книги из ГПНТБ / Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах

ских испытаний можно сделать вывод, что принцип, положенный

в основу конструкции, а именно: разделение газгольдера на два

равномерных отсека эластичной подвижной мембраной, а также

использование в качестве пригрузки мембраны давления, созда­ ваемого вентилятором, оказался приемлемым. По-видимому, та­

кая система имеет перспективы и требует правильного конструк­

тивного оформления.

ГЛАВА 6

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКЛАДОВ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

Налив пожаро- и взрывоопасных продуктов в железнодорожные цистерны

Налив пожаро- и взрывоопасных продуктов в железнодорож­

ные цистерны является трудоемкой и опасной работой. Это объ­ ясняется главным образом несоответствием уровня организации

работы по наливу и степени автоматизации, оснащения и конст­

рукции наливных эстакад непрерывному росту грузооборота ука­

занных продуктов.

Между тем опыт передовых нефтеперерабатывающих и нефте­

химических предприятий уже в настоящее время позволяет зна­

чительно улучшить условия труда и повысить безопасность сливо­ наливных операций.

Для предотвращения перелива продукта при наливе его в же­

лезнодорожную цистерну, а также улучшения условий труда об­ служивающего персонала применяется пневматический ограничи­

на рабочую жидкость, которая, отжимая запорный шарик, нахо­

дящийся в гнезде 5 (шарик на рисунке не показан), перетекает

из-под поршня через верхнее отверстие в пространство над порш­

нем. При полном открытии задвижки 1 усилие на рычаг снимает­

ся. При этом запорный шарик под действием возвратной пружины

и давления жидкости над поршнем закрывает гнездо мембранно­

го клапана, предотвращая обратное протекание рабочей жидко­

290

и шток передается на запорный шарик, отжимая его от гнезда и

открывая отверстие клапана для перетока рабочей жидкости.

Поршень гидравлического цилиндра перемещается вверх, а под действием пружины 2 закрывается задвижка.

Ограничитель оборудован аварийной стоп-кнопкой для прекра­ щения налива и закрытия задвижки в любое время наливной

Рис. Ѵ.13. Пневматический ограничитель налива легковоспламеняющихся жидко­ стей в железнодорожные цистерны:

1 — задвижка; 2 — пружина; 3 — рычаг установки ограничителя в рабочее положение и для открытая задвижка; 4 — гидроцилиндр; 5 — гнездо для запорного шарика; 6 — стояк; 7 —ры­ чаг мембранного клапана; 8 — мембрана; 9 — датчик предельного налива; 10 — соединитель­ ные шланги; // — железнодорожная цистерна; /¿ — трубопровод для налива нефтепродуктов.

операции. Ограничитель налива данной конструкции имеет сле­

дующие преимущества:

не требует источников питания;

пригоден для налива всех нефтепродуктов;

монтируется на задвижке, имеющейся на наливном устройстве

эстакады, и поэтому не требует дополнительного переоборудова­ ния эстакады с применением огневых работ;

имеет небольшие размеры, относительно легко монтируется на

задвижке.

Рязанский филиал СКВ АНН разработал и изготовил пневма­

тический ограничитель уровня налива железнодорожных цистерн ПОУН-1. Прибор конструктивно прост, удобен в эксплуатации и не требует электропитания или подвода сжатого воздуха. Прибор

устанавливается вместо запорной задвижки, автоматически пере­

крывая поток наливаемой жидкости при определенном уровне в цистерне.

Схема монтажа пневматического ограничителя уровня налива

ПОУН-1 показана на рис. V.14. Работоспособность прибора и его соответствие требованиям эксплуатации проверялись на Рязан­

ском, Полоцком и других нефтеперерабатывающих заводах. При­

бор выдержал испытания и показал хорошую работу.

Рис. V.14. Схема расположения узлов пневматиче­ ского ограничителя налива ПОУН-1:

I — ограничитель уровня; 2 — наливной стояк; 3 — датчик уровня; 4—железнодорожная цистерна; 5 —эстакада:

6 —- коллектор.

За рубежом предложены приборы для ограничения уровня на­

лива, основанные на применении электроники или на использова­

нии потока радиоактивного излучения, проникающего через ци­ стерну на определенной ее высоте. Имеются также ограничители налива цистерн, использующие в качестве чувствительного эле­

мента поплавковые устройства. Однако их применение ограниче­

но, и, по-видимому, в нашей сегодняшней практике следует ориен­

тироваться на описанные выше конструкции.

292

Механизация и автоматизация наливных операции

Налив легковоспламеняющихся жидкостей в железнодорожные

проводил эксперименты по определению влияния различной дли­

ны шланга на величину потерь от испарения при наливе желез­

нодорожных цистерн. При наливе бензина открытой струей шланг

опускается на 0,8—1,0 м в горловину цистерны (обычное поло­ жение шланга при наливе цистерны, принятое на нефтеперераба­ тывающих заводах и наливных пунктах).

Из данных экспериментов следует, что при наливе цистерн

открытой струей потери возрастают в среднем в 3,8 раза по

сравнению с наливом под уровень и могут быть значительными,

даже в зимнее время достигая 40—45 кг на одну цистерну. Не­

зависимо от этого правила защиты от статического электричест­ ва запрещают налив легковоспламеняющихся жидкостей падаю­

щей струей.

эстакадах только ограничителей уровня освобождает наливщиков

от наблюдения за заполнением цистерны, однако тяжелые опера­

ции, связанные с опусканием и подъемом шлангов, замером уровня и отбором проб, сохраняются. Кроме того, большое число ограничителей усложняет их обслуживание и увеличивает веро­ ятность отказа их в работе, что влечет за собой перелив цистерн.

По этим соображениям трудно переоценить значение способа

бесшлангового налива светлых нефтепродуктов, внедренного на

Пермском нефтеперерабатывающем заводе.

Устройство бесшлангового налива светлых нефтепродуктов со­

стоит из ограничителя уровня типа ПОУН-1 и телескопических

наливных стояков. Принципиальная схема этого устройства приве­

дена на рис. V.15. Датчик уровня 15 кольцевого сечения надевает­ ся на телескопическую алюминиевую трубу 10 стояка. Телеско­

пический стояк состоит из неподвижной стойки 5, в которую через

сальник вставлена поворотная угловая труба 6, шарнирно соеди­

ненная с трубой 7 и телескопом 9. Трубы 6 и 7 образуют шарнир­

ный трубопровод, обеспечивающий перемещение телескопа вдоль

эстакады на расстояние около 5000 мм. Это позволяет осущест­

влять налив маршрутов, составленных из цистерн различных ти­

пов. Тележкой 13 и механизмом продольного перемещения 12 те­

лескоп перемещается вдоль эстакады.

Ниже приведена последовательность работы устройства. Вра­

щением маховика механизма продольного перемещения 12 теле­

скопический стояк перемещается вдоль эстакады и устанавливает­

ся над горловиной цистерны. Рукояткой лебедки И телескопиче­

ская труба 10 вместе с датчиком уровня 15 опускается в горлови­

ну цистерны. Траверса 14 датчика уровня ложится на кромки

горловины и фиксирует датчик на заданном уровне, а телескопи­

средств налива в люк цистерны; автоматическую герметизацию люка наливаемой цистерны;

автоматическое прекращение налива при достижении заданного

уровня;

автоматическое опорожнение внутренней полости наливного

стояка от остатков жидкости;

механизированный возврат оборудования наливной установки

в первоначальное положение.

294

Управление механизмами производится оператором со специ­ ального пульта управления, который помимо кнопок управления

содержит лампы сигнализации режима работы основных узлов установки.

Прошла испытания установка АСН-15, являющаяся вариантом нижнего фронтального налива.

Нижний налив потенциально экономичнее верхнего, однако его преимущества могут быть реализованы лишь в условиях об­

служивания цистерн с нижним приводом сливных приборов. При

наливе таких цистерн не нужно открывать (закрывать) крышки люков, исключается подъем рабочих на цистерну, излишни верх­ ние строения (эстакады). Автоматически обеспечивается герме­

тизация налива, исключается облив наружной поверхности

цистерн, а также попадание в продукт атмосферных осадков и гря­

зи. Сокращается численность обслуживающего персонала, облег­ чаются условия труда, повышается культура и безопасность труда.

Следует отметить, что возможности дальнейшего совершенст­

вования верхнего налива практически исчерпаны. Основные опе­

рации процесса могут быть автоматизированы, но приемлемое решение механизации открытия и закрытия крышек цистерн пред­

ставляется технически сложным и неэкономичным. В то же время многие известные варианты нижнего налива имеют значительные неучтенные резервы дальнейшего совершенствования.

Вкачестве средств контроля за наполнением цистерн наиболее

экономично использование датчиков уровня жидкости. При ниж­

нем наливе среди датчиков уровня потенциально перспективными

представляются радиоизотопные датчики, которым присущи про­ стота, надежность и универсальность. При верхнем автоматизиро­ ванном наливе дает определенный эффект применение герметизи­

рующей крышки, что создает избыточное давление паров и существенно сокращает потери светлых нефтепродуктов от испаре­

ния. При нижнем наливе перенос привода клапана вниз позволя­

ет наливать цистерну с закрытым люком.

