УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ЕМКОСТИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области выгрузки высоковязких продуктов из емкостей и может быть использована на специально оборудованных пунктах слива (эстакады галерейного типа одно- или двухсторонние, одиночные пункты слива) для разогрева без обводнения до необходимой температуры и слива, например мазута, из железнодорожных цистерн.
Известна установка для разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, оборудованных нижним сливным патрубком [Пат. РФ №41012 U1, МПК B67D 5/04, B65D 88/00, з. 26.05.2004., оп. 10.10.2004.], содержащая устройства нижнего слива, подключенные к предварительно заполненному разогретым нефтепродуктом сливному коллектору, который связан с циркуляционным насосом, подключенным через теплообменник к напорному коллектору, соединенному трубопроводами с размещенной внутри каждого устройства нижнего слива телескопической трубой, заканчивающейся гидромонитором, сопла которого в рабочем положении размещены в цистерне, и запорные элементы, первые из которых установлены между сливным коллектором и устройствами нижнего слива, второй - перед теплообменником, третьи - на трубопроводах подачи разогретого продукта в гидромониторы, четвертый - на трубопроводе слива нефтепродукта в резервуарный парк и пятый - на трубопроводе предварительного заполнения разогретым продуктом сливного коллектора, при этом установка снабжена датчиком уровня нефтепродукта в сливном коллекторе, который дополнительно соединен с напорным коллектором перепускным трубопроводом с запорным элементом.
Известно устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из цистерны [Пат. РФ №2275317, МПК B65D 88/74, B65G 69/20, з. 12.03.2004., оп. 27.04.2006.], содержащее всасывающий трубопровод, входной конец которого размещен в донной части цистерны, насос, вход которого соединен с всасывающим трубопроводом, источник горячего продукта, расположенный вне цистерны, два напорных трубопровода, выходной конец одного из которых установлен в донной части цистерны в непосредственной близости от входного конца всасывающего трубопровода, а выходной конец второго напорного трубопровода установлен в верхней части цистерны и снабжен соплами, трехходовой кран-распределитель потоков, установленный на входах напорных трубопроводов и соединенный с источником горячего продукта, приемный коллектор, соединенный с выходом насоса через управляемую запорную задвижку, в качестве источника горячего продукта использован напорный коллектор горячего продукта, имеющийся на эстакаде, где осуществляется разгрузка цистерны, который через управляемую запорную задвижку соединен со входом трехходового крана-распределителя потоков, связанного с напорными трубопроводами, а через другую запорную задвижку соединен со входом насоса, и в устройство введен дополнительный трехходовой кран-распределитель потоков, вход которого соединен с выходом насоса, причем один из выходов этого крана соединен через управляемую запорную задвижку с приемным коллектором, второй выход крана соединен со входом напорного трубопровода, выходной конец которого размещен в донной части цистерны, а выход насоса через управляемую запорную задвижку соединен со входом второго напорного трубопровода, выходной конец которого установлен в верхней части цистерны.
Известно устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости [Пат. РФ №88653 U1, МПК B65D 88/74, з. 03.08.2009., оп. 20.11.2009.], содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод для отвода холодного продукта из емкости, стартовую емкость, заполняемую предварительно подогретым продуктом, насос, теплообменник с трубопроводом для подвода теплоносителя, напорный трубопровод с регулирующими клапанами, приводы регулирующих клапанов соединены с системой управления, выполненной с возможностью управления регулирующими клапанами по сигналу от датчика давления на входе в насос или от датчика температуры в любом месте линии отвода холодного продукта из емкости до теплообменника, причем с указанной линией соединен отвод с клапаном для слива продукта из емкости, при этом привод клапана для слива продукта из емкости соединен с системой управления с возможностью управления клапаном для слива по сигналам датчиков температуры и давления на входе в насос.
В качестве прототипа выбрано устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости [Пат. РФ №2260552, МПК B65D 88/74, B65G 69/20, з. 09.01.2004., оп. 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, при этом устройство снабжено датчиком давления, установленным во всасывающем трубопроводе на входе в насос, причем выход датчика давления соединен с одним из входов системы управления работой устройства, а управляющие выходы системы управления соединены с приводами регулирующих клапанов, установленных в параллельных участках напорного трубопровода.
Задачей полезной модели являлось увеличение функциональных возможностей устройства для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, удобства эксплуатации, а также повышение надежности.
Указанная задача решается вариантами устройства.
Устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости по одному из вариантов содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод, стартовую емкость для подогретого продукта, насосную установку, теплообменник с трубопроводами для подвода продукта и теплоносителя, напорный трубопровод для донной части, в которых установлены регулирующие клапан и арматура, снабженные управляемыми приводами, систему управления работой устройства с датчиками и трубопровод для слива нагретого продукта из донной части емкости, в котором установлен управляемый запорный клапан. При этом, согласно предложению, стартовая емкость снабжена подогревателем продукта, трубопровод подвода продукта и напорный трубопровод снабжены греющим кабелем, на входе и выходе насосной установки смонтированы компенсаторы осевых смещений, а теплообменник и стартовая емкость снабжены предохранительными клапанами.
Устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости по другому варианту содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод, стартовую емкость для подогретого продукта, насосную установку, теплообменник с трубопроводами для подвода продукта и теплоносителя, напорный трубопровод, имеющий два параллельных участка, один для донной части, другой для верхней горловины, в которых установлены регулирующие клапан и арматура, снабженные управляемыми приводами, систему управления работой устройства с датчиками и трубопровод для слива нагретого продукта из донной части емкости, в котором установлен управляемый запорный клапан. Согласно предложению, в данном варианте напорный трубопровод для верхней горловины соединен с погружной колонной, стартовая емкость снабжена подогревателем продукта, трубопровод подвода продукта и напорный трубопровод снабжены греющим кабелем, на входе и выходе насосной установки смонтированы компенсаторы осевых смещений, а теплообменник и стартовая емкость снабжены предохранительными клапанами.
Целесообразно в каждом из вариантов:
- в качестве теплообменника устанавливать подогреватель паровой кожухотрубный вертикальный;
- в качестве насосной установки применять двухвинтовой насосный агрегат с паровой рубашкой;
- предусматривать место локального управления в рабочей зоне оператора, включая табло показаний датчиков устройства;
- на входе в стартовую емкость (на трубопроводе для подвода теплоносителя) устанавливать байпасную линию;
- на трубопроводе теплоносителя устанавливать патрубок отбора теплоносителя для технологических нужд с запорной арматурой.
Во втором варианте устройства, содержащем погружную колонну, предпочтительно снабжать колонну системой подогрева и обеспечить возможность вращения колонны вокруг вертикальной оси.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости; на фиг.2 представлена конструкция стартовой емкости; на фиг.3 представлена система подогрева погружной колонны.
Устройство для разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости содержит всасывающий трубопровод 1, стартовую емкость 2 для подогретого продукта, насосную установку 3, теплообменник 4 с трубопроводами для подвода продукта 5 и теплоносителя 6, напорный трубопровод 7 для донной части и 8 для верхней горловины (трубопровод 8 - во втором варианте реализации полезной модели), в которых установлены регулирующие клапаны 9, 10, 11, снабженные управляемыми приводами, систему управления работой устройства с датчиками, в том числе радарный уровнемер, например, «VEGAPULS 62», трубопровод 12 для слива нагретого продукта из донной части емкости, в котором установлен управляемый запорный клапан. Стартовая емкость 2 снабжена подогревателем продукта 13, трубопровод 5 подвода продукта и напорный трубопровод 7 (7 и 8 для второго варианта) снабжены греющим кабелем (не показан, может быть применен саморегулирующийся нагревательный кабель [например, http://www.prom-obogrev.ru/], на входе и выходе насосной установки 3 смонтированы компенсаторы осевых смещений 14, 15, а теплообменник и стартовая емкость снабжены предохранительными клапанами соответственно 16 и 17. В качестве теплообменника 4 установлен подогреватель паровой кожухотрубный вертикальный. В качестве насосной установки 3 применен двухвинтовой насосный агрегат с паровой рубашкой (не показана). Может быть использован агрегат электронасосный А1 2ВГ 63/16-50/6. Место локального управления в рабочей зоне оператора 18, включая табло показаний датчиков устройства целесообразно размещать на устройстве со стороны разгружаемой емкости (цистерны) 19. На трубопроводе 6 для подвода теплоносителя установлен патрубок 20 отбора теплоносителя для технологических нужд с запорной арматурой, а перед входом трубопровода 6 в стартовую емкость установлена байпасная линия в трубопровод отвода конденсата 21. Система подогрева погружной колонны 22 состоит из канала подвода теплоносителя (пара) к распылителю 23. Теплоноситель подключается через штуцер 24.
