для учета СУГ при наливе газовозов с расходами в пределах от 5 до 50 м3/ч.

Установка представляет собой две объединенные измерительные системы, служащие для измерения объемного и массового расхода отдельно жидкой и отдельно паровой фаз СУГ. Принципиальная гидравлическая схема установки учета СУГ приведена на рис. 1, общий вид установки – на рис. 2.

При подсоединении к цистерне по паровой и жидкой фазам происходит выравнивание давлений между цистерной и емкостью хранения.

С помощью насоса или компрессора СУГ подается в линию жидкой фазы. Электроконтактный манометр контролирует давление жидкости на входе в систему и при достижении заданного давления, необходимого для конденсации паров в возможных участках запаривания, на блок управления подается сигнал на

открывание электромагнитного клапана малого расхода. После прохождения через счетчик заданного объема газа происходит формирование и выдача сигнала на открывание клапана большого расхода. Посредством проточного датчика плотности ДЖС7 и первичного преобразователя объема ППТ65 измеряются плотность и объем наливаемой жидкой фазы СУГ. В то же время происходит измерение объема и плотности вытесняемой из цистерны паровой фазы. Таким образом, система управления вычисляет и выдает на индикатор и ПЭВМ значения истинной массы слитого или залитого СУГ как разность массы газа, прошедшего по трубопроводу жидкой фазы, и массы газа, прошедшего по трубопроводу паровозврата.

На рис. 3 показана установка УИЖГЭ20.ПЖ.Пл/1, которая оснащена проточным датчиком плотности.

С учетом того, что традиционно в России СУГ на АГЗС продается исключительно в единицах объема, а коммерческий учет при его закупке для АГЗС ведется по массе, необходимо иметь достоверную информацию о массе отпущенного газа. Плотномер в данном случае обеспечивает постоянное измерение фактической плотности газа непосредственно в зоне размещения счетчика расхода, что позволяет параллельно вести учет СУГ по объему и по массе с достаточно высокой точностью. В настоящее время лишь на немногих АГЗС имеется такая возможность. Происходит максимально точное приведение объема к значениям при 20°С на основе реальных данных, следовательно, точность учета проданного газа на АГЗС перестает зависеть от сезонных и суточных перепадов температуры.

Следует отметить, что данная установка является полноценной измерительной системой и может быть смонтирована в каркасах более традиционного вида, присущего газораздаточным колонкам.

Датчик плотности

Датчик плотности ДЖС7 (рис. 4) имеет резьбовое крепление и измеряет плотность СУГ в диапазоне от 0 до 900 кг/м3. Эта особенность позволяет использовать одинаковые датчики для измерения плотности пара и плотности жидкости.

Подключение датчиков – четырехпроводное (два сигнальных провода

интерфейса RS485, общий провод и питание +10В).

Электронный блок

Электронная часть установки размещается во взрывозащищенном корпусе контроллера (модуль искрозащиты и модуль индикатора) и в распределительной коробке (клеммные колодки и мощные реле).

Модуль искрозащиты (рис. 5) обеспечивает гальваническую изоляцию сигнальных цепей датчиков с помощью твердотельного реле (электрическая прочность изоляции – 3000 В) и ограничение напряжений и токов в цепях питания датчиков (напряжение не более 12 В, ток 50 мА). Для ограничения напряжений и токов используются резисторы и стабилитроны, электронные ограничители использовать не разрешается. Это связано с тем, что при отказе резистора происходит разрыв цепи и уменьшение тока, а при отказе стабилитрона происходит замыкание цепи и уменьшение напряжения. Таким образом, при любых отказах повышенные напряжения и токи возникнуть не могут. Ток 50 мА при напряжении 12 В, если нет больших индуктивностей и электрических емкостей, не может вызвать взрыва смеси пропана с воздухом, так как не хватает мощности искры.

Искробезопасные цепи значительно повышают безопасность эксплуатации оборудования.

Электронная часть выпускается в двух исполнениях – с питанием от сети переменного тока 220 В, 50 Гц и с питанием постоянным напряжением

+ 24 В. При питании от сети переменного тока 220 В, 50 Гц модуль индикатора комплектуется адаптером RS255 MEAN WELL.

При питании постоянным напряжением + 24 В устанавливается дополнительно блок питания – преобразователь S4024 MEAN WELL ток 1,8 А), или для повышенной нагрузки S40320 MEAN WELL (12 А), RSP150024 MEAN WELL (ток 63 А).

Модуль искрозащиты ИЗК3 TCO.467849.001

Модуль искрозащиты обеспечивает взрывозащищенность цепей подключения датчиков (искробезопасная электрическая цепь), опрос датчиков, обработку информации, выдачу информации на индикатор и в ПЭВМ, формирование и выдачу релейных сигналов. Модуль искрозащиты имеет энергонезависимые встроенные часы с календарем и дополнительную энергонезависимую память для хранения журнала событий и архивных данных.

Входные и выходные цепи:

интерфейс RS485 для датчиков плотности и других устройств;

два двухканальных входа для счетчиков расхода;

четыре входа для датчиков температуры;

три входа для команд управления;

пять аналоговых входов;

питание датчиков плотности, счетчиков расхода, датчиков температуры;

гальванически изолированный интерфейс RS485 для внешних устройств;

твердотельное реле, 8 выходов.

Модуль индикатора TCO.467444.001

Модуль индикатора (рис. 6) обеспечивает отображение информации на 26 символьных и цифровых светодиодных индикаторах и на двух линейках светодиодов.

Подключение: обмен RS485 (два провода в экране) и питание (два провода 220 В, 50 Гц для питания через адаптер RS255 MEAN WELL или два

провода для питания + 24В).

Модуль индикатора имеет энергонезависимые встроенные часы с календарем и дополнительную энергонезависимую память для хранения журнала событий и архивных данных.

Имеется 24 выхода с логическими уровнями +5 В (для выдачи сигналов

на реле) и 8 линий, которые могут быть запрограммированы как входы

или как выходы.

