Бурхливе зростання числа споживачів і обсягу поставок скрапленого газу поставив питання про створення спеціально обладнаних автомобільних цистерн для перевезень великої кількості рідкого газу. При розробці конструкції ємностей необхідно було врахувати ряд умов, наприклад укластися в рамки встановлених габаритів для причепа з тягачем. У зв'язку з цим максимальна довжина автомобіля з причепом повинна була складати не більше 12,2 м, ширина - 2,44 м.
Брали до уваги також тип перевезення. В цьому випадку враховували маршрут траси, а також, чи є поставки транзитними або призначені для одного споживача. Крім усього цього, конструкція автомобіля для перевезень скрапленого газу повинна затверджуватися Міністерством транспорту. Перші автоцистерни для перевезень скрапленого газу були обмежені як в габаритах, так і в вазі.
З того часу, як були встановлені обмеження у вазі і габаритах автоцистерн для перевезення рідких газів, перевагу стали отримувати цистерни з підвищеним робочим тиском, понад 2,8 кг / см 2. Застосування їх дало можливість виробляти слив рідкого газу без використання спеціальних відкачують насосів. Однак автомобільні перевезення сжіженнсго газу залишалися малоекономічних, так як легко займисті і вибухонебезпечні Криоген вимагали установки дорогого устаткування, а також наявності коштів боротьби з пожежами.
Один з головних чинників, які необхідно вирішити, - визначення оптимальності робочого тиску в цистерні. З урахуванням накопиченого досвіду експлуатації найбільш прийнятним виявилося тиск приблизно 4,9 кг / см 2.
Зріджений газ використовується як для покриття піків нерівномірності газоспоживання. так і в якості буферного палива і сировини в разі тимчасового відключення газопроводу.
При автомобільних перевезеннях зрідженого газу велика увага приділяється забезпеченню їх вибухобезпеки і системам контролю при зливі, наливі і транспортування газу. На цистерні встановлюють два манометра, за якими водій контролює тиск в ємності під час перевезень. Датчик рівня рідини, типу диференціального манометра, відкалібрований в дюймах вод. ст. На блоці трубопроводів цистерни є таблиця перекладу показань дифманометра в галони і тис.куб.футов. Передбачена система дистанційного контролю за заповненням та випорожненням ємності.
При зливі рідкого газу частину його пропускається через регазифікатор. після чого повертається в цистерну. При цьому оператор веде постійний контроль за тиском в цистерні, доводить його до заданої величини, після чого відкриває крани і зливає рідкий газ.
Ряд компаній широко впроваджує обчислювальну техніку в практику організації поставок. Зокрема, розроблена програма розрахунку графіка проведення планово-профілактичного ремонту автомобілів дня транспортування зрідженого газу.
При конструюванні автоцистерн для СПГ доцільно врахувати досвід, накопичений при конструюванні цистерн для перевезень інших рідких газів - водню, азоту, кисню, аргону.
Залізничні перевезення рідкого кисню, азоту, аргону ведуться вже давно. За конструкцією залізничні цистерни для рідких газів майже такі ж, як і автомобільні.
Досить широко застосовується в США перевезення в залізничних цистернах рідкого етилену.
Надійна теплова ізоляція транспортних засобів для СПГ від навколишнього середовища зумовлена тим, що температура навколишнього повітря на 200 ° С вище температури перевезеної рідини. Теплова ізоляція зменшує втрати від випаровування. Крім того, неприпустимо за правилами техніки безпеки безконтрольне випаровування газу під час перевезення. Хороша ізоляція є запорукою економічно оптимальних умов транспортування кріогенних рідин.
Зовнішня оболочка.цістерни розраховується на атмосферний тиск. Розміри цієї оболонки, що представляє із себе циліндричний бак з великим моментом опору, дозволяють використовувати її як шасі самонесучого сідельного напівпричепа.
Досвід показує, що ціна цистерни з вакуумною порошкової ізоляцією лише трохи вище, а іноді навіть нижче, ніж цистерна, ізольованою тільки порошком.
