Сборно-разборные системы и мобильные групповые заправщики

Сборно-разборные системы или так называемые «упрощенные» ЦЗС в аэропортах гражданской авиации получили распространение в 80-е годы. В отличие от автоматизированных высокопроизводительных стационарных систем ЦЗС упрощенные системы более просты и обладают следующими характерными особенностями [2,20]:

развертывание их в аэропортах производится в основном на базе промышленных комплектов сборно-разборных трубопроводов РТ-100-1,5 и МТ-150, как правило, силами службы ГСМ;

все оборудование и трубопроводная сеть размещаются в основном наземно, а все соединения технологического оборудования и труб осуществляются с помощью быстроразъемных муфт;

управление режимами перекачки и запорно-регулирующей арматурой производится вручную, а запуск и остановка насосов - дистанционно с пунктов заправки, которые кабелем связаны с насосными агрегатами;

наличие сборно-разборного оборудования позволяет смонтировать систему сравнительно малыми силами в короткие сроки, а при необходимости быстро ее разобрать и доставить в другой аэропорт любым видом транспорта.

Строительство упрощенных систем ЦЗС было первым шагом к внедрению в аэропортах принципиально новой технологии топливоснабжения самолетов топливом, опыт эксплуатации которой подтвердил ее преимущества по сравнению с подвижными средствами заправки. Однако вследствие небольшой производительности (до 100 м³/ч) и отсутствия средств автоматического регулирования, применение таких систем ограничено. Их рекомендуется использовать преимущественно в аэропортах, где одновременно заправляется не более двух-трех ВС с общей производительностью до 100 м³/ч.

В аэропортах с большой интенсивностью самолетовылетов упрощенные системы могут использоваться как временные до постройки высокопроизводительных стационарных систем. В последнее время некоторые предприятия произвели модернизацию отдельного оборудования и начали внедрять в эти системы элементы автоматики, благодаря чему технико-экономические показатели систем ЦЗС на базе сборно-разборных комплектов трубопроводов значительно улучшились.

К настоящему времени выработано и эксплуатируется несколько конструктивных схем упрощенных систем ЦЗС, отличающихся в основном друг от друга количеством комплектующего оборудования, диаметром и протяженностью магистрального трубопровода, степенью автоматизации управления. Указанные различия связаны с особыми условиями, характерными для каждого аэропорта. Так, например, в аэропортах со значительным удалением складов от перронов (свыше 1,5 км) магистральная часть трубопроводов прокладывается из труб большего диаметра, а раздаточные коллекторы - из труб, входящих в комплект РТ-100-1,5.

В определенных условиях возникает необходимость выделения из расходного склада ГСМ аэропорта самостоятельной насосной станции системы с максимально возможным приближением ее к местам заправки самолетов. В отдельных случаях трубопроводные коммуникации полностью или частично размещаются подземно, что связано с устройством дополнительных технологических колодцев для размещения запорно-регулирующих устройств и освобождения трубопроводной сети от топлива.

Рисунок 9 - Технологическая схема упрощенной системы ЦЗС производительностью до 700 л/мин:

I - расходный склад; II - насосно-фильтрационная станция; III - блок гидроамортизаторов; IV - заправочный пункт;

1 - расходный резервуар; 2 - плавающее топливозаборное устройство; 3 - приемный трубопровод; 4 - манометр; 5 - фильтр грубой очистки; 6 - задвижка; 7 и 16 - вентили; 8 - зачистной трубопровод; 9 - отстойный резервуар; 10 - штуцер для подсоединения шлангов; 11 - сетчатый фильтр; 12 - насосный агрегат; 13 - фильтр тонкой очистки; 14 — гидроамортизатор; 15 - магистральный трубопровод; 17 - сепаратор; 18 - дозатор; 19 - счетчик; 20 - заправочный шланг; 21 - сливной трубопровод; 22 - насос для обратного слива; 23 - предохранительный клапан

