|
|
промывочная. Модульная промывочная станция. Модульная промывочная станция (ПС) внутренней обработки железнодорожных цистерн на основе мко1000
Модульная промывочная станция (ПС) внутренней обработки железнодорожных цистерн на основе МКО-1000
|
Компания «Чистый мир М» специализируется на проектировании, производстве и экс-плуатации технических средств и комплексов, реализующих очистку поверхностей, нефтешламов, грунтов и других объектов от углеводородных (нефтяных) соединений и отходов. Одним из направлений деятельности компании является реконструкция действующих и строительство новых пунктов комплексной обработки (очистки) железнодорожных цистерн при подготовке в ремонт и под налив.
Подготовка железнодорожных цистерн для перевозки нефти и нефтепродуктов на промывочно-пропарочных станциях (ППС) является наиболее ресурсозатратным и экологически опасным технологическим процессом в вагонном хозяйстве. Процесс подготовки цистерн связан с большим расходом тепла, электроэнергии, воды и ручного труда и служит источником образования сильно загрязненных сточных вод, нефте-отходов и вредных выбросов в атмосферу.
Внедрение в настоящее время на отдельных ППС зарубежных технологий (финской, итальянской) с применением высоких температур и давлений, обеспечивая в целом высокое качество очистки цистерн, требует сложного дорогостоящего оборудования, высокой культуры его эксплуатации, увеличенного расхода ресурсов и чрезвычайно высокой стоимости обработки.
В связи с возрастающими объемами железнодорожных перевозок нефтегрузов совершенствование технологии подготовки цистерн, особенно для высококачественных нефтепродуктов, становится назревшей проблемой. Перспективным направлением является внедрение ресурсосберегающей и экологически эффективной технологии, разработанной компанией "Чистый Мир М" на базе применения мобильного очистного комплекса МКО-1000 и технического моющего средства (ТМС) нового поколения «Вега ЧМ». Эта технология является дальнейшим развитием беспропарочного способа обработки цистерн и открывает возможность для существенной экономии всех видов ресурсов, повышения качества подготовки цистерн, сокращения вредных выбросов в ок-ружающую среду и утилизации нефтепродуктов. Дополнительным плюсом является предотвращение последующей зависимости от иностранных фирм-поставщиков.
Ниже приведём техническое описание промывочной станции (ПС) на базе МКО-1000 подготовки внутренних поверхностей железнодорожных цистерн в ремонт и под налив.
Техническое описание ПС на базе МКО-1000 подготовки внутренних поверх-ностей цистерн под налив и в ремонт.
В настоящее время внутренняя очистка котлов цистерн осуществляется путем струйной промывки горячей (до 80 °С) водой (иногда моющим раствором) с помощью вводимых в цистерну промывочных устройств. Для удаления высоковязких нефтепродуктов и в холодное время года дополнительно применяется пропаривание цистерн. В процессе такой обработки расходуется 5-15 т оборотной воды на цистерну, а на пропаривание - до 0,5 т пара. При промывке и пропарке из цистерн в атмосферу выбрасывается много летучих углеводородов, опасных для человека и окружающей среды. Введенные с 01 июня 2003 года «Санитарные правила по организации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте СП 2.5.1250-03» ставят жёсткие требования к обработке котлов цистерн и выполнить их можно только путем комплексного решения таких проблем, которые не решает обычная технология.
Разработанный специалистами ГК «Чистый мир М» технологический процесс подготовки нефтеналивных ж.д. цистерн под налив и в ремонт включает ряд циклов, обеспечивающих прогрев нижних сливных клапанов, удаление сверхнормативных остатков перевозимого продукта, промыв внутренних поверхностей котлов цистерн и дегазация (сушка) вагонов.
Наша компания впервые применила разогрев нижних сливных клапанов техническим моющим средством (ТМС) через УСН с гидромонитором, вместо традиционной подпарки. ТМС при температуре 80-85°С разогревает клапан для его открытия и локально прогревает днище цистерны. При открытии клапана гидромонитор начинает подавать горячий раствор внутрь цистерны, где размывая (разогревая) донные отложения удаляет их из цистерны в виде эмульсии, которая в последующем технологическом цикле разделяется (деэмульгирует) на УВС и ТМС. В зимнее время и в районах Крайнего Севера применяется технология размыва «продукта горячим продуктом». Этот метод применяется при удалении больших остатков мазута и нефти (от трех и более тонн) при отрицательных температурах ниже -30°С и на сливных эстакадах темных нефтепродуктов, для сокращения времени и полноты слива продукта. Данный технологический цикл разогрева нижних сливных клапанов цистерн проходит по замкнутому циклу и исключает выбросы в атмосферу парогазовых смесей и теплопотери ТМС.
