Методика определения технологических потерь сжиженных углеводородных газов на газонаполнительных станциях, газонаполнительных пунктах и автогазозаправочных станциях
(утв. введена в действие Приказом Минэнерго РФ от 24.12.2003 № 504)
Примечание
Документ введен в действие с 25.12.2003.
МЕТОДИКА
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ
ГАЗОВ НА ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ, ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНЫХ
ПУНКТАХ И АВТОГАЗОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ
25 декабря 2003 года
Настоящая «Методика определения технологических потерь сжиженных углеводородных газов на газонаполнительных станциях, газонаполнительных пунктах и автогазозаправочных станциях» предназначена для определения технологических потерь в процессе проведения операций слива-налива сжиженных углеводородных газов (СУГ), технического обслуживания и ремонта технологического оборудования данных объектов (независимо от их организационно-правовой формы собственности), предназначенных для обеспечения СУГ потребителей, использующих эти газы в качестве топлива, в том числе автомобильного.
Методику разработал авторский коллектив сотрудников ОАО «Гипрониигаз»: Гордеева Р.П., Крылов Е.В., Лисицына О.Н.
Методика согласована с Министерством экономического развития и торговли Российской Федерации и утверждена Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 24 декабря 2003 г. № 504.
1.1. Настоящая Методика рекомендована для расчета в газораспределительных организациях (ГРО) и других объектах топливно-энергетического комплекса технологических потерь при проведении операций слива-налива СУГ, техническом обслуживании и ремонте технологического оборудования.
На основе настоящей Методики с учетом местных условий выполняется расчет технологических потерь для конкретного объекта СУГ (ГНС, ГНП, АГЗС).
1.2 Необратимые технологические потери СУГ возникают при выполнении следующих технологических процессов:
- слив СУГ из железнодорожных цистерн в резервуары базы хранения на ГНС;
- слив СУГ из автоцистерн в резервуары базы хранения на ГНП и АГЗС;
- наполнение автоцистерн из резервуаров базы хранения на ГНС;
- наполнение баллонов СУГ на наполнительных установках ГНС, ГНП;
- внутренний осмотр, техническое освидетельствование и ремонт газовых баллонов, сосудов автоцистерн и резервуаров базы хранения СУГ;
- перемещение СУГ по внутриплощадочным газопроводам, оборудованным запорно-регулирующей и предохранительной арматурой;
- периодическая проверка на срабатывание предохранительных сбросных клапанов, установленных на резервуарах базы хранения, газопроводах и других элементах технологического оборудования объектов.
1.3 В настоящей Методике применяют следующие определения терминов и сокращений:
АГЗС — автогазозаправочная станция.
ГНП — газонаполнительный пункт.
ГНС — газонаполнительная станция.
ГРО — газораспределительная организация.
2. АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ СЖИЖЕННОГО ГАЗА
2.1 Технологические потери СУГ на ГНС имеют место при выполнении следующих технологических процессов:
- слив СУГ из железнодорожных цистерн в резервуары базы хранения ГНС;
- хранение СУГ в надземных или подземных резервуарах базы хранения;
- наполнение автоцистерн из резервуаров базы хранения;
- наполнение баллонов объемом 50, 27 и 5 л;
- перемещение СУГ по внутриплощадочным газопроводам паровой и жидкой фаз;
- техническое обслуживание и ремонт технологического оборудования.
2.2 Технологические потери СУГ на ГНП имеют место при выполнении следующих технологических процессов:
- слив СУГ из автоцистерн в резервуары базы хранения;
- хранение СУГ в надземных и подземных резервуарах;
- наполнение баллонов объемом 50, 27 и 5 л;
- перемещение СУГ по внутриплощадочным газопроводам паровой и жидкой фаз;
- техническое обслуживание и ремонт технологического оборудования.
2.3 Технологические потери СУГ на АГЗС имеют место при выполнении следующих технологических процессов:
- слив СУГ из автоцистерн в резервуары базы хранения;
- хранение СУГ в надземных и подземных резервуарах;
- перемещение СУГ по внутриплощадочным газопроводам паровой и жидкой фаз;
3.1 Газонаполнительные станции
3.1.1. В процессе слива газа из железнодорожных цистерн в резервуары базы хранения имеют место следующие источники технологических потерь СУГ:
- потери СУГ при опорожнении резинотканевых рукавов по окончании слива;
- потери СУГ с возвратом железнодорожных цистерн;
- потери СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольных вентилей.
3.1.1.1 Потери СУГ при опорожнении резинотканевых рукавов по окончании слива
Слив СУГ из железнодорожных цистерн производится с использованием трех резинотканевых рукавов:
Из резинотканевых рукавов через свечу удаляется только паровая фаза, так как жидкая фаза полностью перемещается в резервуары базы хранения.
Количество потерь при опорожнении резинотканевых рукавов СУГ М , кг, оп определяется по формуле:
пи 2 М = -- х d х l х ро х n , (1) оп 4 р р п ждц
где:
пи - безразмерный коэффициент, равен 3,14;
d - диаметр резинотканевого рукава, м;
р
l - суммарная длина резинотканевых рукавов, м;
р
ро - плотность паровой фазы СУГ, кг/куб. м;
п
n - количество опорожняемых за расчетный период железнодорожных
ждц
цистерн, шт.
Плотность паровой фазы СУГ ро , кг/куб. м, определяется по формуле [1]: п
6
(P + 0,1) х 10
м
ро = ----------------, (2) п В х R х Т 4 см 1
где:
P - избыточное (манометрическое) давление паровой фазы СУГ, МПа;
м
В - безразмерный коэффициент сжимаемости газа, определяется по
4
графикам, построенным по приведенным температурам и приведенным давлениям [2]; R — газовая постоянная смеси СУГ, Дж/(кг х К); см Т — температура СУГ, К. 1
Газовая постоянная смеси СУГ, R , Дж/(кг х К), определяется по см формуле:
R = g х R + g х R , (3) см пр пр бут бут
где:
g - массовое содержание пропана в смеси в долях единицы;
пр
g - массовое содержание бутана в смеси в долях единицы;
бут
R — газовая постоянная пропана, R = 184,92 [2]; пр пр R — газовая постоянная бутана, R = 140,3 [2].
бут бут Избыточное давление паровой фазы СУГ в резинотканевых рукавах принимается равным остаточному давлению в железнодорожной цистерне (P =
м
0,15 МПа).
Для проведения осредненных расчетов плотности паровой фазы СУГ можно использовать данные, приведенные в таблицах, в которых компонентный состав СУГ принят в пропорции — 50% пропана, 50% бутана.
Плотность паровой фазы СУГ, удаляемой из резинотканевых рукавов, определена по формуле (2) и приведена в таблице 1.
| Температура СУГ, °С (К) | -40 (233) | -30 (243) | -20 (253) | -10 (263) | 0 (273) | +10 (283) | +20 (293) | +30 (303) | +40 (313) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность ро , п кг/куб. м | 7,25 | 6,88 | 6,68 | 6,42 | 6,12 | 5,84 | 5,58 | 5,34 | 5,17 |
3.1.1.2 Потери СУГ с возвратом железнодорожных цистерн
Потери СУГ с возвратом железнодорожных цистерн М , кг, определяются воз при принятом остаточном давлении P = 0,15 МПа по формуле: м
М = ро х n х V , (4) воз п ждц ждц где V - геометрический объем железнодорожной цистерны, куб. м.
ждц
Примечание - Потери СУГ с возвратом железнодорожных цистерн учитываются в расчетах, если железнодорожные цистерны наполняются на нефтеперерабатывающем заводе по уровню.
