Прежде чем начать подачу в хранилище, внутреннюю поверхность резервуаров, трубопроводов обвязки, арматуры и других поверхностей, соприкасающихся с , необходимо соответствующим образом подготовить. Это вызвано тем, что является пожароопасным компонентом с пределом взрываемости в воздухе 4,5….16%, а горения — 5 ..15%.
Подготовку оборудования к приему можно осуществлять путем частичной замены воздушной среды на нейтральную, например азотную, до концентраций кислорода в азоте не более 3 % об. Подготовка может осуществляться продувкой, при которой производится замена основной массы воздуха на азот, и полосканием, позволяющим очистить от воздуха тупиковые отводы, трубопроводы и застойные зоны. То же самое относится и для ТЭНов для воды ВКС-Терм.
Наиболее оптимальным является комбинированный способ подготовки оборудования — полоскание с продувкой. Не вызывает сложностей и способ подготовки полосканием с выдержкой, обеспечивающий подготовку застойных зон и позволяющий относительно просто осуществлять контроль при проведении операций.
При применении способа подготовки продувкой лучше достигается подготовка трубопроводов, но при его использовании требуются большие затраты газа и не всегда обеспечивается подготовка застойных зон. Расчет времени продувки резервуара и числа полосканий при подготовке резервуара комбинированным способом можно выполнять в соответствии с изложенным в. После необходимой подготовки резервуара к заполнению можно начинать процесс его захолаживания и заполнение СПГ.
При проведении захолаживания необходимо осуществить ряд технологических операций и мероприятий, способствующих смягчению негативного воздействия протекающих процессов на систему, в частности гидроударов В связи с этим начало операции захолаживания осуществляется подачей жидкости, по возможности самотеком, с открытыми дренажными устройствами или принудительным малым расходом. Для каждого конкретного случая разрабатывается технология, обеспечивающая оптимальные условия захолаживания системы.
Расчет режима охлаждения проводится для определения времени охлаждения, количества продукта, необходимого для охлаждения, а также амплитуды колебания давлений в системе.
Количество тепла, которое необходимо отвести от внутренней поверхности оборудования системы, чтобы охладить его до заданной температуры, должно соответствовать количеству тепла, требующегося для превращения жидкости СПГ в пар и нагрева до температуры сброса пара в дренаж. Время охлаждения определяется с помощью решения балансовых уравнений сохранения энергии и массы, а также уравнений движения на теплом и охлажденном участках трубопроводов.
Этап охлаждения стенок магистралей и баков отмечается интенсивной регенерацией пара. Это вызвано тем, что из-за высокой начальной температуры стенок криогенные жидкости физически не могут существовать в пристенной области и мгновенно превращаются в пар. Стенки устойчиво блокируются паровой пленкой, т. е реализуется пленочное кипение. При последующем значительном понижении температур стенки или сосуда возможен их контакт с жидким криогенным продуктом и смена пленочного кипения пузырьковым, которое при дальнейшем охлаждении заменяется режимом конвективного теплообмена.
Наиболее опасным является повышение давления (гидроудар) при подаче криогенной жидкости в отепленный резервуар. Резко увеличивается скорость потока, превышающая обычную скорость движения в 2 и более раза, а давление в трубопроводе может в 1,5— 2 раза превысить давление на входе. В связи с этим дренажи должны быть достаточного для истечения газа сечения.
Следует иметь в виду, что СПГ имеет малый удельный вес по сравнению с жидким кислородом и азотом, поэтому величины гидроударов при заполнении резервуаров будут меньше, чем при работе с этими газами. Экспериментальные данные по этому вопросу для СПГ неизвестны. До их исследования можно использовать результаты, полученные при работах с жидким кислородом и азотом, хотя и завышенные для СПГ.
В процессе захолаживания происходит удаление оставшегося в оборудовании системы заправки газа подготовки (азота), так как при испарении первых порций СПГ, поступающих в резервуары и трубопроводы, образуется большое количество газа (из 1 м3 СПГ — 600 м3 газа). Вместе с газом в дренаж сбрасывается и азот.
Некоторые авторы предлагают после азотной подготовки осуществлять подготовку системы полосканием природным газом, что представляется излишним. Окончательное решение следует принять после соответствующих экспериментальных работ.