Суть винаходу: пристрій для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн містить послідовно з'єднані всмоктуючий трубопровід, що перекачує насос і напірний трубопровід з теплообмінником, що утворюють лінію рециркуляції. Перекачує насос виконаний оседіагональних. Вихід з теплообмінника з'єднаний зі всмоктуючим трубопроводом перепускним трубопроводом з клапаном. 2 з.п. ф-ли. 1 мул.
Пристрій для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн.
При транспортуванні мазутів по залізниці час перебування цистерн в дорозі 3-10 діб, що призводить в холодну пору до значного охолодження мазутів, поділу на фракції, істотного збільшення їх в'язкості і зменшення "плинності".
Злив вузьких мазутів з цистерн без підігріву (паровий сорочки) утруднений і при цьому частина мазуту залишається на стінках цистерни, що є неприпустимим. Тому, перед розвантаженням цистерн, необхідно зменшувати в'язкість мазутів і забезпечувати однофазних їх фракційного складу по всьому об'єму.
В даний час відомі різні способи зменшення в'язкості мазутів перед зливом, засновані на: - зміні реологічних властивостей мазутів (додавання рідких розріджувачів і депрессаітов); - використанні ефекту руйнування кристалічної решітки мазутів (вібраційний): - розігріві за допомогою електричного струму: - попередньому розігріві мазуту до температури 40-60 o C теплоносіями.
Практично всі перераховані вище способи вимагають дуже великих економічних витрат (капітальних, експлуатаційних та енергетичних), а також виконання вимог безпеки виробництва та захисту навколишнього середовища.
Недоліками відомого пристрою є: - низька продуктивність, тому що шнек, який використовується в установці в режимі транспортера, не дозволяє забезпечити достатньо високу продуктивність вивантаження: - використання повітря під тиском створює умови підвищеної пожежонебезпеки при вивантаженні загустіли нафтопродуктів.
Тому на практиці реалізуються методи, засновані на попередньому розігріві мазуту за допомогою теплоносіїв (традиційно в якості теплоносія застосовується - пар).
Спосіб попереднього розігріву може бути як з обводненням ( "гострий пар" подається безпосередньо в цистерну), так і без обводнення (циркуляція мазуту з цистерни через гідравлічний контур з передачею тепла від теплоносія через теплообмінник).
Вибір способу розігріву мазуту парою визначається з урахуванням теплофізичних властивостей, обмежень по обводнення, техніко-економічних показників різних способів розігріву, вимог експлуатації і екологічної безпеки та нормативних вимог по часу зливу нафтопродуктів з залізничних цистерн.
Розглянуті нижче способи засновані на розігріві мазуту без обводнення.
Недоліками відомого пристрою є: - для запуску зазначеної установки необхідна наявність резервної ємності з розігрітій рідиною, що має знижену в'язкість і забезпечує нормальну роботу насоса: - затверділі (фракції в осаді (парафін, бітум, асфальт та ін.) Дуже важко піддаються розмиву, це перешкоджає відкриттю нижнього клапана і тому початок циркуляції для розігріву рідини в цистерні з використанням нижнього зливного приладу часто не вдається здійснити: - використовуваний в схемі струменевий насос (ежектор) для осущес тичних циркуляції розігрівається рідини, має низький ККД (10-20%) і його використання призводить до значних додаткових енерговитрат:
- низька продуктивність розігріву затверділого матеріалу і неможливість її подальшого збільшення (при обмеженій величині температури рідини на виході з теплообмінника tmax = 80-90 o C) за рахунок збільшення витрати циркулюючої рідини, через використання ежектора в напірному трубопроводі циркуляційного контуру;
Слід зазначити, що для всіх способів розігріву і зливу мазуту без обводнененія, визначальним є початок процесу разогрева- старт. Умовно стартом можна назвати інтервал часу, на якому мазут в цистерні нагрівається до температури, починаючи з якої прогрів стабілізується (тобто за одиницю часу збільшення температури однакові). При цьому час старту може виявитися надзвичайно великим. Залежно від початкової в'язкості "повільний" хід старту може перетворитися практично в нескінченно повільний.
Основна відмінність винаходу полягає в тому, що процес розігріву мазуту в цистерні заснований не на використанні високонапірної струменя гарячого мазуту, що підводиться в цистерну малою витратою (через Розмивочна пристрої, сопла), а на збільшенні витрати підігрітого в теплообміннику мазуту, що перекачується по рециркуляційного контуру високопродуктивним оседіагональних шнековим насосом. При цьому, наявність перепускного трубопроводу, оптимальна гідравліка всмоктуючого трубопроводу, дає можливість старту при більш низьких температурах мазутів і забезпечує більш "швидкий" старт (при одних і тих же початкових в'язкості час старту може зменшуватися в порівнянні з іншими пристроями на порядок).
Завданням винаходу є створення пристрою для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн без обводнення з високою продуктивністю і мінімальними енерговитратами.
