Покупателям


Сливо-наливные устройства для железнодорожного транспорта

Слив железнодорожных цистерн обычно производится через сливной прибор, расположенный снизу цистерны (нижний слив), а при его неисправности — через горловину (верхний слив).

image124

Схемы слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн: а — открытый самотечный слив; б — межрельсовый слив; в — закрытый самотечный слив; г — сифонный самотечный слив; д — принудительный нижний слив; е — принудительный верхний слив; 1 — нижний сливной прибор; 2 — переносный желоб; 3 — центральный желоб; 4 — трубопровод; 5 — «нулевой» резервуар; 6 — шарнирно-сочлененные трубы; 7— коллектор; 8 — соединительный трубопровод; 9— сливной стояк; 10— насос; 11 — приемный резервуар

При открытом самотечном сливе  нефтепродукт через нижний сливной прибор 1 по сливным лоткам 2 поступает в центральный желоб 3, из которого по трубопроводу 4 стекает в расположенный ниже поверхности грунта приемный («нулевой») резервуар 5. Во избежание потерь от испарения данным способом сливают только низкоиспаряющиеся нефтепродукты.

Частным случаем данной схемы является межрельсовый слив, когда центральный желоб располагается под сливаемыми цистернами, и поэтому необходимости в переносных желобах нет.

Недостатком обоих способов слива является возможность загрязнения нефтепродуктов. Данного недостатка лишен закрытый самотечный слив, который отличается от открытого тем, что вместо переносных желобов к нижним сливным приборам присоединяются гибкие рукава или шарнирно-сочлененные трубы 6, а вместо центрального желоба проложен трубопровод-коллектор 7. Эта схема может быть применена и для бензинов, так как потери от испарения в этом случае невелики.

Наименьшая продолжительность выгрузки нефтепродуктов достигается при принудительном нижнем сливе , который производится насосом 10 через нижний сливной прибор цистерны и систему шарнирно-сочлененных труб.

Сифонный слив самотеком производится через горловину цистерны. Он возможен только в том случае, когда приемный резервуар по отношению к сливаемой цистерне находится на более низкой отметке. Начало движения нефтепродукта обеспечивается созданием вакуума в стояке с помощью вакуум-насоса. Во избежание разрыва струи и соответственно срыва сифона давление в точке А не должно опускаться ниже давления упругости паров нефтепродукта.

Производительность сифонного слива самотеком невелика.

Принудительный верхний слив  отличается от предыдущей схемы тем, что производится через горловину цистерны посредством сливного стояка 9. Начало слива обеспечивает вакуум-насос, после чего включается насос 10, закачивающий нефтепродукт в резервуарный парк нефтебазы..

Различают налив открытой и закрытой струей, а также герметизированный налив.

При наливе открытой струей  струя нефтепродукта соприкасается с атмосферным воздухом. Это приводит к повышенному испарению светлых нефтепродуктов и образованию зарядов статического электричества. И то, и другое нежелательно. Поэтому налив открытой струей применяют ограниченно и только при операциях с темными нефтепродуктами.

Налив закрытой струей осуществляется путем опускания шланга до нижней образующей цистерны. Поэтому струя нефтепродукта контактирует с воздухом только в начале слива. Соответственно, при наливе закрытой струей потери бензина, например, почти в

2  раза меньше, чем в предыдущем случае.

Герметичный налив цистерн  производится с помощью специальных автоматизированных систем налива (АСН). Их отличительной чертой является наличие герметизирующей крышки 6, телескопической трубы 5 и линии 7 для отвода образующейся паровоздушной смеси (например, на установку отделения углеводородов от ПВС).

image125

Схемы налива железнодорожных цистерн:
а — налив открытой струей; б — налив закрытой струей; в — герметичный налив;
1 — цистерна; 2 — шланг; 3 — наливной стояк; 4 — коллектор; 5 — телескопическая труба;
6 — герметизирующая крышка; 7 — линия отвода паровоздушной смеси; I — нефтепродукт; II — паровоздушная смесь

Теперь перейдем к рассмотрению сливо-наливных устройств, применяемых на нефтебазах. Как и многое другое оборудование, их целесообразно рассмотреть в ретроспективе. С одной стороны, это позволит проследить эволюцию сливо-наливных устройств, а с другой — часть устаревших средств слива-налива где-то еще используется.

