Підігрів бітуму в стаціонарних ємностях, перекачування та доставка до місця використання

Бітум є складним органічним продуктом, до складу якого входять вуглеводні, сірчисті, металеві, водневі, азотні та кисневі компоненти. Аморфна речовина в залежності від навколишніх умов буває в'язкою та напівтвердою. Твердість йому надають парафіни та асфальгени, нестабільність структури – смоли, а жирну плівку – маслянисті включення.

Нафтопродукти при стаціонарному зберіганні в резервуарах збільшують значення в'язкості. Їх важко кудись перелити, а також звільнити ємності для подальшого заповнення. Залишки, що налипають на внутрішню частину, складно видалити, до того ж вони знижують корисний обсяг сховища. Причому це не залежить від розміру та форми резервуарів, які можуть бути вертикальними, горизонтальними, похилими, розташовуватись під землею або на її поверхні.

Щоб займатися зберіганням та дозованою відпусткою бітуму, слід побудувати спеціальний термінал. Окремі його секції забезпечать прийом матеріалу, заощадження, видачу зі сховищ.

Що пропонується

Нагрівання вмісту ємностей електричним кабелем дозволить збільшити плинність продукту, який до того ж є вибухонебезпечним. Кабель розташовується в горизонтальному напрямку або створює витки діаметром. Його поміщають у тонку трубу, що приварюється до транспортного обладнання.

На обмежених ділянках досить успішно застосовують гнучкі нагрівальні стрічки особливої щільності. Вони виготовляються зі скловолокна, а всередині мають канали із струмопровідним дротом. ЕНГЛ-2 перешкоджає замерзанню ємностей та підтримує температуру до +60⁰С. Для трубопроводів використовують скловолоконний канат ЕНГЛ-1 здатний нагріватися до +180⁰С (в окремих випадках можливе виготовлення з термічним потенціалом +250⁰С). Стрічка намотується на трубу, після чого закривається шаром термоізоляції. Завершує конструкцію підключення до джерела струму через клеми.

ГНЕ для обігріву трубопроводів та цистерн

Коли потрібно здійснювати протягом доби відвантаження нафтопродуктів із залізничних ємностей, найчастіше процес відбувається з перериванням. Щось переливають уранці, щось вдень чи вночі. Відвантаження виконується в спецавтомобілі, що під'їжджають, або перекачується в іншу ємність по трубах. 

Нагрівання нафтопродуктів можна проводити паровим способом або електричним. Оцінимо, який метод є вигіднішим.

• Паровий метод полягає в підведенні до бітуму, мазуту гарячої пари. Після досягнення потрібної температури нафтопродукт стає менш в'язким та готовий до подальшого переміщення. Зайвий конденсат підвищує водність продукту, тому її доводиться далі позбавлятися. Після вимкнення парової установки слід пропустити по системі гаряче повітря, щоб усунути краплі. Вони здатні при холодній погоді призвести до зледеніння запірної арматури та відсіку для нагрівання.
• Завдяки електричному способу нагрівання вдається включати та вимикати струм у будь-який час, без необхідності додаткових дій щодо утримання системи в потрібному стані. Конструкція подачі енергії простіша, можна планувати термічні процеси без зайвих грошових витрат. Правильно змонтована система працює без складнощів, причому дозволяє здійснювати коригування температури нагріву.

Поради щодо вдосконалення подачі нафтопродуктів у тару

Створити комфортні умови для дозованого розподілу в'язких сумішей допоможуть такі дії: 

- виділити ділянку, що включає зону зберігання та розливу;

- краї горизонтальних резервуарів розмістити у будівництві зі зворотної до фасаду стороні. Товщина вертикальної стіни пропонується 0,7 м і більше;

- поблизу розташувати майданчик для навантаження та вивантаження нафтопродуктів; 

- щоб бочки не довелося вручну підкочувати до бака, треба поставити ваги та наповнювати ємності, одразу зважуючи.

Рекомендації при заливанні продукту в автотанкер 

Перший етап підвищення температури відбувається за наявності мазуту в наземній ємності. Друга стадія термічного процесу починається після поміщення його в підземне сховище. Такий підхід був вироблений після будівництва експериментального об'єкта, про який розповімо нижче.

Пілотний варіант створення мазутно-бітумного вузла

Першим експериментальним об'єктом, на якому був випробуваний спосіб заливання мазуту в автотанкер, був комплекс, що містив 6т продукту. Він працював без серйозних збоїв близько чверті століття. Термічний потенціал забезпечували стаціонарні, врізні та занурювальні ТЕНи.

З танкерів мазут переливали в резервуари, потім він надходив у 2 видаткові підземні баки. І перше, і друге сховище обігрівалося. Початковий термічний ефект був необхідний, щоб застигла маса змогла змінити свій фізичний стан і набути здатності переміщатися трубами з обігрівом. Після потрапляння в цистерну температура продукту збільшувалася до +60°С. Бітум повільно нагрівався, щоб не змінилися вихідні характеристики і через 4 години був готовий до транспортування. Стільки ж часу витрачалося на переливання мазуту до подальшої видачі.

