способ выгрузки твердого остатка высоковязкого мазута из железнодорожной цистерны

Формула изобретения

Способ выгрузки твердого остатка высоковязкого мазута из железнодорожной цистерны, включающий размыв твердого остатка через устройство нижнего слива струями нагретого во внешнем теплообменнике мазута, подаваемого под давлением в цистерну, и его слив, отличающийся тем, что одновременно осуществляют подачу нагретого в теплообменнике мазута через устройство верхнего размыва на поверхность твердого остатка.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к разгрузочной технике и может быть использовано для полной выгрузки из железнодорожных цистерн в зимнее время твердого остатка охлажденного высоковязкого мазута.

Для того чтобы сократить время разгрузки цистерны и обеспечить полноту слива, необходимо повысить текучесть мазута.

В настоящее время для разогрева и слива мазута из железнодорожных цистерн используются способы циркуляционного разогрева, основанные на разогреве, отбираемого из емкости продукта во внешнем теплообменнике и возврате разогретого продукта в емкость, где разогретый продукт должен передать тепло холодному, плохо текучему продукту (патент РФ №2112733, МПК В 65 G 69/20, В 65 D 88/74, 1998 г.). Однако в зимнее время данный способ практически мало эффективен для слива высоковязкого мазута с твердым остатком (до 10-20 тонн при U_цис=70 м³), так как на разогрев твердых остатков требуется большее время, чем на слив основной массы мазута (70-80%).

Известен "Способ разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости" (патент РФ №2204514, МПК В 65 D 88/74, В 65 G 69/20, 2003 г.), заключающийся в попеременной подаче нагретого продукта (мазута) в верхнюю и донную части емкости. При подаче нагретого мазута в донную часть прекращают подачу в верхнюю, предполагая перемешивание и отбор смеси нагретого и холодного продукта, однако в зимнее время перемешивание невозможно из-за низкой температуры самого мазута (t _факт=-5°÷-10°С, при t_{застывания} =+25°С) и его высокой вязкости. При подаче нагретого мазута в верхнюю часть емкости прекращают его подачу в донную часть емкости и отбор из нее смеси нагретого и холодного продукта. Данная процедура недопустима в промышленных условиях для разгрузки железнодорожных цистерн, так как возможен перелив мазута через верхний смотровой люк цистерны, открытый в процессе выгрузки.

Наиболее близким техническим решением является "Способ выгрузки из цистерны наливного груза с твердым осадком", в том числе и мазута (заявка на изобретение РФ №2003103702, МПК В 67 D 5/00, В 65 G 69/20, 2004 г.), заключающийся в том, что твердый осадок (остаток), представляющий собой застывший в торцах цистерны мазут, размывают струями нагретого во внешнем теплообменнике жидкого нефтепродукта, подаваемого в цистерну под давлением через размывающее устройство, при этом струи направляют наклонно вверх, изменяя их высоту относительно вертикальной оси цистерны в процессе размыва и слива продукта.

При использовании данного способа изменять угол наклона струй нагретого мазута можно только очень незначительно, так как из-за конструктивных особенностей цистерн возможен вылет струй через верхний смотровой люк. Следовательно, твердый остаток, который расположен внизу и на стенках торцевых частей цистерны, будет размываться достаточно долго.

Кинетическая энергия струй, направленных наклонно вверх, большей частью расходуется на завихрения турбулентных потоков жидкого мазута, а размыв твердого остатка осуществляется длительное время за счет постепенного разогрева его внешних слоев струями мазута через гидромонитор нижнего размывающего устройства.

Задачей на решение, которой направлен заявляемый способ, является повышение эффективности выгрузки из железнодорожной цистерны твердого остатка высоковязкого мазута, при этом технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении временных и энергетических затрат.

