КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И СОКРАЩЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ

Полезная модель относится к области противопожарной техники, а именно к устройствам для предупреждения возникновения пожаров и обеспечения экологической чистоты, и может быть использована при эксплуатации резервуарных парков и складов нефти или нефтепродуктов, таких как бензин, нефть, мазут и т.п. в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, автомобильной отраслях промышленности, морском и речном флотах, а также в энергетике.
Известен «Комбинированный комплекс обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов» по описанию изобретения к патенту РФ №2372955, класс МПК А62С/06, В67D 5/04, опубликовано в БИ №32 20.11.2009 г. (1).
Сущность этого изобретения заключается в следующем. Данный комплекс содержит резервуар 1 с нефтью, соединенный с устройством 2 слива-налива нефти, газоуравнительную систему 15 с трубопроводом «свечи рассеивания» 16, газоанализатором 22, связанным с атмосферой и с газоуравнительным трубопроводом, сообщающимся с резервуаром 1 состоящим из ветвей 18 и 20, соединенных в узле 17 с трубопроводом 16 и трубопроводом 21 подачи безопасной смеси нефти и инертной среды; систему поддержания инертной газовой среды 3, компрессор 4, который соединен с газоуравнительным трубопроводом и с конденсатором-охладителем 6, сообщающимся через выходной тракт 7 компрессора с ресивером 9, соединенным с устройством возврата конденсата в резервуар 1; байпасную линию 13 с клапаном 14, осуществляющую циркуляцию безопасной смеси для недопущения прохождения по трубопроводу 16 недопустимой концентрации кислорода к резервуару; систему получения инертной среды 26, содержащую азотодобывающую станцию 27, соединенную через трубопровод 28 подачи азота с регулятором давления 30 с ресивером 29 и с узлом 25, соединенным с ресивером 9, сбросным трактом 23, используемым в нештатном режиме исчерпания объема ресивера 9, и выходным трактом 7; систему контроля и управления 32, связанную с системами 3, 15, 26, а также с клапаном 33 подачи безопасной смеси и инертной среды 21.
Вместе с тем, данное устройство достаточно сложное по конструкции, также необходимо постоянно контролировать концентрацию кислорода в системе получения инертной среды, поступающей в надтопливную полость резервуара с нефтью.
Целью при разработке предлагаемой полезной модели является разработка конструкции устройства, обеспечивающего взрывопожарную безопасность и сокращение потерь нефти и нефтепродуктов резервуарных парков на основе автоматизированной замкнутой системы выработки газообразного азота, заполнения газообразным азотом надтопливной полости резервуара при откачивании нефти или нефтепродуктов из резервуара, а также соответственно вытеснения в замкнутую систему газообразного азота смешанного с легкими фракциями углеводородов нефтепродукта из надтопливной полости резервуара при заполнении его нефтепродуктами.
Указанная цель и технический результат достигаются следующим образом.
Предлагаемая комбинированная система обеспечения взрывопожарной безопасности и сокращения потерь нефти и нефтепродуктов резервуарных парков содержит, как и известный аналог, по меньшей мере, один резервуар, соединенный с устройством слива-налива нефти или нефтепродуктов и, оснащенный газоуравнительной системой, системой получения инертной газовой среды, системой поддержания инертной газовой среды и систему управления, связанную с тремя вышеназванными системами.
Но в отличие от аналога, предлагаемое устройство содержит автоматизированную замкнутую систему выработки газообразного азота, заполнения газообразным азотом надтопливной полости резервуара при откачивании нефти или нефтепродуктов из резервуара, а также соответственно вытеснения в замкнутую систему смеси газообразного азота с легкими фракциями углеводородов нефтепродуктов из надтопливной полости резервуара при заполнении его нефтепродуктами, при этом автоматизированная замкнутая система включает в себя, по меньшей мере, компьютерный блок управления и, соединенные в единую технологическую линию трубопроводами следующие машины, оборудование и приборы: компрессор и соединенный с ним ресивер воздуха, обратный клапан, установку подготовки воздуха, мембранный разделительный блок воздуха, обратный клапан, ресивер газообразного азота, блок регулятора давления газообразного азота с байпасной линией и установленной на ней задвижкой, трубопровод с задвижкой подачи газообразного азота в надтопливную полость резервуара, трубопровод с задвижкой отвода из надтопливной полости резервуара газовой смеси газообразного азота с испаряющимися легкими фракциями углеводородов нефти, установку улавливания легких фракций углеводородов, емкость для приема уловленных легких фракций углеводородов с погружным насосом, соединенным по трубопроводу с резервуаром, обратный клапан, ресивер с газообразным азотом, очищенным от легких фракций углеводородов, компрессор, соединенный по трубопроводу с входом в магистраль установки подготовки воздуха.
