Технология налива и слива наливных грузов

Обновлено: 18.09.2024

Глава 2.железнодорожный транспорт нефтей и нефтепродуктов

2.1.Удельный вес транспорта в общем грузообороте

У трубопроводного транспорта есть некоторые недостатки. Так для обоснованного строительства магистральных трубопроводов необходимо иметь мощный и на относительно длинный период времени устойчивый грузопоток транспортируемого продукта. При отсутствии или нарушении этого условия показатели работы трубопроводов ухудшаются, а при значительных недогрузках их производительность делает эксплуатацию нерентабельной. Однако трубопроводный транспорт следует рассматривать как наиболее экономичный и прогрессивный. Сопоставление основных технико-экономических показателей (себестоимость, капитало-металловложения и пр.) трубопроводного и других видов транспорта убедительно подтверждают это.

Себестоимость транспортировки грузов – один из важнейших показателей в оценке технико-экономических преимуществ того или иного вида транспорта. Себестоимость 1 т. на 1 км перекачки нефтегрузов по трубопроводам в 3 раза ниже себестоимости перевозки их по железной дороге и в 1,5ч2 раза ниже себестоимости перевозки их водным транспортом (см. табл. 2.2 и 2.3). Себестоимость транспортировки природного газа при доставке его даже на дальнее расстояние также ниже себестоимости железнодорожных перевозок эквивалентного количества угля.

Необходимо учитывать еще и то положение, что протяженность магистрального нефтепровода, прокладываемого между двумя пунктами с приближением воздушной прямой, всегда меньше расстояния между этими пунктами по железной дороге и в особенности по воде, экономичность трубопроводного транспорта возрастает еще в большей мере.

Трубопроводный транспорт имеет также максимальную герметизацию процесса при транспортировке и перевалках нефти и нефтепродуктов. Подсчитано, что все потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке их железнодорожным, речным и морским транспортом и при хранении и перевалках на нефтебазах в среднем за пять лет составляют около 35ч50 млн. т. или по стоимости 300ч400 млн. руб. На эти средства можно было бы построить около 10 тыс. км трубопроводов диаметром до 500 мм и перекачать по ним до 60 млн. т. нефтепродуктов.

К наливным относятся жидкие грузы, перевозимые в цистернах, специализированных контейнерах и в бункерных полувагонах. Основную массу (более 90%) наливных грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, составляют нефтепродукты, в меньшей степени сырая нефть.

Кроме того, в категорию наливных грузов входят продукты пищевой промышленности (растительные масла, спирт, патока, животный жир, саломас и др.), химические грузы (кислоты, щелочи, красители и др.), а также сжиженные газы.

Нефтепродукты подразделяются на светлые (бензин, бензол, керосин, лигроин, легкие сорта моторных топлив, конденсат из природного газа), темные (мазут, нефтебитум, моторное топливо), жидкие смазочные масла (консистентные смазки, трансформаторное масло, автомобильное, авиационное, дизельное, моторное, турбинное и др.).

Нефтяные грузы обладают специфическими свойствами, определяющими условия их транспортирования, хранения и налива. Это плотность, вязкость и способность застывать не только при отрицательных, но и при плюсовых температурах, легкая воспламеняемость, температура плавления и вспышки, электризация (накапливание опасных зарядов статического электричества), ядовитость, коррозирующее действие на металл.

Специфические свойства наливных грузов требуют соблюдения особых условий перевозки их по железным дорогам, которые предусмотрены в Правилах перевозок железнодорожным транспортом грузов наливом в вагонах–цистернах и вагонах бункерного типа для перевозки нефтебитума. К перевозке наливом допускаются лишь те грузы, которые поименованы в Приложении к этим Правилам.

Наливные грузы делятся на неопасные, которые перевозятся с соблюдением общих условий, и опасные, которые рассматриваются в главе 44 Правил.

Определение массы наливного груза.

1) ∆t=t_н—t_з, °С — разность температур (t_н — температура при наливе, t_з — температура замера);

2) ρ_попр (кг/дм^3) — поправка на 1 градус, определяется по таблицам калибровки железнодорожных цистерн;

3) ∆ρ=ρ_попр * ∆t, кг/дм^3 — поправка на разницу температур;

4) ρ_з=ρ_н±∆ρ — плотность замера (ρ_н — плотность налива — указывается в техническом паспорте на груз);

Как проводится слив нефтепродуктов из цистерн вряд ли будет интересно для простого читателя. Однако специалисты, молодые и опытные, найдут в статье много интересного, включая сторонние источники.

Почему важен слив нефтепродуктов из цистерн?

Налив и слив нефтепродуктов из цистерн железнодорожного транспорта может осуществляться по четырем существующим технологиями и приложенным к ним инструкциям. Это:

Верхний слои и/или налив;
Нижний слив и/или налив.

На нефтеперерабатывающем заводе цистерну удобнее заливать сверху. Для этого используются конструкции из подвижно соединенных жестких трубопроводов (ОСН) со специальными шарнирными соединениями (ПСТ).

Опорожнять цистерны на железнодорожных узлах удобнее снизу. Для этого универсальные железнодорожные цистерны для светлых (бензин т. п.) и темных (нефть и т. п.) наливных продуктов оборудуются специальными нижними сливными приборами. Основное требование к установкам нижнего слива цистерн — это обеспечить надежную герметичность всех соединений.

К дополнительным требованиям для приборов нижнего слива цистерн с наливными грузами относятся:

возможность безопасного подогрева застывших жидкостей: подогрев может осуществляться паром или другим нефтепродуктом;
шарнирные соединение трубопроводов слива: это помогает менять направление и уровни слива;
наличие крана для быстрого прекращения слива: это элемент безопасности и удобства;
возможность подогрева не только на выходе из цистерны, но и в трубопроводе слива.

Почему важен правильный слив нефтепродуктов из цистерн

Железнодорожная цистерна не банка, а нефть, бензин, керосин не вода, поэтому безопасный слив нефтепродуктов из цистерн чрезвычайно важен.

Любые нарушения в технологии слива (они прописаны в массе инструкций) или ненадежные соединения в УСН могут привести к экологическим катастрофам на станциях и предприятиях.

Помимо безопасности специалисты по логистике называют другие причины важной организации слива ж/д цистерн. Это:

Удобный слив наливных грузов из цистерн, в той или иной мере, снижает риски и проблемы.

Заключение

В зависимости от наливного груза и типа цистерны и её арматуры ж/д цистерны могут:

Транспортировка нефтепродуктов от места их изготовления до потребителей производится с помощью железнодорожных и автомобильных цистерн и нефтеналивных судов.

В процессе транспортировки важнейшую роль играет перевалка нефтепродуктов (организация слива/налива). Как это происходит на железнодорожном транспорте – мы рассмотрим в этой статье.

Слив нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, как правило, производят посредством сливного прибора, который располагается либо в нижней части цистерны (так называемый нижний слив нефтепродуктов). Если нижний слив неисправен, то используют горловину цистерны (верхний слив).

Один из вариантов такой схемы – межрельсовый слив, при котором центральный желоб расположен сразу под цистерной, что позволяет обойтись без переносных желобов.

Основной недостаток перечисленных способов – возможное загрязнение сливаемых нефтепродуктов.

Чтобы устранить этот недостаток, используют способ закрытого самотечного слива. Его отличие – вместо желобов к нижнему сливному прибору подсоединяют либо гибкий рукав, либо трубу с шарнирным сочленением. Функцию центрального желоба в этом случае выполняет трубопровод-коллектор. Такие схему слива можно использовать и для бензина различных фракций, поскольку потери от испарения здесь сведены к минимуму.

Сифонный самотечный слив выполняется через горловину. Его применение возможно при одном условии – если уровень расположения приемного резервуара ниже, чем уровень сливаемой цистерны. Движение сливаемого продукта обеспечивает вакуум, создаваемый в стояке вакуумным насосом. Чтобы избежать разрыва струи, который может привести к срыву сифона, давление не должно быть ниже, чем давление упругости, создаваемое парами нефтепродукта.