Основной метод размыва донных отложений и слива сверхнормативных остатков в технологическом цикле подготовки вагонов предусмотрен через устройства нижнего слива (УСН) оснащенных гидромониторами для подачи моющего раствора ТМС на размыв донных отложений и удаление остатков продукта из ж.д. цистерны. По данной технологии в начале горячим раствором ТМС (80-90°С) разогревают нижний сливной клапан для его открытия, а затем размывают и удаляют сверхнормативные остатки и донные отложения. При этом горячий раствор ТМС размывает холодный продукт и разогревает низ цистерны, создавая нефтеводяную эмульсию. Учитывая, что водный раствор ТМС является хорошим электролитом (проводником) в цистерне не накапливается электростатическое электричество, что повышает безопасность подготовки вагонов.
В процессе удаления донных отложений происходит разогрев внутренних поверхностей цистерны, что позволяет в процессе мойки цистерны с применением танкомоечной машинки МТМ-ЧМ удалить углеводородные остатки не только со стенок котлов, но и с днища вагона.
Для быстрого удаления нефтеводяной эмульсии из цистерны применяется различное по производительности насосное оборудование и специальная сливная система, позволяющая удалять раствор ТМС и остатки нефтепродукта в количестве большем, чем подающая система (насосы). Специальный расчет производительности подающего и откачивающего насосного оборудования сделан для исключения накопления в цистерне моющего раствора (эмульсии), что ведет к охлаждению цистерны, особенно в зимнее время года, сокращения срока деэмульгации и возможности аварийного перелива ТМС из цистерны.
Применяемая в настоящее время технология размыва донных отложений с подачей ТМС с использованием танкомоечных машинок может применяться исключительно на цистернах перевозящих только светлые нефтепродукты и с ГОСТированными остатками (1-3 см. для темных нефтепродуктов).
Предлагаемая ООО «Чистый Мир М» технология обеспечит значительное сокращение энергозатрат по сравнению со сложившимися на действующих ППС за счет внедрения нового высокоэффективного оборудования – мобильного очистного комплекса МКО-1000.05.
Эта технология имеет следующие преимущества:
технологическое оборудование размещается в одном пространственном уровне, что даёт возможность его мобильного перемещения в любое удобное место;
технологическое оборудование занимает значительно меньшие площади относительно традиционно применяемых способов очистки;
производительность оборудования более чем вдвое выше существующего;
время нагрева моющего раствора значительно меньше.
Решены также следующие проблемы, возникающие на ППС при обработке котлов цистерн:
необходимость подпарки нижнего сливного клапана в зимнее время;
открытость транспортировки промывной воды и нефтеостатков, вызывающая за-грязнение окружающей среды;
трудности сбора, удаления и утилизации твердых нефтешламов;
проблема вредных выбросов в атмосферу.
Сущность технологии
Заключается в бесконтактной струйной обработке внутренних поверхностей цистерн водными растворами ТМС «Вега ЧМ» с последующей регенерацией моющего раство-ра путем фазового разделения эмульсии на УВС (нефтепродукт), маточный раствор моющей рецептуры и твёрдые включения (нефтешлам). Благодаря оптимальному подбору компонентов моющий раствор обладает высокой моющей способностью по отношению к нефтяным, масляным и другим углеводородным загрязнениям и, при значительно меньшей температуре подогрева (до 60°С), практически полностью выделяет отмытые нефтепродукты при кратковременном отстаивании (10-20 мин.), сохраняя при этом свои моющие свойства. Отстоявшиеся нефтепродукты имеют малую обводненность (до 1,5%) и могут быть использованы как товарный продукт или для переработки. Отмытая металлическая поверхность значительно в меньшей степени подвергается атмосферной коррозии. Применение ТМС «Вега ЧМ» дает возможность полностью закольцевать моечный цикл, на 20-30% сократить потребление энергетических ресурсов и исключить вредные выбросы в окружающую среду за счет применения специальных устройств и насосов, позволяющих удалить из обрабатываемой цистерны отработанный раствор вместе с паровоздушной смесью.
Основным оборудованием внутренней беспропарочной промывки цистерн является мобильный очистной комплекс МКО-1000 (фото 1-3).
Фото 1. Внешний вид
Фото 2. Насосный модуль
Фото 3. Насосный модуль
Базой для МКО-1000 является 40 футовый железнодорожный контейнер с габарита-ми: высота – 2,6 м, ширина – 2,5 м, длина – 12,2 м. Данный комплекс предназначен для одновременного промыва до четырех цистерн, в зависимости от степени загрязнения, времени года и перевозимого нефтепродукта.
Технологическая схема промывочного комплекса отмывки внутренних поверхностей котлов нефтебензиновых цистерн МКО-1000.05 построена на основе замкнутого цикла циркуляции моющего раствора без сброса в очистные сооружения. В циркуляционный контур включены все необходимые устройства для:
подачи моющего раствора в цистерну под необходимым давлением 8-12 атм.;
возврата загрязненного раствора из цистерны;
выделения из раствора отмытых нефтепродуктов и осадка;
создания необходимого объема раствора;
подогрева очищенного раствора до нужной температуры (65-70 °C).
