Предназначение и принципиальная схема работы станции дегазации автомобилей с газобаллонным оборудованием на компримированном природном газе в ПАО «КАМАЗ»



Целью работы является освещение основных нормативных документов для проектирования поста системы дегазации в условиях ПАО «КАМАЗ», а также определение экономического эффекта от внедрения поста.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Кратко описать физико-химические свойства компримированного природного газа (КПГ). Баллоны применяемые для КПГ.
2. Освятить существующие принципиальные схемы работы системы дегазации.
3. Представить основные нормативные документы при проектировании поста выпуска КПГ и дегазации баллонов.
4. Выполнить расчет экономического эффекта от внедрения поста выпуска КПГ и дегазации баллонов.

В условиях растущего дефицита нефтяных энергоресурсов, ухудшения экологии в городах, значительного роста стоимости бензина и дизельного топлива проблема применения природного газа в качестве моторного топлива становится крайне актуальной.

Выпуск компримированного природного газа производится в случае:

1) нарушения герметичности запорно-предохранительной арматуры и газопроводов, связанных непосредственно с газовым баллоном;

2) проведения текущего ремонта, связанного с заменой баллонов, газопроводов, проведением сварочных и окрасочных работ;

3) испытания газовых систем сжатым воздухом (опрессовка);

4) технологической или технической необходимости;

5) снятия баллонов с автомобиля для проведения их переосвидетельствования;

После удаления газа баллоны должны быть продегазированы негорючим (инертным) газом.

В данной работе показаны две принципиальные схемы работы оборудования системы дегазации: МКЗПА-50 У1 и УГБ-01–2800–20–3-СН4.

МКЗПА-50 У1

Расшифровка условного обозначения модуля:

М — модуль;

К — компрессорный;

З — заправочный;

П — пункт;

А — аккумулирования;

50 — номинальная производительность компрессора, приведенная к начальным условиям, л/мин;

У — климатическое исполнение по ГОСТ 15150–69;

1 — категория размещения по ГОСТ 15150–69.

Модуль предназначен для обслуживания автотранспорта работающего на компримированном природном газе (КПГ), выполняет следующие функции:

– выпуск КПГ из баллонов автомобиля перед его ремонтом или техобслуживанием;

– компримирование выпущенного из газобаллонной аппаратуры (ГБА) автомобиля газа и хранение его в блоке аккумуляторов ПВиАГ;

– дегазацию системы ГБА автомобиля азотом;

– заправку аккумулированным газом автомобиля.

Модуль представляет собой изделие, состоящее из двух блоков: технологического блока и щита автоматизации. В этих блоках скомпоновано и размещено практически все оборудование модуля.

Управление процессами выпуска газа, дегазации и заправки — ручное.

Все оборудование скомпоновано на общей раме.

Теперь рассмотрим режимы:

Режим перекачивания газа из секции С1 всекцию С2

При этом режиме возможны две ситуации:

– давление в секции С1 выше давления в секции С2. В этом случае пуск компрессора необходимо осуществлять после выравнивания давлений в секциях.

– давление в секции С2 выше давления в секции С1 более чем на 100 кгс/см2. При этом перед пуском компрессора необходимо открыть байпас КШ5.

Режим дегазации

Перед дегазацией ГБА необходимо полностью стравить остаточное давление газа из баллонов в трубу сброса. ГБА автомобиля заполняется азотом из азотного баллона БА через регулятор расхода РР давлением 12…16 кгс/см2. Затем азот из ГБА выпускается в трубу сброса. При необходимости операцию дегазации можно повторить.

Режим заправки

После подсоединения заправочного штуцера к ТС и установки органов управления в состояние заправки природный газ, находящийся в БАГ, заполнит систему, в том числе и баллоны ТС. Как только давление в БАГ и в ГБА автомобиля сравняется необходимо включить компрессор и осуществить заправку ТС до давления 200 кгс/см2, если в секциях БАГ достаточно газа, или до давления, определяемого предельным отношением давления нагнетания к давлению всасывания компрессора.

При необходимости можно осуществить второй этап заправки. Для этого повышаем давление в секции С2, докачивая ее из секции С1. Тем самым снижается отношение давлений и появляется возможность дозаправки.

