Устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн
Авторы патента:
Сущность изобретения: устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод, перекачивающий насос и напорный трубопровод с теплообменником, образующие линию рециркуляции. Перекачивающий насос выполнен оседиагональным. Выход из теплообменника соединен со всасывающим трубопроводом перепускным трубопроводом с клапаном. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.
Устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн.
При транспортировании мазутов по железной дороге время пребывания цистерн в пути 3-10 суток, что приводит в холодное время к значительному охлаждению мазутов, разделению на фракции, существенному увеличению их вязкости и уменьшению "текучести". Слив вязких мазутов из цистерн без подогрева (паровой рубашки) затруднен и при этом часть мазута остается на стенках цистерны, что недопустимо. Поэтому, перед разгрузкой цистерн, необходимо уменьшать вязкость мазутов и обеспечивать однофазность их фракционного состава по всему объему. В настоящее время известны различные способы уменьшения вязкости мазутов перед сливом, основанные на: - изменении реологических свойств мазутов (добавление жидких разбавителей и депрессаитов); - использовании эффекта разрушения кристаллической решетки мазутов (вибрационный): - разогреве с помощью электрического тока: - предварительном разогреве мазутов до температуры 40-60oC теплоносителями. Практически все вышеперечисленные способы требуют весьма больших экономических затрат (капитальных, эксплуатационных и энергетических), а также выполнения требований безопасности производства и защиты окружающей среды. Известно устройство для выгрузки густеющих грузов из емкости (SU, авторское свидетельство 1544692, кл.B В 6567/24, B 65 G 69/20, 1990), содержащее погружной шнек, откачивающий загустевшую жидкость со дна емкости, а также вибратор и компрессор, нагнетающий воздух, служащие для обеспечения "текучести" загустевшей жидкости. Недостатками известного устройства являются: - низкая производительность, т.к. шнек, используемый в установке в режиме транспортера, не позволяет обеспечить достаточно высокую производительность выгрузки: - использование воздуха под давлением создает условия повышенной пожароопасности при выгрузке загустевших нефтепродуктов. Поэтому на практике реализуются способы, основанные на предварительном разогреве мазутов с помощью теплоносителей (традиционно в качестве теплоносителя применяется - пар). Способ предварительного разогрева может быть как с обводнением ("острый пар" подается непосредственно в цистерну), так и без обводнения (циркуляция мазута из цистерны через гидравлический контур с передачей тепла от теплоносителя через теплообменник). Выбор способа разогрева мазутов паром определяется с учетом теплофизических свойств, ограничений по обводнению, техникоэкономических показателей различных способов разогрева, требований эксплуатации и экологической безопасности и нормативных требований по времени слива нефтепродуктов из ж.д. цистерн. Рассматриваемые ниже способы основаны на разогреве мазутов без обводнения. Наиболее близким к описываемому изобретению является устройство для разогрева и слива из ж. д. цистерн затвердевших материалов (SU, авторское свидетельство 1551624, кл. B 65 D 88/74, B 65 G 69/20, 1990) содержащее последовательно соединенные всасывающий трубопровод, перекачивающий насос и напорный трубопровод с теплообменником, образующие линию рециркуляции. Недостатками известного устройства являются: - для запуска указанной установки необходимо наличие резервной емкости с разогретой жидкостью, имеющей пониженную вязкость и обеспечивающей нормальную работу насоса: - затвердевшие (фракции в осадке (парафин, битум, асфальт и др.) очень трудно поддаются размыву, это препятствует открытию нижнего клапана и поэтому начало циркуляции для разогрева жидкости в цистерне с использованием нижнего сливного прибора часто не удается осуществить: - используемый в схеме струйный насос (эжектор) для осуществления циркуляции разогреваемой жидкости, имеет низкий к.п.д. (10-20%) и его использование приводит к значительным дополнительным энергозатратам:- низкая производительность разогрева затвердевшего материала и невозможность ее дальнейшего увеличения (при ограниченной величине температуры жидкости на выходе из теплообменника tmax=80-90oC) за счет увеличения расхода циркулирующей жидкости, из-за использования эжектора в напорном трубопроводе циркуляционного контура;
