Маточный раствор из воздуха окислительной башни для производства битума

Приемный резервуар и его оборудование

Приемный резервуар представляет собой регулирующую емкость, которая позволяет обеспечить продолжительную равномерную работу насосов в наиболее экономичном режиме при неравномерном притоке сточных вод. Насосы автоматически включаются и отключаются при достижении уровнем воды в резервуаре определенных отметок (см. рис. 39). Например, в начальный момент работы насосной станции резервуар пуст, насосы отключены. Поступающие из коллектора стоки аккумулируются в резервуаре. При заполнении резервуара до уровня, обозначенного I, включается насос I. Если его подача больше расхода поступающих стоков, уровень в резервуаре будет снижаться и при достижении уровня I’, насос отключится. Если подача насоса меньше расхода поступающих стоков, уровень в резервуаре будет повышаться, и при достижении уровня II включится насос II, отключение которого произойдет при снижении уровня до II, и т.д.

Минимальная вместимость приемного резервуара должна приниматься не менее максимальной подачи одного из насосов в течение 5 мин, что соответствует включениям насоса не более трех раз в час. Максимальная подача насоса определяется по графику совместной работы одного насоса и двух водоводов.

Размеры приемного резервуара в плане назначают обычно после разработки схемы и определения размеров машинного зала. Вместимость резервуара определяют приближенно как произведение площади на глубину резервуара, которую принимают в пределах 1,5–2,5 м.

В приемных резервуарах насосных станций с подачей более 100 тыс. м3/сут необходимо предусматривать два отделения без увеличения общего объема.

Всасывающие трубы диаметром до 500 мм устраивают с коленом, разворачивая приемные отверстия ко дну приямка. Всасывающие трубы диаметром более 500 мм проектируют без колена непосредственно от вертикальной стены, разделяющей машинный зал и приемный резервуар; при этом со стороны резервуара устраивают щитовые затворы для перекрытия приемных отверстий при ремонте задвижек на всасывающих трубах.

В приямке у всасывающих труб неработающих насосов возможно выпадение осадка. Для поддержания всех насосов в постоянной готовности к запуску к всасывающей трубе каждого насоса подводят трубопроводы для взмучивания осадка. Вода в систему взмучивания забирается от напорных линий основных насосов. Для того чтобы через систему взмучивания можно было опорожнять трубопроводы при ремонте, трубы системы взмучивания должны быть подключены к каждому напорному водоводу и оборудованы задвижками. Диаметр трубопроводов взмучивания принимается не менее 50 мм. Взмучивание осадка необходимо производить по всему периметру приемного резервуара.

Над приемным резервуаром не менее чем на 0,5 м выше уровня воды в подводящем самотечном коллекторе устраивают перекрытие из железобетонных плит. На этом перекрытии располагают помещение решеток. Против всасывающих труб перекрытие выполняют из съемных плит или оставляют в нем отверстие. Для того чтобы при необходимости из помещения решеток можно было спуститься в приемный резервуар, предусматривают один или несколько люков диаметром 0,7 м, располагаемых у стены. В резервуаре в стены против люков заделывают скобы.

Типоразмеры и количество решеток или решеток-дробилок назначают, исходя из рекомендуемых скоростей движения сточных вод. Скорость движения сточных вод в прозорах решеток при максимальном притоке надлежит принимать: для механизированных решеток – 0,8–1 м/с, для решеток-дробилок – 1,2 м/с. Число резервных решеток или решеток-дробилок в соответствии со СНиПами необходимо принимать по табл. 13, 14,15.

К определению числа резервных решеток (решеток-дробилок)

Технические данные для подбора решеток-дробилок типа РД

Технические данные решеток-дробилок типа РД

Для насосных станций с подачей до 25 000 м3/сут допускается установка резервной решетки с ручной очисткой.

Для монтажа решеток-дробилок предусматривают необходимое подъемно-транспортное оборудование.

Зная отметку пола помещения решеток и габариты оборудования, по формуле (41) проверяют, можно ли устроить на отметке пола первого этажа перекрытие над помещением решеток или его следует проектировать по полузаглубленной схеме.

При проектировании необходимо решить вопрос о подаче в помещение решеток монтируемого оборудования и соединить помещение лестницей с первым этажом. В помещении решеток следует предусмотреть принудительную приточную вентиляцию.

3.5. Проектирование систем технического водопровода и дренажа

В насосных станциях водоотведения кроме основных насосов, как правило, устанавливаются еще две группы вспомогательных насосов: системы технического водоснабжения и откачки дренажных вод.

Насосные станции водоотведения оборудуют двумя системами холодного водопровода: хозяйственно-питьевой и технической. Вода для обеих систем подается в насосную станцию из сети хозяйственно-питьевого водопровода близлежащего населенного пункта или предприятия. В больших насосных станциях с подачей свыше 100 000 м3/сут предусматривается два ввода водопровода.

