АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ЕМКОСТИ

Полезная модель относится к устройствам слива высоковязких продуктов из емкостей, например, железнодорожных цистерн, с использованием систем циркуляционного подогрева и может быть применена на перевалочных терминалах и нефтебазах.
Известно устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн (патент РФ №2103212, МПК B 65 D 88/74, опубл. 27.01.98), содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, перекачивающий насос и напорный трубопровод с теплообменником, образующие линию рециркуляции, вход теплообменника соединен с всасывающим трубопроводом перепускным трубопроводом с клапаном, к всасывающему трубопроводу через клапан подключен вакуумный насос.
В устройстве отсутствуют сопла создающие разрушение холодного продукта, в связи с низкой теплопроводностью разогрев затягивается и использование дополнительного контура становится неоправданным. Продукт на слив подается в обход теплообменника, что требует дополнительного подогрева продукта в парке и увеличивает затраты на перекачку.
Известен способ управления технологическим процессом слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (патент РФ №2257327, МПК В 65 D 88/74, G 05 D 27/02, опубл. 27.07.05, БИ №21), устройство реализации способа содержит блок сбора и обработки данных, датчик температуры окружающей среды, датчик скорости ветра, датчик температуры наружной стенки цистерны. На нижнем сливном приборе установлено устройство нижнего слива, содержащее телескопический гидромонитор с сопловой головкой. Контур циркуляции включает: сливной
трубопровод, циркуляционный насос, задвижку управления подачей продукта в теплообменник, напорный трубопровод.
Недостатком этого устройства является низкая эффективность. Разогрев холодного продукта в цистерне производится струей горячего продукта из гидромонитора. При этом происходит разрушение холодного продукта и его частичное плавление. Фрагменты не расплавленного продукта могут приводить к закупориванию труб и прекращению слива продукта из цистерны. Высокая вязкость продукта не позволяет увеличить скорость разогрева, без увеличения риска закупоривания сливного трубопровода.
Известен способ разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости и устройство для его осуществления (патент РФ №2260552 С1, МПК В 65 G 69/20, В 65 D 88/74, опубл. 20.09.2005), содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, стартовую емкость, заполненную предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводами для подвода продукта и теплоносителя, напорный трубопровод, имеющий два параллельных участка, в которых установлены регулирующие клапаны, снабженные управляемыми приводами, систему управления работой устройства и трубопровод для слива нагретого продукта из донной части емкости, в котором установлен управляемый запорный клапан, причем всасывающий трубопровод соединен с донной частью емкости, выход одного из параллельных участков напорного трубопровода расположен вблизи зеркала продукта в верхней части емкости, а выход второго параллельного участка напорного трубопровода размещен в донной части емкости напротив входа во всасывающий трубопровод, снабжено датчиком давления, установленным во всасывающем трубопроводе на входе в насос и датчиком температуры, установленным в трубопроводе для подвода нагретого продукта в теплообменник, причем выходы датчиков соединены со входами системы управления работой устройства, управляющие выходы которой соединены с приводами регулирующих клапанов, трубопровод
для слива нагретого продукта из емкости соединен со всасывающим трубопроводом перед входом в стартовую емкость, причем во всасывающем трубопроводе перед местом соединения его с трубопроводом для слива нагретого продукта из емкости установлен управляемый запорный клапан.
Недостатком описанного устройства является низкая его эффективность из-за расхода энергии, затрачиваемой на разогрев продукта, остывающего в стартовой емкости, и продолжительности процесса слива продукта из емкости.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности процесса за счет экономии энергии и уменьшения продолжительности процесса слива вязких продуктов.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве слива высоковязких продуктов из емкости, включающем систему управления работой устройства, сливной трубопровод с управляемым запорным клапаном, и соединенный с ним контур разогрева продукта, включающий последовательно соединенные всасывающий трубопровод, соединенный с донной частью емкости, насос, теплообменник, напорный трубопровод, выход которого снабжен соплами, размещен в донной части емкости и оборудован управляемым регулирующим клапаном. Контур разогрева оснащен датчиком давления на входе насоса, соединенным с системой управления работой, и датчиком температуры на выходе теплообменника. Предлагается в контуре разогрева при помощи дополнительного трубопровода выделить контур рециркуляции, причем вход дополнительного трубопровода подсоединить к напорному трубопроводу за теплообменником, а выход - ввести во всасывающий трубопровод. На выходе насоса установлен датчик давления, выход которого соединен с регулятором скорости вращения насоса, а на входе насоса - датчик температуры, выход которого соединен с системой управления.
