Сливно-наливные и раздаточные устройства для нефти и нефтепродуктов

 

Устройства для слива и налива железнодорожных цистерн

 

В практике эксплуатации нефтебаз применяют различные системы слива и налива нефти и нефтепродуктов в железнодорожные цистер­ны, которые подразделяются на две основные группы. К первой группе относится принудительный способ слива - налива при по­мощи насосов. Ко второй группе относится самотечный слив - налив. Слив и налив при помощи насосов применяют, когда по условиям рельефа местности, расположения резервуаров и схемы коммуника­ции трубопроводов исключается применение самотечного слива — налива.

На рис. 3 приведены схемы слива — налива железнодорожных цистерн.

На рис. 3, а показана схема, когда откачка и закачка нефте­продукта производится при помощи насоса. При этом способе закачку и откачку производят как через верхнюю горло­вину цистерны, так и через нижний сливной прибор. По этому при­знаку различаются верхний и нижний слив — налив. При верхнем сливе (в случае применения несамовсасывающих центробежных на­сосов) для создания разрежения во всасывающей линии при первона­чальном ее заполнении из верхней точки сливной трубы откачивают воздух при помощи вакуум-насоса. К самотечному сливу относятся: самотечно-герметичный слив, самотечно-сифонный слив, открытый и закрытый самотечный слив.

На рис. 3, б представлена схема самотечно-герметичного слива, осуществляемого через нижний сливной прибор, и самотечно-сифонного слива, осущест­вляемого через горловину железнодорожной цистерны. В этом слу­чае резервуар располагают на более низких отметках по отношению к железнодорожной цистерне и слив осуществляют за счет гидроста­тического напора, т. е. разности уровней жидкости в сливаемой и наливаемой емкостях. Эта схема трубопроводов от предыдущей отличается лишь отсутствием насоса.

Схема открытого самотечного слива (см. рис. 3, в) отличается тем, что слив из железнодорожной цистерны осуществляют через сливной прибор по переносным лоткам, откуда нефтепродукт поступает в желоб и далее по отводной трубе в сливной («нулевой») резервуар, из которого он перекачивается в основные резервуары нефтебазы. В связи с тем, что система эта является негерметичной и представляет известную пожарную опасность, ее применяют в основном для слива мазута.

Рис. 3.Схемы слива — налива железнодорожных цистерн:

а —при помощи насоса; б — самотечно-герметичный и самотечно-сифонный слив; в — самотечно-открытый слив; г — самотечно-закрытый слив; 1 — резервуар; 2 — насос; 3 — отводная труба; 4 — коллектор; 5 — сливной стояк; 6 — сливная труба; 7 — сливной при­бор; 8 — гибкий шланг; 9 — цистерна; 10 — вакуумная труба; 11 — вакуумный коллектор; 12 — лоток;

13 — открытый желоб; 14 — отводной канал (труба); 15 — сливное устройство (прибор); 16 — закрытый желоб; 17 — газоотводная труба;

 

Закрытый самотечный слив (см. рис. 3, г) производят также через нижний сливной прибор и герметичное устройство, присоединяемое к закрытому межрельсовому желобу, из которого нефтепродукт откачивается насосом в резервуары нефте­базы.

Известны и другие способы слива, например, самотечный слив под давлением, когда для ускорения слива в цистерне создается повышенное давление путем подачи сжатого воздуха, пара или инертного газа, а также принудительный слив при помощи погружного насоса, опускаемого внутрь цистерны. Способ слива выбирают в зависимости от сорта сливаемого нефтепродукта и типа подаваемых железнодорожных цистерн. Для легкоиспаряющихся нефтепродуктов применяют герметичный принудительный и самотечно-сифонный слив при подаче железнодорожных цистерн, не оборудованных нижними сливными приборами, и самотечно-герметичный слив через нижние сливные приборы; в этом случае налив производится также через

Эти приборы. Для нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки паров

120° С и ниже применяют закрытые сливно-наливные устрой­ства в виде систем трубопроводов и герметичных каналов. Для нефте­продуктов с температурой выше 120° С и мазутов допускается при­менять открытые сливные устройства в виде сливных межрельсовых или боковых желобов и лотков, перекрытых съемными плитами из несгораемых материалов.

Число подаваемых в сутки цистерн под слив или налив опреде­ляют для каждого сорта нефтепродукта, исходя из максимального месячного грузооборота в соответствии с графиком доставки — от­грузки (завоза — вывоза) нефтепродуктов на нефтебазу. При от­сутствии такого графика расчет суточной подачи цистерн ведут по среднемесячному грузообороту с коэффициентом 1,5, учитывающим неравномерность подачи железнодорожных цистерн на нефтебазу в течение расчетного периода (месяца). Число сливно-наливных уст­ройств определяют из условия слива — налива суточной подачи ци­стерн с нефтепродуктом данного сорта, для которого требуется мак­симальное число цистерн.

Слив или налив железнодорожных цистерн стремятся осущест­влять в возможно короткое время, чтобы не задерживать подвижной состав. Предельные сроки слива и налива цистерн грузоподъемностью свыше 20 т, составляют 2 ч. Однако при сливе вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов из цистерн, которые требуется разогревать в холодный период года, отводится дополнительное время на разогрев, т. е. 2—10 ч. Для слива и налива одиночных железнодорожных цистерн (до трех цистерн) сооружают одиночные стояки, а для слива партий и целых маршрутов — одно­сторонние (для 3—6 цистерн) и двухсторонние (более 6 цистерн) сливно-наливные эстакады.

Железнодорожные эстакады сооружают для нефти, светлых и темных нефтепродуктов и масел, конструктивно различающихся в связи с особенностями слива этих нефтепродуктов. По характеру проводимых операций эстакады бывают сливными, наливными или комбинированными, т. е. когда они предназначены как для слива, так и для налива нефти и нефтепродуктов.

На рис. 4 показана комбинированная железнодорожная сливно-наливная эстакада, на которой осуществляется слив — налив нефтепродуктов нескольких сортов по самостоятельным сливно-наливным коллекторам, уложенным под эстакадой. В данном случае эстакада рассчитана на обработку цистерн, прибывающих без ниж­них сливных приборов, поэтому сливно-наливные операции осуще­ствляются через горловины цистерн.

Для облегчения работы эстакад применяют устройства, обеспе­чивающие легкое управление наливными стояками, предотвра­щающими переливы нефти и нефтепродуктов в процессе налива и т. д.

На рис. 5. показана механизированная наливная эстакада с уста­новками АСН-2 для герметичного верхнего налива вагоно-цистерн нефтью и светлыми нефтепродуктами. Эстакада снабжена гидроприводными механизмами для поворота, подъема и опускания стояков, атакже для установки герметизирующей крышки на люк цистерны во время заправки. Для автоматического герметичного налива в же­лезнодорожные цистерны нефти и легкоиспаряющихся светлых нефтепродуктов применяют установки АСН-14, разработанные ВНИИКАНефтегаз. Одиночный пост установки (рис. 6) при диа­метре стояка 150 мм обеспечивает производительность налива в 200— 300м³/ч, что дает возможность осуществить поочередный налив за 20—30 мин двух цистерн грузоподъемностью по 50, 60 и 120 т, находя­щихся на двух путях.

 

Вопрос 11 12 Рис. 4.Сливно-наливная железнодорожная эстакада (ком­бинированная)

Система АСН-14, устанавливаемая в центре эстакады на опорной трубе, состоит из датчика налива с герметизирующей крышкой 2, наливного стояка 6, пульта управления 10 и клапана-отсекателя 11. Наливной стояк НС-14 состоит из стальных труб, соединенных ме­жду собой герметичными шар­нирами 3. Для перемещения стояк оборудован тремя ги­дравлическими приводами: подъ­емным гидравлическим цилин­дром 8, механизмом 4 измене­ния вылета стояка и механиз­мом 9 поворота стояка. Подъем­ный гидравлический цилиндр оборудован защелкой, запира­ющей стояк в крайнем верхнем положении. Для автоматиче­ского выключения стояка после подъема и блокировки установ­лен концевой выключатель 7. На выходе газовой линии 5 стояка расположен огневой пре­дохранитель с обратным клапа­ном, пропускающим газовую смесь из цистерны только в га­зоуравнительную систему.

Рис. 5.Наливная эстакада:

1 — основной коллектор; 2 — элементы крепления стояков; 3 — напорный, сливной и дре­нажный трубопроводы гидравлической системы;

4 — трубопровод КИП и автоматики; 5 — подвесное устройство для крепления вспомогательных трубопроводов; 6 — трубопровод для отвода газовоздушной смеси; 7 — верхняя площадка обслуживания; 8 — переходной иостик;

9 — автоматизированный стояк налива АСН-2 с пультом управления и трубопро­водами подключений; 10 и 11 — железнодорожные цистерны; 12 — коллектор для слива нефти или нефтепродуктов из неисправных цистерн;

 

С целью дальнейшего усо­вершенствования наливных опе­раций ВНИИКАНефтегаз раз­работал комплекс верхнего автоматизированного налива железнодорожных цистерн под названием «КВАНТ», обеспечи­вающий поочередной герметизи­рованный налив железнодорожных цистерн, автоматически перемещаемых относительно на­ливных устройств при помощи лебедок. Комплекс «КВАНТ» состоит из блока управления, наливного и передвижного (маневренного) устройства. Маневренное устройство, пред-

назначенное для передви­жения маршрутов на станции, состоит из тяговой лебедки мощ­ностью 75 кВт, натяжной станции, блоков и буферной платформы, перемещаемой тяговой лебедкой при помощи стальных канатов, При передвижении буферная платформа автосцепкой входит в заце­пление с концевой цистерной и передвигает маршрут. Максимальное расстояние по перемещению маршрута 480—500 м. Максимальное усилие на тяговом канате 20 т, что обеспечивает перемещение марш­рута с 40 цистернами. Остановка очередных цистерн под наливными устройствами производится автоматически по сигналу фотоэлектрического датчика, действующего по принципу пересечения луча света котлом цистерны. Продолжительность цикла налива одной железно­дорожной цистерны составляет 10 мин. при производительности на­лива 650 м³/ч, а маршрута, состоящего из 80 цистерн, — 200 мин (при групповом наливе).

