Разогреватель вязких сред

Аппарат РВС – разогреватель вязких сред, представляет собой трансзвуковое струйно-форсуночное устройство, принцип действия которого основан на последних достижениях в области течения двухфазных потоков.

Аппарат РВС разработан на основе трансзвуковых струйных теплообменных аппаратов ТСА. Разогреватель вязких сред является аппаратом контактного типа.

Аппарат РВС – это новая энергосберегающая технология, предназначен для разогрева вязких сред (нефтепродукты, вязкие жидкости, патоки, жиры, масла и т.п.), в том числе для их ускоренного слива из цистерн.

Процесс разогрева вязких сред обеспечивается использованием энергии водяного пара на нагрев и создание принудительной циркуляции разогреваемой среды во всем ее объеме.

Принцип работы

В корпус аппарата через паропровод подается пар, где распределяется по двум или четырем (в зависимости от конструкции РВС) паровым соплам. Пар, прошедший через паровые сопла, смешивается в камерах смешения с поступающей через отверстия камеры разогреваемой средой (мазутом или др.).

В результате образуется смесь с расчетным объемным, соотношением фаз пар — разогреваемая среда. (Смешение компонентов пар — мазут происходит на молекулярном уровне). Ввиду того, что скорость звука в такой смеси ниже скорости течения самой смеси, поток на выходе из камеры смешения становится сверхзвуковым. В канале постоянного сечения конфузора (после камеры смешения), совершается обратный переход скорости в дозвуковую область, что сопровождается «скачком» давления. При этом разогреваемая жидкость и конденсат (в том числе и частицы воды, ранее находившиеся в мазуте) превращаются в мелкодисперсную эмульсию, которой передается вся тепловая энергия, содержавшаяся в паре. Из конфузора разогретая среда выбрасывается со скоростью горячими струями, которые разогревают разогреваемую среду, одновременно перемешивая её во всем объеме ёмкости. В результате весь объем мазута разогревается равномерно, а стенки ёмкостей очищаются полностью до чистого металла. Последующей пропарки емкости не требуется.

Геометрические параметры парового сопла, камеры смешения и конфузора рассчитываются индивидуально по специально разработанной методике, чтобы обеспечить нужные для работы аппарата соотношения пар — разогреваемая среда.

Параметры конструкции

Тип	Струйный
Модель	РВС-2	РВС-4
Рабочее давление пара	3 ¸ 5 атм	3 ¸ 5 атм
Расход пара	До 0,6 т/час	До 2 т/час
Скорость струи мазута	До 20 м/сек	До 20 м/сек
Скорость разогрева мазута (Цистерна 62 т)	До 24 с/час	До 50 с/час
Обводнение мазута (цистерна 62 т)	2 %	4 %
Вес аппарата	4 – 5 кг	12 кг

Преимущества

Новая технология разогрева обеспечивает:

• повышение скорости объемного прогрева вязкой среды за счет эффективного использования энергии пара;
• полное устранение выброса пара;
• сокращение времени опорожнения емкости (цистерны) с вязкими средами;
• снижение расхода пара в 1,5 — 2 раза (по сравнению с традиционными методами);
• высокую степень очистки емкости от вязких осадков и отложений, за счет эффективной обработки застойных зон, горячими струями разогреваемой среды, избегая 3 — 5 % потерь в виде осадков и отложений;
• исключение из технологического процесса при разогреве мазута в цистерне операции пропаривания после слива мазута.

Область применения

В 1994 г. на базе горюче-смазочных материалов Беломорской военно-морской базы Северного Флота, г. Северодвинск, введен в эксплуатацию первый паровой струйный подогреватель мазута, осуществляющий и по сегодняшний день разогрев загустевшего мазута при низких температурах в цистернах, прирельсовых резервуарах и резервуарах хранения емкостью 1000 м³. Расчёт проточной части этого аппарата был выполнен на основе новых решений в области физики двухфазных потоков, предложенных профессором В.В. Фисенко, а созданная «рожковая» конструкция сделала аппарат компактным, трансформируемым и транспортабельным.

Основным достоинством этого аппарата являются полное использование энергии пара, минимальные потери тепла в окружающую среду, возможность работы в широком диапазоне давлений рабочего пара и простота эксплуатации.

Потребляя приблизительно 1 т пара в час при давлении 2,8 кгс/см², аппарат разогревал мазут в цистерне типа 62 от ¾ 40°С до температуры слива 30 ÷ 40 °С за 3 часа.

Конструкция аппарата позволила применять пар при более низких, чем расчетные, параметрах. Так, при температуре наружного воздуха ¾ 40°С, прирельсовая полузаглубленная емкость 200 м³, заполненная мазутом, была нагрета до 40°С за 8 часов при давлении пара 0,4 кгс/см².

Разогрев мазута в емкости аппарата РВС-1000 от состояния полного замерзания поверхностного слоя до температуры 30 ÷ 40 °С осуществлялся путем послойного прогревания (до глубины 2 м) при одновременной выдаче подготовленного мазута.

Имеется успешный опыт разогрева застывшего в сливном лотке мазута, вместе со снегом и льдом, с последующим сливом в прирельсовые резервуары.

Во всех случаях обводнение мазута не превышало 5%.

Благодаря тому, что аппарат способен создавать высокоскоростную струю на своем выходе, стенки цистерн и емкостей очищались полностью до чистого металла.

Аппарат успешно применялся и для выполнения экологических мероприятий — на за­снеженном грунте для устранения последствий аварийного разлива нефтепродуктов.