Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (шфлу) и смеси пропано-бутановой технической (спбт)

Полезная модель «Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ)» (устройство в дальнейшем) относится к автоматике, в частности к ограничителям уровня налива сжиженных углеводородных газов в цистерны и может быть использована на наливных эстакадах нефтеперерабатывающих и химических заводов и нефтебаз, для оценки полноты заполнения емкостей (например, железнодорожные вагон-цистерны). Данное устройство содержит: патрубки уровней mах-1 и mах-2, установленные в цистерне и закрепленные на крышке цистерны; уравнемерные колонки mах-1 и mах-2 с соответствующими сигнализаторами уровня Vega Swing - 61 и дыхательными трубками; трубопровод, соединяющий патрубки уровней mах-1 и mах-2 с уравнемерными колонками через обратные (проходные) клапана; трубопроводов подачи газожидкостной смеси от уравнемерных колонок в трубопровод, идущий на факел; трубопровод, соединяющий внутренние полости уравнемерных колонок и трубопровод, соединяющий нижние части дыхательных трубок уравнемерных колонок; контроллер фирмы Gromann. Устройство работает следующим образом: жидкость (ШФЛУ, СПБТ) по трубопроводу под давлением до 13 кг/см² подается в цистерну и при достижении ею уровня трубки патрубка mах-1 в цистерне, поступает в уровнемерную колонку mах-1 (а с задержкой в несколько минут в уровнемерную колонку mах-2) заполняет ее доходя до верхнего края дыхательной трубки этой уровнемерной колонки при этом срабатывает, сигнализатор уровня mах-1, который выдает сигнал на контроллер о заполнении уровнемерной колонки, а, следовательно, и цистерны, в этом случае контроллер дает команду на закрытие управляемого отсечного клапана трубопровода налива в цистерну конкретного поста налива. Вторая уровнемерная колонка по mах-2 служит аварийной и, в случае не срабатывания сигнализатора уровня в уровнемерной колонке mах-1, срабатывает сигнализатор уровня в уровнемерной колонке mах-2, контроллер дает команду на закрытие управляемого отсечного клапана трубопровода налива в цистерну этого поста налива.

Полезная модель «Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ)» (устройство в дальнейшем) относится к автоматике, в частности к ограничителям уровня налива жидкостей в цистерны и может быть использована на наливных эстакадах нефтеперерабатывающих и химических заводов и нефтебаз, для оценки полноты заполнения емкостей (например, железнодорожные вагон-цистерны).

Известно устройство контроля налива ШФЛУ и СПБТ (max-1 и max-2) в вагон-цистерны, взятое нами за прототип, разработанное фирмой R.Gromann содержащее патрубки уровней max-1 и max-2, устанавливаемые в наливаемую цистерну и проходящие через ее крышку, уровнемерные колонки, трубопроводы от патрубков уровней max-1 и max-2 до уровнемерных колонок с сигнализаторами уровня Vega Swing - 61, управляемые пневматические клапаны и контроллер для их управления, трубопровод продувки сухим газом с управляемым пневматическим клапаном, трубопровод воздуха для управления пневматическими клапанами с управляемыми соленоидными клапанами при помощи контроллера, трубопровод с управляемыми пневматическими клапанами сброса газожидкостной смеси на факел.

На фиг.1 представлено устройство контроля налива ШФЛУ и СПБТ (max-1 и max-2) в вагон-цистерны, разработанное фирмой R.Gromann и содержащее: патрубок (max-1) 1, патрубок (max-2) 2, установленные в цистерне 3; уровнемерную колонку 4 с сигнализатором уровня (Vega Swing-61) 5 (с контактами 6) патрубка 1 (max-1) и дыхательной трубки 7; трубопровод 8 подачи жидкости от патрубка 1 к уровнемерной колонке 4 через пневматический клапан 9 и клапан обратный угловой 10; уровнемерную колонку 11 с сигнализатором уровня (Vega Swing - 61) 12 (с контактами 13) и дыхательной трубкой 14 патрубка 2 (max-2); трубопровод 15 подачи жидкости от патрубка 2 к уровнемерной колонке 11 через пневматический клапан 16 и клапан обратный 17; трубопровод 18 подачи сухого газа через пневматический клапан 19 для продувки уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 20 (с пневматическим клапаном 21) подачи газожидкостной смеси в трубопровод 22, идущий на факел от уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 23, соединяющий внутренние полости уровнемерных колонок 4 и 11; трубопровод 24, соединяющий нижние части дыхательных трубок 7 и 14; трубопровод 25 (с пневматическим клапаном 26) подачи газожидкостной смеси в трубопровод 22, идущий на факел от дыхательных трубок 7 и 14; трубопровод 27 подачи сжатого воздуха на управление пневмоклапанами 9, 16, 19, 21, 26 от магистрали 28 (контрольно-измерительных приборов) через клапана невозвратно-управляемые (при помощи соленоидов) 29 и 30, управляемых контроллером фирмы Gromann. Налив ШФЛУ, СПБТ (жидкой фазы) в цистерну производится через трубопровод 31.

