ВАКУУМНАЯ УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ЗАЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРОВ ОТ ОСТАТКОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к установкам для очистки полых изделий, в частности, резервуаров, и может быть использована на складах и базах горючего при подготовке резервуаров к обследованию или ремонту, а также при использовании резервуаров под другие нефтепродукты.
В соответствии с требованиями ГОСТ 1510-84 «Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка. Транспортирование и хранение» резервуары должны периодически зачищаться от остатков нефтепродуктов, ржавчины и донных отложений.
Как показала практика эксплуатации стальных вертикальных резервуаров величина технологического несливаемого («мертвого») остатка зависит от диаметра резервуара и может составлять несколько десятков кубических метров, а толщина слоя осадков на днище резервуара - несколько десятков сантиметров.
Зачистка резервуаров от остатков нефтепродуктов является сложным и трудоемким процессом и во многом зависит от конструкции устройств, с помощью которых производится эта операция.
Не менее трудоемкой операцией является удаление донных отложений, особенно в тех случаях, когда в резервуаре длительное время хранились вязкие нефтепродукты, особенно мазут.
Анализ источников патентной информации показал, что известна установка для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов, содержащая вакуумный насос и резервуар-сборник, соединенные между собой трубопроводами. На крышке резервуара-сборника установлен отсекатель. Установка снабжена перемещаемым по днищу зачищаемого резервуара захватывающим устройством, включающем полый держатель, в нижней части которого установлен
цилиндрический стакан с размещенным в нем поплавком (RU П. №1238155, кл., В 08 В 9/08, 20.10.2004).
Недостатком этой установки является периодичность ее действия, связанная с необходимостью опорожнения резервуара-сборника после его заполнения зачищаемым продуктом, что приводит к увеличению времени зачистки особенно резервуаров с большим технологическим остатком.
Кроме того, затруднено перемещение захватывающего устройства вместе с всасывающим рукавом при зачистке резервуара, а также то, что захватывающее устройство (в виде стакана с поплавком) не позволяет зачищать резервуары с большим количеством механических примесей. Для удаления твердых донных отложений требуется дополнительное оборудование.
Известна также установка для отвода нефтяных остатков со дна резервуаров, включающая захватывающее устройство, соединенное гибким шлангом со струйным жидкостным эжектором, напорная линия которого соединена со сборником нефтяных остатков. Разрежение в эжекторе создается жидкостным насосом. Захватывающее устройство выполнено в виде диска с каналами, выполненными по форме спиралей Архимеда. Диск имеет патрубок, который гибким шлангом соединен с эжектором. Захватывающее устройство перемещается по днищу резервуара с помощью штанги, закрепленной на патрубке диска (RU П. №2150340 С 1, кл., В 08 В 9/08, 10.06.2000).
Недостатком этой установки является ненадежность эксплуатации в связи с возможностью засорения жидкостного эжектора продуктами зачистки, так как в эжектор жидкость подается непосредственно из сборника загрязненных нефтяных остатков и, кроме этого, недостаточная эффективность удаления донных отложений.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности является установка для отвода нефтяных остатков и шлама со дна резервуара, включающая захватывающее устройство, соединенное с рессивером (одним или несколькими), и с вакуумным насосом системой трубопроводов с запорной арматурой. Захватывающее устройство выполнено в виде диска с центральным
сквозным отверстием, к которому через шаровой шарнир прикреплен патрубок, связанный с гибким шлангом. На патрубке закреплена штанга для перемещения диска. На нижней поверхности диска закреплены металлические пластины, изогнутые по спирали Архимеда и расходящиеся от центрального отверстия к краям диска. К нижним кромкам пластин по всей их длине прикреплены эластичные ленты из полимерного материала. Для обеспечения перемещения захватывающего устройства по вертикали и горизонтали внутри резервуара установлен радиальный монорельс с тележками и кольцевой монорельс, закрепленный на вертикальной стенке резервуара. Каждый монорельс имеет электропривод, который также размещен внутри резервуара (RU П. №2141387, С1 кл. В 08 В 9/08, 20.11.1999 г.).
Недостатком этой установки являются:
громоздкость и сложность монтажа оборудования внутри резервуара;
значительные затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию оборудования;
недостаточная эффективность удаления донных отложений;
повышенная пожаровзрывоопасность всех движущихся и вращающихся механизмов, установленных внутри резервуара (электродвигателей).
Технический результат полезной модели - повышение эффективности зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений с одновременным снижением затрат на изготовление, монтаж и эксплуатацию.
Этот технический результат достигается тем, что известная установка для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений, содержащая захватывающее устройство с гибким шлангом для отвода загрязненных остатков и донных отложений, резервуары-сборники, параллельно подключенные к вакуумному насосу системой трубопроводов с запорными кранами, и механизм перемещения захватывающего устройства, согласно предлагаемой полезной модели установка дополнительно содержит блок подачи моечного раствора, соединенный гибким трубопроводом с трубкой, на верхнем конце которой установлен запорный кран, а на нижнем - сопло, а захватывающее
устройство выполнено в виде диффузора, установленного на торце коленообразной трубы, под которой за диффузором закреплен скребок, через отверстие в котором пропущена трубка, закрепленная на захватывающем устройстве под углом к горизонтальной плоскости, при этом механизм перемещения захватывающего устройства выполнен в виде тележки, размещенной за скребком, а гибкий шланг для отсоса остатков нефтепродуктов и донных отложений, подключенный к коленообразной трубе, размещен на роликах.
На фиг.1 представлена вакуумная установка непрерывного действия для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений;
фиг.2 - захватывающее устройство;
фиг.3 - то же (вид по Б, фиг.2);
фиг.4 - узел крепления гибкого шланга на роликах (вид по А-А на фиг.2).
Вакуумная установка непрерывного действия для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений состоит из двух резервуаров-сборников 1 и 2, вакуумного насоса 3, захватывающего устройства, блока подачи моечного раствора и системы трубопроводов с запорными кранами. Блок подачи моечного раствора включает жидкостной насос 4 и резервуар 5 для моющего раствора. Захватывающее устройство состоит из коленообразной трубы 6 на которой установлен диффузор 7 и запорный кран 8. Для контроля за разрежением на коленообразной трубе 6 установлен мановакуумметр 9. Под коленообразной трубой 6 за диффузором 7 закреплен скребок 10, в котором имеется отверстие (без позиции), для прохода трубки 11 с соплом 12, на противоположном конце которой установлен запорный кран 13. Трубка 11 закреплена на коленообразной трубе 6 захватывающего устройства под углом к горизонтальной плоскости и связана с напорной линией жидкостного насоса 4 блока подачи моечного раствора гибким трубопроводом 14. Механизм перемещения захватывающего устройства состоит из тележки 15, на которой закреплена коленообразная труба 6 и ручка 16. Тележка 15 имеет колеса 17, закрепленные в
вилках 18, которые установлены на тележке 15 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.
Скребок 10 закреплен за диффузором 7 на коленообразной трубе 6 с возможностью регулирования его положения по высоте (например с помощью болтового соединения).
На крышках резервуаров-сборников 1 и 2 установлены отсекатели 19 и 20 потока жидкости и сигнализаторы 21 и 22 предельного уровня налива жидкости. Сигнализаторы 21 и 22 предельного уровня налива жидкости представляют собой трубки, нижние концы которых установлены на заданном расстоянии от крышки резервуара, а верхние части трубок соединены с мановакуумметрами 23 и 24.
Всасывающая линия 25 вакуумного насоса 3 соединена с отсекателями 21 и 22 резервуаров-сборников 1 и 2 через трехходовой запорный кран 26, а напорная линия 27 вакуумного насоса 3 соединена через трехходовой запорный кран 28 с патрубками (без позиций) на крышках резервуаров-сборников 1 и 2.
Для заполнения резервуаров-сборников 1 и 2 зачищаемым продуктом захватывающее устройство соединено с резервуарами-сборниками 1 и 2 через трехходовой запорный кран 29 гибким шлангом 30 и трубопроводами 31 и 32, которые подсоединены к патрубкам (без позиций) на днищах резервуаров-сборников 1 и 2.
