Автоматизированный налив нефтепродуктов в автоцистерны

 

ВВЕДЕНИЕ

Слив-налив нефтепродуктов производится с помощью специальных установок, стояков налива, насосов. Все эти устройства слива-налива нефтепродуктов обеспечивают безопасность и обеспечивают наименьшее загрязнение окружающей среды. Устройства для слива-налива нефтепродуктов незаменимы при наливе не только светлых и темных нефтепродуктов, но и вязких, загрязненных нефтеостатков из емкостей, цистерн, танкеров, резервуаров.

Кроме того, устройства слива-налива нефтепродуктов могут применяться не только для слива и налива нефтепродуктов, но и для слива-налива загрязненных вод с повышенным содержанием кварцевого песка либо волокнистых включений.

Налив нефтепродуктов в цистерны автомобильных средств в основном производится на наливных пунктах, в том числе наливных эстакадах, нефтебазах, и осуществляется через верхнюю горловину (верхний налив ) или через нижний патрубок (нижний налив). Перспективным способом налива считается нижний налив с использованием быстроразъемных беспроливных (сухих) стыковочных устройств, которыми намечается оснастить наливные стояки и приемные патрубки автомобильных средств,

В перспективе все наливные пункты будут также оснащаться системами для сбора и рекуперации паров нефтепродуктов из надтопливных полостей цистерн и резервуаров при наливе для обеспечения экологической безопасности нефтебаз. Стыковка с системами сбора паров нефтепродуктов на цистернах также будет осуществляться нижним способом с помощью "сухих" пристыковочных устройств по мере оснащения ими наливных (и сливных) станций нефтебаз, появления новых типов цистерн с дополнительным оборудованием, или при переоборудовании цистерн, находящихся в эксплуатации. В зависимости от мощности наливного пункта применяются наливные стояки с ручным управлением, автоматизированные установки с местным и дистанционным управлением, установки автоматизированного и герметичного налива (типа АСН, УНА)

 

 

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Общие технические требования автоцистерн

 

В зависимости от назначения устанавливают следующие типы автоцистерн:

- транспортные - АЦ (АЦМ), ПЦ (ПЦМ), ППЦ (ППЦМ), предназначенные для  транспортирования топлива и  масла;

- заправочные - АМЗ, АТЗ (АТМЗ), ПТЗ (ПТМЗ), ППТЗ (ППТМЗ), предназначенные  как для транспортирования топлива  и масла, так и для заправки  ими техники.

 

Таблица 1.1 Основные параметры автоцистерн.

 

Автоцистерна должна быть изготовлена в соответствии с требованиями конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

Обозначения автоцистерны и конструкторских документов на нее присваивают в порядке, установленном для изделий автомобильной промышленности.

Конструкция автоцистерны должна обеспечивать неизменность массы и качества перевозимого нефтепродукта по ГОСТ Р 50559.

Цистерны должны выдерживать внутреннее давление, равное давлению наполнения (опорожнения) или максимальному рабочему давлению, на которое отрегулировано дыхательное устройство по ГОСТ 25560, но не менее 20 кПа (0,2 кгс/см2). При проектировании цистерн следует учитывать следующее:

а) опорожняемые самотеком цистерны, предназначенные для транспортирования нефтепродуктов, давление паров которых при 50 °С не превышает 110 кПа (1,1 кгс/см2), следует рассчитывать на давление, равное удвоенному статическому давлению перевозимого нефтепродукта, но не менее удвоенного статического давления воды;

б) наполняемые (опорожняемые) под давлением цистерны, предназначенные для транспортирования нефтепродуктов, давление которых при 50 °С не превышает 110 кПа (1,1 кгс/см2), должны быть рассчитаны на давление, равное давлению наполнения (опорожнения), умноженному на коэффициент 1,3. Цистерна и средства ее крепления на шасси АТС при номинальной загрузке нефтепродуктом должны выдерживать нагрузки, равные:

- удвоенной массе цистерны  и нефтепродукта - в направлении  движения;

- одной массе цистерны  и нефтепродукта - в направлении, перпендикулярном направлению движения;

- удвоенной массе цистерны  и нефтепродукта - в вертикальном  направлении сверху вниз;

- одной массе цистерны  и нефтепродукта - в вертикальном  направлении снизу вверх.

