Компенсирующее устройство автоматической защиты при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла
AUTOMATIC PROTECTION COMPENSATING DEVICE FOR DISCONNECTION OF ELECTRIC POWER SUPPLY OF PRODUCTION LINE OF REGENERATING SPENT OIL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам автоматической защиты при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла, в частности к компенсирующим устройствам автоматической защиты при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла.
Уровень техники
В настоящее время в процессе производства базового смазочного масла путем регенерации отработанного смазочного масла в используемой в процессе производства нагревательной печи поддерживается высокая температура и давление, и, естественным образом, накапливается большое количество теплоты. Чтобы предотвратить в случае внезапного отключения электроснабжения в процессе нагревания и выпаривания сырья перебой в подаче масла и, как следствие, обгорание регенерационной установки, образование нагара на стенках трубопроводов под действием тепловой энергии, накопленной установкой, и другие опасные последствия, как правило, для данного оборудования предусматривают систему электроснабжения в форме двухконтурной электрической сети (с двумя разными цепями питания), чтобы в случае внезапного отключения электроснабжения в процессе производства своевременно подать электрическое питание к установке. Системы резервного электроснабжения, которыми комплектуются регенерационные установки, бывают всего двух видов:
1. Резервный источник электрического питания в форме двухконтурной цепи питания от городской электрической сети; это достаточно надежный вариант. Однако, предприятия по регенерации отработанного смазочного масла имеют следующие общие особенности: 1. Малый масштаб производства. 2. Производственные помещения находятся в далеком пригороде, где отсутствует возможность электроснабжения от двух разных цепей питания от городской электрической сети с целью гарантированного электроснабжения.
2. Резервный источник электрического питания в форме электрогенератора.
Даже наличие резервного источника электрического питания в форме электрогенератора не может помочь делу, поскольку в случае внезапного отключения электроснабжения при нормальной рабочей температуре функционирования оборудования максимальное время перерыва в подаче масла в нагревательную печь не может превышать 15 секунд, в противном случае начинается обгорание печи и трубопроводов изнутри, образование нагара, и даже может произойти авария, приводящая к взрыву. А время запуска электрогенератора намного превышает 15 секунд. К тому же, в реальных условиях операции, связанные с запуском электрогенератора: предварительный нагрев генераторного агрегата, сам запуск и переключение цепей электрического питания, неизбежно занимают определенное время.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание компенсирующего устройства автоматической защиты при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла. Данное устройство должно иметь рациональную конструкцию, быть функционально надежным и безопасным. В случае внезапного отключения электроснабжения производственной линии в процессе регенерации отработанного смазочного масла реализуется функция автоматической компенсирующей защиты, позволяющая избежать обгорания регенерационной установки, образования нагара на стенках трубопроводов под действием тепловой энергии, накопленной производственным оборудованием, предотвратить перегрузку системы, обеспечить безопасность и стабильность работы оборудования системы.
Цель настоящего изобретения реализуется следующим образом: имеется компенсирующее устройство, обеспечивающее автоматическую защиту при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла; в напорном маслопроводе производственной линии регенерации отработанного смазочного масла установлен обратный клапан, позади которого смонтировано трехходовое трубное соединение  (тройник), один присоединительный конец которого посредством нижнего шиберного клапана резервуара-накопителя соединяется с присоединительным элементом, расположенным в донной части вертикального резервуара-накопителя, другой присоединительный конец трехходового трубного соединения  (тройника) соединяется с выпускным отверстием для выпуска масла под давлением, трубка подачи сжатого воздуха посредством невозвратного клапана и верхнего шиберного клапана резервуара-накопителя соединяется с впускным отверстием в верхней части вертикального резервуара-накопителя, а в верхней части вертикального резервуара-накопителя установлен манометр.
Принцип действия настоящего изобретения заключается в следующем: напорная емкость (резервуар), емкость которой сопоставима с  объемом отработанного масла, перерабатываемого за 2 часа работы нагревательного котла в нормальном производственном режиме, устанавливается вертикально, в верхней части емкости монтируется манометр. Напорный маслопровод, присоединяемый к донной части указанного резервуара, посредством шиберного клапана высокого давления присоединяется  через обратный клапан к выпускному отверстию насоса подачи исходного масла в систему. Перед началом работы оборудования в вертикальный резервуар-накопитель нагнетается сжатый воздух и создается определенное давление (0,3-1,0 МПа), выполняющее функцию резервного давления. С началом работы оборудования исходное масло подается насосом под давлением в трубы нагревательного котла, образуемые напорным трубопроводом. В связи с тем, что длина труб нагревательного котла довольно велика, а также в связи с действием таких факторов, как сопротивление потоку отработанного масла, давление нагнетания отработанного масла насосом намного превышает значение в 1,0 МПа. Поскольку давление в маслопроводе высокого давления намного превышает 1,0 МПа, а вертикальный резервуар-накопитель соединен с маслопроводом высокого давления посредством шиберного клапана высокого давления, при открытии шиберного клапана высокого давления в вертикальный резервуар-накопитель неизбежно поступает большое количество исходного отработанного масла. По мере возрастания количества поступающего в вертикальный резервуар-накопитель масла оно вытесняет находящийся в нем сжатый воздух, занимая его место, в результате чего давление в вертикальном резервуаре-накопителе постепенно возрастает до тех пор, пока оно не сравняется с давлением в системе трубопроводов высокого давления. В этот момент поступление отработанного масла в вертикальный резервуар-накопитель прекращается. Когда давление в системе трубопроводов высокого давления по какой-либо причине падает, из вертикального резервуара-накопителя в систему трубопроводов высокого давления начинает поступать исходное отработанное масло, оказывая эффект стабилизации давления в системе. В процессе нормальной работы оборудования для регенерации отработанного смазочного масла, поскольку в вертикальном резервуаре-накопителе находится исходное масло в объеме, достаточном для обеспечения работы системы в течение двух часов, а при внезапном отключении электроснабжения системы и прекращении подачи масла насосом горелка нагревательного котла также прекращает свою работу, т.е. нагрев прекращается, в трубопровод высокого давления прекращается нагнетание исходного масла насосом, поэтому давление и скорость потока масла в трубопроводе высокого давления нагревательного котла неизбежно падают. Если шиберный клапан, соединяющий вертикальный резервуар-накопитель с трубопроводом высокого давления, искусственно не закрыт, то, поскольку в вертикальном резервуаре-накопителе накоплен значительный объем исходного масла, находящегося при нормальной температуре, при небольшом снижении давления в трубопроводе высокого давления давление в вертикальном резервуаре-накопителе оказывается выше давления в трубопроводе высокого давления, и исходное масло начинает поступать из вертикального резервуара-накопителя в трубопровод высокого давления. При этом давление в вертикальном резервуаре-накопителе и в трубопроводе высокого давления выравнивается. По мере непрерывного падения давления в трубопроводе высокого давления возникает поток исходного масла из вертикального резервуара-накопителя в трубопровод высокого давления, компенсирующий данное падение давления. Таким образом, в трубопроводе высокого давления поток масла не иссякает, масло продолжает поступать к нагревательному оборудованию системы. Данный процесс продолжается до тех пор, пока давление в трубопроводе высокого давления (и, соответственно, в вертикальном резервуаре-накопителе) не станет ниже сопротивления потоку в трубопроводе высокого давления. Только в этот момент поступление исходного масла из вертикального резервуара-накопителя в трубопровод высокого давления прекращается. В то же время, поскольку температура исходного масла, находящегося в вертикальном резервуаре-накопителе, близка к нормальной, то образующийся в результате описанного выше процесса поток исходного масла отбирает у нагревательного оборудования большое количество накопленной им тепловой энергии, обеспечивая быстрое снижение температуры оборудования. По мере снижения температуры оборудования сопротивление трубопровода еще больше падает, что обеспечивает более длительное время поступления исходного масла из вертикального резервуара-накопителя в трубопровод высокого давления. В результате, удается избежать таких неблагоприятных и опасных последствий отключения электроснабжения, как обгорание оборудования изнутри, образование нагара на стенках трубопроводов. Таким образом, можно надежно устранить опасность обгорания оборудования изнутри, образования нагара на стенках трубопроводов под действием тепловой энергии, накопленной установкой, в результате внезапного отключения электроснабжения.
Данное устройство имеет рациональную конструкцию, является функционально надежным и безопасным. В случае внезапного отключения электроснабжения производственной линии в процессе регенерации отработанного смазочного масла реализуется функция автоматической компенсирующей защиты, позволяющая избежать обгорания регенерационной установки, образования нагара на стенках трубопроводов под действием тепловой энергии, накопленной производственным оборудованием, предотвратить перегрузку системы, обеспечить безопасность и стабильность работы оборудования системы.
Краткое описание чертежей
Ниже дается подробное описание изобретения, иллюстрированное при помощи графического приложения. На фиг. 1 приводится конструктивная схема общего вида изделия.