Устройство работает следующим образом: открывается управляемый контроллером отсечной клапан на трубопроводе 31 (на фиг.1 не показан) определенного поста, жидкая фаза продукта поступает в цистерну 3 и при достижении ею в цистерне уровня нижней части трубки патрубка 1 (max-1), начинает наполняться уровнемерная колонка 4, срабатывает сигнализатор уровня (Vega Swing - 61) 5, который выдает сигнал на контроллер (на фиг.1 не показан) о заполнении уровнемерной колонки 4, а, следовательно, и цистерны 3. Давление в цистерне 3 примерно 13 кг/см². Контроллер дает команду тестирования (проверка истинности заполнения цистерны 3 до уровня max-1), при этом закрываются клапаны 9 и 16 на подачу жидкости в уровнемерные колонки 4 и 11, открывается клапан 19 на трубопроводе подачи сухого (продувочного) газа 18 и открываются клапаны 21 и 26 сброса газожидкостной смеси в трубопровод 22 (линии сброса на факел). Клапаны 21 и 26 срабатывают от клапанов 29 и 30, подающих сжатый воздух от трубопровода 28 в трубопроводы 27. В уровнемерных колонках 4 и 11 отсутствует жидкостная фаза. После продувки клапаны 19, 21, 26 закрываются, а клапаны 9 и 16 открываются. При подтверждении уровня жидкой фазы (ШФЛУ, СПБТ) в уровнемерной колонке 4 сигнализатором уровня 5 (max-1), контроллер дает команду на остановку налива на данном посту налива (закрывается отсечной клапан на трубопроводе 31). В случае не подтверждения уровня заполнения сигнализатором 5, налив продолжается до заполнения патрубка 2 (max-2) в цистерне 3, при этом срабатывает сигнализатор уровня 12 (max-2) и контроллер дает команду на тестирование по уровню max-2 уровнемерной колонки 11. Если уровень подтверждается, то контроллер дает команду на прекращение налива на данном посту. Работа устройства на этом заканчивается.

Недостатками данного устройства являются:

1. Конструкция пробоотборной системы, включающая дыхательную трубку 7, контакты 6 сигнализатора уровня 5 уровнемерной колонки 4 (аналогично и для уровнемерной колонки 11), не обеспечивает появление уровня продукта (жидкой фазы) в самой уровнемерной колонке 4 необходимого для срабатывания сигнализатора 5, несмотря на то, что уровень наливаемого в цистерну 3 продукта ШФЛУ или СПБТ (жидкой фазы) достиг уровня патрубка (max-1) 1. Срабатывание сигнализатора 5 происходит только после заполнения уровнемерной колонки 11 (max-2), что приводит к систематическому переливу наливаемого в цистерну продукта на высоту 1- 4 см, т.е. перерасходу отпускаемого продукта.

2. В момент продувки сухим газом уровнемерных колонок и трубопроводов 8, 20, 25, 15 через пневматические клапана 9, 16, 21, 26, установленные на этих трубопроводах, жидкий продукт ШФЛУ или СПБТ, оставшийся в уровнемерных колонках 4 и 11, в трубопроводах 8, 20, 25, 15, выбрасывается в атмосферу и в трубопровод 27 сжатого воздуха от трубопровода 28, что приводит к загрязнению воздушной среды, существенному снижению безопасности процесса налива ШФЛУ или СПБТ (жидкой фазы) и отказу в работе этих клапанов.

Задачами, решаемыми использованием предлагаемого устройства, являются: исключение выдачи ложных сигналов сигнализаторами уровней max-1 и max-2 уровнемерных колонок, выдачу сигналов только при достижении, наливаемого в цистерну жидкого продукта (ШФЛУ или СПБТ), патрубка уровня max-1; исключение попадания жидкого наливаемого в цистерну продукта в атмосферу и трубопровод сжатого воздуха для управления пневмоклапанами.

Техническая сущность предлагаемой полезной модели «Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ)» заключается в том, что в уровнемерных колонках установили дроссельные шайбы в месте выхода жидкой фазы продукта, из внутренних полостей уровнемерных колонок в трубопровод, идущий на факел, а на трубопроводе, соединяющим внутренние полости уровнемерных колонок с трубопроводом, идущим на факел и на трубопроводе соединяющим между собой нижние части дыхательных трубок уровнемерных колонок установили обратные проходные клапана, причем увеличили длину дыхательных трубок так, что верхний конец дыхательной трубки располагается между контактами сигнализаторов max-1 и max-2. В предложенном устройстве отпала необходимость в трубопроводе продувки сухим газом и трубопроводе подачи сжатого воздуха на управляемые пневмоклапаны, поскольку они убраны из устройства. Вместо управляемых пневмоклапанов на трубопроводах, соединяющих патрубки max-1 и max-2, расположенных в цистерне, с соответствующими уровнемерными колонками, установили обратные (проходные) клапана.

На фиг.2 представлено заявляемое устройство, содержащее: патрубок (max-1) 1, патрубок (max-2) 2, установленные в цистерне 3; уравнемерную колонку 4 с сигнализатором уровня (например, Vega Swing -61) 5 (с контактами 6) патрубка 1 (max-1) и дыхательной трубки 7; трубопровод 8 подачи жидкости от патрубка 1 к уровнемерной колонке 4 через обратный (проходной) клапан 37; уравнемерную колонку 11 с сигнализатором уровня (например, Vega Swing - 61) 12 (с контактами 13) и дыхательной трубкой 14 патрубка 2 (max-2); трубопровод 15 подачи жидкости от патрубка 2 к уровнемерной колонке 11 через обратный (проходной) клапан 38; трубопровод 20 подачи газожидкостной смеси от середины трубопровода 23 (между обратными клапанами 33 и 34) в трубопровод 22, идущий на факел от внутренних полостей уровнемерных колонок 4 и 11 через дросселирующие шайбы 32 и обратные проходные клапана 33 и 34; трубопровод 23, соединяющий внутренние полости уровнемерных колонок 4 и 11 через обратные проходные клапаны 33 и 34; трубопровод 24, соединяющий нижние части дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11 через обратные проходные клапана 35 и 36; трубопровод 25 подачи газожидкостной смеси от середины трубопровода 24 (между обратными клапанами 35 и 36) в трубопровод 22, идущий на факел от нижних частей дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11. Обратные клапана 33 и 34 пропускают газожидкостную смесь в направлении от внутренних полостей уровнемерных колонок 4 и 11 в трубопровод 20. Обратные клапана 35 и 36 пропускают газожидкостную смесь в направлении от нижних частей дыхательных трубок 7 и 14 уровнемерных колонок 4 и 11 в трубопровод 25. Верхние части дыхательных трубок 7 и 14 располагаются между контактами соответствующих сигнализаторов уровня (max-1 и max-2) 6 и 13, причем верхние части дыхательных трубок 7 и 14 перекрывают по высоте контакты соответствующих сигнализаторов уровня (max-1 и max-2) 6 и 13 на высоту до 10 мм. Налив ШФЛУ, СПБТ (жидкой фазы) в цистерну производится через трубопровод 31.

