УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАЛИВА ШИРОКОЙ ФРАКЦИИ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ (ШФЛУ) И СМЕСИ ПРОПАНО-БУТАНОВОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ (СПБТ)

Полезная модель «Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ)» (устройство в дальнейшем) относится к автоматике, в частности к ограничителям уровня налива жидкостей в цистерны и может быть использована на наливных эстакадах нефтеперерабатывающих и химических заводов и нефтебаз, для оценки полноты заполнения емкостей (например, железнодорожные вагон-цистерны).
Известно устройство контроля налива ШФЛУ и СПБТ (max-1 и max-2) в вагон-цистерны, взятое нами за прототип, разработанное фирмой R.Groβmann содержащее патрубки уровней max-1 и max-2, устанавливаемые в наливаемую цистерну и проходящие через ее крышку, уровнемерные колонки, трубопроводы от патрубков уровней max-1 и max-2 до уровнемерных колонок с сигнализаторами уровня Vega Swing - 61, управляемые пневматические клапаны и контроллер для их управления, трубопровод продувки сухим газом с управляемым пневматическим клапаном, трубопровод воздуха для управления пневматическими клапанами с управляемыми соленоидными клапанами при помощи контроллера, трубопровод с управляемыми пневматическими клапанами сброса газожидкостной смеси на факел.
На фиг.1 представлено устройство контроля налива ШФЛУ и СПБТ (max-1 и max-2) в вагон-цистерны, разработанное фирмой R.Groβmann и содержащее: патрубок (max-1) 1, патрубок (max-2) 2, установленные в цистерне 3; уровнемерную колонку 4 с сигнализатором уровня (Vega Swing-61) 5 (с контактами 6) патрубка 1 (max-1) и дыхательной трубки 7; трубопровод 8 подачи жидкости от патрубка 1 к уровнемерной колонке 4 через пневматический клапан 9 и клапан обратный угловой 10; уровнемерную колонку 11 с сигнализатором уровня (Vega Swing - 61) 12 (с контактами 13) и дыхательной трубкой 14 патрубка 2 (max-2); трубопровод 15 подачи жидкости от патрубка 2 к уровнемерной колонке 11 через пневматический клапан 16 и клапан обратный 17; трубопровод 18 подачи сухого газа через пневматический клапан 19 для продувки уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 20 (с пневматическим клапаном 21) подачи газожидкостной смеси в трубопровод 22, идущий на факел от уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 23, соединяющий внутренние полости уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 24, соединяющий нижние части дыхательных трубок 7 и 14; трубопровод 25 (с пневматическим клапаном 26) подачи газожидкостной смеси в трубопровод 22, идущий на факел от дыхательных трубок 7 и 14; трубопровод 27 подачи сжатого воздуха на управление пневмоклапанами 9, 16, 19, 21, 26 от магистрали 28 (контрольно-измерительных приборов) через клапана невозвратно-управляемые (при помощи соленоидов) 29 и 30, управляемых контроллером фирмы Groβmann. Налив ШФЛУ, СПБТ (жидкой фазы) в цистерну производится через трубопровод 31.
2
Устройство работает следующим образом: открывается управляемый контроллером отсечной клапан на трубопроводе 31 (на фиг.1 не показан) определенного поста, жидкая фаза продукта поступает в цистерну 3 и при достижении ею в цистерне уровня нижней части трубки патрубка 1 (max-1), начинает наполняться уровнемерная колонка 4, срабатывает сигнализатор уровня (Vega Swing - 61) 5, который выдает сигнал на контроллер (на фиг.1 не показан) о заполнении уровнемерной колонки 4, а, следовательно, и цистерны 3. Давление в цистерне 3 примерно 13 кг/см. Контроллер дает команду тестирования (проверка истинности заполнения цистерны 3 до уровня max-1), при этом закрываются клапаны 9 и 16 на подачу жидкости в уровнемерные колонки 4 и 11, открывается клапан 19 на трубопроводе подачи сухого (продувочного) газа 18 и открываются клапаны 21 и 26 сброса газожидкостной смеси в трубопровод 22 (линии сброса на факел). Клапаны 21 и 26 срабатывают от клапанов 29 и 30, подающих сжатый воздух от трубопровода 28 в трубопроводы 27. В уровнемерных колонках 4 и 11 отсутствует жидкостная фаза. После продувки клапаны 19, 21, 26 закрываются, а клапаны 9 и 16 открываются. При подтверждении уровня жидкой фазы (ШФЛУ, СПБТ) в уровнемерной колонке 4 сигнализатором уровня 5 (max-1), контроллер дает команду на остановку налива на данном посту налива (закрывается отсечной клапан на трубопроводе 31). В случае не подтверждения уровня заполнения сигнализатором 5, налив продолжается до заполнения патрубка 2 (max-2) в цистерне 3, при этом срабатывает сигнализатор уровня 12 (max-2) и контроллер дает команду на тестирование по уровню max-2 уровнемерной колонки 11. Если уровень подтверждается, то контроллер дает команду на прекращение налива на данном посту. Работа устройства на этом заканчивается.