Адаптер RS485 - USB

Адаптер предназначен для подключения устройств, работающих по интерфейсу RS485 к входу USB ПЭВМ. В ПЭВМ адаптер определяется как СОМ-порт. Поддерживаются полудуплексный и полнодуплексный режимы работы и различные скорости обмена.

Адаптер устанавливается около ПЭВМ и соединяется с модулем искрозащиты или с модулем индикатора кабелем длиной не более 500 м.

GSM модем (дополнительная комплектация)

Модем (рис. 7) предназначен для беспроводной передачи информации в центральный офис по сетям сотовой связи стандарта GSM. Модем имеет индустриальное исполнение (диапазон температур от –40°С до +85°С) и поддерживает протокол Интернета TCP/IP.

Разработки в области высокоточного учета СУГ нашли освещение в

публикациях [113]. Передовые разработки по учету СУГ защищены па-

тентами РФ на изобретения [1416] и позволяют обеспечить высокоточный

учет СУГ на ГНС, АГЗС и газовозах.

Глава 6 Автоматизация

6.1 Особенности автоматизируемого процесса и оборудования

Основные проблемы автоматизации АГЗС обусловлены физическими свойствами СУГ, их проявлением в конкретных условиях, а также функциональной неполнотой и ограниченными исполнительными возможностями оборудовании АГЗС. Эти проблемы затрагивают как область управления отпуском, так и область учета СУГ.

6.2 Проблема дозирования СУГ

Уже в начале работ выяснилось, что широко распространенное мнение об идентичности газовых бензиновых колонок в части автоматизации управления является ошибкой. К сожалению, у подавляющего большинства и зарубежных, и отечественных газонаполнительных колонок (ГНК), исследованных в процессе работ, обнаружились те или иные нерешенные проблемы управления.

Одна из главных проблем связана с тем, что оборудование ГНК, как правило, не учитывает такую особенность СУГ, как эффект кипения при изменении параметров замкнутой термодинамической системы. В частности, при закрытии электромагнитного клапана на ГНК после ее выключения происходит падение давления за клапаном в системе ГНК — ГБО, вызывающее вскипание СУГ. При вскипании СУГ расширяется, частично переходя в паровую фазу, и продолжает некоторое время перетекать из ГНК в ГБО, проходя при этом через расходомер. Следствием этого эффекта являются переливы при дозированном отпуске: колонка выдает и регистрирует больше СУГ, чем было заказано. Исследовать эти переливы удобнее всего на колонках, не предназначенных для дозированного отпуска СУГ, но унаследовавших команды дозирования от бензиновых колонок вместе с бортовым контроллером. Экспериментально полученная зависимость величины перелива от перепада давлений для одной из ГНК типа FAS120 приведена на рис. 1. У ряда ГНК в режиме дозированного отпуска значения заданного и отпущенного объемов совпадают. Однако в ходе практического исследования свойств этих ГНК было установлено, что в большинстве из них используются некорректные методы дозирования: отсчет показаний останавливается на величине задания, хотя сигналы с расходомера продолжают поступать. Величина перелива в одних случаях сбрасывается, а в других переносится на следующего клиента.

По данным проведенных экспериментов величина одного перелива для разных ГНК достигает 0,20 л и даже более, а разброс составляет около 0,15 л. Нетрудно видеть, что при задании 10 л предел погрешности ГНК увеличивается на 2%, а при задании минимально допустимой дозы 2 л — на 10%. Создание полноценной системы коммерческого учета при таких показателях точности входной информации не представляется возможным.

Некоторые ГНК, как и бензоколонки, оснащаются дополнительным клапаном снижения производительности, уменьшающим скорость выдачи жидкости перед завершением дозирования. Эта мера снижает величину переливов, но не устраняет их полностью. Неудовлетворительное состояние проблемы дозирования СУГ и острая необходимость ее решения при создании интегрированной системы управления и коммерческого учета СУГ заставили искать собственный выход.

В результате на основе проведенных исследований был разработан корректный метод дозированного отпуска СУГ, обеспечивающий равенство заданной и фактически отпущенной дозы. Метод основан на учете физических закономерностей, наблюдаемых при вскипании СУГ, и предполагает индивидуальное для каждой ГНК параметрирование алгоритмов управления по результатам калибровочных испытаний. В идеальном случае этот метод должен быть реализован программно непосредственно во встраиваемом бортовом контроллере ГНК, однако такому решению препятствует ряд организационных затруднений. Поэтому разработанный метод реализован во внешнем контроллере, размещаемом в кассовом помещении АГЗС, с передачей отдельных функций персональному компьютеру АРМ оператора-кассира.

6.3 Проблема измерения плотности

СУГ имеет на порядок более сильную зависимость плотности от температуры, чем бензин. Плотность СУГ зависит также от соотношения пропана и бутана в смеси. Для пропана в жидком состоянии температурный коэффициент расширения при 20°С составляет 0,3%/°С, а для бутана соответственно 0,2%/°С. Таким образом, при суточном перепаде температуры 20°С и соотношении пропана и бутана 1:1 плотность жидкой фазы СУГ в наземном резервуаре меняется на 5%. Поэтому, несмотря на то что продажа СУГ осуществляется, как правило, в литрах, учет следует вести в килограммах.

Кроме того, в настоящее время рассматривается вопрос о введении двойного фискального учета реализации на АГЗС — по объему и по массе. Для такого учета необходимо определять плотность СУГ в каждой отпущенной дозе. Лучшим решением задачи было бы непосредственное измерение плотности СУГ. Но датчики, пригодные для этого, не получили распространения на АГЗС. Поэтому плотность СУГ определяется расчетным путем, исходя из измеренного значения температуры, заданного соотношения пропана и бутана и известных температурных зависимостей плотности для них.

Некоторые типы ГНК имеют автономную систему термокомпенсации показаний (приведения к нормальным условиям, например к 20°С). Воспользоваться этой системой для двойного учета (по объёму и по массе) можно будет только после того, как протоколы обмена бортовых контроллеров ГНК будут дополнены функциями передачи измеренного значения температуры или одновременно приведённого и не приведённого значений отпущенного объёма. Решение, доступное на сегодняшний день, заключается либо в установке дополнительных датчиков температуры с электронными выходами, либо в отключении автономной системы термокомпенсации ГНК и подключении её датчиков напрямую к системе управления и учета АГЗС.

