Стационарные групповые заправщики

Известные в отечественной практике ГА как системы централизованной заправки самолетов топливом (ЦЗС) или как гидрантные системы топливозаправки зарубежных аэропортов, стационарные групповые заправщики топливом воздушных судов занимают важное место в современных системах топливообеспечения аэропортов. На территории РФ стационарные системы ЦЗС большой и средней вместимости строились по проектам специализированных организаций - ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» и его региональных филиалов, а также по проектам или с участием зарубежных организаций [2,6,28]. В настоящее время в РФ ранее построенные ЦЗС проходят реконструкцию. В некоторых международных аэропортах РФ планируется строительство новых систем с участием отечественных и зарубежных организаций.

Состав зданий, сооружений и оборудования при проектировании новых и реконструкции существующих систем в аэропортах определяется на основе анализа следующих аспектов, имеющих принципиальное значение при выполнении расчетов с учетом перспективного роста интенсивности полетов ВС. Исходными параметрами для анализа и расчетов являются следующие данные [20,28]:

- пропускная способность аэропорта по пассажирским, грузовым и почтовым перевозкам, а также колебания фактической пропускной способности по временам года и прогноз роста интенсивности перевозок;

- интенсивность поступления ВС на заправку по типам в часы «пик» и в течение года, общее время максимальной интенсивности заправок;

- средний объем заправок ВС по типам, планируемых к обслуживанию в аэропорту;

- максимальный суточный расход топлива на заправку в месяц наибольшей интенсивности заправки, за сутки и в часы «пик»;

- количество самолетных стоянок и мест на перронах, оснащенных гидрантными колонками;

- расстояние от основного склада ГСМ до перрона и мест стоянок самолетов;

- генплан перрона и мест стоянок ВС;

- схемы подземных коммуникаций аэропорта на участке предполагаемого размещения оборудования;

- перепад отметок поверхностей территорий основного склада ГСМ (резервуаров и перрона или мест стоянок ВС);

- возможные ограничения конструктивной высоты наземных резервуаров, обусловленной удаленностью от взлетно-посадочных полос, размещением оборудования авиационно-диспетчерской службы, в частности радиолокационных станций кругового обзора и т.п. оборудования;

- общие размеры земельного участка, занимаемого аэропортом с учетом возможности оптимальной прокладки трасс для ввода (вывода) средств доставки топлива;

- вид доставки топлива: трубопроводный, водный, железнодорожный, автомобильный или смешанный виды;

- число марок топлива, необходимых для заправки ВС;

- климатические и другие условия размещения аэропорта;

Определение параметров реконструируемой или проектируемой системы после сбора исходных данных включает разработку принципиальной технологической схемы, подбор оборудования и в комплексе с проведением всех необходимых расчетов. Расчеты параметров системы ГЗТ (ЦЗС) проводятся по методикам, рекомендованных отечественными нормативными документами [19 - 21].

Как правило, расчеты включают:

определение вместимости резервуарного парка склада ГСМ с учетом накопления запасов на случай нарушения ритмичности поступления топлива, а также при необходимости определение вместимости расходных резервуаров, выделяемых непосредственно для функционирования системы ГЗТ;

определение производительности системы – выбор типа насосов и их количество;

выбор диаметра трубопроводов по участкам системы и гидравлический расчет трубопроводов;

определение количества и места установки гидроамортизаторов;

определение количества и типа агрегатов заправки;

выбор способа управления рабочими операциями, видов автоматизированного диагностирования состояния оборудования и контроля параметров системы.

Вид технологической схемы системы ГЗТ определяет состав и последовательность размещения основного вспомогательного оборудования, сооружений и трубопроводных коммуникаций. Обоснование вида технологической схемы ГЗТ для каждого аэропорта осуществляется в конечном варианте с учетом технико-экономических показателей, в том числе рентабельности процесса, улучшения условий труда обслуживающего персонала.

Технологическая схема современных систем ГЗТ должна обеспечивать выполнение следующих рабочих операций и технологических процедур [ ]:

прием, отстаивание и хранение запаса топлива, подготовку и выдачу его на заправку;

очистку топлива от твердых частиц механических загрязнений и свободной воды;

подачу топлива на заправку ВС;

регулирование режимов подачи топлива по расходу и давлению;

учет количества заправляемого топлива;

защиту оборудования и заправляемых ВС от пульсации давления (гидроударов) и статического электричества;

освобождение технологического оборудования от и трубопроводов от топлива;

автоматизированное управление рабочими операциями, контроль и диагностирование состояния оборудования.

Дополнительное оборудование систем ГЗТ, устанавливаемое по требованию заказчика, может обеспечивать:

ввод в топливо ПВКЖ;

подачу топлива для налива цистерн ТЗА.

Для варианта технологической схемы ГЗТ без выделения самостоятельной резервуарной группы дополнительными операциями являются прием топлива из всех возможных видов транспорта, учет объема поступающего топлива и его предварительная очистка от твердых частиц загрязнений и свободной воды.

В практике аэропортов гражданской авиации РФ наибольшее распространение получили высокопроизводительные автоматизированные системы заправки одним сортом топлива (ТС-1). В связи с вводом в перспективе для заправки ВС импортного производства топлива Jet A-1 авиационные компании могут потребовать дополнительно обеспечение заправки в раздельном варианте, т.е. двумя видами топлив. Это может быть выполнено за счет строительства второй автономной системы ГЗТ, или для заправки могут применяться специально выделенные под новый вид топлива ТЗА. Во всех случаях система топливообеспечения аэропорта, включая резервуарную группу и оборудование заправки ВС, должны быть раздельными.

