Меню Рубрики

Установки для разогрева мазута в цистернах

МНСМ-1 «ВИХРЬ» — автоматизированный автономный модуль для разогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных вагонов-цистерн

Проблема слива вязких нефтепродуктов из ж/д цистерн особенно важно заявила о себе в конце 20-го – начале 21-го века. Хотим договориться сразу – далее мы будем для краткости употреблять слово МАЗУТ, подразумевая под ним любые вязкие жидкости, включая нефтепродукты. Для того, чтобы слить мазут из ж/д цистерны, в которой он застыл во время путешествия с бесчисленными остановками на станциях и полустанках на бескрайних просторах нашей Родины, его необходимо согреть до определенной температуры текучести, причём с запасом, а затем быстро вывалить продукт в открытый лоток на ж/д путях. Для разогрева в качестве теплоносителя использовался острый пар, подаваемый при помощи штанг или шлангов внутрь цистерны. Процесс шёл длительно, при этом происходило обводнение мазута, что вызывало необходимость его сепарации или долговременного отстоя в резервуаре. Меркаптановые облака окутывали эстакады слива, доводя людей до обмороков. Колоссальные теплопотери при таком открытом способе разогрева приводили к тому, что стоимость слива мазута становилась равной цене мазута, и всякие операции по перегрузке становились заведомо убыточными.

Поэтому, когда компании-операторы стали подсчитывать экономическую эффективность операций слива, стало ясно, что необходимо переходить на разогрев мазута другими способами. Во всех регионах страны стали рождаться порой самые экзотические способы разогрева и слива, вплоть до инфракрасных экранов, которые должны были разогревать всю цистерну, и установок с токами высокой частоты. К счастью, подобные проекты не были реализованы. Затем вспомнили о том, что в середине 40-х годов прошлого столетия был предложен способ рециркуляционного разогрева и слива мазута. Суть способа такова – насосные агрегаты прокачивают жидкий мазут из резервуаров хранения через теплообменные аппараты, догревают мазут до высокой температуры, а затем впрыскивают через гидромониторы установки слива в вагоны, мазут передает тепло продукту внутри цистерны и стекает оттуда, прихватывая с собой продукт, привезённый в цистерне. Для реализации такого способа необходимо было придумать – как подать мазут внутрь? В результате была разработана установка слива вязких нефтепродуктов с гидромониторами (в зависимости от завода-производителя может именоваться УСН «ПОТОК-175 ГМ» (ЗАО «ЭКСПО», г.Комсомольск-на-Амуре), УСН-175Г (ОАО «Промприбор», г.Ливны, и ООО «Камышинский опытный завод»), или УСН-Ш(ГМ) (ООО «АРП-Комплект – ТН», г.Санкт-Петербург).

Далее желающие сливать мазут разделились на 2 лагеря:

  1. Сторонники использования одного теплообменника, одной насосной группы для всей эстакады слива;
  2. Сторонники автономного слива каждой цистерны своим комплексом (или модулем) автоматизированного слива.

Попробуем разобрать плюсы и минусы каждого способа.

Способ с «Единым теплообменником»

«Плюсы» – при помощи его действительно можно слить мазут, используя впрыск внутрь цистерны горячего мазута.