Технічний результат досягається за рахунок того, що в пристрої для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн, що містить послідовно з'єднані всмоктуючий трубопровід, що перекачує насос і напірний трубопровід з теплообмінником, що утворюють лінію рециркуляції, вихід з теплообмінника з'єднаний зі всмоктуючим трубопроводом перепускним трубопроводом з клапаном, що перекачує насос виконаний оседіагональних шнековим.
Перекачує насос може бути виконаний самовсмоктувальним.
Пристрій може бути забезпечено вакуумним насосом, підключеним через клапан до верхньої частини всмоктуючого трубопроводу.
На кресленні зображено пристрій для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн без обводнення. Пристрій містить послідовно з'єднані всмоктуючий трубопровід (2) підключений безпосередньо до цистерни (1) через її верхню горловину, оседіагональних шнековий насос (3) з приводом (4), зливний клапан (5), що перемикає потік мазуту або назад в цистерну (1) через напірний трубопровід (6) з теплообмінником (7), або на злив. На всмоктуючому трубопроводі виконаний перепускний трубопровід (8) з клапаном (9), з'єднаний з виходом з теплообмінника. Насос (3), що всмоктує і напірний трубопроводи (2), (6) утворюють лінію рециркуляції.
Оседіагональних шнековий насос може бути виконаний самовсмоктувальним.
На всмоктуючому трубопроводі може бути виконаний клапан (10), з'єднаний з вакуумнасоса.
Застосування в якості перекачує вузла високопродуктивного оседіагональних шнекового насоса (3) дозволяє використовувати властиві йому експлуатаційні властивості: здатність перекачувати з великою продуктивністю (Q = 15 50 л / с) рідини з підвищеною в'язкістю, саморегулювання по витраті в залежності від гідравлічного опору мережі, високі антікавітаціонной якості і нечутливість до механічних домішок.
Це дозволяє після заливки гідравлічного контуру забезпечувати старт пристрою без резервної ємності, забезпечувати рециркуляцію мазуту при високих витратах в широкому діапазоні зміни в'язкості без застосування фільтра тонкого очищення для захисту насоса від механічних домішок.
Наявність перепускного трубопроводу (8) з клапаном (9) дає можливість підтримувати витрата мазуту через насос (3) в області номінальних витрат з максимальним к. П.д. при малій витраті мазуту через всмоктуючий трубопровід (2), який завжди реалізується при старті на холодному в'язкому мазуті.
Наявність перепускного трубопроводу дозволяє збільшити витрату мазуту через теплообмінник, тим самим збільшувати теплову потужність, яка надається для підігріву мазуту (теплова потужність теплообмінника для підігріву мазуту визначається в основному витратою мазуту через теплообмінник).
З теплового балансу слід, що незалежно від співвідношення витрат мазуту через напірний (6) і перепускний (8) трубопроводи, в цистерну (1) надходить все тепло, що повідомляється в теплообміннику.
Роботи пристрою відбувається наступним чином:
У цистерну (1), призначену для зливу, встановлюються труби, які є частинами всмоктуючого (2) і напірного (6) трубопроводів.
За допомогою вакуумнасоса, з'єднаного за допомогою клапана (10) з всмоктуючим трубопроводом, проводиться вакуумирование і початкове заповнення мазутом (заливка) гідравлічного контуру.
Після заливки гідравлічного контуру клапан (10) закривається, включається привід (4) і оседіагональних шнековий насос (3) починає перекачувати в'язкий мазут.
Якщо в пристрої використовується самовсмоктувальний оседіагональних насос, вакуумування гідравлічного контуру не потрібно.
Після насоса мазут під надлишковим тиском надходить через клапан (5) в теплообмінник (7). В теплообміннику відбувається розігрів мазуту за допомогою теплопередачі від теплоносія (пара) через герметичну стінку. Внаслідок цього в'язкість мазуту зменшується, а витрата мазуту збільшується.
Після теплообмінника (7) частину витрат гарячого мазуту надходить по напірного трубопроводу (6) в цистерну (1) для підігріву в ній холодного в'язкого мазуту, а інша частина - подається по перепускному трубопроводу (8) з клапаном (9) у всмоктуючий трубопровід (2 ). Перед входом в насос відбувається перемішування гарячого мазуту з перепускного трубопроводу (8) з холодним мазутом з усмоктувального трубопроводу (2).
Коли весь мазут в цистерні (1) розігрітий до необхідної температури, то за допомогою клапана (5) витрата мазуту після насоса (3) перемикається на слив.
1. Пристрій для розігріву і зливу мазуту з залізничних цистерн без обводнення, що містить послідовно з'єднані всмоктуючий трубопровід, що перекачує насос і напірний трубопровід з теплообмінником, що утворюють лінію рециркуляції, що відрізняється тим, що вихід з теплообмінника з'єднаний з всмоктуючим трубопроводом перепускним трубопроводом з клапаном, що перекачує насос виконаний оседіагональних шнековим.
2. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що перекачує насос виконаний самовсмоктувальним.
3. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що воно забезпечене вакуумним насосом, підключеним через клапан до всмоктуючого трубопроводу.