Описание технологической схемы при сливе цистерн с неисправным донным клапаном

В случае невозможности нижнего слива ВГЛ и ТН АВТ через УСН, вагоно-цистерна отправляется в одну из двух установок разогрева и верхнего слива А‑5/1, 2, расположенных в хвосте железнодорожной эстакады на железнодорожных путях №89 90, по одному с каждой стороны эстакады. Установки аварийного верхнего слива А‑5/1 и А-5/2 аналогичны, поэтому далее дается описание установки А-5/1 с указанием в скобках позиций оборудования и КИП по установке А-5/2. Технологическая схема установки разогрева и верхнего слива ВГЛ, ТН АВТ А-5/1,2 представлена в приложении А.

Установка разогрева и верхнего слива А-5/1 (А-5/2) является комплектной поставкой и представляет собой совокупность следующих аппаратов:

- устройство верхнего налива УНЖ6-100С-01 (УНЖ-1, УНЖ-2) с погружной колонной КП-1 (КП-2), представляющей собой напорный шарнирно-сочлененный уравновешенный трубопровод DN 100 мм, оснащенный устройством фиксации в рабочем и гаражном положении;

- стартовой емкости ЕС-1 (ЕС-2) объемом 1,31 м³ с электрообогревом, в комплекте с автоматическими воздухоудалителями КВ1/1, КВ2/1 (КВ1/2, КВ2/2), с клапаном обратным КО1/1 (КО1/2), с клапаном предохранительным КПр-1 (КПр‑2);

- насосной установки НУ-1 (НУ-2), предназначенной для циркуляции разогреваемого ВГЛ и ТН АВТ;

- теплообменника пластинчатого ТО-1 (ТО-2), нагревающего циркулирующий ВГЛ и ТН АВТ посредством водяного пара;

- фильтра ФГН-1 (ФГН-2), предназначенного для улавливания механических примесей из потока ВГЛ и ТН АВТ перед теплообменником ТО-1 (ТО-2);

- фильтр ФГП-1 (ФГП-2), предназначенного для улавливания механических примесей из потока теплоносителя перед теплообменником ТО-1 (ТО-2).

Работа установки А-5/1 (А-5/2) возможна в следующих режимах:

- режим «ЛЕТНИЙ» применяется при температуре продукта в цистерне выше 20°С;

- режим «ЗИМНИЙ» применяется при температуре продукта в цистерне ниже 20°С.

Последовательность технологических операций при летнем и зимнем режимах полностью аналогичны и отличаются только временем разогрева ВГЛ и ТН АВТ:

- для режима «ЗИМНИЙ» гарантированное время составляет 3 ч;

- для режима «ЛЕТНИЙ» гарантированное время составляет 1 ч.

При осуществлении верхнего слива УНЖ-1 (УНЖ-2) с погружной колонной выводится из гаражного положения. КП-1 (КП-2) погружается через верхний люк в вагоно-цистерну с неисправным донным клапаном.

КП-1 (КП-2) крепится к фланцу вертикального шарнира поворотной трубы УНЖ-1 (УНЖ-2). Наличие вертикального шарнира на поворотной трубе обеспечивает возможность поворота колонны вокруг вертикальной оси при погружении в цистерну для ориентации наружных сопел вдоль цистерны и, что особенно важно, так, чтобы струя из сопла, направленного в сторону штока сливного клапана цистерны, не попадала на шток.

Поворотная труба УНЖ-1 (УНЖ-2) снабжена воздушником, обеспечивающим выпуск воздуха из полости УНЖ-1 (УНЖ-2) при погружении колонны в цистерну и впуск воздуха в полость УНЖ-1 (УНЖ-2) при необходимости подъема колонны из полной цистерны.

Погружная колонна предназначена для выполнения следующих операций:

- отбор продукта из цистерны в систему циркуляции через рукав РВ-1 (РВ-2) DN 100 мм;

- подача горячего продукта в верхние сопла по УНЖ-1 (УНЖ-2) от теплообменника ТО-1 (ТО-2) – внешний контур циркуляции;

- подача горячего продукта в нижнее сопло-распылитель по рукаву РН-1 (РН-2) DN80 мм от теплообменника ТО-1 (ТО-2) – внутренний контур циркуляции.

КП-1 (КП-2) выполнена в виде всасывающей трубы с боковым патрубком, на который установлена полумуфта БРС для подключения рукава РВ-1 (РВ-2), соединяющего погружную колонну с всасывающим трубопроводом циркуляционного насоса НУ-1 (НУ‑2).

Через верхнюю часть всасывающей трубы герметично проходит напорная труба, оканчивающаяся парой верхних сопел, подающих горячий продукт в цистерну.

Напорный трубопровод подачи горячего продукта в нижнее сопло-распылитель проходит в верхней части снаружи, а ниже верхних сопел входит внутрь колонны и заканчивается распылителем, представляющим собой конический стакан с закрытым торцом и радиальными отверстиями.

На трубопровод установлена полумуфта БРС для подключения рукава РН-1 (РН-2), соединяющего погружную колонну c напорным трубопроводом на выходе из теплообменника после электроприводного крана ЗМ8/1 (ЗМ8/2).

После установки КП в рабочем положении продукт, находящийся в вагоно-цистерне, подается на всас насоса НУ-1 (НУ-2) по рукаву РВ-1 (РВ-2).

На всасе циркуляционного центробежного насоса НУ-1 (НУ-2) предусмотрено:

- местный контроль давления (минус 0,03…плюс 0,025 МПа) на трубопроводе подачи ВГЛ и ТН АВТ из стартовой емкости манометром PI1/1 (PI1/2);

контроль и регулирование давления (минус 0,1…плюс 0,1 МПа) на трубопроводе подачи ВГЛ и ТН АВТ из вагоно-цистерны датчиком давления PT1/1 (PT1/2).

Для обеспечения кавитационного запаса НУ-1 (НУ-2), давление продукта на всасе не должно быть ниже минус 0,04 МПа, но при таком давлении сильно снижается производительность насоса (не более 20 м³/час), что приводит к увеличению времени разогрева.

На нагнетании циркуляционного центробежного насоса НУ-1 (НУ-2) предусмотрено:

- местный контроль давления (0,05…0,6 МПа) на трубопроводе подачи ВГЛ и ТН АВТ в ТО‑1 (ТО-2) через фильтры ФГН-1 (ФГН-2) манометром PI2/1 (PI2/2);

контроль давления (не менее 0,2 МПа) на трубопроводе подачи ВГЛ и ТН АВТ в ТО-1 (ТО‑2) через фильтры ФГН-1 (ФГН-2) датчиком давления PT2/1 (PT2/2).

Автоматический останов насоса НУ-1 (НУ-2) осуществляется:

- через 300 с при падении давления на всасе насоса ниже минус 0,035 МПа по показаниям РТ1/1 (РТ1/2);

- через 5 с при падении давления на всасе насоса ниже минус 0,04 МПа по показаниям РТ1/1 (РТ1/2);

- при снижении давления на выкиде менее 0,2 МПа (по датчику давления PT2/1 (PT2/2)), означающее окончание слива продукта, либо кавитационный срыв насоса;

- по сигналу «пожар» на железнодорожной эстакаде;

- дистанционно из операторной;

- от кнопочного поста, установленного на выходе с железнодорожной эстакады.

Продукт с давлением до 0,6 МПа (по PT2/1 (PT2/2)) через фильтры ФГН-1 (ФГН-2) подается в пластинчатый теплообменник ТО-1 (ТО-2). Степень загрязнения фильтра определяется по разности показаний манометров PI3/1 и PI2/1 (PI3/2 и PI2/2), которая не должна превышать 0,1 МПа. На входе в теплообменник предусмотрен контроль температуры 40…70 ºС по месту и в операторную по термометру TI2/1 (TI2/2) и по датчику температуры TE2/1 (TE2/2) соответственно, установленных на линии подачи ВГЛ и ТН АВТ на разогрев, после фильтра ФГН-1 (ФГН-2).

В ТО-1 (ТО-2) ВГЛ и ТН АВТ подогревается более 60 °С посредством водяного пара, подаваемым от общезаводского хозяйства с температурой 250 °С и давлением 0,4 МПа. Охлаждаясь в ТО-1 (ТО-2), водяной пар отводится в виде конденсата с температурой 80…120 °С (по TE5/1 (TE5/2)) и давлением 0,3 МПа через конденсатоотводчик К1/1 (K1/2) и возвращается в существующие коммуникации предприятия. Температура подогретого ВГЛ и ТН АВТ (65…69 ºС) регулируется количеством подаваемого водяного пара с помощью электроприводной арматуры ВП1/1 (ВП2/2), установленной на входе теплоносителя в ТО‑1 (ТО-2), по показаниям датчика температуры TE3/1 (TE3/2), установленного на выходе ВГЛ и ТН АВТ из теплообменника. В случае снижения температуры водяного конденсата на выходе из ТО-1 (ТО-2) до 30 °С, по датчику температуры ТТ5/1 (ТТ5/2), в теплообменник периодически подается водяной пар из общезаводского хозяйства для поддержания температуры.

Подача водяного пара от общего коллектора осуществляется через фильтр ФГП-1 (ФГП-2). Предусматривается контроль давления по месту 0,4 МПа по манометру PI5/1 (PI5/2) и в операторную по датчику температуры PT4/1 (PT4/2) соответственно.

В случае, если в цистерне находится очень застывший продукт (корка), то для возможности погружения колонны в подогреватель, размещенный в КП, подается водяной пар от линии теплоносителя. Возврат теплоносителя из КП осуществляется в линию отвода конденсата водяного пара из ТО-1 (ТО-2) перед К1/1 (K1/2).

Перед началом внутренней циркуляции ВГЛ и ТН АВТ, способствующей предварительному разогреву продукта для возможности заполнения стартовой емкости, НУ-1 (НУ-2) подает продукт на разогрев в ТО-1 (ТО-2) через ФГН-1 (ФГН-2), при этом электроприводная арматура ЗМ6/1, ЗМ7/1, ЗМ8/1 и 105/13 (ЗМ6/2, ЗМ7/2, ЗМ8/2 и 105/12), расположенная на сливном трубопроводе, а также на трубопроводах подвода разогретого ВГЛ и ТН АВТ к верхнему и нижнему соплам-распылителям соответственно, остается закрытой. После подъема давления ВГЛ и ТН АВТ на нагнетании насосного агрегата выше 0,4 МПа осуществляется подача разогретого ВГЛ и ТН АВТ в вагоно-цистерну и заполнение ЕС-1 (ЕС-2). Внутренняя циркуляция продукта предназначена для подвода разогретого продукта в каналы отвода холодного продукта из вагоно-цистерны для снижения его вязкости и возможности перекачки насосом с номинальной производительностью до теплообменника.

Предварительно разогретый ВГЛ и ТН АВТ до 65…69 ºС через электроприводную арматуру ЗМ8/1 (ЗМ8/2) подается от ТО-1 (ТО-2) по рукаву РН-1 (РН-2) в нижнее сопло погружной колонны вместе с воздухом из незаполненных участков напорного трубопровода.

 Управление ЗМ8/1 (ЗМ8/2) на открытие осуществляется по давлению РТ1/1 (PT1/2) на входе НУ-1 (НУ-2) с уставкой минус 0,03 МПа.

Продукт из нижнего сопла погружной колонны смешивается с холодным продуктом и вместе с воздухом поступает по всасывающей трубе погружной колонны в стартовую емкость. Сепарированный воздух удаляется из ЕС-1 (ЕС-2) через автоматический воздухоудалитель КВ1/1 (КВ1/2) и обратный клапан КО1/1 (КО1/2), а ЕС‑1 (ЕС-2) заполняется продуктом из цистерны при условии положительного избыточного давления в стартовой емкости. В ЕС-1 (ЕС-2) предусмотрен местный контроль температуры ВГЛ и ТН АВТ в интервале 40…70 ºС по показаниям термометра TI1/1 (TI1/2).

После сепарации воздуха давление PT2/1 (PT2/2) на выходе насоса стабилизируется и составляет около 0,55 МПа.

При несанкционированном опорожнении ЕС-1 (ЕС-2) во время слива или после ремонтных работ предусмотрено заполнение стартовой емкости продуктом из цистерны при помощи парового эжектора, подключенного к верхней крышке емкости через воздухоотводчик КВ2/1 (КВ2/2). Эжектор откачивает воздух из емкости, создавая разрежение около минус 0,04 МПа. За счет разряжения продукт из цистерны поднимается по всасывающей трубе погружной колонны и по рукаву РВ-1 (РВ-2) стекает в емкость.

Операция внутренней циркуляции продолжается до наступления следующих условий:

- заполнение ЕС-1 (ЕС-2) до уровня LS1/1 (LS1/2);

- давление PT1/1 (PT1/2) на входе НУ-1 (НУ-2) не ниже минус 0,03 МПа;

- температура TE2/1 (TE2/2) продукта на входе в теплообменник выше 40 °С.

Далее оборудование узла А-5/1 (А-5/2) переходит к этапу внешней циркуляции и разогреву сливаемого ВГЛ и ТН АВТ.

Предварительно разогретый ВГЛ и ТН АВТ до температуры 65…69 ºС подается в цистерну через верхние сопла. При этом происходит автоматическое открытие крана ЗМ7/1 (ЗМ7/2), расположенного на линии подачи ВГЛ и ТН АВТ от ТО-1 (ТО-2) в УНЖ-1 (УНЖ-2) и автоматическое закрытие крана ЗМ8/1 (ЗМ8/2) до минимального значения 20 %, через который ВГЛ и ТН АВТ подается по внутреннему контуру циркуляции к нижнему соплу-распылителю по рукаву РН-1 (РН-2). Температура холодного ВГЛ и ТН АВТ, поступающего из цистерны на всас насоса, достигает 40…47 ºС.

Из-за отсутствия перемешивания в вагон-цистерне существует граница раздела между холодным (снизу) и горячим (сверху) продуктом, постоянно понижающаяся в процессе откачки холодного продукта.

Суммарный расход обоих контуров равен производительности насосной установки  НУ-1 (НУ-2). При увеличении расхода продукта в одном контуре происходит снижение в другом. Расход продукта во внешнем контуре определяет время разогрева всего продукта в цистерне – чем выше расход отбора продукта, тем меньше потребуется времени на полное замещение холодного ВГЛ и ТН АВТ на горячий.

Критерием достижения оптимального режима служит температура ВГЛ и ТН АВТ на входе в НУ-1 (НУ-2) перед теплообменником 60 ºС. Установленный оптимальный режим стабильно сохраняется в течение всего времени снижения границы раздела холодного и горячего ВГЛ и ТН АВТ до дна цистерны. Разогрев холодного продукта в процессе циркуляции при режиме «ЗИМНИЙ» составляет не менее 3 ч, при режиме «ЛЕТНИЙ» – не менее 1 ч.

Перевод большей части потока горячего ВГЛ и ТН АВТ в верхнюю часть цистерны вызывает интенсивное перемешивание горячего продукта, полностью наполнившего цистерну, в результате чего происходит полное плавление остатков холодного ВГЛ и ТН АВТ на дне цистерны. Размыв донных остатков в цистерне производится в течение 30 мин.

По окончании разогрева ВГЛ и ТН АВТ, находящегося в вагон-цистерне, и после получения разрешения от начальника смены ЦУП ТСП, выполняется слив ВГЛ и ТН АВТ в существующие резервуары Р-77, Р-78, Р-1581.

Слив разогретого ВГЛ и ТН АВТ производится автоматически через электроприводные сливные краны ЗМ6/1 и 105/13 (ЗМ6/2 и 105/12) и обратный клапан КО2/1 (КО2/2) после подтверждения возможности слива с кнопочного поста установки А-5/1 (А-5/2). При этом осуществляется прекращение подачи теплоносителя в ТО-1 (ТО-2), автоматическое закрытие электроприводной арматуры ЗМ7/1 (ЗМ7/2) и ЗМ8/1 (ЗМ8/2) на линиях подачи горячего продукта от теплообменника к верхнему и нижнему соплам соответственно.

Во время операции по сливу ВГЛ и ТН АВТ давление (не менее минус 0,03 МПа) на всасе НУ-1 (НУ-2) регулируется краном ЗМ6/1 (ЗМ6/2).

Слив разогретого продукта занимает 40…45 мин. Через 20 мин. после начала слива ВГЛ и ТН АВТ в резервуары автоматически включается электрообогрев основных технологических линий. Через 30 минут работы – меняется уставка по давлению РТ1/1 (РТ1/2) на входе насоса до значения минус 0,005 МПа, в результате чего снижается производительность насоса НУ-1 (НУ-2), предотвращая образование воронки и подхват воздуха при низком уровне продукта в цистерне.

По окончании слива НУ-1 (НУ-2) отключается при падении давления в нагнетательном трубопроводе менее 0,3 МПа по датчику давления РТ2/1 (РТ2/2) и автоматически закрывается кран ЗМ6/1 (ЗМ6/2), а также дистанционно закрывается задвижка № 105/13 (105/12).

Дренаж установки А-5/1 (А-5/2) осуществляется в резервуар ПЛК и далее насосами ПЛК Н-1, 2, 3 в существующую сеть ТСП.