Хозяйственно-питьевой водопровод разрабатывается в дипломном проекте. Этот водопровод предусматривают из труб диаметром 15–20 мм с подключением к нему приборов в санузле, в душевой и кранов для мойки пола в помещении решеток и в машинном зале. Предполагается, что горячая вода для душевой поступает из центрального теплового пункта или приготовляется на индивидуальных водонагревателях. Сточная вода от санитарных приборов отводится в приемный резервуар.

Технический водопровод. Подает воду на охлаждение и гидроуплотнение сальников основных насосов и к дробилкам для смыва раздробленного осадка.

Существует опасность попадания сточных вод в систему технического водопровода. Например, при аварийном снижении давления в техническом водопроводе чистая вода уже не будет подаваться по его трубам к сальникам фекальных насосов; при этом сточная вода от насосов может попадать в трубопроводы системы водопровода.

Для защиты сети хозяйственно-питьевого водопровода от возможного загрязнения, технический водопровод подключается к хозяйственно-питьевому через бак «разрыва струи» (рис. 40).

Рис. 40. Схема подачи воды для охлаждения и гидроуплотнения сальников канализационных насосов: 1 – хозяйственно-питьевой водопровод; 2 – бак «разрыва струи»; 3 – перепускной трубопровод; 4 – напорный трубопровод; 5 – основные канализационные насосы; 6 – насосы-повысители напора; 7 – подводящая линия к насосам-повысителям; 8 – переливной трубопровод

Требуемый напор технической воды, подаваемой к сальникам насосов, перекачивающих сточную жидкость, должен быть несколько выше напора, развиваемого этими насосами. Для создания такого напора в системе технического водопровода между баком «разрыва струи» и насосами сточной жидкости устанавливают насосы-повысители: один рабочий и один резервный.

Бак «разрыва струи» стремятся расположить как можно выше (на полу первого или второго этажа или на кронштейнах на стене в надземной части насосной станции) с тем, чтобы максимально использовать напор питающей сети.

Вместимость бака для небольших насосных станций, оборудованных основными насосами с подачей до 150 м3/ч, принимают 0,5 м3, для средних – 1–1,5 м3, для крупных, оборудованных насосами с подачей свыше 1000 м3/ч – 4–6 м3. Переливная труба диаметром 50 мм выводится из бака в приемный резервуар.

При определении расчетной подачи насоса-повысителя учитывают, что потребление технической воды каждым рабочим насосом, перекачивающим сточную жидкость, составляет 0,3–0,5 л/с.

Напор насосов технического водопровода определяют по формуле

– напор, развиваемый основными насосами, м;

– отметка дна бака разрыва струи, м;

– отметка оси основного насоса, м;

– рекомендуемое превышение напора в сети технического водопровода над напором, развиваемым основными насосами; определяется по паспортным данным основных насосов (может приниматься равным 2–3 м, а для насосов с подачей свыше 1000 м3/ч – 10 м).

Чаще всего требуемым параметрам удовлетворяют вихревые насосы ВК (ВКС) – 1/16, 2/26 и 4/24.

Насосы технического водопровода устанавливаются обычно в машинном зале сдвоенными на одном фундаменте.

Схему технического водопровода, аналогичную приведенной на рис. 40, студент должен представить на чертеже или в пояснительной записке.

Пример. Насосная станция оборудована двумя рабочими и одним резервным насосами СД 100/40 с расчетным напором 44 м. Оси насосных агрегатов на 5 м заглублены относительно пола первого этажа. Подобрать насосы-повысители системы технического водопровода.

Подача насосов СД 100/40 меньше 150 м3/ч, поэтому вместимость бака «разрыва струи» принимаем 0,5 м3. Бак размещаем на кронштейнах на стене надземной части здания насосной станции на высоте 2 м под полом.

Напор насосов технического водопровода определяем по формуле (40):

Подача технической воды к двум основным рабочим насосам

Требуемым условиям удовлетворяет насос ВК 2/26 с подачей 2,7–8 м3/ч и с напором 60–20 м.

Система откачки дренажных вод. Такая система должна предусматриваться в машинных залах всех насосных станций водоотведения. Подбор дренажных насосов и производится с помощью формулы (21), в которой не учитываются утечки через сальники.

В малых неавтоматизированных насосных станциях дренажные воды можно откачивать основными насосами. Для этого к всасывающему патрубку одного из насосов подсоединяют трубу диаметром 15–20 мм с вентилем, которая свободным концом опускается в дренажный колодец (приямок). Основные насосы устанавливаются под залив от максимальных уровней в приемном резервуаре, поэтому необходимый вакуум во всасывающей трубе может возникать только при малых уровнях в приемном резервуаре или после прикрытия задвижки на всасывающей трубе насоса. После откачки дренажных вод из колодца во избежание попадания воздуха в насос перекрывают вентиль на малой трубе. Эту же схему можно предусматривать для откачки воды из машинного зала при аварии на трубопроводах внутри насосной станции.