На рис. 9 и 10 показаны примерные технологические схемы упрощенных систем ЦЗС, позволяющих осуществлять заправку ВС II, III и IV групп (Ил-18, Ан-12, ТУ-104, Ту-124, Ту-134, Ан-24, Як-40, Ан-2, Ил-14) [2]. В приведенных схемах обеспечивается выполнение следующих технологи­ческих операций:

предварительная фильтрация топлива, поступающего в груп­пу расходных резервуаров системы;

отстаивание и верхний забор топлива в расходных резервуарах;

двойная фильтрация и обезвоживание топлива, подаваемого на заправку самолетов;

Рисунок 10 - Технологическая схема упрощенной системы ЦЗС производительностью свыше 700 л/мин:

I - расходный склад; II - насосно-фильтрационная станция; III - блок гидроамортизаторов; IV - заправочный агрегат; V - присоединительная колонка;

1 - фильтр грубой очистки; 2 - задвижка; 3 - приемный трубопровод; 4 - расходный резервуар; 5 - плавающее топливозаборное устройство; 6 - отстойный резервуар; 7 - приемный штуцер; 8 - сетчатый фильтр; 9 - предохранительный клапан; 10 - насосный агрегат; 11 - манометр; 12 - фильтр тонкой очистки; 13 - трубопровод обратного слива; 14 - обратный клапан; 15 - датчик давления; 16 — гидроамортизатор; 17 - магистральный трубопровод; 18 - быстроразъемный штуцер; 19 - шланговая тележка; 20 - насос для обратного слива; 21 - кран; 22 - сепаратор; 23 - дозатор 24 -. счетчик; 25 - шланговый барабан; 26 - заправочный шланг

подача топлива на заправку с требуемой производитель­ностью и давлением;

обратный слив топлива из баков самолетов и раздаточных шлангов;

зашита оборудования системы от гидроударов;

добавление к топливу антиобледенительной жидкости в нужных соотношениях.

Производительность системы в зависимости от среднесу­точного расхода в аэропорту следующая:

Среднесуточный расход топлива, м³ 40 - 55 70 - 80 100 - 160 200 - 700

Производительность системы, л/мин 500 700 1400 2000

Технологические схемы - предусматривают возможность как дистанционного, так и автоматического включения и отключения насосных агрегатов. При двухтрубной системе по­дачи топлива на перрон наиболее предпочтительным является автоматический способ управления насосными агрегатами, при однотрубной - дистанционный. В аэропортах с небольшой интенсивностью самолетовылетов и на оперативных аэродромах государственной авиации для заправки ВС используются сборно-разборные системы централизованной заправки типа ЦЗ-1 (рис 11), ЦЗ-1Ми ЦЗТ-4.

Основные технические данные системы ЦЗ-1

Общая емкость резервуаров расходного склада, м³ 200 - 300

Общая длина трубопроводов, м 600

Диаметр трубопроводов, мм 100

Количество заправочных агрегатов, шт. 8 - 12

Пропускная способность заправочного агрегата, л/мин 125 - 250

Тонкость фильтрации, мкм 15 - 20

Рабочее давление в системе, кгс/см² до 4

Расходные склады укомплектовывают горизонтальными резервуарами типа Р-25, которые перед оборудованием системы подвергаются доработке. В нижней части обечайки приваривают отстойник с трубкой и сливным краном для слива отстоя, а в нижней части днища - патрубок с фланцем для заполнения резервуара топливом и забора топлива в систему при заправке самолетов. Кроме того, на наливных горловинах устанавливают дыхательные клапаны, а в крышке наливной горловины делают люк для отбора проб.

Рисунок 11 - Схема развертывания системы ЦЗ-1:

1 - питающий трубопровод; 2 - расходный резервуар Р-25; 3 - передвижная насосная установка; 4 - фильтр ФГН-60; 5 – сепаратор СТ-500-2; 6 — магистральный трубопровод; 7 - распределительный трубопровод; 8 - заправочный агрегат ЗА-1

Заполнение резервуаров склада системы ЦЗ-1 может производиться по трубопроводу с основного склада ГСМ, а на аэродромах, где нет трубопровода, из автоцистерн или топливоза­правщиков. В системе ЦЗ-1, как правило, в качестве насосной станции для перекачки горючего используются передвижные средства перекачки (МНУГ-60, ПСГ-65/130 и др.).