6.4 Проблема метрологического обеспечения резервуаров

Резервуары АГЗС, как правило, укомплектованы примитивными, не имеющими электронных выходов приборами-указателями уровня, давления, температуры, предельного наполнения. Отдельные приборы могут быть дооснащены преобразователями, выдающими аналоговый, импульсный или цифровой сигнал. В настоящее время существует широкий выбор современного измерительного оборудования для резервуаров АГЗС, предназначенного для работы в составе АСУ. Однако на действующих АГЗС замена датчиков на более совершенные не всегда возможна, так как требует, как минимум, полного опорожнения резервуаров, а в ряде случаев — и остановки АГЗС на длительное время. Поэтому вопрос приборного оснащения резервуаров должен ответственно решаться на стадии проектирования АГЗС.

6.5 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ

Структурная схема системы автоматизации отпуска и учёта СУГ на АГЗС показана на рис. 2.

* В зависимости от особенностей объекта вместо ADAM_4019 могут быть использованы другие

модули аналогового ввода серии ADAM_4000.

** Структура измерителя, характер его входов и выходов зависят от КИП конкретной АГЗС.

*** Серым цветом закрашены блоки, соответствующие дополнительному оборудованию системы.

Рис. 2. Структурная схема системы автоматизации АГЗС

Верхний уровень системы унаследовал основные принципы построения от комплекса для автоматизации отпуска нефтепродуктов «Нефтосервер3», широко распространенного на АЗС России и стран СНГ. Он состоит из одного или нескольких АРМ операторакассира, объединенных с помощью сети Ethernet (в зависимости от пропускной способности станции, наличия магазина, кафе, автосервиса и т.д.). Одно из АРМ одновременно является сервером технологического оборудования. Верхний уровень системы при необходимости дополняется АРМ администратора АГЗС. АРМ оператора-кассира (рис. 3) построено на основе персонального компьютера не ниже Pentium II 233 МГц RAM 32 Mбайт, к которому подключены следующие устройства:

● монитор 15";

● POSклавиатура с программируемыми и маркируемыми клавишами, облегчающая работу и препятствующая несанкционированным действиям персонала;

● фискальный регистратор (ФР), относящийся к 3_й группе Госреестра ККМ;

● принтер для распечатки отчетной документации;

● сканер штрихкода (при необходимости);

● дисплей клиента (при необходимости);

● устройства чтения-записи электронных пластиковых карт (при необходимости);

● модем для обмена данными с вышестоящими звеньями (при необходимости);

● устройства нижнего уровня системы.

Программное обеспечение АРМ, написанное на языке С++ и функционирующее в среде ОС Windows 95/98/2000, МЕ/NT, реализует функции операторского интерфейса, алгоритмы управления технологическим и торговым оборудованием, включая обеспечение их взаимодействия, ведение базы данных по технологическим и торговым операциям, учет СУГ в объемном и массовом выражениях, обслуживание устройств нижнего уровня и периферии, а также администрирование системы.

Оборудование всех АРМ подключено к сети бесперебойного электропитания на базе SmartUPS APC. Нижний уровень системы состоит из подсистемы управления и мониторинга ГНК и подсистемы измерения учетных параметров СУГ. Подсистема управления и мониторинга ГНК представляет собой контроллер с подключенными к нему ГНК. Контроллер, разработанный и серийно выпускаемый компанией «ЭЛСИ ПЛЮС» для бензиновых колонок, оказался функционально и аппаратно избыточным для АГЗС, где в среднем устанавливаются две ГНК. Поэтому возникла необходимость поиска более эффективного и не менее надежного решения. В результате за основу была принята модульная серия ADAM4000 фирмы Advantech. Удачно реализовать аппаратную часть решения проблемы дозированного отпуска СУГ с помощью модулей ADAM позволили следующие их свойства:

● функциональные возможности модуля счетчика-таймера ADAM_4080, способного выдавать сигнал при достижении заданных пороговых значений;

● модульная и расширяемая архитектура контроллера (количество модулей выбирается, исходя из количества ГНК на конкретной АГЗС);

● гальваническая изоляция входов;

● использование широко распространенного помехозащищенного промышленного интерфейса RS_485;

● удобная организация адресации модулей;

● простота и широкие возможности протокола;

● высокая эксплуатационная надежность;

● удобное конструктивное исполнение и простота монтажа.

Модули ADAM смонтированы на DINрельс в корпусе серии INLINE Bus фирмы Schroff с использованием клемм WAGO и герметичных кабельных вводов RST.

Построение подсистемы измерения учетных параметров СУГ зависит от КИП, применяемых на данной АГЗС. Интегрированные микропроцессорные измерительные системы для резервуаров, имеющие последовательный интерфейс передачи данных («СтрунаМ» и аналогичные), не требуют дополнительных технических средств при подключении к системе. Если же КИП представляют собой совокупность разрозненных датчиков, имеющих импульсные, аналоговые или цифровые выходы, то в качестве средств их интеграции также используются модули серии ADAM-4000:

● ADAM4015 — для термометров сопротивления;

● ADAM4019 — для датчиков уровня, давления, плотности с аналоговыми выходами;

● ADAM4521 — для датчиков с цифровым интерфейсным выходом RS485;

● ADAM45хх — для датчиков с цифровым или импульсным выходом, требующих преобразования выходного кода или протокола.

На некоторых АГЗС возникает необходимость автоматического управления задвижками и шлагбаумами с электроприводом. Для этого используются модули релейной коммутации ADAM4060, управляющие пускателями соответствующих устройств. Все эти модули могут быть подключены к той же шине интерфейса RS485, что и модули счетчиков подсистемы управления, и расположены с ними в одном корпусе. Это снижает требования к количеству СОМ-портов компьютера, делает систему более компактной и удобной в обслуживании. Если на АГЗС используются датчики, не поддающиеся интеграции, то их показания могут быть введены вручную с АРМ оператора-кассира.