Установка дегазации состоит из Блока аккумуляторов газа (БАГ) с 28 баллонами и системы дегазации (СД). Блок аккумуляторов газа состоит из баллонов, объединенных в три секции. Каждая секция снабжена вентилем, манометром контроля давления. Установка дегазации стыкуется с ТС гибким рукавом с гнездом заправочным ТС. Газ из ТС стравливается сначала в секцию высокого давления, затем среднего и низкого переключением вентиля. При объеме газ в 13 баллонах КАМАЗ вместимостью 123 л и остаточном давлении 10 МПа объем стравливаемого газа составит 20 нм3 при t° 20°C. При сбросе газа блок аккумулятор газа в первой секции будет давление 7,6 МПа, во второй 4,7 МПа, в третьей 2,1 МПа. Остаток газа стравливается в атмосферу через «свечу». Система дегазации состоит из баллонов с инертным газом (азот), вентилей, манометров, редуктора понижения давления. Дегазация осуществляется подачей азота от баллонов до давления в газовой системе ТС (0,35±0,05) МПа с последующим его выпуском из баллонов автомобиля «на свечу». Труба предназначена для выпуска остатка газа из баллонов автомобилей и инертного газа после проведения дегазации газовых баллонов. Высота трубы должна быть не менее 6,0 м, а диаметр (50±5) мм. После дегазации и проведения необходимых работ на ТС возможно заполнение баллонов ТС газом из БАГ УДА, поочередно из секции низкого, среднего и высокого давления.

В условиях ПАО «КАМАЗ» по экономическим и эксплуатационным характеристикам выбор сделан в пользу УГБ-01–2800–20–3-СН4.

Определен экономический эффект от экономии КПГ и сокращения потерь времени на выпуск газа — 394 355 руб./год.

Определен экономический эффект от повышения пожарной безопасности при внедрении поста выпуска газа и дегазации — 13,3 млн. руб.

Определен экономический эффект при предотвращении ущерба окружающей среде от несанкционированного выпуска КПГ, который составляет 12,7 млн. руб./год.

Совокупный экономический эффект от внедрения поста системы дегазации — 26,4 млн. руб.

Литература:

1. РД 03112194–1095–06 Руководство по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на компримированном природном газе. Введ. 2001–01–01. — М.: Минтранс РФ, 2003.
2. Рекомендации по аккумулированию сжатого природного газа при необходимости выпуска его из баллонов автомобилей. Введ. 1988–05–06. — М.: Министерство автомобильного транспорта РСФСР, 1988 г. — с. 5, 6, 7, 11, 12.
3. П. Г. Цыбульский. Международный научно-технический журнал «Транспорт на альтернативном топливе» № 4 (34), июль 2013 г. — с. 11.
4. В. В. Дементьев. Международный научно-технический журнал «АвтоГазоЗаправочный Комплекс» № 5 (59), 2011 г. — с. 80–83.
5. Раенбагина Э. Р. Состояние и перспективы использования газового топлива на автомобильном транспорте / Э. Р. Раенбагина, Н. Г. Певнев // Креативные подходы в образовательной, научной и производственной деятельности: материалы 64-й научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ» в рамках юбилейного международного конгресса. — Омск: СибАДИ, 2010. — Кн.1. — с. 37–41.
6. Раенбагина Э. Р. Совершенствование технической эксплуатации газобаллонных автомобилей путем обеспечения возможности слива газа: дис. канд. технических наук / Раенбагина Эльмира Рашидовна; науч. рук. Певнев Н. Г.; ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» — Омск, 2014. — с.
7. РД 3112199–1069–98 Требование пожарной безопасности для предприятий, эксплуатирующих автотранспортные средства на компримированном природном газе. Введ. 1998–06–21 — М.: Минтранс РФ, 1998.
8. ГОСТ 27577–2000. Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия. — Введ. 01.01.2002. — Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 2001. — с.
9. Временная типовая методика определения предотвращенного экологического ущерба. Введ. 1999–03–09. — М.: Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. 1999.
10. Методические указания по оценке и возмещению вреда, нанесенного окружающей природной среде в результате экологических правонарушений. Утв. Госкомэкологии РФ 6 сентября 1999 г.
11. Н. Г. Кириллов. Природный газ как моторное топливо; газ сжатый или газ сжиженный? Газовая промышленность, 2003, № 2, с. 74–75.