При пуске система заполняется горячим мазутом из резервуарного парка. Разогрев холодного продукта в цистерне производится струей
горячего продукта из гидромонитора. При этом происходит разрушение холодного продукта и его частичное плавление. Поскольку продукт обладает низкой теплопроводностью, это позволяет сократить время разогрева.
Контур рециркуляции позволяет избежать попадания не расплавленных фрагментов в сливной трубопровод и насос, это повышает устойчивость работы системы и позволяет увеличить скорость размыва застывшего продукта.
Давление в напорном трубопроводе поддерживается при помощи изменения скорости вращения насоса, которое осуществляется регулятором, работающим по датчику давления установленном на выходе насоса.
Слив продукта из цистерны начинается до полного разогрева цистерны, это позволяет сократить время простоя цистерны и снизить энергозатраты необходимые на разогрев всей емкости. Поскольку слив начинается до полного разогрева цистерны это позволяет снизить время слива и увеличить эффективность работы системы.
На чертеже представлена блок схема устройства для слива высоковязких продуктов из емкости.
Устройство содержит регулятор температуры прямого действия - 1, датчик температуры продукта после теплообменника - 2; регулятор давления на выходе насоса - 3; датчик регулятора давления на выходе насоса - 4; блок управления 5; датчик температуры на входе насоса - 6; датчик давления на входе насоса - 7; теплообменник - 8; регулятором расхода продукта в контуре рециркуляции - 9; нижний сливной прибор - 10; емкость - 11; устройство нижнего слива - 12; телескопический гидромонитор - 13; клапан - 14; напорный коллектор - 15; сливной трубопровод - 16; циркуляционный насос - 17; клапан подачи в резервуарный парк - 18; эжектор - 19.
На нижнем сливном приборе 10 емкости 11 установлено устройство нижнего слива 12, содержащее телескопический гидромонитор с сопловой
головкой 13. Телескопический гидромонитор 13 через клапан 14 присоединен к напорному коллектору 15.
Контур рециркуляции включает: сливной трубопровод 16, эжектор 19, циркуляционный насос 17, теплообменник 8, напорный коллектор 15, задвижку 9 управления расходом продукта в контуре.
Для регулирования подачи разогретого продукта в резервуарный парк служит клапан 18.
Работа устройства происходит следующим образом:
Перед началом работы контур рециркуляции заполняется из резервуарного парка. Патрубок 10 нижнего слива 12 присоединен к емкости 11. При закрытых клапанах 14 и 18 открывается клапан 9, включается насос 17 и начинается циркуляция. Скорость вращения насоса 17 изменяется регулятором 3 поддерживающим давление на выходе (1,0 МПа), измеряемое датчиком давления 4. Открывается клапан 1 и начинается подача теплоносителя в теплообменник 8, управление теплообменником производится по показаниям датчика температуры 2.
Продукт насосом 17 подается в теплообменник 8 и затем при открытом клапане 9 и закрытых клапанах 14 и 18 горячий продукт из теплообменника 8 через эжектор 19 подается на вход насоса. После достижения температуры на выходе из теплообменника 8 установленного значения (90°С), производится открытие клапана 14 на заданный угол (10%) и одновременное закрытие клапана 9 на такой же угол. Горячий продукт из теплообменника 8 подается по напорному трубопроводу 15 через гидромонитор 13 в емкость 11, где смешивается с холодным продуктом. Смесь холодного продукта, отбираемого из емкости 11, и горячего, подаваемого через клапан 9, поступает в эжектор 19, а затем на вход насоса 17. При температуре на входе насоса превышающей заданное значение (40°С), открытие клапана 14 увеличивается.
При падении значения температуры на входе насоса ниже заданного значения (35°С) производится открытие клапана 9 и закрытие клапана 14.
Если температура на входе насоса выше заданного значения (35°С) увеличивают количество продукта отводимого в парк, открывая клапан 18, до тех пор пока давление на входе насоса ни ниже заданного значения (-0,05 МПа).