Следует отметить, что система ЦЗ-1 не удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к средствам заправки ВС топливом по таким параметрам, как тонкость фильтрации и производительность заправки. В связи с этим в последнее время .вместо системы ЦЗ-1 выпускают модернизированный централизованный заправщик ЦЗ-1М.

Централизованная система ЦЗ-1М (рис. 12) представляет собой комплект сборно-разборного оборудования, состоящего из труб Ду-100, насоса СЦН-60 с электроприводом, четырех заправочных агрегатов ЗА-500, шести металлических горизонтальных резервуаров Р-20Н с трубопроводной обвязкой, фильтров типа ТФБ, фильтров-сепараторов СТ-500-2 и запорной и регулирующей арматуры.

Резервуары имеют газовую обвязку, укомплектованы воздушным фильтром ФВ-30 и оборудованы плавающими топливозаборными устройствами и патрубками для слива отстоя и отбора проб топлива.

Отличительной особенностью системы ЦЗ-1М является то, что в ней установлен перепускной клапан 8, который выполняет две функции: с одной стороны, он служит для гашения гидро­ударов, а с другой - для поддержания установленного в системе давления.

Рисунок 12 - Схема развертывания системы ЦЗ-1М:

1 - резервуар Р-2ОН; 2 - фильтр ФБ-30; 3 - трубы газовой обвязки; 4 - насос СЦН-60 с электродвигателем; 5 - электроконтактный манометр; 6 - блок сепараторов СТ 500-2; 7 - фильтры ТФБ; 8 - перепускной клапан; 9 - заправочный агрегат ЗА-500

Это достигается тем, что при повышении в системе давления сверх допустимого клапан 8 перепускает топливо из магистрального трубопровода по обводной линии во всасываю­щий трубопровод насосного агрегата.

Применение перепускного клапана позволило сократить количество оборудования вследствие исключения гидроамортиза­торов (демпферных устройств) и регуляторов давления и ограничить давление в трубопроводной сети сверх допустимой величины за счет сброса топлива в трубопровод обратного слива.

На рис. 13 показана принципиальная схема развертывания сборно-разборной системы ЦЗТ-4, а ее основные технические данные следующие:

Общая емкость резервуаров расходного склада, м³ 600

Общая длина трубопроводов, м 1040

Диаметр трубопроводов, мм 100; 150

Количество насосных станций, шт 2

Производительность системы, л/мин 4000

Заправочный агрегат ЗА-4 на раме

Количество заправочных агрегатов, шт 12

Обслуживающий персонал, чел. 6

Пропускная способность заправочного агрегата, л/мин 500

Рабочее давление в системе, кгс/см² до 12

Тонкость фильтрации, мкм 5 - 8

Рисунок 13 - Схема развертывания системы ЦЗТ-4:

1 - резервуар Р-25; 2 - блок фильтров сепараторов СТ-500-3; 3 - передвижная насосная установка; 4 - магистральный трубопровод; 5 - распределительный трубопровод; 6 - заправочный агрегат ЗА-4; 7 - регулятор давления; 8 - гаситель гидроударов; 9 - задвижка; 10 - бензоэлектрический агрегат

Насосная станция ЦЗТ-4 смонтирована на шасси автомобильного прицепа 2ПН-4 и состоит из моторного отсека и отсека специального оборудования, разделенного металлической перегородкой. В моторном отсеке установлен двигатель ЗИЛ-375 со всеми обслуживающими его системами, в отсеке спецоборудования - центробежный насос 6 НГМ-7X2, вспомогательный насос СКФ-4, два блока фильтров тонкой очистки с фторопластовыми фильтрационными элементами, дозатор для добавления в топливо противоводокристаллизационной жидкости «И-М», бак для ПВК-жидкости емкостью 200 л, система пожаротушения, электрооборудование, сигнализация и контрольно-измерительные приборы. Все оборудование закрыто металлическим капотом.