6.6 Интерфейс оператора-кассира и возможности системы

После включения аппаратных средств, загрузки программного обеспечения и ввода пароля оператора-кассира на мониторе появляется основная рабочая экранная форма (рис. 5). С её помощью оператор-кассир наблюдает за текущим состоянием всех ГНК одновременно.

Технологическая информация по каждой из колонок сгруппирована в соответствующих пронумерованных окнах — макетах ГНК. Каждый макет содержит поля заданных и текущих значений отпуска в литрах и рублях, информацию о текущем режиме работы (автоматический или ручной) и со- стоянии ГНК (раздачи нет, пуск разрешен, раздача, самотек, пуск заблокирован, нет связи). Текстовая информация продублирована пиктограммой, меняющей форму и цвет в зависимости от режима и состояния ГНК. Макет ГНК, выбранной оператором-кассиром для ввода задания или команды, визуально выделен. В случае отличия конечного результата отпуска от задания соответствующие поля макета выделяются цветом. В случае обнаружения неисправностей или неправильных действий оператора-кассира на экран выводятся соответствующие сообщения.

Подсистема управления и мониторинга ГНК обеспечивает постоянный опрос и отображение состояний колонок и текущих значений отпуска.

Для ввода оператором-кассиром всех команд, заданий, запросов и данных используется POSклавиатура, включенная вместо стандартной клавиатуры. POSклавиатура имеет цифровые клавиши и функциональные клавиши обращения к ГНК, пуска и останова, кассовых операций и сервисных функций. Отпуск СУГ возможен в двух режимах: автоматическом и ручном. В обоих режимах для пуска ГНК необходимо разрешение и со стороны АРМ операторакассира, и со стороны оператора-заправщика ГНК. В автоматическом режиме оператор-кассир формирует задание и разрешает пуск, подсистема управления и мониторинга отрабатывает задание и автоматически отключает ГНК, а разрешение или запрет ГНК оператором-заправщиком необходимы только для обеспечения большей безопасности. При этом для оператора отпадает необходимость в непрерывном слежении за процессом заправки с целью своевременного отключения колонки, он затрачивает на обслуживание одной машины существенно меньше времени и может одновременно обслуживать несколько автомобилей. В ручном режиме оператор-заправщик включает и выключает колонку с помощью переключателя на колонке, а система дает постоянное разрешение пуска и фиксирует результаты отпуска. Перевод из автоматического режима в ручной и обратно производится оператором-кассиром отдельно для каждой ГНК. Администратор системы при её настройке может ограничить возможности оператора-кассира по выбору режимов заправки.

Оператор-кассир имеет возможность экстренно остановить колонку с последующим её перезапуском без потери данных.

Данные по каждой отпущенной дозе фиксируются в базе данных и отображаются в протоколе, выведенном в нижней части экрана.

В соответствии с новыми требованиями система обеспечивает автоматическую регистрацию продажи СУГ с печатью чеков в едином технологическом цикле отпуска. Регистрация возможна как по предоплате, так и по постоплате. В режиме предоплаты данные для регистрации и печати чека формируются автоматически, одновременно с заданием на отпуск, что упрощает работу оператора-кассира и увеличивает пропускную способность АГЗС. Предоплата возможна только в автоматическом режиме. На случай недобора заказанной дозы предусмотрена процедура возврата. В режиме постоплаты оператор-кассир сначала пускает ГНК (с заданием дозы или до заполнения баллона), а после отпуска регистрирует продажу по факту путем выбора нужной записи из протокола. Записи, по которым не была произведена регистрация, выделены в протоколе цветным фоном, что упрощает выбор.

В режиме постоплаты возможны две формы работы: жесткая и мягкая, устанавливаемые администратором. Жесткая форма обеспечивает блокировку ГНК до тех пор, пока результат отпуска не будет зарегистрирован. Так работает большинство существующих систем для АЗС.

При мягкой форме постоплаты ГНК не блокируется системой. Эта форма обеспечивает увеличение пропускной способности, удобство клиентам и предназначена для АГЗС с набором дополнительных услуг, способных задержать водителя на пути к кассе (магазин, заправка баллонов и т.д.). При этом все покупки могут быть оформлены одним чеком.

Система позволяет регистрировать продажи как за наличный расчет, так и по электронным картам, талонам, ведомостям и другим безналичным видам оплаты, с раздельным учетом по клиентам и персональными скидками. Все кассовые операции фиксируются в базе данных и отображаются в протоколе чеков, связанном с протоколом отпуска. Система обеспечивает закрытие смены с «гашением» кассы, автоматическим измерением и расчетом остатков СУГ в резервуарах и печатью отчетов.

Масса СУГ, подлежащая регистрации, рассчитывается на основе данных, полученных от подсистемы измерения учетных параметров. При предоплате обращение к подсистеме происходит после ввода задания, а при постоплате — при окончании отпуска.

Автоматическое измерение и расчет параметров СУГ в резервуарах происходит в следующих случаях:

● при открытии и закрытии рабочей смены;

● до и после приема СУГ;

● при плановых проверках с заданной периодичностью;

● по команде оператора-кассира.

Результаты записываются в базу данных и отображаются в протоколе подсистемы.

Система имеет возможность автоматической передачи требуемой информации в центральный офис с помощью модема, что необходимо для работы централизованной системы контроля и менеджмента или корпоративной системы безналичных расчетов.

6.7 ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

За время, прошедшее со дня запуска первой АГЗС с описанной системой автоматизации в сентябре 2000 года, число таких станций неуклонно росло, что позволило накопить большой объём данных о работе систем автоматизации. В результате определились оптимальный состав и настройки оборудования и программного обеспечения, гарантирующие наибольшую надежность системы. Посл оптимизации настроек случайные сбои системы ни разу не наблюдались.

Пользовательский интерфейс оказался интуитивно понятным для операторовкассиров, не имеющих навыков работы с компьютером. Персонал АГЗС отмечает удобство и надежность автоматической передачи данных с колонки на кассу при постоплате и точность дозирования в автоматическом режиме.

Пропускная способность в часы пик повышается в среднем на 15% за счёт чёткой организации торгово-технологического цикла.

