Автоматизированная система сокращения потерь от испарения и обводнения авиатоплива в резервуарах топливозаправочного комплекса

В процессе производственной деятельности топливозаправочного комплекса (ТЗК) аэропорта в результате движения авиакеросина, связанного с опорожнением и заполнением резервуаров при приеме и выдаче авиатоплива на заправку воздушных судов (ВС), неизбежно происходят два негативных явления – обводнение авиакеросина при взаимодействии с воздухом, его испарение и унос в атмосферу. Это влечет за собой экономические потери, повышенный уровень пожаровзрывоопасности и экологический ущерб. Размеры ущерба от потерь естественной убыли авиатоплива в результате неизбежной эмиссии паровоздушной смеси (ПВС) из оборудования резервуарного парка ТЗК достигают 10…14 % от объема перевалки авиакеросина. В свою очередь такой объем испаряемого керосина приводит к серьезной экологической проблеме – загрязнению атмосферы парами авиатоплива, приводящей к затратам на компенсацию и налогообложение природопользования, возможности нанесения вреда здоровью штатного персонала ТЗК, а также к тому, что ТЗК становится пожароопасным объектом, что влечет за собой затраты на пожароохранные мероприятия. В статье проведена оценка количественных и качественных потерь от испарения и обводнения в условиях хранения, приема и выдачи авиатоплива из резервуаров ТЗК аэропорта. На основании анализа механизма ухудшения качества авиатоплива от обводнения и загрязнения механическими примесями, а также потерь легких фракций авиатоплива (ЛУВ), вызванного явлениями больших и малых дыханий резервуарного оборудования, неизбежно сопровождающих процессы хранения, выдачи и приема авиатоплива, установлены причины и механизм образования потерь авиатоплива от малых и больших дыханий, потери от насыщения газового пространства и предложены рекомендации по снижению этих потерь. В статье проведен анализ известных способов снижения (предотвращения) выбросов ПВС и рассматривается задача создания надежных и автоматизированных методов и технологий уменьшения потерь авиакеросина, в частности уменьшения уровня содержания воды в авиакеросине. Актуальной становится автоматизация процессов уменьшения потерь авиакеросина. Приведен расчет потерь авиатоплива от испарений при хранении, приеме и выдаче авиатоплива в ТЗК аэропорта в период наиболее интенсивных полетов, а значит, наибольшего движения авиакеросина, дающие представление о масштабе экономических потерь и экологического ущерба. Рассмотрены существующие системы уменьшения потерь нефтепродуктов, применяемых в настоящее время. В статье представлено техническое решение для сокращения потерь авиакеросина от испарения в резервуарах путем разработки автоматизированной системы, которая обеспечивает снижение уровня обводненности авиатоплива в резервуаре и сокращение потерь легких фракций авиатоплива при хранении, приеме и выдаче авиатоплива, за счет осушения атмосферного воздуха, поступающего в надтопливное пространство резервуара, а также конденсации и отделению ПВС при малых и больших дыханиях резервуара. Предложенная к использованию система сокращения потерь авиакеросина от испарения позволит существенно повысить эффективность улавливания ПВС авиатоплива при хранении в резервуарном парке ТЗК, улучшить экологическую обстановку топливозаправочной деятельности ТЗК, минимизировать экономические потери ТЗК от естественной убыли, а также понизить уровень пожароопасности ТЗК аэропорта. Система предназначена для дооборудования резервуаров приема, хранения и выдачи авиатоплива, резервуарных парков, складов ГСМ ТЗК.

1. Сальников А.В. Потери нефти и нефтепродуктов: учеб. пособие. Ухта: УГТУ, 2012. 108 с.

2. Земенков Ю.Д., Пашков М.И., Богатенко Ю.В. и др. Эксплуатация объектов хранения и распределения жидких углеводородов: учеб. пособие. СПб.: Недра, 2007. 534 с.

3. Коршак Ан.А., Коршак А.А. Метод прогнозирования потерь нефти и нефтепродуктов от «больших дыханий» за длительный период // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. № 5 (115). С. 79–87. DOI: 10.17122/ntj-oil-2018-5-79-87

4. Цегельский И.Г., Ермаков П.Н., Спиридонов В.С. Защита атмосферы от выбросов углеводородов из резервуаров для хранения и транспортирования нефти и нефтепродуктов [Электронный ресурс] // km.ru. 01.04.2004. URL: https://www.km.ru/referats/231E364D59744A1F86233F71CF565DA1 (дата обращения: 10.05.2022).

5. Молчанов О.В., Старый С.В., Новиков М.В. Метод определения технологических потерь нефтепродуктов при приеме в резервуары // Научный Вестник МГТУ ГА. 2012. № 183. С. 88–91.

6. Браилко А.А. Дыхательная система резервуара для легкоиспаряющихся жидкостей / А.А. Браилко, Н.А. Дружинин, Л.А. Дружинин, А.В. Смульский. Патент RU № 2673004 C1, МПК B65D 90/28: опубл. 11.21.2018. Бюл № 33. 13 с.

7. Рыбаков К.В., Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П. Обезвоживание авиационных горюче-смазочных материалов. М.: Транспорт, 1979. 181 с.

8. Браилко А.А. Адаптивная информационно-управляющая система динамическогомониторинга фактической обводненности авиатоплива в технологических процессах авиатопливообеспечения / А.А. Браилко, В.М. Самойленко, Н.А. Дружинин, Л.А. Дружинин // Научный Вестник МГТУ ГА. 2022. Т. 25, № 2. С. 20–29. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-2-20-29

9. Коваленко В.П., Ильинский А.А. Основы техники очистки жидкости от механических загрязнений. М.: Химия, 1982. 272 с.

10. Бахмат Г.В. Устройство для хранения и сокращения потерь нефти / Г.В. Бахмат, И.М. Ветров, С.Ю. Овчинников, М.Г. Речкалов, В.М. Смоленцев, А.Б. Шабаров. Патент RU № 2328430 С2, МПК B65D 88/34: опубл. 10.07.2008. Бюл № 19. 6 с.

11. Данченко Ю.В., Кулаков С.В. Дыхательная система резервуара для легкоиспаряющихся жидкостей. Патент RU 2181336 C2, МПК B65D90/30B65D90/28: опубл. 20.04.2002. 4 c.

12. Матвеев Ю.А. Установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси / Ю.А. Матвеев, В.А. Кузнецов, А.А. Бутузов, А.Ю. Мулгачев, Е.А. Варнакова. Патент RU № 122994 U1, МПК B65D 88/00: опубл. 20.12.2012. 8 с.

13. Матвеев Ю.А. Установка улавливания паров нефтепродуктов с дополнительным резервуаром сбора паров и системой их охлаждения для наземных вертикальных стальных резервуаров / Ю.А. Матвеев, В.А. Кузнецов, А.А. Бутузов, А.Ю. Мулгачев. Патент RU № 142402 U1, МПК B65D 88/00: опубл. 27.06.2014. 6 с.

14. Мартяшева В.А. Исследование испарения нефтей и нефтепродуктов из резервуаров в условиях интенсификации технологических процессов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Уфа: Уфимский нефтяной ин-т, 1978. 21 с.

15. Александров А.А., Архаров И.А., Емельянов В.Ю. Обзор действующих систем улавливания паров нефтепродуктов // Современная АЗС. 2005. № 10. С. 130–133.