Меню Рубрики

Установка разогрева застывшего мазута

Комплекс разогрева и слива темных нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (система слива)

Общие сведения по предлагаемой технологии циркуляционного разогрева и слива высоковязких и застывших продуктов (перевалка мазута)

Все реализованные в настоящее время схемы циркуляционного разогрева высоковязких и застывших продуктов в ж/д цистернах основаны на откачке продукта у дна цистерны, разогреве во внешнем теплообменнике и возврате разогретого продукта в цистерну в виде высоконапорных струй через стационарные сопла, расположенные, преимущественно, в нижней части цистерны.

Отличие предлагаемой схемы от всех существующих заключается в том, что разогретый во внешнем теплообменнике продукт разделяется на два потока, один из которых затопленной низконапорной струей подается в верхнюю область цистерны и всплывает на поверхность холодного продукта, а второй подается непосредственно в канал отбора продукта из цистерны в систему циркуляции.

Таким образом, в отличие от всех других схем циркуляционного разогрева в предлагаемой схеме содержится два контура циркуляции.

Следует также отметить, что разогрев открытым паром значительно снижает коммерческую ценность топлива, делая перевалку тяжелых нефтепродуктов экономически нецелесообразной. Также применение открытого пара приводит к недоиспользованию тепловой энергии. Фактически на одной цистерне теряется 1 тыс. долл.

Данная технология предусматривает исключение контакта сливаемого продукта с теплоносителем.

Проблемы циркуляционных систем:

  • перелив;
  • при срабатывании защиты от перелива цистерна отключается от системы разогрева и простаивает;
  • высоконапорные струи горячего продукта практически не перемешиваются с застывшим продуктом, а просто прорезают его.

Принципиальная ошибка всех реализованных систем циркуляционного разогрева заключается в предположении, что, если в продукт, находящийся в цистерне, ввести высоконапорные струи горячего продукта, то оптимальные соотношения холодного и горячего продукта в контуре циркуляции реализуются сами собой. Поэтому во всех используемых циркуляционных системах обычно применяются очень чувствительные к абразиву винтовые насосы с напором 10-15 бар. Однако высоконапорные струи практически не перемешиваются с застывшим продуктом, а просто «прорезают» его. В результате, если сопла направлены вверх, то высоконапорные струи пробивают застывший продукт и значительная часть горячего продукта всплывает на поверхность, а в канал отбора продукта из цистерны поступает плохо текучий продукт, срывающий работу насоса. Если же сопла направлены вниз, то высоконапорные струи не пробивают продукт до поверхности и в объеме застывшего продукта образуется область горячего продукта, в которой, обычно, и расположено место отбора продукта из цистерны. В результате по контуру циркулирует один и тот же уже разогретый продукт и процесс разогрева сильно затягивается. Таким образом, применение высоконапорных струй горячего продукта не дает никакого эффекта за исключением повышения стоимости оборудования, снижения его ресурса работы и повышения опасности эксплуатации. В реализованной системе применяются низконапорные (до 5 бар) шнековые оседиагональные насосы повышенной производительности, не чувствительные к твердым включениям в продукте, допускающие до 40% газовых включений и принципиально хорошо работающие на вязких жидкостях (давление на входе в насос при циркуляции может достигать значения -0,7 бар без признаков кавитации насоса).

Время разогрева и слива мазута топочного марки 100 из наиболее тяжелых нефтей из 4-х осных цистерн грузоподъемностью до 70 т составляет:

  • в зимний период года 7…10 часов;
  • в летний период года 3…5 часа.

Технические характеристики

№ п/п Параметр Ед. изм. Значение Примечание
Мазут М100 Мазут М40
1. Электрическая мощность кВт 30 При работе насоса в рабочей зоне напорной характеристики
2. Тепловая мощность кВт 700 Составляет около 70% от всего времени разогрева цистерны.
3. Массовый расход пара т/час не менее 0,8
4. Температура пара в подающем трубопроводе °С 152
5. Давление пара в подающем трубопроводе бар 4
6. Температура конденсата в отводящем трубопроводе °С не более 100
7. Расход мазута при циркуляции м 3 /час 45…60
8. Давление в трубопроводе мазута после насоса бар до 4,5 Ограничено характеристикой насоса
9. Температура мазута при циркуляции °С 80 60
10. Температура мазута при сливе °С не менее 70 не менее 50
11. Время опорожнения цистерны час 0,7 При сливе в пустой коллектор
12. Обслуживающий персонал чел. 2 При запуске и переходе на режим замещения
1 Периодический (не реже 1 раза за 30 мин.) контроль установки