Недостатками данного устройства являются:
1. Конструкция пробоотборной системы, включающая дыхательную трубку 7, контакты 6 сигнализатора уровня 5 уровнемерной колонки 4 (аналогично и для уровнемерной колонки 11), не обеспечивает появление уровня продукта (жидкой фазы) в самой уровнемерной колонке 4 необходимого для срабатывания сигнализатора 5, несмотря на то, что уровень наливаемого в цистерну 3 продукта ШФЛУ или СПБТ (жидкой фазы) достиг уровня патрубка (max-1) 1. Срабатывание сигнализатора 5 происходит только после заполнения уровнемерной колонки 11 (max-2), что приводит к систематическому переливу наливаемого в цистерну продукта на высоту 1- 4 см, т.е. перерасходу отпускаемого продукта.
2. В момент продувки сухим газом уровнемерных колонок и трубопроводов 8, 20, 25, 15 через пневматические клапана 9, 16, 21, 26, установленные на этих трубопроводах, жидкий продукт ШФЛУ или СПБТ, оставшийся в уровнемерных колонках 4 и 11, в трубопроводах 8, 20, 25, 15, выбрасывается в атмосферу и в трубопровод 27 сжатого воздуха от трубопровода 28, что приводит к загрязнению воздушной среды, существенному снижению безопасности процесса налива ШФЛУ или СПБТ (жидкой фазы) и отказу в работе этих клапанов.
Задачами, решаемыми использованием предлагаемого устройства, являются: исключение выдачи ложных сигналов сигнализаторами уровней max-1 и max-2 уровнемерных колонок, выдачу сигналов только при достижении, наливаемого в цистерну жидкого продукта (ШФЛУ или СПБТ), патрубка уровня max-1; исключение попадания жидкого наливаемого в цистерну продукта в атмосферу и трубопровод сжатого воздуха для управления пневмоклапанами.
Техническая сущность предлагаемой полезной модели «Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ)» заключается в том, что в уровнемерных колонках установили дроссельные шайбы в месте выхода жидкой фазы продукта, из внутренних полостей уровнемерных колонок в трубопровод, идущий на факел, а на трубопроводе, соединяющим внутренние полости уровнемерных колонок с трубопроводом, идущим на факел и на трубопроводе соединяющим между собой нижние части дыхательных трубок уровнемерных колонок установили обратные проходные клапана, причем увеличили длину дыхательных трубок так, что верхний конец дыхательной трубки располагается между контактами сигнализаторов max-1 и max-2. В предложенном устройстве отпала необходимость в трубопроводе продувки сухим газом и трубопроводе подачи сжатого воздуха на управляемые пневмоклапаны, поскольку они убраны из устройства. Вместо управляемых пневмоклапанов на трубопроводах, соединяющих патрубки max-1 и max-2, расположенных в цистерне, с соответствующими уровнемерными колонками, установили обратные (проходные) клапана.