При сливе и наливе нефтепродуктов (кроме мазутов) с температурой вспышки 120 °С и ниже должны использоваться закрытые сливо-наливные устройства, а для нефтепродуктов с температурой вспышки выше 120 °С и мазутов допускается применять открытые сливные устройства.

При открытом самотечном сливе высоковязких и высокозастывающих нефтепродуктов используются сливные лотки .

image126

Сливной лоток с паровой рубашкой:

1-шланг; 2-штуцер; 3-внутренняя стенка; 4-наружная стенка;5-патрубок

Лоток имеет наружную стенку 4 и внутреннюю стенку 3, которые образуют паровую рубашку. Впуск пара происходит через патрубок 5, а отвод конденсата — через штуцер 2 и шланг 1.

При межрельсовом сливе высоковязких нефтепродуктов используются установки нижнего слива СПГ-200.

В нерабочем состоянии присоединительная головка 4 находится внутри обоймы 7. При присоединении к сливному прибору головка 4 поднимается вместе с гофрированным рукавом 8 и патрубком 10, после чего фиксируется с помощью зажимов 5.

При двустороннем открытом самотечном сливе  желоб с пароспутниками 5 расположен между пароспутниками 5 расположен между путями. При сливе нескольких сортов высоковязких нефтепродуктов он делится на ряд отсеков, от каждого из которых идут сливные желобы 3 к «нулевым» резервуарам 1, имеющим фильтр 2.
image127

Установка нижнего слива СПГ-200:
1— обратный клапан с противовесом; 2 — уплотнительное кольцо; 3 — крышка; 4 — присоединительная головка;
5 — зажим; 6 — перекрытие сливного желоба; 7— обойма; 8— гофрированный рукав;
9— гибкий корпус; 10 — алюминиевый патрубок; 11 — сливная труба

При межрельсовом сливе  из желоба с пароспутниками 5 нефтепродукт попадает в сборный колодец 6 и, пройдя решетку 7, поступает по сливному желобу 3 в «нулевой» резервуар 1,

В обоих случаях целесообразно применение желобовколлекторов, снабженных паровой рубашкой, поскольку в этом случае подогретые высоковязкие нефтепродукты не образуют все увеличивающейся корки на стенках коллекторов.

Для герметизированного слива нефтепродуктов используют установки с шарнирно-сочлененным соединением труб. С 70-х г. XX в. для этих целей использовались установки АСН-7Б и АСН-8Б.

Установка АСН-7Б  применялась при операциях с маловязкими нефтепродуктами. В ней присоединительная головка 6 с помощью четырех шарниров, одного коренного и двух промежуточных патрубков с коленами связана с трубопроводом коллектором. При подключении установки к цистерне головка 6 прижимается к торцу патрубка ее нижнего сливного прибора с помощью специальных захватов и герметизирует место соединения. Кроме самостоятельного применения установки АСН-7Б входили в состав системы АСН-15 для нижнего автоматизированного слива и налива светлых нефтепродуктов в железнодорожные цистерны.

image128

Принципиальные схемы исполнения сливного желоба:
а — при двустороннем сливе; б — при межрельсовом сливе; 1 — резервуар; 2 — фильтр; 3 — сливной желоб;
4 — эстакада; 5 — желоб с пароспутниками; 6 — сборный колодец; 7 — решетка

Установка АСН-8Б  отличается от АСН-7Б наличием паровой рубашки, с помощью которой можно подогревать сливаемый нефтепродукт и пропаривать внутреннюю полость сливного прибора цистерны в зимнее время. Эту установку использовали для слива нефтепродуктов с кинематической вязкостью не более 100 мм2/с.

image130


Принципиальная схема установки АСН-7Б:
1 —- основание; 2 — труба коренная; 3 — шарнир горизонтальный; 4 — пружинное устройство;
5 — труба концевая; 6 — присоединительная головка; 7 — шарнир вертикальный

настоящее время промышленность выпускает аналогичные установки, но под другими названиями: УСН150, УСН-150-6М, УСН-150П, УСН-175П, УСН-150/175 Пп (три последние — с паровым подогревом).

