Автоматизированный налив нефтепродуктов в автоцистерны

Излишне налитое количество нефтепродукта против заданной дозы возможно в случаях неправильной установки наливной трубы на люке горловины цистерны, то есть выше верхней кромки люка.

Иногда это делается умышленно. В целях правильной фиксации наливной трубы предусматривается установка на фланце трубы конечного выключателя, которые блокирует в цепи управления пуск электродвигателя насоса.

Также блокируется пуск электродвигателя насоса в случаях отсутствия заземления автоцистерны для отвода статического электричества и отсутствия ключа от системы, который выдается водителю на случай недопущения ошибочного подъезда к наливной системе с другим сортом нефтепродукта..

В целях пожарной безопасности въезд и выезд автоцистерн на наливной пункт меняется в зависимости от направления ветра. Не исключены случаи самопроизвольного выхода наливной трубы из горловины цистерны, в этих случаях налив автоматически останавливается, но остатки нефтепродуктов в виде брызг падают на автоцистерну. При этом очень важно, чтобы брызги не относились ветром в сторону двигателя автоцистерны, так как это грозит возникновением пожара. Поэтому цистерны при остановке под налив должны быть направлены капотом против ветра.

 

 

Рис. 2.1. План наливного пункта нефтебазы:

1-контора для выписки  товарно-транспортных накладных;

2-ограждение; 3-въезд и выезд; 4-проходная; 5-операторная; 6-газон; 7-набивные островки с автоматизированными системами АСН-5Н; 8-мастерская.

 

Водитель осуществляет контроль за наливом нефтепродукта в цистерне и по счетчику. На случай необходимости остановки налива в экстренном порядке на пульте установлена кнопка «Стоп», которой может воспользоваться. Остановить налив в аварийном порядке также может оператор нефтебазы с дистанционного пульта управления наливом.

 

2.3 Устройство автоматизированных систем налива

 

Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем насосного агрегата показана на рисунке 2.2

 

Рис. 2.2 Принципиальная электрическая схема управления насосным агрегатом наливной системы АСН-5Н.

 

Обозначение, виды блокировок в схеме управления системы АСН-5Н и место установки:

А,B,С,0-фазовые и нулевые провода питающего кабеля (на электрощите);

А1-автоматический включатель с защитой от короткого замыкания (на электрощите);

Пр-плавкий предохранитель (на электрощите);

Кс-кнопка «Стоп» на пульте системы (по месту);

Кл-контакты ключа на пульте системы (по месту);

З-н.о. контакты заземления (по месту);

Пт-н.о. контакты наливной трубы, фиксирующие правильную ее установку на люке цистерны (по месту);

Пу-н.з. контакты датчика предельного уровня, срабатывают при повышении уровня выше градуировочной планки (по месту);

ЗД-н.о. контакты задатчика дозы, установленного на пульте оператора;

П-магнитный пускатель (на электрощите) и его н.о. контакты-П1, П2, П3-в цепи пуска электродвигателя, П4-н.о. контакты блокировки кнопки Кп-«Пуск» (на щите);

РТ1 и РТ2 –тепловое реле и его контакты в цепи управления, защищающие электродвигатель от перегрузки и потери фазы (в магнитном пускателе на щите);

Технологическая схема подключения систем АСН-5Н на наливном пункте показана на рисунке 2.3

.

    

 

Рис. 2.3 Технологическая схема системы АСН-5Н;

1-коллектор; 2-задвижка; 3-трубопровод; 4-фильтр грубой очистки; 5-воздушный колпак; 6-фильтр и водогазоотделитель;

7 и 8-насосный агрегат; 9-клапан-отсекатель  с пультом-дозатором; 10-счетчик ЛВЖ-100-80; 11-наливной стояк.