3.1.1.3 Потери при проверке уровня наполнения с помощью контрольных вентилей
При сливе СУГ из железнодорожных цистерн периодически проверяется уровень наполнения с помощью контрольных вентилей как в самой железнодорожной цистерне, так и в наполняемом резервуаре базы хранения.
Контрольные вентили на железнодорожной цистерне открываются перед началом процесса слива СУГ и при его окончании. Контрольные вентили на резервуарах базы хранения (85% уровня) периодически открываются примерно за 20 — 30 минут до окончания процесса их наполнения, при этом вначале идет паровая фаза СУГ, затем двухфазная смесь, появление которой сигнализирует о завершении слива.
На железнодорожной цистерне установлено три контрольных вентиля, заканчивающихся трубками: одна — на уровне 85% объема сосуда цистерны, вторая — выше 85% уровня на 50 мм (необходим при наполнении цистерны предприятием — поставщиком СУГ), третья — на уровне нижнего обреза сливо-наливных трубок, по которым определяется наличие или отсутствие жидкой фазы в сосуде.
В процессе слива СУГ из железнодорожной цистерны производится разовая проверка ее наполнения по 85% вентилю. Перед окончанием опорожнения железнодорожной цистерны (за 20 — 30 минут до окончания процесса слива) периодически открывается третий вентиль, через который вначале идет двухфазная смесь, затем — паровая фаза СУГ, что свидетельствует о полном опорожнении железнодорожной цистерны.
Расход СУГ как в двухфазной смеси, так и в паровой фазе, через контрольный вентиль, G , кг/с, определяется по формуле [3, 4, 5]: кв
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро, (5) кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
где:
кси - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления
кв
контрольного вентиля, кси = 13,6 [6]; кв F — площадь проходного сечения контрольного вентиля, кв. м; кв P — избыточное (манометрическое) давление СУГ в резервуаре, Па; м
ро - плотность СУГ, истекающего через вентиль (для двухфазной смеси ро
= ро , для паровой ро = ро ), кг/куб. м.
дф п
Площадь проходного сечения контрольного вентиля, F , кв. м,
кв
определяется по формуле:
пи 2 F = -- х d , (6) кв 4 кв
где:
пи - безразмерный коэффициент, равен 3,14;
d - диаметр проходного сечения контрольного вентиля, м.
кв
Плотность двухфазной смеси СУГ, ро , кг/куб. м, определяется по дф формуле:
ро = ро х (1 - X) + ро х X, (7) дф ж п
где:
ро - плотность жидкой фазы СУГ, кг/куб. м;
ж
X - паросодержание выходящего газа (Х = 0,2).
Избыточное давление СУГ (среднее в процессе слива-налива) в резервуаре железнодорожной цистерны, надземном резервуаре базы хранения и автоцистерне принято: в зимнее время — 0,6 МПа, в летнее время — 1,0 МПа [2, 7, 8, 9].
Избыточное давление СУГ (среднее в процессе слива-налива) в подземном резервуаре базы хранения принято: в зимнее время — 0,4 МПа, в летнее время — 0,6 МПа [10, 11, 12].
Плотность жидкой фазы СУГ в зависимости от температуры определяется по графику согласно приложению А к настоящей Методике (не приводится). В расчетах плотность жидкой фазы СУГ может быть принята по таблице 2.
| Температура СУГ, °С | -40 | -30 | -20 | -10 | 0 | +10 | +20 | +30 | +40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность, ро , ж кг/куб. м | 609 | 598 | 588 | 577 | 566 | 553 | 540 | 526 | 512 |
Плотность паровой фазы СУГ определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята:
а) для зимнего времени при давлении 0,6 МПа — по таблице 3.
| Температура СУГ, °С (К) | -40 (233) | -35 (238) | -30 (243) | -25 (248) | -20 (253) | -15 (258) | -10 (263) | -5 (268) | 0 (273) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность паровой фазы, ро , п кг/куб. м | 26,78 | 25,86 | 24,95 | 24,29 | 23,63 | 22,87 | 22,12 | 21,57 | 21,02 |
б) для зимнего времени при давлении 0,4 МПа — по таблице 4.
| Температура СУГ, °С (К) | -40 (233) | -35 (238) | -30 (243) | -25 (248) | -20 (253) | -15 (258) | -10 (263) | -5 (268) | 0 (273) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность паровой фазы, ро , п кг/куб. м | 16,50 | 16,06 | 15,62 | 15,31 | 15,00 | 14,54 | 14,09 | 13,67 | 13,25 |
в) для летнего времени при давлении 0,6 МПа — по таблице 5.
| Температура СУГ, °С (К) | 0 (273) | +5 (278) | + 10 (283) | + 15 (288) | +20 (293) | +25 (298) | +30 (303) | +35 (308) | +40 (313) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность паровой фазы, ро , п кг/куб. м | 21,02 | 20,26 | 19,5 | 18,82 | 18,14 | 17,42 | 16,71 | 16,35 | 15,99 |
г) для летнего времени при давлении 1,0 МПа — по таблице 6.
| Температура СУГ, °С (К) | 0 (273) | +5 (278) | +10 (283) | +15 (288) | +20 (293) | +25 (298) | +30 (303) | +35 (308) | +40 (313) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность паровой фазы, ро , п кг/куб. м | 45,05 | 42,44 | 39,84 | 37,68 | 35,52 | 33,69 | 31,89 | 30,55 | 29,21 |
3.1.1.3.1 Потери СУГ через контрольный вентиль железнодорожных цистерн
ждц
Потери СУГ через контрольный вентиль железнодорожных цистерн, М , кг, кв определяются по формуле:
ждц ждц ждц М = М + М , (8) кв кв.дф кв.п
где:
ждц
М - потери двухфазной смеси СУГ, кг;
кв.дф
ждц
М - потери паровой фазы СУГ, кг.
кв.п
Потери двухфазной смеси СУГ через контрольные вентили железнодорожных ждц цистерн, М , кг, составляют: кв.дф
ждц ждц ждц М = n х G х тау , (9) кв.дф ждц кв.дф кв.дф
где:
ждц
G - расход двухфазной смеси СУГ через контрольный вентиль, кг/с;
кв.дф
ждц
тау - суммарное время открытия контрольных вентилей с выпуском
кв.дф
двухфазной смеси СУГ из одной железнодорожной цистерны (85% и нулевого уровней), которое может быть принято из расчета времени разового открытия — 5 секунд.
Вентиль 85% уровня открывается 1 раз (проверка заполнения железнодорожной цистерны), вентиль нулевого уровня - пять раз (проверка наличия жидкой фазы). Таким образом, суммарное время открытия контрольных вентилей с выпуском двухфазной смеси СУГ из одной железнодорожной цистерны
ждц
составляет тау = 30 с. кв.дф
Потери СУГ в паровой фазе через контрольные вентили железнодорожных ждц цистерн, М , кг, составляют: кв.п
ждц ждц ждц М = n х G х тау , (10) кв.п ждц кв.п кв.п
где:
ждц
G - расход СУГ в паровой фазе через контрольный вентиль, кг/с;
кв.п
ждц
тау - время открытия контрольного вентиля с выпуском паровой фазы
кв.п
ждц
СУГ (вентиль нулевого уровня), которое составляет тау = 5 с. кв.п
3.1.1.3.2 Потери СУГ через контрольный вентиль резервуаров базы
хранения рх
Потери СУГ через контрольный вентиль резервуаров базы хранения, М , кв кг, определяются по формуле:
рх рх рх М = М + М , (11) кв кв.дф кв.п
где:
рх
М - потери двухфазной смеси СУГ, кг;
кв.дф
рх
М - потери паровой фазы СУГ, кг.
