УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК B65D88/74 

Изобретение относится к транспорту и хранению нефтепродуктов и может быть использовано на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах, расположенных в районах с достаточно высоким уровнем солнечной радиации (предпочтительно южнее 60^o с.ш.).

Известны устройства для хранения вязких нефтепродуктов в резервуарах, использующие водяной пар, подаваемый в подогреватели резервуаров [1].

Недостатки таких устройств - низкая надежность в зимний период и высокий расход энергоресурсов.

Принятое за прототип устройство содержит по меньшей мере один резервуар с подогревателем, сообщенным с узлом подогрева посредством параллельно соединенных трубопроводов с теплоносителем, узел подогрева, снабженный по меньшей мере одним рекуперативным теплообменным аппаратом, одним насосом и расширительной камерой, представляющей собой емкость, заполняемую теплоносителем при объемном тепловом расширении, установленную после рекуперативного теплообменного аппарата и соединенную двумя трубопроводами с основной линией, при этом на трубопроводах перед насосом установлен по меньшей мере один фильтр [2].

Недостаток данного устройства - высокие энергозатраты, особенно в летний период.

Целью изобретения является снижение энергозатрат устройства.

Устройство для хранения вязких нефтепродуктов включает в себя по меньшей мере один резервуар с подогревателем, сообщенным с узлом подогрева посредством соединенных параллельно трубопроводов с теплоносителем, установленные на узле подогрева по меньшей мере один насос, фильтр и расширительную камеру, при этом узел подогрева снабжен по меньшей мере одним солнечным коллектором, за которым установлен по меньшей мере один резервный теплообменник.

На чертеже изображена технологическая схема устройства для хранения вязких нефтепродуктов.

Устройство для хранения вязких нефтепродуктов включает по меньшей мере один подземный резервуар 1 (в примере их три 1 - 3) и наземные резервуары 4, 5 (показаны для примера). К теплообменникам подземных 1 - 3 и наземных резервуаров 4, 5 параллельно подведены подающий 6 и обратный 7 трубопроводы с теплоносителем. На узле подогрева 8 установлен по меньшей мере один фильтр 9 (в данном случае имеется еще один фильтр 10). За фильтром установлен по меньшей мере один насос 11 (в данном случае имеется еще один резервный насос 12). Далее устанавливается солнечный коллектор 13 (или группа солнечных коллекторов 13 - 16, которые могут располагаться на удалении друг от друга), по меньшей мере один резервный теплообменник 17 (в данном случае имеется дополнительный резервный теплообменник 18) и расширительная камера 19.

Устройство работает следующим образом.

По трубопроводу 7 охлажденный теплоноситель поступает на узел подогрева 8, где очищается от механических примесей в фильтрах 9, 10 и насосами 11, 12 подается в солнечные коллекторы 13 - 16, откуда по трубопроводу 6 поступает в подогреватели наземных резервуаров 4, 5 и подземных резервуаров 1 - 3. При этом колебания объема теплоносителя, вызванные температурным расширением, гасятся расширительной камерой 19. Нагрев теплоносителя в солнечных коллекторах производится за счет солнечной радиации в дневное время суток. При малой интенсивности солнечного излучения и, следовательно, недостаточном нагреве теплоносителя подключается дополнительный теплообменник 18. В случае отключения солнечных коллекторов теплоноситель подогревается в резервном теплообменнике 17 либо 18, или одновременно в двух сразу.

В зависимости от потребности в теплоте можно выбрать нужное количество солнечных коллекторов. Очень эффективно для их установки использовать большую пустующую площадь крыш подземных резервуаров. При этом можно вести подогрев нефтепродуктов в одном или нескольких резервуарах одновременно.

Современные солнечные коллекторы являются достаточно эффективными уловителями солнечной энергии [3]. Так, в некоторых конструкциях удается поднимать температуру теплоносителя выше 110^oC.

В качестве теплоносителя можно применять различные антифризы, которые рекомендованы к использованию в данном диапазоне температур, а также маловязкие масла (индустриальное И-8, веретенное марки АУ и т.д.). При этом не потребуется сливать теплоноситель из солнечных коллекторов в зимнее время, как в случае использования воды.

Пусть суточный расход мазута на нефтебазе составляет 40 т/сут., температура подогрева его перед отпуском 60^oC, а начальная температура в резервуаре перед подогревом 20^oC, теплоемкость мазута 2000 Дж/(кг•К).

Расход теплоты на подогрев мазута в сутки составит
Q_сут ≅ 40•10³•2•10³(60 - 20) = 32•10⁸ Дж/сут.
Приняв среднюю плотность суммарной солнечной радиации на поверхности солнечного коллектора 200 Вт/м², КПД установки 0,5, получим необходимую площадь поверхности солнечных коллекторов [4]
F ≅ 32•10⁸/(0,5•200•24•3600) ≅ 360 м².
Количество условного топлива, замещаемого установкой солнечных коллекторов за сезон (продолжительность сезона принята с апреля по октябрь включительно, КПД замещаемой котельной 0,75), составит
B ≅ 32•10⁸•30•7/(29,3•10⁶•0,75) = 30,6 т.у.т./сезон.
Изобретение дает возможность более интенсивно подогревать один или несколько резервуаров за счет отключения других, позволяет экономить энергетические ресурсы при подогреве нефтепродуктов и тем самым уменьшать выбросы вредных веществ в атмосферу.

Источники информации
1. Проектирование и эксплуатация нефтебаз (учебник для вузов). С.Г. Едигаров и др. М.: Недра, 1982, с. 245 - 254.

2. Патент Российской Федерации N 2028262, кл. B 65 D 88/74 // B 65 G 69/20,1995.

3. Использование солнечной энергии для теплоснабжения коммунально-бытовых потребителей. Обзор, сер. Теплоснабжение и электроснабжение 3 (53). 1989. Институт экономики жил.-ком. хозяйства Акад. ком. хозяйства им. К.Д. Памфилова, с. 8 - 9.

4. Девис Д. Энергия. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 141 - 143.

Использование: изобретение относится к транспорту и хранению нефтепродуктов и может быть использовано на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах, расположенных в районах с достаточно высоким уровнем солнечной радиации (предпочтительно южнее 60^o с.ш.). Сущность изобретения: для снижения энергозатрат за счет использования теплоты солнечной радиации устройство для хранения вязких нефтепродуктов включает в себя по меньшей мере один резервуар с подогревателем, сообщенным с узлом подогрева посредством соединенных параллельно трубопроводов с теплоносителем, установленные на узле подогрева по меньшей мере один насос, фильтр и расширительную камеру. Узел подогрева снабжен по меньшей мере одним солнечным коллектором, за которым установлен по меньшей мере один резервный теплообменник. В зависимости от потребности в теплоте выбирается нужное количество солнечных коллекторов. Для установки солнечных коллекторов можно использовать пустующую площадь крыш подземных резервуаров. Теплоноситель выбирается с низкой температурой застывания, при этом не требуется сливать его из солнечных коллекторов в зимний период. 1 ил.

Устройство для хранения вязких нефтепродуктов, включающее в себя по меньшей мере один резервуар с подогревателем, сообщенным с узлом подогрева посредством соединенных параллельно трубопроводов с теплоносителем, установленные на узле подогрева по меньшей мере один насос, фильтр и расширительную камеру, отличающееся тем, что узел подогрева снабжен по меньшей мере одним солнечным коллектором, за которым установлен по меньшей мере один резервный теплообменник.