Устройство для очистки резервуаров от донных отложений с тангенциальным заборником
Полезная модель относится к устройствам для очистки и мойки емкостей и может найти применение при зачистке цилиндрических нефтехранилищ больших объемов, их пропарке, чистовой замывке и для предотвращения накопления в них донных отложений. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности и сокращение сроков очистки резервуаров путем создания вращательного движения донных отложений с помощью специальной конструкции коллектора. Для этого кольцевой трубчатый коллектор установлен в горизонтальной плоскости нижней части резервуара по его внутреннему периметру. Коллектор снабжен патрубками с заглушенными свободными концами. Патрубки установлены на равном расстоянии по периметру коллектора и направлены к центру резервуара. Патрубки снабжены форсунками, расположенными равномерно по длине патрубков. Форсунки установлены под углом к днищу резервуара и направлены против часовой стрелки. Продукты откачки выводятся через тангенциальный заборник, установленный на днище резервуара у боковой стенки и направленный навстречу движению потока суспензии. Трубопровод откачки подведен к тангенциальному заборнику. Применение устройства позволяет исключить ручной труд, нахождение исполнителей в опасной зоне в процессе зачистки и повысить пожарную безопасность. 1 н.з. и 2 з.п. ф-лы.
Полезная модель относится к устройствам для очистки и мойки емкостей и может найти применение при зачистке цилиндрических нефтехранилищ больших объемов, пропарке, чистовой замывке, что способствует предотвращению накопления в них донных отложений.
В нефтехимии известны устройства и способы зачистки резервуаров: вручную, механизированным способом, механизированным с применением растворителей.
Известно «Устройство для чистки емкостей» а. с.
1741940 МПК В08В 9/08, представляющее собой перфорированный коллектор в виде набора концентрических кольцевых трубопроводов, установленный в нижней части емкости. Отверстия коллектора обращены к донной части резервуара. На кольцевых трубопроводах вертикально установлены патрубки с отверстиями, направленными на нижнюю часть боковой поверхности резервуара. Подаваемая под давлением в коллектор, технологическая вода размывает дно и нижнюю часть боковых стенок резервуара, а образовавшаяся суспензия эвакуируется через сливной трубопровод в днище.
К недостаткам данного устройства следует отнести большую металлоемкость, громоздкость и возможность применения только для небольших емкостей объемом несколько десятков кубометров, имеющих в днище сливной трубопровод. При свободном сливе размытая суспензия может образовывать в сливном трубопроводе мазутные пробки из донных отложений нефтехранилищ.
Наиболее близким по совокупности признаков устройством того же назначения (прототипом), является «Устройство для очистки резервуаров от донных отложений» (патент 45314 МПК В08В 9/093). Устройство представляет собой кольцевой трубчатый коллектор для подачи разрушающего рабочего тела, установленный в горизонтальной плоскости нижней части резервуара по его внутреннему периметру и снабженный патрубками с заглушенными свободными концами. Устройство обеспечивает повышение эффективности и сокращение сроков очистки резервуаров путем создания вращательного движения донных отложений с помощью специальной конструкции коллектора.
При всей эффективности работы этого устройства, его недостатком следует считать то, что трубопровод откачки выводит продукты зачистки из центра резервуара, т.е. на достаточно удаленном расстоянии от откачивающего насоса. Раскрученная суспензия под действием центробежных сил стремится к стенкам резервуара и насосу приходится их преодолевать. Это снижает эффективность и качество зачистки.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение эффективности и сокращение сроков очистки резервуаров и основывается на изменении конструкции коллектора и установке дополнительных приспособлений.
Предложение заключается в следующем: устройство для очистки резервуара от донных отложений содержит трубчатый коллектор для подачи разрушающего рабочего тела. Коллектор установлен в горизонтальной плоскости нижней части резервуара по его внутреннему периметру и снабжен патрубками с заглушенными свободными концами. Патрубки установлены на равном расстоянии по периметру коллектора, направлены к центру резервуара и снабжены форсунками. Форсунки расположены равномерно по длине патрубков, установлены под углом к днищу резервуара и направлены против часовой стрелки. В качестве разрушающего рабочего тела в трубчатый коллектор подведен пар. Устройство отличается тем, что откачивание раскрученной суспензии производится через тангенциальный заборник, установленный на днище резервуара у внутренней стенки и направленный навстречу движению потока суспензии. Трубопровод откачки подведен к тангенциальному заборнику.
На Фиг.1. изображено устройство - вид сверху, на Фиг.3 - сечение по А-А; на Фиг.2 - тангенциальный заборник, на Фиг.4 - сечение по Б-Б; на Фиг.5 - сечение по С-С; на Фиг.4 - сечение по К-К.