кв.п
Потери двухфазной смеси СУГ через контрольные вентили резервуаров базы рх хранения СУГ, М , кг, составляют: кв.дф
рх рх рх М = n х G х тау , (12) кв.дф рх кв.дф кв.дф
где:
n - количество резервуаров базы хранения, наполняемых в течение
рх
расчетного периода, шт.; рх G — расход двухфазной смеси СУГ через контрольный вентиль, кг/с; кв.дф рх тау — время открытия контрольного вентиля 85% уровня с выпуском кв.дф двухфазной смеси СУГ из одного резервуара, с.
Вентиль 85% уровня открывается 1 раз (в конце процесса наполнения резервуара). Таким образом, время открытия контрольного вентиля с выпуском
рх
двухфазной смеси СУГ из одного резервуара составляет тау = 5 с. кв.дф
Потери СУГ в паровой фазе через контрольные вентили резервуаров базы рх хранения СУГ, М , кг, составляют: кв.п
рх рх рх М = n х G х тау , (13) кв.п рх кв.п кв.п
где:
рх
G - расход паровой фазы СУГ через контрольный вентиль, кг/с;
кв.п
рх
тау - время открытия контрольного вентиля 85% уровня с выпуском
кв.п
паровой фазы СУГ из одного резервуара, с.
Вентиль 85% уровня открывается пять раз (в процессе наполнения резервуара). Таким образом, время открытия контрольного вентиля с выпуском
рх
паровой фазы СУГ из одного резервуара составляет тау = 25 с. кв.п
3.1.2 Потери при хранении СУГ в надземных или подземных резервуарах
Потери при хранении СУГ в резервуарах характеризуются следующими статьями:
- потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных сбросных клапанов;
- потери СУГ при проведении внутреннего осмотра и технического освидетельствования резервуаров базы хранения и сосудов автоцистерн;
- потери СУГ при проведении диагностики или ремонта резервуаров базы хранения и сосудов автоцистерн.
3.1.2.1 Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов
В процессе эксплуатации ГНС на резервуарах базы хранения и сосудах автоцистерн периодически производится проверка срабатывания (подрыв) предохранительных сбросных клапанов (ПСК), которая сопровождается потерями газа при его выбросе в атмосферу.
Потери СУГ за расчетный период, вызванные подрывом предохранительных сбросных клапанов, М , кг, определяются по формуле:
ПСК
М = G х n х тау х тау х n , (14) ПСК ПСК пск пск о пр
где:
G - расход СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов,
ПСК
кг/с; n — количество предохранительных клапанов, установленных на всех пск резервуарах и сосудах автоцистерн ГНС, из расчета два клапана на один резервуар, шт.;
тау - время выхода СУГ в атмосферу, может быть принято тау = 3 с
пск пск
на один клапан; тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о n — количество проверок в месяц, 1/месяц. пр
Расход СУГ при проверке срабатывания предохранительных сбросных клапанов, установленных на резервуарах и сосудах автоцистерн, G , кг/с,
ПСК
определяется по формуле [1]:
3,16 ________________ G = ---- х В х альфа х F х \/(P + 0,1) х ро , (15) ПСК 3600 3 1 п
где:
3,16 - безразмерный коэффициент;
3600 - коэффициент перевода часа в секунды;
В - безразмерный коэффициент, учитывающий физико-химические свойства
3
газов [1], для бутана В = 0,71, для пропана В = 0,72;
3 3
альфа - безразмерный коэффициент расхода предохранительного клапана,
должен быть указан в паспорте на предохранительный клапан; F — площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части, кв. мм; P — избыточное давление перед предохранительным клапаном, МПа; 1 ро — плотность паровой фазы СУГ перед клапаном при температуре СУГ, п равной температуре окружающей среды, и давлении, равном (P + 0,1) МПа, 1 кг/куб. м.
Площадь сечения клапана, F, кв. мм, определяется [2]: - для полноподъемных клапанов (при h >= 0,25d ) по формуле: с
пи 2 F = -- х d ; (16) 4 с
- <a id="p100149"></a>для неполноподъемных клапанов по формуле:
где:
d - диаметр проходного сечения седла клапана, мм;
с
h - высота подъема клапана, мм.
Плотность паровой фазы СУГ перед клапаном определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята по таблицам 3 - 6.
3.1.2.2. Потери СУГ при проведении внутреннего осмотра и технического освидетельствования резервуаров базы хранения и автоцистерн
Перед проведением внутреннего осмотра или технического освидетельствования сосудов они полностью освобождаются от СУГ. Жидкая и паровая фазы посредством насосно-компрессорного оборудования ГНС сливаются в другие резервуары базы хранения, оставшийся газ при давлении P
о
сбрасывается через свечу в атмосферу. Исходя из условий нормальной работы компрессоров величина P может быть принята в размере 0,15 МПа, при этом
о
расчетная плотность паров СУГ определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята по таблице 1.
При определении потерь СУГ в этом случае следует принимать следующие нормативные сроки, определенные правилами Госгортехнадзора РФ для сосудов, работающих под давлением, — резервуаров базы хранения и сосудов автоцистерн:
Потери СУГ определяются исходя из условия равномерного распределения нормативных сроков проведения внутреннего осмотра и гидравлического испытания по продолжительности расчетного периода определения потерь.
Учитывая, что периодичность проведения внутренних осмотров сосудов в четыре раза меньше периодичности проведения гидравлического испытания, а
также то, что проведение гидравлического испытания совмещается с внутренним осмотром, потери СУГ, удаляемого из сосудов, М , кг, определяются по во формуле:
тау
о
М = n х V х (ро + 1,2 х ро ) х ----, (18) во п пр тау
н
где:
n - количество сосудов, шт.;
V - вместимость сосудов, куб. м;
1,2 - безразмерный коэффициент, учитывающий расход СУГ на продувку
[18]; ро — плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки при пр температуре СУГ, кг/куб. м; тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о тау — нормативный срок проведения внутренних осмотров сосудов (2 года н = 24 месяца).
3.1.2.3 Потери СУГ при проведении диагностики или ремонта резервуаров
базы хранения и сосудов автоцистерн
Перед проведением диагностики или ремонта сосудов они полностью освобождаются от СУГ. Жидкая и паровая фазы посредством насосно-компрессорного оборудования ГНС сливаются в другие резервуары базы хранения, оставшийся газ при давлении P сбрасывается через свечу в
о
атмосферу. Исходя из условий нормальной работы компрессоров, величина P о может быть принята в размере 0,15 МПа, при этом расчетная плотность паров СУГ определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята по таблице 1.
Потери при проведении диагностики или ремонта сосудов, М , кг, др определяются по формуле:
М = n х V х (ро + 1,2 х ро ) х n , (19) др п пр др
где:
n - количество сосудов, шт.;
V - вместимость сосудов, куб. м;
n - количество ремонтов или проведения диагностик сосудов,
др
выполненных за расчетный период, раз.
3.1.3 Потери СУГ при наполнении автоцистерн из резервуаров базы хранения
При наполнении автоцистерн СУГ на ГНС производится проверка их наполнения по контрольному вентилю 85% уровня.
Расход СУГ через контрольный вентиль 85% уровня определяется по формуле (5). Расчет потерь производится исходя из следующих условий:
- выход паровой фазы через контрольный вентиль происходит в конце процесса наполнения автоцистерны — пять раз по 3 секунды;
- выход двухфазной смеси СУГ — один раз в течение 3 секунд.
Потери СУГ через контрольный вентиль автоцистерн за расчетный период, АЦ М , кг, составляют: кв
АЦ АЦ АЦ М = М + М , (20) кв кв.п кв.дф
где:
АЦ
М - потери паровой фазы СУГ, кг;
кв.п
АЦ
М - потери двухфазной смеси СУГ, кг.
кв.дф
АЦ АЦ АЦ М = G х n х тау , (21) кв.п кв.п АЦ кв.п
где:
АЦ
G - расход СУГ в паровой фазе через контрольный вентиль, кг/с;
кв.п
n - суммарное количество автоцистерн, наполняемых на ГНС за расчетный
АЦ
период; АЦ тау — суммарная продолжительность выхода паровой фазы СУГ через кв.п АЦ один контрольный вентиль в течение одной заправки (тау = 5 x 3 = 15 с). кв.п
АЦ АЦ АЦ М = G х n х тау , (22) кв.дф кв.дф АЦ кв.дф
где:
АЦ
G - расход двухфазной смеси СУГ через контрольный вентиль, кг/с;
кв.дф
АЦ
тау - суммарная продолжительность выхода двухфазной смеси СУГ
кв.дф
АЦ
через один контрольный вентиль в течение одной заправки (тау = 3 с). кв.дф
После наполнения автоцистерны в резинотканевых рукавах остается СУГ в паровой фазе при давлении, которое устанавливается в сосуде автоцистерны после ее наполнения (в расчетах принимается среднее в процессе наполнения значение: для зимнего времени — 0,6 МПа, а для летнего времени — 1,0 МПа [2, 7, 10, 14, 15]).
Плотность паровой фазы СУГ определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята по таблицам 3 и 6.
Потери при выходе СУГ из резинотканевых рукавов автоцистерн за АЦ расчетный период, М , кг, составляют: ш
АЦ пи 2 М = -- х d х l х ро х n , (23) ш 4 р р п АЦ
где:
d - диаметр резинотканевого рукава, м;
р
l - суммарная длина резинотканевых рукавов, м.
р
3.1.4 Потери СУГ при наполнении баллонов
При наполнении баллонов имеют место следующие источники технологических потерь:
- потери СУГ при отсоединении струбцин от вентилей и клапанов баллонов;
- потери СУГ при выбраковке баллонов вследствие утечек из вентилей (клапанов);
- потери СУГ при техническом освидетельствовании баллонов.
3.1.4.1 Потери СУГ при отсоединении струбцин от вентилей и клапанов баллонов
Потери СУГ при отсоединении струбцин от вентилей и клапанов баллонов, Б М , кг, определяются по формуле: ст
Б
М = V х ро х n х К, (24) ст Б ж Б
где:
V - объем газа в струбцине и запорном устройстве баллона, куб. м;
Б
ро - плотность жидкой фазы СУГ при температуре СУГ, кг/куб. м;
ж
n - количество баллонов, наполняемых на ГНС за расчетный период, шт.;
Б
К - коэффициент, учитывающий потерю СУГ, вызванную негерметичностью крепления струбцины на запорном вентиле или клапане баллона (К = 2 для
баллонов объемом 50 л, К = 1,5 — для баллонов объемом 27 л и 5 л) [16].
Объем газа в струбцине и запорном устройстве баллона составляет (по размерам [16]): -6 - V = 1,68 х 10 куб. м — для баллонов объемом 50 л; Б -6 - V = 1,24 х 10 куб. м — для баллонов объемом 5 л и 27 л. Б
3.1.4.2 Потери СУГ при выбраковке баллонов вследствие утечек из вентилей (клапанов)
Запорные устройства наполненных баллонов после снятия с наполнительной установки подвергаются проверке на герметичность, и в случае обнаружения утечки газа через вентиль или клапан направляются в ремонтное отделение ГНС. Перед вывертыванием вентиля (клапана) жидкая фаза СУГ сливается из баллона в резервуар, и оставшаяся в баллоне паровая фаза выпускается через свечу в атмосферу. Б
Величина потерь СУГ при выбраковке баллонов, М , кг, может быть выб определена по формуле:
Б 50 27 5 М = (0,05 х n + 0,027 х n + 0,005 х n ) х ро , (25) выб выб выб выб п
где:
50 27 5
n , n , n - количество баллонов, направляемых на ремонт с целью
выб выб выб
замены запорных устройств, объемом соответственно 50 л, 27 л и 5 л, шт.; 0,05, 0,027, 0,005 — объем баллонов, куб. м; ро — плотность паровой фазы СУГ при остаточном давлении в баллоне п после слива, равном 0,05 МПа, кг/куб. м.
Плотность паровой фазы СУГ определяется по формуле (2) и в расчетах может быть принята по таблице 8.
| Температура СУГ, °С (К) | -40 (233) | -30 (243) | -20 (253) | -10 (263) | 0 (273) | +10 (283) | +20 (293) | +30 (303) | +40 (313) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность паровой фазы, ро , п кг/куб. м | 4,30 | 4,08 | 3,88 | 3,69 | 3,52 | 3,40 | 3,25 | 3,14 | 3,10 |
3.1.4.3 Потери СУГ при техническом освидетельствовании бытовых баллонов
Бытовые баллоны, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться периодическому техническому освидетельствованию, а также внеочередному техническому освидетельствованию после проведения ремонта с применением сварки.
Периодичность технического освидетельствования составляет:
10 лет — для баллонов с толщиной стенки 3 мм и 5 лет — для баллонов с толщиной стенки 2,5 мм.
Перед проведением технического освидетельствования баллона жидкая фаза СУГ сливается из баллона в резервуар, а оставшаяся в баллоне паровая фаза выпускается через свечу в атмосферу.
Величина потерь СУГ при проведении технического освидетельствования Б баллонов, М , кг, может быть определена по формуле: то
Б 50 27 5 М = (0,05 х n + 0,027 х n + 0,005 х n ) х ро , (26) то то то то п 50 27 5 где n , n , n - количество баллонов, направляемых на техническое то то то
освидетельствование, объемом соответственно 50 л, 27 л и 5 л, шт.
3.1.5 Потери СУГ при перемещении по внутриплощадочным газопроводам
Потери характеризуются следующими статьями:
- потери СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной арматуры;
- сброс СУГ из предохранительных сбросных клапанов, установленных между запорной арматурой на газопроводах жидкой фазы при проведении испытания на срабатывание (один раз в месяц);
- потери СУГ при проведении текущего ремонта газопроводной арматуры.
3.1.5.1 Потери СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной арматуры
Потери СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной вг арматуры, М , кг, определяются по формуле: ут
вг вг -3 М = G х 24 х L х 10 х тау , (27) ут ут о
где:
вг
G - расход СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и
ут
газопроводной арматуры, г/ч; 24 — число часов в сутках, ч; L — количество календарных дней в месяце, день; тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц. о
Расход СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной вг арматуры, G , г/ч, определяется по формуле [19]: ут _
вг -2 /М G = 3,57 х 10 х эта х P х m х V х \/ -, (28) ут изб Т
где:
1/2
3,57 - коэффициент, °С х кв. см/(куб. м х ч);
эта — безразмерный коэффициент запаса, принимаемый равным 2 [14]; P — среднее за расчетный период избыточное давление в газопроводе, изб Па; m — коэффициент негерметичности, принимаемый равным 0,001, 1/ч [14]; V — объем внутриплощадочных газопроводов, куб. м; Т — температура СУГ, К; М — молярная масса СУГ, кг/кмоль, для пропана М = 44,098, для бутана М = 58,124 [2].
