4.5. Технологическая обвязка резервуаров
4.5.1. Трубопроводная технологическая обвязка изотермических резервуаров комплекса СПГ должна обеспечивать выполнение следующих технологических операций:
подачу в резервуары СПГ с установки сжижения на изотермическое хранение;
откачку СПГ из резервуаров на регазификацию и (или) в систему отгрузки СПГ транспортными средствами;
возможность перекачки СПГ из одного резервуара во все остальные, при расположении их в группе;
подачу азота (продувка), природного газа (предварительное охлаждение, отогрев) и СПГ (захолаживание за счет распыливания);
подачу в межстенное пространство азота;
отбор из резервуара на подогреватель и компрессор паров СПГ;
сброс из резервуара паров СПГ через предохранительные клапаны;
отбор из межстенного пространства азота (при замкнутой системе его циркуляции или централизованном отборе азота на анализ наличия в нем метана);
слив СПГ из обвалованной территории при крупных утечках из резервуара;
подвод воды, порошков и пенообразующих растворов к системам тепловой и противопожарной защиты;
подвод воздуха (азота) к системам КИП и А и управляющим механизмам.
4.5.2. Проектирование трубопроводов технологической обвязки изотермических резервуаров следует производить с учетом требований раздела 3.9 настоящего раздела, а также п. 3.1.6 настоящих норм.
Прокладка технологических трубопроводов к резервуару должна предусматриваться только по эстакаде с проницаемым настилом, выполненной с учетом требований п. 3.9.10, из негорючих материалов, с пределом огнестойкости несущих конструкций не менее 3 часов, и стойких к криогенному воздействию СПГ.
Прокладка трубопроводов подачи воды, порошков, растворов пенообразователей для пожаротушения по этим эстакадам не допускается.
На эстакаде должны быть предусмотрены огражденные проходы для доступа обслуживающего персонала к трубопроводам, арматуре и приборам.
4.5.3. Для закачки СПГ в резервуар должен быть предусмотрен трубопровод, опущенный непосредственно до днища.
4.5.4. Для откачки СПГ из резервуара должны быть предусмотрены погружные насосы с обязательной установкой необходимого количества резервных агрегатов. Каждый из погружных насосов должен размещаться в собственной шахте, оснащенной гидравлическими затворными и предохранительными устройствами, а также устройствами для закачки в шахту инертного газа.
4.5.5. Резервуары СПГ должны быть оборудованы патрубками для осуществления прокачки через внутреннюю емкость азота (смены атмосферы) при вводе резервуара в эксплуатацию, а также при его остановках для профилактических осмотров и ремонта. Подача азота должна осуществляться по трубопроводу на днище внутренней емкости и через кольцевой раздаточный коллектор распределяться по днищу таким образом, чтобы в максимальной степени обеспечить равномерное вытеснение газа по всему сечению емкости. Отбор замещаемого газа (воздуха) должен проводиться в верхней точке (части) перекрытия.
4.5.6. Для обеспечения предварительного захолаживания внутренней емкости, перед заливом в нее СПГ, в конструкции резервуара должен быть предусмотрен патрубок для подачи на дно емкости охлажденного природного газа.
4.5.7. Подачу азота и природного газа на днище резервуара рекомендуется осуществлять по одному трубопроводу и через один распределительный коллектор.
4.5.8. Для захолаживания резервуара перед заливом в него СПГ должны быть предусмотрены средства направленного распыливания СПГ на стенки и днище внутренней емкости. Систему распыливания СПГ рекомендуется выполнять в виде двух подвешенных к перекрытию кольцевых распределительных коллекторов с форсунками, один из которых обеспечивал бы преимущественное напыление СПГ на стенку, а другой - в днище. Технологическая обвязка резервуара должна предусматривать при этом независимую дозированную подачу жидкости в коллекторы.
4.5.9. Режимные параметры охлажденного природного газа (температура, расход) и средства их регулирования, а также параметры распределительных коллекторов (диаметры колец, расположение их относительно стенок и днища, тип и количество форсунок) и интенсивность подачи СПГ на форсунки должны быть определены проектом, исходя из ограничений по скорости охлаждения и характеру распределения температур в конструкции внутренней емкости, при которых тепловые напряжения находятся в допустимых пределах. Ограничения по режимным параметрам процесса захолаживания (скорость охлаждения, градиенты температур между элементами конструкции и т.п.) задаются организацией-разработчиком конструкций внутренней емкости.