Всі процеси контролювала одна людина. Він перебував у кабіні диспетчера та періодично перевіряв параметри нагріву. Віддалене управління забезпечував автоматичний електрощит, куди підключали всі силові дроти, контактори з ключами, що управляють. Було створено схему зони з нумерацією ємностей, кнопками пуску та завершення нагрівання. 

Завдяки такій схемі віддаленого управління оператор підключав лише ті нагрівальні одиниці, які брали участь у підігріві бітуму або мазуту в конкретній цистерні. Як тільки півметровий шар продукту надходив у ємність, підключалися до роботи нагрівачі цих баків.

Коли потрібно перелити бітум в автоцистерну, так само підігрівалася поверхня відпускної труби і помпи. Насоси для бітуму мали подвійний кожух між частинами якого функціонував теплоносій. Його завдання – не допустити затвердіння складу, що перекачується.

Робота експериментального об'єкта допомогла побачити дієвість організованої завантажувально-відпускної лінії, оцінити довговічність та результативність її роботи, а також зрозуміти, що потрібно вдосконалити у пілотному варіанті.

Для бітуму умови зберігання, розігріву та переливання повинні бути чітко позначені. Тут не підходить паровий спосіб розігріву. Вода здатна викликати «закипання» продукту. Температура розрідженого бітуму – близько +200⁰С, а вода закипає при +100⁰С. Виникає інтенсивне вирування. Якщо рідина опиниться в бітумовозі, то він фонтаном виллється назовні.

Різні типи електричних ТЕНів показали ефективність та безпеку їх застосування. Вбудовані та занурювальні, кабельні та гнучкі, вони відмінно вирішують поставлені завдання, не потребують складного обслуговування та добре підтримують задані термічні значення.

Особливість ємностей з підігрівом

Щоб вибрати правильний температурний показник, потрібно врахувати рішення задач:

• збільшення термічного значення всього обсягу продукту нафтопереробки або його частини;
• забезпечення необхідної швидкості розігріву;
• створення оптимальних умов зберігання та переміщення бітуму під заливку;
• перемішування підігрітого залишку та нової партії вуглеводневого матеріалу, що прибув.

При вивантаженні матеріалу із залізничних вагонів достатньо температури +50…+65⁰С, щоб він отримав достатню в'язкість і під дією сили тяжіння почав перетікати у сховище. 

Під час роботи з невеликими партіями бітуму достатньо розігріти його до +95…+110⁰С. 

Коли потрібно добре змішати різні партії продукту, швидко перемістити його в інше місце, слід дотримуватися діапазону нагрівання +145…+175⁰С.

При цьому треба підібрати такі пристрої, щоб їх використання було фінансово вигідним і не вимагало частої заміни. На резервуарі для зберігання встановлюють сам нагрівач, датчик відстеження температури, вимірювачі рівня наливу та залишку на дні, датчик перевірки відповідності нафтопродукту потрібній якості.

Докладний розбір бітумного терміналу

За все існування бітумної теми використовували 4 типи нагрівачів.

• Пар. Його пропускають по змійовикам, покладеним дном резервуара, в калорифері. На 1т бітуму потрібно близько 300-350т пари, що подається під тиском 8 атмосфер. Метод не виправдовує себе, коли потрібно нагріти продукт до t = +140…+160⁰С.
• Масло. Воно здатне витримувати температуру до +250⁰С протягом тривалого часу. Однак коксування потребує періодичного очищення теплового пристрою, заміни секцій печі.
• Газ. Дозволяє випарувати вологу з бітуму і одночасно підігріти теплом, що продукується, сам нафтопродукт. Тобто енергія згоряння газу використовується дуже продуктивно. Проте за такого теплоносія підвищується небезпека появи спалахів.
• Ток. Цей вид особливо зручний за наявності недорогої електроенергії. ТЕНи розраховані на тривалу та безпроблемну експлуатацію.

Що ще задіяно в бітумному терміналі та доставці продукту до місця використання

Насоси шестерні типу для примусового переміщення бітуму з корпусом, що підігрівається. Вони беруть участь у первинному закачуванні, періодичному викачуванні продукту в іншу ємність (для виключення коксування нижніх шарів) та наповненні розігрітим матеріалом машин для транспортування нафтопродукту на об'єкт.

Автобітумовози. Наповнюються чорною масою, перевозять їх у кінцеву точку використання, перекачують для зливу. При переміщенні транспорту слід підтримувати температуру, що не дозволяє твердіти бітуму.

Гудронатор автомобільного типу. Він використовується у дорожньому будівництві. За допомогою техніки створюється підгрунтування з бітуму, на який згодом укладається асфальт. Набризк під тиском формує рівний шар, але при цьому бітум має бути розігрітим.

Щоб отримати якісний бітум, слід забезпечувати правильні термічні процеси. Допомога у цій справі готова надати компанія Intmax.