3.1.5.2 Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных
сбросных клапанов
Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных сбросных г клапанов, М , кг, определяются по формуле: ПСК
г г г г М = n х тау х G х тау х n , (29) ПСК ПСК ПСК ПСК о пр
где:
г
n - количество предохранительных сбросных клапанов на газопроводах
ПСК
жидкой фазы; г
тау - время выхода СУГ в атмосферу, может быть принято тау = 3 с
ПСК пск
на один клапан; г G — расход СУГ через клапан, кг/с; ПСК тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о n — количество проверок в месяц, 1/месяц. пр
Расход СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов, г установленных на газопроводах жидкой фазы, G , кг/с, определяется по ПСК формуле [1]:
г 5,03 _______________ G = ---- х альфа х F х \/(P - P ) х ро , (30) ПСК 3600 1 2 ж
где:
альфа - безразмерный коэффициент расхода предохранительного клапана,
указан в паспорте на предохранительный клапан; F — площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части, кв. мм; P — избыточное давление перед предохранительным клапаном, МПа; 1 P — избыточное давление за предохранительным клапаном, МПа, 2 принимается равным нулю; ро — плотность жидкой фазы перед клапаном при температуре СУГ. ж
3.1.5.3 Потери СУГ при проведении текущего ремонта газопроводной арматуры
В соответствии с требованиями «Правил безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы» ремонт газопроводной арматуры разрешается проводить только после освобождения газопровода от СУГ. При этом СУГ из участка газопровода, на котором установлена арматура, выпускается в атмосферу через свечу. После ремонта газопроводы необходимо продуть паровой фазой СУГ.
Потери СУГ в процессе проведения текущего ремонта газопроводной г арматуры, установленной на газопроводе жидкой фазы, М , кг, определяются тр.ж по формуле:
тау
г г о М = V х (ро + 1,2 х ро ) х ----, (31) тр.ж ж ж пр тау
р
где:
г
V - объем газопроводов жидкой фазы, освобождаемых от газа при
ж
проведении ремонта, куб. м; ро — плотность жидкой фазы при температуре СУГ, кг/куб. м; ж 1,2 — безразмерный коэффициент, учитывающий расход СУГ на продувку [18]; ро — плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки при пр температуре СУГ, кг/куб. м; тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о тау — нормативная продолжительность времени между ремонтами, месяц. р
Потери СУГ в процессе проведения ремонта газопроводной арматуры, г установленной на газопроводе паровой фазы, М , кг, определяются по тр.п формуле:
тау
г г о М = V х (ро + 1,2 х ро ) х ----, (32) тр.п п п пр тау
р
где:
г
V - объем газопроводов паровой фазы, освобождаемых от газа при
п
проведении ремонта, куб. м; ро — плотность паровой фазы СУГ, кг/куб. м, при давлении перед п демонтажем запорного устройства.
3.1.6 Потери СУГ при проведении технического обслуживания и ремонта насосов и компрессоров
Согласно производственным инструкциям завода-изготовителя осмотр насосов и компрессоров без их вскрытия проводится один раз в месяц, при этом предполагается отсутствие потерь СУГ.
Сроки проведения текущего ремонта насосов и компрессоров устанавливаются заводами-изготовителями.
После вскрытия из полости насоса или компрессора СУГ в объеме от входной до выходной задвижек удаляется в атмосферу через свечу при давлении внутри корпуса агрегата, которое может быть принято как осредненное (от входа до выхода) значение: для зимнего времени — 0,6 МПа, а для летнего времени 1,0 — МПа.
Потери СУГ на проведение текущих ремонтов насосов, М , кг, определяются н по формуле:
тау
н о М = К х V х n х (ро + 1,2 х ро ) х ----, (33) н ут н н ж пр н
тау
р
где:
н
К = 1,05 - 1,1 - поправочный коэффициент, учитывающий потери СУГ
ут
через сальниковые уплотнения насосов при их эксплуатации [17]; V — объем внутренней полости каждого насоса, куб. м, может быть принят н 0,011 куб. м; n — количество насосов, шт.; н ро — плотность жидкой фазы при температуре СУГ, кг/куб. м; ж тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о н тау — нормативный межремонтный срок для насосов, месяц. р
Потери СУГ на проведение текущих ремонтов компрессоров, М , кг, к определяются по формуле:
тау
к о М = К х V х n х (ро + 1,2 х ро ) х ----, (34) к ут к к п пр к
тау
р
где:
к
К = 1,1 - 1,15 - поправочный коэффициент, учитывающий потери СУГ
ут
через сальниковые уплотнения компрессоров [17]; V — объем внутренней полости каждого компрессора, куб. м, может быть к принят 0,04 куб. м; n — количество компрессоров, шт.; к ро — плотность паровой фазы СУГ, кг/куб. м, при давлении перед п демонтажем компрессоров; тау — расчетный период для определения потерь СУГ, месяц; о к тау — нормативный межремонтный срок для компрессора, месяц. р
3.2 Газонаполнительные пункты
3.2.1. Потери СУГ при сливе из автоцистерн в резервуары базы хранения возникают при осуществлении следующих операций:
- опорожнение резинотканевых рукавов автоцистерны после слива СУГ;
- сброс СУГ через контрольные вентили уровня жидкости.
3.2.1.1. Потери СУГ при опорожнении резинотканевых рукавов после слива жидкой фазы из автоцистерны определяются аналогично п. 3.1.3.
При сливе СУГ из автоцистерны в резервуары базы хранения в резинотканевых рукавах остается СУГ в паровой фазе при остаточном давлении в автоцистерне 0,15 МПа.
3.2.1.2. Потери СУГ при сбросе газа из контрольного вентиля автоцистерны и резервуара базы хранения определяются аналогично п. 3.1.3.
Время открытия контрольного вентиля: АЦ
тау = 25 с — время выхода двухфазной смеси СУГ из контрольного кв.дф вентиля автоцистерны; АЦ
тау = 5 с — время выхода паровой фазы СУГ из контрольного вентиля кв.п автоцистерны; рх
тау = 5 с — время выхода двухфазной смеси СУГ из контрольного кв.дф вентиля резервуара; рх
тау = 25 с — время выхода паровой фазы СУГ из контрольного вентиля кв.п резервуара.
Если слив СУГ производится из большегрузных автоцистерн, оборудованных АЦ поплавковыми указателями уровня, то М = 0, так как в них не предусмотрен
кв
контрольный вентиль 85% уровня.
В расчетах давление при сливе СУГ из автоцистерны в резервуары принимается средним в процессе слива и равным: для зимнего времени — 0,6 МПа, для летнего времени — 1,0 МПа.
3.2.2 Потери СУГ при хранении в резервуарах базы хранения
Потери СУГ при хранении в резервуарах базы хранения определяются аналогично п. 3.1.2.
3.2.3. Потери СУГ при наполнении баллонов определяются аналогично п. 3.1.4.
3.2.4. Потери СУГ при перемещении по внутриплощадочным газопроводам определяются аналогично п. 3.1.5.
3.2.5. Потери СУГ при ремонте насосов и компрессоров определяются аналогично п. 3.1.6.
3.3 Автогазозаправочные станции
3.3.1. Рассматриваются потери СУГ для автономных автогазозаправочных станций, не относящихся к ГНС и ГНП, имеющих свои резервуары базы хранения и свои технические средства для проведения сливо-наливных операций [10].
3.3.2. Потери СУГ при сливе из автоцистерн в резервуары базы хранения определяются аналогично п. 3.2.1.
3.3.3. Потери сжиженного газа при хранении в резервуарах базы хранения определяются аналогично п. 3.1.2.
3.3.4. Потери СУГ при перемещении по внутриплощадочным газопроводам определяются аналогично п. 3.1.5.
3.3.5. Потери СУГ при ремонте насосов и компрессоров определяются аналогично п. 3.1.6.
4. СУММАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ СУГ НА ОБЪЕКТЕ
4.1 Суммарные технологические потери СУГ на объекте за расчетный
период, М , кг, определяются по формуле: пот
М = К х SUM М , (35) пот ну i
где:
К - коэффициент, учитывающий неучтенные потери газа: внеплановые
ну
работы, погрешность весовых устройств, осредненные значения физико-химических свойств (давление и температура) СУГ, по которым определяются потери. В расчетах рекомендуется принимать К в пределах от
ну
1,15 до 1,20 [17];
SUM М - общие потери СУГ на ГНС, ГНП или АГЗС, рассчитанные по
i
рекомендациям раздела 3.
Пример расчета технологических потерь СУГ приведен в Приложении Б к настоящей Методике.
ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ СУГ
Б.1. Исходные данные для расчета
Температура окружающего воздуха — минус 20 °С.
Массовый состав СУГ — 50% бутана, 50% пропана.
Производительность ГНС — 10000 т/год.
Резинотканевый рукав: диаметр — d = 0,04 м; р
Железнодорожная цистерна: - геометрический объем — V = 75,5 куб. м; ждц - диаметр контрольного вентиля — d = 0,014 м; кв - количество цистерн, опорожняемых за расчетный период, — n = 20 шт. ждц
Резервуары — подземные: - геометрический объем — V = 50 куб. м; рх - количество — n = 12 шт.; - диаметр контрольного вентиля — d = 0,014 м; кв - диаметр проходного сечения седла предохранительного клапана d = 50 с мм; - высота подъема клапана — h = 2 мм; - коэффициент расхода предохранительного клапана — альфа = 0,6.
Количество резервуаров, наполняемых в течение расчетного периода, — n рх = 20 шт.;
Количество резервуаров, ремонтируемых за расчетный период, — 1 шт.
Автоцистерна ЦППЗ-16-771 — n = 5 шт.: 1 - геометрический объем — V = 16 куб. м; АЦ1 - количество цистерн, наполняемых за расчетный период, — n = 40 шт.; АЦ1 - диаметр контрольного вентиля — d = 0,006 м; кв - диаметр проходного сечения седла предохранительного клапана d = 40 с мм; - высота подъема клапана — h = 2 мм; - коэффициент расхода предохранительного клапана — альфа = 0,6; - диаметр резинотканевого рукава — d = 0,04 м; р - суммарная длина резинотканевых рукавов — l = 18 м. р
Автоцистерна АЦТ8-130М — n = 5 шт.: 2 - геометрический объем — V = 8 куб. м; АЦ2 - количество цистерн, наполняемых за расчетный период, — n = 60 шт.; АЦ2 - диаметр контрольного вентиля — d = 0,006 м; кв - диаметр проходного сечения седла предохранительного клапана d = 40 с мм; - высота подъема клапана — h = 2 мм; - коэффициент расхода предохранительного клапана — альфа = 0,6; - диаметр резинотканевого рукава — d = 0,04 м; р - суммарная длина резинотканевых рукавов — l = 18 м. р
Количество баллонов, наполненных за расчетный период: - 50 л — n = 10000 шт.; Б50 - 27 л — n = 7000 шт.; Б27 - 5 л — n = 1000 шт. Б5
Количество баллонов, направляемых на ремонт: 50 - 50 л — n = 50 шт.; выб 27 - 27 л — n = 35 шт.; выб 5 - 5 л — n = 25 шт. выб
Количество баллонов, направляемых на техническое освидетельствование: 50 - 50 л — n = 60 шт.; то 27 - 27 л — n = 30 шт.; то 5 - 5 л — n = 30 шт. то
Предохранительный клапан: - диаметр проходного сечения седла клапана, d = 50 мм; c - высота подъема клапана — h = 2 мм; - коэффициент расхода предохранительного клапана — альфа = 0,6; г - количество — n = 7 шт.
ПСК
Насосно-компрессорное отделение
Насосы: - количество — n = 2 шт.; н - объем внутренней полости каждого насоса, V = 0,011 куб. м. н
Компрессоры: - количество — n = 2 шт.; к - объем внутренней полости каждого компрессора, V = 0,04 куб. м. к
Б.2. Расчет технологических потерь
Б.2.1. Потери СУГ при сливе из железнодорожных цистерн в резервуары базы хранения
Б.2.1.1. Потери СУГ при опорожнении резинотканевых рукавов по окончании слива определяются по формуле 1:
пи 2 М = -- х d х l х ро х n . оп 4 р р п ждц
Расчетная плотность паровой фазы СУГ, ро = 6,68 кг/куб. м (таблица 1): п
3,14 2 М = ---- х 0,04 х 32 х 6,68 х 20 = 5,4 кг. оп 4
Б.2.1.2. Потери СУГ с возвратом железнодорожных цистерн определяются по формуле 4:
М = ро х n х V , воз п ждц ждц М = 6,68 х 20 х 75,5 = 10086,8 кг.
воз
Б.2.1.3. Потери СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольных вентилей:
Б.2.1.3.1. Железнодорожная цистерна
Площадь проходного сечения контрольного вентиля определяется по формуле 6:
пи 2 F = -- х d , кв 4 кв 3,14 2 F = ---- х 0,014 = 0,00015 кв. м. кв 4
Расход паровой фазы СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
ждц 1 __________________ G = ---------- х 0,00015 х \/2 х 600000 х 23,63 = 0,21 кг/с. кв.п ________
\/1 + 13,6
Потери паровой фазы СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 10:
ждц ждц ждц М = n х G х тау , кв.п ждц кв.п кв.п
ждц
М = 20 х 0,21 х 5 = 21,0 кг. кв.п
Расход двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Плотность двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 7:
ро = ро х (1 - X) + ро х X, дф ж п ро = 588 х (1 - 0,2) + 23,63 х 0,2 = 475 кг/куб. м.
дф
ждц 1 ________________ G = ---------- х 0,00015 х \/2 х 600000 х 475 = 0,93 кг/с. кв.дф ________
\/1 + 13,6
Потери двухфазной смеси СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 9:
ждц ждц ждц М = n х G х тау , кв.дф ждц кв.дф кв.дф
ждц
М = 20 х 0,93 х 30 = 558 кг. кв.дф
Суммарные потери СУГ через вентили контроля уровня определяются по формуле 8:
ждц ждц ждц М = М + М , кв кв.дф кв.п
ждц
Б.2.1.3.2. Резервуары базы хранения
Площадь проходного сечения контрольного вентиля определяется по формуле 6:
пи 2 F = -- х d , кв 4 кв 3,14 2 F = ---- х 0,014 = 0,00015 кв. м. кв 4
Расход паровой фазы СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность паровой фазы СУГ ро = 15,0 кг/куб. м (таблица 4). п
рх 1 _________________ G = ---------- х 0,00015 х \/2 х 400000 х 15,0 = 0,14 кг/с. кв.п ________
\/1 + 13,6
Потери паровой фазы СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 13:
рх рх рх М = n х G х тау , кв.п рх кв.п кв.п
рх
М = 20 х 0,14 х 5 = 70,0 кг. кв.п
Расход двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Плотность двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 7:
ро = ро х (1 - X) + ро х X, дф ж п ро = 558 х (1 - 0,2) + 15,0 х 0,2 = 473,4 кг/куб. м.
дф
рх 1 __________________ G = ---------- х 0,00015 х \/2 х 400000 х 473,4 = 0,76 кг/с. кв.дф ________
\/1 + 13,6
Потери двухфазной смеси СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 12:
рх рх рх М = n х G х тау , кв.дф рх кв.дф кв.дф
рх
М = 20 х 0,76 х 30 = 76 кг. кв.дф
Суммарные потери СУГ через вентили контроля уровня определяются по формуле 11:
рх рх рх М = М + М , кв кв.дф кв.п
рх
Б.2.2. Потери СУГ при хранении СУГ в резервуарах базы хранения
Б.2.2.1. Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов, установленных на резервуарах
Площадь сечения предохранительного клапана определяется по формуле 16:
пи 2
4 с
3,14 2
F = ---- х 50 = 1962,5 кв. мм.