До сих пор применяемый некоторыми эксплуатационщиками частичный слив цистерны неэффективен. Мазут имеет плохую теплопроводность, поэтому потери тепла цистерной ничтожны. При одновременном сливе разогретый продукт вместо того, чтобы отдать тепло холодной его части сразу перекачивается в коллектор, что в конечном итоге снижает эффективность разогрева цистерны в целом. Гораздо более эффективно полученную температурную дельту в теплообменнике передавать продукту в цистерне. Здесь также надо отметить, что из общего количества времени работы с цистерной, на непосредственно ее слив тратится 30 мин. Таким образом, за счет неполного разогрева (и в конечном итоге неполного слива цистерны) достигается экономия до 30 мин.

Читайте также:  Установка гидрострелки с коллектором

Вместе с тем, для отдельной необходимой технологической операции, предлагаемые установки в стандартной комплектации имеют функцию частичного слива, который осуществляется с помощью регулятора УСН.

Комплекс обеспечивает обработку цистерн через заливную горловину с выполнением следующих операций:

  • неточность установки цистерны в пределах 1,5 м относительно номинального положения вдоль продольной оси эстакады;
  • хранение и автоматическое термостатирование продукта в стартовой емкости;
  • циркуляцию продукта по схеме замещения, обеспечивающей отбор продукта из цистерны с температурой, достаточной для перекачки продукта насосом с минимальными энергетическими затратами и нагрев продукта в теплообменнике с подводом тепловой мощности, достаточной для разогрева всего продукта в цистерне за минимальное время с автоматическим распределением потока горячего продукта, подаваемого в гидромонитор установки нижнего слива и в устройство верхнего налива;
  • слив разогретого продукта из цистерны через прибор нижнего слива в напорный коллектор.

По требованию Заказчика к комплексу разогрева и слива мазута из ж/д цистерн поставляется система автоматизации, которая выполняет следующие функции:

  • автоматическое управление технологическим процессом разогрева и слива с минимальным участием обслуживающего персонала;
  • защита технологического оборудования и оборудования системы автоматизации от поломок из-за нарушения параметров технологического процесса, параметров смежных систем обеспечения (например, электропитания, подачи теплоносителя) и нарушения последовательности выполняемых операций;
  • аварийная защита технологического объекта и персонала при выходе из строя технологического оборудования и оборудования системы автоматизации;
  • индикация состояния технологического оборудования, оборудования системы автоматизации, смежных систем обеспечения и сигнализация при нарушении параметров режима и аварийных ситуациях;
  • задание обслуживающим персоналом параметров процесса разогрева и управление его запуском и остановкой;
  • информационный обмен с верхним уровнем управления (если он предусмотрен).

Предлагаем следующие варианты исполнений комплекса разогрева (в т.ч. разогрев битума) и слива темных нефтепродуктов из ж/д цистерн:

  • комплекс с функциями нижнего слива и размыва, верхнего размыва ж/д цистерны (нижний слив);
  • комплекс с функциями верхнего размыва и верхнего слива ж/д цистерны (верхний аварийный слив) (см. рис.1);
  • комплекс с функциями нижнего слива и размыва, верхнего размыва и верхнего слива ж/д цистерны (комбинированный слив).

Основные узлы комплекса показаны на гидравлической схеме (см. рис. 2):

  • Комплект трубопроводов, включая емкость стартовую и грязеуловитель.
  • Насос оседиагональный в комплекте с электродвигателем.
  • Теплообменник пластинчатый (подогрев битума).
  • Устройство верхнего налива горячего продукта в ж/д цистерну.
  • Установка нижнего слива с гидромонитором специального исполнения для подачи разогретого продукта и слива из ж/д цистерны.

Предлагаемые комплексы имеют основные преимущества:

  • даже при условии отсутствия жидкого ядра при температуре окружающей среды -30°С установка разогрева и слива мазута способна разгрузить цистерну менее чем за 16 часов;
  • при этом среднее зимнее время слива составляет около 6 часов, что полностью удовлетворяет существующим требованиям по темпам слива;
  • блочно-комплектное исполнение;
  • возможность размещения комплекса как внутри, так и снаружи эстакады;
  • возможность исполнения комплекса для работы с разными продуктами;
  • отсутствие недостатков, присущих электроразогревным системам;
  • возможность исполнения комплекса для работы с битумом (с обеспечением разогрева и слива цистерны в самых неблагоприятных условиях в течение не более 10-12 часов).

Оборудование имеет разрешение на применение Ростехнадзора.

Также мы предлагаем услуги по надзору за монтажом, пуско-наладочным работам, а также обучению персонала Заказчика.

Имеется возможность изготовления и поставки комплексов разогрева и слива в комплектации под теплоноситель термальное масло, а также выполнения проектирования и поставки модульной автоматизированной котельной «под ключ» для нужд комплексов.

Комплексы имеют многолетний опыт успешной и эффективной эксплуатации в разных климатических зонах на многих объектах по перевалке различных нефте-, хим- и пищевых продуктов.

Применение данного оборудования весьма актуально для работы на перспективу по причине:

  • сокращения запасов нефтей, которые легко разгружаются из ж/д цистерн;
  • внедрения нового типа сливного прибора цистерны, не позволяющего применять нижний разогрев с помощью гидромонитора УСН (в настоящее время на все вновь строящиеся цистерны для перевозки нефтепродуктов устанавливаются сливные приборы с тремя независимыми затворами);
  • тенденции углубления нефтепереработки, приводящего к выходу более тяжелых мазутов.

Обращаем Ваше внимание на то, что в связи с внедрением на РЖД цистерн с новыми сливными приборами (с тремя степенями защиты) зачастую уже стало невозможным применение для разогрева и слива установок нижнего слива с гидромонитором типа УСН. Это значит, что для разогрева и слива таких цистерн можно использовать только установку комбинированного или верхнего аварийного слива.

Читайте также:  Установка и регулировка перекидки задней скорости велосипеда

Читать подробнее о ситуации с новыми сливными приборами (нажмите для перехода)

Как в составе комплекса, так и в централизованной насосной может быть применен инновационный насосный агрегат для вязких жидкостей (замена установок ОДН, УВН и др.) — шиберно-пластинчатый насос двухобъемного типа с предварительной ступенью подачи жидкости.

Конструктивно данное оборудование относится к классу насосов с повышенным ресурсом и надежностью.

Данные насосные агрегаты обладают рядом принципиальных преимуществ по сравнению с нефтяными насосами других типов:

  • большое давление;
  • износостойкость и надежность корпуса и внутренних элементов;
  • высокий КПД;
  • минимальная вибронагруженность и пульсация;
  • работа в условиях предельных параметров и др.

Разогрев и слив вязких и застывающих продуктов из железнодорожных цистерн (обзорный анализ)

Проблема слива из железнодорожных цистерн высоковязких и застывающих продуктов возникает перед каждым потребителем или стивидорной компанией, занимающейся перевалкой в связи с необходимостью предварительного разогрева продукта в цистерне перед его разгрузкой.

Технологический процесс разогрева и слива темных нефтепродуктов из ж/д цистерн

Расчет экономической эффективности от применения комплексов разогрева и слива темных нефтепродуктов из ж/д цистерн

Использование запатентованной технологии двухконтурного циркуляционного разогрева позволяет экономить от 7 000 000 рублей в год на аренде железнодорожных цистерн за счет прекращения дорогостоящего простоя составов.

Сравнительная характеристика систем слива ж/д цистерн (проектные рекомендации)

Преимущества внешнего контура циркуляции в составе комплекса разогрева и слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн

Расчет времени разогрева и слива вязких нефтепродуктов из ж/д цистерн

Налив нефтепродуктов в ж/д цистерны (Комплекс разогрева и слива с функцией налива)

Мы также предлагаем финскую технологию разогрева и слива темных нефтепродуктов из ж/д цистерн

Предлагаем организациям, эксплуатирующим насосное оборудование, передать в опытно-промышленную эксплуатацию нефтяной насос шнеко-роторного типа НРШ (с характеристиками: 55 м3/час, 2,2-2,5 бар, 1470 об./мин., 22 кВт), предназначенный для работы в т.ч. с высоковязкими, высокотемпературными и сильно загрязненными жидкостями