4.5.10. На трубопроводах перекачки СПГ должны быть предусмотрены устройства и средства для предварительного их захолаживания и для поддержания их в охлажденном состоянии в периоды простоя.
4.5.11. Трубопроводы технологической обвязки изотермических хранилищ должны иметь продувочные патрубки для подачи азота.
4.5.12. При проектировании трубопроводов технологической обвязки изотермического хранилища следует предусматривать установку специальных устройств (обратные, скоростные клапаны и др.), ограничивающих разлив СПГ (истечение газа) при аварийных разрывах трубопроводов.
4.5.13. Для возможности отключения каждого изотермического резервуара от общих технологических коммуникаций и оперативного управления технологическими процессами на трубопроводах закачки-выдачи СПГ к каждому резервуару следует устанавливать запорную арматуру-отсекающую и оперативного управления (сокращенно "оперативная арматура") - с приводом (пневмопривод, электропривод во взрывозащищенном исполнении), управляемую:
дистанционно со щита операторной (диспетчерской) - при нормальных режимах работы хранилища и при аварийных ситуациях;
автоматически - при авариях, связанных с разрывом трубопроводов (резкое падение давления или скоростного напора в трубопроводе), при неисправностях в сетях управления (пневматических, электрических), при пожаре в производственной зоне комплекса СПГ и на территории хранилища.
Оперативная арматура, кроме того, должна иметь дублирующее ручное управление.
4.5.14. Отсекающую арматуру для надземных и подземных резервуаров следует устанавливать в непосредственной близости от резервуаров, как правило, в уровне купола. Оперативную арматуру для надземных резервуаров следует располагать на специальной площадке, за пределами защитного ограждения, на расстоянии не менее 10 м от него.
Под площадками запорной арматуры следует устраивать поддон для сбора возможных утечек СПГ из фланцевых соединений арматуры и при аварийных разливах в узлах запорной арматуры. Размеры поддона должны приниматься по размеру рабочей площадки, на 1 м шире в каждую сторону и глубиной не менее 0,3 м. Из поддона следует предусматривать возможность естественного стока СПГ в приямок-ловушку с последующей откачкой СПГ стационарным или передвижным насосным оборудованием на регазификацию или на площадку налива СПГ.
Узлы запорной арматуры должны иметь обслуживающие площадки для доступа к ним обслуживающего персонала и производства монтажных работ.
Освещение обслуживающих площадок следует предусматривать местными светильниками во взрывобезопасном исполнении.
4.6. Средства поддержания и регулирования давления в паровом пространстве резервуара
4.6.1. Изотермические резервуары СПГ должны быть оснащены средствами поддержания и регулирования рабочего (избыточного) давления и вакуума во внутренней емкости, в установленных техническими условиями на резервуар пределах, посредством сброса или подачи газа в паровое пространство резервуара.
При расчете производительности таких средств регулирования необходимо учитывать следующие факторы:
1. Для средств регулирования избыточного давления:
стационарный теплоприток к СПГ от окружающей среды, определяемый принятыми техническими решениями по тепловой изоляции и ее текущим тепловым состоянием (увлажнение теплоизоляции, усадка засыпной теплоизоляции и т.п.);
нарушения в работе или выход из строя компрессоров для откачки избытка паровой фазы;
"мгновенное" (полное) испарение жидкости при ее подаче в теплый резервуар, в режиме его предварительного захолаживания, за счет распыливания жидкости, или при прямом заполнении резервуара жидкостью;
повышение номинальной испаряемости СПГ за счет самопроизвольного перемешивания хранимого продукта, при возникновении в резервуаре температурного расслоения;
падение атмосферного давления;
экстремальное внешнее тепловое воздействие на конструкцию хранилища при пожарах разлитого СПГ.