4
Коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов [1], В = 3 0,715.
Плотность паровой фазы СУГ ро = 15,0 кг/куб. м (таблица 4). п
Расход СУГ при проверке срабатывания клапана определяется по формуле 15:
3,16 ________________ G = ---- х В х альфа х F х \/(P + 0,1) х ро , ПСК 3600 3 1 п рх 3,16 __________________ G = ---- х 0,715 х 0,6 х 1962,5 х \/(0,4 + 0,1) х 15,0 = 2,02 кг/с. ПСК 3600 Потери СУГ при проверке срабатывания клапана определяются по формуле
14:
М = G х n х тау х тау х n , ПСК ПСК пск пск о пр
рх
М = 2,02 х 24 х 3 х 1 х 1 = 145,4 кг. ПСК
Б.2.2.2. Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов, установленных на автоцистернах ЦППЗ-16-771
Площадь сечения предохранительного клапана определяется по формуле 16:
пи 2
4 с
3,14 2
F = ---- х 40 = 1256 кв. мм. 4
Коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов [1], В = 3 0,715.
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
Расход СУГ при проверке срабатывания клапана определяется по формуле 15:
3,16 ________________ G = ---- х В х альфа х F х \/(P + 0,1) х ро , ПСК 3600 3 1 п АЦ 3,16 ___________________ G = ---- х 0,715 х 0,6 х 1256 х \/(0,6 + 0,1) х 23,63 = 1,92 кг/с. ПСК 3600 Потери СУГ при проверке срабатывания клапана определяются по формуле
14:
М = G х n х тау х тау х n , ПСК ПСК пск пск о пр
АЦ
М = 1,92 х 10 х 3 х 1 х 1 = 57,6 кг. ПСК
Б.2.2.3. Потери СУГ при проверке срабатывания предохранительных клапанов, установленных на автоцистернах АЦТ8-130М
Площадь сечения предохранительного клапана определяется по формуле 16:
пи 2
4 с
3,14 2
F = ---- х 40 = 1256 кв. мм.
4
Коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов [1], В = 3 0,715.
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
Расход СУГ при проверке срабатывания клапана определяется по формуле 15:
3,16 ________________ G = ---- х В х альфа х F х \/(P + 0,1) х ро , ПСК 3600 3 1 п АЦ 3,16 ___________________ G = ---- х 0,715 х 0,6 х 1256 х \/(0,6 + 0,1) х 23,63 = 1,92 кг/с. ПСК 3600 Потери СУГ при проверке срабатывания клапана определяются по формуле
14:
М = G х n х тау х тау х n , ПСК ПСК пск пск о пр
АЦ
М = 1,92 х 10 х 3 х 1 х 1 = 57,6 кг. ПСК
Суммарные потери СУГ при проверке срабатывания клапанов, установленных на автоцистерне:
АЦ
М = 57,6 + 57,6 = 115,2 кг. ПСК
Б.2.2.4. Потери СУГ при проведении внутреннего осмотра
Б.2.2.4.1. Потери СУГ при проведении внутреннего осмотра резервуаров базы хранения определяются по формуле 18:
тау
о
М = n х V х (ро + 1,2 х ро ) х ----. во п пр тау
н
Плотность паровой фазы СУГ ро = 6,68 кг/куб. м (таблица 1). п
Плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки ро = 15,0 кг/куб. пр м (таблица 4).
рх 1 М = 12 х 50 х (6,68 + 1,2 х 15,0) х -- = 617 кг. во 24 Б.2.2.4.2. Потери СУГ при проведении внутреннего осмотра автоцистерн
определяются по формуле 18:
тау
о
М = n х V х (ро + 1,2 х ро ) х ----. во п пр тау
н
Плотность паровой фазы СУГ ро = 6,68 кг/куб. м (таблица 1). п
Плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки ро = 15,0 кг/куб. пр м (таблица 4).
АЦ 1 М = (5 х 16 + 5 х 8) х (6,68 + 1,2 х 15,0) х -- = 123,4 кг. во 24 Б.2.2.4.3. Потери СУГ при проведении диагностики или ремонта
резервуаров базы хранения определяются по формуле 19:
М = n х V х (ро + 1,2 х ро ) х N , др п пр др М = 1 х 50 х (6,68 + 1,2 х 15,0) х 1 = 1234 кг.
др
Б.2.3. Потери СУГ при наполнении автоцистерн из резервуаров базы хранения
Б.2.3.1. Потери СУГ через контрольный вентиль
Площадь проходного сечения вентиля определяется по формуле 6:
пи 2 F = -- х d , кв 4 кв 3,14 2 F = ---- х 0,006 = 0,00003 кв. м. кв 4
Расход паровой фазы СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
АЦ 1 __________________ G = ---------- х 0,00003 х \/2 х 600000 х 23,63 = 0,04 кг/с. кв.п ________
\/1 + 13,6
Потери паровой фазы СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 21:
АЦ АЦ АЦ М = G х n х тау , кв.п кв.п АЦ кв.п
АЦ
М = 0,04 х 100 х 15 = 60 кг. кв.п
Расход двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 5:
1 ___________ G = ----------- х F \/2 х P х ро. кв _________ кв м
\/1 + кси
кв
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Плотность двухфазной смеси СУГ определяется по формуле 7:
ро = ро х (1 - X) + ро х X, дф ж п ро = 588 х (1 - 0,2) + 23,63 х 0,2 = 475 кг/куб. м.
дф
АЦ 1 ________________ G = ---------- х 0,00003 х \/2 х 600000 х 475 = 0,19 кг/с. кв.дф ________
\/1 + 13,6
Потери двухфазной смеси СУГ при проверке уровня наполнения с помощью контрольного вентиля определяются по формуле 22:
АЦ АЦ АЦ М = G х n х тау , кв.дф кв.дф АЦ кв.дф
АЦ
М = 0,19 х 100 х 3 = 57 кг. кв.дф
Суммарные потери СУГ через вентили контроля уровня определяются по формуле 20:
АЦ АЦ АЦ М = М + М , кв кв.п кв.дф
АЦ
Б.2.3.2. Потери СУГ из резинотканевых рукавов автоцистерны определяются по формуле 23:
АЦ пи 2 М = -- х d х l х ро х n , ш 4 р р п АЦ АЦ 3,14 2 М = ---- х 0,04 х 18 х 23,63 х 100 = 53,42 кг. ш 4
Б.2.4. Потери СУГ при наполнении баллонов
Б.2.4.1. Потери СУГ при отсоединении струбцины от вентилей и клапанов баллонов определяются по формуле 24:
Б
М = V х ро х n х К. ст Б ж Б
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Б -6 М = 1,68 х 10 х 588 х 10000 х 2 = 19,76 кг,
ст1
Б -6 М = 1,24 х 10 х 588 х (7000 + 1000) х 1,5 = 8,75 кг,
ст2
Б
М = 19,76 + 8,75 = 28,51 кг. ст
Б.2.4.2. Потери СУГ при выбраковке баллонов вследствие утечек из вентилей (клапанов) определяются по формуле 25:
Б 50 27 5 М = (0,05 х n + 0,027 х n + 0,005 х n ) х ро . выб выб выб выб п
Плотность паровой фазы СУГ ро = 3,88 кг/куб. м (таблица 8). п
Б
М = (0,05 х 50 + 0,027 х 35 + 0,005 х 25) х 3,88 = 13,85 кг. выб
Б.2.4.3. Потери СУГ при техническом освидетельствовании бытовых баллонов определяются по формуле 26:
Б 50 27 5 М = (0,05 х n + 0,027 х n + 0,005 х n ) х ро . то то то то п
Плотность паровой фазы СУГ ро = 3,88 кг/куб. м (таблица 8). п
Б
М = (0,05 х 60 + 0,027 х 30 + 0,005 х 30) х 3,88 = 15,36 кг. ст
Б.2.5. Потери СУГ при перемещении по внутриплощадочным газопроводам
Б.2.5.1. Потери СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной арматуры
Объем внутриплощадочных газопроводов (по исходным данным):
3,14 2 3,14 2 V = ---- х 0,05 х 600 + ---- х 0,032 х 200 = 1,364 куб. м. 4 4
Молярная масса СУГ [2]:
1
М = --------------- = 50,15 кг/кмоль. 0,5 0,5 ------ + ------
44,097 58,124 Расход СУГ из-за негерметичности фланцевых соединений и газопроводной
арматуры определяется по формуле 28: _
вг -2 /М G = 3,57 х 10 х эта х P х m х V х \/ -, ут изб Т
_____
г -2 /50,15 G = 3,57 х 10 х 2 х 600000 х 0,001 х 1,34 \/ ----- = 25,56 г/ч. ут 253
Потери СУГ из-за негерметичности определяются по формуле 27:
вг вг -3 М = G х 24 х L х 10 х тау , ут ут о г -3 М = 25,56 х 24 х 30 х 10 х 1 = 18,4 кг.
