ПОГРУЖНАЯ КОЛОННА

Полезная модель относится к устройствам для разгрузки высоковязких и высокозастывающих продуктов, например нефтепродуктов, хранящихся в резервуаре или контейнере и предназначена для применения на сливных эстакадах перевалочных нефтебаз, приемных пунктах слива топлива ТЭЦ и котельных, работающих на мазуте или нефти.
Тяжелые нефтяные продукты имеют очень высокую вязкость. В местностях с холодным климатом и, особенно при замерзании, такие продукты находятся практически в твердом состоянии, что делает невозможной их откачку. Эта задача особенно трудно решается, когда резервуары находятся вне помещения, и разгрузка резервуаров должна производиться как можно быстрее, как в случае железнодорожных перевозок тяжелых нефтяных продуктов.
Удаление высоковязких продуктов из резервуаров требует снижения вязкости продукта путем нагрева. Нагрев больших резервуаров без перемешивания содержимого происходит чрезвычайно медленно, поскольку тепло должно передаваться путем теплопроводности. Однако перемешивание невозможно осуществить без первоначального снижения вязкости продукта путем нагрева.
Например, в известных устройствах такого типа нагрев продукта выполняется путем введения внешней жидкости, которая смешивается с продуктом, и затем смесь циркулирует между резервуаром и теплообменником (п. США 4287903). Данная установка для разгрузки резервуаров имеет несколько существенных недостатков. Вода в качестве нагревающей среды ухудшает качество продукта, удаляемого из резервуара. Хотя большая часть воды может быть отделена относительно легко, уменьшение количества воды в оставшемся продукте до уровня, допустимого в коммерческих марках продукта, является трудным и очень дорогостоящим процессом. Более того, например, в случае железнодорожного транспорта, вообще отсутствуют устройства, пригодные для такого отделения воды.
Существует устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, при котором продукт в смеси с предварительно нагретым аналогичным продуктом отбирают из донной части емкости, пропускают эту
смесь через внешний теплообменник, где ее нагревают до заданной температуры и возвращают нагретый продукт в ту же емкость, производя рециркуляцию продукта до нагрева продукта в емкости до требуемой температуры, при которой производят слив горячего продукта из емкости. Устройство содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод, насос, теплообменник с трубопроводом для подвода теплоносителя и напорный трубопровод (п. РФ 2114041, МПК В 65 G 69/20, В 65 D 88/74, 1998 г.). Однако данное устройство не обеспечивает перемешивания продукта, горячий продукт сразу всплывает на поверхность. В емкости происходит замещение холодного продукта, отбираемого из емкости, на горячий, возвращаемый в нее. Данное устройство обеспечивает разогрев продукта от 14 часов до 1,5 суток.
Известна погружная колонна, выбранная в качестве прототипа, содержащая всасывающий трубопровод, входной конец которого размещен вблизи дна емкости, напорный трубопровод, выполненный в виде двух параллельно установленных внутри всасывающего трубопровода труб, соединенных между собой трехходовым краном, причем конец одной из труб напорного трубопровода размещен вблизи дна емкости, а конец другой трубы - на поверхности продукта и снабжен насадками для распыления подогретого продукта на поверхности, подогреватель, расположенный в нижней части колонны, (з. №2002131144 от 20.11.2002 г. Ковин Лтд US). Устройство имеет ряд недостатков, связанных с конструкцией колонны и в частности подогревателя, что в конечном итоге приводит к удлинению процесса разогрева и слива, сильно охлажденных продуктов, имеющих высокую вязкость и высокую температуру застывания.
Задачей предлагаемой полезной модели является сокращение сроков разогрева и слива высоковязких продуктов, имеющих высокую температуру застывания, например холодных мазутов.
Погружная колонна, содержащая всасывающий трубопровод, входной конец которого размещен вблизи дна емкости, напорный трубопровод, выполненный в виде двух параллельно установленных внутри всасывающего трубопровода труб, соединенных между собой трехходовым краном, причем конец одной из труб напорного трубопровода размещен вблизи дна емкости, а конец другой трубы - на поверхности продукта и снабжен насадками для
распыления подогретого продукта на поверхности, подогреватель, расположенный в нижней части колонны, согласно полезной модели, колонна выполнена с герметичной крышкой в верхней части и снабжена расположенными внутри датчиками уровня продукта, при этом подогреватель выполнен в виде плоской тарелки с лучеобразными трубопроводами, соединенными с теплоносителем, причем в качестве теплоносителя используют масло или пар.