Для слива продукта из резервуаров сборников 1 и 2 на противоположных днищах имеются патрубки (без позиций), которые через трубопроводы 33 и 34 и трехходовой запорный кран 35 соединены с линией слива 36.
На всасывающей линии вакуумного насоса 3 установлен вакуумметр 37, а на напорной линии - запорный кран 38 для сброса газовоздушной смеси.
Для дегазации зачищенного резервуара на его смотровой люк, расположенный на крыше, устанавливается вентиляционная установка 39.
С целью облегчения перемещения гибкого шланга 30 по днищу зачищаемого резервуара на нем через 1-1,5 м друг от друга устанавливают съемные хомуты 40 с опорами 41 для крепления вилок 42 с роликами 43. Съемный хомут
40 в верхней части снабжен замком 44, а в нижней части - продольной опорной пластиной 45. На съемном хомуте 40 закреплен держатель 46 для закрепления гибкого трубопровода 14. Вилки 42 установлены в опорах 41 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.
Отсекатель 19 (20) представляет собой известный поплавковый клапан. Он исключает попадание жидкости из резервуаров-сборников 1 и 2 в вакуумный насос 3 в случае их переполнения.
Питание электродвигателей вакуумного насоса 3, жидкостного насоса 4 и вентиляционной установки 39 производится через шкаф 47 электропитания напряжением 380 В от электросети склада или базы горючего.
3
В качестве резервуаров-сборников 1 и 2 могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью резервуары РА-2 вместимостью 2 м с элипсными днищами.
В качестве вакуумного насоса 3 использован серийно выпускаемый насос марки САO52 ШМ с электродвигателем мощностью 15 КВт. Максимальное разрежение насоса 0,09 МПа.
3
В качестве жидкостного насоса 4 использована моечная установка марки СМ-1-10 с электродвигателем мощностью 4 КВт. Напор насоса до 10 МПа, а подача - до 1 м/ч.
В качестве вентиляционной установки использован серийно выпускаемый взрывобезопасный вентилятор модели В-06-300-6,3 с электродвигателем мощностью 1,1 КВт.
Все оборудование установки может быть размещено на специальных платформах с габаритами: длина 3 м, ширина 2.3 м и перевозиться автомобильным транспортом, либо может размещаться на бортовых автомобилях типа КамАЗ.
Весь процесс зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений состоит из нескольких последовательных операций.
«а» - подготовительная, заключающаяся в дегазации зачищаемого резервуара с последующим размещением захватывающего устройства внутри резервуара;
«б» - создание разрежения (вакуума) в резервуаре-сборнике 1 и заполнение его продуктами зачистки;
«в» - создание разрежения в резервуаре-сборнике 2, заполнение его продуктами зачистки и слив из резервуара-сборника 1;
«г» - создание разрежения в резервуаре-сборнике 1, заполнение его продуктами зачистки и слив из резервуара-сборника 2;
«д» - зачистка резервуара от твердых отложений.
Трехходовые запорные краны 26, 28, 25 и 35 имеют два положения: положение I - нормально открыто и положение II - нормально закрыто.
Положение запорных кранов установки при выполнении указанных операций представлено в таблице.
ТаблицаПоложение запорных кранов при выполнении операций работ
Операции работ
Запорные краны (позиции)
Примечание
8*
13**
26
28
29
35
38
Положение запорных кранов
«а» - подготовительная
3
3
З - закрыто; О - открыто;H.3 - нормально закрыто;Н.О - нормально открыто.
«б» - создание разрежения (вакуума) в резервуаре-сборнике 1 и заполнение его продуктами зачистки
Н.О
H.З
Н.О
H.З
О
«в» - создание разрежения в резервуаре-сборнике 2, заполнение его продуктами зачистки и слив из резервуара-сборника 1
H.З
Н.О
H.З
Н.О
З.
Окончание таблицы
«г» - создание разрежения в резервуаре-сборнике 1, заполнение его продуктами зачистки и слив из резервуара-сборника 2
Н.О
H.З
Н.О
H.З
З
«д» - зачистка резервуара от донных отложений
*- Запорный кран 8 открывается периодически оператором, при зачистке остатков нефтепродуктов.