З метою забезпечення довговічності вакуумної порошкової ізоляції необхідно проведення контрольних випробувань при виготовленні оболонки цистерни. Контрольні випробування включають випробування ультразвуком циліндра і днищ, дослідження під рентгеном зварних швів і виявлення витоку за допомогою гелію за допомогою мас-спектрометра як внутрішніх, так і зовнішніх стінок цистерни, а також трубопроводів, змонтованих між обома цистернами.
У ФРН сконструйовано два різних типи автомобілів-цистерн для дорожнього транспорту зріджених газів. Один з них складається з тягача і сідельного причепа-цистерни і розрахований на перевезення 18 тонн рідкого азоту. Ці сідельні автопоїзди-цистерни використовуються на маршрутах між виробничим центром і переливними станціями або ж великими споживачами.
Транспортування рідкого газу з переливної станції до різних споживачам проводять в так званих розвідних автоцистернах з корисним вантажем 6,6 тонн.
Показник надійності теплоізоляції характеризується теплотою пароутворення, яка вимірюється у вихідних газів без тиску з наповненням рідким азотом. Для виробничого використання істотним є той факт, що приріст тиску під час їзди за рахунок випаровування рідини в паровому просторі внутрішньої цистерни при закритих клапанах значно нижче 0,05 кг / см 2 / год.
Навантаження, що виникають під час руху, особливо у шарнірних з'єднань рамної неcущей системи, піддавалися випробуванням на статичне і динамічне напруження - подовження.
Залізничні вагон-цистерни для транспортування кріогенних рідин експлуатуються з давніх-давен. У таблиці представлені характеристики залізничного вагона (виконання 1) і вагона-цистерни (виконання 2) для транспортування рідкого метану. Обидві вагон-цистерни ізольовані вакуумної порошкової ізоляцією.
Залізничні вагон-цистерни для перевезення кріогенних рідин
Арматура на вагон-цистерні для перевезення рідкого метану така ж, що і на автоцистернах дорожнього транспорту. На залізничних цистернах не передбачений відцентровий насос. Спорожнення відбувається за рахунок статичного надлишкового тиску або стаціонарним насосом, який відкачує з цистерни рідкий метан.
Транспортування рідкого газу в вагон-цистернах залізницею має переваги щодо транспортних витрат при доставці досить великої кількості рідкого газу на відстань понад 400 км протягом тривалого часу.
Іноді кріогенна рідина газифіковане прямо з автоцистерни. Рідкий азот відкачується спеціальним агрегатом, що складається з поршневого насоса і випарника, і живить газопровід. Такого роду пристрої добре виправдали себе при ремонтах трубопроводів.
Сідельний тягач-автоцистерна для перевезення рідкого природного газу з 1965 р експлуатується в ФРН. Він транспортує природний газ з атлантичного узбережжя Франції в північну Швейцарію на відстані 1000 км. Залежно від вихідного стану транспортованого рідкого газу і температури повітря під час перевезення тиск в цистерні становило від 0,4 до 0,5 кг / см 2 протягом 100 ч, що доводить можливість перевезення без втрат навіть на далекі відстані.
Максимально можливу кількість СПГ, транспортується сідельним тягачем з причепом, 12,5 тонн. Ця вага обмежується максимально допустимими габаритами одиниць рухомого складу дорожнього транспорту ФРН.
Дані сідельних автопоїздів з цистернами для транспортування рідкого метану
Геометричний обсяг внутрішньої цистерни, л
Геометрична ємність, л
Вантажопідйомність по СПГ, т
Максимальний робочий тиск внутрішньої цистерни, кг / см 2
Максимально допустимий загальна вага сідельного автопоїзда з цистерною, т
Порожній вага сідельного автопоїзда з цистерною, т
У таблиці наведено дані, що характеризують тягачі-автоцистерни для перевезення зрідженого природного газу, що знаходяться в експлуатації в ФРН з 1965 року.
Джерело: «Виробництво та використання зріджених газів за кордоном (Огляд зарубіжної літератури)» (Москва, ВНІІОЕНГ, 1974)