Кроме них освоено производство установок нижнего слива УСН-150Г , УСН-175Г (оборудованных внутренним напорным трубопроводом и телескопическим гидромонитором с сопловой головкой) и УСН-150/175 Шп, УСН-175ГП (оборудованных не только гидромонитором, но и системой подогрева).

В первом случае через внутренний трубопровод и телескопический монитор, установленный в присоединительной головке, в цистерну под давлением подается греющий продукт, аналогичный сливаемому, который активно перемешивает и разогревает до жидкого состояния устанавливается в любом необходимом положении внутри цистерны для тщательного удаления нефтепродукта.

image131

Принципиальная схема установки АСН-8Б:
I — основание; 2 — труба коренная; 3 — шарнир горизонтальный; 4 — пружинное устройство; 5 — труба концевая;
6 — присоединительная головка; 7 —кран-конденсатоотводчик; 8 — трехходовый кран; 9 — паровая рубашка; 10 — рукава паропровода;
11— шарнир вертикальный

Во втором случае дополнительно горячий продукт в подогревающей рубашке разогревает стенки шарнирных труб, что ускоряет процесс слива вязких нефтепродуктов.

Кроме парового применяют и электроподогрев. Им, в частности, оснащены установки УСН-150/175 Э, УСН150/175 ГПЭ.

image129

Общий вид установки УСН-175Г

Оригинальную конструкцию имеет установка нижнего слива УСН-100НС. Она представляет собой стандартную установку УСН-150/175, дополненную насосной станцией, располагаемой непосредственно у железнодорожных путей. Такая установка развивает давление 0,4 МПа.

image132

Общий вид установки нижнего слива УСН-100НС

Для верхнего слива и налива одиночных цистерн применялись (и кое-где применяются в наши дни) сливо-наливные стояки с ручными насосами.

Такие стояки устанавливали, главным образом, на небольших распределительных нефтебазах. Расстояние между отдельными стояками составляло 4 м, что обеспечивало обслуживание цистерн разных типов без переформирования составов.

При маршрутном приеме и отпуске нефтепродуктов их слив и налив осуществляют на эстакадах. Эстакадой называют совокупность расположенных вдоль железнодорожного полотна с шагом 4-6 м сливо-наливных устройств, соединенных общими коллекторами и площадкой для перемещения персонала. Эстакады изготавливают из несгораемых материалов с учетом габаритов железнодорожных цистерн. Сооружают эстакады в виде длинных галерей с эксплуатационными площадками, расположенными на высоте 3—3,5 м, считая от рельса, и снабжают для перехода на цистерны откидными подвижными мостиками, которые могут опускаться на котел цистерны. Ширина прохода на эстакаде — не менее 1 м. Лестницы для подъема на нее размещают, как правило, с торцов.

image133


Одиночный стояк с ручным насосом:
I — задвижка; 2 — поворотный сальник; 3 — хомуты; 4 — накладка; 5 — стопор ограничителя;
6 — косынка; 7 — зачистная труба; 8 — стояк; 9 — соединение рукавов с трубами; 10,
II — гибкие рукава; 12— наконечник; 13 — патрубок для нижнего слива; 14 — опорная стойка;
15 — ручной насос; 16 — труба; 17 — накладка; 18 — ограничитель; 19 — рукоятка для поворота стояка; 20 — вентиль

Эстакады классифицируются по назначению, по количеству одновременно обслуживаемых маршрутов, по виду наливаемых (сливаемых) нефтепродуктов, по исполнению.

image134

Элементы галерейной эстакады: а -  блок входной; б — блок промежуточный

image135

Элементы галерейной эстакады:в-блок конечный;г-подвижный трап на каркасе

В зависимости от назначения различают эстакады только для налива или слива нефтепродуктов, а также для выполнения обеих операций.

По количеству одновременно обслуживаемых маршрутов железнодорожные эстакады бывают односторонние и двусторонние. Односторонние эстакады предусматриваются для группы цистерн общей весовой нормы (брутто) менее 700 т, а двусторонние — для нормы более 700 т.

По виду наливаемых (сливаемых) продуктов различают эстакады для светлых и для темных нефтепродуктов.

По исполнению различают крытые и открытые эстакады. Навесами или крышами оборудуют железнодорожные эстакады для налива авиационных масел, топлив для реактивных двигателей и авиационных бензинов.

Если же эстакады оснащены наливными устройствами, исключающими попадание в цистерну атмосферных осадков и пыли во время операции налива, то навесы и крыши допускается не устанавливать.

Характеристика железнодорожных сливо-наливных эстакад

Тип

эстакады

Характеристика

эстакады

Материал

несущей

конструк

ции

Техно

логиче

ский

*паг,

мм

Вынос сливоналивного устройства, мм

Высота сливоналивного устройства от головки рельса, мм

НС

Наливная двусторонняя для светлых нефтепродуктов (стоякового типа)

Металличе

ская

4000

3600

5750

нм

То же для масел (стоякового типа)

Металлическая или железобетонная

4000

600

5750

нт

То же для темных нефтепродуктов (галерейного типа)

То же

4000

3600

5750

КС

Комбинированная (сливо-наливная) двусторонняя для светлых нефтепродуктов (стоякового типа)

Металличе

ская

4000

3600

5750

км

То же для масел стоякового типа)

Металлическая или железобетонная

4000

3600

5750

image136

Двусторонняя наливная эстакада типа НС:
1 — штуцер для слива поврежденных цистерн; 2 — поворотная консоль; 3 — наливной стояк;
4 — гибкий шланг; 5 — коллектор для нефтепродуктов; 6 — коллектор для слива из поврежденных цистерн

Коллекторы для нефтепродуктов проложены по бокам вдоль эстакады ниже настила, по которому перемещается персонал. Наливные рукава, присоединенные к наливным стоякам, доходят до нижней образующей цистерн не менее чем на 200 мм, что обеспечивает налив под уровень без падения струи с высоты. Все управление наливом ведется с площадки эстакады.

Эстакада оборудована откидными передвижными мостками для перехода на верхние площадки цистерн. Для подъема и спуска с мостков используют ручные лебедки.

Комбинированная сливо-наливная эстакада стоякового типа для светлых нефтепродуктов  дополнительно снабжена зачистными коллекторами, зачистным стояком, а по трубам и стоякам нефтепродукты могут перемещаться в обоих направлениях.

Преимуществом крытой эстакады типа НМ  является то, что в непогоду обслуживающий персонал работает в более комфортабельных условиях и не происходит обводнения наливаемого нефтепродукта. Эстакада имеет подвесные тали для подъема и спуска переносных подогревательных устройств.

image137

Двусторонняя комбинированная сливо-наливная эстакада типа КС:
1 — коллекторы для нефтепродуктов; 2 — коллекторы зачист- ные; 3 — штуцера для слива из поврежденных цистерн;
4 — сли- во-наливной стояк; 5 — зачистной стояк; 6 — гибкий шланг; 7 — поворотная консоль

image138

Крытая эстакада для масел типа НМ:
1 — переносный электроподогреватель; 2 — рукав для конденсата; 3 — рукав для пара; 4 — паропровод;
5 — поворотная консоль; 6 — коллектор для нижнего слива из поврежденных цистерн; 7 — масляный коллектор; 8 — штуцер для нижнего слива

На рисунке ниже показано устройство наливной двусторонней эстакады галерейного типа для темных нефтепродуктов. Ее особенностью является то, что наливной коллектор проходит по верху эстакады и имеет отводы для налива. На конце отводов установлены выдвижные телескопические трубы, которые по окончании налива поднимают.