источник

Применение подогревателей для решения проблем при использовании мазута

Мазуты продолжают играть важную роль в топливно-энергетическом балансе России. Согласно проектам Энергетической стратегии России, даже в случае самых жестких ограничений, добыча нефти в 2020 г будет на уровне 450-520 млн. т. Свыше 30 % добываемой нефти в процессе ее переработки переходит в топочный мазут, основным потребителем которого являются электростанции и котельные. Анализ структуры топливно-энергетического баланса России показывает, что основой электроэнергетики остаются тепловые электростанции, удельный вес которых в структуре установленной мощности отрасли сохраняется на уровне 60-70 %.
В последние годы наметилась тенденция к ухудшению свойств жидкого котельного топлива, что вызвано углублением переработки нефти, с ростом объемов получения высококачественных легких нефтепродуктов, при этом доля гудрона и тяжелых нефтепродуктов в котельном топливе растет[1].
Снижение качества мазута для потребителя означает ухудшение его физической стабильности и уменьшение эффективности горения. При хранении мазутов увеличивается количество осадков в емкостях, при эксплуатации котлового оборудования снижается эффективность его работы, а с дымовыми газами в окружающую среду выбрасывается повышенное количество сажи.
Необходимость решения взаимосвязанных задач экономии топлива, улучшения технико-экономич еских показателей котельных агрегатов, уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу требует изыскания эффективных способов воздействия на процесс горения топлива.
Данная проблема существенно осложняется тем, что в настоящее время котельные установки отопительных и отопительно-производственных котельных почти повсеместно снабжаются мазутом тяжелых марок, которые, как правило, во многих случаях имеют низкие характеристики.
Чтобы мазут легче воспламенился и приобрел определенную вязкость нужно его подогреть, для этого существуют специальные подогреватели мазута. Мазутные подогреватели служат для изменения вязкости мазута до величины, обеспечивающей его эффективное распыление. Подогрев мазута осуществляется паром, горячей водой, электричеством, маслом или комбинированным способом. Подогреватели проектируются и изготавливаются в соответствии с техническим заданием.
Так как мазут перевозят в цистернах, для того чтобы его слить оттуда, его разогревают. Для экономии топлива и тепла необходима замена разогрева мазута в железнодорожных цистернах «открытым» паром другими методами разогрева. Наиболее целесообразна доставка топочных мазутов в цистернах, оборудованных паровыми рубашками в сливном приборе и в нижней части бака. Конструкция таких цистерн разработана ЦНИИ МПС. Безостаточный слив мазута из 60 т цистерны, снабженной паровой рубашкой, обеспечивается за 4 ч вместо 10 — 14 ч, удельный расход пара на слив уменьшается в среднем в 2 раза, исключается обводнение топлива, соответственно на 5 — 10% увеличивается полезная емкость мазутохранилищ, исключается трудоемкая ручная зачистка цистерн от остатков мазута, значительно повышается производительность и улучшаются условия труда по разгрузке топлива. По расчетам Теплоэлектропроекта [3] затраты на внедрение цистерн, оборудованных паровыми рубашками, окупятся примерно за полтора года. В научно- исследовательских организациях и на предприятиях разрабатываются и другие экономичные методы разогрева мазута для слива из железнодорожных цистерн.
Виброподогреватели мазута позволяют примерно в 20 раз увеличить коэффициент теплоотдачи по сравнению с коэффициентом для неподвижной поверхности. Продолжительность разогрева мазута на 60 °С в цистерне 50 м3 составляет 3,5 ч, тепловая мощность около 0,4 Гккал/ч, мощность парового привода 4,8 кет, поверхность нагрева подогревателя 5,65 м , скорость вибрации 0,83 м/сек.
На ГРЭС-1 Ленэнерго разработан и внедрен разогрев мазута методом электроиндукционных потерь. Основное достоинство метода — исключение обводнения мазута, сокращение времени слива до 4 — 6 ч, исключение тяжелого труда по ручной зачистке. Электрическая мощность установки — 160 кВт. Разрабатываются также установки для разогрева цистерн прокачкой горячего мазута, при помощи инфракрасных лучей и др.