Оборудование нижнего уровня системы успешно справляется со своими функциями. Модули ADAM проработали в непрерывном режиме без выявленных сбоев около двух лет.

Апробирование разработанного метода дозированного отпуска СУГ дало следующие результаты: при нормальной работе клапана ГНК фактический результат отпуска совпадает с заданием более чем в 80% случаев, а в оставшихся 20% не превышает 0,01 л. Таким образом, погрешность, вносимая за счёт дозирования средствами ГНК, может быть уменьшена в среднем в 20 раз.

Система оказалась легко адаптируемой к ГНК разных типов. В настоящее время имеются апробированные модификации системы для работы с оборудованием ГНК фирм FAS (Германия), Nuovo Pignone (Италия), Adast Systems(Чехия), «Промприбор» (г. Ливны),

«НПФ «ТИМ» (г. Псков), «Спецавтоматика» (г. Серпухов).

Установлено, что автоматизированный учёт СУГ по массе при косвенном определении плотности через температуру дает в несколько раз меньшую погрешность, чем учёт по объёму. Это особенно актуально для АГЗС с наземными резервуарами, составляющих подавляющее большинство.

Вопреки сложившимся представлениям режим предоплаты, который раньше вообще не был предусмотрен на АГЗС, оказался весьма удобным для её владельцев и востребованным со стороны клиентов.

По признанию владельцев АГЗС, после установки описанной системы автоматизации отпуска СУГ чистая прибыль АГЗС увеличивается на 1050 тысяч рублей в месяц.

Глава 7 Охрана воздушного бассейна

Введение

В данной главе моего дипломного проекта ведется расчет и сравнительный анализ вредных выбросов от автомобилей работающих на бензине и на СУГ в г. Владивосток.

Раздел проекта охраны воздушного бассейна разработан в соответствии с «Расчетной инструкцией (методикой) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов», утвержденной Министерством Транспорта Российской Федерации, генеральным директором Научно-Исследовательского Института Автомобильного Транспорта (ОАО «НИИАТ»), 17 ноября 2006 года.

Цель работы: рассчитать и сравнить количество вредных веществ выбрасываемых в атмосферу от грузовых и легковых машин работающих на бензине и на СУГ.

7.1 Экологическое обоснование применения СУГ в качестве моторного топлива

Применение сжиженного углеводородного газа (пропан-бутан) в качестве моторного топлива позволяет улучшить экологические характеристики автомобильного транспорта, что особенно важно для крупных городов.

Один из главных источников загрязнения – автомобильный транспорт. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по России составляет около 42%, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. В крупных городах этот показатель достигает 8090%. Динамика роста вредных выбросов напрямую связана с увеличением автопарка. За последние пять лет масса автомобильных выбросов в расчете на одного человека увеличилась на 15% и достигла 110 тыс. тонн загрязняющих веществ в год. Сегодня порядка 70% россиян проживают в экологически неблагоприятных районах.

Токсичность выхлопов отечественных автомобилей в 6 раз выше, чем европейских, и в 10 раз выше, чем американских и японских.

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4 - 5 лет. По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их подразделяют на группы:

Первая группа: Это нетоксичные вещества (азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха).

Вторая группа: Это оксид углерода или угарный газ (СО) - продукт неполного сгорания топлива. Оксид углерода обладает отравляющим действием, способен вступать в реакцию с гемоглобином крови, вызывая кислородное голодание, потерю сознания и смерть.

Третья группа: В ее составе оксиды азота - NO и NO2. При высоких концентрациях оксидов азота (свыше 0,004%) возникают астматические проявления и отек легких.

Четвертая группа: В эту группу входят различные углеводороды (соединения типа СxНy). Углеводороды, наряду с токсичными свойствами, обладают также канцерогенным действием. Особой канцерогенной активностью отличается бенз(а)пирен (С29Н12), содержащийся в отработавших газах бензиновых двигателей и дизелей.

Пятая группа: Эту группу составляют органические соединения - альдегиды. В отработавших газах содержатся в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Эти соединения раздражают слизистые оболочки, дыхательные пути, поражают центральную нервную систему.

Шестая группа: Компоненты этой группы - сажа и другие дисперсные частицы. Адсорбируя на своей поверхности бенз(а)пирен, сажа оказывает более сильное негативное воздействие, чем в чистом виде.

Седьмая группа: К этой группе относят сернистые соединения - серный ангидрид, сероводород, которые имеют место в отработавших газах, когда используется топливо с повышенным содержанием серы. Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека.

Восьмая группа: В состав этой группы входят свинец и его соединения. Эти компоненты появляются в отработавших газах при использовании этилированного бензина. Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу (при загрязнении экосистемы вдоль автодорог).

Из 1000 т загрязняющих веществ, ежедневно попадающих в воздух из выхлопов автомобилей, 200 т угарного газа, 800 т углеводородов и других соединений.

Приоритетной вредной примесью в отработавших газах автомобилей, работающих на бензине, является оксид углерода (СО), доля которого составляет в среднем 69% общего количества выбросов вредных веществ. Доли остальных примесей распределены следующим образом: 17% приходится на оксиды азота (NOх) и 14% - на суммарные углеводороды (СН).

Рис. 1 Доли вредных примесей в отработавших газах автомобилей, работающих на бензине.

Автомобильный транспорт, переоборудованный для работы на сжиженном углеводородном газе (СУГ), решает многие проблемы по охране окружающей среды, а также приносит значительную экономию при его эксплуатации.

СУГ (пропан-бутан) - результат переработки нефти, с одной тонны которой получается примерно 2% этого топлива. Исходя из объема добычи нефти в России 300 млн. т в год, можно вычислить и долю СУГ, которая составляет 5-6 млн. т в год.

На рис. 2 представлено сравнение количества вредных выхлопов автомобиля, работающего на пропан/бутане, с интернациональными EWG нормами.

В 2005 году в России принят технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ».

Экологическая классификация автомобильной техники, принятая в регламенте, соответствует европейской и устанавливает экологические классы автомобилей в зависимости от выбросов вредных веществ с отработавшими газами.

Установлены 5 экологических классов и сроки введения в действие технических нормативов выбросов в отношении автомобильной техники, выпускаемой на территории Российской Федерации:

· экологического класса 2 – с 2006 года;

· экологического класса 3 – с 1 января 2008 года;

· экологического класса 4 – с 1 января 2010 года;

· экологического класса 5 – с 1 января 2014 года.

Рис. 2 Сравнение количества вредных выхлопов СУГ (пропан/бутан) автомобиля с текущими Европейскими экологическими нормами.

Из графика видно, что автомобили, работающие на СУГ, уже сейчас соответствуют экологическим нормам «Евро4».

Источник: Научно-исследовательский институт автомобилестроения НАМИ.

Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:

Загрязнение воздуха;

Загрязнение окружающей среды;

Шум, вибрация;

Выделение тепла (рассеяние энергии).

С точки зрения экологии газовые виды топлива успешно конкурируют с традиционными видами даже в случае установки на базовых автомобилях систем нейтрализации выхлопных газов. Кроме того, газовое топливо практически не содержит веществ, являющихся каталитическими ядами для нейтрализаторов (сера, свинец и пр.).

Помимо этого всего при работе на СУГ в атмосферу не выбрасываются такие вредные вещества как:

акролеин

1,3 бутадиен

толуол

ксилолы

стирол

ацетальдегид

бензол

формальдегид

бенз(а)пирен

7.2 Расчетная инвентаризация выбросов автотранспортными средствами (АТС)

В целях проведения расчетной инвентаризации выбросов АТС разделены на следующие типы:

- легковые автомобили;

- грузовые автомобили полной массой более 3500 кг;

- автобусы полной массой более 3500 кг.

Каждый тип АТС в зависимости от вида используемого топлива разделен на следующие подтипы:

- АТС, работающие на бензине;

- АТС, работающие на дизельном топливе;

- АТС, работающие на сжиженном нефтяном газе.

Приведенные в данной методике удельные выбросы загрязняющих веществ АТС различных экологических классов отражают усредненный выброс загрязняющих веществ при движении АТС по городским улицам и дорогам регулируемого и непрерывного движения, а также при пуске и прогреве двигателя АТС после стоянки.

При выполнении расчетов соответствующий расчетный тип АТС определяется типом АТС, видом используемого топлива и экологическим классом АТС.

Расчеты выполняются для следующих загрязняющих веществ:

СО - оксид углерода;

VOC - углеводороды в пересчете на СН1,85 (включая VOC, содержащиеся в топливных испарениях);

NOx - оксиды азота в пересчете на NO2;

РМ - твердые частицы в пересчете на углерод;

SO2 - диоксид серы;

Рb - соединения свинца;

СO2 - диоксид углерода;

СН4 - метан;

NMVOC - неметановые углеводороды;

NH3 - аммиак;

N2O - закись азота.

Вывод: Анализ полученных результатов позволяет утверждать что при работе АТС на СУГ, значительно сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу, что в значительной степени улучшает экологическую обстановку.

Глава 9

Экономика

9.1 График основных этапов проведения НИР и расчет затрат

График основных этапов проведения НИР является основным документом, характеризующим затраты по заработной плате. Вместе с тем, в известной мере отражает и организацию проведения работы, а именно: состав и количество привлекаемых к выполнению работы исполнителей.

Для составления графика основных этапов проведения НИР рассмотрим временные интервалы проведения работ:

1. Подготовительный этап.

2. Теоретические разработки.

3. Проектирование и выполнение технического задания на ЭВМ.

4. Консультации с руководителем проекта.

5. Машинные расчеты и оформление отчета в электронном виде.

Для расчета общих затрат необходимо знать трудоемкости всех этапов выполняемой работы. Для определения трудоемкости составляется перечень всех видов работ, которые должны быть выполнены. Трудоемкость выполнения работы определяется по сумме трудоёмкостей этапов и видов составляющих работ, оцениваемых экспериментальным путем в человеко-днях. Она носит вероятностный характер, так как зависит от множества трудно учитываемых факторов. Поэтому в практике применяются следующие величины при оценке трудоемкости:

ai - минимальные возможные трудоемкости отдельных видов работ;

bi - максимальные возможные трудоемкости отдельных видов работ;

mi - наиболее вероятная трудоемкость отдельных видов работ.

Ожидаемое значение трудоемкости Тi и их дисперсия Дi оцениваются по формулам:

, (3.1)

(3.2)

Дисперсия характеризует степень неопределённости выполнения работы за ожидаемое время. Продолжительность работы Тпi оценивается по формуле:

Тпi = Тi / Чi , (3.3)

где Тi - трудоёмкость, чел.-дни;

Чi - численность исполнителей, чел.

Т.к. работа проводится одним человеком, то Tпi = Ti. При допущении, что работы ведутся в проектной организации для проведения НИР по данному проекту и выполнения основных этапов НИР понадобится следующий персонал:

- ведущий инженер - руководитель проекта;

- инженер - разработчик проекта.

Принятые величины трудоемкости и полученные при расчете значения трудоемкостей сводим в таблицу 3.1.

На основании значений, полученных при расчетах по формулам (3.1. – 3.3.), составляется график проведенных работ, представленный в таблице 3.2

Глава 10 Технология строительного производства

10 Технология и организация строительного производства

По заданию на дипломное проектирование в разделе организация строительного производства необходимо разработать проект производства работ на строительство участка газопровода СУГ в составе: календарный план производства работ, графики поступления на объект строительных конструкций и потребности в рабочих кадрах, технологические схемы с описанием последовательности и метода работ.

Выбор экскаватора:

При строительстве систем газоснабжения целесообразно подбирать экскаватор, обеспечивающий требуемую ширину траншеи за одну проходку, т.к. при этом достигается максимальная производительность. Основная ширина траншеи 1,1 м. Ширину режущей кромки ковша экскаватора определяем по справочным данным.

Техническая характеристика экскаватора принимается по данным Е2111, с учетом исходных данных. Экскаватор с гидравлическим приводом типа ЭО4141 вместимостью ковша 1,0 м3. Наибольшая глубина копания – 5,8 м. Максимальный радиус – 9,0 м.