Вне циркуляционного контура предусматривается только емкость для сбора смытых нефтеостатков (СНО) и резервная емкость водного раствора ТМС.
На заливной люк промываемой цистерны устанавливают универсальную крышку с за-крепленной на ней танкомоечной машинкой. К сливному аппарату цистерны присоединяются устройства нижнего слива (УСН). Соединив эти устройства с напорным и откачивающим насосами МКО-1000, завершают сборку циркуляционного контура и герметизируют промывочный цикл. По такой схеме, на базе комплекса МКО-1000 и ком-плекта периферийного оборудования, создана промывочная станция (ПС), рассчитанная на суточную промывку до 50 цистерн. ПС устанавливают рядом с местом промывки цистерн на поверхности земли. Для пуска ее в работу требуется только подключение к электросети, подвод воды и пара, а так же, как было сказано выше, подключение устройства нижнего слива и технологической крышки с промывным прибором.
Комплекс МКО-1000 предусматривает:
первичную промывку цистерн раствором ТМС «Вега ЧМ» с рабочей концентрацией 2-3,5% для удаления основной массы нефтезагрязнений;
споласкивание цистерн чистыми растворами ТМС для удаления остатков загряз-нений и рабочего раствора;
ополаскивание цистерн технической водой;
принудительную дегазацию и сушку цистерны подготовленным воздухом.
Комплекс состоит из модулей:
объединенный модуль (МКО-1000) с лабиринтом для разделения моющего раствора и нефтеостатков;
насосная группа для подачи раствора к моечным машинкам, откачки раствора из цистерн, его подогрева и возврата в емкостный модуль;
емкостный модуль для создания резерва нужного объема моющего раствора;
подготовительные модули для приготовления свежего моющего раствора из по-рошка «Вега ЧМ» и его подачи в емкостной модуль для пополнения потерь;
маневровые емкости для СНО и технической воды.
Работает промывочный комплекс МКО-1000 следующим образом.
Сцеп промываемых цистерн подается локомотивом к эстакаде, где рабочие устанав-ливают на горловины цистерн универсальные технологические крышки с укреплен-ными на них моечными машинками, а к нижнем сливным приборам присоединяют устройства нижнего слива гидромониторами. После этого в цистерну подается моющий раствор «Вега ЧМ» концентрацией от 1,5 до 3,5%, и в течение 15-20 мин. ведется внутренняя промывка. Загрязненный раствор откачивается в установку МКО-1000 и после прохождения гидроциклона, системы лабиринтов и подогрева очищенным возвращается в емкостной модуль с подачей на следующий промывной цикл. Отмытые нефтеостатки и нефтешлам из сепарационного модуля периодически выпускаются в сборники, а затем подвергаются утилизации по известным технологиям (см. нефтешламовый смеситель).
При необходимости внутренние поверхности цистерны ополаскиваются горячей технической водой.
Просушка цистерны осуществляется вентилятором высокого давления, нагрев воздуха осуществляет паровой теплообменник.
Для обеспечения работы комплекса должны быть предусмотрены подвод электро-энергии, воды и пара, а также емкость для вывода моющего раствора из системы при проведении профилактических или аварийных работ, шламовая площадка для складирования обезвреженного нефтешлама и емкость для хранения СНО перед их реализацией.
Режимы внутренней обработки цистерн установлены на основе эксплуатационного опыта применения комплекса МКО-1000. Установлено, что цистерны из-под мазута разных марок могут быть удовлетворительно отмыты при температуре моющего раствора 60-65 °С за 15-20 мин. Оптимальная концентрация раствора 1,5-2 %, рабочее давление - 8-12 атм.
Для сушки и дегазации после промывки требуется 30-40 мин., а общее время обработки цистерны составляет 45-60 мин. С учетом времени на споласкивание при подготовке цистерны под высококачественные нефтепродукты время обработки возрас-тает до 55-70 мин.
Основные параметры и характеристики МКО-1000 приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Наименование показателей
|
МКО-1000.05
|
Контейнер
|
40F
|
Объем очищаемой емкости, м3
|
60
|
Объем емкости для моющего раствора, м3
|
8
|
Расход моющего средства*, кг/ м2
|
0.006
|
Рабочее давление моющего раствора, МПа (кгс/см2)
|
0,7…1,0
(7…10)
|
Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания м
|
8
|
Нагрев моющего раствора, °С, не менее
|
60
|
Длина моющей струи, м
|
12
|
Дегазация
|
имеется
|
Потребляемая мощность, кВт, не более
|
45
|
Допустимый уровень звука на рабочем месте по ГОСТ 12.1.003, дБА, не более
|
80
|
Масса, кг
|
12028.33
|
Габаритные размеры, мм:
|
длина
|
12192
|
ширина
|
2438
|
высота
|
2438
|
Обслуживающий персонал, чел
|
3
|
Техника безопасности при работе МКО-1000.
Обработка цистерн с применением МКО-1000 требует соблюдения тех же правил и мер безопасности, что и при существующей на ППС технологии промывки. Раствор ТМС «Вега ЧМ» при рабочей температуре промывки не выделяет токсичных веществ и не требует специальных защитных средств для персонала. При случайном попа-дании раствора на кожу или в глаза их достаточно промыть чистой водой. Загрузку порошкообразного средства моющего технического в растворную емкость следует проводить, используя пылезащитные респираторы. Засыпать порошок следует с небольшой высоты, избегая его распыления.
Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды при обработке цистерн обеспечивается за счет рециркуляции моющего раствора в замкнутом цикле без образования сточных вод и за счет улавливания и очистки выделяющихся при дегазации парогазовых выбросов.
Для предотвращения случайных утечек моющего раствора через сливные приборы и при наружной обмывке необходимо в пути промывочного комплекса устраивать водонепроницаемое покрытие с уклоном к отводящим лоткам и сборный колодец с насосом для возврата раствора в моечный цикл. Выделяемые из раствора нефтеостатки и нефтешламы направляются на обезвреживание (утилизацию) и непосредственно в окружающую среду не попадают. Емкости для их сбора и хранения должны быть водонепроницаемыми. Нефтешламы могут складироваться на открытой площадке и в последующем использоваться при дорожном строительстве.
Экологическими преимуществами предлагаемой технологии являются:
отсутствие открытой транспортировки загрязненного промывного раствора по лот-кам, вызывающей вредные испарения и загрязнения рабочей зоны;
возможность реализации нефтеостатков как товарного продукта, благодаря их эффективной сепарации из моющего раствора;
надежное обезвреживание нефтешламов по известным технологиям, например, для производства изолирующего материала ИМ-1, используемого в дорожном строительстве;
исключение операции подпарки сливного клапана в зимнее время и связанных с этим затрат тепла и уменьшение вредных выбросов.
Технико-экономическая перспективность технологии.
Технология подготовки цистерн под налив и в ремонт с применением комплекса МКО-1000 по сравнению с обычной технологией ППС обеспечивает следующие технические, экономические и экологические преимущества:
сокращение затрат тепла на подогрев моющей жидкости на 30-40 % за счет замкнутого технологического цикла и снижения требуемой температуры до 70 °С;
сокращение затрат электроэнергии на подачу моющей жидкости на 15-20 % за счет снижения требуемого давления с 10-15 до 8-12 атм. и продолжительности промывки с 30-40 до 15-20 мин.;
снижение водопотребления на 90-95 % и практически полное исключение сброса загрязненных нефтепродуктами стоков за счет полностью замкнутого цикла исполь-зования моющего раствора;
сокращение количества нефтеотходов и возможность утилизации нефтеостатков за счет более полного извлечения их из раствора ТМС и уменьшения их обводненности с 20-30 до 1,5-2 %;
уменьшение платы за сброс сточных вод и штрафов за загрязнение окружающей среды на 90 %.
Перечисленные преимущества позволяют снизить в несколько раз капитальные затраты на модернизацию ППС и себестоимость обработки цистерн. Таким образом, удельные капзатраты в расчете на 1 цистерну составляют около 15 USD, в то время как по предложениям зарубежных фирм (Италия, США) величина этих затрат доходит до 285-600 USD. В несколько раз снижается также себестоимость промывки цистерн, которая по данным ряда ППС при обычной технологии составляет ориентировочно до 30-40 USD, а при новой технологии не превышает 10 USD.
Дополнительное оборудование действующих сливных эстакад.
Одним из новых перспективных направлений в деятельности компании является работа по оборудованию действующих сливных эстакад устройствами промыва железнодорожных нефтеналивных цистерн по завершению слива нефтепродукта. Применяемое оборудование взаимосвязано со сливом продукта и мойкой котлов цистерн.
Размещение ПС на сливных эстакадах позволяет:
существенно сократить сроки слива нефти и нефтепродуктов;
обеспечить полноту слива продуктов;
сократить финансовые затраты и нагрузку на цистерны, связанные с их порожним прогоном на ППС;
снять необходимость строительства целого ряда ПС в районах морских и речных портов, пограничных местах перевалки нефтепродуктов.
Такой подход к проблеме внутренней обработки железнодорожных нефтеналивных цистерн сможет значительно повлиять на логистику движения подвижного состава сети железных дорог Российской Федерации.
| |
|
|
Скачать 281.5 Kb.