«Минусы» – длительность, затратность и низкая эффективность, колоссальные энергопотери. Данный способ крайне выгоден проектным и строительным организациям, так как требует проектирования и затем сооружения большого количества грандиозных объектов и километров обогреваемых трубопроводов, закупки и дублирования дорогостоящего оборудования. Проект проходит длительные процедуры согласования и, соответственно, повышается его стоимость и затягивается время его реализации. Эксплуатирующая организация будет постоянно сталкиваться с переливами цистерн при разгрузке, так как достичь равномерности давления и расхода мазута на всех установках слива очень трудно и затратно. Мазут, к сожалению, не хочет подчиняться закону Бернулли, и всякие попытки путём деления трубопроводов на два с целью подвести к эстакаде «гребёнку» из кучи нагнетательных трубопроводов подачи мазута с одинаковым давлением обречены на провал. В одну цистерну будет подаваться мало мазута, в другую он не будет приходить вовсе, а в третью будет идти в избытке, мазут не будет успевать сливаться для циркуляции, цистерны будет переполняться и продукт будет вытекать через верхний люк на рельсы. Обеспечить равномерность давления может лишь очень квалифицированный персонал с большим опытом работы или значительные вложения средств для установки регулируемых клапанов, датчиков на каждом нагнетательном трубопроводе и системы автоматизированного управления. Стоимость такого комплекса будет расти непропорционально получаемому эффекту. Значительные вложения денег потребует и «гребёнка» нагнетательных трубопроводов – ведь их надо проложить, осуществить обогрев пароспутником или электронагревательным кабелем, теплоизолировать, закрыть кожухами, установить большое количество фундаментов под опоры трубопроводов. Для устройства подобной схемы разогрева необходимо применять большие и дорогостоящие теплообменники, организовать их дублирование (так как выход из строя одного ТО приведёт к остановке всей эстакады слива). Это в равной степени относится и к насосным агрегатам – также большим и дорогостоящим, и также требующим резервирования. Процесс разогрева при таком способе разогрева чрезвычайно энергозатратен, так как для обеспечения слива необходимо разогреть всю цистерну с мазутом до температуры текучести (одновременно разогревая атмосферу вокруг эстакады слива), затем перевести насосы с режима рециркуляции на режим слива (прекратив тем самым разогрев), а после ухудшения слива из-за повторного загустения мазута опять перевести в режим циркуляции и так несколько раз. При неблагоприятных погодных условиях слив может идти сутками. К тому же в большинстве случаев этот процесс исключительно с ручным управлением, без какой-либо автоматизации, а значит велика роль человеческого фактора, ошибок и оплошностей.

Читайте также:  Установка прав только папкам и подпапкам

Способ «Автономного слива»

«Плюсы» – высокий (или полный) уровень автоматизации процесса разогрева и слива мазута, значительно уменьшающий или исключающий влияние человеческого фактора. Исключение возможности перелива цистерны. 100%-ное обеспечение равномерности подачи горячего мазута через нагнетательный трубопровод. Очень высокая энергоэффективность – слив мазута идет одновременно с разогревом, по сути, происходит послойный локальный разогрев мазута в цистерне и сразу же по достижению температуры текучести мазут удаляется из цистерны, не тратя, таким образом, тепло на разогрев корпуса цистерны и на обогрев атмосферы.

«Минусы» – они связаны лишь только с конкретным техническим и конструкторским исполнением того или иного комплекса или модуля разогрева и слива мазута.

На данный момент только три предприятия (включая нашу компанию – ООО «АРП-Комплект – Технологии нефтеналива») выпускают автоматизированные автономные установки для разогрева и слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн.

Мы считаем некорректным разбирать в данной статье недостатки наших коллег-конкурентов и выпячивать достоинства нашей техники – Автоматизированного автономного модуля для разогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных вагонов-цистерн МНСМ-1 «ВИХРЬ».

Приходите к нам, задавайте вопросы, консультируйтесь, опрашивайте наших Заказчиков, которые уже имеют опыт эксплуатации «ВИХРЯ», – и у Вас сложится реальное понимание проблемы и Вы сможете выбрать именно то оборудование, которое позволит Вам решить конкретную задачу в заданное время с необходимой эффективностью.

Мы размещаем на нашем сайте только общую информацию о МНСМ-1 «ВИХРЬ». Её достаточно для предварительных оценок и для проектантов. Тем более что наши модули имеют Сертификат соответствия Росстандарта, Разрешение на применение Ростехнадзора. Поэтому для того, чтобы применить их на Вашем объекте Вам необходимо отлить фундамент с 4-мя анкерными болтами, иметь сливной коллектор, подвести к модулю теплоноситель (пар или термальное масло), электроэнергию (до 25 кВт) и самое главное – не забыть подкатить цистерну с мазутом!

источник

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).

Читайте также:  Установка вайбер на htc

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.

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).
Читайте также:  Установка противоугонных систем в санкт петербурге

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.

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