Пренос и съхранение на технически газове

Инструменти, материалиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 9, 2012

Протичането на редица производствени процеси от отраслите на леката и тежката промишленост е свързано с използването на технически газове. Те са широко застъпени в хранително-вкусовата и химическата промишленост, в автомобилостроенето, електрониката, при обработката и производството на метали, подпомагат дейности по опазване на околната среда и т. н. Поради широкия кръг от потребители и разнообразните приложения, производителите на технически газове предлагат различни възможности за доставяне на нужното за конкретното производствено предприятие количество технически газ. Различните варианти включват доставяне на газа в бутилки под високо налягане, в цистерни под формата на криогенна течност, по тръбопроводи и други. Определянето на формата на доставка е на базата на редица параметри, спрямо които се определят възможните варианти и комбинации от методи, които биха осигурили оптимално обслужване на дадения потребител в съответния момент. Сред ключовите критерии при определяне на подходящия начин за доставка на технически газ са необходимите обем, налягане и дебит. Специалистите съветват да се вземат предвид също средното ниво на потребление; кратковременните вариации в потреблението; възможните промени в нивата на потребление в дългосрочен план; необходимата чистота на газа, съобразно конкретното приложение и възможните изменения; разположението; размерът на разходите.

Често потребители на технически газове биват класифицирани на потребители на много малки обеми газове, средни и малки потребители и потребители на течни продукти. При необходимост от доставяне на технически газове в значителни количества се препоръчва използването на централизирана система за доставка. Една добре изградена система за доставка би спомогнала за намаляване на оперативните разходи, за увеличаване на производителността и подобряване на безопасността. В същото време всички бутилки се съхраняват в едно складово помещение, което би улеснило управлението и поддържането. Опростява се и поддържането на чистотата на газа.

Доставка на технически газове в малки количества
Доставката на технически газове до потребители на сравнително малки количества обикновено е посредством специално предназначени за тази цел бутилки. От своя страна, видът на бутилка се определя в зависимост от свойствата на транспортирания технически газ. Някои от техническите газове се доставят предимно в съдове под високо налягане, докато други само при ниско налягане. Например технически газове като кислород, азот, аргон, водород и хелий могат лесно да бъдат компресирани в бутилки под налягане до около 300 bar. Основно изискване към тези бутилки е те да са изработени от материали, които могат да издържат на подобни налягания. Сред традиционно използваните материали са високоякостна стомана и алуминий. В последните години все по-често използвани са и бутилки, направени от композитни материали.

Голяма част от горимите газове при стайна температура се намират в течно състояние. Те често биват съхранявани в бутилки при сравнително ниско налягане, а самите бутилки са от стомана или композитен материал.

При транспортирането на ацетилен с бутилки, поради неговите свойства, е необходимо използването на бутилки, оборудвани с пореста маса. Порестата маса представлява фина мехуреста структура, която позволява сигурно и надеждно пренасяне и съхранение на ацетилена.

Размерите на бутилките, използвани за пренасяне на технически газове, варират в широки граници и за всеки конкретен случай се определят на базата на потреблението и необходимия дебит. Те обикновено са оборудвани с вентил, съобразен с вида на транспортирания газ и изискванията за налягане.

Често използвани съоръжения за доставка на технически газове до сравнително малки потребители, чието търсене е твърде високо, за да бъде лесно управлявано с доставка на технически газове с бутилки, но не е достатъчно високо, за да бъде подходящо за организиране на доставка на газ в течно състояние, са специални резервоари с междинен размер, които могат да осигурят между 400 kg и 1500 kg съдържание на продуктите. Размерът и капацитетът на тези резервоари зависят от точната спецификация на резервоара и плътността на продукта. Използват се за доставка на широк кръг от технически газове с ниско до средно налягане като например амоняк, хлороводород, серен двуокис, етиленов оксид, въглеводороди и други. Често използвани са и за доставка на хладилни агенти като R22, R134a, R404A.

Доставка на газове в течно състояние
Обикновено, когато се изисква доставяне на големи количества технически газове, се предпочита те да бъдат доставяни в течно състояние, под формата на криогенна течност или газ под високо налягане. Например в случаите, когато е необходимо доставянето на големи количества кислород, азот, аргон, водород, въглероден двуокис, се предпочита те да бъдат доставени под формата на течност, поради по-малкия обем, който заема течността в сравнение с газа.

Съдовете, които се използват, обикновено са вакуумно изолирани, а налягането на съхраняваната течност се контролира с помощта на автоматизирана система за регулиране.

Ако в съответното приложение е необходим газ, то тогава течността преди да достигне до технологичния процес се изпарява в изпарителна система и достига до процеса под формата на газ. Ако процесът изисква течност, тя се доставя директно от съда за съхранение чрез криогенен, вакуумно изолиран тръбопровод.

Подобен начин на организация на доставката на технически газ е предпочитан от малки и средни потребители, като размерът на резервоара се определя в зависимост от потребностите. Необходимо е обемите да успяват да осигурят добро покриване на потреблението при средно и върхово натоварване и да се гарантира достатъчно ефективен график на зареждане на резервоарите при нормални условия на работа. Подобни системи успяват да покрият сравнително широк диапазон от средни нива на потребление и са много подходящи при големи вариации в потреблението.

Самите резервоари обикновено се намират на територията на съответния потребител, а продуктът се доставя с превозно средство, от което се прехвърлят в резервоара. Резервоарите са специално проектирани, много добре изолирани съдове, специално предназначени за съхранение или транспортиране на газове в течна форма или криогенни газове. Те заедно с изпарителната система се разполагат в близост до мястото на използване. Тези резервоари осигуряват резервно захранване на газ и дават възможност за много по-голяма самостоятелност от цилиндрите.

Съоръжения за доставка на големи количества технически газове
За покриване на големи, но временни потребности от технически газ, често срещано решение са тюбтрейлърите (tube trailers). Те представляват сноп цилиндри под високо налягане, постоянно монтирани на колесна платформа. Този начин на доставка често е предпочитан при тестване на ново оборудване, за да се осигури допълнително ниво на резерв за системи, които обслужват важни технологични операции и други. В сравнение с други методи, като доставката на газ в течно състояние, този метод се явява с по-висока себестойност.

За един от икономически най-изгодните методи за осигуряване на необходимите количества технически газ в големи количества се счита генерирането на газ на място. В този случай в близост до потребителя се изгражда инсталация, която обикновено включва стандартизирани компоненти.

За да се осигури непрекъснатост на подаването, в случаите когато производството е прекъснато поради някаква причина като прекъсване на захранването или за дейности свързани с поддръжка, се използват локални газови станции, в които се съхраняват резервни количества за подаване към системата в случай на необходимост. Тъй като тези резервни системи имат много бързо време за реакция, те се използват и за покриване на пикове при внезапно увеличение на търсенето.

Транспортирането на газа до технологичния процес е посредством система от тръбопроводи, които най-често се изграждат от стоманени тръби.

Top