Установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод

Полезная модель относится к технике дозирования химреагентов и может быть использована, например, в нефтяной промышленности для повышения пропускной способности нефтепроводов или нефтепродуктопроводов путем снижения гидравлического сопротивления турбулентного потока нефти или нефтепродуктов в процессе перекачки с помощью ввода противотурбулентной присадки в трубопровод.
Известна установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод [Патент РФ №175266 U1, МПК F17D 3/12, F17D 1/16, з. 11.08.2017., оп. 29.11.2017], принятая за прототип.Данная установка согласно информации, представленной в вышеуказанном патенте, содержит установленные в утепленном контейнере (блок-боксе (транспортабельном здании из легких строительных конструкций, вписывающемся в габариты погрузки, с установленным внутри оборудованием)) блок (узел) управления и оборудование для подготовки и подачи противотурбулентной присадки из накопительного блока, включающее соединенные трубопроводами с запорной арматурой основной и резервный подающие насосы, на входе которых установлен впускной трубопровод, основной и резервный дозировочные насосы, вход каждого из которых соединен через фильтр с выходами обоих подающих насосов, рециркуляционный насос, всасывающий и нагнетающий патрубки которого выполнены с возможностью подсоединения к накопительному блоку для противотурбулентной присадки, сбросной трубопровод, установленный перед входом каждого дозировочного насоса, расходомер, установленный на выходе дозировочных насосов, выпускной трубопровод, установленный на выходе расходомера.
Недостатками прототипа являются:
1. Отсутствие резервного рециркуляционного насоса в составе установки, что может привести к остановке технологического процесса подготовки противотурбулентной присадки к использованию, в результате чего снижается продолжительность бесперебойной работы.
2. Отсутствие байпасного трубопровода (байпасной линии) расходомера, в результате чего демонтаж расходомера на ремонт или поверку потребует остановки работы установки, в следствие чего снижается продолжительность бесперебойной работы.
3. Отсутствие возможности в процессе выполнения технологического процесса подготовки и ввода противотурбулентной присадки осуществлять заполнение емкости накопительного блока присадкой из транспортной (привозной) емкости, что может привести, в случае опорожнения накопительного блока, к незапланированной остановке работы установки, в следствие чего снижается продолжительность бесперебойной работы.
Технической проблемой является создание установки для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод, обеспечивающей высокую продолжительность бесперебойной работы.
Технический результат выражается в повышении продолжительности бесперебойной работы установки.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод содержит установленные в утепленном блок-боксе узел управления и оборудование для подготовки и подачи противотурбулентной присадки из накопительного блока, включающее соединенные трубопроводами с запорной арматурой основной и резервный подающие насосы, на входе которых установлен впускной трубопровод, основной и резервный дозировочные насосы, вход каждого из которых соединен через фильтр с выходами обоих подающих насосов, сбросной трубопровод, установленный перед входом каждого дозировочного насоса, расходомер, установленный на выходе дозировочных насосов, выпускной трубопровод, установленный на выходе расходомера, содержит байпасный трубопровод расходомера, соединяющий выход дозировочных насосов и выпускной трубопровод, а также содержит трубопровод подключения к транспортной емкости, установленный на входе основного подающего насоса и трубопровод подачи противотурбулентной присадки из транспортной емкости, установленный на выходе основного подающего насоса, при этом подающие насосы установлены с возможностью осуществления рециркуляции противотурбулентной присадки в накопительном блоке.
Максимальная производительность каждого из дозировочных насосов может быть меньше производительности каждого из подающих насосов.
Заявляемая полезная модель поясняется фиг. 1 и 2. На фиг. 1 изображена технологическая схема установки для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод; на фиг. 2 - технологическая схема установки, в процессе работы подключенной к накопительному блоку и к транспортной емкости.
Установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод содержит установленные в утепленном блок-боксе 18 (фиг. 1, 2) узел управления (на фиг. 1, 2 не показан) и оборудование для подготовки и подачи противотурбулентной присадки из накопительного блока 14 (фиг. 2). Блок-бокс 18 представляет собой транспортабельное здание из металлического каркаса, обшитое снаружи сэндвич-панелями, на внутренних элементах которого (стенкам, полу, потолку) закреплено оборудование установки, и через стенки которого выполнены выводы (вводы) соответствующих трубопроводов. Накопительный блок 14 для противотурбулентной присадки выполнен в виде двух параллельно соединенных между собой трубопроводами с запорной арматурой резервуаров 15 и 16 для противотурбулентной присадки. В качестве резервуаров 15 и 16 для противотурбулентной присадки используются, например, грузовые кубические контейнеры типа «Еврокуб». Узел управления выполнен в виде шкафов управления, закрепленных внутри блок-бокса 18, в которых установлены элементы контроля и управления технологическими процессами установки.
Оборудование для подготовки и подачи противотурбулентной присадки из накопительного блока 14 включает соединенные трубопроводами с запорной арматурой 13 (обозначена позициями не вся) основной 1 (фиг. 1, 2) и резервный 2 подающие насосы. В качестве запорной арматуры 13 использованы, например, краны шаровые. Основной 1 и резервный 2 подающие насосы установлены с возможностью осуществления рециркуляции противотурбулентной присадки в накопительном блоке 14 (фиг. 2). В качестве подающих насосов использованы, например, шестеренчатые насосы, обладающие постоянной производительностью.