Подробное описание изобретения
Компенсирующее устройство автоматической защиты при отключении электрического питания производственной линии регенерации отработанного смазочного масла, показанное на фиг. 1, в напорном маслопроводе 1 производственной линии регенерации отработанного смазочного масла установлен обратный клапан 2, позади которого смонтировано трехходовое трубное соединение  (тройник), один присоединительный конец которого посредством нижнего шиберного клапана 3 резервуара-накопителя соединяется с присоединительным элементом, расположенным в донной части вертикального резервуара-накопителя 4, другой присоединительный конец трехходового трубного соединения  (тройника) соединяется с выпускным отверстием для выпуска масла под давлением, трубка подачи сжатого воздуха 5 посредством невозвратного клапана 6 и верхнего шиберного клапана 7 резервуара-накопителя соединяется с впускным отверстием в верхней части вертикального резервуара-накопителя 4, а в верхней части вертикального резервуара-накопителя 4 установлен манометр 8. В трубке подачи сжатого воздуха 5, расположенной между невозвратным клапаном 6 и верхним шиберным клапаном 7 резервуара-накопителя, смонтировано трехходовое трубное соединение (тройник), к присоединительному концу которого присоединено боковое трубное ответвление, на котором установлен шиберный клапан высокого давления 9. Емкость вертикального резервуара-накопителя 4 превышает объем исходного масла, расходуемого за 2 часа работы нагревательного котла в нормальном производственном режиме. Вертикальный резервуар-накопитель 4 предварительно наполнен сжатым воздухом под давлением 0,3-1,0 МПа.
Перед началом работы оборудования нижний шиберный клапан 3 резервуара-накопителя находится в закрытом положении. Вертикальный резервуар-накопитель 4 посредством трубки подачи сжатого воздуха 5, невозвратного клапана 6, верхнего шиберного клапана 7 резервуара-накопителя наполняется сжатым воздухом под определенным давлением (0,3-1,0 МПа). По окончании наполнения резервуара верхний шиберный клапан 7 резервуара-накопителя закрывают. Таким образом, в вертикальном резервуаре-накопителе 4 находится сжатый воздух. С началом работы системы поток масла высокого давления по напорному маслопроводу 1, через обратный клапан 2 поступает в маслопровод высокого давления и выходит через выпускное отверстие для масла под давлением. В этот момент открывают нижний шиберный клапана 3 резервуара-накопителя. Поскольку в трубопроводе трубной обвязки нагревательного котла существует определенное сопротивление потоку (>1,0 МПа), то сжатый воздух, находящийся в резервуаре-накопителе, не поступает в трубопровод. Напротив, поскольку давление в трубопроводе высокого давления намного превышает резервное давление в резервуаре-накопителе, то исходное масло через нижний шиберный клапан 3 резервуара-накопителя в большом количестве поступает в вертикальный резервуар-накопитель 4. С течением времени работы установки, когда оборудование разогревается до обычной для него рабочей температуры, сопротивление в трубной обвязке нагревательного котла растет вместе с повышением температуры. В маслопроводе высокого давления образуется нормальное рабочее давление 5,0 МПа. В вертикальном резервуаре-накопителе 4 давление, соответственно, также повышается до 5,0 МПа. Когда показания манометра 8 достигают отметки давления 5,0 МПа, к этому моменту в вертикальном резервуаре-накопителе 4 находится большое количество исходного масла. Поскольку в вертикальном резервуаре-накопителе 4 находится масло в объеме, превышающем нормальный расход исходного масла через нагревательный котел, в течение двух часов в процессе нормальной производственной работы системы, то при внезапном отключении электроснабжения системы горелка нагревательного котла прекращает свою работу, система нагнетания исходного масла под давлением при помощи насоса также останавливается. В напорный маслопровод 1 прекращается подача исходного масла. Давление и скорость потока масла у выпускного отверстия для масла под давлением неуклонно падает (если не учитывать действие вертикального резервуара-накопителя 4). При использовании вертикального резервуара-накопителя 4, когда начинается падение давления у выпускного отверстия для масла под давлением, давление, которое вертикальный резервуар-накопителя 4 испытывает извне, снижается. Под давлением, которое сжатый воздух (газ) создает внутри вертикального резервуара-накопителя 4, находящееся внутри вертикального резервуара-накопителя 4 исходное масло начинает через нижний шиберный клапан 3 резервуара-накопителя поступать в трубопровод высокого давления. По мере непрерывного падения давления исходного масла у выпускного отверстия описанный выше процесс протекает непрерывно до тех пор, пока давление внутри вертикального резервуара-накопителя 4 не станет ≤ сопротивления трубопровода высокого давления 1,0 МПа. Только в этот момент подача масла к нагревательному оборудованию прекращается. Данный процесс подачи исходного масла из вертикального резервуара-накопителя может протекать, как минимум, в течение двух с половиной часов. В то же время, поскольку температура исходного масла, поступающего из вертикального резервуара-накопителя в трубопровод высокого давления, является нормальной и имеет довольно низкое значение, то образующийся в результате описанного выше процесса поток исходного масла отбирает у нагревательного оборудования большое количество накопленной им тепловой энергии, обеспечивая быстрое снижение температуры оборудования до безопасного значения в 150°С и ниже. Таким образом, удается избежать опасности обгорания оборудования изнутри, образования нагара на стенках трубопроводов и опасности взрыва установки под действием тепловой энергии, накопленной установкой, в результате внезапного отключения электроснабжения.