Сливно-наливные устройства для железнодорожных цистерн

Слив железнодорожных цистерн производится через их горловину (верхний слив) или через сливной прибор, расположенный снизу цистерны (нижний слив). Заполнение же цистерн нефтепродуктом производиться, как правило, только через горловину (верхний налив)

Возможные схемы налива железнодорожник цистерн приведены на рис. 3.25.

При наливе открытой струей (рис. 3.25 а) струя нефтепродукта соприкасается с атмосферным воздухом. Это приводит к повышенному испарению светлых нефтепродуктов и образованию зарядов статического электричества. И то и другое нежелательно. Поэтому налив открытой струей применяют ограниченно и только при операциях с темными нефтепродуктами.

Налив закрытой струей (рис.3.25 б) осуществляется путем опускания шланга до нижней образующей цистерны. Поэтому струя нефтепродукта контактирует с воздухом только в начале слива. Соответственно, при наливе закрытой струей потери бензина, например, почти в 2 раза меньше, чем в предыдущем случае.

Герметичный налив цистерн (рис.3.25 в) производиться с помощью специальных автоматизированных систем налива (АСН). Их отличительной чертой является наличие герметизирующей крышки 6, телескопической трубы 5 и линии7 для отвода образующейся паровоздушной смеси (например, на установку отделения углеводородов от ПВС).

Открытый самотечный слив (рис.3.26 а) применят при сливе низкоиспаряющихся нефтепродуктов из цистерн через нижние сливные приборы 1. Далее нефтепродукт по переносным желобам 2 поступает в центральный желоб 3, из которого по трубопроводу 4 стекает в расположенный ниже поверхности грунта приемный («нулевой») резервуар 5.

Частным случаем данной схемы является межрельсовый слив (рис. 3.26 б), когда центральный желоб располагается под сливаемыми цистернами и поэтому необходимости в переносных желобах нет.

Закрытый самотечный слив (рис.3.26 в) отличается от открытого тем, что вместо переносных желобов к нижним сливным приборам присоединяются гибкие рукава или шарнирно-сочлененные трубы 6, а вместо центрального желоба расположен трубопровод – коллектор 7. Эта схема может быть применена и для бензинов, т.к. потери от испарения в этом случае невелики.

Сифонный слив самотеком (рис.3.26 г) производиться через горловину цистерн. Он возможен только в том случае, когда приемный резервуар по отношению к сливаемой цистерне находится на более низкой отметке. Начало движения нефтепродукта обеспечивается созданием вакуума в стояке с помощью вакуум-насоса. Во избежание разрыва струи и соответственно срыва сифона давление в точке А не должно опускаться ниже давления упругости паров нефтепродукта.

Производительность сифонного слива самотеком невелика.

Принудительный нижний слив (рис.3.26 д) производиться насосом через нижний сливной прибор цистерны.

Принудительный верхний слив (рис. 3.26 е) отличается от предыдущей схемы тем, что производиться через горловину цистерны посредством сливного стояка 9. Начало слива обеспечивает вакуум - насос после чего включается насос 10, заканчивающий нефтепродукт в резервуарный парк нефтебазы.

Более предпочтительным является нижний слив нефтепродуктов. Верхний слив применяют реже и в тех случаях, когда нижний сливной приборцистерн неисправен.

Особую сложность представляет слив высоковязких нефтепродуктов, который осуществляется с подогревом. В качестве теплоносителя обычно применяется насыщенный водяной пар.

Первоначально использовался способ подогрева высоковязких нефтепродуктов острым паром, подаваемым под давлением непосредствен в разогреваемую жидкость. Однако это приводило к значительному обводнению нефтепродуктов.

Впоследствии стали применяться закрытые трубчатые подогреватели. Однако при использовании данной конструкции в первую очередь прогревались слои нефтепродукта, примыкающие к трубам-змеевикам продолжительность нагрева основной массы жидкости была значительной.

Устраняя этот недостаток, ВНИИСПТ 5 нефть разработал устройство для
подогрева высоковязких нефтепродуктах в железнодорожных цистернах типа
ПГМП-4 (рис. 3.27). Оно состоит из двух трубчатых подогревателей 1,
снабженных шнековыми насосами 5. В качестве теплоносителя используется пар, подаваемый по трубе 3. Вращение шнеков осуществляется посредством электродвигателя 2 через вал 4 и редуктор 7.

Устройство в сложенном состоянии погружается в продукт через люкцистерны. Здесь под действием силы тяжести трубчатые подогреватели благодаря шарниру 8, занимают горизонтальное положение. Одновременно с подачей пара включается электродвигатель. Шнеки выкачивают нагретую жидкость из внутренней полости подогревателей и направляют ее в торцевые части цистерны и к сливному прибору. Освободившееся место занимает холодная жидкость. Благодаря циркуляции интенсивность теплообмена увеличивается в 2...3 раза. Соответственно уменьшается время подогрева.

Широкое распространение получил циркуляционный метод подогрева
нефтепродуктов в железнодорожных цистернах (рис. 3.28). В этом случае из цистерны 1 отбирается часть нефтепродукта, нагревается в специальном
теплообменнике 3 и под давлением снова подается в цистерну, где установлен гидромонитор 7. Вытекающая из него струя нагретого нефтепродукта активно перемешивает содержимое цистерны, повышая его температуру. После того, как последняя достигает необходимой величины, открывают задвижку 6 и основную часть нагретого нефтепродукта направляют в резервуар нефтебазы, а другая его часть продолжает циркулировать по системе " теплообменник насос-цистерна".

Метод электроподогрева предусматривает применение круглых или
секционных переносных электрических подогревателей, а также
электроиндукционного нагрева.

Переносные электрические подогреватели (рис. 3.29) состоят из включенных параллельно металлических проводников с высоким электрическим сопротивлением, навитых на фарфоровые цилиндры, установленные на металлическом каркасе. Применяют круглые и плоские раскладывающиеся электроподогреватели. Последние по конструкции напоминают пароподогреватели типа ПГМП-4.

Сущность электроиндукционного нагрева заключается в том, что вокруг цистерны при помощи обмотки, по которой пропускают переменный ток, создается электрическое поле. При этом стенки цистерны нагреваются, а тепло от них передается подогреваемому нефтепродукту.

Устройства для железнодорожного слива и налива на нефтебазах рассчитывают на маршрутный, групповой и одиночный слив и налив вагонов – цистерн.

Количество устройств для слива и налива принимают исходя из суточного объема поступления и отгрузки нефтепродуктов по железной дороге. Если количество поступающих цистерн составляет более трех, то применяют точные устройства для слива и налива. При большем числе цистерн меняют односторонние или двусторонние эстакады.

Эстакадой называют совокупность расположенных вдоль железнодорожного полотна с шагом 4...6 м сливо - наливных устройств, соединенных общими коллекторами и площадкой для перемещения персонала. Эстакады изготавливают из несгораемых материалов с учетом габаритов железнодорожных цистерн. Сооружают эстакады в виде длинных галерей с эксплуатационными площадками,расположенными на высоте 3...3,5 м, считая от рельса, и снабжают для перехода на цистерны откидными подвижными мостиками, которые могут опускаться на котел цистерны. Ширина прохода на эстакаде - не менее 1 м. Лестницы для подъема на нее размещают, как правило, с торцов.

В зависимости от назначения различают эстакады только для налива или слива нефтепродуктов, а также для выполнения обеих операций (табл. 3.3). Оборудование эстакад зависит от сортности нефтепродуктов, для работы с которыми и они предназначаются. Так, эстакады, предназначенные для слива темных высоковязких нефтепродуктов оборудуются паропроводами или средствами электроподогрева. С другой стороны, слив и налив светлых нефтепродуктов ведется через закрытые коллекторы и стояки, а темных - с помощью открытых лотков.

На рис. 3.30 показана наливная двусторонняя эстакада для светлых нефтепродуктов, предназначенная для самотечного или принудительного налива. Коллекторы для нефтепродуктов проложены по бокам вдоль эстакады ниженастила, по которому перемещается персонал. Наливные рукава, соединенные к наливным стоякам, доходят до нижней образующей цистерн, что обеспечивает налив под уровень без падения струи с высоты. Все рвение наливом ведется с площадки эстакады.

Эстакада оборудована откидными передвижными мостками для перехода на верхние площадки цистерн. Для подъема и спускамостков используют ручные лебедки.

Таблица 3.3.

Характеристика железнодорожных сливо- наливных эстакад

Комбинированная сливо-наливная эстакада стоякового типа для светлых нефтепродуктов (рис. 3.31) дополнительно снабжена зачистными колекторами, зачистным стояком, а по трубам и стоякам нефтепродукты могут перемещаться в обоих направлениях.

Преимуществом крытой эстакады типа НМ (рис. 3.32) является то, что в непогоду обслуживающий персонал работает в более комфортабельных условиях и не происходит обводнения наливаемого нефтепродукта. Эстакада имеет подвесные тали для подъема и спуска переносных подогревательных устройств.

На рис. 3.33 показано устройство наливной двусторонней эстакады галерейного типа для темных нефтепродуктов. Ее особенностью является то, что наливной коллектор проходит по верху эстакады и имеет отводы для налив. На конце отводов установлены выдвижные телескопические трубы, которые по окончании налива поднимают.

Для предотвращения необоснованных задержек цистерн время их слива - налива нормируется. В зависимости от грузоподъемности цистерн, вида нефтепродукта и степени механизации работ нормативное время слива - налива железнодорожного маршрута составляет от 2 до 4 часов. Поэтому нефтебазы заблаговременно подготавливаются к сливу - наливу маршрутов и отдельных железнодорожных цистерн.