В рассматриваемых вариантах технологических схем каждая из систем должна включать следующие основные элементы оборудования [6,20,28]: группу приема топлива, резервуарную группу, насосную группу, группу очистки топлива, группу регулирования подачи по давлению и расходу, сеть распределительных трубопроводов, сеть раздаточных трубопроводов с технологическими колодцами и раздаточными гидрантными колонками, заправочные агрегаты.

Рисунок 8 - Схема автоматизированной системы централизованной заправки ВС топливом

В рассматриваемом варианте технологической схемы системы ГЗТ из автотопливоцистерны или топливо с базового склада ГСМ аэропорта по трубопроводу 2 подается насосом 3 через последовательно установленный фильтр грубой очистки 4 и фильтр-водоотделитель 5 в один из резервуаров группы 6-8. В резервуарную группу системы ГЗТ в отечественной и зарубежной практике включают не менее трех резервуаров, как правило, одинаковой вместимости и конструктивного исполнения. Один из резервуаров в данном случае 6 предназначен для приема топлива, второй резервуар, например 7, служит для отстаивания топлива, третий – для выдачи (отпуска) топлива в распределительную сеть. В состав резервуарной группы включена специальная обвязка трубопроводными коммуникациями с запорной арматурой для последующей смены варианта функционального применения резервуаров 6 – 7 по приему, отстаиванию и выдаче топлива.

Выдача топлива производится после его отстаивания из верхних слоев топлива с помощью топливозаборника 9 насосными агрегатами 10 – 12 к группе фильтрации 13, регулирования и подачи топлива к заправочным пунктам. Если заправка ВС не производится, то вся система остается заполненной топливом и находится под некоторым избыточным давлением, которое фиксируется электроконтактным манометром 15. При этом возможные незначительные утечки топлива из системы и связанные с этим снижения давления компенсируются гидроамортизаторами 26.

Если в раздаточной системе сети открывается гидрантный клапан (например, у гидрантной колонки 17), то давление в сети снижается, что фиксируется манометром 15, который посылает импульс на пульт управления 16 и автоматически через вторичные приборы производится запуск насоса 10. Насос 10 нагнетает топливо из резервуара в распределительный трубопровод через фильтр-сепаратор 13 и расходомер-регулятор 14.

Первый из включающихся насосов (насос 10) имеет меньшую подачу, чем остальные. Она рассчитана на заправку одного ВС (1000 – 1250 л/мин). Если требуется большая производительность или на заправку подключают второе ВС через гидрантную колонку и агрегат заправки, расход в распределительном трубопроводе возрастает, что фиксируется расходомером 14, который при возрастании расхода, посылает импульс на пульт управления 16 и через вторичные приборы автоматически запускается более мощный насос – насос 11, а насос 10 продолжает работать или выключается. Подача насоса 11 составляет 1250 - 2500 л/мин и может обеспечить заправку одного или одновременно двух ВС.

Если расход в распределительной сети продолжает возрастать за счет увеличения производительности заправки или подключения на заправку дополнительных ВС, расходомер 14 посылает импульс на пульт управления, в результате чего запускается второй насос 12.

При дальнейшем возрастании расхода в распределительном трубопроводе происходит подключение дополнительных насосов по этому же принципу. Отключение насосных агрегатов и приборов узла регулирования происходит автоматически в обратной последовательности по мере уменьшения расхода топлива в распределительном трубопроводе. При выходе из строя любого насоса автоматически включается другой или резервный насосный агрегат и подается соответствующий сигнал.

Топливо не может поступать ко всем гидрантным колонкам с одинаковым давлением, так как потери напора по длине распределительного трубопровода различны. Кроме того, при расположении гидрантных колонок на небольшом расстоянии одна от другой неизбежны колебания давления в соседних колонках при открытии или закрытии клапанов на одной из близко расположенных колонок. Во избежание этих нежелательных явлений и для обеспечения нужного режима заправки по давлению гидрантные колонки имеют регуляторы давления «после себя».

К каждой гидрантной колонке в зависимости от потребности в заправке ВС топливом с помощью гибкого рукава подсоединяется заправочный агрегат 24, через который подается топливо в баки самолетов. Заправочные агрегаты могут быть передвижными или стационарными. Основным оборудованием их является: фильтр тонкой очистки или фильтр-водоотделитель 19, регулятор давления 18, регулятор расхода 22, счетчик-дозатор 21 с механизмом автоматического прекращения заправки при достижении заданного объема, наконечник 25 для закрытой заправки или раздаточный кран для открытой заправки, барабан 23.

Перед началом заправки на счетчике-дозаторе устанавливают количество топлива, затребованное для заправки, затем открывают клапан в гидрантной колонке и начинают заправку. В процессе заправки следят за давлением и производительностью заправки. При необходимости указанные параметры могут быть изменены с помощью регуляторов давления 18 и расхода топлива 22. После прохождения через заправочный агрегат затребованного количества топлива счетчик-дозатор автоматически прекращает заправку. После этого клапан гидрантной колонки закрывают, откачивают оставшееся топливо из рукавов заправочного агрегата и рукава отсоединяют. Кроме того, на заправочном агрегате может устанавливаться дозатор для добавления к топливу в процессе заправки противоводокристализационной жидкости (ПВКЖ), например, жидкости «И-М», которая поступает в определенном соотношении из бака 20.

Как отмечалось, отечественные и зарубежные стационарные системы групповой заправки топливом ВС строятся по индивидуальным проектам, поэтому приведенная выше технологическая схема и ее принцип работы является обобщенным.