55. Железнодорожные перевозки нефтепродуктов.

Железнодорожные цистерны – основной тип вагонов для перевозки н/пр.

В эксплуатации имеются 4-х осные цистерны объёмом 60м3 с универсальными сливными приборами в которых можно перевозить любые жидкие н/пр. Универсальный сливной прибор имеет следующие преимущества:

резиновые уплотнения создают более герметичные затворы, что позволяет перевозить в цистернах с нижним сливным прибором светлые н/пр.

увеличенный диаметр сливного патрубка со 160 до 200мм позволяет сократить время слива

благодаря тому, что седло клапана сливного прибора находится на 20мм ниже уровня нижней образующей котла, обеспечивающий полноту слива н/пр.

Цистерны специального назначения предназначены для перевозки высоковязких и парафинестых нефтей и н/пр.

У цистерн с внешним паровым обогревом нижняя половина котла оборудована паровой рубашкой площадью нагрева около 40м2. Цистерны с паровой рубашкой выпускаются грузоподъемностью 50 и 60т. использование таких цистерн значительно облегчают слив высоковязких н/пр., сокращает время простоя, расход энергии и рабочей силы.

Цистерна – термос предназначена для перевозки горячих высоковязких н/пр. У этой цистерны сливной прибор снабжён паровой рубашкой.

Сливо – наливные эстакады предназначены для разгрузки и погрузки ж/д цистерн. Нефтегрузовые операции на эстакадах могут производиться одновременно с несколькими или одиночными цистернами.

Для маршрутных сливо-наливных операций разработаны типовые эстакады, позволяющие производить только налив н/пр. светлых (НС), тёмных (НТ) и масел (НМ), а также типовые комбинированные эстакады для слива и налива светлых (КС) н/пр. и масел (КМ). Эстакады оборудуют наливными устройствами с подъёмно - поворотным механизмом ограничения налива. На эстакаде можно наливать до 4 сортов н/пр. Установки для нижнего слива и налива н/пр. изготовляют 3-х типов: УСН – без подогрева, УСНП – с подогревом, УСНПЭ – с электроподогревом.

Выпускаются устройства для нижнего слива и налива н/пр. типов АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200. Установка АСН-7Б применяется для слива и налива маловязких н/пр. Эта установка оборудована паровой рубашкой.

Установка СПГ-200 применяется для герметизированного нижнего слива вязких н/пр. в межрельсовый коллектор. Часть н/пр. хранится в мелкой таре. Применяются стальные и деревянные бочки, барабаны, бидоны, стеклянные бутылки.

В настоящее время роль железнодорожного транспорта в перевозке нефтепродуктов продолжает оставаться одной из главных. Особое место железнодорожный транспорт занимает при перевозке нефтепродуктов в «небольших» количествах на значительные расстояния.

Основной объем железнодорожных перевозок нефтепродуктов приходится на доставку их с нефтеперерабатывающих заводов на распределительные нефтебазы.

Перевозка наливных нефтепродуктов осуществляется железнодорожными вагонами-цистернами грузоподъемностью от 40 до 120 тонн. Изготавливаются цистерны из листовой стали толщиной 811мм в виде горизонтального цилиндрического резервуара.

Для полного слива нефтепродукта из цистерны, нижняя ее часть имеет уклоны к центру в пределах 2030 мм, где устанавливаются сливные приборы.

Перевозка цистерн по железной дороге осуществляется на специальных четырех- и восьмиосных платформах, оборудованных ходовой частью, системой амортизации и торможения, узлами сцепления платформ, креплениями цистерн к платформе. Кроме того, цистерны оборудуются наружной и внутренней лестницами, смотровыми площадками. Для перевозки легкозастывающих нефтепродуктов цистерна оборудуется наружным кожухом толщиной 3 мм, покрывающим 1/3 поверхности котла, образующим паровую рубашку, которая, в свою очередь, состоит из ряда отсеков, имеющих толщину (расстояние от стенок котла и рубашки) 3040 мм. Впуск пара в паровую рубашку осуществляется через патрубок, находящийся на сливном приборе. Конденсат стекает по желобу в нижнюю часть рубашки и удаляется из нее через патрубки, расположенные в торцах цистерны. Давление пара, подаваемого в паровую рубашку, обычно не превышает 0,3 МПа.