2. Для средств регулирования вакуума:
отбор жидкости с производительностью выше номинальной;
отбор паров с производительностью выше номинальной;
повышение атмосферного давления;
подача (распыливание) в паровое пространство резервуара переохлажденного СПГ.
4.6.2. Поддержание рабочего давления в резервуаре должно обеспечиваться за счет постоянного отбора избытка паровой фазы компрессорами (с обязательной установкой резервных компрессорных агрегатов).
4.6.3. Защита резервуаров от повышения давления относительно номинального (рабочего) значения должна осуществляться автоматически, в две стадии, на независимые разгрузочные системы: через закрытую систему газосбора на "холодный" факел и непосредственно в атмосферу.
4.6.4. При превышении избыточного давления относительно номинального, на заданную технологическим регламентом величину, должен автоматически осуществляться сброс избытка паровой фазы, через систему регулируемых предохранительных клапанов, в специальную систему "холодных сбросов" на факел от резервуаров изотермического хранилища, в соответствии с требованиями п.п. 3.8.6, 3.8.7 норм.
4.6.5. Система сброса избытка паров непосредственно в атмосферу через предохранительные клапаны прямого сброса, должна определяться расчетом на любое вероятное сочетание факторов повышения давления, указанных в п. 4.6.1., включая тепловое воздействие от пожара.
4.6.6. Разгрузочные системы изотермического резервуара, параллельно с рабочими клапанами должны иметь резервные клапаны, количество и характеристики которых должны быть аналогичными рабочим клапанам. При установке предохранительных клапанов группами в каждой группе должно быть одинаковое количество клапанов.
Предохранительные клапаны (рабочие и резервные) должны иметь соответствующие обозначения и устанавливаться в верхней части купола.
Коллектор прямого сброса в атмосферу должен иметь высоту не менее 2 м и соответствующий диаметр, определяемый расчетом.
4.6.7. В случае двух и более изотермических резервуаров в группе, конструкция всех установленных на резервуарах предохранительных клапанов должна обеспечивать полное сохранение их работоспособности в условиях радиационного облучения от горящего СПГ на соседнем резервуаре. Дополнительно должны быть предусмотрены также средства тепловой защиты предохранительных клапанов с помощью водяного орошения или с использованием высокотемпературных негорючих теплоизоляционных покрытий.
4.6.8. Система гашения вакуума в паровом пространстве резервуаров СПГ должна предусматривать централизованную подачу азота с азотной станции комплекса СПГ, а также нейтрализованную подачу в резервуар осушенного природного газа. В качестве дополнительного мероприятия (при аварии) должна быть предусмотрена установка (с автоматическим срабатыванием) вакуумных клапанов, соединенных непосредственно с атмосферой и рассчитанных на любое вероятное сочетание факторов образования вакуума.
4.6.9. В межстенное пространство двухстенных резервуаров, с целью исключения проникновения атмосферной влаги, а также осуществления контроля за герметичностью внутренней емкости, должен подаваться под избыточным давлением осушенный азот.
Для поддержания в межстенном пространстве избыточного давления азота на одном уровне (как правило, 50 мм вод. ст.), при изменениях барометрического давления, температуры окружающей среды и других факторов, следует предусматривать "открытую" систему подачи азота с азотной станции, со сбросом инертного газа в атмосферу.
4.6.10. Подача азота должна осуществляться через перекрытие по трубопроводу в нижнюю часть межстенного пространства хранилища, на специальный распределительный коллектор с обязательными отводами под днище внутренней емкости.
Конструктивные решения по теплоизоляции днища и боковой поверхности внутренней емкости хранилища должны быть направлены при этом на обеспечение непосредственного "омывания" азотом всей поверхности цилиндрической части внутренней емкости и, в первую очередь, поверхности днища и узлов сопряжения днища и перекрытия со стенкой.
4.6.11. Во всех случаях на выходе инертного газа из межстенного пространства устанавливаются газоанализаторы на наличие метана в инертном газе. Система текущей диагностики герметичности внутренней емкости хранилища должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить не только оперативную регистрацию наличия метана в среде азота, отбираемого на анализ из межстенного пространства, но и идентифицировать место утечки.