Оборудование эстакад зависит от сортности нефтепродуктов, для работы с которыми они предназначаются. Так, эстакады, предназначенные для слива темных высоковязких нефтепродуктов, оборудуются паропроводами или средствами электроподогрева. Кроме того, слив и налив светлых нефтепродуктов ведутся через закрытые коллекторы и стояки, а темных — с помощью открытых лотков.

image139

Двусторонняя наливная эстакада типа НТ:
1 — противовес; 2 — паровой штуцер; 3 — поворотный сальник; 4 — наливная труба; 5 — телескопическая труба;
6 — продуктовый коллектор; 7 — паровой коллектор; 8 — дренажная труба; 9 — паропровод; 10 — труба для спуска конденсата;
11 — дренажный конденсационный горшок

В настоящее время наряду с эстакадами галерейного типа все шире применяются эстакады модульные. Их использование позволяет значительно снизить затраты средств и времени на сооружение и монтаж эстакад. Такие эстакады производятся в заводских условиях и поставляются в разобранном виде. Для их сборки не требуется получение разрешения на проведение сварочных и строительных работ, а сам монтаж эстакады не представляет особых затруднений и может быть осуществлен рабочей бригадой предприятия без привлечения специализированных подрядов.

В отличие от целостной галерейной эстакады применение модульной эстакады дает возможность беспрепятственного ее расширения и увеличения постов налива, а также возможность поэтапного монтажа оборудования в зависимости от намеченного графика работ и платежей.

При маршрутном наливе железнодорожных цистерн существует опасность их перелива. Решить проблему позволяет автоматизация процесса налива.

Во второй половине XX в. было разработано несколько автоматизированных наливных устройств, в частности установки АСН-2, АСН-3 и АСН-14.

Установка АСН-2  предназначена для герметизированного полуавтоматического налива бензина в железнодорожные цистерны.

Оператор с помощью гидромеханизмов, управляемых электрозолотниками, заправляет герметизирующую крышку 1 установки АСН-2 в горловину цистерны и открывает клапан-отсекатель 4. При этом герметизирующая крышка автоматически притягивается к горловине и начинается налив.

image140

Установка АСН-2:
1 — герметизирующая крышка с датчиком ограничителя перелива; 2 — наливной стояк с гидроприводом;
3 — газовый обратный клапан с огнепреградителем; 4 — кланан-отсекатель; 5 — пульт управления

Образующаяся при наливе паровоздушная смесь через гибкий рукав и газовый обратный клапан с огнепреградителем 3 под избыточным давлением 0,05 МПа направляется по газовой обвязке в резервуар, из которого нефтепродукт выкачивается.

При достижении в цистерне предварительного уровня срабатывает датчик ограничителя перелива, после чего начинается медленное закрытие клапана-отсекателя и открытие перепускного клапана, через который в цистерну при уменьшенной подаче продолжает поступать бензин. Полное прекращение налива происходит при достижении заданного уровня. Далее гидрозахваты крышки отпускаются, и стояк автоматически поднимается за габариты подвижного состава.

Установка АСН-3 предназначена для полуавтоматического налива в железнодорожные цистерны светлых нефтепродуктов с низкой упругостью паров (керосин, дизельное топливо и т.д.). Поэтому она, в отличие от АСН-2, не имеет герметизирующей крышки, хотя в остальном очень на нее похожа.