Предлагаемая комбинированная система выполнена с возможностью обслуживания парка резервуаров с нефтью или нефтепродуктами.
В качестве аналога предлагаемому устройству можно принять устройство по источнику патентной информации (1).
На представленной фигуре изображена структурная схема предлагаемой комбинированной системы обеспечения взрывопожарной безопасности и сокращения потерь нефти или нефтепродуктов резервуарных парков.
Предлагаемое устройство содержит следующие машины, оборудование, агрегаты, приборы и детали.
К компрессору 1 (см. фигуру) подсоединены: ресивер воздуха 2, обратный клапан 3, установка подготовки воздуха 4, мембранный разделительный блок воздуха 5, обратный клапан 6, ресивер газообразного азота 7, блок регулятора давления газообразного азота 8 с байпасной линией и установленной на ней задвижкой 9, трубопровод подачи газообразного азота 10, от которого по трубопроводу 11 азот поступает через задвижку 12 в надтопливную полость резервуара 13.
От трубопровода 10 газообразный азот поступает соответственно по трубопроводу 14 через задвижку 15 в надтопливную полость резервуара 16, а также по трубопроводу 17 через задвижку 18 в надтопливную полость резервуара 19. Из надтопливных полостей резервуаров 13, 16, 19 смесь газообразного азота с испаряющимися легкими фракциями углеводородов нефти при заполнении резервуаров нефтью имеет возможность по трубопроводам соответственно 20, 21, 22 через задвижки 23, 24, 25 вытесняться в установку 26 улавливания легких фракций углеводородов. А уловленные жидкие фракции углеводородов из установки 26 по трубопроводу 27 поступают в емкость 28, а оттуда с помощью погружного насоса 29 перекачиваются, например, в резервуар 19.
Из установки 26 после улавливания легких фракций углеводородов газообразный азот, очищенный от легких фракций углеводородов по трубопроводу 30 через обратный клапан 31 поступает в ресивер 32 и затем компрессором 33 по трубопроводу 34 через обратный клапан 35 поступает к входу установки 4 подготовки воздуха. В надтопливной полости резервуаров 13, 16, 19 установлены предохранительные клапаны и устройства 36 контроля концентрации кислорода и давления в надтопливной полости резервуаров. Допустимая концентрация кислорода в составе газообразного азота не должна превышать предельную величину, обеспечивающую взрыво-пожаробезопасность и определяемую для каждого нефтепродукта отдельно.
Предлагаемое устройство функционирует по заданной программе посредством компьютерного блока автоматизированного управления 37.
Предлагаемая комплексная система обеспечения взрывопожарной безопасности и сокращения потерь нефти или нефтепродуктов резервуарных парков имеет возможность функционировать в следующих режимах.
1. Откачка нефти или нефтепродуктов из резервуара или группы резервуаров.
2. Заполнение резервуара или группы резервуаров нефтью или нефтепродуктами с параллельной откачкой из другого резервуара или группы резервуаров.
3. Заполнение резервуара или группы резервуаров нефтью или нефтепродуктами.
В режиме откачки нефти или нефтепродуктов из резервуара 13, например, объем надтопливной полости в резервуаре увеличивается, в результате чего давление в газовой полости уменьшается и автоматическая система управления (АСУ) 37 подает сигнал на открытие задвижки 12, в результате чего газообразный азот из ресивера 7 через регулятор давления 8, обеспечивающий допустимую величину давления в надтопливной полости резервуара 13 по трубопроводу 11 через открытую задвижку 12 поступает в надтопливную полость резервуара 13.
При этом задвижки 15, 18, 23, 24, 25 закрыты. При снижении давления в ресивере 7 ниже технологически допустимого уровня АСУ 37 подает сигнал на включение компрессора 1 воздуха, воздух из компрессора поступает в ресивер 2 и через установку 4 подготовки воздуха поступает на мембранный разделительный блок воздуха 5, где разделяется на газообразные кислород и азот. Газообразный азот поступает через обратный клапан 6 в ресивер 7. При достижении в ресивере 7 максимально допустимого давления АСУ 37 формирует сигнал на остановку компрессора 1.
После завершения откачки нефти или нефтепродукта из резервуара 13 АСУ 37 подает сигнал на закрытие задвижки 12. При этом вся полость резервуара 13 остается заполненной нейтральным взрывобезопасным газообразным азотом. Работа данной комбинированной системы в режиме откачки нефти или нефтепродуктов из резервуаров 16, 19, а также любой комбинации 13, 16, 19 происходит аналогичным образом, при этом открываются соответствующие задвижки 12, 15, 18.