4.6.12. Для двухстенных надземных металлических изотермических резервуаров внешний корпус должен быть оборудован автоматическими разгрузочными клапанами, или другими устройствами для регулирования в межстенном пространстве избыточного давления инертного газа (при колебаниях атмосферного давления и тепловом радиационном воздействии от внешнего пожара).
Для двухстенных надземных резервуаров, выполненных из предварительно напряженного железобетона, а также резервуаров комбинированного типа с внутренним металлическим и внешним железобетонным корпусом (цилиндрическим "стаканом"), рассчитанным на удержание СПГ в случае его вытекания из внутренней емкости, пропускная способность разгрузочных клапанов, установленных на внешнем перекрытии, должна быть определена из условия сохранения герметичности внешнего корпуса при испарении вытекшего из внутренней емкости СПГ в объем межстенного пространства.
4.7. Средства КИП и А
4.7.1. Штатные контрольно-измерительные системы хранилища СПГ должны обеспечивать автоматическое измерение с дистанционной передачей показаний на диспетчерский пункт (по каждому изотермическому резервуару хранилища):
давления в паровом пространстве внутренней емкости резервуара;
давления азота в межстенном пространстве резервуара, заполненном перлитом;
уровня жидкости;
предельных рабочих (минимального и максимального) положений уровня жидкости (с сигнализацией);
расхода охлажденного и подогретого природного газа, азота и СПГ, закачиваемых в резервуар, а также расхода паров СПГ, откачиваемых из резервуара;
температурного поля внутренней емкости в характерных точках;
температуры жидкой и паровой фаз хранимого продукта;
температуры тепловой изоляции днища, боковой стенки и перекрытия в характерных точках;
температуры наружной поверхности резервуара в характерных точках;
температурного поля подогревателя основания резервуара (при необходимости его установки) заглубленного в грунт или установленного непосредственно на поверхности грунта;
термомеханического и сейсмического воздействия вмещающего грунта на конструкцию (для грунтов, склонных при криогенном воздействии к пучению, и районов с повышенной сейсмоопасностью);
регистрация факта срабатывания предохранительных устройств регулирования давления и затворных механизмов средств тепловой защиты.
Характерные точки установки датчиков определяются в проекте из условия надежного контроля за теплофизическими процессами в конструкции резервуара и за проведением технологических операций.
Помимо указанных величин, штатная контрольно-измерительная аппаратура хранилища должна обеспечивать регистрацию наличия кислорода в среде азота при вытеснении из резервуара воздуха, а также текущий контроль за герметичностью (отсутствием утечек) внутренней емкости (наличием метана в азоте, отбираемом из межстенного пространства).
4.7.2. В состав системы КИП и А изотермического хранилища СПГ должны входить также системы автоматического управления, обеспечивающие:
изменение режимных параметров хладо- или теплоносителя (охлажденный или подогретый природный газ, СПГ) при захолаживании (отогреве) конструкции по заданным технологическим ограничениям (скорость охлаждения или нагрева, градиенты температур, темп роста давления и т.п.);
поддевание или изменение с помощью подогревателей температуры грунта под основаниями хранилищ, заглубленных в грунт или установленных непосредственно на поверхности грунта, по показаниям датчиков температур;
изменение режима работы или отключение (включение) средств откачки (закачки) паров СПГ или азота в паровое и межстенное пространство хранилища по сигналу от датчиков давления;
отключение (включение) средств закачки-выдачи СПГ из резервуара и соответствующей запорной арматуры на технологических трубопроводах по сигналу от датчиков предельных положений уровня СПГ, а также по сигналам датчиков контроля режимных параметров установок по производству и выдаче СПГ.
4.7.3. Системы КИП и А хранилища, обеспечивающие его функциональную надежность, должны быть спроектированы таким образом, чтобы в случае нарушений или выхода из строя централизованного электро- и пневмопитания сохранить свою работоспособность в течение времени, предусмотренного регламентом по эксплуатации на восстановление системы питания., либо принятия соответствующих мер блокировки технологических систем. Указанные приборы и средства должны иметь аварийные (независимые от основных) источники питания и обеспечивать индикацию показаний по месту с дистанционной передачей показаний на щитовую хранилища СПГ и ПДК комплекса.