3.6. Порядок проектирования надземной части здания насосной станции водоотведения

В надземной части насосной станции располагаются перевалочные помещения для приема оборудования, монтируемого в машинном зале и в помещении решеток, электрическая часть (щитовая низкого напряжения, камеры для установки трансформаторов, помещение распределительного устройства), бытовые и подсобные помещения (туалет, душевая, служебное помещение, мастерская, кладовая, гардероб).

Состав и размеры бытовых и подсобных помещений принимают в соответствии с рекомендациями в зависимости от производительности насосной станции и степени ее автоматизации. Гардероб в крупных насосных станциях следует предусматривать с двумя отделениями – мужским и женским.

Помещения для приема оборудования и электрическая часть располагаются, как правило, на уровне первого этажа; бытовые и подсобные помещения могут располагаться как на первом, так и на втором этаже здания насосной станции.

Планировка первого этажа насосной станции существенно зависит от того, заглубленными или полузаглубленными приняты машинный зал и помещение решеток.

В полузаглубленных насосных станциях над основными насосами и решетками в перекрытии первого этажа оставляют проемы, чтобы монтажная площадка на уровне первого этажа и машинный зал (помещение решеток) обслуживались одним подъемно-транспортным устройством. В этом случае над машинным залом и над помещением решеток меньше остается места для размещения электрической части и подсобных помещений. Если невозможно разместить электрическую часть в здании насосной станции, камеры для установки трансформаторов и помещение распределительного устройства выносят в отдельно сооружаемый павильон трансформаторной подстанции.

В заглубленных насосных станциях электрическую часть, вспомогательные и подсобные помещения располагают на перекрытии над машинным залом и помещением решеток.

Перевалочные помещения, в которые в кузове автомобиля или на инвентарной тележке может быть подано монтируемое оборудование, обычно проектируются отдельно для машинного зала и для помещения решеток. В этих помещениях с помощью монорельса или кран-балки оборудование снимается с автомобиля или тележки и через монтажный проем подается на монтажную площадку в машинный зал (помещение решеток). От монтажных площадок к месту установки насосы или решетки-дробилки подаются подъемно-транспортным оборудованием, расположенным в подземной части здания (см. главу 4).

Планы первого этажа и подземной части увязываются в соответствии со стенами, монтажными площадками, проемами и лестницами, соединяющими первый этаж с машинным залом и помещением решеток.

Надземную часть здания насосной станции чаще всего выполняют прямоугольной в плане из кирпича или сборного железобетона с соблюдением требований. Стены сооружаются на балках, опирающихся на железобетонную конструкцию подземной части. При необходимости, можно выносить консоли этих балок на 1–1,5 м за пределы колодца подземной части.

Минимальная высота помещений с подъемно-транспортным оборудованием определяется по формуле (42) или (43). Высота помещений электрической части определяется наибольшей высотой устанавливаемого электрического оборудования (см. главу 4).

Схемы с обоснованием принятых в проекте высот помещений необходимо привести в пояснительной записке.

На чертеже в курсовом проекте для полузаглубленных насосных станций водоотведения изображаются два разреза и один план насосной станции – на уровне первого этажа, так как технологическое оборудование достаточно хорошо просматривается с первого этажа. Для заглубленных станций добавляется план подземной части. При проектировании павильона трансформаторной подстанции необходимо показать ситуационный план с изображением насосной станции, павильона, наружных трубопроводов и подъездных путей.

При наличии второго этажа здания на чертеже или в пояснительной записке необходимо привести его план.

Заканчивают проект технико-экономическими расчетами.

4. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. КОНСТРУКЦИИ ЧАСТЕЙ ЗДАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Стенки резервуаров

«Самарский резервуарный завод» имеет необходимое технологическое оборудование для изготовления резервуаров методом рулонирования или полистовой сборкой. Полистовая сборка применяется для резервуаров с толщиной нижнего пояса стенки свыше 18 мм, а также, по требованию Заказчика, для резервуаров всех типоразмеров, при изготовлении резервуаров большой емкости и в случае отсутствия места на строительной площадке.

Для стенок полистовой сборки применяется прокат шириной от 1,8 м до 3 м и длиной до 12 м. Обработка кромок листов осуществляется механическим способом (фрезерованием) или плазменной резкой на машинах с программным управлением. Вальцовка листов производится на 3 и 4 валковых листогибочных машинах.