Рис. 6. Схема устройства одиночного поста автоматизированной системы нали­ва железнодорожных цистерн АСН-14:

1 — наливная (опорная труба;) 2 — датчик налива с герметизирующей крышкой ДН-14; 3 — шарниры; 4 — механизм изменения вы­лета стояка;

5 — газовая линия; 6 — налив­ной стояк НС-14; 7 концевой выключатель;

8 — подъемный гидравлический цилиндр; 9 — механизм поворота стояка; 10 — пульт управления ПУН-14; 11 — клапан-отсекатель КДП-14;

 

При сливе — наливе смазочных масел с целью защиты от непогоды (дождь, снег и т. д.) над эстакадами сооружают навесы. Для слива темных высоковязких нефтепро­дуктов (мазута) применяют эстакады, снаб­женные специальными лотками-желобами для нижнего слива. Объем желобов в некоторых случаях принимают равным объему маршрута цистерны, что обеспечивает слив темных неф­тепродуктов в минимальные сроки. Желоба размещают между рельсами. Для слива нефти в этом случае применяют герметизирующие приборы типа СПГ-200 (рис. 7).

Наливные эстакады для темных нефтепродуктов выполняют аналогично сливным, но без сливных желобов. Налив в этих случаях осуществляется через верхние наливные ус­тройства, обслуживаемые с эксплуатацион­ной площадки.

Поскольку большинство действующих цистерн для светлых нефтепродуктов не имеют нижних сливных приборов, нефтепродукты приходится сливать через горловины (верх­ний слив). Большая упругость паров легко-испаряющихся нефтепродуктов, например бензина создает некоторые трудности при си­фонном сливе их через верх горловины же­лезнодорожных цистерн. В жаркое время года при достаточно высокой температуре бензи­ла, достигающей 30—35° С, и нагретых комму­никаций сливных сифонных труб в практике наблюдаются срывы сифонов вследствие образования паровых пробок. При этом нарушается нормальная работа насосов и не обеспечивается выкачка всего продукта из цистерны. Поэтому наряду с усовершен­ствованием и модернизацией сливно-наливных устройств верхнего слива применяют усовершенствованные системы нижнего слива — налива, например система АСН-15. Система состоит из группы постов автоматизированного нижнего слива — налива, расположенных друг от друга на расстоянии 12 м и образующих сливно-наливной фронт. Каждый пост слива — налива состоит из установки типа АСН-7Б, электроприводной задвижки ЭКЛПЭ-200-16, датчика нижнего уров­ня ДНУ-1, датчика налива ДН-7 и пульта управления ПУН-7. Основной элемент поста установки АСН-7Б (рис. 8) состоит из Шарнирных элементов для перемещения труб в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Установка свободно вращается и разво­рачивается во время работы, присоединительная головка легко сты­куется со сливным патрубком цистерны. Все посты слива — налива связаны технологическими линиями с насосной станцией и резерву­арами, а электрическими линиями — с центральным пультом упра­вления. С центрального пульта управляют оперативными задвиж­ками, насосами, зачистной системой, светофором, принимают сигна­лизацию с фронта слива — налива и насосной. По окончании налива или слива задвижки закрываются автоматически.

 

 

Рис. 7.Сливной при­бор СПГ-200:

1 — герметизированный слив­ной желоб; 2 — механиче­ский клапан; 3 — гофриро­ванный рукав с присоеди­нительной головкой; 4 — за­кладная гильза;

5 — обойма

 

 

Рис. 8. Схема установки АСН-7Б:

1 — основание; 2 — труба коренная; 3 — шарнир горизонтальный;

4 —пружинное устройство; 5 — труба концевая;

6 — присоединительная головка; 7 — шарнир вертикальный;

 

Остатки продукта сливаются централизованно по команде с диспетчерского пульта. При диаметре труб поста 200 мм обеспечивается подача нефтепродукта в количестве 200 м³/ч.

При сливе высоковязких нефтепродуктов применяют установки АСН-8Б, оборудованные пароподогревом. Они отличаются от уста­новок АСН-7Б наличием цилиндрической паровой рубашки с необ­ходимыми обустройствами для подвода пара и отвода конденсата. Для одновременного слива — налива железнодорожных цистерн установки располагают вдоль эстакады, преимущественно через каждые 12 м. В отдельных случаях допускается размещать их через 6 м при подаче разнокалиберных цистерн для слива — налива их из любой точки сливно-наливного фронта — эстакады.