Для возможности систематического получения топочных мазутов в специализированных цистернах с паровыми рубашками и при отсутствии других устройств целесообразно применять для разогрева мазута перед сливом взамен «открытого» пара переносные змеевиковые подогреватели системы Гластовецкого и Чекмарева, состоящие из трех секций, соединяемых при помощи шлангов. Поверхность нагрева подогревателя, применяемого для цистерн емкостью 50 — 25 м3, составляет 23,1 м2, вес 228 кг. Подогреватели изготовляют из стальных или дюралюминиевых труб. В качестве теплоносителя применяют сухой насыщенный или слабо перегретый (до 200 °С) пар давлением 6 — 8 кгс/см2. Основные недостатки переносных змеевиковых подогревателей: значительный вес и громоздкость, затрудняющие обслуживание, большая продолжительность разогрева, необходимость зачистки цистерны после слива. Существенные преимущества таких подогревателей перед разогревом «открытым» паром: исключение обводнения мазута, экономия топлива.
Некоторое ускорение разогрева «открытым» паром достигается путем применения пара повышенных параметров — давлением до 6 — 8 кгс/см2, лучше слегка перегретого, до 200°С. Хорошая тепловая изоляция подводящих паропроводов и правильно организованный дренаж способствуют уменьшению обводнения мазута и ускорению разогрева.
Потери мазута во время слива из цистерн сокращаются при замене переносных лотков на стационарные междурельсовые, как это принято в действующих типовых проектах установок для мазутоснабжения котельных (Сантехпроект, 1967 г.). Потери тепла сокращаются при закрытых крышками сливных лотках, что способствует также ускорению слива топлива. Давление пара в рубашке обогреваемого междурельсового лотка не должно превышать 2 кгс/см2. Использование паровых рубашек или встроенных змеевиков, которыми оборудована часть цистерн, должно быть обязательным при разогреве мазута перед сливом.
В мазутных хозяйствах котельных, в которых еще сохранился способ разогрева мазута в резервуарах при помощи змеевиковых или секционных подогревателей, целесообразно заменить его на циркуляционный, разработанный проф. Геллером. В последние годы циркуляционный способ разогрева мазута, обладающий многими преимуществами, получает все более широкое распространение. Затраты на реконструкцию мазутного хозяйства окупаются в короткий срок за счет улучшения качества подготовки топлива, его экономии при сжигании, повышения надежности эксплуатации, удешевления очистки и ремонта резервуаров. Циркуляционный подогрев осуществляется подачей топлива насосом из нижней части хранилища через внешний подогреватель к насадкам, расположенным в хранилище. Турбулентные затопленные струи горячего мазута, выбрасываемые из насадков, обеспечивают быстрое и эффективное перемешивание, однородный состав и равномерную температуру топлива, препятствуют отложению карбоидов. В качестве внешних подогревателей применяются трубчатые секционные конструкции. Относительно высокие скорости мазута в трубчатых подогревателях обеспечивают благоприятные условия теплопередачи от греющего теплоносителя мазуту и длительную работу без образования отложений.
В современных типовых установках для мазутоснабжения котельных нашли применение подогреватели мазута ПМ-25-6 и ПМ-40-15. Каждая секция такого подогревателя состоит из пучка труб диаметром 38*3 мм, заключенного в кожух диаметром 219х6 мм. Удельная поверхность нагрева этого подогревателя, отнесенная к 1 т подогреваемого мазута, благодаря высокому коэффициенту теплопередачи и рациональной компоновке трубных пучков в 2,5 раза, а вес металла в 6 раз меньше, чем у широко распространенных подогревателей мазута типа «труба в трубе». Благодаря возможному быстрому повышению температуры массы мазута в резервуаре циркуляционный подогрев позволяет уменьшить температуру мазута при его хранении, что сокращает расход тепла на подогрев и уменьшает потери топлива от испарения. Местный подогрев мазута внутри резервуара выполняют при этом только в зоне всасывающей трубы.

Читайте также:  Установка hamachi на сервер

Литература:
1. Гумеров А.Г., Карамышев В.Г., Тогашева А.Р., Хазипов Р.Х. Применение деэмульгаторов в процессах подготовки нефти к транспорту // Тр. ин-тапроблем транспорта энергоресурсов.- 2006.- вып. 66.- С.27-54.

2. Соколов БА. Котельные установки и их эксплуатация. М.: изд. Академия, 2008. 432 с.

Источник: Международный научно-исследовательский журнал / ноябрь 2012г.

источник

Добавить комментарий