Влитературе имеются описания зарубежных герметических

систем автоматизированного налива железнодорожных цистерн.

В Вобурге (ФРГ) на нефтеперерабатывающем заводе постро­ ен автоматизированный пункт налива железнодорожных цистерн

производительностью 12 000 т/сут. Налив цистерн, подаваемых со­ ставами из 10 вагонов, осуществляется одновременно на четырех

путях. Объем налива определяется автоматически путем взвеши­

вания цистерны на весовой платформе. Смена обслуживается двумя операторами и двумя разнорабочими. Отгрузка нефтепро­

дуктов с заводов составляет 4 млн. т/год, из них 50—70% пере­

возится железнодорожными цистернами. Резервуарный парк заво­

да имеет емкость 925 тыс. м3.

По другим данным [59], австрийская фирма «Элин—Унион»

разработала два варианта автоматического контроля налива неф­

ти и нефтепродуктов в железнодорожные цистерны: по объему

продукта, протекающего через наполняющую трубу, и по весу.

При наливе продукта по первому варианту контроль осуществля­

ется объемными счетчиками, при этом вычислительное устройство

рассчитывает вес с учетом колебаний температуры и плотности.

При наливе продукта по второму варианту налив контролируется

весами. При достижении заданного веса продукта в цистерне на­

лив автоматически прекращается. Управление наливом осущест­

вляется из застекленной аппаратной, с пульта, находящегося на

уровне горловины цистерн. Такое расположение пульта управ­ ления обеспечивает широкий обзор цистерн и их горловин.

Прежние конструкции наливных эстакад предусматривали

двусторонний налив нефтепродуктов в железнодорожные цистер­

ны только определенных типов. Для перехода с эстакады на ци­

стерну операторы пользовались откидными трапами, которые в

рабочем положении опираются на боковые мостики или лестницы

котла цистерны. Однако нормальное положение откидного трапа

не всегда возможно осуществить. Если под наливом находится нестандартная цистерна, то бывают случаи, когда трап распола­ гается под большим углом (до 45°). Если же цистерна не имеет

бокового мостика, то трап не имеет упора и опирается на кривую скользкую поверхность котла и становится явно неустойчивым.

В таких случаях переход на цистерну не безопасен, особенно в

гололед.

Для предотвращения несчастных случаев при выполнении опе­

раций по наливу нефтепродуктов работниками Урало-Сибирского управления нефтепроводами осуществлена реконструкция эстакад.

Вместо откидных трапов по всей длине эстакады навешиваются

выносные площадки с максимальным приближением их к вагоно-

цистернам, допускаемым § 15 «Правил технической эксплуатации железных дорог». Ширина выносных площадок составляет от 1100 до 1250 мм, длина 6000 мм, шаг между площадками 6300 мм. Расстояние от края выносной площадки до котла вагоно-цистерн

различных типов составило 100—300 мм, что обеспечивает без­

кидными.

Переход наливщика на цистерну становится возможным толь­

ко после того, как будет откинута специальная щеколда, фикси­

руемая в горизонтальном положении стопором. В местах перехо­

да имеются перила. Достоинством данной конструкции выносных

площадок является сравнительно небольшой расход металла, од­

нако к ним требуется точная подача вагоно-цистерн. Этот недо­

статок устранен при реконструкции нескольких наливных эста­

кад. Здесь выносные площадки установлены без разрывов по всей

длине эстакады.

В связи с ростом автомобильных перевозок нефтепродуктов

задача обеспечения безопасности налива их в автоцистерны так­

296

же приобретает важное значение. Институтом ВНИИКАнефтегаз разработана установка герметизированного налива автоцистерн с

дистанционным управлением АСН-12, основанная примерно на том же принципе, что и установка ACH-14.

Конструкция и схема действия установки АСН-12 описаны в

литературе, к которой и отсылается читатель.* Здесь интересно привести только порядок отпуска нефтепродуктов, применяемый

на этой установке.

Диспетчер определяет и устанавливает на пульте управления

наливом дозу, которую следует отпустить в данную автоцистерну, и нажимает на кнопку «пуск». Одновременно водитель автоци­ стерны, установив на посту налива автоцистерну и заземлив ее,

заправляет наливной патрубок датчика налива в горловину ци­

стерны и с помощью захватов герметизирует горловину ци­

стерны. Далее он вставляет переданный ему диспетчером ключ в гнездо клапана-дозатора и открывает его, после чего продукт на­

чинает поступать в автоцистерну. На пульт поста управления на­

ливом передается информация о количестве отпущенного продук­

та. После отпуска заданной дозы продукта налив автоматически прекращается. В том случае когда в автоцистерну не вмещается

заданное количество продукта, при достижении в автоцистерне предельного уровня срабатывает датчик и налив прекращается. Экстренное прекращение налива может производиться кнопками

«стоп», размещенными на пульте управления наливом и на кла­

пане-дозаторе.

