книги из ГПНТБ / Глухов Л.Н. Подземные резервуары для светлых нефтепродуктов

дистанционного контроля и управления оборудованием, охранных устройств, пожарной сигнализации и т. д.

На одной из нефтебаз долгосрочного хранения выделен опыт­ ный участок, состоящий из наземных и подземных резервуаров, насосной, эстакады и различных схем трубопроводов, где наме­ чено провести комплексную механизацию и автоматизацию. В помещении насосной станции находится комната-диспетчерская, где запланировано установить центральный пульт управления, контроля и сигнализации (рис. 56).

Рис. 56. Примерный план оборудования диспетчерского пункта управле­ ния, контроля и сигнализации.

1 — пульт управления электродвигателей насосов; 2 — пульт контроля и сигнализа­ ции уровня в резервуарах; з — коммутатор диспетчерской на 22 номера; 4 — блок пи­ тания (постоянный ток I а, напряжение 24 в); 5 — кросс (щит переключений с защитной полосой 50 х 2); в — усилитель мощностью 50 вт; 7 — релейный шкаф; 8 — стул дис­ петчерский; 9 — силовые шнафы; 10 — осветительные щитки; 11 — шкаф вводной с уче­ том на две линии; 12 — место установки магнитных пускателей; 13 — трансформатор

220/127 в; 14 — предохранитель; 15 — пакетный выключатель — 220 в.

Дистанционное управление предполагается осуществить над электродвигателями насосов, вентиляторов и задвижек.

На пульте устанавливаются приборы, позволяющие проводить дистанционный контроль уровня продукта или воды в резервуа­ рах; давления продукта или воды в патрубках насосов; вакуума во всасывающих патрубках насосов; температуры сальников, подшипников, корпусов электродвигателей насосов, а также тем­ пературы воды в системе вакуум-насосов и воздуха в помещении насосной станции; вибрации насосов; концентрации паров бен­ зина в насосной станции.

102

Приборы аварийно-свето-звуковой сигнализации также разме­ щаются на пульте управления. Они подают сигналы о неисправ­ ностях и предельных значениях электродвигателей насосов; задвижек с сигналами «открыто», «закрыто», «отключено»; при­ боров уровня воды в пожарных резервуарах и продукта в емко­ стях-хранилищах; сигнализаторов предельной температуры в кон­ трольных точках; приборов предельной концентрации паров бен­ зина в насосной и газоанализатора.

Работы по оборудованию пульта управления, контроля и сиг­ нализации намечается вести по мере поступления от промышлен­ ности аппаратуры и приборов. На основании испытаний будут сделаны окончательные рекомендации по широкому внедрению автоматических схем и ряда приборов на других нефтеба­ зах.

Большое значение при автоматизации технологических про­ цессов имеют автоматически действующие задвижки с электро­ приводами во взрывобезопасном исполнении.

Отечественной промышленностью налажен серийный выпуск задвижек с электроприводами для использования их на системах водоснабжения и канализации. На многих базах эти задвижки были установлены в водонасосных станциях и водонапорных баш­ нях, что значительно облегчило труд эксплуатационного аппарата и повысило надежность и безаварийность работы оборудо­ вания.

Большие работы были выполнены по конструированию задви­ жек с взрывобезопасными электроприводами для бензо- и газопро­ водов. Последний образец такой задвижки был создан конструк­ торским бюро Гипронефтемаша. В ближайшее время намечено выпустить опытную партию этих задвижек. Незначительное уве­ личение габаритных размеров по сравнению с задвижками руч­ ного управления позволяет устанавливать электрозадвижки в су­

в первую очередь в опытной насосной станции и на основных коллекторах эстакады.

стерн нередко приводит к отравлению обслуживающего персонала парами нефтепродуктов особенно при работе с этилированными бензинами.

103

Большие неудобства связаны также с промывкой, пропаркой, сушкой и вентиляцией железнодорожных цистерн на пропароч­ ных пунктах.

Попытки усовершенствования эстакад путем применения более гибких шарнирных стояков, устройства зонтов, чтобы исключить попадание воды, и т. п. не решают всех вопросов нормальной экс­ плуатации.

Частичное упрощение эксплуатации достигается применением железнодорожных цистерн с нпжнпм сливом и верхним наливом. Еще большие возможности для комплексной механизации и авто­ матизации сливо-наливных операций открываются при исполь­ зовании железнодорожных цистерн, оборудованных нижним сли­ вом-наливом.

В 1958—1959 гг. ГПИ-6 были разработаны два проекта герме­ тического безэстакадного слива продукта из обычных железно­ дорожных цистерн, а также цистерн, оборудованных нижним устройством (рис. 57).

По этому предложению железнодорожные цистерны обору­ дуются герметической крышкой с сифонной трубкой на горловине, нижним сливо-наливным устройством, прибором с вращающи­ мися элементами для разогрева нефтепродуктов, специальным при­ бором для регулирования сливо-наливных операций. Назначение сифонной трубки в горловине цистерны заключается в том, чтобы ограничивать уровень взлива путем сброса излишнего продукта

впереливной коллектор и автоматического прекращения налива,

атакже принимать газовую смесь из заполняемого резервуара при сливе цистерны и вытеснять ее в резервуар пз цистерны при наливе.

Нижнее сливное устройство состоит из приемо-раздаточной трубки с запорными кранами. Запорные краны находятся в герме­ тически закрытом кожухе с двумя крышками: верхней — для открывания крана и торцовой — для подсоединения розетки со шлангами. Кроме того, торцовая крышка герметически закрывает сливо-наливную циркуляционную и сифонную трубки

Прибор с вращающимися элементами состоит из трубки с ко­ ническими соплами (типа Сегнерова колеса) для циркуляционного подогрева, промывки, пропарки, сушки и вентиляции цистерны. При нагнетании в трубку жидкости, пара или воздуха элемент приходит в движение, образуя поток вращающихся в разных направлениях и плоскостях струй.

Специальный регулирующий прибор представляет собой ци­ линдр из трубы с камерами, к которым подсоединяются гибкие шланги и трубопроводы от коллекторов. Прибор предназначается

для производства сливо-наливных операций и автоматического прекращения налива.

С освоением электрозадвижек на переливной трубе вместо прибора можно установить гидравлический выключатель тока, который при сбросе избытка продукта из цистерны замкнет кон-

104

труба и шланг для перекачки газовой смеси из цистерны в резервуар пли из резервуара в цистерну и перелива избыточного продукта при на­ ливе в цистерну; III — труба и шланг для контроля уровня взлива продукта^ IV — уравнительная труба; ' V — зачистная труба. 1 — электрозадвижки; 2 — задвижки, вентили и краны; з — насос; 4 — железнодорожная цистерна; 5 — резервуары; б — зачистная цистерна.

такты выключателя и закроет задвижку па сливо-наливнои трубе.

Предлагаемая система безэстакадного герметичного сливаналива железнодорожных вагонов-цистерн со стационарными сливо-наливными устройствами имеет ряд преимуществ. Она ис­ ключает потери нефтепродуктов от испарения, так как при на­ ливе цистерн вся вытесняемая газовая смесь направляется в ре­ зервуар, из которого выдается продукт, а при сливе из цистерн (налив резервуара) она поступает из резервуара в герметически закрытую цистерну. Такой принцип работы называется методом замещения объемов.

При этой схеме гарантируется наполнение цистерн без пере­ ливов продукта п исключается обводнение продукта атмосферными осадками и влажным воздухом. Трудоемкая и опасная работа по заправке шлангов и подогревательных устройств совершенно упраздняется.

Герметический слив-налив железнодорожных вагонов-цистерн не требует строительства дорогостоящих эстакад и уменьшает количество обслуживающего персонала, улучшая условия его труда. По предварительным экономическим подсчетам затраты на оборудование одной цистерны составляют около 2000 руб. Они окупаются после 14 оборотов цистерны только за счет экономии от уменьшения потерь продукта, не говоря уже об экономии от сокращения обслуживающего персонала и капитальных затрат на строительство эстакад.

Учитывая, что в ближайшие годы Министерство путей сообще­ ния намечает переоборудовать цистерны для светлых нефтепро­ дуктов на нижний слив-налив, авторы считают целесообразным одновременно оснастить цистерны подогревательными устрой­ ствами и газовой обвязкой.

Использование герметичного безэстакадного слива-налива на нефтебазах позволит резко сократить непроизводительные потери нефтепродуктов и осуществить автоматическое управление сливо­ наливных операций.

Один из необходимых элементов автоматизации налива нефте­ продуктов — это прекращение его при достижении предельного уровня в железнодорожных цистернах. Для железнодорожных цистерн с верхним сливом разработан проект механических при­ боров «стоп-налив». Однако широкое использование этих приборов требует значительных затрат на их изготовление. Так, стоимость механического прибора — около 15 тыс. руб., а вес — 20 кг. Ввиду сложности устройства и эксплуатации не нашли также

тока (рис. 58).

106

Гидравлический выключатель тока (предложение С. Я. Бортаковского) состоит из трубки с цилиндрическим наконечником,

вкоторой находятся два изолированных электропровода, имеющих

внижней части оголенные контакты. Наконечник заполняется незамерзающей токопроводящей жидкостью (водный раствор хло­

ристого кальция), а трубка — жидким изолятором (трансформа­ торное масло или керосин).

Рис. 58. Устройство для автоматической остановки налива цистерн при помощи гидравлического выключателя тока.

I — схема установки прибора в цистерне; II — начальное положение прибора; III — конечное положение прибора. 1 — отверстие для выхода газов; 2 — электропровода к реле для включения электродвигателя задвижки и размыкания цепи гидравлического выключателя тока; з — трубка диаметром 1/4"; 4 — диэлектрик; 5 — электрические кон­ такты; 6 — токопроводящая жидкость.

Выключатель опускают в горловину цистерны ниже уровня взлива. При наполнении цистерны выше наконечника продукт через отверстия в трубке давит на токопроводящую жидкость, которая поднимает изолятор. Когда токопроводящая жидкость достигает уровня оголенных проводов, замыкается электрическая цепь, а через пусковое реле автоматически закрывается электро­ задвижка и отключаются электродвигатели насосов.

При подъеме трубки или уменьшении взлива продукта в ци­ стерне изолятор собственным весом вытесняет продукт из ци­ линдра, заполняя его токопроводящей жидкостью, и закрывает оголенные провода, размыкая тем самым электрическую цепь.

107

Большое значение для удешевления стоимости хранения нефте­ продуктов имеет автоматизация подсобных работ на нефтебазах и в первую очередь охранных мероприятий. За последнее время на нефтебазах внедряется автоматическая фотоэлектронная сиг­ нализация, которая обеспечивает надежную охрану большой территории и резко сокращает расходы на содержание многочис­ ленного персонала.

Принцип работы фотоэлектронной сигнализации заключается в подаче осветителем постоянных лучевых сигналов и в приеме

Рис. 59. Принципиальная схема автоматической фотоэлектронной сигна­ лизации.

1 — щит приема сигналов; 2 — сдвоенные осветительные шкафы; з — осветительный шкаф; 4 — сдвоенные приемные шкафы; 5 — приемный шкаф; 6 — красный сигнальный фонарь; 7 — жила питания шкафов; 8 — жила обогрева шкафов; 9 — нулевая жила; 10 — телефонная линия; 11 — исполнительная кабельная жила.

их специальными устройствами (рис. 59). Невидимые световые лучи пропускаются на разных уровнях: первый — на высоте 0,2—0,4 м, второй — 1,1 — 1,4 м. При пересечении нарушителем световых лучей срабатывает фотоэлемент в приемном устройстве, передавая звуковой или световой сигнал на пульт управления. Максимальное расстояние расстановки осветителя и приемного устройства 250 м, поэтому по периметру ограждения необходимо устанавливать несколько приборов. Пробные испытания фото­ электронной сигнализации прошли успешно. Комплексная меха­ низация и автоматизация трудоемких работ на нефтебазах дадут значительный экономический эффект народному хозяйству.

108

Некоторые особенности хранения на нефтебазах вязких нефтепродуктов

Одним из самых актуальных, но, можно сказать, нерешенных вопросов эксплуатации баз являются сливо-наливные операции и хранение вязких нефтепродуктов. Вследствие малой подвиж­ ности (большой вязкости) этих нефтепродуктов (дизельное то­ пливо, минеральные масла и мазуты) слив их из железнодорожных цистерн в зимнее время очень сложен.

Чтобы слив вязких нефтепродуктов стал возможным, приме­ няются различные способы подогрева их. Чаще всего используют котельный пар. Однако при этом расходуется большое количе­ ство пара и не исключено обводнение продукта. Подача пара для разогрева мазута ведется открытым, а для остальных нефтепродук­ тов — закрытым способом по специальным трубчатым подогрева­ телям, которые разделяются на секционные и змеевиковые. Сек­ ционные подогреватели, как правило, устанавливаются стацио­ нарно в резервуарах-хранилищах.

Для подогрева нефтепродуктов в железнодорожных цистернах, которые не оборудованы стационарными устройствами для подо­ грева, применяются переносные змеевиковые пароподогрева­ тели.

Другие методы подогрева с использованием электрических приборов сопротивления, индукционных и высокочастотных (диэлектрических) подогревателей изучены недостаточно и прак­ тически не применяются.

За последнее время начал распространяться метод циркуля­ ционного подогрева вязких нефтепродуктов. Сущность этого метода (горячего разяыва) заключается в разогреве однородного продукта, подаваемого в емкость под высоким давлением и предва­ рительно разогретого до температуры 80—100°. Циркуляционный подогрев ведется по замкнутой схеме: емкость — насос — тепло­ обменник — емкость.

На рис. 60 показана принципиальная схема циркуляционного подогрева в резервуарах и цистернах, на рис. 61 и 62 — конструк­ ции специальных подогревателей.

Первые порции продукта подогреваются в цистерне специальной паровой колонкой, затем насосом высокого давления (10—25 ат) подаются в теплообменник, где подогреваются и снова нагнетаются в цистерну пли резервуар для смешения с холодным продуктом. В дальнейшем продукт из емкости засасывается насосом, часть его направляется для повторной циркуляции, а другая часть — в хранилище (при приеме) или в цистерну (при отпуске). Циркуля­ ционный метод еще не применялся на нефтебазах, хотя он широко использовался для подогрева растительных масел и некоторых продуктов химической промышленности. Существует ошибочное мнение, что циркуляционный подогрев — неэффективный и гро­ моздкий метод. Однако опыты по эксплуатации циркуляционного

109

подогрева на существующих сливных фронтах и базах долгосроч­ ного хранения показывают обратное.

Этот метод более эффективен, чем подогрев трубчатыми паро­ подогревателям!. Действительно, производительность 1 м2 по­ верхности нагрева теплообменника в несколько раз выше произ­ водительности 1 .и2 поверхности трубчатых подогревателей, так как в теплообменнике выше коэффициент теплопередачи. При циркуляционном подогреве значительно интенсивнее конвекцион­ ный обмен тепла в самой емкости, так как горячий продукт ак­ тивно перемешивается с холодным.

Рис. 60. Принципиальная схема подо­ грева вязких нефтепродуктов методом циркуляции.

1 — вагон-цистерна; 2 — основной насос; з — теплообменник; 4 — резервуарная емкость;

.5 — насос циркуляционного подогрева.

Что касается потерь тепла в циркуляционных трубопроводах, то они примерно равны потерям в паропроводах.

Применяемый в настоящее время для циркуляционного подо­ грева в цистернах брандспойт (напорная труба с наконечником) не обеспечивает хорошего перемешивания горячего продукта с хо­ лодным, поэтому приходится постоянно поворачивать и опускать его в цистерну.

ГПИ-6 разработаны специальные циркуляционные подогре­ ватели с вращающимися головками, используемые для подогрева нефтепродуктов в резервуарах и цистернах.

Прибор для железнодорожных цистерн состоит из внутрен­ него и наружного цилиндров и головки с коническими насадками. Разогретый в теплообменнике продукт подается в цистерну по внутреннему цилиндру; под действием сил реакции начинает вращаться головка, которая создает поток вращающихся струй и, опускаясь вниз по мере разогрева продукта, увеличивает рас-

110