Группа грунта - второй категории.

После того как траншея отрыта, производят выравнивание её дна по проектным отметкам.

Разработка грунта ведется навымет одноковшовым экскаватором с гидравлическим приводом ЭО4141, вместимостью ковша 1,0 м3. С учетом того, что по исходным данным грунт II категории, траншея имеет уклон, по ЕНиР 2 определяем трудозатраты и заработную плату на выполнение земляных работ.

Организация строительного производства должна обеспечивать целенаправленность всех организационных, технических и технологических решений на достижение конечного результата – ввода в действие объекта с необходимым качеством и установленные сроки.

Подготовка строительного производства должна обеспечивать планомерное раз- вёртывание строительно-монтажных работ и взаимоувязанную деятельность всех участников строительства объекта.

Подготовка к строительству каждого объекта должна предусматривать изучение инженерно- техническим персоналом проектно-сметной документации, детальное ознакомление с условиями строительства, разработку проектов производства работ на внеплощадочные и внутриплощадочные подготовительные работы, возведение сооружений и их частей, а также выполнение самих работ подготовительного периода с учётом природоохранных требований и требований по обеспечению безопасности труда.

Выполненные подготовительные работы должны включать строительство подъездных путей, линий электропередач с трансформаторными подстанциями, канализационных коллекторов с очистными сооружениями необходимых сооружений по развитию производственной базы строительной организации, а также устройств и сооружений связи для управления строительством.

Внутриплощадочные подготовительные работы должны предусматривать сдачу-приемку геодезической разбивочной основы для строительства и геодезические разбивочные работы для прокладки инженерных сетей, дорог и возведения зданий и сооружений, освобождение строительной площадки для производства строительно-монтажных работ, устройство постоянных и временных дорог, инвентарных временных ограждений строительной площадки с организацией в необходимых случаях контрольно-пропускного режима, размещение мобильных (инвентарных) зданий и сооружений производственного, складского, вспомогательного, бытового и общественного назначения, устройство складских площадок и помещений для хранения материалов, конструкций и оборудования, организацию связи для оперативно-диспетчерского управления производством работ, обеспечения строительной площадки противопожарным водоснабжением и инвентарём, освещением и средствами сигнализации.

Устройство временных внеплощадочных и внутриплощадочных дорог допускается только в случаях нецелесообразности или невозможности использования для нужд строительства постоянно существующих и запроектированных дорог. Конструкция всех дорог, используемых в качестве временных, должна обеспечивать движение строительной техники и перевозку максимальных по массе и габаритам строительных грузов.

Обеспечение строительства водой, теплом, паром, сжатым воздухом и электроэнергией, как правило, должно осуществляться от действующих систем, сетей и установок с использованием для нужд строительства запроектированных постоянных инженерных сетей и сооружений.

10.6 Расчёт потребности в транспорте.

Транспорт является промежуточным звеном между строительной площадкой и поставщиками строительных материалов.

Объём и характер перевозок устанавливается согласно календарного графика. На его основе составляют график потребности в строительных материалах и изделиях. Количество транспортных единиц, необходимых для доставки грузов на строительную площадку, зависит от грузоподъёмности и времени выполнения одного цикла:

Для перевозки труб принимается трубовоз ТВ6 - это автомобиль тягач на базе ЗИЛ130 с прицепом 1АПР и грузоподъёмностью 6 тонн.

Время одного цикла равно tц=1,93=2 часа, следовательно за смену автомобиль может выполнить:

8/tц =8/2=4 циклов.

При коэффициенте использовании транспорта 0,9 производительность машины в смену составит: Qт=4*6*0,9=21,6 т.

Необходимое количество трубовозов определяется по формуле: N= P/(n*Q), шт,

где P - общая масса подлежащих перевозке труб, т., (см табл. 3.5.1)

n - число дней перевозки;

Qт - производительность машины за рабочий день, т.

N=58,788/(6*21,6)=0,45 следовательно для перевозки труб принимаем 1 трубовоз.

Для перевозки фасонных частей и арматуры, а также битумнорезиновой мастики и элементов железобетонных колодцев используется автомобиль КАМАЗ 5510 грузоподъемностью 9 т.

Список используемых источников

«Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации АГЗС», ГИПРОНИИГАЗ, – С.: Сателлит, 2004 – 200с.

«Газонаполнительные и газораспределительные станции»: Учебное пособие./ под общей редакцией Ю.Д. Земенкова – Тюмень, 2002 – 335с.

Стаскевич Н.Л., Вигдорчик Н.Я. «Справочник по сжиженным углеводородным газам». – Л.: Недра, 1986 – 543с.

Гольянов А.И. «Газовые сети и газохранилища: Учебник для вузов. – Уфа: ООО «Издательство научно - технической литературы “Монография”», 2004 – 303с.

Н.И. Преображенский «Сжиженные углеводородные газы». – Л., «Недра», 1975 – 276с.

Расчет газовых сетей: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. А.А. Кудинов. Ульяновск: УлГТУ, 2001 – 45с.

«Газовые сети и газохранилища»: Учебное пособие. / Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова – Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2004. – 208 с.

Жижченко Б.П. «Углеводородные газы». М., Недра, 1984 – 112с.

«Стратегия развития газовой промышленности России» – М.: Энергоатомиздат, 1997 – 344с., ил.

Уильямс А.Ф., Лом У.Л. «Сжиженные нефтяные газы»: Пер. с англ. Пер. изд. Великобритания, 1981. М.: Недра, 1985 – 399с.

Бобровский С.А., Яковлев В.И. «Газовые сети и газохранилища». М.: Недра, 1980 – 413с.

«Транспорт на альтернативном топливенаучно»: международный научно - технический журнал, – глав. ред. Р.О. Самсонов, – учредит. и изд. : НП «Национальная газомоторная ассоциация»(НГА).

Комина, Г. П., Прошутинский, А. О. Гидравлический расчет и проектирование газопроводов: учебное пособие по дисциплине «Газоснабжение» для студентов специальности 270109 – теплогазоснабжение и вентиляция / Г. П. Комина, А. О. Прошутинский; СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 148 с.

СНиП 42012002 «Газораспредилительные системы»

СНиП 2.04.0887* «Газоснабжение».

СП 421012003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб»

СП 421022004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб»

СП 421032003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов»

ПБ 1252903 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления»

СНиП 2.07.0189* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».

СНиП 11.01.95 "Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений"

Н.И. Пешехонов «Проектирование газоснабжения» Киев 1970г.

ПБ 1224598 "Правила безопасности в газовом хозяйстве"

ОПВХП 88 "Общие правила взрывобезопасности пожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств"

Сборники расценок на монтаж оборудования № 6, 7, 12, 16, 20.

Сборники сметных цен на материалы №1 часть 3.

Сборники сметных норм и расценок, утверждённые Постановлением Госстроя № 115 от 29.12.90.

СНиП 11.01.95 "Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений"

НПБ 11198* «Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности»

СП 4210497 «Свод правил по применегнию запорной арматуры для строительства систем гапзоснабжения».

Постановление РФ от 02.03.2000 г. № 183 «О нормативах выбросов вредных (загрязняющих веществ) в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него», М.,2000.

ЕниР - Е1* «Внутрипостроечные транспортные работы».

ЕниР - Е11. «Изоляционные работы».

ЕНиРЕ22 «Сварочные работы», Конструкции зданий и сооружений.

ЕНиРЕ2 «Земляные работы», Механизированные и ручные земляные работы.

СНиП 120399 «Безопасность труда в строительстве», Москва 2000г.

СНиП III480* «Правила производства и приёмки работ», ч.3; глава 4 – Техника безопасности в строительстве, Москва 1989г.

ОСТ 15339.3-051-2003 «Основные положения. Газораспределительные сети и газовое оборудование зданий. Резервуарные и баллонные установки».

ГОСТ 9.60289* Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.

Пособие к СНиП 2.09.0385 Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы.

ПБ 0311096 Правила безопасности для складов сжиженных углеводородных газов и легковоспламеняющихся жидкостей под давлением.

ПБ 1252903 Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления.

РД 0341801 Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов .

РД 1260803 Положение по проведению экспертизы промышленной безопасности на объектах газового хозяйства.

ПБ 1260903 Правила безопасной эксплуатации объектов СУГ.

СНиП 230595* Естественное и искусственное освещение.

СНиП 2.04.0185* Внутренний водопровод и канализация.

СНиП 2.04.0984 Пожарная автоматика зданий и сооружений.

Пособие к СНиП 110195 Пособие по разработки раздела проектной документации «Охрана окружающей среды».

ВНТП 595 «Нормы Технологического проектирования предприятий по обеспечению нефтепродуктами (нефтебаз)».

Доклад

Уважаемый председатель и члены государственной аттестационной комиссии, вашему вниманию предлагается дипломный проект на тему «Разработка проекта газозаправочных станций в г. Владивосток».

Целью данного дипломного проекта является перевод промышленного и большегрузного транспорта на сжиженный углеводородный газ.

На сегодняшний день одним из главных источников загрязнения является автомобильный транспорт, проблема экологии стоит остро как никогда. Автомобиль переоборудованный для работы на сжиженном газе решает не только проблемы экологии, но и приносит значительную экономию при его эксплуатации.

По сравнению с другими видами топлива СУГ имеет ряд конкретных преимуществ, среди которых:

Экономичность

Легкость и удобство транспортировки

Экологическая безопасность

Продление срока службы автомобиля

Исходными данными для дипломного проектирования являлись кол-во промышленного и большегрузного транспорта в г.Владивосток, а также карта города.

Был произведен расчет колва и мощность газозаправочных станций, а также объем хранилища СУГ.

Расход СУГ в сутки на одной заправке – 37,2 куб.м.,

Максимальное кол-во машин заправляющихся в сутки – 412,

Принят общий объем резервуаров на одной заправке – 100 куб. м.,

В качестве пожаротушения на агзс принят резервуар с водой на 200 куб.м.

Итого к проектированию принято 4 автозаправочные станции в г.Владивосток, с подземными одностенными резервуарами СЦС25.

Схема перекачки СУГ на АГЗС насосная, в качестве насосов приняты современные насосы компании FAS:– для раздачи ФАС АР 368 (100 л/мин) самовсасывающий(с возвратом паровой фазы),

Для налива в резервуары – FAS LG PN 25 шиберного типа (490л/мин),

Также была запроектирована ГНС СУГ, транспортировка до ГНС осуществляется трубопроводом жидкой фазы.

В спец главе рассмотреныны современные методы учета СУГ на АГЗС, с применением высокочастотных узлов учета для измерения колва газа , главной особенностью является учитывать массу пара, прошедшего по линии паровозврата в процессе слива, и обеспечивать точное измерение плотности непосредственно в процессе слива, потому что в это время плотность СУГ может существенно изменяться.

В главе Экономика рассматривается экономическая выгода и окупаемость использования компьютезированнной системы автоматизации.

В разделе охрана труда произведен анализ опасных и вредных производственных факторов и мероприятия по их предупреждению на основании СНиПа “Техника безопасности в строительстве ” рассмотрены - Физические, химические и психофизиологические факторы .

В главе автоматизация рассмотрены современные методы контроля технологических процессов, с использованием модульная серия ADAM4000 фирмы Advantech, полное или частичное сокращение дежурного персонала.

В разделе технология производства монтажных работ была рассмотрена система отопления. Исходными данными для составления ППР послужили составленные чертежи. Трудовые затраты на монтажные работы определены по ЕНиР. Произведен расчет объёмов монтажносборочных и монтажностроительных работ, калькуляции трудовых затрат на монтажные работы. Также составлен календарный план-график производства монтажных работ и движения рабочих по профессии.

В главе Охрана воздушного бассейна был произведен годовой и суточный расчет выбросов вредных веществ от АТС работающих на СУГ и на бензине и произведено их сравнение, расчеты выстроены в виде диаграмм.

Доклад окончен, спасибо за внимание.