На фиг.2 представлено заявляемое устройство, содержащее: патрубок (max-1) 1, патрубок (max-2) 2, установленные в цистерне 3; уравнемерную колонку 4 с сигнализатором уровня (например, Vega Swing -61) 5 (с контактами 6) патрубка 1 (max-1) и дыхательной трубки 7; трубопровод 8 подачи жидкости от патрубка 1 к уровнемерной колонке 4 через обратный (проходной) клапан 37; уравнемерную колонку 11 с сигнализатором уровня (например, Vega Swing - 61) 12 (с контактами 13) и дыхательной трубкой 14 патрубка 2 (max-2); трубопровод 15 подачи жидкости от патрубка 2 к уровнемерной колонке 11 через обратный (проходной) клапан 38; трубопровод 20 подачи газожидкостной смеси от середины трубопровода 23 (между обратными клапанами 33 и 34) в трубопровод 22, идущий на факел от внутренних полостей уровнемерных колонок 4 и 11 через дросселирующие шайбы 32 и обратные проходные клапана 33 и 34; трубопровод 23, соединяющий внутренние полости уровнемерных колонок 4 и 11 через обратные проходные клапаны 33 и 34; трубопровод 24, соединяющий нижние части дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11 через обратные проходные клапана 35 и 36; трубопровод 25 подачи газожидкостной смеси от середины трубопровода 24 (между обратными клапанами 35 и 36) в трубопровод 22, идущий на факел от нижних частей дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11. Обратные клапана 33 и 34 пропускают газожидкостную смесь в направлении от внутренних полостей уровнемерных колонок 4 и 11 в трубопровод 20. Обратные клапана 35 и 36 пропускают газожидкостную смесь в направлении от нижних частей дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11 в трубопровод 25. Верхние части дыхательных трубок 7 и 14 располагаются между контактами соответствующих сигнализаторов уровня (max-1 и max-2) 6 и 13, причем верхние части дыхательных трубок 7 и 14 перекрывают по высоте контакты соответствующих сигнализаторов уровня (max-1 и max-2) 6 и 13 на высоту до 10 мм. Налив ШФЛУ, СПБТ (жидкой фазы) в цистерну производится через трубопровод 31.
2
2
Устройство работает следующим образом: контроллер (на фиг.2 не показан) выдает команду на открытие отсечного клапана (на фиг.2 не показан) определенного поста налива жидкости (ШФЛУ, СПБТ и т.п.) и жидкость (ШФЛУ, СПБТ) по трубопроводу 31 под давлением до 13 кг/см подается в цистерну 3 и при достижении ею уровня трубки патрубка 1 (max-1) в цистерне 3, жидкая фаза (ШФЛУ, СПБТ) из цистерны 3 по трубопроводу 8 поступает в уравнемерную колонку 4 под давлением до 13 кг/см, заполняет ее доходя до верхнего края увеличенной по длине дыхательной трубки 7, расположенной между контактами 6, причем верхний конец дыхательной трубки в вертикальной плоскости расположен выше нижних концов контактов 6, что приводит к надежному срабатыванию сигнализатора уровня (например, Vega Swing - 61) 5, который выдает сигнал на контроллер (на фиг.2 не показан) о заполнении уровнемерной колонки 4, а, следовательно, и цистерны 3, в этом случае контроллер (на фиг.2 не показан) дает команду на закрытие управляемого отсечного клапана (на фиг.2 не показан) трубопровода 31 налива в цистерну 3. Во время заполнения уровнемерной колонки 4 жидкой фазой из цистерны 3, часть жидкой фазы (ШФЛУ, СПБТ и т.п.) выходит через дроссельную шайбу 32 и обратный клапан 33 в трубопровод 20, но количество жидкости поступающей в уравнемерную колонку 4 намного больше количества жидкости, выходящей из нее через дроссельную шайбу 32, поэтому уровнемерная колонка 4 будет наполняться жидкостью. После срабатывания сигнализатора уровня (например, Vega Swing - 61) 5 и закрытия управляемого отсечного клапана (на фиг.2 не показан) трубопровода 31 налива в цистерну 3, за счет остаточного давления в трубопроводе 8 и уровнемерной колонки 4, жидкость, под действием этого давления будет вытесняться через дроссельную шайбу 32 и обратный проходной клапан 33 в трубопровод 20 до тех пор, пока давление внутри уравнемерной колонки 4 не сравняется с давлением в трубопроводе 20. Клапан 33 закроется и устройство готово к работе для налива следующей цистерны.
Уровнемерная колонка 11 служит как аварийная, т.е. в случае не срабатывания сигнализатора 5, через несколько секунд, сработает сигнализатор 12 т.к. заполнение уровнемерной колонки 11 происходит почти одновременно с уровнемерной колонкой 4.
Технико-экономическая или иная эффективность.
1. Отсутствие ложных срабатываний сигнализаторов уровня max - 1.
2. Отсутствие случаев перелива наливаемой жидкости в цистерны, что приводит к экономии отпускаемого продукта.
3. Отсутствие условий попадания жидкого наливаемого продукта или газовой смеси в атмосферу, так как данное устройство не содержит пневмок-лапанов, через которые происходит утечка продукта, что приводит к повышению безопасности при наливе.
4. Удобство в обслуживании, сокращение времени на проведение регламентных работ.
5. Сокращение времени налива жидкости в цистерны.