В зависимости от модели цистерны в верхней части котла может быть установлена одна или две горловины, оборудованные крышкой и дыхательной арматурой. При помощи горловины представляется возможным проводить зачистные работы и сливо-наливные операции при неисправности нижних сливных приборов или в случае, когда это предусмотрено технологией процесса.

При перевозке вязких нефтепродуктов в ряде случаев используются цистерны, оборудованные стационарными трубчатыми подогревателями.

Высоковязкие нефтепродукты (битумы) перевозят в бункерных полувагонах грузоподъемностью 40 т. Один бункер имеет емкость 12 м3, оборудованной створчатой крышкой и паровой рубашкой. Для выгрузки битума достаточно после предварительного подогрева освободить бункер от захватов и за счет смещения центра тяжести относительно точек опор груженый бункер опрокинется. После выгрузки бункер возвращается в прежнее вертикальное положение за счет того, что центр тяжести пустой емкости находится ниже точек опор.

Железнодорожные цистерны можно классифицировать по следующим признакам:

1. по назначению: для наливных грузов, сжиженных, вязких, затвердевающих;

2. по наличию устройств у котла: без дополнительных устройств, с теневой защитой, с трубчатыми змеевиками подогрева, с подогревательным кожухом, с термоизоляцией, с термоизоляцией и подогревательным кожухом, с термоизоляцией и трубчатыми электронагревателями, с термоизоляцией и трубчатыми змеевиками подогрева, устройством аэропневмовыгрузки;

3. по конструкции несущих элементов: рамной или безрамной;

4. по способу загрузки груза: открытой, закрытой;

5. по способу выгрузки: под давлением (передавливанием, сифонированием, аэропневматический – верхний и нижний); без давления (самотёком);

6. по состоянию груза при движении: цистерны под давлением, без давления;

7. по способу разогрева груза в котле: пароподогрев – наружный (кожух, змеевики), внутренний (змеевики); электроподогрев (электронагревателем);

8. по поддержанию температурного режима груза: с термоизоляцией, без термоизоляции;

9. по осности: 4-, 8-осные;

10. по габаритам: ГОСТ 9238-83;

11. по принадлежности: парк МПС; парк промышленного транспорта;

12. по грузоподъемности: от 40 до 120 тонн.

Устройство составных частей цистерны.

Платформа состоит из рамы сварной конструкции, автоматического и стояночного тормозов, автоматических ударно-тяговых приборов и ходовой части.

Ходовая часть платформы состоит из двух двухосных тележек модели 18-100 по ГОСТ 9246-79.

Ударно-тяговые приборы включают в себя автосцепку, поглощающий аппарат, тяговый хомут, клин хомута, крепление тягового хомута, балочку, центрирующую с двумя маятниками, расцепной рычаг.

Стояночный тормоз предназначен для затормаживания цистерны на погрузочно-разгрузочных пунктах.

Лестницы. Для устройства узлов и внутренней поверхности котла на нем у большинства цистерн установлена внутренняя лестница. Наружная лестница состоит из ступенек, площадок, поручней.

Предохранительная арматура. Для обеспечения эксплуатации железнодорожных цистерн, их загрузки и выгрузки используется предохранительно-контрольная арматура, часть из которой устанавливается на котлах.

Цистерны оборудованы предохранительными клапанами. Они имеют регулировочное давление для нефти и нефтепродуктов – обычно 0,15 МПа. Устанавливаются также предохранительно-впусковые клапана.

Для проведения операций по сливу и наливу железнодорожных цистерн на нефтебазах оборудуются сливо-наливные эстакады, оборудованные сливо-наливными устройствами, подводящими трубопроводами с коллекторами, насосами и другим оборудованием, позволяющим проводить отгрузку и прием нефтепроудктов.

Различают несколько способов заполнения и опорожнения цистерн:

1. К закрытому способу слива и налива нефтепродуктов относится такой способ, который применяют только при полной герметизации технологического оборудования и приборов, соединяющих цистерны с приемораздаточными трубопроводами. При такой системе герметизации исключается возможность контакта струи перекачиваемого нефтепродукта с атмосферным воздухом. Достоинством такого способа является и то, что сокращаются или даже исключаются потери нефтепродуктов от испарения и проливов, а также снижается пожароопасность.

2. К открытому способу слива и налива цистерн относится способ, при котором отсутствует полная герметизация оборудования и наблюдается разбрызгивание нефтепродукта.

В связи с требованиями противопожарной безопасности слив и налив нефтепродуктов с температурой вспышки до 61°С (т.е. легковоспламеняющиеся нефтепродукты) должен осуществляться закрытым способом. Мазуты, масла и высоковязкие нефтепродукты допускается сливать и наливать открытым способом.

При эксплуатации нефтебазового хозяйства используются, в основном, следующие способы слива и налива нефтепродуктов:

1. слив нефтепродуктов из железнодорожных цистерн через горловину цистерн (верхний слив цистерны);

2. слив нефтепродуктов через нижние сливные приборы (нижний слив);

3. налив нефтепродуктов в цистерны через горловины (верхний слив);

4. слив нефтепродуктов из цистерн через нижние сливные приборы в желоб или емкость, расположенные непосредственно под рельсами или вдоль них (межрельсовый слив цистерн).

Верхний слив применяется в тех случаях, когда цистерны не оборудованы приборами нижнего слива, или если приборы находятся в неисправном состоянии и их нельзя открывать при наличии нефтепродуктов в цистерне. Способ верхнего слива цистерн по сравнению со способами нижнего слива имеет более сложные условия работы, связанные с затратой значительного времени на слив (особенно при организации работ по зачистке остатков нефтепродуктов из цистерн). В летний период при высоких температурах возникают трудности при сливе бензинов с высоким давлением насыщенных паров. Быстро изнашиваются прорезиненные напорно-всасывающие рукава, требуется большая численность обслуживающего персонала.

Верхний слив нефтепродуктов обладает целым рядом недостатков по сравнению с нижним:

1. часто имеют место значительные потери от испарения;

2. невозможно осуществлять нижний слив;

3. частые срывы насосов при сливе продуктов с высоким значением давления насыщенных паров;

4. применение вакуумных насосов для заполнения всасывающих коммуникаций.

Глубинный верхний налив железнодорожных цистерн. В этом случае на конце наливного стояка подвешивают гибкий бензостойкий рукав 5, длиной не менее 4 м.

Нижний слив. Слив нефти или нефтепродуктов через нижние сливные прибоы происходит самотеком при помощи передвижного лотка легкой конструкции. Верхний конец лотка подводится под сливной прибор цистерны, а нижний конец – в боковой коллектор и далее в нулевой резервуар, объем которого должен составлять 50100% суммарного объема принимаемых на эстакаде цистерн. При необходимости подогрева сливаемого нефтепродукта могут быть использованы передвижные лотки с паровой рубашкой или электроподогревом. Для уменьшения времени слива нефтепродукта в цистерне может быть создано повышенное избыточное давление с помощью компрессорной станции (КС).

Из недостатков схемы можно отметить то, что описанный способ является открытым и применяется только для слива темных нефтепродуктов.

Для слива всех типов нефтепродуктов через нижние сливные приборы применяется нижний слив в межрельсовый желоб.

Сливной желоб круглого или прямоугольного сечения делается из листовой стали или железобетона. Желоб обычно укладывают с уклоном ко дну равным 0,005÷0,007 к отводным трубам. Отводные трубы укладываются с уклоном не менее 0,02 к приемным резервуарам и оборудуются гидрозатвором. Нулевой резервуар и желоб, предназначенные для слива нефти и нефтепродуктов, выполняют те же функции, что и обычные резервуары, т.е. прием нефти, ее хранение и последующую откачку. Все нулевые резервуары оборудуются системами улавливания паров, газоотводными трубками и дыхательной арматурой.

Слив масел, вследствие исключительной ценности их свойств требует выполнения особых требований и может производиться открытым и закрытым способами. В обоих случаях масла сливают в нулевые резервуары. Проектирование эстакад следует проводить таким образом, чтобы исключить смешивание различных сортов масел. В зависимости от расположения резервуаров и их специализации по отдельным сортам масел железнодорожные цистерны для слива устанавливают против соответствующего горизонтального резервуара.

В настоящее время создаются и осваиваются в производстве цистерны с максимально-возможными габаритами подвижного состава. Большое внимание при создании новых цистерн уделяется обеспечению экологических требований. Также не меньшее значение уделяется повышению надёжности узлов и деталей железнодорожных цистерн.

В целом, учитывая увеличение номенклатуры перевозимых грузов, следует ожидать роста выпуска специализированных цистерн по видам производимых продуктов