Днища резервуаров

Днища резервуаров могут быть плоскими(для резервуаров до 1000 м3) или коническими с уклоном от центра или к центру. Рекомендуется принимать уклон днища от центра — это позволяет компенсировать возможную неравномерность осадок основания. Плоские днища состоят из листов одной толщины, конические днища имеют центральную часть и утолщенные кольцевые окрайки.

Изготовление плоских днищ и центральной части конических днищ при толщине металла до 7 мм осуществляется методом рулонирования, а при толщине от 8 мм и выше — методом полистовой сборки. Для улучшения геометрической формы днищ (уменьшения хлопунов, возникающих при прокатке листа и увеличивающихся от сварочных деформаций) рекомендуемая минимальная толщина днищ составляет 5 мм, включая 1 мм припуска на коррозию.

Стационарные крыши

Стационарные крыши резервуаров объемом от 100 м3 до 100 м3 могут выполняться в виде гладких конических оболочек с углом конусности от 15° до 30°.

При толщине оболочки резервуара до 7 мм крыша изготавливается на заводе в виде рулонируемого полотнища. При толщине оболочки свыше 7 мм полотнище крыши собирается и сваривается двусторонними стыковыми швами на монтаже (с кантовкой полотнища).

Сферическая оболочка

Стационарные крыши в виде гладких сферических оболочек могут эффективно применяться для резервуаров объемом от 1000 м3 до 5000 м3 при толщине оболочки от 6 мм до 10 мм и отсутствии несущих элементов каркаса.

Сферические оболочки состоят из сваренных на заводе лепестков двоякой кривизны, собираемых на специальном кондукторе из вальцованных деталей.

Конические каркасные крыши

Конические каркасные крыши применяются для резервуаров объемом от 1000 м3 до 5000 м3.
Крыши состоят из изготовленных на заводе секторных каркасов, кольцевых элементов каркаса, центрального щита и рулонируемых полотнищ настила. Монтаж каркасов выполняется по мере разворачивания рулона стенки аналогично монтажу традиционных щитовых крыш.

После соединения каркасов между собой кольцевыми элементами на них укладываются полотнища настила, предварительно развернутые рядом с днищем резервуара. Полотнища свариваются между собой радиальными швами и припаиваются по периметру к уторному углу стенки. Крепление полотнищ к элементам каркаса не допускается.

Проектирование каркасных крыш осуществляется во взрывозащищенном исполнении таким образом, что при аварийном превышении давления внутри резервуара, например, при взрыве или в результате нагревания от пожара соседнего резервуара, происходит отрыв сварного шва приварки настила к стене без разрушения самого резервуара и без отрыва стенки от днища.

Взрывозащищенная крыша выполняет роль аварийного клапана, который в критический момент сбросит внутреннее давление и сохранит резервуар и хранимый в нем продукт.

Сферические каркасные крыши

Сферические каркасные крыши применяются для резервуаров объемом свыше 5000 м3.

Крыши состоят из вальцованных радиальных балок, основных и промежуточных, кольцевых элементов каркаса, центрального щита и листов настила, свободно опирающихся на элементы каркаса. По периметру стенки имеется кольцо жесткости, воспринимающее распорные усилия купола и обеспечивающее фиксацию и неизменяемость формы стенки при монтаже.

Требования по взрывозащищенности сферических крыш аналогичны требованиям к коническим каркасным крышам.

Плавающие крыши

Плавающие крыши применяются в резервуарах без стационарной крыши в районах с нормативной снеговой нагрузкой до 1,5 кПа. Плавающие крыши могут быть однодечного и двудечного типов.

Однодечные плавающие крыши состоят из листовой мембраны, рулонируемой или полистовой, и кольцевых коробов, расположенных по периметру.

Для обеспечения отвода ливневых вод с поверхности крыши имеет уклон к центру, где устанавливается водоспуск гибкого или шарнирного типов с заборным устройством и обратным клапаном. Обратный клапан позволяет отводить ливневые воды за пределы резервуара и, с другой стороны, предотвращает попадание продукта на поверхность крыши. Выполнение уклона крыши достигается пригрузом ее центральной части.

Однодечные плавающие крыши рекомендуется применять для резервуаров диаметром не более 50 м и в районах строительства, где скорость ветра не превышает 100 км/ч. При больших диаметрах и большей скорости ветра возникают значительные динамические нагрузки на мембрану крыши, которые могут привести к ее повреждению.

Двудечные плавающие крыши выполняются по двум вариантам конструктивного исполнения:

• традиционная крыша с наружными радиальными отсеками и кольцевыми отсеками центральной части, формирование которых производится на монтаже
• унифицированная крыша с радиальными коробами заводского изготовления, применение которых сокращает объем монтажной сборки и сварки более чем 40% по сравнению с традиционным вариантом.