ут
Б.2.5.2. Потери СУГ при проверке срабатывания сбросных предохранительных клапанов, установленных на газопроводах жидкой фазы
Площадь сечения предохранительного клапана определяется по формуле 17:
F = 2,22 х 50 х 2 = 222 кв. мм.
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 (таблица 2). ж
Расход СУГ при проверке срабатывания клапана определяется по формуле 30:
г 5,03 _______________ G = ---- х альфа х F х \/(P - P ) х ро , ПСК 3600 1 2 ж г 5,03 _______________ G = ---- х 0,6 х 222 \/(0,6 - 0) х 588 = 3,5 кг/с. ПСК 3600 Потери СУГ при проверке срабатывания клапана определяются по формуле
29:
г г г г М = n х тау х G х тау х n , ПСК ПСК ПСК ПСК о пр
г
М = 7 х 3 х 3,5 х 1 х 1 = 73,5 кг. ПСК
Б.2.5.3. Потери СУГ при проведении текущего ремонта газопроводной арматуры
Объем трубопроводов жидкой фазы, освобождаемых от газа при проведении ремонта (по исходным данным):
г 3,14 2 3,14 2 V = ---- х 0,05 х 400 + ---- х 0,032 х 100 = 0,87 куб. м. тр.ж 4 4 Потери жидкой фазы СУГ при проведении ремонта газопроводной арматуры
определяются по формуле 31:
тау
г г о М = V х (ро + 1,2 х ро ) х ----. тр.ж ж ж пр тау
р
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки ро = 15,0 кг/куб. пр м (таблица 4).
г 1 М = 0,87 х (588 + 1,2 х 15,0) х -- = 43,9 кг. тр.ж 12 Объем трубопроводов паровой фазы, освобождаемых от газа при проведении
ремонта (по исходным данным):
г 3,14 2 3,14 2 V = ---- х 0,05 х 200 + ---- х 0,032 х 100 = 0,47 куб. м. п 4 4 Потери паровой фазы СУГ при проведении ремонта газопроводной арматуры
определяются по формуле 32:
тау
г г о М = V х (ро + 1,2 х ро ) х ----. тр.п п п пр тау
р
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
г 1 М = 0,47 х (23,63 + 1,2 х 15,0) х -- = 1,6 кг. тр.п 12
Суммарные потери при ремонте газопроводной арматуры:
г
М = 43,9 + 1,6 = 45,5 кг. тр.п
Б.2.6. Потери СУГ при проведении технического обслуживания и ремонта насосов и компрессоров
Б.2.6.1. Потери СУГ при проведении технического обслуживания и ремонта насосов определяются по формуле 33:
тау
н о М = К х V х n х (ро + 1,2 х ро ) х ----. н ут н н ж пр н
тау
р
Плотность жидкой фазы СУГ ро = 588 кг/куб. м (таблица 2). ж
Плотность паровой фазы СУГ при проведении продувки ро = 15,0 кг/куб. пр м (таблица 4).
1
М = 1,1 х 0,011 х 2 х (588 + 1,2 х 15,0) х - = 14,7 кг. н 1 Б.2.6.2. Потери СУГ при проведении технического обслуживания и ремонта
компрессоров определяются по формуле 34:
тау
к о М = К х V х n х (ро + 1,2 х ро ) х ----. к ут к к п пр к
тау
р
Плотность паровой фазы СУГ ро = 23,63 кг/куб. м (таблица 3). п
1
М = 1,1 х 0,04 х 2 х (23,63 + 1,2 х 15,0) х - = 3,7 кг. к 1
Б.2.7. Суммарные технологические потери СУГ на объекте
М = 5,4 + 10086,8 + 579 + 146 + 145,4 + 115,2 + 617 + 123,4 + 1234 +
ГНС
- 117 + 53,42 + 28,51 + 13,85 + 15,36 + 18,4 + 73,5 + 43,9 + 45,5 + 14,7 + + 3,7 = 13480,04 кг.
Суммарные технологические потери СУГ на объекте определяются по формуле 35:
М = К х SUM М , пот пу i М = 1,20 х 13480,04 = 16176,048 кг.
пот
1. ГОСТ 12.2.085-2002. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности.
2. Стаскевич Н.Л., Вигдорчик Д.Я. Справочник по сжиженным углеводородным газам. Л.: Недра, 1986.
3. Шмеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: Энергоатомиздат, 1984, 639 с.
4. Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И., Федяевский Н.Н. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1982.
5. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Л.: Машиностроение, 1976.
6. Крылов Е.В. Продолжительность наполнения баллонов сжиженным газом//Газовая промышленность, № 6, 1981, с. 56 — 58.
7. Преображенский Н.И. Сжиженные углеводородные газы. Л.: Недра, 1975, 276 с.
8. А.П. Клименко, А.А. Петрушенко и др. Термодинамические свойства легких углеводородов парафинового ряда. Киев, 1960.
9. Рубинштейн С.В. Газонаполнительные станции сжиженных углеводородных газов. Л.: Недра, 1989.
10. Определение потерь СУГ на ГНС г. Сочи. Материалы ОАО «Гипрониигаз», Саратов, 1999.
11. Расчет технологических потерь сжиженного газа на АГЗС в п. Коммунар. Материалы ОАО «Гипрониигаз», Саратов, 2001.
12. Определение технологических потерь СУГ на ГНС ООО «Сервисгаз». Материалы ОАО «Гипрониигаз», Саратов, 2000.
13. Методические указания по расчету норм естественной убыли при хранении и транспорте продуктов в газопереработке, ВНИПИгаз, 1985.
14. Методика расчета удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах (сбросах) в атмосферу (водоемы) на объектах газового хозяйства. Саратов: Гипрониигаз, 1996, 89 с.
15. Кряжев Б.Г., Маевский М.А. Техника безопасности при использовании сжиженных газов. М.: изд. «Недра», 1969, 182 с.
16. Типовые решения по реконструкции газонаполнительных станций при оснащении их средствами механизации. Минжилкомхоз РСФСР, Гипрониигаз, Саратов, 1986.
17. Отчет о научно-исследовательской работе «Состояние вопроса о технологических потерях СУГ». Гипрониигаз, 2001.
18. Сборник руководящих материалов для работников газового хозяйства РСФСР. Дополнения и изменения. Л.: Недра, 1989.
19. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе (справочник). М.: изд. Химия, 1991.