ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И … › images › innovacii › sliv_obzor › sliv_obzor.pdf · 2020-01-13 · 3 Ккав – кавитационный

1

1.

2

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ

РАЗГРУЗКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН С НЕФТЕПРОДУКТАМИ

И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ИХ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ

Большинство видов нефтепродуктов и нефтей транспортируются

железнодорожными (ж/д) цистернами от мест добычи до нефтеперерабатывающего

завода (НПЗ), между НПЗ и от НПЗ до нефтебаз и складов хранения. От времени

организации слива зависит эффективность использования ж/д цистерн. Слив

нефтепродуктов осуществляется на сливо-наливных или сливных эстакадах.

Технология слива осуществляется через донный клапан при открытой крышке

заливного люка ж/д цистерны. Открытие донного клапана осуществляется из заливного

люка при помощи винтового механизма. В силу того что запорный (герметизирующий)

механизм донного клапана расположен в нижней части котла, при наличии небольшого

количества воды он примерзает и открытие его при отрицательных температурах может

быть проблематичным. Цистерны с неисправным донным клапаном сливаются через

заливной люк при помощи специального приспособления к установкам слива. При

сливе вязких нефтепродуктов – мазута, вакуумного газойля, битума и др. продуктов, их

необходимо разогревать до получения требуемой вязкости путем подачи в цистерну и

откачки подогретого продукта или подачи острого пара, когда некритично обводнение

продукта. Система приемки продукта из ж/д цистерн состоит из установок слива (по

одной на каждую ж/д цистерну), присоединенных к сливным коллекторам различных

продуктов, которые принимаются на конкретном объекте. Каждый коллектор, как

правило, соединен отдельным трубопроводом с насосом, перекачивающим конкретный

продукт в соответствующий резервуар. Каждый продукт перекачивается по отдельной

гидравлической системе, состоящей из запорной арматуры от установок слива, обвязки

насоса и резервуара. Как правило, каждая гидравлическая система частично или

полностью после приемки продукта откачивается при помощи самовсасываюших

насосов. При откачке во внутренние полости трубопроводов попадает воздух, который

способствует быстрому окислению металлических поверхностей, и уменьшает срок их

службы. Внутренние полости трубопроводов не имеют антикоррозийной защиты в

отличие от наружных. При очередном сливе ж/д цистерн гидравлическую систему

необходимо заполнять при подключении установок слива гравитационным способом,

на что требуется определенное время. В случае неполного заполнения трубопроводов

перед насосом, последний будет работать с перебоями и кавитацией из-за попадания

воздуха в рабочие органы. Для обеспечения нормальной работы насоса необходимо

обеспечивать условия его работы на входном патрубке.

[А+Н]>∆тр+Pнас.п+Kкав

где:

А – величина атмосферного давления в Паскалях;

Н – давление создаваемое высотой минимального уровня продукта в ж/д

цистерне относительно оси входного патрубка насоса.

Перевод в единицы давления Паскали по формуле Н=pgh,

где h – геометрическая высота в м.

∆тр – величина гидравлического сопротивления трубопровода от донного

клапана ж/д цистерны до входного патрубка насоса – значение можно определить по

манометру на входе в насос, в Паскалях

Рнас.пар – величина давления насыщенных паров продукта при температуре

перекачки, в Паскалях;

3

Ккав – кавитационный запас насоса. Если известно значение в метрах, то K=pgh,

где h в метрах

где р – плотность продукта в кг/м3

h – величина кавитационного запаса в м.

g – ускорение свободного падения 9,8 м/сек2

Все значения должны быть выражены в одних единицах измерения. Для

выполнения этого условия, при централизованной насосной станции диаметры

всасывающих трубопроводов, в силу их большой протяженности, приходится

применять больших размеров, а скорость продукта в них не более 1 м/сек. При

централизованной насосной станции, все установки слива присоединяются к ж/д

цистернам, открывается арматура присоединения к соответствующему коллектору,

выдерживается время заполнения трубопроводов, при этом воздух из них выходит

через цистерны. Для обеспечения быстрого заполнения трубопроводов коллектора,

необходимо по краям коллекторных трубопроводов устанавливать трубы высотой на 1-

2 м. выше верхней точки ж/д цистерны с диаметром (80-100)мм. и расширителем на

конце. При откачке продукта, в первую очередь сливается ж/д цистерна, наиболее

близко расположенная к насосу и через нее может поступать в трубопровод воздух,

который нарушает работу насоса. Для устранения этого явления, необходимо

оперативно перекрывать соответствующую арматуру или снижать производительность

насоса. Описанная технология и системы слива нефтепродуктов формировались в

течение двадцатого столетия в условиях дефицита определенного оборудования, и

в настоящее время она имеет ряд недостатков перечисленных выше это: -

необходимость применения запорной арматуры на установках УСН Ду 150-200 мм.

и трубопроводов больших диаметров 300-500 мм. с соответствующей запорной

арматурой, быстрый износ труб в результате коррозии, - применение насосов

большой производительности и соответствующей мощности 75-90 и более Квт.,

при больших фронтах слива, что влечет за собой установку необходимых

энергетических мощностей.

Время обработки состава включает в себя: время подключения установок слива,

время заполнения трубопроводов, время откачки продукта и время отключения

установок слива. Для снижения общего времени обработки состава, возникает

необходимость увеличивать количество персонала для уменьшения времени

подключения и отключения состава, а также применения насосов большой

производительности.

Невозможность проведения измерений количества поступающего продукта

приборами учета (учет проводится только через измерение уровня продукта, до и после

приемки и применения калибровочных таблиц резервуара).

При сливе продуктов с высокой величиной давления насыщенных паров (более

500 мм. ртутного столба: бензины, газовые конденсаты различных месторождений и

легкие сорта нефтей) в освобождающее пространство цистерны заходит свежий воздух,

который в силу закона Дальтона насыщается парами легких углеводородов из продукта.

В результате образуется паровоздушная смесь с концентрацией легких углеводородов

при температуре выше 20 град. С. свыше 50%. Ориентировочно, при объеме цистерны

60 куб. м. образуется 30 куб м. чистых паров, т.е. всего паровоздушной смеси 90 куб. м.,

третья часть которой вытесняется в атмосферу. Потери продукта составляют

ориентировочно от 90 до 120 кг. на ж/д цистерну, из них от 30 до 40 кг. поступают в

атмосферу. Остальная паровоздушная смесь остается в ж/д цистерне, кроме того, на

4

стенках в результате процесса смачивания, также остается значительное количество

продукта, который уходит вместе с цистерной.

Нефтепродукты (пропан бутан и их смесь), которые при нормальных условиях

необходимо держать под давлением, хранятся и транспортируются в специальных

резервуарах и специальных ж/д цистернах, которые выдерживают величины давлений

насыщенных паров в пределах температур от -50 град. до +50 град. С. Цистерны для

сжиженных газов оснащены двумя запорными вентилями для жидкой фазы и одним

вентилем для газовой фазы. Слив сжиженных газов осуществляется через указанные

вентили путем присоединения к ним жестких шарнирных трубопроводов и подачи

через газовый вентиль газовой фракции с давлением превышающим внутреннее

давление насыщенных паров в цистерне. Газовая фракция вытесняет жидкую, таким

образом, происходит слив жидкой фракции сжиженных газов. После вытеснения

жидкой фракции в цистерне остается газовая фракция с величиной давления

вытеснения, которая с помощью компрессора откачивается до минимальной величины

остаточного давления в цистерне.

Для организации процесса слива вязких нефтепродуктов, необходимо учитывать

следующие физические свойства нефтепродуктов - удельную теплоемкость, величина

которой практически для всех нефтепродуктов составляет 0,5 ккал/кг.град и величину

теплопроводности, значение которой составляет 0,114 ккал/м*ч*град. Принимая во

внимание, свойства продуктов для разогрева ж/д цистерны загруженной мазутом

массой 50000 кг., с температурой продукта 0 град., который необходимо разогреть до 30

град. Необходимо затратить без учета потерь 50000*0,5*30=750000 ккал. Для ввода

такого количества тепла в цистерну, необходимо создавать тепловой поток мощностью

174,45 квт. в течении 5 часов. Тепловой поток, при разогреве продукта методом

рециркуляции, создается путем подачи и возврата нагретого, в нашем случае, мазута

допустим до 70 град., с расходом рециркуляции допустим ориентировочно 20 м.куб/ч.

Горячий мазут смешиваясь с холодным снижает свою температуру, ориентировочно, на

5 град. в силу малой теплопроводности. В течение 1 часа количество тепла

передаваемое от горячего мазута холодному составит 20000*0,5*5=50000 ккал/ч. Для

поднятия температуры мазута в цистерне, таким образом, потребуется 750000/50000=15

ч. Для понимания процесса, взяты абстрактные цифры, однако из них понятны

требования к оборудованию для разогрева.

- 1 в ж/д цистерну в процессе рециркуляции, необходимо обеспечить подачу

максимального количества нагретого продукта и иметь возможность контролировать

его расход, и температуру на входе и выходе;

- 2 иметь достаточное количество теплоносителя и мощность теплообменника

для поддержания температуры горячего продукта;

- 3 насос для подачи подогретого продукта вместе с установкой разогрева,

снабженной гидромонитором с форсунками, должны обеспечивать подводные струи

потоков, достигаемые торцовых стенок ж/д цистерны в конце разогрева;

- 4 оборудование должно выпускаться в исполнении обеспечивающим

минимальные потери тепла в окружающую среду.

5

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

СЛИВА Ж/Д ЦИСТЕРН СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

2.1. Установки слива типа УСН предназначены для нижнего слива нефти,

нефтепродуктов и других жидкостей из железнодорожных вагонов-цистерн с

универсальным сливным прибором.

Установки слива типа УСН-150, УСН-175 с диаметром условного прохода 150 мм.,

175 мм диапазоном обслуживания 4 м. – установки с защитой от коррозии наружных

и внутренних поверхностей по заказу комплектуется запорной арматурой, прибором

заземления, узлом гаражного положения, исполнения по материалам СТ-20, СТ-

09Г2С, специальное исполнение нержавеющая сталь – установки со съемными

шарнирами, увеличенным сроком службы с защитой от коррозии внутренних

поверхностей.

Установки слива типа УСН могут дополнительно комплектоваться запорной арматурой

(рисунок справа)

Технические характеристики

Наименование параметра, размера Норма

УСН-150 УСН-175

Диапазон обслуживания 4м 4м

Диаметр условного прохода, мм 150 175

Условное давление, МПа (кгс/см2) 0,4 (4)

Сопротивление заземления между головкой присоединительной и контуром заземления,

Ом, не более 10

Диапазон температур окружающей среды, ºС

- для климатического исполнения У

- для климатического исполнения ХЛ, УХЛ

от -40 до +50

от -60 до +50

Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не менее ±2

Уклон патрубков установки относительно горизонтальной плоскости, град, не менее 1,0

2.2. Установки слива типа УСН-150, УСН-175 с диаметром условного прохода

150мм, 175 мм и диапазоном обслуживания 6 м – установки с увеличенной зоной

обслуживания для удобства подключения установки к патрубку сливного прибора

вагона-цистерны.

6



УСН-150 УСН-175

Диапазон обслуживания 6м 6м


Условное давление, МПа (кгс/см2) 0,4 (4)

Сопротивление заземления между головкой присоединительной и контуром

заземления, Ом, не более 10

Диапазон температур окружающей среды, ⁰С



от -40 до +50

от -60 до +50

Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не

менее ±3


2.3 Установка нижнего слива с насосом УСН-100НС с диаметром условного

прохода 100 мм предназначена для автоматизированного нижнего слива нефти,

нефтепродуктов и других жидкостей из железнодорожных вагонов-цистерн с подачей

до резервуара без использования насосной станции. Установка после насоса обратного

клапана позволяет автоматизировать технологию слива без применения управляемых

задвижек.



УСН-100НС

Диапазон обслуживания 4 м

Диаметр условного прохода, мм 100

Условное давление, Мпа (кгс/см2) 0,4 (4)



Подача электронасоса, м3/ч (л/с) 50(13,9)

Напор электронасоса, м 50

КПД электронасоса, % 66

Мощность электродвигателя насоса, кВт 15,0




от -40 до +50

от -60 до +50

Масса, кг, не более 320

Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не менее ±2, ±3


7

2.4. Установки слива типа УСН Э-175 и УСН Э-150 с диаметром условного прохода

175мм. и 150мм, диапазоном обслуживания 4м. и 6м. с электрообогревом

предназначены для нижнего слива нефти, вязких нефтепродуктов из железнодорожных

вагонов-цистерн. Установка применяется в составе сливного комплекса с независимым

разогревом продукта в цистерне. Применение саморегулирующегося обогревного

кабеля на трубопроводах, с теплоизоляцией установки позволяет компенсировать

теплопотери в процессе слива.



УСН Э-150/Э-175

Диапазон обслуживания 4м/6м 4м/6м



Напряжение питания электрообогрева, В 230

Потребляемая мощность, Вт 750

Максимальная температура нагревательного элемента, ºС 120






от -40 до +50

от -60 до +50


Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не менее ±2 (для 4)/ ±3 (для 6)


2.5. Установки слива типа УСН-175 и УСН-150 с диаметром условного прохода 175

мм. и 150 мм, диапазоном обслуживания 4 м. и 6 м. с паровым обогревом

предназначены для нижнего слива нефти, вязких нефтепродуктов из железнодорожных

вагонов-цистерн. Установка применяется в составе сливного комплекса с независимым

разогревом продукта в цистерне. Применение паровой рубашки с теплоизоляцией, на

трубопроводах установки позволяет компенсировать теплопотери в процессе слива.

8



УСН-150/ УСН-175




Давление подводимого пара Мпа (кгс/см2) 0,4 (4)








от -40 до +50

от -60 до +50

Масса, кг, не более 210/260

Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не менее ±2 (для 4)/ ±3 (для 6)


2.6. Установки слива типа УСН-175 и УСН-150 с диаметром условного прохода

175мм. и 150мм, диапазоном обслуживания 4м. и 6м. с гидромонитором

предназначена для нижнего слива нефти, вязких нефтепродуктов из железнодорожных

вагонов-цистерн. Установка применяется в составе сливного комплекса с циркуляцией

разогретого продукта. Применение автоматического телескопического гидромонитора

позволяет произвести подачу разогретого продукта в цистерну непосредственно в

процессе слива, не производя дополнительных подключений. Установки нижнего слива

с гидромонитором могут оснащаться электро- или пароподогревом.

Установка нижнего слива Установка нижнего слива Установка нижнего слива

УСН-150/175Г УСН-150/175ГПп УСН-150/175Э

с гидромонитором с гидромонитором и с гидромонитором и

пароподогревом электрообогревом



УСН-150/ УСН-175



Давление подогретого нефтепродукта на входе напорного трубопровода, МПа (кгс/см2) 1,0 (10)

Давление подогретого нефтепродукта на выходе из сопел рассекателя, МПа (кгс/см2) 0,4-0,6 (4-6)

Диаметр сопел-рассекателя, мм 10

Расход нагретого нефтепродукта через сопла рассекателя, МПа (кгс/см2) 25-40

Сопротивление заземления между головкой присоединительной и контуром

заземления, Ом, не более 10




от -40 до +50

от -60 до +50

Масса, кг, не более 205/210

Зона подключения установки к патрубку сливного прибора вагона-цистерны, м, не

менее ±2 (для 4)/ ±3 (для 6)

клон патрубков установки относительно горизонтальной плоскости, град, не менее 1,0

9

2.8 Переносная установка УПВС-80С с диаметром условного прохода 80 мм

предназначена для аварийного освобождения железнодорожных вагонов-цистерн с

неисправным донным клапаном. Установка оснащена узлом, совместимым с

присоединительным устройством установки типа УСН, что позволяет произвести слив

неисправной цистерны непосредственно на эстакаде, уменьшив потери времени на

расцепку и перегон цистерны на специально оборудованные места.




Рабочее вакуумметрическое давление, МПа (кгс/см2) 0,05 (0,5)




от -40 до +50

от -60 до +50

Габаритные размеры в транспортном положении, мм, не более:

- длина

- ширина

- высота

1900

250

5000


Вязкость перекачиваемого продукта, сСт, не более 20

10

2.9 Стационарная установка слива ж.д. цистерн УПВС-80С с диаметром условного

прохода 80 мм предназначена для аварийного освобождения железнодорожных

вагонов-цистерн с неисправным донным клапаном. Установка может

эксплуатироваться совместно как с ручным насосом, входящим в комплект поставки

установки, так и с вакуумным насосом, входящим в состав насосной станции.

Стационарная установка слива УПВС-80С размещается на эстакаде при помощи

ответных плит, слив продукта осуществляется непосредственно в коллектор.




Рабочее вакуумметрическое давление, МПа (кгс/см2) 0,05 (0,5)




от -40 до +50

от -60 до +50

Габаритные размеры в гаражном положении, мм, не более:

- длина

- ширина

- высота

3200

600

1300


Вязкость перекачиваемого продукта, сСт, не более 20

11

2.10 Стояк сливо-наливной АСН-14-ЖД-К для верхнего герметичного слива-

налива метанола из ж/д вагонов-цистерн через фланцы в комплекте: трубопровод слива

Ду 100, шарнирный трубопровод пароотвода Ду 50, ответные фланцы, и подвесные

стойки.


Основные параметры Значения

Диаметр условного прохода трубопровода слива, мм 100

Диаметр условного прохода трубопровода пароотвода, мм 50

Зона обслуживания комплекса вдоль оси эстакады (на расстоянии

не более 3000мм от края колонны до оси ЖД цистерны), мм ±2000

Температура окружающей среды при эксплуатации, 0С

- для климатического исполнения У1

- для климатического исполнения ХЛ1

От минус 40 до плюс 50


Рабочее давление, МПа 1,6

Производительность м3/ч Не более 40

Типы обслуживаемых ЖД цистерн 15-1572

Рекомендуемая производительность комплекса 30 м3/ч

Материал проточной части шарнирного трубопровода



Сталь 20

Сталь 09Г2С

Материал проточной части присоединительного механизма 12Х18Н10Т (нерж. сталь)

Материал шарниров 40Х13 с термообработкой

Материал уплотнений шарнирных соединений Фторпласт, PTFE

Фторкаучуковая резина

Балансировка стояка Амортизатор пружинный

Крепление к ЖД цистерне Фланцевое

Покрытие наливного стояка Грунт "Полимерцинк",

эмаль ЭП 140 (цвет серебристый)

Усилие, прилагаемое для манипулирования стояком не более 10 кгс

Масса, не более 700 кг

Гарантийный срок эксплуатации

12 мес. с момента ввода оборудования в

эксплуатацию, но не более 18 месяцев со

дня отгрузки с предприятия-изготовителя

12

2.11. Стояк для разогрева и слива вязких нефтепродуктов из ж.д. цистерн

предназначен для разогрева и слива сверху высоковязкого продукта из ж.д. цистерн. В

процессе слива через внутренний трубопровод стояка в цистерну подается под

давлением греющий продукт, аналогичный сливаемому, который активно

перемешивает и разогревает до текучего состояния вязкий продукт в цистерне.

Разогретый продукт из цистерны через продуктовый рукав сливается непосредственно в

коллектор.


Основные параметры Значения

Рабочее давление, МПа не более 0,6

Температура окружающей среды при эксплуатации, 0С

от минус 40 до плюс 50 для кл.исп. У2

от минус 60 до плюс 50 для кл.исп. ХЛ2

Диаметр всасывающего трубопровода, мм 100

Диаметр нагревательного трубопровода, мм 50

Высота обслуживания ж.д. цистерн, мм min 4000…max 4800

Зона обслуживания комплекса вдоль оси эстакады (на расстоянии

не более 3000мм от края колонны до оси ЖД цистерны), мм ±2000

Балансировка стояка амортизатор пружинный

Усилие, прилагаемое для манипулирования стояка, кг не более 10

Масса, кг не более 700

13

2.12. Сливо-наливные рукава для загрузки и разгрузки ж.д. цистерн сжиженными

газами (пропан, бутан и их смеси) предназначены для проведения сливно-наливных

операций на объектах хранения и переработки СУГ. Области применения: применение

в составе сливно-наливных железнодорожных эстакад на ГНС; использование в

качестве стационарных трубопроводов на объектах, использующих СУГ.

Основные параметры комплекса СГСН Основные параметры Значение параметра

Диаметр условного прохода трубопровода слива-налива, мм. 80 с разветвлением на две линии 50

Диаметр условного прохода трубопровода пароотвода, мм. 50

Зона обслуживания вдоль оси эстакады (на расстоянии не

более 3000 мм от края колонны до оси ж.-д. цистерны), мм

±2000

Типы обслуживаемых ж.-д. цистерн Специализированные цистерны,

предназначенные для конкретного типа

продукта*

Температура окружающей среды при эксплуатации, ºС





Рабочее давление, МПа От 1,6 до 2,5*




Сталь 20

14

- для климатического исполнения ХЛ1 Сталь 09Г2С


Материал уплотнений шарнирных соединений Фторопласт PTFE, Фторкаучуковая резина

Материал трубопровода сброса на свечу Стальная труба. Сильфонные

металлорукава на шарнирных сочленениях


Диаметр трубопровода сброса на свечу, мм 20

Покрытие Грунт: «Полимерцинк» Эмаль ЭП-1267

RAL9006*

Балансировка стояка Пружинный амортизатор

Влажность окружающей среды % 85

Присоединение к трубопроводу Фланцевое по ГОСТ 12821-80


Срок службы 20 лет

Крепление к ЖД цистерне Уточняется по каждому типу продукта

Гарантийный срок эксплуатации 12 мес. с момента ввода оборудования в



* Уточняется при заказе

2.13. Сливо-наливные рукава для загрузки и разгрузки ж.д. цистерн жидким

аммиаком предназначены для проведения операций герметизированного слива и

налива жидкого аммиака через фланцевое соединение с ж.д. вагоном-цистерной.

Комплексы могут использоваться как отдельно, так и в составе сливо-наливных

эстакад.

Основные параметры комплекса для слива/налива аммиака

Основные параметры Значение параметра

Диаметр условного прохода трубопровода жидкой фазы, мм

присоединение к арматуре вагона-цистерны, шт.

присоединение к коллектору жидкой фазы

80 с разветвлением 50х2

2 – фланцевое 2-65-25 ГОСТ 12821-80

Фланец ответный 5-50-25 ГОСТ 12821-80

Диаметр условного прохода трубопровода паровой фазы, мм

присоединение к арматуре вагона-цистерны, шт.

присоединение к коллектору паровой фазы

50

1 – фланцевое 2-65-25 ГОСТ 12821-80

Фланец ответный 5-50-25 ГОСТ 12821-80

Диаметр условного прохода трубопровода продувочной

линии, мм

присоединение к продувочному коллектору

20

Штуцер ответный под приварку

Диаметр условного прохода трубопровода сбросной линии, мм

присоединение к продувочному коллектору

20

Штуцер ответный под приварку

Зона обслуживания комплекса вдоль оси эстакады (на

расстоянии

не более 3000мм от оси колонны до оси ЖД цистерны), мм

±2000

Типы обслуживаемых ж.-д. цистерн 15-1408, 15-1440, 15-1201, 15-1597;

15

15-5183, 15-1288-02, 15-6926.

Температура окружающей среды при эксплуатации, ⁰С





Рабочее давление, МПа От 1,6 до 2,5

Испытательное давление, МПа 2,5-4,0


Материал проточной части шарнирного трубопровода Сталь 09Г2С


Материал уплотнений шарнирных соединений Фторопласт PTFE

Материал трубопровода сброса на свечу Стальная труба. Сильфонные металлорукава

на шарнирных сочленениях



Покрытие Грунт-эмаль ВЛ-515 ТУ 6-10-1058-75,

Эмаль НОВАКС 12670 RAL 9006

(серебристый)


Контроль давления манометр

Контроль уровня Вибрационный датчик уровня

Запорно-регулирующая арматура Затвор дисковый с пневмоприводом





эксплуатацию, но не более 18 месяцев со дня

отгрузки с предприятия-изготовителя


2.14. Сливо-наливные рукава для загрузки и разгрузки автоцистерн сжиженными

газами (пропан, бутан и их смеси и жидким аммиаком) предназначены для

проведения сливно-наливных операций на объектах хранения и переработки СУГ.

Области применения: слив или налив СУГ в автоцистерны, контейнер-цистерны с

верхним или нижним присоединением; использование в качестве стационарных

трубопроводов на объектах, использующих СУГ.

16

Основные параметры комплекса СГСН Основные параметры Значение параметра

Диапазон условного прохода трубопровода слива-налива, мм 50

Диаметр условного прохода трубопровода пароотвода, мм. 50

Радиус рабочей зоны обслуживания (расстояние от оси

несущей колонны до присоединительных механизмов), мм

от 1785 до 2985

Высота присоединительной арматуры автоцистерн, от 500 до 1700

Температура окружающей среды при эксплуатации, ⁰С



от - 40 до + 50

от - 60 до + 50

Рабочее давление, МПа от 1,6 до 2,5*

Производительность не более, м3/ч, 30




Сталь 20

Сталь 09Г2С


Материал уплотнений шарнирных соединений Фторопласт PTFE, Фторкаучуковая резина

Материал трубопровода сброса на свечу Стальная труба. Сильфонные

металлорукава на шарнирных сочленениях


Покрытие Грунт: «Полимерцинк» Эмаль ЭП-1267

RAL9006*



Габаритные размеры, мм, не более L×B×H 3920×1200×1660

Присоединение к трубопроводу Фланцевое по ГОСТ 12821-80

Тип цистерны По ГОСТ 21561-76


Не более 600






17

3. МОДУЛЬ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗОГРЕВА ЖД. ЦИСТЕРН

предназначен для разогрева и слива вязких нефтепродуктов.

Железнодорожные перевозки вязких нефтепродуктов, таких как мазут, битум,

сырая нефть, вакуумный газойль и другие, связаны с большими трудностями при сливе

из ж.д. цистерн, особенно в холодное время года. Продукт приходит загустевшим, а в

ряде случаев - полностью застывшим, и его невозможно слить без предварительного

разогрева. К тому же, в ряде случаев нужно разогреть и слить цистерны с неисправным

нижним сливным прибором или цистерны, сливной прибор которых оснащен тремя

степенями защиты.

Для решения данной задачи компанией ОАО «ПРОМПРИБОР» разработана

установка разогрева и слива вязких продуктов (УРС).

Работа установки основана на методе циркуляционного разогрева.

Технические характеристики установки разогрева и верхнего (аварийного) слива

Параметр

Ед.

измер. Значение*

1 Класс взрывоопасной зоны - В-Iг

2 Категория наружной установки - II В

3 Климатическое исполнение оборудования - У1

4 Теплоноситель - Пар

5 Тепловая мощность кВт 720

6 Расход теплоносителя т/час 0,8…1

7 Температура теплоносителя в подающем

трубопроводе °С 165

8 Давление теплоносителя в подающем трубопроводе бар 4

9 Температура теплоносителя в отводящем

трубопроводе °С 80…100

10 Электрическая мощность циркуляционного насоса кВт 30

11 Расход продукта при циркуляции м3/час 40…90

12 Давление продукта после насоса бар до 5

18

13 Температура продукта при циркуляции °С 90

14 Температура продукта при сливе °С 70

15 Интенсивность слива м3/час до 50

16 Полное время разогрева и слива час до 8

*Значения указанных параметров уточняются в процессе выполнения проекта.

Модуль для индивидуального разогрева ж.д. цистерн состоит из следующих

компонентов:

- устройство, обеспечивающее подачу и регулировку теплоносителя (пара,

разогретого масла);

- стартовая емкость с теплообменником и приборами контроля;

- насосный узел с арматурой регулирования и контрольными приборами для

обеспечения подачи горячего продукта в установку УСН и приемки

возвратно;

- УСНГ с гидромонитором для обеспечения циркуляции горячего продукта

через ж.д. цистерну и вывода его в резервуар;

- шарнирный трубопровод для подачи горячего продукта через верхний люк

ж.д. цистерны;

- насосный узел с арматурой для подачи разогретого продукта в резервуар

хранения;

- программируемый логический контроллер для управления процессом

разогрев

19

4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

ПРИЕМКИ И УЧЕТА ПРОДУКТА НА НЕФТЕБАЗАХ И СКЛАДАХ

НЕФТЕПРОДУКТОВ

4.1. Оборудование и назначение

Существующие гидравлические схемы продуктопроводов складов построены на

основе применения централизованной насосной станции, состоящие из нескольких

насосов по количеству переваливаемых продуктов. Соответственно каждый

электронасос с системой трубопроводов и задвижек соединяется со сливной эстакадой

и резервуарами. Как правило длина всасывающих трубопроводов имеет большую

протяжённость и соответственно большую величину гидравлического сопротивления.

Скорость движения жидкости во всасывающих трубопроводах в силу их достаточно

большой протяжённости должна быть менее 1 м/сек., а диаметры трубопроводов

соответственно должны быть больше чем напорные.

При скачивании продукта из группы Ж/Д цистерн в силу разной величины

гидравлических сопротивлений трубопроводов отдельные цистерны опорожняются

раньше и через них происходит попадание воздуха в продукт. Это нарушает работу

насоса и не позволяет производить объективный учёт количества принимаемого

продукта.

Предлагаемая технология приёмки, учёта, хранения и отпуска продукта

позволяет:

1. Полностью исключить завоздушивание трубопроводов.

2. Перевести все трубопроводы из категории всасывающих в напорные.

3. Производить объективный учёт продукта при приёмке и отпуске.

4. Снизить стоимость строительства и оборудования складов хранения.

5. Уменьшить эксплуатационные расходы за счёт экономии электроэнергии,

полной автоматизации процессов и контроля.

6. Использование при строительстве и модернизации объектов изделий: УПН,

УПВН, АСН заводской готовности в несколько раз сокращает сроки и

стоимость строительства.

7. При компоновке и монтаже гидравлической схемы трубопроводов не требуется

производить заказ запорной арматуры.

Все необходимые запорные и переключающие потоки устройства входят в комплект

выше указанных узлов в смонтированном и испытанном состоянии. Необходимо

заказывать, при необходимости, только задвижки устанавливаемые непосредственно у

резервуаров. Данные задвижки с электроприводами и системами дистанционного

управления могут быть поставлены изготовителем изделий УПН, УПВН и АСН по

заказу потребителя.

Все клапаны, входящие в состав УПН, УПВН, АСН являются нормально закрытыми.

Открытие производится только при подаче питания. При снятии питания они

автоматически закрываются. Это повышает безопасность эксплуатации.

20

Гидравлическая система объекта, для каждой группы близких по составу продуктов,

состоит из продуктопроводов соединённых с объектами приёмки, учёта и хранения, и

включает в себя следующие установки и узлы:

- Установки слива и перекачки УПН;

- Узлы учёта УПВН;

- Установки налива автоцистерн АСН;

- Установки слива и перекачки УПН Установки слива и перекачки

УПН Гидростатический измеритель массы или измеритель уровня.

4.2. Установки слива и перекачки УПН

Установки слива и перекачки УПН устанавливаются на сливной эстакаде для

слива каждой Ж/Д цистерны и при помощи собственных манифольдов под-

ключаются к разным коллекторам сбора продукта и подачи его на соответствующие

узлы учёта, которые соединены с соответствующей группой резервуаров

конкретного продукта. Трубопроводы от манифольдов установок слива и перекачки

до соответствующих узлов учёта и резервуаров являются напорными тру-

бопроводами и должны быть всегда заполнены продуктом. Возможен вариант их

опорожнения согласно инструкции. Подключение и запуск установок УПН к Ж/Д

цистерне производится последовательно одна за другой в любой очерёдности, при

этом на переключателе установки открывается клапан соответствующего продукта и

включается электронасос. Продукт поступает на узел учёта данного продукта,

измеряется его количество (в единицах массы и объёма) и он направляется в резер-

вуар. Контроль за действиями оператора УПН осуществляется централизованно из

операторной по срабатыванию датчиков заземления, переключателя потока

(проверяется правильность подключения УПН к коллектору соответствующего

продукта) после чего даётся разрешение на запуск электронасоса. Возможна

приёмка и измерение продукта как из отдельной Ж/Д цистерны так и от группы

цистерн.

21

Примечание. Возможна поставка установок УПН с манифольдом в состав

которого вместо автоматических клапанов входят шаровые краны dy=80мм с

ручным управлением с целью удешевления.

22

4.3. "Узел учёта приёмки хранения и выдачи

нефтепродуктов" УПВН

3.3.1 Назначение изделия

3.3.1.1 Узел учёта УПВН устанавливается на трубопроводах перекачки одной марки

нефтепродуктов и соединяет в единую систему: установки перекачки от Ж/Д

цистерн типа УПН, резервуары хранения и установки налива ж.д. цистерн и

автоцистерн типов ЖД-АСН и Авто-АСН.

3.3.1.2 Узел учёта УПВН предназначен для учёта количества продукта в

единицах массы или объема при приёмке, хранении, выдачи и перекачке продукта из

одного резервуара в другой, а также для контроля за состоянием герметичности

резервуара и соединительных трубопроводов.

Узел учета УПВН

Клапан КО

4.3.1.3 Узел учёта состоит из фильтра газоотделителя, массомера или измерителя

объема, электронасоса, прецизионного измерителя давления, переключателя потоков

(манифольда), приборов контроля и управления.

4.3.1.4 Узел учёта может обслуживать до 16 узлов приёмки продукта от Ж/Д цистерн

(УПН), от 1 до 9 резервуаров и от 1-го до 3-х каналов одновременной выдачи продукта

в авто- и ж.д. цистерны.

4.3.1.5 Измерительная система узла учёта УПВН состоит из элементов установок

УПН (клапаны и соединительные трубопроводы от клапанов манифольдов УПН до узла

учёта УПВН), элементы узла учёта УПВН и установок АСН до клапанов раздела

23

продукта. Измерительная система выполнена по схеме заполненных трубопроводов и

включает в себя:

- клапаны манифольдов установок УПН;

- соединительные трубопроводы от УПН до УПВС;

- обратный клапан на входе УПВС;

- фильтр-газоотделитель;

- массомер или измеритель объема;

- переключатель потока (манифольд) на резервуар или установки АСН;

- соединительный трубопровод от УПВН до установок АСН;

- гидравлические элементы установки АСН (измеритель объёма и клапан

раздела продукта)

Все элементы измерительной системы герметичны и в состоянии покоя находятся

под остаточным гидравлическим избыточным давлением, которое непрерывно

контролируется датчиками давления. Изменение величины давления фиксируется

SCADA системой, протоколируется в режиме реального времени и является сигналом о

разгерметизации системы трубопроводов или несанкционированного доступа к

продукту.

4.3.1.6 Измерительная система узла учёта УПВН выполняет 3 функции:

1) Функцию приёмки продукта по измерительному каналу "Приём" и включает

в себя следующие элементы:

- клапан УПН;

- трубопровод от УПН до УПВН;

- обратный клапан УПВН (входной);


- массомер или измеритель объема;

- обратный клапан УПВН (выходной);

- резервуар (трубопровод от УПВН до резервуара).

24

Схема приемки 1-го продукта от Ж.Д. цистерн в 7-й резервуар 1-й группы

или 2-го продукта в 5-й резервуар 2-й группы

2) Функцию отпуска продукта по измерительному каналу "Отпуск" и включает

в себя следующие элементы:

- резервуар (трубопровод от УПВН до резервуара);

- электронасос;

- обратный клапан УПВН;


- обратный клапан УПВН;

- массомер;

- трубопровод от УПВН до ЖД стояков;

- гидравлические элементы ЖД стояков (измеритель объёма и клапан раздела

продукта).

25

Схема налива 1-го продукта в Ж.Д. цистерны из 7-го резервуара 1-й группы

или 2-го продукта из 5-го резервуара 2-й группы

3) Функцию перекачки продукта из одного резервуара подключённого к УПВН в

другой из этой группы резервуаров, хранящей один вид продукта, осуществляемую по

измерительному каналу "Перекачка" и включает в себя следующие элементы:

- резервуар донор (трубопровод УПВН до резервуара донора);

- соответствующий клапан манифольда УПВН;

- массомер;

- соответствующий клапан манифольда УПВН;

- трубопровод от УПВН до резервуара акцептор.

Схема перекачки из 7-го резервуара в 5-й резервуар первой группы резервуаров с

учетом количества продукта

26

4.4. ОБЩАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ ОБЪЕКТА

Режим работы оборудования объекта по каждому продукту разделён на 4 этапа:

- режим "ожидания";

- режим "приёмки продукта";

- режим "отпуска продукта" в автоцистерны;

- режим "перекачки продукта" из одного резервуара в другой одной группы

продуктов.

4.4.1 Режим ожидания.

Режим ожидания при котором производится непрерывный контроль состояния

датчиков оборудования:

- датчики давления в трубопроводах соединяющих УПН с ЖД стояком;

- датчики давления в трубопроводах соединяющих резервуар с УПВН;

- датчики давления в трубопроводах соединяющих УПВН с АСН;

- датчики состояния (закрытое) клапанов манифольдов УПН, УПВН.

Контроллер SCADA системы опрашивает состояние перечисленных датчиков со

скоростью 1 раз в секунду, сравнивает его с заданным и регистрирует в регистраторе

событий. В случае отклонений параметров выдаёт информацию оператору путём

отображения на мнемосхеме со звуковым сопровождением.

4.4.2 Режим приёмки продукта

При поступлении на слив Ж/Д цистерн с разными продуктами центральный

оператор SCADA системы анализирует марки поступившего продукта, расположение

цистерн, назначает номера установок УПН, которые необходимо подключать к Ж/Д

цистернам, а также номера клапанов манифольдов которые необходимо открыть.

Определяет маршруты проводки продуктов, т.е. выбирает и активирует

соответствующие установки УПН, узлы учёта УПВН и номера резервуаров при помощи

программного продукта и мнемосхем проводки.

По окончанию этих работ на выбранные узлы подаётся разрешение на проведение

операций приёмки. По данному разрешению в каждом выбранном УПН и УПВН

запускаются гидравлические миниблоки давлением которых производится открытие

соответствующих клапанов КО. Закрытие клапанов производится автоматически под

действием пружин.

При поступлении сигнала "зелёный светодиод" на боксе установки УПН нижний

оператор сливщик производит присоединение головки УСН к клапану Ж/Д цистерны.

Верхний оператор открывает крышку Ж/Д цистерн и открывает донный клапан.

Продукт самотёком заполняет полости установки УСН и электронасоса. При этом

срабатывает датчик наличия продукта и контроллер УПН выдаёт разрешение на

включение электронасоса.

Оператор сливщик включает электронасос, после включения электронасоса через

несколько секунд подаётся команда на открытие соответствующих клапанов установок

УПН которые соединяют выходной патрубок насоса с соответствующим

продуктопроводом. После открытия клапана манифольда УПН от датчика открытия

информация поступает в центральный контроллер, который даёт команду на открытие

соответствующих клапанов в манифольде узла учёта УПВН. Таким образом продукт

начинает движение через массомер узла учёта УПВН.

