Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для перемешивания моторных топлив в резервуарах и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и на нефтебазах.

Уровень техники

Известно устройство для перемешивания жидкости в резервуарах, включающее эжектор с первичным щелевым соплом, расположенным по периметру наружной поверхности входного конфузора эжектора, причем ось первичного сопла эжектора расположена перпендикулярно оси эжектора, внутренняя поверхность входного конфузора эжектора вверх от сопла выполнена в виде криволинейной поверхности, а вниз за соплом - без скруглений (Авторское свидетельство СССР №965491, B01F 5/04, 1982 г.).

Недостатком известного устройства является необходимость рециркуляции жидкости в резервуаре для получения однородного продукта.

Известно струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидкостей в резервуарах, выбранное в качестве прототипа и включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый в нижней части резервуара, причем корпус смесителя соединен с диффузором при помощи планок, а на внутренней поверхности сопла выполнены выступы в виде радиальных колец с симплексами или в виде стержней цилиндрической формы с симплексами, смеситель прикреплен к корпусу резервуара под углом α=25-75° (патент РФ №2189852, B01F 5/04, 2001 г.).

Недостатком известного устройства является небольшая дальность действия струи из-за большого угла ее раскрытия на выходе из эжектора, что не позволяет его использовать для выравнивания состава топлив в резервуарах большого объема, например 5 тыс.м³, 10 тыс.м³ и 20 тыс.м³.

Сущность изобретения

Изобретение направлено на решение задачи обеспечения стабильного качества жидких моторных топлив (далее топливо) в товарных резервуарах большого объема 5-20 тыс.м³ и более. Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в выравнивании состава топлив по объему и высоте резервуаров. Данный технический результат достигается тем, что струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах включает в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара, причем эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания топливу вращательного движения, сопло с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкого топлива 40-50 м/с, и устанавливается на отдельной линии подачи топлива в резервуар в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара (с учетом максимального положения понтона). Выравнивание состава топлива по объему и высоте резервуаров большого объема 5-20 тыс.м³ происходит при заполнении резервуара за счет перемешивания компонентов в смесительной камере эжектора, турбулизации топлива в зоне расположения эжектора и перемешивания топлива в резервуаре закрученной по оси движения струей эжектора. Таким образом, такое выполнение соплового эжектора обеспечивает стабильное качество моторных топлив в резервуарах большого объема с полным обеспечением норм пожаровзрывобезопасности, без дополнительных затрат электроэнергии на перемешивание, без увеличения времени на их заполнение резервуара и его паспортизацию.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидких моторных топлив в резервуарах, включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, устанавливаемый на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ

Эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкому топливу вращательного движения, сопло с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкого моторного топлива 40-50 м/с, причем эжектор устанавливается на отдельной линии подачи топлива в резервуар в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара (с учетом максимального положения понтона).

На фиг.1 представлен общий вид струйного перемешивающего устройства; на фиг.2 представлена конструкция соплового эжектора; на фиг.3 показано расположение соплового эжектора в резервуаре.

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава жидких моторных топлив в резервуаре 5 содержит насос 1 с всасывающим 2 и напорным 3 трубопроводами, сопловой эжектор 4, который имеет цилиндрическую камеру смешения 6, на внутренней поверхности которой расположены спиральные ребра 7, сопло 8 и расположен на отдельной линии 9 подачи топлива в резервуар 5 через монтажный (смотровой) люк 10. Резервуар 5 оснащен понтоном 11.

Струйное перемешивающее устройство работает следующим образом. Насос 1 с всасывающим 2 и напорным 3 трубопроводами подает топливо в сопловой эжектор 4, установленный на выходе напорного трубопровода 3 в нижней части резервуара 5. Струя топлива, выходящая из сопла 8 со скоростью 40-50 м/с под напором 6-10 кгс/см², создаваемым насосом 1, дополнительно вовлекает в цилиндрическую камеру смешения 6 топливо из окружающего эжектор 4 объема резервуара 5. На внутренней поверхности камеры смешения 6 под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра 7 для придания жидкости по направлению движения вращательного движения, которое необходимо для обеспечения дальности действия струи. Для обеспечения максимальной скорости перемешивания камера смешения 6 имеет длину 1,2-1,5 от ее диаметра, а расстояние от сопла 8 до камеры смещения 6 составляет ¹/₂ диаметра сопла. Для выравнивания состава топлива по объему и высоте резервуара 5 эжектор 4 установлен на отдельной линии 9 подачи топлива в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка 10 и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара 5 (с учетом максимального положения понтона 11). Выравнивание состава топлива по объему и высоте резервуара 5 происходит при его заполнении за счет перемешивания компонентов в смесительной камере 6 эжектора 4, турбулизации топлива в зоне расположения эжектора 4 и перемешивания топлива в резервуаре 5 закрученной по оси движения струей. Время, необходимое для перемешивания моторных топлив (автомобильных бензинов, дизельного топлива), в резервуарах объемом 20 тыс.м³ составляет 7,5 ч, в резервуарах объемом 5 тыс.м³ - 3,4 ч. Для исключения повреждения понтона необходимо начинать перемешивание при заполнении не менее 0,5 объема резервуара.

Пример использования предлагаемого струйного перемешивающего устройства для выравнивания состава моторных топлив. Два насоса 6НДВб-360 с расходом 2×360 м³/ч и напором 6 кгс/см² подают компоненты автомобильного бензина Регуляр-92 ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4 в сопловой эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара PBC-400 объемом 5 тыс.м³ (внутренний диаметр по нижнему поясу - 22,79 м, высота цилиндрической части - 11,845 м, диаметр напорного трубопровода 350 мм). Струя топлива, выходящая из сопла со скоростью 46 м/с под напором 6 кгс/см², вовлекает в цилиндрическую камеру смешения топливо из окружающего эжектор объема резервуара. На внутренней поверхности камеры смешения под углом 45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкому топливу по направлению движения вращательного движения. Камера смешения имеет диаметр 200 мм, длину 300 мм (отношение длины к диаметру 1,5), сопло имеет диаметр 100 мм, расстояние от сопла до камеры смешения составляет 50 мм (¹/₂ диаметра сопла). Эжектор установлен на отдельной линии подачи топлива в резервуар диаметром 350 мм в горизонтальной плоскости под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали 21,5°. Эжектор включается в работу по достижении уровня топлива в резервуаре, соответствующего 50% его рабочей высоты (разница между максимальным положением понтона и «мертвым» остатком). Время перемешивания моторного топлива, например бензина, в резервуаре PBC-400 объемом 5 тыс.м³ составляет 3,4 ч, время заполнения резервуара - 6,9 ч. Качество усреднения состава бензина Регуляр-92 оценивалось по расхождению контролируемых показателей в резервуаре PBC-400 и в вагон-цистернах (в/ц) после перекачки из резервуара (табл.1).

Из анализа табл.1 следует, что при использовании предлагаемого струйного перемешивающего устройства расхождения в качественных показателях приготовленной продукции (моторного топлива - бензина Регуляр-92) в PBC-400 и продукции, налитой в вагон-цистерны из этого резервуара, незначительны. Все пробы бензина Регуляр-92 соответствуют требованиям ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4.

Таким образом, пример иллюстрирует эффективность предлагаемого струйного перемешивающего устройства для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах большого объема, что позволяет обеспечить высокое качество выпускаемых топлив при низких затратах на переоборудование резервуаров. При этом обеспечивается стабильное качество моторных топлив в резервуарах без увеличения времени на их заполнение и паспортизацию, без дополнительных затрат электроэнергии на перемешивание и с полным обеспечением норм взрывопожаробезопасности.

Таблица 1Показатели качества бензина Регуляр-92 ГОСТ Р 51105-97 с изм.1-4 в резервуаре РВС-400 (V=5 тыс.м3) и в вагон-цистернах, налитых из этого резервуара
№ партии	Анализы в РВС-400	Анализы из в/ц
Плотность при 15°С (кг/м3)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП(кПа)	Плотность при 15°С (кг/м3)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)
НК	50%	КК	MM	ИМ	НК	50%	КК	MM	ИМ
1	775,1	35	115	184	83,3	92	55	774,5	35	115	184	83,3	92	55
2	768,5	35	115	183	83	92,3	59,8	770,2	35	115	183	83	92,3	59,8
3	772,4	36	116	195	83,8	92,5	59,8	772,3	36	116	196	83,8	92,5	59,8
								773,5	36	116	195	83,8	92,5	59,8
								772,4	36	116	195	83,8	92,5	59,8
4	774	36	117	189	83,7	92,5	61,2	776,4	36	117	189	83,7	92,5	61,2
								774,4	36	117	189	83,7	92,5	61,2
5	775,7	35	116	183	84	93	54,4	774,4	35	116	183	84	93	54,4
								773,9	35	116	183	83,7	92,2	54,4
								775,9	35	116	183	83,7	92,2	54,4
								775,5	35	116	183	83,7	92,2	54,4
6	774,8	36	115	186	84,5	93,2	55	774,8	36	115	186	84,5	93,2	55
								775,7	36	115	185	84,5	93,2	55

Продолжение таблицы 1
№ партии	Анализы в РВС-400	Анализы из в/ц
Плотность при 15°С (кг/м3)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)	Плотность при 15°С (кг/м3)	Фракционный состав, °С	Октановое число	ДНП (кПа)
НК	50%	КК	MM	ИМ	НК	50%	КК	MM	ИМ
7	774,2	35	119	195	84,6	93,6	55,8	774,7	35	119	196	84,6	93,6	55,8
8	772,8	36	118	190	83,7	92,2	57,6	772,7	36	118	190	83,7	92,2	57,6
9	776,5	36	117	191	83,7	92,3	47,6	774,1	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								775	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								775,8	36	118	191	83,6	92,3	47,6
								774,8	36	118	191	83,6	92,3	47,6
10	778,7	37	120	185	83,8	92,6	51,4	778,7	37	120	185	83,8	92,6	51,4
11	777	37	119	193	83,8	92	49,6	778,4	37	119	193	83,6	92	49,6
								777,4	37	119	193	83,6	92	49,6
12	776,1	37	120	195	83,5	92,6	49,9	777,8	37	120	195	83,5	92,6	49,6

Струйное перемешивающее устройство для выравнивания состава моторных топлив в резервуарах, включающее в себя насос с всасывающим и напорным трубопроводами и сопловой эжектор, установленный на выходе напорного трубопровода в нижней части резервуара, отличающееся тем, что эжектор имеет цилиндрическую камеру смешения, на внутренней поверхности которой под углом 30-45° к оси расположены спиральные ребра для придания жидкости вращательного движения, сопло выполнено с диаметром, обеспечивающим скорость истечения жидкости 40-50 м/с, причем эжектор установлен в горизонтальной плоскости на отдельной линии подачи топлива в резервуар под углом 60° от перпендикуляра к плоскости монтажного люка и в вертикальной плоскости под углом к горизонтали, обеспечивающим точку попадания струи на 50% рабочей высоты резервуара.