4.7.4. Каждый резервуар СПГ должен быть оборудован средствами непрерывного измерения уровня жидкости, во всем диапазоне его изменения, рассчитанными на работу при температуре хранимого продукта и обеспечивающими точность измерений, определенную техусловиями на эксплуатацию хранилища.
Для наземных двустенных металлических хранилищ с невакуумной теплоизоляцией ввод чувствительных элементов уровнемеров должен проводиться только через перекрытие. Использование уровнемеров дифференциального (гидростатического) типа при этом не допускается.
Для наземных двухстенных металлических хранилищ должна быть предусмотрена независимая установка второго (дублирующего) уровнемера. В случае, если конструкция уровнемера позволяет провести его изъятие из хранилища и последующую замену без опорожнения хранилища от жидкости, дублирующий уровнемер может не устанавливаться.
Для наземных хранилищ, изготовленных из предварительно напряженного железобетона, а также хранилищ комбинированного типа с внешним железобетонным корпусом, не имеющим грунтового обвалования, допускается использование, в качестве дублирующих, уровнемеров дифференциального типа. При этом, в конструкции теплоизоляции должны быть предусмотрены средства защиты импульсных трубок отбора давления от механических нагрузок.
Для железобетонных хранилищ и хранилищ комбинированного типа, заглубленных в грунт полностью или частично, с обвалованием грунтом в пределах цилиндрической части, допускается дублирующий уровнемер не устанавливать.
4.7.5. Вне зависимости от количества и типа установленных на резервуаре уровнемеров, он должен быть оснащен рабочими сигнализаторами верхнего и нижнего рабочих положений уровня СПГ.
Рабочие сигнализаторы должны быть оснащены световой и звуковой сигнализацией и обеспечивать автоматическое отключение средств закачки СПГ в резервуар или же прекращение его откачки по истечении времени, необходимого для осуществления указанных операций обслуживающим персоналом, но не позже, чем через 10 мин после получения сигнала.
В качестве аварийного сигнализатора должен быть дополнительно установлен также сигнализатор предельно допустимого верхнего положения уровня, обеспечивающий автоматическое отключение средств закачки СПГ в хранилище.
Конструкция аварийного сигнализатора верхнего предельно допустимого положения уровня должна обеспечивать возможность его изъятия и замены без опорожнения резервуара от жидкости. Отключающие сигнализаторы не следует при этом рассматривать как замену рабочих сигнализаторов. Количество, как рабочих, так и аварийных сигнализаторов верхнего положения уровня должно быть не менее двух (основной и резервный).
4.7.6. Помимо автоматической защиты должно быть предусмотрено дистанционное отключение средств закачки и выдачи СПГ в (из) резервуар. Причем, эти средства должны располагаться за защитным ограждением в месте, доступном для ответственного персонала при возникновении аварийной ситуации на резервуаре.
В системах автоматического управления режимными параметрами процесса захолаживания (отогрева) резервуара, а также автоматического управления тепловой нагрузкой подогревателей оснований резервуара должна быть предусмотрена их блокировка и переход на дистанционное управление процессом со щита оператора (диспетчера) по показаниям штатных измерительных средств.
4.7.7. В пределах буферной зоны наземных хранилищ, а также по периметру защитного ограждения, должны быть установлены автоматические газоанализаторы-извещатели, настроенные на обнаружение (% по объему) метана в воздухе (20 % от нижнего предела взрывоопасной концентрации). Газоанализаторы деланы располагаться с ориентацией по сторонам света, в количестве не менее 4, с дополнительной установкой дублирующих приборов, в направлении производственных и других объектов, способных привести к воспламенению смеси метана с воздухом. Газоанализаторы должны иметь аварийную звуковую (световую) сигнализацию по месту и обеспечивать передачу сигнала на щитовую КИП и А резервуарного парка и центральный диспетчерский пункт комплекса.
4.7.6. Изотермическое хранилище должно иметь прямую телефонную связь с операторной резервуарного парка, центральным диспетчерским пунктом, газоспасательной службой, пожарным депо и другими объектами, перечень которых должен определяться проектом.
|