Преимуществом двудечных плавающих крыш по сравнению с однодечными являются:

• Повышенная жесткость крыши, обеспечивающая восприятие максимальных ветровых, снеговых и сейсмических нагрузок;
• Увеличенная плавучесть крыши за счет расположения геометрических отсеков по всей площади резервуара;
• Исключение попадания продукта на верхнюю деку крыши, при нарушении герметичности водоспуска (обратный клапан на заборном устройстве водоспуска отсутствует);
• Наличие аварийных водоспусков на поверхности крыши, исключающих перегрузку и затопление крыши ливневыми водами при выходе из строя основного водоспуска;
• Уменьшение нагрева верхних слоев продукта солнечной радиацией и сокращение, тем самым, потерь от испарения.

Понтоны

Понтоны применяются для резервуаров со стационарными крышами и предназначены для сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения.

При заполнении Бланка Заказа Заказчиком могут быть указаны следующие виды понтонов: однодечный (контактного типа) или алюминиевый на поплавках.

Однодечный понтон может быть рулонного или щитового исполнения.

Рулонируемый понтон состоит из однодечного полотнища заводского изготовления и формируемых на монтаже радиальных и кольцевых отсеков, обеспечивающих необходимый запас плавучести.

Щитовые понтоны состоят из габаритных прямоугольных коробов заводского изготовления, соединяемых между собой при монтаже картами листового настила. Применение щитовых понтонов рекомендуется для резервуаров объемом от 5000 м3.

Лестницы и площадки

Лестницы резервуаров могут быть двух видов: шахтные или кольцевые (винтовые).

Шахтные лестницы являются конструктивно-технологическим элементом, выполняющим роль собственно лестницы для подъема на крышу резервуара, а также служит каркасом, на который накручиваются полотнища стенки (для резервуара объемом до 3000 м3 совместно со стенкой могут сворачиваться полотнища днища и крыши).

В части недостатков шахтных лестниц можно отметить следующее:

• Шахтные лестницы требуют устройства отдельного фундамента.
• Лестницы крепятся к стенке резервуара несколькими рядами радиальных распорок, которые вызывают в стенке нежелательные концентрации напряжений, особенно при воздействии сейсмических нагрузок.

Кольцевые лестницы отвечают нормам проектирования резервуаров по российским и зарубежным стандартам и не имеют указанных недостатков применения шахтных лестниц.

Для обеспечения требований безопасности и удобства обслуживания на стационарной крыше оборудования рекомендуется круговое расположение площадок по периметру крыши. Для резервуаров без понтона объемом свыше 1000 м3 допускается выполнение площадок на 3⁄4 периметра.

Ходовая поверхность площадок может выполнятся из просечно-вытяжного листа, штампованных или перфорированных элементов, оцинкованного решетчатого настила.

Ограждение площадок стандартно изготавливается из углового профиля, по требованию Заказчика поручни ограждения могут быть выполнены из труб.

Люки-лазы в стенке резервуаров

Люки-лазы в стенке выполняются круглыми диаметром 600 и 800 мм, или овальными размером 600х900 мм. Все люки должны иметь кронштейны для открывания крышки.

Патрубки в стенке

Патрубки в стенке для приема-раздачи и им подобные выполняются трех типов:

• «стандартные» — с одним фланцем (тип «S»)
• «двойные» — с двумя фланцами (тип «D»)
• «гладкие» — с одним фланцем и трубой, обрезанной с внутренней стороны, заподлицо со стенкой (тип «F»)

Патрубок зачистки применяется, как правило, в резервуарах, не имеющих зумпфа зачистки.

Люки и патрубки в крыше

В крыше резервуара устанавливаются световые люки диаметром 500 и 600 мм с кронштейнами для открывания крышки, и монтажные люки диаметром 800 мм и 1000 мм без кронштейнов для открывания крышки.

Патрубки в крыше подразделяются по конструктивному исполнению на монтажные и вентиляционные. Отличие вентиляционных патрубков от монтажных заключается в том, что их труба отрезается заподлицо с настилом крыши.

Придонный очистной люк

Придонный очистной люк предназначен для удобства выполнения регламентных работ по зачистке и удалению из резервуара различных отложений и загрязнений. Придонный люк устанавливается заподлицо с днищем резервуара на специальный фундамент для сбора удаляемых отложений.

Проектирование придонного люка производится в соответствии со стандартом API 650.
Для широкого применения в отечественной практике рекомендуются люки двух размеров: 600х600 и 600х900 мм.

Зумпфы зачистки

Круглый зумпф зачистки устанавливается на днище резервуара в специальном приямке и предназначен для удаления воды из резервуара.

В резервуарах с плоским или коническим днищем, имеющим уклон от центра, зумпф располагается рядом со стенкой (на расстоянии не менее 600 мм от стенки или от кольцевой окрайки).

В резервуарах с коническим днищем, имеющим уклон к центру, зумпф устанавливается в центре днища.
Габариты зумпфа зависят от диаметра дренажных труб.

Лотковый зумпф зачистки устанавливается на днище резервуара в приямке под стенкой резервуара и предназначен для удаления подтоварной воды, различных отложений и загрязнений.

Конструкции пожарной безопасности

Наличие и тип конструкций пожарной безопасности, к которым относятся устройства пенного тушения, охлаждения и молниезащиты, определяются в технологической части проекта резервуара. При заказе резервуара для выполнения проекта должны быть указаны тип и количество пеногенераторов, наличие кольцевого трубопровода орошения, высота и количество молниеприемников, количество креплений заземления.

Полезная модель относится к газонефтяной промышленности, в частности к разделению эмульсии из двух и более не смешивающихся жидкостей с различной плотностью, и может найти применение на установках подготовки продукции скважин, а именно в подготовке сырой нефти в резервуарах. Полезную модель можно использовать для разделения различных эмульсий, применяемых в химическом, пищевом, металлургическом и др. производствах. Целью полезной модели является повышение качества подготовки сырой нефти, упрощение эксплуатации, снижение топливоэнергетических затрат и металлоемкости, а так же улучшение требований защиты окружающей среды. Поставленная цель достигается путем применения оригинальной схемы подготовки потоков жидкости, в результате чего входной поток жидкости делится на n равных по скорости потоков, а транспортировка этих потоков до резервуара подготовки жидкости осуществляется равнодлинными трубопроводами. Ввод потоков жидкости в резервуар подготовки жидкости осуществляется равноудаленно по всей длине боковой поверхности резервуара горизонтальными соплами, формирующие струи жидкости тангенциально непосредственно у стенок резервуара. Тангенциальный ввод потоков жидкости в резервуар подготовки жидкости обеспечивает вращение всей массы жидкости в резервуаре и возникновение центробежных сил. Данный способ позволяет совместить гравитационный и центробежный методы разделения эмульсии из двух и более не смешивающихся жидкостей с различной плотностью. При этом кинетическая энергия поступающей жидкости используется максимально эффективно. Максимально эффективное применение кинетической энергии поступающей жидкости при помощи устройства ввода жидкости в резервуар подготовки жидкости позволяет получить следующие преимущества:

— улучшить качество разделения эмульсии;

— увеличить производительность резервуара (установки);

— снизить энергоемкость технологического процесса разделения эмульсии и металлоемкость резервуара (установки);

— уменьшить поверхность контакта резервуара (установки) с агрессивной средой и, соответственно, увеличить срок его службы;

— сократить сроки строительно-монтажных работ при строительстве объекта и ремонтных работ при текущем обслуживании;

— уменьшить трудозатраты при очистке внутренней поверхности резервуара от осаждаемых и невымываемых примесей;

— позволит в большей степени выполнять требования по защите окружающей среды.

Предпосылки создания полезной модели. Современные установки резервуарной подготовки продукции скважин в основном используют гравитационный метод сепарации. Немногие установки оснащены устройствами ввода нефти в резервуар, которые тем или иным способом используют кинетическую энергию поступающей жидкости. В одном случае энергия струи поступающей жидкости направлена вверх (формируются внутренними конструкциями резервуара) и используется для разбития устойчивой эмульсии, а в другом варианте струи поступающей жидкости формируются маточником (выполненным в виде кольцевого коллектора) для вращения промежуточного слоя внутри резервуара. Однако кинетическую энергию поступающей жидкости эти схемы используют неэффективно.

Известна система комплексной подготовки высокосернистой продукции скважин, состоящая из трубопроводов, теплообменников, нефтегазосепаратора, нефтенагревателя, товарного резервуара и резервуара-отстойника, в свою очередь, резервуар-отстойник снабжен маточником-распределителем, расположенным на расчетной высоте с вертикально вверх направленными отверстиями с возможностью разложения эмульсии на товарную нефть, газ и воду, причем маточник-распределитель в резервуаре-отстойнике расположен по лучевой системе, а трубопроводы выполнены в виде последовательно соединенных друг с другом коллекторов по ходу движения высокосернистой продукции скважин с возможностью обеспечения ее ламинарного движения от начала процесса подготовки

до конца, а также система снабжена линией отбора газа, соединенной с установкой утилизации газа, тем самым, создавая замкнутый цикл подготовки (Патент РФ №2175740, F 17 D 3/14, «Система комплексной подготовки высокосернистой продукции скважин»).

Недостатками данной системы являются сложность эксплуатации, обусловленная многоступенчатостью подготовки нефти, сложная система ее перекачки, а также высокая энергоемкость и большая металлоемкость. Внутренние конструкции резервуара (маточник-распределитель) обладают высокой парусностью и нерабочим объемом, что снижает эффект применения.

Известна технологическая схема глубокого обезвоживания высоковязкой нефти (выбранная нами в качестве ближайшего аналога, т.е. прототипа), включающая входной трубопровод, печи, отстойники для предварительного сброса пластовой воды, отстойники I и II ступени обезвоживания нефти, блочный секционный каплеобразователь, многоцелевые резервуары и резервуар для дополнительной обработки нефти, использующий механическую энергию струи вводимой эмульсии и снабженный внутри кольцевым коллектором, который имеет сопла на наружной и внутренней образующих, и расположен в зоне промежуточного слоя. (Тронов В.П. Системы нефтесбора и гидродинамика основных технологических процессов. Казань, ФЭН, 2002, 365-366 с.)

Недостатками данной схемы являются сложность эксплуатации, обусловленная многоступенчатостью подготовки нефти, высокая энергоемкость, сложная система ее перекачки, а также большая металлоемкость. Сконструированный внутри резервуара кольцевой коллектор обладает высокой парусностью и нерабочим объемом, что снижает эффект применения.

Ввод потоков жидкости в резервуар подготовки жидкости осуществляется равноудаленно по всей длине боковой поверхности резервуара горизонтальными соплами, формирующими струи жидкости тангенциально непосредственно у стенок резервуара. Тангенциальный ввод потоков жидкости в резервуар подготовки жидкости обеспечивает вращение всей массы жидкости в резервуаре и возникновение центробежных сил. Данный способ позволяет совместить гравитационный и центробежный методы разделения эмульсии из двух и более не смешивающихся жидкостей с различной плотностью. При этом кинетическая энергия поступающей жидкости используется максимально эффективно.

Предлагаемое устройство для ввода жидкости в резервуар поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема подготовки и транспортировки жидкости до резервуара, а на фиг.2 — схема ввода жидкости в резервуар.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство подготовки и транспортировки жидкости до резервуара подготовки жидкости состоящее из следующих элементов:

— сопла 4 ввода жидкости в резервуар;

максимальное использование кинетической энергии потока жидкости и вращение ее в резервуаре 5 в заданном направлении. Такая подготовка потоков жидкости позволяет при вводе их в резервуар добиться равномерных возмущений по всей длине резервуара 5. При вращении жидкости в резервуаре 5 возникают центробежные силы, что обеспечивает использование их в процессе сепарации жидкости помимо архимедовой силы. Жидкость с большей удельной плотностью под действием этих сил стремится вниз и к стенкам резервуара 5, а жидкости с меньшей удельной плотностью, соответственно, вверх и к центру резервуара 5. Величина центробежных сил зависит от скорости вращения жидкости и радиуса резервуара 5. Далее в процессе сепарации более вязкие жидкости будут вращаться медленнее. Дифференцированное вращение слоев всей массы жидкости в резервуаре 5 в заданном направлении приобретает в промежуточном слое рыхлую структуру, что в меньшей степени препятствует осаждению капель воды (жидкости с большей плотностью) и свободному их переходу в водную зону. При этом внутренний рабочий объем резервуара 5 не загроможден дополнительными конструкциями в виде маточников и коллекторов, обладающих определенным нерабочим объемом и сопротивлением вращению.

1. Патент РФ №2175740, F 17 D 3/14, «Система комплексной подготовки высокосернистой продукции скважин».

2. Тронов В.П. Системы нефтесбора и гидродинамика основных технологических процессов. Казань, ФЭН, 2002, 365-366 с. Копия прилагается.

Устройство ввода жидкости в резервуар, содержащее напорный трубопровод, делитель потока жидкости, резервуар с соплами ввода жидкости, отличающееся наличием равнодлинных трубопроводов с возможностью транспортирования n-потоков жидкости и ввода в резервуар равноудаленно по всей длине боковой поверхности резервуара через горизонтальные сопла ввода с возможностью формирования тангенциально-направленных струй у стенок резервуара, где n

Изобретение относится к аппаратурному оформлению окислительных процессов, протекающих в системе воздух-жидкость, таких, как окисление кислородом воздуха остаточных продуктов первичной переработки нефти (остатка вакуумной перегонки мазута-гудрона). Маточник воздуха окислительной колонны, производства битума выполнен в виде кольцевого коллектора, снабженного лучами. Лучи расположены таким образом, чтобы создать пересечение плоскостей конвекционных потоков воздуха с образованием турбулентного потока воздуха и жидкости. При этом лучи имеют отверстие диаметром 4 мм, зенкованные сверлом под 120 град. Технический результат — интенсификация процесса окисления, оптимальное диспергирование воздуха и более полное использование кислорода воздуха. 3 ил.

Изобретение относится к аппаратурному оформлению окислительных процессов, протекающих в системе воздух-жидкость, таких как окисление кислородом воздуха остаточных продуктов первичной переработки нефти (остатка вакуумной перегонки мазута-гудрона).

Недостатком данного источника воздуха является недостаточное диспергирование воздуха вследствие больших размеров отверстий и, как следствие, высокий расход воздуха.

Гудрон, накапливающийся в нижней части трубок, подвергается глубокому окислению и маточник довольно быстро закоксовывается.

Для предупреждения закоксовывания маточника высверливают отверстие в нужней части каждого горизонтального луча, через которое вытекает гудрон, попадающий в трубки лучей в конце цикла окисления. Но и это решение не исключает закоксовывание трубок горизонтальных лучей коллектора.

Технической задачей данного изобретения является интенсификация процесса окисления, оптимальное диспергирование воздуха и более полное использование кислорода воздуха.

Поставленная задача решается за счет того, что маточник воздуха окислительной колонны содержит кольцевой коллектор, снабженный лучами с отверстиями, отверстия расположены таким образом, чтобы создать пересечение плоскостей конвекционных потоков воздуха с образованием турбулентного потока воздуха в жидкости, при этом лучи имеют отверстия диаметром 4 мм, зенкованные сверлом под 120 град.

Устройство поясняется чертежами.

Фиг. 1, 2 — маточник воздуха (вид основной и вид сверху соответственно); фиг. 3 — луч с отверстиями.

Маточник воздуха окислительной колонны содержит кольцевой коллектор 1, обеспечивающий равномерное давление воздуха по всему объему коллектора и, следовательно, равномерное распределение воздуха по лучам. К нижней части кольцевого коллектора 1 смонтированы изогнутой формы лучи 2 (фиг. 1, 2), имеющие в верхней части отверстия 3 (фиг. 3) диаметром 4 мм и зенкованные сверлом под углом 120 град. Изогнутые лучи монтируют таким образом, чтобы создать возможность пересечения конвекционных потоков воздуха с образованием турбулентного потока воздуха в жидкости. В нижней части изогнутого луча высверлено отверстие 4 (фиг. 3) диаметром 5 мм для вытекания гудрона и снижения условий закоксовывания лучей кольцевого коллектора, Маточник воздуха окислительной колонны производства битумов работает следующим образом.

Окисление гудрона кислородом воздуха осуществляется в окислительной колонне, представляющей собой пустотелый аппарат, в который поступает гудрон, нагретый до температуры 200 — 220oC.

Гудрон и воздух двигаются противотоком для создания условий лучшего контактирования газовой и жидкой фаз.

С низа окислительной колонны откачивается битум, с верха колонны выводятся газы окисления.

В нижней части колонны установлен маточник воздуха, в который подается воздух под давлением 4 — 5 кгс/см2, выполненный в виде кольцевого коллектора, что обеспечивает равномерное давление воздуха по всему объему коллектора 1 (фиг. 1, 2) и, следовательно, равномерное распределение воздуха по лучам 2 (фиг.1, 2).

Интенсификация процесса окисления достигается полнотой использования кислорода воздуха, что достигается созданием турбулентного потока пузырьков воздуха в жидкости за счет поворота изогнутых лучей на 15 градусов и диспергированием пузырьков воздуха уменьшением диаметра отверстий 3 (фиг. 3) до 4 мм. Количество отверстий 3 (фиг. 3) в лучах (фиг. 2, 3) определено опытным путем исходя из расчета расхода воздуха и расхода сырья. Соотношение расхода воздуха к расходу сырья должно быть не более 100.

Создание таких условий производства битума позволит снизить возможность «переокисления» битума и получить качественные марки битумов.

Конструкция маточника воздуха ремонто-пригодна, позволяющая при ремонте его разборку, чистку и сборку.

Использование предлагаемого маточника воздуха в окислительной колонне производства битума позволит интенсифицировать процесс окисления гудрона, снизить расход воздуха, снизить себестоимость стоимость получаемого нефтепродукта и увеличить прибыль предприятия.

Источники информации 1. Грудников И.Б. «Производство нефтяных битумов», Москва, «Химия», 1983 г., с. 127 — 128.

Маточник воздуха окислительной колонны производства битума, имеющий лучи с отверстиями, отличающийся тем, что маточник выполнен в виде кольцевого коллектора, снабженного лучами, расположенными таким образом, чтобы создать пересечение плоскостей конвекционных потоков воздуха с образованием турбулентного потока воздуха в жидкости, при этом лучи имеют отверстия диаметром 4 мм, зенкованные сверлом под 120 град.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3