На входах основного 1 и резервного 2 подающих насосов установлен впускной трубопровод 3 (фиг. 1, 2), предназначенный для подключения установки к накопительному блоку 14 (фиг. 2). Также оборудование для подготовки и подачи противотурбулентной присадки из накопительного блока 14 включает основной 4 (фиг. 1, 2) и резервный 5 дозировочные насосы, вход каждого из которых соединен через фильтр 6 с выходами обоих подающих насосов 1 и 2. В качестве дозировочных насосов (основного 4 и резервного 5) установлены, например, плунжерные дозировочные насосы с регулируемой подачей, позволяющие обеспечивать подачу заданного объема противотурбулентной присадки в трубопровод. Дозировочные насосы (основной 4 и резервный 5) выбираются таким образом, чтобы максимальная производительность каждого из них была меньше производительности подающего насоса (основного 1 и резервного 2) для обеспечения надлежащего уровня рециркуляции противотурбулентной присадки. Перед входом каждого дозировочного насоса (основного 4 и резервного 5) установлен сбросной трубопровод 7, предназначенный для сброса в накопительный блок 14 (фиг. 2) излишков противотурбулентной присадки, поступающей от подающего насоса (основного 1 или резервного 2) к дозировочному насосу (основному 4 или резервному 5).
На выходе дозировочных насосов (основного 4 и резервного 5) установлен расходомер 8, предназначенный для контроля количества противотурбулентной присадки, подаваемой в трубопровод. На выходе расходомера 8 установлен выпускной трубопровод 9, предназначенный для подключения к трубопроводу (не показан), в который будет осуществляться подача противотурбулентной присадки. Для обеспечения возможности вывода расходомера 8 из эксплуатации (для ремонта, поверки или др.) без остановки технологического процесса ввода противотурбулентной присадки установка содержит байпасный трубопровод 10 расходомера, соединяющий выход дозировочных насосов (основного 4 и резервного 5) и выпускной трубопровод 9.
Также установка содержит трубопровод 11 подключения к транспортной емкости 17 (фиг. 2), установленный на входе основного подающего насоса 1 и трубопровод 12 подачи противотурбулентной присадки из транспортной емкости 17, установленный на выходе основного подающего насоса 1, предназначенный для подключения к накопительному блоку 14. Накопительный блок 14 и транспортная емкость 17 не входят в состав заявленной установки.
Установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод работает следующим образом.
Установку для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод привозят на объект и с помощью грузоподъемного крана устанавливают на необходимом расстоянии от запланированного места подключения к нефтепроводу (нефтепродуктопроводу) и от накопительного блока 14 (фиг. 2), расположенного на данном объекте.
Посредством гибких рукавов или трубопроводов (не показаны) производится подключение соответствующих трубопроводов установки для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод к нефтепроводу или нефтепродуктопроводу (не показан) и к накопительному блоку 14 (фиг. 2), в резервуарах 15, 16 которого находится предварительно подготовленная к применению (например, перемешанная вручную до однородного состояния) противотурбулентная присадка.
Основным подающим насосом 1 производится подача противотурбулентной присадки из резервуара 15 накопительного блока 14, через соответствующий фильтр 6, обеспечивающий очистку от механических примесей, на вход основного дозировочного насоса 4. Ввиду того, что основной подающий насос 1 обладает заведомо большей производительностью, чем основной дозировочный насос 4 во всем диапазоне дозирования, то на входе основного дозировочного насоса 4 образуются излишки противотурбулентной присадки, которые по сбросному трубопроводу 7 возвращаются в резервуар 15 накопительного блока 14, обеспечивая тем самым рециркуляцию, поддерживающую однородное состояние противотурбулентной присадки, необходимое для ее работоспособности. Операциям всех технологических процессов предшествует открытие-закрытие соответствующей запорной арматуры 13. Затем с заданной производительностью основным дозировочным насосом 4 противотурбулентная присадка через расходомер 8 подается в выпускной трубопровод 9, а далее - в нефтепровод (нефтепродуктопровод). Посредством расходомера 8 обеспечивается контроль количества противотурбулентной присадки, поданной в трубопровод, что позволяет контролировать работу дозировочных насосов (основного 4 и резервного 5) и следить за опорожнением резервуара 15, первоначальный объем противотурбулентной присадки в котором заранее известен. После опорожнения резервуара 15 производится переход на работу с резервуаром 16.
В случае выхода из строя основного подающего насоса 1 или основного дозировочного насоса 4, либо в случае иной необходимости вывода их из эксплуатации, в работу включаются соответственно резервный подающий насос 2 или резервный дозировочный насос 5.
В случае необходимости демонтажа расходомера 8, например, для ремонта или поверки, подача противотурбулентной присадки осуществляется через байпасный трубопровод 10 расходомера.
Включение-выключение насосов осуществляется соответствующими пусковыми элементами, расположенными в шкафах управления, входящих в состав узла управления (не показан).
После опорожнения резервуара 15 и перехода на работу с резервуаром 16 в целях недопущения незапланированной остановки процесса ввода противотурбулентной присадки из-за опорожнения обоих резервуаров 15 и 16, производят заполнение опорожненного резервуара 15 из привезенной транспортной емкости 17, например, из грузового кубического контейнера типа «Еврокуб». Для этого подключают трубопровод 11 подключения к транспортной емкости посредством гибких рукавов или трубопроводов (не показаны) к транспортной емкости 17, обеспечивая подачу противотурбулентной присадки на вход основного подающего насоса 1. При этом на время заполнения резервуара 15 для подачи противотурбулентной присадки в трубопровод (нефтепровод или нефтепродуктопровод) задействуют резервный подающий насос 2. Посредством трубопроводов или гибких рукавов трубопровод 12 подачи противотурбулентной присадки из транспортной емкости подключается к накопительному блоку 14, обеспечивая подачу противотурбулентной присадки в резервуар 15.
После опорожнения резервуара 16 снова переключаются на работу с заполненным резервуаром 15, а резервуар 16 заполняется противотурбулентной присадкой из транспортной емкости 17, как описано выше.
В результате вышеперечисленного обеспечивается повышение продолжительности бесперебойной работы установки для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод.