Подогрев нефтепродуктов в железнодорожных цистернах

Подогрев посредством переносных и стационарных закрытых подогревателей.

Подогрев нефтепродуктов посредством подогревателей заключается в передаче тепла от теплоносителя к нагреваемой жидкости через стенки подогревателя, чем исключается непосредственный контакт теплоносителя с нефтепродуктом.

Для подогрева нефтепродуктов в железнодорожных цистернах используются паровые и электрические подогреватели, а также циркуляционный и электроиндукционный нагрев.

Такой подогрев наиболее распространен и применяется для всех нефтепродуктов, обводнение которых недопустимо, особенно для масел, присутствие в которых даже следов воды может привести к ухудшению их качества.

В зависимости от способов использования подогреватели делятся на переносные и стационарные.

Переносными называют такие подогреватели, которые помещаются в разогреваемую жидкость во время подогрева последней. В остальное время они находятся вне разогреваемой среды и доставляются к ней различными транспортными и подъемными средствами.

Подогреватели, находящиеся в разогреваемой среде постоянно, называют стационарными.

Переносные подогреватели бывают погружные, опускаемые в разогреваемую жидкость, и плавучие, плавающие на поверхности жидкости.

Подогрев нефтепродуктов переносными погружными подогревателями осуществляется:

Ø при сливе из вагонов-цистерн;

Ø при выкачке из нефтеналивных барж;

Ø при эпизодических подогревах в хранилищах, не оборудованных иными подогревательными устройствами.

Основным недостатком этих подогревателей является малая поверхность нагрева, ограничиваемая габаритами люков вагонов-цистерн и отсеков нефтеналивных барж.

Подогрев вязких и застывающих нефтепродуктов при помощи переносных погружных подогревателей (даже с механическими устройствами для перемешивания нефтепродукта) не дает необходимого эффекта вследствие малой тепловой мощности подогревателей и плохой роли самих подогревателей как посредника в процессе передачи тепла от теплоносителя к подогреваемой среде.

Обслуживание таких подогревателей требует применения средств механизации, а сами они громоздки (вес подогревателя должен быть достаточно тяжёлым, чтобы легко погружаться в вязкий нефтепродукт) и неудобны в эксплуатации. Кроме того, их применение сопровождается загрязнением фронтов слива нефтепродуктами, стекающими с вынутых из емкости подогревателей.

Переносные погружные подогреватели делятся на спиралеобразные, петлеобразные и радиаторные (цилиндрические и плоские).

Из погружных подогревателей наибольшее распространение получили переносные подогреватели (рис. 5; фото 1). Эти подогреватели опускаются в вагон-цистерну или в отсек нефтеналивной баржи через люк. Изготовляются они из тонкостенных цельнотянутых труб диаметром от 20 до 40 мм и состоят из трех секций - одной центральной и двух боковых, соединяемых друг с другом последовательно или параллельно при помощи гибких рукавов. При помощи гибких рукавов осуществляется также подвод к подогревателям пара и отвод конденсата. Для отключения подогревателей от паропровода каждая секция снабжена вентилем.

Центральная секция выполняется в виде прямого цилиндрического спирального змеевика, а боковые - в виде изогнутых под углом 135° змеевиков. В цистерну опускается вначале центральная секция, а затем заводятся боковые секции.

Рабочее давление пара в секциях подогревателя – 0,3 МПа.

Рис. 5. Паровой змеевиковый подогреватель

Фото 1. Паровой змеевиковый подогреватель

На рис. 6 показаны некоторые переносные подогреватели, предложенные Астраханским ЦКБ Министерства речного флота.

Рис. 6. Усовершенствованные конструкции переносных подогревателей: а – подогреватель, создающий конвекцию разогреваемой среды; б – подогреватель с раскладывающимися трубами-соплами; в – рабочее положение подогревателя с трубами-соплами в вагоне – цистерне; г – виброподогреватель. 1 – электродвигатель; 2 – подогреватель; 3 – приводной вал; 4 – отверстие для слива продукта из насоса; 5 – шестерёнчатый насос; 6 – конденсатоотводящая труба; 7 – подогреватель насоса; 8 – кожух; 9 – труба, отводящая горячий продукт; 10 – пароподводящая труба; 11 – отверстие для слива продукта из труб; 12 – отверстие для слива продукта из кожуха; 13 – механизм раскладки и сборки труб; 14 – наружный ряд подогревательных трубок; 15 – пропеллеры; 16 – внутренний ряд подогревательных трубок; 17 – направляющий дефлектор; 18 – горловина резервуара; 19 – паровой вибратор; 20 – труба для отвода конденсата; 21 – гибкий рукав.

Стационарные паровые подогревателибывают двух типов: внутренние и наружные. Внутренний подогреватель трубчатого типа монтируется в нижней части железнодорожной цистерны, а наружный (в виде «паровой рубашки») — вокруг нижней половины котла цистерны. В обоих случаях устраивается паровая рубашка вокруг сливного прибора, через которую и осуществляется ввод пара в подогреватель.

Недостатком закрытых трубчатых подогревателей является то, что в первую очередь прогреваются слои нефтепродукта, примыкающие к трубам-змеевикам, а продолжительность нагрева основной массы жидкости весьма велика. Кроме того, они быстро выходят из строя вследствие коррозии.

Электроподогрев железнодорожных цистерн также может быть осуществлен снаружи с помощью электронагревательных кабелей и лент. Наиболее целесообразно размещать их в нижней части котла цистерны, когда на подогрев нефтепродукта расходуется наибольшее количество подводимой теплоты. Очень эффективно применение теплоизоляционного кожуха поверх электронагревательных кабелей и лент.

Для безопасной эксплуатации подобных подогревателей заземляют все металлические части эстакад, аппаратуру, железнодорожные цистерны и рельсы. Тупик, на котором производится подогрев, изолируют от общих путей.