В другом режиме откачки нефти или нефтепродуктов из резервуара 13 с одновременным заполнением резервуара 16, например, объем газовой полости резервуара 13 увеличивается, соответственно давление в этой полости уменьшается, а объем газовой полости в резервуаре 16 уменьшается и давление увеличивается. АСУ 37 подает сигналы-команды на открытие задвижек 12 и 24, при этом задвижки 15, 18, 23 и 25 закрыты. В результате чего газообразный азот (инертная газовая смесь с примесью небольшого количества кислорода в допустимых пределах) из ресивера 7 через регулятор давления 8 по трубопроводам 10 и 11 через открытую задвижку 12 поступает в газовую полость резервуара 13. Газовая смесь, содержащая испарившиеся легкие фракции углеводородов из газовой полости резервуара 16 по трубопроводу 21 через открытую задвижку 24 поступает на установку 26 улавливания легких фракций углеводородов. На установке 26 легкие фракции углеводородов отделяются из газовой смеси и поступают в емкость 28, а оставшаяся газовая смесь через обратный клапан 31 поступает в ресивер 32.
В целях непревышения допустимого значения давления в газовой емкости резервуара 16 газовая смесь из ресивера 32 откачивается компрессором 33 и по трубопроводу 34 поступает на вход установки 4 подготовки воздуха, затем проходит дополнительную очистку на мембранном разделительном блоке воздуха 5 и через обратный клапан 6 инертная смесь (газообразный азот) поступает в ресивер 7.
При снижении давления в ресивере 7 ниже технологически допустимого уровня АСУ 37 выполняет операции и команды в порядке аналогичном режиму откачки нефти или нефтепродуктов из резервуара. При превышении давления инертной газовой смеси в ресивере 7 избыток давления через предохранительный клапан сбрасывается в атмосферу. При заполнении емкости 28 с уловленными жидкими фракциями углеводородов до максимально допустимого уровня АСУ 37 подает сигнал на включение погружного насоса 29 для откачки этих углеводородов нефтепродуктов в резервуар 19, при этом уровень взлива в резервуаре 19 должен обеспечивать прием необходимого количества нефтепродукта.
После завершения откачки нефти или нефтепродуктов из резервуара 13 АСУ 37 подает сигнал на закрытие задвижки 12, а после завершения налива нефти или нефтепродуктов в резервуар 16 АСУ 37 подает сигнал на закрытие задвижки 24. Работа данной комбинированной системы в режиме откачки нефти или нефтепродуктов из одного или нескольких резервуаров 13, 16, 19, а также по заполнению нефтью одного или нескольких резервуаров в любых комбинациях производится аналогичным образом, при этом открываются соответствующие задвижки 12, 15, 18, 23, 24, 25.
В режиме заполнения нефтью или нефтепродуктами резервуара 13 объем надтопливной газовой полости уменьшается и соответственно давление в этой полости повышается. АСУ 37 подает команду на открытие задвижки 23, при этом задвижки 12, 15, 18, 24, 25 закрыты. При этом газовая смесь, содержащая испарившиеся легкие фракции углеводородов, по трубопроводу 20 через открытую задвижку 23 поступает на установку 26 улавливания легких фракций углеводородов, где легкие фракции углеводородов отделяются из газовой смеси и поступают в емкость 28, а оставшаяся очищенная газовая смесь через обратный клапан 31 поступает в ресивер 32. В целях недопущения превышения допустимого значения давления в газовой полости резервуара 13 газовая смесь из ресивера 32 откачивается компрессором 33 и по трубопроводу 34 поступает на вход установки 4 подготовки воздуха, проходит дополнительную очистку на мембранном разделительном блоке воздуха 5 и через обратный клапан 6 инертная газовая смесь поступает в ресивер 7. При превышении давления инертной газовой смеси в ресивере 7 избыток давления через предохранительный клапан сбрасывается в атмосферу. При заполнении емкости 28 до максимально допустимого уровня АСУ 37 подает сигнал на включение погружного насоса 29 для откачки жидких уловленных фракций нефтепродуктов в резервуар 19, при этом уровень взлива в резервуар 19 должен обеспечивать прием необходимого количества нефтепродукта.
После завершения налива нефти или нефтепродуктов в резервуар 13 АСУ 37 подает сигнал на закрытие задвижки 23. Работа всей системы в режиме заполнения нефтью одного или нескольких резервуаров 13, 16, 19 в любых комбинациях происходит аналогичным образом, при этом открываются соответствующие задвижки 23, 24, 25.
Предлагаемое устройство представляет собой совокупность известных технических устройств и решений, но в отличие от аналога создает новый неизвестный ранее технический результат.
Источник информации.
1. «Комбинированный комплекс обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов» по описанию изобретения к патенту РФ №2372955, класс МПК А62С/06, В67D 5/04, опубликовано в БИ №32 20.11.2009 г.