Наконец, установка АСН-14  представляет собой модернизированный вариант установки АСН-2, отличающийся тем, что она предназначена для последовательного герметизированного налива бензина в две цистерны, расположенные на параллельных железнодорожных путях.

image141

Общий вид наливной установки АСН-14

image142

Схема измерительного комплекса АСН-14ЖД

Технические характеристики АСЫ-14 таковы: условный диаметр — 150 мм, производительность — до 200 м3/ч, давление — 0,6 МПа, зона обслуживания по фронту налива — ±3 м, угол поворота стояка — 270°.
В настоящее время разработаны новые, современные автоматизированные системы слива-налива железнодорожных цистерн: УВСН-100, УНЖ6-100АС-02, АСН14ЖД и др..
Каждая из них по существу состоит из наливного стояка и управляющего комплекса. Основными узлами наливного стояка  являются: шарнирно-сочлененный трубопровод, наливная труба, противовес, герметизирующее устройство и каплесборник.
Шарнирно-сочлененный трубопровод обеспечивает подвижность наливному стояку для подвода и погрузки наливной трубы в цистерну. Наливная труба служит для подачи нефтепродукта непосредственно в цистерну. Противовес предназначен для уравновешивания шарнирного трубопровода с наливной трубой. Герметизирующее устройство предотвращает вытеснение паров наливаемого нефтепродукта в атмосферу. Каплесборник служит для предотвращения утечки остатков нефтепродукта после проведения операций по наливу.
image143
Общий вид наливного стояка АСН-14ЖД

В состав управляющего комплекса входят: 1) электромагнитный клапан, обеспечивающий налив нефтепродуктов в двухскоростном режиме; 2) лазерный датчик уровня; 3) кнопочный пост, предназначенный для включения/отключения налива непосредственно на эстакаде; 4) звуковая и световая сигнализация.

Порядок действия обслуживающего персонала при работе с этими автоматизированными системами налива:

■  расставить железнодорожные цистерны в местах их налива;

■  открыть люки железнодорожных цистерн;

■  вывести стояк из стационарного каплесборника или фиксатора гаражного положения (в зависимости от типа применяемой фиксации стояка на наливной эстакаде);

■  ручными манипуляциями подвести наливной наконечник в положение над горловиной цистерны;

■  опустить телескопическую трубу наливного наконечника в цистерну;

■  произвести фиксацию наливного наконечника;

■  из помещения для оператора получить разрешение на отпуск;

■  нажав кнопку «ПУСК», произвести налив;

■  по окончании налива произвести дефиксацию наливного наконечника;

■  извлечь наливной наконечник из горловины цистерны;

■  поднять телескопическую трубу наливного наконечника до фиксации;

■  ручными манипуляциями подвести наливной наконечник к стационарному каплесборнику или фиксатору гаражного положения;

в завести стояк в стационарный каплесборник и зафиксировать в гаражном положении.

При проектировании железнодорожных эстакад системы наливных устройств и коллекторов разрабатываются с учетом возможности обеспечения их полного освобождения от нефтепродукта. При операциях с высоковязкими (более 160 мм2/с) нефтепродуктами система налива должна предусматривать техническую возможность их циркуляции по трубопроводам (коллекторам эстакады) и заполнение всех трубопроводов маловязким (не более 40 мм2/с) незастывающим продуктом.

Коллекторы на наливных эстакадах располагают подземно или на строительных конструкциях эстакады с учетом компенсации температурных деформаций.

Сливо-наливные устройства, устанавливаемые на сливных и наливных коллекторах, оснащают задвижками с ручным приводом.

Эстакады для операций с маршрутами практикуются для слива и налива не более 4 групп нефтепродуктов. При этом к одной группе относят несколько марок (сортов) нефтепродуктов, перекачка которых может производиться по одному и тому же коллектору.

Для удаления нефтепродукта из неисправных железнодорожных цистерн предусматривают отдельно расположенные устройства верхнего и нижнего слива, а при соответствующем обосновании — коллекторы, обеспечивающие раздельный сбор сливаемых нефтепродуктов.

Техническим специалистам