Способы и средства подогрева и слива вязких нефтепродуктов
Наиболее часто для подогрева вязких нефтепродуктов перед сливом из железнодорожных цистерн используются следующие способы: подогрев переносными паровыми трубчатыми подогревателями, подогрев открытым острым паром и циркуляционный подогрев горячими одноименными нефтепродуктами [24]. Другие существующие способы и средства подогрева (вибрационный, электроиндуктивный, с помощью тепловых излучателей) имеют сложную конструкцию, большой расход энергии и высокую стоимость, что делает их неконкурентоспособными.
Переносные трубчатые паровые подогреватели могут быть змеевиковые и гидромеханические, они предназначены для подогрева всей массы нефтепродуктов в цистерне перед сливом.
Змеевиковый трубчатый паровой подогреватель состоит из трех секций, соединенных между собой отрезками гибкого прорезиненного шланга. Центральная секция – прямой вертикальный змеевик, две боковые секции - спиральные змеевики с изгибом оси спирали под углом 40о к горизонту. Эти подогреватели имеют большой вес (≈0.150 тс), что обуславливает необходимость установки на сливо-наливной эстакаде специальных средств механизации (кран-укосина с лебедкой) для опускания подогревателя в цистерну и его извлечения после разогрева и слива продукта. Поверхность змеевиков (≈11,8 м2) и низкий коэффициент теплопередачи требуют значительного времени на разогрев, большого расхода тепловой энергии, но не обеспечивают требуемой полноты слива.
После слива необходима промывка цистерны, особенно в случае использования этой цистерны под налив другого вида груза (если после мазута наливают бензин).
Более совершенным типом трубчатого парового подогревателя является паровой гидромеханический подогреватель с четырьмя шнековыми насосами (П ГМП-4), предназначенный для подогрева вязких нефтепродуктов при сливе из железнодорожных цистерн на пунктах, имеющих расход пара 0.5 тс/ч и более. Такой подогреватель работает по принципу принудительной конвекции подогреваемых нефтепродуктов и позволяет производить слив основной массы жидкости одновременно с подогревом, что сокращает затраты энергии и время простоя цистерны под сливом по сравнению со змеевиковыми в 2…3 раза. Однако погружение установки П ГМП-4 в цистерну является трудоемкой операцией. Существуют и другие модели гидромеханических подогревателей.
Подогрев острым паром с последующей пропаркой цистерны после слива состоит в следующем: пар в цистерну подается через гибкие шланги, перфорированные трубы (прогревы), инжекторы и другие устройства, которые вводятся в цистерну через верхнюю горловину и располагают их преимущественно в центральной части котла, вблизи от сливного отверстия. Подогретый продукт, перемешанный с паром, сливается, часть пара выходит на поверхность жидкости, обогревает верхнюю часть котла и уходит в атмосферу. Одновременно происходит пропарка освободившейся части котла. В процессе подогрева нефтепродукта происходит его частичное обводнение (1.5…2.0 %), которое требует отстаивания подогретой смеси и слива подтоварной воды.
Сущность циркулярного подогрева вязких нефтепродуктов заключается в том, что часть продукта из цистерны попадает (сливается) в теплообменник, подогревается и через специальные сопловые устройства закачивается снова в цистерну, интенсивно перемешивается с жидкостью, отдавая ей тепло. Существуют различные модификации и устройства для циркулярного подогрева.