Следует отметить, что для всех способов разогрева и слива мазутов без обводненения, определяющим является начало процесса разогрева- старт. Условно стартом можно назвать интервал времени, на котором мазут в цистерне нагревается до температуры, начиная с которой прогрев стабилизируется (т.е. за единицу времени приращения температуры одинаковы). При этом время старта может оказаться чрезвычайно большим. В зависимости от начальной вязкости "медленный" ход старта может превратиться практически в бесконечно медленный. Основное отличие изобретения состоит в том, что процесс разогрева мазута в цистерне основан не на использовании высоконапорной струи горячего мазута, подводимого в цистерну малым расходом (через размывочные устройства, сопла), а на увеличении расхода подогретого в теплообменнике мазута, перекачиваемого по рециркуляционному контуру высокопроизводительным оседиагональным шнековым насосом. При этом, наличие перепускного трубопровода, оптимальная гидравлика всасывающего трубопровода, дает возможность старта при более низких температурах мазутов и обеспечивает более "быстрый" старт (при одних и тех же начальных вязкостях время старта может уменьшаться по сравнению с другими устройствами на порядок). Задачей изобретения является создание устройства для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн без обводнения с высокой производительностью и минимальными энергозатратами. Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн, содержащем последовательно соединенные всасывающий трубопровод, перекачивающий насос и напорный трубопровод с теплообменником, образующие линию рециркуляции, выход из теплообменника соединен со всасывающим трубопроводом перепускным трубопроводом с клапаном, перекачивающий насос выполнен оседиагональным шнековым. Перекачивающий насос может быть выполнен самовсасывающим. Устройство может быть снабжено вакуумным насосом, подключенным через клапан к верхней части всасывающего трубопровода. На чертеже изображено устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн без обводнения. Устройство содержит последовательно соединенные всасывающий трубопровод (2) подключенный непосредственно к цистерне (1) через ее верхнюю горловину, оседиагональный шнековый насос (3) с приводом (4), сливной клапан (5), переключающий поток мазута или обратно в цистерну (1) через напорный трубопровод (6) с теплообменником (7), или на слив. На всасывающем трубопроводе выполнен перепускной трубопровод (8) с клапаном (9), соединенный с выходом из теплообменника. Насос (3), всасывающий и напорный трубопроводы (2), (6) образуют линию рециркуляции. Оседиагональный шнековый насос может быть выполнен самовсасывающим. На всасывающем трубопроводе может быть выполнен клапан (10), соединенный с вакуумнасосом. Применение в качестве перекачивающего узла высокопроизводительного оседиагонального шнекового насоса (3) позволяет использовать присущие ему эксплуатационные свойства: способность перекачивать с большой производительностью (Q = 15- 50 л/с) жидкости с повышенной вязкостью, саморегулирование по расходу в зависимости от гидравлического сопротивления сети, высокие антикавитационные качества и нечувствительность к механическим примесям. Это позволяет после заливки гидравлического контура обеспечивать старт устройства без резервной емкости, обеспечивать рециркуляцию мазута при высоких расходах в широком диапазоне изменения вязкости без применения фильтра тонкой очистки для защиты насоса от механических примесей. Наличие перепускного трубопровода (8) с клапаном (9) дает возможность поддерживать расход мазута через насос (3) в области номинального расхода с максимальным к. п.д. при малом расходе мазута через всасывающий трубопровод (2), который всегда реализуется при старте на холодном вязком мазуте. По мере разогрева мазута в цистерне (1), происходит увеличение расхода через всасывающий трубопровод (2), а расход горячего мазута после теплообменника (7) через перепускной трубопровод (8) на вход в насос уменьшается с перекрытием обратного клапана (9). Наличие перепускного трубопровода позволяет увеличить расход мазута через теплообменник, тем самым увеличивать тепловую мощность, сообщаемую для подогрева мазута (тепловая мощность теплообменника для подогрева мазутов определяется в основном расходом мазута через теплообменник). Из теплового баланса следует, что независимо от соотношения расходов мазута через напорный (6) и перепускной (8) трубопроводы, в цистерну (1) поступает все тепло, сообщаемое в теплообменнике. Работы устройства происходит следующим образом:
В цистерну (1), предназначенную для слива, устанавливаются трубы, являющиеся частями всасывающего (2) и напорного (6) трубопроводов. С помощью вакуумнасоса, соединенного посредством клапана (10) с всасывающим трубопроводом, производится вакуумирование и начальное заполнение мазутом (заливка) гидравлического контура. После заливки гидравлического контура клапан (10) закрывается, включается привод (4) и оседиагональный шнековый насос (3) начинает перекачивать вязкий мазут. Если в устройстве используется самовсасывающий оседиагональный насос, вакуумирования гидравлического контура не требуется. После насоса мазут под избыточным давлением поступает через клапан (5) в теплообменник (7). В теплообменнике происходит разогрев мазута посредством теплопередачи от теплоносителя (пара) через герметичную стенку. Вследствие этого вязкость мазута уменьшается, а расход мазута увеличивается. После теплообменника (7) часть расхода горячего мазута поступает по напорному трубопроводу (6) в цистерну (1) для подогрева в ней холодного вязкого мазута, а другая часть - подается по перепускному трубопроводу (8) с клапаном (9) во всасывающий трубопровод (2). Перед входом в насос происходит перемешивание горячего мазута из перепускного трубопровода (8) с холодным мазутом из всасывающего трубопровода (2). Когда весь мазут в цистерне (1) разогрет до необходимой температуры, то с помощью клапана (5) расход мазута после насоса (3) переключается на слив.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к транспортированию и разгрузке загустевших жидкостей, например нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для опорожнения железнодорожных цистерн и других транспортных емкостей
Устройство для очистки емкостей // 2102300
Цистерна общего назначения // 2101219
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях н/х для транспортировки жидкостей по пересеченной местности
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к цистернам для перевозки затвердевающих жидкостей
Изобретение относится к погрузочно-разгрузочным работам, в частности к вспомогательным устройствам для облегчения разгрузки емкостей с вязкими продуктами, преимущественно железнодорожных цистерн
Изобретение относится к контейнерам для транспортировки вещества, в частности к контейнеру для транспортировки вещества в твердом состоянии, имеющего точку плавления выше температуры окружающей среды, такого, как, например, битум
Изобретение относится к механизации разгрузочно-погрузочных работ и может быть использовано для разгрузки (погрузки) железнодорожных цистерн с вязкими жидкостями
Изобретение относится к емкостям для транспортирования затвердевающих жидкостей и может быть использовано в железнодорожных цистернах для перевозки, например, расплавленной серы, пека и др
Изобретение относится к теплоизолирующей технике и к способу изготовления теплоизолированных резервуаров, применяемых для охлаждения и хранения молока на молочно-товарных фермах
Изобретение относится к устройствам для разогрева и слива вязких продуктов и может быть использовано при разгрузке железнодорожных цистерн
Устройство для очистки емкостей // 2122514
Изобретение относится к области транспортировки и хранения материалов и может быть использовано для очистки больших емкостей, в частности цистерн, от вязких нефтепродуктов
Изобретение относится к конструкции цистерн и предназначено для транспортировки затвердевающих и вязких материалов при положительных и отрицательных температурах
Изобретение относится к транспорту и хранению нефтепродуктов и может быть использовано на нефтебазах, нефтяных терминалах, нефтяных перекачивающих станциях и нефтеперерабатывающих заводах
Изобретение относится к области погрузочно-разгрузочной техники и может быть применено при разгрузке из емкостей жидкостей, вязкость которых существенно зависит от температуры