** - Запорный кран 13 открывается периодически оператором при размыве донных отложений водой или моющим раствором.
Вакуумная установка непрерывного действия работает следующим образом.
Перед началом зачистки резервуара от остатков нефтепродуктов и донных отложений выполняют операцию «а». Для этого шкаф 47 электропитания подключают к кабелю от электросети склада или базы горючего. Снимают крышку с люка-лаза, расположенного в нижней части корпуса зачищаемого резервуара, снимают крышку с горловины светового люка, расположенного на крыше зачищаемого резервуара, а вместо нее в горловину устанавливают вентиляционную установку 39. Включают вентиляционную установку и производят предварительную дегазацию резервуара до безопасной концентрации паров нефтепродукта. Одновременно осуществляют подогрев воды или моющего раствора в резервуаре 5.
Далее через люк-лаз зачищаемого резервуара вносят захватывающее устройство с подсоединенным гибким шлангом 30 на роликах 43 и гибким трубопроводом 14. Запорные краны 8 и 13 на коленообразной трубе 6 и на трубке 11 должны быть закрыты.
Для выполнения операции «б» запорные краны 26 и 29 устанавливают в нормально открытое положение, а запорные краны 28 и 35 - в нормально закрытое положение. Запорный кран 38 открыт.
Включают вакуумный насос 3 и в резервуаре-сборнике 1, создают разрежение 0,07-0,09 МПа, которое контролируют по мановакуумметру 23 и вакуумметру 37.
Одновременно в зачищаемый резервуар через люк-лаз заходит оператор с соблюдением мер безопасности и устанавливает захватывающее устройство в месте скопления остатков нефтепродуктов. При достижении разрежения 0,07 МПа в гибком шланге 30 оператор периодически открывает запорный кран 8 и производит отсос нефтепродуктов, перемещая захватывающее устройство по днищу резервуара. Разрежение в гибком шланге 30 он контролирует по мановакуумметру 9.
Остатки нефтепродуктов из зачищаемого резервуара по гибкому шлангу 30 засасываются в резервуар-сборник 1.
Во время заполнения резервуара-сборника 1 зачищаемым продуктом второй оператор, находящийся около вакуумного насоса 3, контролирует показания мановакуумметра 23 и вакуумметра 37.
При достижении в резервуаре-сборнике 1 предельного уровня взлива жидкость перекрывает сечение трубки на сигнализаторе 21, при этом стрелка на мановакуумметре 15 установится в нулевое положение или чуть выше, а на вакуумметре 37 стрелка установится на отметке 0,08-0,09 МПа.
Второй оператор приступает к выполнению операции «в». Для этого он устанавливает запорные краны 26, 29 в нормально закрытое положение, а запорные краны 28 и 35 - в нормально открытое положение. Запорный кран 38 закрывается.
В резервуаре-сборнике 2 создается разрежение и в него начинает поступать нефтепродукт из зачищаемого резервуара. Одновременно в резервуаре-сборнике 1 создается давление и нефтепродукт из него сливается по линии слива 36 в заранее подготовленную емкость. Величина разрежения в резервуаре-сборнике 2 контролируется по мановакуумметру 24.
После заполнения резервуара-сборника 2 второй оператор приступает к выполнении операции «г». Для этого он устанавливает запорные краны 26 и 29 в нормально открытое положение, а запорные краны 28 и 35 - в нормально закрытое положение. Запорный кран 38 должен быть закрыт. Операции «в» и «г» могут повторяться до полной зачистки резервуара от остатков нефтепродуктов.
После зачистки резервуара от остатков нефтепродуктов приступают к выполнению операции «д». Для этого второй оператор включает жидкостной насос 4, а оператор, находящийся внутри зачищаемого резервуара, перемещает захватывающее устройство в место скопления твердых донных отложений, открывает запорный кран 13 и размывает донные отложения. С помощью скребка 10 он смещает их в одно место, из которого они отсасываются в свободный резервуар-сборник.
Таким образом, применение данной установки позволит повысить эффективность зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений.