книги из ГПНТБ / Френкель Б.А. Автоматизация производственных процессов на московских нефтебазах

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ЦИСТЕРНЫ

При наливе железнодорожных цистерн необходимо внима­ тельно следить за их заполнением для избежания переливов, при­ водящих к потерям нефтепродуктов, загрязнению цистерн и тер­ ритории и создающих пожарную опасность.

Несмотря на большой опыт наливщиков, контроль за уровнем в цистернах при маршрутном наливе затруднителен особенно в ненастную погоду и в зимнее время.

Для облегчения налива на Чагинской нефтебазе были уста­ новлены ограничители налива, предохраняющие железнодорож-

Рис. 34. Схема установки ограничителей налива железнодорожных цистерн на наливной эстакаде.

о — импульсный патрон с противовесом; б — панель управления наливом; в — мембран­ ный запорный клапан.

ные цистерны от перелива. Ограничитель налива разработан СКВ АНН. Он представляет собой специальное устройство, входящее в состав оборудования наливной эстакады. При помощи ограничителя автоматически прекращается налив при заполне­ нии цистерн до заданного уровня.

• Применение ограничителей устраняет необходимость в непре­ рывном наблюдении за наливом цистерн, исключает переливы, нефтепродуктов, а также облегчает условия труда наливщиков.

Каждьий ограничитель обслуживает один наливной стояк и состоит (рис. 34) из следующих основных узлов: импульсного патрона с противовесом (а), панели управления наливом (б) и мембранного запорного клапана (в).

Для работы ограничителей требуется осушенный и очищенный сжатый воздух давлением 1,0—1,2 кГ/см2.

61

Чувствительным элементом прибора являются импульсный латрон и мембрана панели управления, соединенные между собой

162

Пневматическое управление осуществляется сжатым возду­ хом, который, действуя на мембрану 6, сжимает пружину 5 и через грибок 7 открывает клапан.

При ручном управлении клапан открывают вращением махо­ вика 1, в результате чего шпиндель 3 нажимает на втулку 4 пру­ жины, соединенную со штоком 8.

Закрытие клапана при пневматическом и ручном управлении осуществляется силой пружины 5.

Герметичность перекрытия достигается при помощи резинового уплотнения 10, укрепленного на плунжере.

Ряс. 36. Схема работы ограничителя налива железнодорожных цистерн.

Положение плунжера при наливе (а), оконченном наливе (б) а выключенном ограничи­

.переключатель панели управления; 4 — манометр; 5 — мембранный запорный клапан.

Для создания герметичности сальниковой набивки устана­ вливают смазочное устройство (лубрикатор) 9, при помощи ко­ торого в набивку периодически подается смазка под давлением.

Герметичность верхней полости мембранного привода дости­ гается установкой сальникового уплотнения 2.

Все подготовительные операции — заправка наливного ру­ кава, установка импульсного патрона с противовесом и включение ограничителя в работу — производятся вручную.

Работа ограничителя протекает так. Импульсный патрон устанавливают в горловине цистерны на заданном уровне и урав­ новешивают противовесом, находящимся снаружи горловины. По положению противовеса судят о высоте установки патрона. После того, как наливной рукав и импульсный патрон опущены в ци­ стерну, поворотом рукоятки крана-переключателя включают ог­ раничитель. При этом сжатый воздух поступает к запорному кла­ пану (рис. 36) и, воздействуя на мембрану, открывает его. В ре­

63

зультате этого нефтепродукт через наливной рукав поступает в цистерну (положение а).

Пока уровень наливаемого продукта находится ниже импульс­ ного патрона, сжатый воздух из него выходит в атмосферу. При заполнении цистерны до заданной отметки уровень перекрывает выходные отверстия импульсного патрона, столб жидкости соз­ дает сопротивление выходу сжатого воздуха и давление в полости над мембраной панели управления возрастает до 180—220 мм вод. ст. Мембрана, прогибаясь и преодолевая давление пружины, переключает золотниковое устройство и изменяет направление движения воздуха. В результате этого мембранная полость запор­ ного клапана отключается от линии питания сжатым воздухом и сообщается с атмосферой. Давление в линии мембранного клапана падает, и он под действием пружины закрывается. Налив нефтепродуктов прекращается (положение б). Стрелка мано­ метра панели управления становится на нулевое деление шкалы.

Таким образом, манометр служит индикатором, по которому определяют, в какие цистерны наливают и какие заполнены до заданной отметки.

Внутренний диаметр трубок командного воздуха (6—8 мм) способствует плавному закрытию клапана. Время, проходящее с момента достижения продуктом в цистерне заданного уровня до срабатывания клапана, составляет 10— 15 сек.

После того, как ограничитель сработал и налив прекратился, рукоятку крана-переключателя переводят в положение «Выклю­ чено», затем вынимают из цистерны импульсный патрон (положе­ ние б).

Аналогичным переключением рукоятки можно прекратить налив и до заполнения цистерны, если в этом возникает необхо­ димость. При этом поступление сжатого воздуха к клапану пре­ кращается, полость над мембраной сообщается с атмосферой, клапан закрывается.

На случай отсутствия сжатого воздуха и появления других неисправностей конструкцией ограничителя предусмотрен махо­ вик для ручного управления клапаном.

Двусторонняя наливная эстакада, оборудованная ограничи­ телями налива, изображена на рис. 37.

При эксплуатации ограничителей особые трудности при марш­ рутном наливе были связаны с устранением гидравлических ударов, образующихся при закрытии последних клапанов. Гидравличе­ ские удары вызывали сотрясения трубопроводов и эстакады, при­ водили к ослаблению резьбовых соединений и нарушению герме­ тичности во фланцевых стыках трубопроводов.

Устранение ударов достигалось следующими способами: установкой регулятора и клапана, которыми поддерживалось

постоянное давление в продуктовом трубопроводе путем пере­ пуска части жидкости с выкида на прием насоса;

64

Применение ацетиленовых шлангов показало их непригод­ ность для указанных условий. Герметичность шлангов в местах перегибов быстро нарушалась особенно в морозы.

Хорошая работа ограничителей была достигнута при уста­ новке дюритовых шлангов и трубок из специальной бензомаслостойкой морозоустойчивой резины.

Уплотнительные резиновые прокладки, укрепленные на пло­ ской поверхности и прижатые к ней направляющими плунжера, при работе набухали, выпучивались и прорезались кромками направляющих. Такое явление объясняется воздействием на

Рис., 38. Схема установки буферных сосудов с раз­ делительной жидкостью.

резину струи жидкости при закрытии затвора, что вызывало подворачивание надрезанных частей прокладки под седло и нарушение герметичности клапана.

Эта ненормальность была устранена установкой резиновой прокладки в специальное гнездо плунжера, выполненное по типу «ласточкина хвоста», что, однако, потребовало замены затворов во всех клапанах.

Отрицательно сказывавшееся на работе клапана вращение плунжера также было устранено путем установки в плунжере двух шпилек и на нижней крышке клапана упорной скобы 11

(см. рис. 35).

Недостатком клапанов МЗКР является незащищенность рези­ новой мембраны от попаданий на нее воды и снега. Вследствиеэтого в зимнее время под мембраной в местах ее заделки скапли­ вается лед, который, препятствуя открытию клапана, в отдель­

66

ных случаях нарушает целостность мембраны и герметичность, пневмопривода.

В нескольких модернизированных клапанах МЗКР, изгото­ вленных СКВ АНН и смонтированных в 1957 г. на эстакаде, этот недостаток устранен путем установки мембраны между двумя сплошными крышками. В этих клапанах вследствие пере­ носа пружины под плунжер значительно уменьшены вес и высота клапана.

При эксплуатации ограничителей сжатый воздух подвергался дополнительной очистке от окалины и грязи при помощи уста­ новки на воздухопроводе у каждого ограничителя индивидуаль­ ного фильтра со сменным керамическим стаканом. Фильтр регу­ лярно продували и промывали.

В сильные морозы были случаи замерзания индивидуальных редукторов давления воздуха, установленных у ограничителей. Очевидно, в дальнейшем при проектировании автоматизированных эстакад с пневмоуправлением целесообразно применять группо­ вые редукторы давления воздуха с их утеплением.

Ограничители налива длительное время проходили эксплуата­ ционные испытания, в течение которых в их конструкцию были внесены описанные выше усовершенствования.

Оборудованная ограничителями эстакада успешно эксплуа­ тируется свыше 5 лет, при этом маршрут наливается двумя наливщиками.

Установка мембранного запорного клапана в гидравлической линии вызывает потерю напора и некоторое удлинение времени налива одной цистерны. Однако при маршрутном наливе примене­ ние ограничителей становится экономически целесообразным.

Многолетний опыт эксплуатации ограничителей доказал, что* они значительно облегчают трудоемкий процесс налива железно­ дорожных цистерн; это дает основание предполагать о возмож­ ности оснащения этими приборами специально спроектированных крупных наливных эстакад.

5*

IV. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ НА НЕФТЕБАЗАХ

Хорошо налаженные и бесперебойно работающие приборы -облегчают соблюдение технологических режимов, способствуют повышению производительности, уменьшению потерь и сохра­ нению качества нефтепродуктов.

Применяемые на нефтебазах приборы должны быть безот­ казны в работе, просты в обслуживании, обладать высокой точ­ ностью и иметь взрывозащищенное исполнение.

Однако задача контроля и автоматизации процессов не ограни­ чивается только изготовлением средств автоматизации н осна­ щением ими предприятий. Важно, чтобы правильно и эффективно использовались эти средства.

В 1956—1958 гг. на московских нефтебазах проведены значи­ тельные работы по автоматизации процессов хранения и отпуска нефтепродуктов. Все работы по монтажу, наладке и эксплуатации контрольно-измерительных и регулирующих приборов выпол­ нялись силами рабочих и инженерно-технического персонала нефтебаз с участием работников конструкторских бюро, разра­ батывавших эти приборы.

Творческое содружество работников нефтебаз и конструк­ торских бюро продолжается и в настоящее время.

Работы по автоматизации в основном проводились при дей­ ствующем оборудовании, что вызывало дополнительные труд­ ности.

Для участия в монтаже и успешного обслуживания приборов на крупных нефтебазах были введены должности прибористов, которые наблюдают за работой средств автоматики, проводят профилактический осмотр, поверяют и обслуживают приборы и регуляторы.

К перечню выполняемых ими работ относятся: наполнение чернилами перьев самопишущих приборов, смена диаграммной бумаги, планиметрирование диаграмм, чистка контактов реле, выключателей и реохордов, набивка сальников, мелкие планово­ предупредительные ремонты и др.

Однако в связи с возрастающим объемом автоматизации на нефтебазах имеющихся прибористов недостаточно. Назрела необ­

-68

ходимость усилить службу эксплуатации, оснастить ее квалифи­ цированными кадрами и соответствующим оборудованием. Это позволит более успешно внедрять новую технику и нормально эксплуатировать и ремонтировать измерительную и регулирую­ щую аппаратуру.

Нефтебазы представляют собой предприятия с сооружениями (резервуарами, насосными, трубопроводами, эстакадами и др.), находящимся друг от друга на значительном расстоянии. В связи с этим большое значение имеет передача показаний измерительных приборов на расстояние.

Применяемые передачи разделяются на электрические и пнев­ матические. Внедрение электрических передач и электроприборов длительное время тормозилось пожарными ограничениями. Только в 1957 г. внутри обвалования резервуаров с нефтью и нефтепродуктами разрешены установка электрооборудования, прокладка подземных кабельных электролиний напряжением до 380 в включительно, а также монтаж на резервуарах электро­ приборов для измерения уровня и температуры.

Все электрооборудование и электролинии должны иметь спе­ циальное взрывозащищенное исполнение и отвечать требованиям главы VII «Правил устройств электроустановок», согласованных

сГУПО МВД.

Свведением этих правил облегчились разработка и внед­ рение средств дистанционного контроля и управления процес­

сами.

Для нормальной работы пневматических приборов и регуля­ торов необходимо бесперебойно снабжать пх сжатым воздухом, который должен быть сухим и чистым, без твердых частиц и масла. Большое количество влаги в воздухе приводит к замерзанию и выходу из строя пневматических линий в зимнее время. Масло вредно действует на резиновые мембраны. Твердые частицы вы­ зывают засорение дросселей, сопел и некоторых других деталей приборов.

Снабжение приборов воздухом от имеющихся на некоторых нефтебазах мощных компрессоров затруднено сложностью под­ держания необходимого давления воздуха и сильной его загряз­ ненностью.

Для надежной работы приборов целесообразно иметь специаль­ ную компрессорную установку, состоящую пз электродвигателя с компрессором, ресивера с предохранительным клапаном и пуско­ вой аппаратуры. Установка такого компрессора связана с необ­ ходимостью постоянного наблюдения за его работой.

Автоматизация работы компрессора позволяет эксплуатиро­ вать его при периодическом наблюдении.

На рис. 39 представлена принципиальная схема автоматиза­ ции стационарного двухцилиндрового двухступенчатого компрес­ сора модели 155-1 с трехфазным электродвигателем переменного тока мощностью 2,8 пет, внедренная на одной из нефтебаз.

69

Автоматизация достигается дополнительной установкой электроконтактного манометра ЭКМ (III) и электромагнитного реле МКУ-48 (IV), воздействующих на магнитный пускатель.

При включении рубильника Р и нажатии кнопки «Ход» ка­ тушка магнитного пускателя через цепь пусковой кнопки, нор­ мально замкнутые контакты реле МКУ-48 и предохранительного клапана получает питание. Контакты магнитного пускателя замыкаются, и компрессор начинает работать.

IV

катушки магнитного пускателя, при этом компрессор автомати­ чески остановится.

По мере расходования воздуха давление в ресивере умень­ шается и контакты 2—3 размыкаются. Реле МКУ-48 обесточнтся, и контакты его замкнутся, подготовляя цепь пускателя для по­ следующего пуска.

При падении давления воздуха в ресивере до минимального значения, установленного на шкале электроконтактного мано­ метра, замкнутся контакты 2—1, которые включены параллельно кнопке «Ход», дублируя ее. При этом произойдет автоматический пуск компрессора.

70