Для достижения технического результата в способе выгрузки твердого остатка высоковязкого мазута из железнодорожной цистерны, включающем размыв твердого остатка через устройство нижнего слива струями нагретого во внешнем теплообменнике мазута, подаваемого под давлением обратно в цистерну, и его слив, одновременно осуществляют подачу нагретого в теплообменник мазута через устройство верхнего размыва на поверхность твердого остатка.

Существенным отличием данного способа является одновременное осуществление нижнего размыва и верхнего размыва твердого остатка, позволяющего за счет механического воздействия струй нагретого мазута на поверхность твердого остатка существенно ускорить его размыв в торцах цистерны.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки, реализующая заявляемый способ, а на фиг.2 - устройство верхнего размыва твердого остатка.

Для реализации данного способа может быть использована установка, содержащая (фиг.1) устройство нижнего слива 1 с телескопическим гидромонитором с форсунками 2, соединенное со сливным коллектором 3, насосом 4 и теплообменником 5, выход которого соединен с входом устройства нижнего слива 1 через нижний напорный трубопровод 6, а также устройство верхнего размыва твердого остатка 7, соединенное с выходом теплообменника 5.

Устройство верхнего размыва твердого остатка (фиг.2) состоит из верхнего напорного трубопровода, включающего в себя три участка, первый 8 из которых установлен в опорной трубе 9 и соединен с выходом теплообменника 5 с помощью гибкого трубопровода 10, выполненного в виде гибкого маслобензостойкого шланга. В результате обеспечивается степень свободы, т.е. возможность вращения вокруг вертикальной оси на 15°, что позволяет учитывать смещение цистерн относительно установки во время постановки их для выгрузки.

Второй участок 11 закреплен на первом участке 8 через подшипниковый узел 12 и соединен гибким шлангом 10 с трубопроводом первого участка 8, обеспечивая возможность подъема из цистерны третьего участка 13 для освобождения цистерны.

Третий участок 13 крепится посредством гибкого звена 14 (цепи или троса) на торце второго участка 11, на другом торце которого расположен противовес 15, и соединен гибким шлангом 10 с трубопроводом второго участка 11, что обеспечивает степень свободы соединительного узла при подъеме трубопровода из цистерны. На торце третьего участка 13 расположены две форсунки 16, установленные под углом относительно вертикальной оси. Угол позволяет направить струи мазута в нижние торцы цистерны на поверхность остатка.

Крышка 17 с зажимным устройством 18 и смотровыми отверстиями 19 жестко закреплена на третьем участке 13 верхнего напорного трубопровода с помощью сварки.

Установка работает следующим образом.

После выгрузки из цистерны двух третей объема мазута через устройство нижнего слива 1 в резервуар хранения, через верхнюю смотровую горловину цистерны возможно оценить наличие и расположение твердых остатков различной формы. После этого, не прекращая процесса разгрузки, в верхнюю смотровую горловину устанавливается устройство верхнего размыва твердого остатка 7, в которое подается мазут из цистерны через теплообменник 5 и верхний напорный трубопровод. Установленные под углом к вертикальной оси форсунки 16 через воздушную среду обеспечивают направленность струй в торцы цистерны на поверхность остатка. Наиболее оптимальный внутренний диаметр форсунок 14÷16 мм, при этом номинальное давление мазута - 8÷10 кг/см².

Работа устройства нижнего слива 1 и устройства верхнего размыва твердого остатка 7 осуществляется параллельно в связи с тем, что

- при наливе через верхнее устройство размыва 7 мазута обеспечивается откачка мазута через устройство нижнего слива 1, тем самым исключается перелив цистерны;

- твердые фрагменты остатка, механически разбитые струями мазута, поступающего через устройство верхнего размыва остатка 7, в дальнейшем эффективно разогреваются в гидравлических потоках нагретого до 80°С нефтепродукта, образованных форсунками 2 гидромонитора устройства нижнего слива 1.

В результате существенно сокращается время размыва твердого остатка мазута (в полтора два раза), а следовательно, и энергетические затраты на нагрев мазута.