Устройство работает следующим образом: контроллер (на фиг.2 не показан) выдает команду на открытие отсечного клапана (на фиг.2 не показан) определенного поста налива жидкости (ШФЛУ, СПБТ и т.п.) и жидкость (ШФЛУ, СПБТ) по трубопроводу 31 под давлением до 13 кг/см² подается в цистерну 3 и при достижении ею уровня трубки патрубка 1 (max-1) в цистерне 3, жидкая фаза (ШФЛУ, СПБТ) из цистерны 3 по трубопроводу 8 поступает в уравнемерную колонку 4 под давлением до 13 кг/см² , заполняет ее доходя до верхнего края увеличенной по длине дыхательной трубки 7, расположенной между контактами 6, причем верхний конец дыхательной трубки в вертикальной плоскости расположен выше нижних концов контактов 6, что приводит к надежному срабатыванию сигнализатора уровня (например, Vega Swing - 61) 5, который выдает сигнал на контроллер (на фиг.2 не показан) о заполнении уровнемерной колонки 4, а, следовательно, и цистерны 3, в этом случае контроллер (на фиг.2 не показан) дает команду на закрытие управляемого отсечного клапана (на фиг.2 не показан) трубопровода 31 налива в цистерну 3. Во время заполнения уровнемерной колонки 4 жидкой фазой из цистерны 3, часть жидкой фазы (ШФЛУ, СПБТ и т.п.) выходит через дроссельную шайбу 32 и обратный клапан 33 в трубопровод 20, но количество жидкости поступающей в уравнемерную колонку 4 намного больше количества жидкости, выходящей из нее через дроссельную шайбу 32, поэтому уровнемерная колонка 4 будет наполняться жидкостью. После срабатывания сигнализатора уровня (например, Vega Swing - 61) 5 и закрытия управляемого отсечного клапана (на фиг.2 не показан) трубопровода 31 налива в цистерну 3, за счет остаточного давления в трубопроводе 8 и уровнемерной колонки 4, жидкость, под действием этого давления будет вытесняться через дроссельную шайбу 32 и обратный проходной клапан 33 в трубопровод 20 до тех пор, пока давление внутри уравнемерной колонки 4 не сравняется с давлением в трубопроводе 20. Клапан 33 закроется и устройство готово к работе для налива следующей цистерны.

Уровнемерная колонка 11 служит как аварийная, т.е. в случае не срабатывания сигнализатора 5, через несколько секунд, сработает сигнализатор 12 т.к. заполнение уровнемерной колонки 11 происходит почти одновременно с уровнемерной колонкой 4.

Технико-экономическая или иная эффективность.

1. Отсутствие ложных срабатываний сигнализаторов уровня max - 1.

2. Отсутствие случаев перелива наливаемой жидкости в цистерны, что приводит к экономии отпускаемого продукта.

3. Отсутствие условий попадания жидкого наливаемого продукта или газовой смеси в атмосферу, так как данное устройство не содержит пневмок-лапанов, через которые происходит утечка продукта, что приводит к повышению безопасности при наливе.

4. Удобство в обслуживании, сокращение времени на проведение регламентных работ.

5. Сокращение времени налива жидкости в цистерны.

1. Устройство контроля налива широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и смеси пропано-бутановой технической (СПБТ), содержащее патрубки уровней нижнего (MAX-1) и верхнего (MAX-2), устанавливаемые в наливаемую цистерну и проходящие через ее крышку, предохранители переполнения с обогревом (в дальнейшем называемые уровнемерными колонками), трубопроводы от патрубков уровней MAX-1 и MAX-2 до соответствующих уровнемерных колонок с сигнализаторами уровня Vega Swing-61 и дыхательными трубками, трубопровод, соединяющий внутренние полости уровнемерных колонок с трубопроводом подачи газожидкостной смеси на факел, трубопровод, соединяющий нижние части дыхательных трубок с трубопроводом подачи газожидкостной смеси на факел, отличающееся тем, что трубопроводы, соединяющие патрубки уровней MAX-1 и MAX-2 с соответствующими уровнемерными колонками, имеют обратные проходные клапаны, пропускающие наливаемый продукт только к уровнемерным колонкам.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в уровнемерных колонках устанавливают дроссельные шайбы в месте выхода жидкой фазы продукта из внутренних полостей колонок в трубопровод, идущий на факел.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий внутренние полости колонок между собой после дроссельных шайб, имеет обратные проходные клапаны, пропускающие наливаемый продукт только от уровнемерных колонок в трубопровод, идущий на факел.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, идущий на факел, соединен с трубопроводом, соединяющим внутренние полости колонок между собой после дроссельных шайб, посередине между обратными проходными клапанами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий нижние части дыхательных трубок уровнемерных колонок с трубопроводом подачи газожидкостной смеси на факел, имеет обратные проходные клапаны, пропускающие наливаемый продукт только в направлении от уровнемерных колонок в трубопровод, идущий на факел.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, идущий на факел, соединен с трубопроводом, соединяющим нижние части дыхательных трубок уровнемерных колонок между собой, посередине между обратными проходными клапанами.