Для отвода паровоздушной смеси в газовую магистраль имеет­

ся специальная газоотводная линия, один конец которой соединен

со штуцером герметизирующей крышки, а на другом конце уста­

новлен обратный клапан с огневым предохранителем. На герме­

тизирующей крышке установлен предохранительный клапан, от­ регулированный на давление 0,15 кгс/см2.

Опытный образец установки АСН-12 прошел промышленные испытания, принят межведомственной комиссией и рекомендован

к серийному производству.

Внедрение установок АСН-12 в эксплуатацию сократит потери

светлых нефтепродуктов от испарения при наливе автоцистерн и

повысит безопасность работы по наливу.

Зачистка железнодорожных цистерн и мазутных резервуаров

Зачистка железнодорожных цистерн и других емкостей от

остатка продукта является тяжелой и трудоемкой операцией. На

многих нефтехимических производствах эта работа осуществляет-

* См., например, Губин В. Е. Слив и налив нефтей и нефтепродуктов. Μ., «Недра», 1972. 193 с.

297

ся вручную или с применением несовершенных приспособлении. Часто операция завершается уборкой остатка черпаками с исполь­

зованием ветоши, при этом рабочий находится внутри емкости.

Между тем на железнодорожных промывочно-пропарочных стан­

пературе воды до 100oC. Расход воды составляет 15—25 м3/ч, а

эффективная дальность действия струи — 8—10 м. Вес прибора —

8 кгс. Продолжительность промывки зависит от характера и ве­

личины остатка продукта. Цистерны из-под сырой нефти, мало­

вязких мазутов и масел промываются за 10—15 мин, цистерны

298

модернизированного прибора OK-ЦНИИ, рассчитанного на рабо­

ту при давлении до 30 кгс/см2. При таком давлении промывной воды отпадает необходимость в предварительной пропарке ци­ стерны.

Детальное изучение механизма образования осадков в резер­

вуарах часто позволяет находить технические решения, исклю­

чающие их накопление.

Например, практика эксплуатации мазутных резервуаров по­

казывает, что на их днищах с течением времени накапливается

осадок, который сокращает полезную емкость резервуаров и за­

трудняет их эксплуатацию. Осадок содержит в основном карбе­

ны, карбиды, асфальтены и смолы. Размер осадка в резервуарах зависит от продолжительности хранения мазута, геометрических

размеров резервуара, расположения приемо-раздаточных патруб­

ков, частоты и режима подогрева мазута и особенностей его со­ става. Известно, что чем больше площадь днища резервуара, тем интенсивнее идет процесс накопления осадка. Это объясняется

тем, что в удаленных от приемо-раздаточных патрубков местах

не происходит смывания осадков за счет энергии струи закачи­ ваемого или выкачиваемого мазута.

Кроме механического оседания твердых частиц, содержащихся в мазуте, происходит и их новообразование, особенно карбоидов.

Интенсивность новообразования карбоидов повышается с повы­

шением температуры. Более резкое увеличение содержания карб­ оидов наблюдается в слоях, непосредственно граничащих с па­ ровыми подогревателями. Со временем, особенно при подогреве,

накопившийся осадок уплотняется.

Периодическая зачистка резервуаров от донных отложений приводит к значительным затратам средств и потере топлива.

Кроме того, загрязняются окружающая территория, атмосфера и водоемы.

Для ликвидации недостатков, присущих способу хранения ма­

зута в резервуарах с паровыми подогревателями, в ВНИИСПТ-

нефти разработана система, обеспечивающая подогрев мазута в

резервуарах и не допускающая при этом накопления осадков. Си­

стема состоит из группы веерных кольцевых сопел, расположен­

ных на днище резервуара, обвязывающих их трубопроводов, фильтра и запорной арматуры. Подогрев мазута и предотвраще­

ние накопления осадков осуществляется горячим мазутом, зака­

чиваемым в резервуар через веерные кольцевые сопла. Струи го­

рячего мазута, выходящие с повышенной скоростью из веерных

сопел, распространяются по днищу резервуара, смывают осадок,

взвешивают его в основной массе мазута и одновременно нагре­

вают мазут равномерно во всем объеме. Взвешенный осадок вы­

качивается из резервуара вместе с мазутом.

299