Цистерны диаметром менее 1,8 м должны иметь толщину стенок не менее 5 мм, диаметром более 1,8 м - не менее 6 мм при изготовлении их из металла с временным сопротивлением разрыву σв ≥ 360 МПа (3600 кгс/см2), и относительным удлинением δ = 22 - 27 %. Если цистерна имеет защиту от повреждений, вызываемых ударами сбоку или опрокидыванием, допускается уменьшение толщины стенок цистерны соответственно до 3 мм для цистерны диаметром до 1,8 м и до 4 мм - для цистерны диаметром более 1,8 м.

Толщина перегородок (волнорезов) должна быть не менее толщины стенки цистерны. Перегородки (волнорезы) должны соответствовать требованиям

Цистерны с радиусом кривизны боковых стенок более 2,0 м, а также чемоданообразного и прямоугольного сечений считают обеспеченными защитой от повреждений, вызываемых ударами сбоку или опрокидыванием, при соблюдении следующих дополнительных условий:

- наличия дополнительной  защиты с внешней стороны цистерны, расположенной по всему периметру  на середине высоты цистерны, шириной не менее 30 % высоты поперечного  сечения цистерны, и

- обеспечения жесткости  этой дополнительной защиты не  ниже жесткости цистерны в  зоне размещения такой защиты  с толщиной стенки цистерны 5 мм (для цистерны диаметром менее 1,8 м) или 6 мм (для цистерны диаметром  более 1,8 м).

Допускается выполнять дополнительную защиту в виде листов, приваренных к боковым стенкам цистерны на середине высоты цистерны. Эти листы должны быть изготовлены из того же материала, что и цистерна, иметь ширину не менее 30 % высоты поперечного сечения цистерны и толщину не менее толщины стенок цистерны.

Перегородки (волнорезы) должны быть вогнуты с глубиной прогиба не менее 10 см или должны иметь гофры, или усилены другим способом для обеспечения эквивалентной прочности. Площадь волнореза должна составлять не менее 70 % поперечного сечения цистерны, в которой установлен волнорез.

При изготовлении цистерны из металла с другими механическими свойствами эквивалентную толщину стенок цистерны рассчитывают по формуле. Толщина перегородок (волнорезов) должна быть не менее толщины стенок цистерны.

Крышки люков, дверки шкафов, а также места для доступа к транспортируемому нефтепродукту должны быть приспособлены для опломбирования.

Конструкция прицепа-цистерны должна обеспечивать возможность ее наполнения (опорожнения) при помощи насосов, установленных на буксирующей автоцистерне.

Конструкция автоцистерны должна обеспечивать предотвращение превышения давления в напорно-всасывающем рукаве, равного 50 % рабочего давления рукава, при перекрытии подачи топлива в наполняемую емкость.

Конструкция автоцистерны должна обеспечивать возможность отбора проб по ГОСТ 2517 для контроля качества транспортируемого нефтепродукта. Отбор проб непосредственно из цистерны производят сверху.

Остаток топлива в автоцистерне после его слива самотеком на горизонтальной площадке не должен превышать 0,1 % номинальной вместимости.

Автоцистерна должна быть оборудована кронштейнами или местом для крепления информационных табличек системы информации об опасности по ГОСТ 19433.

Автоцистерна должна быть оборудована ящиками для хранения рукавов, ящиками (местами) для укладки ЗИП. Конструкция ящиков для рукавов должна исключать попадание внутрь пыли и атмосферных осадков. Рукава должны быть укомплектованы заглушками, предотвращающими попадание топлива из рукавов в указанные ящики.

Расположение, цвет, количество и видимость сигнальных фонарей, установленных на автоцистернах всех типов, должны соответствовать требованиям ГОСТ 8769.

В части степени защиты внешние сигнальные фонари, выполняющие функции одного или нескольких световых приборов, предусмотренных ГОСТ 8769, должны соответствовать требованиям ГОСТ 6964.

 

1.2 Установка верхнего налива

 

Недостатком налива цистерн с применением наливных

рукавов является отсутствие герметичности процесса налива, то есть налив производится открытым  способом, и потребность постоянного визуального контроля в загрязненной парами углеводородов среде за наполнением цистерны нефтепродуктом, чтобы предупредить ее перелив. При этом в конце налива необходимо вручную регулировать производительность налива-уменьшать ее путем прикрытия задвижки на стояке. Для закрытого налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны применяются автоматизированные установки АСН-2, АСН-3, АСН-14, которыми оборудуются железнодорожные эстакады.

АСН-2 (рис. 1.1) предназначена для герметического налива цистерн бензином. Она имеет наливную шарнирную металлическую трубу со специальной герметичной крышкой, посадочное место которой соответствует размерам люка цистерны, и датчик ограничителя высоты налива. Смесь паров бензина с воздухом через гибкий рукав, обратный клапан и огневой предохранитель по газовой обвязке от стояка направляется по газовой обвязке обратно в резервуар. При достижении предельного уровня налива датчик ограничителя налива падает импульс на пневматический или электромагнитный клапан, который автоматически прекращает налив нефтепродуктов в железнодорожную цистерну. После прекращения налива системой автоматики подается импульс на исполнительный механизм на освобождение захватов крышки, подъема наливной трубы и отвода ее в нерабочее положение.

Установка АСН-3 предназначена для полуавтоматического налива в железнодорожные цистерны нефтепродуктов, имеющих низкую упругость паров: керосина; дизельного топлива и других. Установка АСН-3 не имеет герметизирующей крышки, и заправка стояка в цистерну осуществляется вручную. Другие узлы имеют конструкцию, аналогичную узлам установки АСН-2.

 

 

Рис. 1.1. Установка автоматизированного налива АСН-2

 

Установка АСН-14 (рис. 1.2) является усовершенствованным вариантом установки АСН-2 и предназначена для последовательного налива светлыми нефтепродуктами двух цистерн, стоящих на параллельных железнодорожных путях. Установка АСН-14 монтируется непосредственно на наливном коллекторе и располагается посередине между подъездными путями на эстакаде. Техническая характеристика установок приведена в таблице 1.2

 

 

Рис. 1.2. Установка автоматизированного налива АСН-14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2. Техническая характеристика установок АСН

Показатели	Типы установок
	АСН-2	АСН-3	АСН-14
Диаметр условного прохода, мм	100	100	150
Производительность, м3/ч	100-150	100-150	200
Производительность в конце налива, м3/ч	6	6	6
Давление в гидросистеме, кгс/см2	16	16	20
Потребляемая мощность, ватт	200	200	200
Зона обслуживания по фронту налива, м	±3	±3	±3

 

1.3 Установка нижнего  слива и налива

 

Оборудование всех железнодорожных цистерн унифицированными сливными приборами позволило разработать и внедрить на эстакадах нефтебаз установки для нижнего герметизированного слива как высоковязких, так и светлых нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо и др.). Разработаны и применяются различные конструкции устройств для нижнего слива (УНС).

Одна из первых конструкций УНС была шарнирно-сочлененная установка типа СЛ-9 Ду=150 мм, которую еще можно увидеть на распределенных нефтебазах, поскольку одна удобна и легка в обращении. Начиная с 1972 года стали внедряться установки нижнего слива и налива нефти и нефтепродуктов из вагонов цистерн типов: УСН-без подогрева, УСНп-с подогревом, УСНпэ-с электрическим подогревом. Условные проходы патрубков выпускаемых установок Ду-150, 175, 200, 250, 300 мм. Установки УСН по конструкции также шарнирно-сочлененного исполнения.

Наиболее широко применяются на нефтебазах установки типа АСН-7Б, АСН-8Б и СПГ-200. Установка типа АСН-7Б предназначена для нижнего слива и налива светлых нефтепродуктов из железнодорожных вагонов-цистерн, АСН-8Б-для нижнего слива и налива высоковязких нефтепродуктов (вязкостью не более 100 сст). Конструкция последней предусматривает устройство паровой рубашки, позволяющей подогревать сливаемый нефтепродукт и пропаривать в зимнее время внутренние полости сливного прибора железнодорожных цистерн. Присоединительная устройства установок АСН-7Б и АСН-8Б унифицированы в соответствии с требованиями ГОСТ 20772-75 «Устройства присоединительные для технических средств заправки, перекачки, слива-налива, транспортирования и хранения нефти и нефтепродуктов. Общие технические требования»