Колонна снабжена скобой с серьгой.
Выполнение колонны с герметичной крышкой сверху способствует быстрому перемешиванию холодного и подогретого продукта, подогреву его внутри колонны и откачке смеси по патрубку всасывающего трубопровода из колонны в технологическую систему для дальнейшего подогрева до необходимой температуры. Подогретый в системе продукт до нужной температуры возвращается по напорному трубопроводу и подается попеременно то в верхнюю часть емкости, то в нижнюю. Подогреватель, выполненный в виде плоской тарелки с лучеобразными трубопроводами, также обеспечивает достаточно быстрый и равномерный разогрев продукта, что способствует быстрому продвижению колонны в застывшем высоковязком продукте. Плоская тарелка играет роль пробойника при продвижении колонны в твердом продукте. Причем использование в качестве теплоносителя масла или пара дает быстрый и длительный эффект нагрева. Применение масла дает больший эффект нагрева и в тоже время достаточно безопасный.
Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому техническое решение соответствует критерию «новизна».
Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид колонны; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2.
Погружная колонна для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости с верхним люком состоит из всасывающего трубопровода 1 с герметичной крышкой 2 в верхней части трубопровода, герметично
приваренным патрубком 3 для отвода смеси подогретого и холодного продукта из всасывающего трубопровода 1, напорных трубопроводов 4 и 5 связанных трехходовым краном (на черт. не показано), с патрубками 6 и 7 соответственно, и трубопроводов подачи теплоносителя 8 к подогревателю 9 и отвода теплоносителя 10 от подогревателя 9. Напорный трубопровод 4, имеющий выход на поверхность продукта снабжен соплами 11 для распыления на поверхности подогретого в системе продукта. Подогреватель 9 выполнен в виде плоской тарелки 12 с лучеобразными трубопроводами 13, связанными с трубопроводами подачи теплоносителя 8 и отвода теплоносителя 10. Напорный трубопровод 5 служит для подвода горячего продукта из системы циркуляции в нижнюю часть емкости. Внутри колонны на верхней и нижней границах уровня продукта установлены датчики уровня верхний 14 и нижний 15. Для установочного перемещения колонны в люк емкости служит скоба с серьгой 16.
Перед началом работы внутренний объем колонны заполняют предварительно подогретым продуктом, который по составу и характеристикам полностью идентичен продукту в емкости. Перед технологическим запуском колонны к подогревателю 9 по трубопроводу 8 подается нагретый теплоноситель: масло или пар. Подогреватель 9 разогревает слой прилежащего к нему продукта и колонна по мере разогрева начинает опускаться вниз. Подачу нагретого продукта в емкость осуществляют попеременно в донную часть емкости и в верхнюю часть на поверхность холодного продукта. Регулировка подачи осуществляется посредством переключения трехходового крана, по сигналам поступающим от датчиков уровня 14 и 15. Причем, когда нагретый продукт подают в донную часть емкости по трубопроводу 5, прекращают подачу продукта в верхнюю часть, а из донной производят отбор смеси нагретого и холодного продукта через всасывающий трубопровод 1 и далее через патрубок 3 в систему циркуляции и наоборот, когда нагретый продукт подают в верхнюю часть емкости по трубопроводу 4, прекращают подачу нагретого продукта в донную часть и производят отбор из нее смеси нагретого и холодного продукта, который засасывается в колонну и подается через патрубок 3 в систему для подогрева. Распыление продукта на поверхности осуществляется посредством сопел 11.
Эти циклы попеременной подачи нагретого продукта в верхнюю и донную часть емкости повторяют до полной замены холодного продукта на нагретый, а затем производят полный слив продукта из емкости.
Применение данной погружной колонны для разогревания и слива твердых нефтепродуктов, например, мазута приводит к его разогреванию и сливу за 5-6 часов.