 

Входной патрубок системы налива подключается к коллектору 1 подводящим трубопроводом 3 Ду-100 мм с отсекающими задвижками 2. На входе системы устанавливается фильтр грубой очистки 4 и воздушный колпак-амортизатор 5, предназначенный для гашения гидравлических ударов, возникающих в коммуникациях при мгновенном срабатывании отсекающего клапана 9. Для исключения дополнительной погрешности объёмного счетчика 10 перед насосным агрегатом 7-8 устанавливается фильтр тонкой очистки 6, в котором автоматически из потока нефтепродукта является воздух и газ и периодически спускается через дренажный вентиль различные примеси и осадки (вода, ржавчина, грязь и т.д.). Перед счетчиком устанавливается пружинный отсекающий клапан КДП, который перед наливом открывается рукояткой рычага, путем сжатия пружины и фиксации ее в сжатом состоянии специальной защелкой фиксатором. Фиксатор имеет привод от соленоида. После выбора заданной дозы или срабатывания датчика предельного уровня соленоид получает питание и освобождает защелку. При этом пружина мгновенно приходит в исходное положение и закрывает клапан на потоке жидкости. На счетчике жидкости между мерной камерой и счетным устройством устанавливается проставка с датчиком импульсов (числа оборотов оси мерной камеры) по выбору дозы, которые передаются на считывающее устройство на пульте оператора. В нулевом положении шагового реле или электронного счетчика размыкается его контакт в цепи управления двигателем. Одновременно срабатывает втягивающее реле соленоида клапана-отсекателя КДП, в результате цепь управления двигателем обеспечивается, двигатель насосного агрегата останавливается и налив прекращается. Технологическую цепочку замыкает наливной стояк типа НС-12.

При расчете количества наливных систем обязательно предусматривает установка резервных систем налива, которые обвязываются трубопроводом со всеми коллекторами. Как правило, предусматривают две резервные системы: одну для бензинов, которая обвязывается с бензиновыми коллекторами, вторая-для керосинов и дизельного топлива, которая обвязывает также с соответствующими коллекторами.

На рисунке 2.4 показано устройство по отделению из потока нефтепродукта механических примесей, воды, воздуха и паров (водо-газо-воздухоотделителя).

    

 

 

Рис. 2.4 Схема устройства водо-газо-воздухоотделителя

1 и 5-входной и выходной  патрубки; 2-корпус; 3-медная сетка  фильтра; 4-поплавковый игольчатый клапан.

 

Входная труба фильтра внутри корпуса выполнена в виде отвода под углом 90, в результате поток жидкости резко меняет направление, возникает центробежные силы, под действием которых механические примеси и вода отбрасывается к стенкам корпуса и стекают в нижнюю часть корпуса, откуда периодически спускаются через дренажный вентиль. При наличии в потоке жидкости воздуха, газа и паров они поднимаются в верхнюю часть корпуса и через отверстие игольчатого клапана сбрасываются в атмосферу. После выхода газов уровень жидкости повышается, поплавок всплывает, и игла перекрывает гнездо клапана.

На рисунке 2.5 показан внешний вид системы АСН-12-модернизированный системы АСН-5Н.

Наливная система АСН-12Н является модернизированным вариантом системы АСН-5Н с наливным стояком НС-12, предназначена для проведения наливных операций закрытым способом с подключением к газоуравнительной системе резервуарного парка нефтебазы. Учет наливаемого продукта осуществляется жидкостным счетчиком объемного типа ЛЖ100-8. Погрешность счетчика ЛЖ-100-8 с номинальным расходом жидкости 70 м3/ч составляет ±0,5% (класс точности 0,5). Однако при значительном колебании температуры жидкости погрешность счетчика сильно возрастает. Для корректировки показаний счетчика при температурах, отличающихся от температуры его калибровки (20), и приведения измеренного объема жидкости к объему при 20 С в счетчике устанавливается автоматический термокорректор ТКА-1.

    

 

Рис. 2.5 Установка автоматизированного и герметизированного налива автоцистерн АСН-12:

1-наливной стояк; 2-датчик  налива с герметизирующей крышкой; 3-гозоотводящая линия; 4-пульт управления наливом; 5-обратный клапан; 6-насосный агрегат; 7-огневой предохранитель; 8-рама-арка; 9-фильтр-воздухоотделитель; 10-гидроамортизатор; 11-клапан дозирующий полуавтоматический; 12-термокорректор; 13-счетчик жидкости;

 

Система включает в себя узлы: дозирующий полуавтоматический клапан КДП-12; фильтр-воздухоотделитель, гидроамортизатор (воздушный колпак), насосный агрегат производительностью 90 м3/ч; пульт управления наливом ПУН-12Д в комплекте с пусковой аппаратурой (автоматическими включателями и магнитным пускателем); трубопровод для отвода паровоздушной смеси с обратным клапаном и огневым предохранителем; заземляющее устройство типа УЗА-2.