Устройство представляет собой кольцевой трубчатый коллектор 2, установленный в горизонтальной плоскости по периметру внутри резервуара 1 и закрепленный на высоте 0,25 м от его днища, с отходящими от него к центру патрубками 3 с форсунками 4. Форсунки равномерно установлены по всей длине патрубков и направлены против движения часовой стрелки под углом к днищу резервуара. Патрубки закреплены к днищу резервуара на высоте 0,25 м, а свободные их концы заглушены. Количество патрубков определяется в зависимости от размера резервуара, от вида нефтепродукта, хранящегося в нем и с таким расчетом, чтобы устройство обеспечивало вращательное движение суспензии, включающей донные отложения. Для повышения эффективности и ускорения процесса зачистки патрубки с форсунками размещены по всей площади днища резервуара. Так как донные отложения в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов на 98% состоят из тяжелых углеводородов, то в качестве наиболее эффективного разрушающего рабочего тела выбран пар. Возможно применение моющих препаратов (МЛ72 или ламобид-102). К коллектору подведен трубопровод подачи пара 5 с запорной задвижкой и трубопровод подачи воды 6 с запорной задвижкой. Для удаления продукта зачистки предусмотрен трубопровод откачки 7 с тангенциальным заборником 8 на конце.
Тангенциальный заборник представляет собой коробчатую конструкцию с площадью забора суспензии S2, обращенной навстречу движению потока и установленную на днище резервуара у боковой его стенки. Площадь сечения заборника плавно уменьшается к днищу заборника до высоты 25 мм, обеспечивая сужение поперечного сечения до площади равной площади трубопровода откачки S 1, который присоединяется к суженной части заборника. При этом S2=10 S1. На выходе из резервуара на трубопровод откачки устанавливается запорная задвижка. Трубопровод откачки подает суспензию к откачивающему насосу и далее в приемную емкость.
Процесс зачистки днища резервуара от донных отложений с помощью предлагаемого устройства производится следующим образом. Нефтепродукт откачивают из резервуара до уровня отстоя донных отложений. Затем в кольцевой коллектор 2 подают под давлением пар, который через форсунки 4 начинает разрушать, разжижать и перемещать донные отложения в одном направлении, постепенно приводя всю разжиженную суспензию во вращательное движение. Энергия пара создает кинетическую и центробежную энергию частиц потока суспензии, которые стремятся к стенкам резервуара. При достижении оптимальной скорости вращения потока суспензии производят открытие задвижки и откачку суспензии насосом через тангенциальный заборник 8 по трубопроводу откачки 7 в приемную емкость. При этом на поток суспензии действуют три составляющие: давление всасывания насоса Р, кинетическая энергия вращающегося потока E1, центробежная энергия вращающегося потока Е2.
Предложенная конструкция тангенциального заборника и его расположение позволит создать перепад давления между суженным и расширенным сечением заборника и как следствие, увеличить скорость движения потока при откачивании. Эксплуатируемые и вновь проектируемые цилиндрические резервуары имеют конусообразную форму днища с наивысшей точкой в центре. Откачивание донных отложений через тангенциальный заборник, расположенный на периферии в самой низкой точке, обеспечивается практически без остатка.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в течение нескольких часов произвести зачистку днища резервуара, удалить продукты зачистки, произвести замывку днища и пропарку резервуара, тем самым подготовить его к ремонту или дальнейшей эксплуатации силами обслуживающего персонала нефтехранилищ без привлечения дополнительных людских, материальных и технических ресурсов. Устройство позволяет исключить ручной труд и нахождение рабочих в опасной зоне в процессе зачистки.
Конструкция устройства проста, технологична, изготавливается из стандартных материалов и может монтироваться как при строительстве новых, так и при ремонте бывших в эксплуатации резервуаров. Предлагаемое устройство можно реализовать как на отдельных нефтехранилищах или группах нефтехранилищ, так и на складах хранения нефтепродуктов действующих нефтеперерабатывающих заводов.
1. Устройство для очистки резервуаров от донных отложений с тангенциальным заборником, содержащее кольцевой трубчатый коллектор для подачи разрушающего рабочего тела, установленный в горизонтальной плоскости нижней части резервуара по его внутреннему периметру и снабженный патрубками с заглушенными свободными концами, которые установлены на равном расстоянии по периметру коллектора, направлены к центру резервуара, снабжены форсунками, расположенными равномерно по длине патрубков и установленными под углом и против часовой стрелки к днищу резервуара, отличающееся тем, что откачка продукта зачистки предусмотрена через тангенциальный заборник, установленный на днище резервуара у боковой его стенки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод откачки присоединен к тангенциальному заборнику и выведен из боковой стенки резервуара.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве разрушающего рабочего тела в трубчатый коллектор может под давлением подаваться пар, горячая вода, растворы моющих средств.