Устройство работает следующим образом.
Стартовая емкость 2 содержит продукт (мазут), идентичный сливаемому, в количестве, достаточном для заполнения линии всасывающего трубопровода 1 насосной установки 3 с целью предотвращения «сухого» режима работы при запуске процесса циркуляции. С этой же целью температура продукта (мазута) в стартовой емкости 2 поддерживается посредством подогревателя 13. Наличие подогревателя 13 исключает зависимость работы устройства от подвода разогретого продукта от других систем, в том числе в начале работы, когда отсутствует разогретый продукт от предыдущих сливов. При достижении температуры продукта в стартовой емкости 2, обеспечивающей его циркуляцию в системе, во избежание перегрева теплоноситель автоматически отводится через байпасную линию пара соединенную с трубопроводом 21 отвода конденсата. В первом варианте устройства (демисезонный режим работы) подогретый продукт через напорный трубопровод 7 подается в донную часть емкости 19, где смешивается с холодным продуктом и отбирается по трубопроводу 12 обратно в контур циркуляции. При достижении температуры продукта на выходе из насосной установки 3 не менее температуры слива соответствующей марки продукта циркуляционный подогрев останавливается, и осуществляется слив продукта в коллектор самотеком.
Во втором варианте устройства (режим «зимний») через верхний люк в емкость (цистерну) 19 устанавливается погружная колонна 22, в которую подается по трубопроводу 8 часть подогретого продукта (мазута) для размыва холодного продукта (мазута) в нижней области емкости (цистерны) 19 около эллиптических днищ (внешняя циркуляция). Вращение погружной колонны 22 вокруг вертикальной оси для интенсификации процесса размыва может осуществляться оператором вручную. Другая часть подогретого продукта, так же как в первом варианте устройства, подается в донную часть емкости 19 через трубопровод 7 для смешивания с холодным продуктом с последующим отбором в систему циркуляции. По окончании циркуляционного подогрева и размыва производится перевод устройства в режим ожидания разрешения слива. Слив также производится самотеком.
Дополнительные преимущества:
- применение греющего кабеля позволяет исключить задержку запуска устройства из-за замерзания трубопроводов;
- компенсаторы осевых смещений 14 и 15 (сильфонные) компенсируют осевые смещения при работе насосного агрегата (гасят вибрацию) и тепловые расширения трубопроводов, защищая агрегат от перекосов, приводящих к поломке соеденительной муфты насоса и электродвигателя;
- предохранительные клапаны 16 и 17 защищают теплообменник 4 и стартовую емкость 2 от поломок при возникновении в них избыточного давления;
- применение в качестве теплообменника 4 подогревателя парового кожухотрубного вертикального обеспечивает более высокую надежность эксплуатации по сравнению с традиционно применяемыми пластинчатыми теплообменниками, в части отсутствия большого количества уплотнений;
- применение в качестве насосной установки 3 агрегата А1 2ВГ 63/16-50/6 с паровой рубашкой позволяет, по меньшей мере, исключить замерзание продукта в полостях насоса;
- место локального управления в рабочей зоне оператора 18 позволяет оператору на месте контролировать, а в случае необходимости корректировать или полностью принимать на себя управление работой устройства;
- патрубок 20 отбора пара для технологических нужд эстакады с запорной арматурой может быть использован для подсоединения рукава для транспортировки пара к донному клапану емкости (цистерны) 19, для его разогрева в случаях промерзания.