Наливной стояк 12 представляет собой облегченный гибкий сочлененный металлический трубопровод Ду-80 мм с шарнирными соединениями, имеющий пять степеней свободы, что позволяет его перемещать в пространстве и подсоединять к люку горловины автоцистерны. В наливной трубе, которая заправляется в горловину цистерны, имеется две полости: одна предназначена для налива жидкости, во второй находится поплавок с магнитом, который перемещается по вертикали вдоль наливной трубы вместе с уровнем нефтепродукта в цистерне. На уровне градуировочной планки в горловине цистерны на наливной трубе установлено герметичное контактное устройство (геркон). При подъеме поплавка до уровня геркона его остальные контакты под действием магнита размыкаются (замыкаются) и по цепи управления передается сигнал на клапан-дозатор и остановку насосного агрегата.

На наливной стоянке НС-12 в верхней его части устанавливается поплавковый игольчатый клапан, который предназначен для разрыва потока жидкости при остановке налива и спуска жидкости в цистерну из наклонной части наливной трубы. В системе АСН-12 на стояке устанавливается обратный клапан с огневым предохранителем, в корпусе которого устанавливается клапан-воздушник, который выполняет ту же роль. Клапан-воздушник соединен с газоотводящей линией 2, связывающей герметизирующую крышку и обратный клапан через огневой предохранитель.  Благодаря этому при сливе остатков нефтепродукта в наклонную часть стояка поступает паровоздушная смесь, разгерметизация стояка не происходит до момента отсоединения герметизирующей крышки горловины цистерны.

Дозирующий полуавтоматический клапан КДП-12 является запорным органом, а также пультом управления и сигнализации наливного устройства.

 

2.4 Технологические и технические расчеты

 

Расчет времени слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн.

Расчет времени слива для светлых нефтепродуктов проводим при средне-минимальной температуре нефтепродукта (-16°С).

Сливное устройство АСН-7Б имеет следующие размеры:

h – расстояние от  оси коллектора до нижней образующей  котла цистерны.

h=h1+h2+h3

h1=0,6 м-длина сливного патрубка цистерны;

h2=0,315 м-длина присоединительной головки;

 h3=0,541 м-расстояние от присоединительной головки до оси коллектора.

h=541+315+600=1456 мм-высота сливного устройства.

Находим площадь поперечного сечения сливного патрубка по формуле (2.1):

 ,                                                                          (2.1)

 

d=0,212 м-внутренний диаметр сливного патрубка.

 

 

 

Для Аи-80 находим расчетную вязкость при данной температуре:

Значение коэффициентов:

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 Определение расчетной вязкости.

 

Наименование нефтепродукта	ν1, мм2/с	T1,К	ν2, мм2/с	T2,К	Тр, К	b	а	ν, мм2/с
Автобензин Аи-80	0,64	283	0,58	293	257	-3,57	7,96	0,92
Автобензин Аи-92
Автобензин Аи-95
Автобензин Аи-98
Дизельное топливо ДЛ	8	283	6	293	253	-3,63	8,88	25,45
Дизельное топливо ДЗ	7	283	5	293	253	-4,49	10,95	29,03
Мазут 100	50	373	118	353	333	-3,55	9,37	356,11
Нефть	45,04	290	32,15	294,5	253	-5,86	14,66	4985,2
Масло моторное М-10В2С	91	323	12	373	298	-3,98	10,27	505,44
Масло моторное М-14В2	120	323	14,5	373	303	-3,92	10,15	471,88
Масло моторное М-14Г2	120	323	14,5	373	303	-3,92	10,15	471,88
Масло трансмиссионное ТАД-17п	120	323	17,5	373	308	-3,48	9,04	285,16
Масло турбинное Т-22	35,2	313	23	323	278	-3,90	9,93	295,66
Масло турбинное Т-46	74,8	313	48	323	288	-3,39	8,74	309,31