К насосной станции подключается блок фильтров-сепараторов, состоящий из четырех сепараторов типа СТ500-3М, установленных на одной раме, с общей пропускной способностью 2000 л/мин. Специальное оборудование заправочного агрегата ЗА-4 (рис. 14) смонтировано на раме и закрыто металлическим капотом. Оно состоит из фильтра тонкой очистки с фторопластовыми элементами, счетчика СЖШ-1000, воздушно-гидравлического колпака, катушки с раздаточным рукавом диаметром 50 мм, длиной 20 м, раздаточным краном РП-40, запорно-регулировочной и измерительной арматуры.

Рисунок 14 - Схема заправочного агрегата ЗА-4:

1 - вентиль магистральный; 2 - манометр; 3 - регулятор давления; 4 - сливная трубка; 5 - дифференциальный манометр;6 - фильтр тонкой очистки; 7 - счетчик; 8 - воздушно-гидравлический колпак; 9 - раздаточный рукав; 10 - раздаточный кран; 11 - барабан; 12 - задвижка; 13 - сливные вентили

Управление, сигнализация и связь в системе ЦЗТ-4 предусматривает возможность одновременной работы всех заправочных агрегатов и насосных станций, а также заправку с любого агрегата.

Питание электрооборудования, сигнализации и освещения (напряжение 24В) подается от двух-трех аккумуляторных тележек типа Ст-5М. Питание электрооборудования в момент пуска двигателя ЗИЛ-375 осуществляется от аккумуляторной батареи 6СТМ-128.

В состав упрощенных систем ЦЗС в общем случае входят следующие основные сооружения и оборудование: трубопроводы и трубопроводная арматура из промышленного комплекта трубопровода РТ-100-1,5 или магистрального трубопровода МТ-150; расходные резервуары; насосная станция или отдельные насосные агрегаты; фильтрационный пункт или отдельные фильтры и сепараторы; присоединительные колонки; заправочные пункты со стационарными или передвижными заправочными агрегатами; оборудование для защиты системы от гидравлических ударов; средства управления насосными агрегатами; противопожарное оборудование.

Количество, тип и размещение сооружений и оборудования определяется в зависимости от конкретных условий аэропорта, связанных с его расположением и планировкой, учетом интенсивности движения, типов эксплуатируемых самолетов, количества подачи топлива на заправку и др. Трубопроводная сеть упрощенных систем ЦЗС монтировалась, как правило, из оцинкованных труб с условным диаметром 100 или 150 мм и запорной арматуры, входящих в комплекты сборно-разборных трубопроводов РТ-100X1,5 и МТ-150.

Комплект РТ-100-1,5 при устройстве системы ЦЗС может использоваться полностью или частично в зависимости от принятой технологической схемы и протяженности трубопроводной сети. При производительности системы ЦЗС до 1000 л/мин магистральная часть прокладывается в одну нитку, а свыше 1000 л/мин - в две. В последнем случае экономически более целесообразно вместо двух ниток Ду-100 мм прокладывать одну нитку Ду-150 мм из труб и оборудования из комплекта сборно-разборного магистрального трубопровода МТ-150. Следует отметить, что устройство упрощенных систем из труб и оборудования сборно-разборного комплекта МТ-150 позволяет увеличить производительность до 3000 - 4000 л/мин при прокладке магистральной части в одну нитку.

Соединение труб и других элементов сборно-разборных трубопроводов осуществляется с помощью соединительного устройства, состоящего из муфт типа МПТ и резиновых уплотнительных колец.

Для устройства поворотов, отводов и различных разветвлений в комплектах имеются фасонные части: угольники под 90 и 45°, тройники, крестовины и переходники. С помощью фасонных частей в системе ЦЗС производится обвязка всего оборудования: резервуаров, фильтров, фильтров-сепараторов, запорно-регулирующих устройств.

В качестве расходных резервуаров в упрощенных системах ЦЗС применяются металлические горизонтальные и вертикальные резервуары стандартного ряда, изготовляемые по типовым проектам, но с обязательной дополнительной доработкой.

Предпочтение отдается наземной установке горизонтальных резервуаров емкостью 25,50 и 75 м³ и вертикальных металлических резервуаров емкостью 400 и 700 м³. Возможные варианты использования горизонтальных резервуаров в системах ЦЗС в зависимости от среднесуточного расхода топлива в аэропорту приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Варианты использования горизонтальных резервуаров в системах ЦЗС в зависимости от среднесуточного расхода топлива в аэропорту

Резервуары должны иметь внутреннее противокоррозионное покрытие и специальное оборудование. К специальному оборудованию резервуаров, эксплуатируемых в упрощенных системах ЦЗС, относится стандартное технологическое оборудование, устанавливаемое на обычных складских резервуарах (дыхательные клапаны, огневые предохранители, приемо-раздаточные патрубки и т. д.), и дополнительные устройства. К последним относятся: плавающие топливозаборные устройства и дренажные устройства для слива отстоя из резервуаров.

Подача топлива по трубопроводной сети в упрощенных системах ЦЗС к местам заправки ВС производится, как правило, с помощью одного или двух центробежных насосов, параллельно включенных в сеть. Независимо от производительности системы в насосной станции предусматривается установка не менее двух насосных агрегатов, один из которых является рабочим, а другой - резервным.

В зависимости от принятого способа управления, насосные агрегаты могут производить подачу топлива на заправку путем автоматического включения одного или двух насосов с помощью электроконтактных манометров (или датчиков) или дистанционно - от мест стоянки самолетов на перроне. При автоматическом управлении предусматривается последовательное включение одного или двух насосных агрегатов в зависимости от количества заправляемых самолетов. В случае аварии одного из насосов система сохраняет работоспособность, но с пониженной производительностью.

Технологические схемы упрощенных ЦЗС предусматривают фильтрацию топлива: при заполнении расходных резервуаров, после насосных агрегатов и перед выдачей в ВС на заправочных пунктах. Водоотделение осуществляется в расходных резервуарах (отстаиванием) и на последней ступени непосредственно на заправочных агрегатах фильтрами-сепараторами. В отдельных случаях фильтры-сепараторы устанавливаются не на агрегатах, а отдельной группой (в виде блоков) на магистральном трубопроводе перед распределительным коллектором.

Сборно-разборные системы типа ЦЗ-1М и ЦЗТ-4 широко применяемые для государственной авиации относятся к видам мобильных ГЗТ.

Комплекты оборудования этих систем приспособлены в разобранном состоянии, включая резервуары, транспортироваться железнодорожным и автомобильным транспортом. Такие системы разворачивались также на аэродромах совместного базирования и совместного использования гражданской и государственной авиации, на временных аэропортах и площадках ПАНХ, аэродромах летных училищ гражданской авиации и аэроклубов.

Сборно-разборные комплекты ГЗТ находились на эксплуатации зарубежных топливозаправочных компаний гражданской авиации для обеспечения полетов на новых небольших аэродромах и вертолетодромах, а также для оказания топливозаправочных услуг военным ведомствам [6]. Из анализа зарубежных данных 80 – 90 годов можно сделать вывод о разработке и применении в локальных войнах комплектов аэродромных систем ГЗТ с эластичными резервуарами вместимостью от 200 л до 2500 л и рукавами для обеспечения групповой заправки от 2 – 4 вертолетов до 12 самолетов военных ведомств [4-6].

В настоящее время сборно-разборные системы ГЗТ в гражданской авиации РФ реконструируются с заменой выработавшего ресурс оборудования на новое оборудование, в том числе импортного производства, или полностью заменяются новыми стационарными системами с современным оборудованием.