Аналогичным образом производится подключение остальных установок УПН к

соответствующим узлам учёта УПВН и резервуарам. По мере подключения по очереди

установок УПН к одному узлу учёта производительность прокачки увеличивается до

27

значения максимального расхода массомера. В этом случае необходимо выждать

некоторое время для окончания слива первой Ж/Д цистерны и продолжать

подключение следующих. Производительность измерения расхода узла учёта УПВН

выбирается при заказе. Учёт количества суммарно слитого продукта фиксируется

SCADA системой. Остановка установок УПН производится автоматически по

срабатыванию датчиков наличия продукта перед насосом.

4.4.3 Режим отпуска продукта в ЖД цистерны

При пусконаладке оборудования производится программная конфигурация

оборудования, т.е. в памяти системы управления прописываются все датчики и

исполнительные механизмы и алгоритмы их работы. Таким образом, каждый вид

продукта при отпуске в автоцистерны подаётся через свои трубопроводы на

соответствующие измерительные каналы, в состав которых входят элементы узлов

учёта УПВН и установок налива АСН.

Рис. 10

При переводе системы управления в режим отпуска оператор должен назначить

номера соответствующих резервуаров по каждому продукту, номера соответствующих

узлов учёта и номера клапанов манифольда в узлах учёта УПВН и связать их с каналом

отпуска через ЖД эстакаду и конкретный наливной рукав.

Таким образом, формируются измерительные каналы для каждой точки отпуска или

для каждого рукава верхнего или нижнего налива. Это информация фиксируется и

изменения производятся только при смене расходных резервуаров.

В рабочем режиме оператор задаёт вид продукта, номер стояка (измерительного

клапана) и количество продукта.

В режиме "отпуск" все задействованные узлы учёта УПВН находятся в активном

состоянии, т.е. контроллеры узлов по показаниям датчиков открытия клапанов

информируют оператора на мнемосхеме какой резервуар задействован на отпуск. При

задании дозы отпуска продукта и отработке водителем необходимых манипуляций и

подключений установок налива к автоцистернам (установку наливных рукавов, трапов,

клещей заземления, розеток контроля перелива) водителем, при наличии разрешения от

28

центрального оператора, путём кнопки пуск, подаётся команда на включение

электронасоса соответствующего узла учёта УПВН. После запуска электронасоса через

малый промежуток времени (2-3 секунды) производится открытие соответствующих

клапанов манифольда УПВН и открытие клапана раздела продукта, который по

команде контроллера отпуска обеспечивает режим отпуска, малый расход,

номинальный запрограммированный расход и малый расход в конце отпуска. Продукт

электронасосом из соответствующего резервуара подаётся на массомер узла учёта и по

трубопроводам на установку налива. Установки налива типа АСН работают по системе

заполненного трубопровода, т.е. сколько продукта подается в него со входа, столько

вытесняется на выходе.

Остановка подачи продукта при наливе ЖД цистерн производится по нескольким

командам:

- отключение клещей заземления;

- срабатывание системы контроля уровня продукта в отсеке

автоцистерны;

- отсутствие сигнала от массомера в течении 3 мин.;

- окончанию выдачи дозы;

4. 4.4 Режим перекачки продукта из одного резервуара в другой одной группы

продуктов.

Режим "перекачка" осуществляется при необходимости освобождения одного

резервуара из группы продуктов в другой этой же группы. Центральный оператор

производит перевод системы управления путём выхода из режимов приёмки и отпуска

продукта. В режиме перекачки выбирается номер резервуара донора и номер резервуара

акцептора и соответствующий узел учёта. Оператор активизирует узел учёта УПВН в

котором контролируется состояние всех клапанов монифольда в закрытом состоянии.

Запускается электронасос и в течении нескольких секунд происходит открытие

соответствующих клапанов манифольда узла учёта. Продукт насосом из резервуара

донора в резервуар акцептор подаётся через массомер, тем самым определяется его

масса. Окончание процесса перекачки происходит автоматически по датчику

завоздушивания в газоотделителе.

Все указанные режимы, настройка и проверка точности узлов учета при выпуске

будут проводиться на заводе-изготовителе при выпуске из производства в соответствии

со схемой, приведенной на рис 12. Соответственно будет тестироваться программный

продукт для конкретного объекта, как сейчас производится тестирование точности

налива, программный продукт и контрольная сборка установок АСН. Окончательная

конфигурация состава системы управления должна производиться на объекте с учетом

всех местных условий и регламентов.

29

ВЫВОДЫ: 1. При строительстве нового объекта или капитальной модернизации старого

затраты уменьшаются на 30% за счет комплектной поставки оборудования,

отсутствия потребности строительства насосной станции и применения труб

меньшего диаметра.

2. Повышается точность и объективность учета.

3. Повышается контроль над процессами приемки, отпуска и хранения.

4. Повышается уровень автоматизации.

5. Снижается численность обслуживающего персонала.

6. Снижаются эксплуатационные расходы за счет снижения мощности

электродвигателей насосов.

7. Для реализации проекта на действующем объекте необходимо произвести

замену установок слива и установить узлы учета. В насосной соединить

трубопроводы согласно схемы и заблокировать существующие насосы.

8. Внутренние перекачки осуществляются в режиме перекачки одного

продукта из одного резервуара в другой.

9. Вопросы включения склада нефтепродуктов в информационную сеть

компании решаются при заключении договора.

10. Разработку проекта конкретного объекта обеспечивает ОАО «Промприбор»

или другие организации под контролем наших специалистов.

11. Базовое оборудование: насосы, установки слива, установки налива, ряд

приборов систем безопасности, оборудование для метрологического

обеспечения в настоящее время выпускается серийно.

Генеральный директор ОАО «Промприбор» Н.И. Кобылкин

Documents

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И … › images › innovacii › sliv_obzor › sliv_obzor.pdf · 2020-01-13 · 3 Ккав – кавитационный