Основной недостаток этого способа – низкая производительность.

Быстрее всего слив нефтепродуктов происходит способом принудительного нижнего слива, при котором используется специальный насос, который находится в нижнем сливном приборе цистерны, и система труб с шарнирыми сочленениями.

Принудительный слив может быть и верхним.

Он происходит через горловину специальными сливными стояками. Начало движения продукта обеспечивается вакуумным насосом, а затем подключается другой насос, который и закачивает нефтепродукт в приемный резервуар. Одним из вариантов такого слива – эжекторный, который применяется в основном для светлых нефтепродуктов.

Налив

Налив нефтепродуктов в железнодорожные цистерны бывает открытой или закрытой струей и герметизированным.

Налив открытой струей подразумевает соприкосновение продукта с атмосферой, что приводит к усилению испарения (особенно светлых нефтепродуктов), а также к образованию статического электричества. Оба этих процесса являются нежелательными, вследствие чего такой налив имеет ограниченное применение только при загрузке темных нефтепродуктов.

Читать также: Основы работы биржи нефтепродуктов

Налив закрытой струей производится с помощью шланга, который опускают до нижней части цистерны, и струя загружаемого продукта соприкасается с воздухом короткое время – в самом начале слива. Стоит отметить, что при таком способе потери бензина снижаются примерно в два раза (по сравнению с открытой струей).

Герметичный налив выполняется при помощи АСН – автоматизированных систем налива. Их конструкция предусматривает герметизирующую крышку, телескопическую трубу и линию, обеспечивающую отвод образовавшейся паровоздушной смеси.

Слив / налив нефтепродуктов. Методология

При операциях по сливу и наливу всех видов нефтепродуктов, кроме мазутов, у которых температура вспышки от 120 градусов С и ниже, необходимо применять сливные и наливные устройства закрытого типа. Применение открытых типов таких устройств допустимо при перевалке мазутов и продуктов, у которых температура вспышки выше, чем 120 градусов С.

Устройства слива открытым самотечным способом для нефтепродуктов, имеющих высокую вязкость и высокий уровень застываемости, подразумевают использование специальных сливных лотков, каждый из которых состоит из наружной и внутренней стенок, образующих так называемую паровую рубашку. Пар впускается через особый патрубок, а конденсат отводится посредством штуцера и шланга.

Использование межрельсового способа слива при разгрузке нефтепродуктов с высокой вязкостью подразумевает применение установок нижнего слива типа СПГ-200.

В случае применения обоих способов считается целесообразным использование специальных желобов-коллекторов с паровой рубашкой. Это дает возможность подогревать высоковязкие виды нефтепродуктов, вследствие чего на станках желобов не образуются постоянно утолщающиеся корки.

При герметизированном сливе/наливе применяются специальные установки, оборудованные трубами с шарнирными сочленениями.

Для слива/налива светлых нефтепродуктов применяют установки как без пароподогрева (УСН-150; УСН-175; УСН-200), так и оборудованные пароподогревом (УСН-150Пп; УСН-175Пп; УСН-200Пп). Они присоединяются к сливному устройству цистерны. Все детали таких установок, которые находятся в непосредственном контакте с патрубками цистерны, искробезопасны.

УСН бывают с четырьмя и пятью шарнирами.

Пятишарнирные установки с пароподогревом (УСН-150/5Пп; УСН-175/5Пп; УСН-200/5Пп) дают возможность исправлять возможное отклонение оси устройства от строго вертикального положения. Это позволяет значительно повысить герметичность в месте присоединения УСН к сливному устройству цистерны.

Устройство верхнего налива нефтепродуктов и их слива представляет собой сливоналивной стояк, оборудованный ручным насосом. Такие конструкции, как правило, используются на распределительной нефтяной базе небольшого размера и служат для работы с одиночными цистернами. Промежуток между стояками составляет четыре метра, что дает возможность обслуживать разные типы цистерн и не требует переформировывать составы.

Читать также: Как осуществляется трубопроводный транспорт нефти?

Эстакады слива/налива

Маршрутная погрузка и разгрузка нефтепродуктов подразумевает их перевалку с помощью эстакад. Эстакада – это ряд устройств слива/налива, которые расположены вдоль железнодорожных путей на расстоянии от четырех до шести метров друг от друга. Эти устройства соединяются общей площадкой для передвижения обслуживающего персонала и общими коллекторами.

Материалы для изготовления эстакад используются негорючие. Размеры эстакады соответствуют габаритам железнодорожных цистерн. Обычная эстакада выглядит как длинная галерея с рядом эксплуатационных площадок. Высота такой галереи от рельса – от трех до трех с половиной метров. Переход на крышу цистерны происходит по специальным откидным мосткам. В ширину эстакадный проход должен быть не меньше одного метра. С торцов эстакады располагаются лестницы для подъема на неё.

Классификация эстакад производится по следующим признакам: по своему назначению; по числу маршрутов, которые она может принимать одновременно; по виду переваливаемых нефтепродуктов; по техническому исполнению.

По назначению эстакады делятся на:

сливные;
наливные;
сливо-наливные (универсальные).

По числу маршрутов, обслуживаемых одновременно:

односторонние (весовая норма брутто – меньше 700-т тонн);
двусторонние (брутто – более 700-т тонн).

Установка верхнего налива нефтепродуктов

По виду нефтепродуктов:

По техническому исполнению:

Крытые эстакады обязательно используются для работы с авиационными маслами, разными видами реактивного топлива и авиационными бензинами. Если устройства для налива на эстакаде исключают попадание во время подачи нефтепродукта пыли и осадков в цистерну, то разрешено использовать открытий тип галереи.

Двусторонняя эстакада для налива светлых видов нефтепродуктов может быть самотечной или принудительной. Коллекторы на такой эстакаде располагаются вдоль по её бокам под настилом для персонала. Рукава для налива, крепящиеся к стоякам, должны доходить до нижней части наливаемой цистерны не менее, чем на 200 миллиметров, для обеспечения подачи продукта без высокого падения струи. Весь процесс подачи контролируется и управляется с эстакадной площадки.

Такая эстакада имеет откидные передвижные мостки, позволяющие безопасно переходить на крышу цистерны. Подъем и спуск с этих мостков обеспечивается ручными лебедками.

Сливоналивная стояковая эстакада для светлых видов нефтепродуктов оснащается также специальными зачистными коллекторами и стояком зачистного типа. Нефтепродукты по стоякам и трубам такой эстакады могут двигаться в двух направлениях, что обеспечивает и слив, и налив.

Крытая эстакада типа НМ обеспечивает защиту персонала от непогоды, что создает комфортные условия для его работы. Кроме того, она предотвращает обводнение подаваемого в цистерну нефтепродукта. Такой тип эстакады оборудован подвесными талями, с помощью которых осуществляется подъем и спуск подогревательного оборудования переносного типа.

Двусторонняя наливная галерейная эстакада, предназначенная для работы с темными нефтепродуктами, отличается от прочих верхним расположением коллектора, который к тому же ещё снабжен отводами для налива. Концы этих отводов снабжены выдвижными трубами телескопического типа, что позволяет убирать их после окончания погрузки.

Читать также: Как осуществляется экспорт нефтепродуктов?

Состав оборудования эстакады также зависит от сортности обрабатываемого нефтепродукта. Например, для работы с темными продуктами высокой вязкости, эстакады оборудуются либо паропроводами, либо электрическими подогревательными устройствами, а сливоналивные для светлых нефтепродуктов оборудованы стояками и коллекторами закрытого типа. Темные нефтепродукты обычно подаются через открытые лотки.

Маршрутный налив нефтепродуктов в железнодорожные цистерны не застрахован от их перелива. Чтобы решить эту проблему, используется автоматическая система налива.

Автоматизированная система налива нефтепродуктов (автоматизированный наливной стояк)

Примером такого стояка нам послужит АСН-14ЖД-К, который предназначен для верхнего налива жидкостей в цистерны.

Читайте также: