автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Комплекс газодинамических устройств для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн

На правах рукописи

ПАРЕНЮК Мария Анатольевна

КОМПЛЕКС ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ СЛИВЕ ИЗ ЦИСТЕРН

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара 2004

Работа выполнена в Самарской государственной академии путей сообщения (СамГАПС).

Научный руководитель: 'кандидат технических наук, профессор

ЛИСЕВИЧ Тамара Васильевна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ФИЛИППОВ Виктор Ниолаевич кандидат технических наук, доцент ТОКАРЕВ Геннадий Петрович

Ведущая организация - Куйбышевская железная дорога - филиал ОАО«РЖД»-

Защита диссертации состоится « 2004г. в

УЗ^ часов на заседании диссертационного совета К218.011.01 в Самарской государственной академии путей сообщения (СамГАПС) по адресу: 443066, г. Самара, 1-ый Безымянный пер., 18, СамГАПС в аудитории 5216, корпус 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарской государственной академии путей сообщения.

Автореферат разослан Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета академии.

Ученый секретарь диссертационного

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. При техническом обслуживании железнодорожных цистерн на промывочно-пропарочных станциях (ППС) приходится решать следующие взаимосвязанные задачи. Это, во-первых, наиболее полная очистка цистерн от остатков вязких нефтепродуктов. Данная задача требует значительных энергоресурсов в виде водяного пара (пропарка цистерн). Во-вторых, дегазация цистерн из-под светлых нефтепродуктов должна осуществляться с минимумом загрязнения окружающей среды, что диктуется не только стремлением сохранить экологию, но и требованиями пожарной безопасности. Решение данных задач необходимо увязывать с требованием снижения потребления энергии, так как с потреблением энергии связаны основные финансовые затраты на ППС.

В период акционирования железнодорожной отрасли экономические вопросы выходят на первый план, что не должно снижать эффективность решения двух указанных производственных задач.

Таким образом, применение энергосберегающих технологий на ППС при разработке эффективных методов очистки цистерн от остатков вязких нефтепродуктов в настоящее время является актуальной задачей.

Если по вопросам разогрева загустевших остатков нефтепродуктов в цистернах имеется большое количество публикаций (Спу-дулис 1971, Свиридов, Болдов 1980, Пылаев, Ленкин, Копейкин 1993) и предлагается множество различных способов решения проблемы, то вопросам утилизации паров светлых нефтепродуктов из цистерн уделяется значительно меньше внимания. Исключение составляют работы Балалаева (2003, 2004), а также работы по пожаробезопас-ности при перевозке в цистернах сжиженных газов (Филиппов 1993, 2002). _

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Данное положение объясняется большими затратами энергии на конденсацию паров светлых углеводородов и малыми количествами конденсата; собираемого с одной цистерны. Однако, необходимость обеспечения пожаробезопасности при обслуживании цистерн из-под бензина,- газоконденсата и других светлых нефтепродуктов делает проблему разработки экономичных способов утилизации паров углеводородов из цистерн актуальной.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является разработка и исследование комплекса газодинамических устройств, служащих для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1. разработать математические модели эжектора на «остром» водяном паре циклона для конденсации-паров углеводородов, усовершенствованного циклона с охлаждением его внутренней полости вихревой трубой;

2. провести экспериментальные исследования комплекса газодинамических и теплообменных устройств с целью апробации их математических моделей;

3. разработать на основе унифицированных газодинамических устройств конструктивные схемы, применяемые для разогрева и плавления загустевшего нефтепродукта, а также охлаждения и конденсации паров светлых нефтепродуктов;

4. исследовать математические модели конструктивных схем, применяемых для разогрева и слива загустевшего нефтепродукта из цистерн, а также охлаждения и конденсации паров светлых нефтепродуктов после слива из цистерн, с целью оптимизации режимов их работы.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1) Математические модели в идеальных термодинамических элементах комплекса газодинамических устройств: модель эжектора, работающего на «остром» водяном паре, и модель циклона, учитывающая конденсацию в нем паров светлых нефтепродуктов.

2) Результаты экспериментальных исследований циклона на повышенных степенях расширения и теплообменного аппарата бар-ботажного типа с охлаждением жидкости-антифриза холодным воздухом из вихревой трубы.

3) Конструктивные схемы и математические модели установки для разогрева и слива загустевшего нефтепродукта из цистерн и установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов после слива из цистерн.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ являются способы и устройства, сокращающие потери нефтепродуктов при сливе из железнодорожных цистерн.

ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ являются устройства для разогрева и слива загустевших остатков груза из цистерн, а также для конденсации и утилизации паров светлых нефтепродуктов из цистерн.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В диссертационной работе использовались методы математического моделирования, вычислительной математики и методы теплотехнического эксперимента.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Разработаны модели в идеальных термодинамических элементах комплекса газодинамических устройств: модель эжектора, работающего на «остром» водяном паре, и модель циклона, учитывающая конденсацию в нем паров светлых нефтепродуктов.

Проведены экспериментальные исследования циклона на повышенных, степенях, расширения и теплообменного аппарата барбо-тажного типа с охлаждением жидкости-антифриза холодным воздухом из вихревой трубы.

Предложены математические модели установки для разогрева и слива загустевшего нефтепродукта из цистерн и установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов после слива из цистерн.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ состоит в создании программы расчета эффекта конденсации паров углеводородов в циклоне с охлаждением его внутренней полости вихревой*трубой. Расчет характеристик циклона позволяет оптимизировать режимы работы установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов после слива из цистерн: Унификация газодинамических устройств, входящих в состав предложенных установок для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн, позволила снизить расходы на их разработку и расширить область применения установок.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ- проведена на ППС ст. Аллагуват, где внедрена'установка, используемая для отсоса и-слива загустевших нефтепродуктов из цистерн со сверхнормативными остатками, а также для удаления остатков жидких грузов. Годовой экономический эффект при этом составил 165,9 тысяч рублей, что отражено в акте внедрения диссертационной работы.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы докладывались:

- на научно-практической конференции «Вклад ученых вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте» (Самара, СамГАПС, 2003);

- на научно-техническом семинаре кафедры «Вагоны» Самарской государственной академии путей сообщения (руководитель - профессор Лисевич Т.В.) по проблемам ресурсо- и энергосбережения на железнодорожном транспорте.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 4 статьи и тезисы доклада, 3 полезных модели и 2 программы для ЭВМ. Кроме того, автор принимал участие в выполнении ряда научно-исследовательских работ по теме диссертации, зарегистрированных в ЦНИИТЭИ МПС.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, включающего 110 наименований, и двух приложений. Работа содержит 139 страниц текста, в том числе 32 рисунка, а также 9 страниц приложений. Общий объем работы - 148 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы исследований, сформулирована цель диссертационной работы, определены задачи исследований, кратко изложено содержание глав диссертации, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ содержится обзор методов разогрева и слива остатков вязких нефтепродуктов из цистерн, предотвращения испарения светлых нефтепродуктов, анализируются способы и устройства сбережения остатков нефтепродуктов при сливе из цистерн.

Проведенный анализ показал, что наиболее эффективными устройствами в области сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн являются газодинамические устройства, включающие паровой эжектор и различные теплообменные устройства с вынужденной конвекцией теплоносителя. Причем, одинаковые по конструкции устройства могут использоваться и для разогрева высоко-

вязких жидкостей и для снижения потерь от парообразования светлых нефтепродуктов.

Поставлена задача выбора ряда унифицированных газодина- мических-устройств,- используемых по нескольким назначениям (разогрев загустевшего нефтепродукта, слив жидкого груза из цистерны без нижнего сливного прибора, извлечение из цистерны и конденсация паров светлых нефтепродуктов).

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ представлены математические модели газодинамических аппаратов: струйного эжектора и циклона.

В разделе 2..1 модель газового эжектора; составленная из идеальных термодинамических элементов и предложенная А.Н. Бала-лаевым, обобщена на рабочее тело - водяной пар, находящийся вблизи, состояния. насыщения. («острый» - пар). Уточненная модель эжектора в виде термодинамической схемы представлена на рис. 1:

1 - вход активного газа, 2 - вход пассивного газа, 3 - выход газа, 4 - адиабатный компрессор, 5 - смеситель, 6 - идеальный конденсатор;

7,8 - адиабатные турбины, 9 - изотермические дроссели

Рис. 1 - Схема термодинамической модели парового эжектора

Данная схема способна учитывать в расчетах-рабочих характеристик эжектора конденсацию водяного пара, различие температуры и физических свойств активного и пассивного потоков.

Сравнительные расчеты воздушного и парового эжектора с паросодержанием Х=0,85...0,95 показали, что замена, в качестве

активного потока, воздуха с температурой ^=293 К на водяной пар

с температурой ^=423 К слабо влияет на рабочие характеристики

эжектора. Максимальное увеличение коэффициента эжекции у парового эжектора наблюдалось на режимах яс=1,25...1,5 и не превышало 20%.

В разделе 2 2 модель вихревого циклона, предложенная А.Н. Балалаевым для расчета эффекта конденсации водяного пара из сжатого воздуха; обобщена на случай смеси воздуха и паров углеводородов.

В обобщенной модели количество выделившегося конденсата паров смеси углеводородов (Н-Пентана и Н-Гептана) определялось из совместного решения следующих уравнений:

уравнения связи паросодержания и парциального давления

выражения для энтальпии смеси воздуха и переохлажденных паров углеводородов >

(2)

- уравнения Антуана для индивидуальных углеводородов

(3)

выражения для энтальпии смеси воздуха и паров углеводородов после выпадения конденсата (состояние насыщения)

iH = 1005-Т^вых-(l-ZdiBux)+s|ri + 4-Т?вJ-dj«J . (4)

Расчеты процесса конденсации паров Н-Пентана и Н-Гептана из воздуха по обобщенной модели показали:

- наличие низкокипящего .углеводорода (Н-Пентана) в смеси не оказывает влияния на степень конденсации высококипящего углеводорода, которая находится в диапазоне (р2=0,12...0,32 при исходной величине паросодержания <32=50...75 г/кг и степени расширения паровоздушной смеси в циклоне я=1,03...1,05;

- степень конденсации низкокипящего углеводорода снижается в присутствии высококипящего углеводорода в смеси при повышении паросодержания последнего и становится заметной при степени расширения паровоздушной смеси в вихревом циклоне

В разделе 2.3 модель циклона уточнялась для случая охлаждения его внутренней полости холодным воздухом после вихревой. трубы. Эффект конденсации охлаждаемого вихревого циклона рассчитывался по выражению для энтальпии смеси воздуха и паров углеводородов в состоянии насыщения, где вместо величины температуры подставлялась температура стенки теплообменника,

1 ]вых

вычисляемая по температуре холодного потока вихревой трубы из уравнения теплового баланса с учетом теплоты конденсации

(5)

Расчеты показали, что охлаждение внутренней полости циклона с помощью вихревой трубы оказывает заметное влияние на процесс конденсации паров высококипящего углеводорода при исходном влагосодержании с^ > 50 г/кг. Степень конденсации при этом повышается на 50.. .60%.

- В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ приводятся результаты экспериментальных исследований- газодинамических и теплообменных устройств, проведенных с целью получения данных для настройки и апробации математических моделей этих устройств.

В разделе 3.1 приведены результаты испытаний струйного эжектора с осевым сверхзвуковым активным соплом на сжатом воздухе и «остром» водяном паре. Сравнительные испытания подтвердили выбор оптимальных размеров: при РВЬ1Х/ ^=2,89 и Р^/ Ркр=4 на паре была достигнута степень сжатия пассивной среды на

режиме нулевого коэффициента эжекции.

Производительность эжектора при подъеме жидкости (смеси воды и нефтепродуктов) с поверхности земли на высоту 3,5 м (высоту эстакады ППС) составила С„=2,5 л/сек.

В разделе 3.2 представлены результаты испытаний циклона на повышенных степенях расширения 1,05 й п ^ 1,25 по определению температуры точки росы воздуха на выходе. В испытаниях температура точки росы воздуха определялась по помутнению зеркала и составляла на входе 10,5 °С, результаты показаны на рис. 2.

Рис. 2 - Зависимость температуры точки росы сжатого воздуха, выходящего га циклона от степени расширения

Испытания вихревого циклона на повышенных степенях расширения с охлаждением его внутренней полости показали, что степень конденсации водяных паров из сжатого воздуха может быть повышена на 20...30%, при этом расход воздуха для охлаждения должен быть соизмерим с расходом осушаемого воздуха. Степень кон-

денсации паров в циклоне практически не повышалась при увеличении степени расширения больше 1,15 и составляла ф=0,85.

В разделе 3.3 представлены результаты исследования-про-цессов теплообмена в барботажном аппарате, позволившие определить коэффициенты критериальных уравнений для случая барбота-жа жидкости-антифриза (этиленгликоля) холодным потоком воздуха, из вихревой трубы..

Опытные данные по теплоотдаче могут быть представлены в виде критериальных-уравнений-

- от жидкости к охлаждающему газу

Nu = 0,1815 -Re^-Pr0'4, (6)

где за характерный размер в критериях Рейнольдса и Нуссельта принят средний диаметр газового пузыря, а за характерную скорость в критерии Рейнольдса - скорость всплытия газовых пузырей;

- от жидкости к стенке

Nu = 0,018 •Re0'722*Pr0,4; (7)

где за характерный размер в критериях Рейнольдса и Нуссельта принята высота газожидкостной смеси в барботажном аппарате, а за характерную скорость в критерии Рейнольдса - скорость всплытия газовых пузырей.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ представлены математические модели установки для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров и установки для разогрева и слива загустевающей жидкости из цистерны.

В разделе 4.1 рассмотрена установка для конденсации и утилизации, паров нефтепродуктов из железнодорожной цистерны,

предложенная автором совместно с А.Н. Балалаевым, и представленная на рис. 3.

1 - струйный эжектор, 2- активное сверхзвуковое сопло, 3 - пассивное сопло, 4 - циклон, 5, 8 - трубчатый теплообменник,. 6 — вихревая труба, 7 - барботер, 9 — железнодорожная цистерна Рис. 3 — Схема установки для конденсации и утилизации паров:

Установка работает следующим образом. Сжатый воздух поступает в вихревую трубу 6, где разделяется на охлажденный и подогретый потоки: Охлажденный воздушный поток направляется в трубчатый теплообменник 5, а затем в нижнюю часть барботера 7, где находится жидкость-антифриз, например, этиленгликоль. Эжектор 1 подсасывает через пассивное сопло 3 смесь паров легкоиспа-ряющейся жидкости и воздуха из цистерны 9 через трубчатый теплообменник 8 и циклон 4; где жидкая фаза отделяется и скапливается в нижней части.

Математическая модель данной установки, составленная из моделей эжектора, циклона, охлаждаемого вихревой трубой, и бар-ботера, способна оптимизировать следующие режимные параметры: соотношение расходов сжатого воздуха, подаваемого в эжектор и в вихревую трубу степень сжатия эжектора относительную

2

нефтепродуктов

долю холодного потока вихревой трубы ц. За функцию отклика математической модели принята величина эксергетического КПД, уравнение которого для данной задачи имеет вид

где числитель представляет собой поток эксергии выделившегося в циклоне конденсата смеси паров углеводородов, а знаменатель -мощность компрессора, производящего потребный расход сжатого воздуха.

Расчеты по методу координатного спуска показали, что максимум эксергетического КПД равен т]е=0,0144 и наблюдается при следующих значениях режимных параметров: ц=0,32. Степень конденсации при этом равнялась (р-0,684.

В разделе 4 2 рассмотрена установка для слива остатков загустевшей жидкости из железнодорожной цистерны, предложенная автором совместно с А.Н. Балалаевым, и представленная на рис. 4.

В предложенном устройстве жидкость из цистерны 3 с частично загустевшим нефтепродуктом отсасывается паровым эжектором 2 через сепарационный циклон 5. Пар после эжектора подается, в цистерну 1, находящуюся на пропарке. Таким образом, используется потенциальная энергия водяного пара, участвующего в технологическом процессе очистки другой цистерны. В нижней полости циклона 5 размещается водяной теплообменник 6 для подвода тепла к жидкому нефтепродукту. Слив жидкости из циклона 5 осуществляется с помощью шнекового нагнетающего насоса 19. Нагнетающий насос 19 в начальный момент процесса слива подает разогретую жидкость обратно в цистерну для подогрева загустевшего груза и повышения

конвекции в жидком грузе. Перед подачей.в цистерну нефтепродукт разогревается в водяном барботере 8, через который пропускается водяной пар;

Рис. 4 - Схема устройства для разогрева загустевшей жидкости в цистерне

Существующий способ разогрева затвердевающих нефтепродуктов путем пропарки внутренней полости цистерны водяным паром характеризуется значением эксергетического КПД, вычисляемого по. формуле:

п.=-

(9)

ОГ Ср*(Ти То*р)""Т(жр" м -К„-1п ь

к.1 И «Ф./] )

Для предложенного устройства выражение эксергетического КПД учитывает мощность шнекового насоса:

Длительность процесса прогрева нефтепродукта определялась из решения системы дифференциальных уравнений в конечных разностях, описывающих процессы нестационарной передачи тепла от пара к водяному конденсату, от водяного конденсата к жидкому грузу, от жидкого груза к загустевшему грузу, от загустевшего груза в стенки цистерны, от пара в стенки цистерны и от стенок цистерны в окружающую среду.

Согласно расчетам, значения эксергетического КПД предложенного устройства составляет г|в=0,33, что в 1,5 раза выше значений эксергетического КПД процесса пропарки цистерны.

Исследования математической модели показали, что за счет уменьшения расхода пара в предложенном устройстве на 26,7%, а также снижения времени разогрева остатков нефтепродукта в цистерне на 10,7% потребное количество тепла по сравнению с процессом пропарки уменьшается на 34,5%.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ приведены результаты термоэкономического анализа установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов и расчета приведенных затрат эксплуатации установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов.

Согласно расчетам, дополнительная энергия от повышения кондиционности разогретых и слитых без обводнения остатков вязких нефтепродуктов на одной ППС составляет 211,64 Гкал в год. Сокращение потребного количества теплоты на разогрев застывших нефтепродуктов с помощью предложенной установки, по сравнению с пропаркой, равно 267,69 Гкал в год.

Расчет приведенных затрат энергии при использовании установки для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров показал: за 15 минут работы установки она способна утилизировать до 43% паров углеводородов с молекулярным весом около

100 (например, Н-Гептана), что для 4-х осной цистерны составляет

5,8 кг. Затраты энергии при этом составляют 50 кВт-ч.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1) Разработаны математические модели эжектора на «остром» водяном паре, циклона для конденсации паров углеводородов, усовершенствованного циклона с охлаждением его внутренней полости вихревой трубой, позволяющие вести расчет характеристик устройств с погрешностью не более 5%, что обеспечивается настройкой эмпирических коэффициентов по опытным данным.

2) Экспериментально определена степень конденсации паров воды в циклоне на повышенных степенях расширения с охлаждением внутренней полости циклона вихревой трубой, при она составила ф=0,85. Установлены коэффициенты критериальных уравнений теплообмена при барботаже этиленгликоля воздухом.

3) Разработаны конструктивные схемы и математические модели установок для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, а также для конденсации паров светлых нефтепродуктов из железнодорожных цистерн на основе унифицированных газодинамических устройств.

4) Исследованы математические модели установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, а также установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, определены оптимальные режимы работы установок из условия максимума эксергетического КПД, который для первой установки составил г)в=0,33, а для второй -116=0,0144.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Свид. на полезную модель № 24401, МКИ7 В 04 С 5/103. Циклон / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. - № 2002100854/20; Заявлено 08.01.02; Опубл. 10.08.02; Приоритет 08.01.02 //Изобретения. Полезные модели. - 2002. - № 22 (III ч.). - С. 617.

2. Свид. на полезную модель №29917 РФ, МКИ7 B65D90/30. Установка для сокращения потерь легкоиспаряющейся жидкостей при сливе ее из емкости / Балалаев А.Н., Паренюк М.А. -№ 2002132140/20; Заявлено 04.12.02; Опубл. 10.06.03; Приоритет

04.12.02 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - №16 (III ч.). - С. 607.

3. Пат. на полезную модель № 32766 РФ, МКИ7 В 65 D 88/74. Установка для разогрева и слива загустевающих жидкостей из железнодорожных цистерн / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. - № 2003117155/20; Заявлено 09.06.03; Опубл. 27.09.03; Приоритет

09.06.03 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - № 27 (IV ч.). -С. 670-671.

4. Балалаев А.Н., Паренюк М.А. Повышение эффективности слива остатков загустевающих грузов из цистерн в зимнее время / Тезисы докл. науч.-практ. конф. СамГАПС 5-6 марта 2003 г. // Вклад ученых вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте. - Самара: СамГАПС, 2003.- С. 30-31.

5. Балалаев А.Н., Варганов Д.П., Паренюк М.А. Экспериментальное исследование теплоотдачи в барботажном аппарате / Самарская гос. акад. путей сообщ. - Самара, 2003. - 11 с. - Деп. в ВИНИТИ 12.11.2003, №1945-В2003.

6. Балалаев А.Н., Лисевич Т.В., Паренюк М.А. Эксергетиче-ский анализ различных методов слива загустевающих жидкостей из цистерн / Самарская гос. акад. путей сообщ. - Самара, 2003. -13 с. -

Деп. в ВИНИТИ 17.12.2003, №/о 2195-В2003.

7. Паренкж М.А. Обзор методов сбережения остатков груза после слива их из цистерн / Самарская гос. акад. путей сообщ. - Самара, 2003;- 23 с. -Деп. в ВИНИТИ 17.12.2003, №/о 2196-В2003.

8. Свид. об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004610876. Расчет эффекта конденсации в вихревом циклоне А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. - № 2004610332; Заявлено 17.02.04; Зарег. 12.04.04 в Реестре программ для ЭВМ.

9. Свид. об официальной регистрации программы для ЭВМ" №2004610877. Расчет характеристик различных вихревых труб / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. - № 2004610333; Заявлено 17.02.04; Зарег. 12.04.04 в Реестре программ для ЭВМ.

Комплекс газодинамических устройств для сокращения потерь, нефтепродуктов при сливе из цистерн

05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

Подп исано в печать 6.

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. печ. листов Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано в Самарской государственной академии путей сообщения. г.Самара, Заводское шоссе, 18.

U 4 - 1 50 111

Основные условные обозначения.

Введение.

1 Обзор источников по проблеме сбережения остатков нефтепродуктов при сливе из цистерн.

1.1 Обзор источников в области методов и устройств разогрева и слива остатков вязких нефтепродуктов из цистерн.

1.2 Обзор источников в области методов и устройств слива остатков жидких нефтепродуктов из цистерн.

1.3 Проблема утилизации паров нефтепродуктов при хранении, транспортировке и сливе.

1.4 Классификация газодинамических устройств для сбережения остатков нефтепродуктов после слива из цистерн.

1.5 Постановка задачи исследования газодинамических устройств для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн.

2 Математическое моделирование газодинамических устройств для сокращения потерь нефтепродуктов на ППС.

2.1 Моделирование работы струйного эжектора на водяном паре

2.2 Моделирование работы циклона для сепарации нефтепродуктов с учетом конденсации их паров.

2.3 Моделирование работы циклона с охлаждением внутренней полости вихревой трубой.

2.4 Выводы по главе.

3 Испытания газодинамических и теплообменных устройств.

3.1 Сравнительные испытания струйного эжектора на сжатом воздухе и водяном паре.

3.2 Испытания циклона для проверки эффекта конденсации паров воды из сжатого воздуха при повышенных степенях сжатия и при охлаждении внутренней полости.

3.3 Испытания газожидкостного теплообменника (барботера) для определения коэффициента теплопередачи.

3.4 Выводы по главе.

4 Математическое моделирование установок для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн.

4.1 Математическое моделирование установки для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров.

4.2 Математическое моделирование установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов.

4.3 Выводы по главе.

5. Экономический и экологический аспекты применения установок для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов и конденсации паров светлых нефтепродуктов.

5.1 Термо-экономический анализ установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов.

5.2 Расчет приведенных затрат эксплуатации установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов.

5.3 Выводы по главе.

При техническом обслуживании железнодорожных цистерн на промы-вочно-пропарочных станциях (ППС) приходится решать различные, часто противоречащие друг другу задачи. Это, во-первых, наиболее полная очистка цистерн от остатков вязких нефтепродуктов. Данная задача требует значительных энергоресурсов в виде водяного пара (пропарка цистерн). Во-вторых, дегазация цистерн из-под светлых нефтепродуктов должна осуществляться с минимумом загрязнения окружающей среды, что диктуется не только стремлением сохранить экологию, но и требованиями пожарной безопасности. Третья задача является всеобщей для всех хозяйствующих субъектов, а именно, хозяйственная деятельность ППС должна протекать с минимумом финансовых затрат. Так как основные затраты на ППС связаны с потреблением энергии, то решение первых двух задач необходимо увязывать с требованием снижения потребления энергии.

Таким образом, применение энергосберегающих технологий на ППС в настоящее время является актуальной задачей.

В качестве таких технологий могут применяться различные способы использования потенциальной энергии давления водяного пара. В настоящее время при пропарке используется лишь тепловая энергия (давление водяного пара дросселируется до атмосферного) пара. Преобразование и использование потенциальной энергии давления водяного пара осуществляется в различных газодинамических устройствах (эжекторах, инжекторах, элеваторах), служащих для транспортировки жидких и газообразных сред. Эти устройства можно использовать на ППС для извлечения остатков груза из цистерн в жидкой или паровой формах.

Целесообразность извлечения остатков жидкого груза из цистерн с помощью газодинамических устройств обоснована в тех случаях, когда груз извлекается без обводнения, то есть без контакта с паром, когда пар, используемый в газодинамическом устройстве, утилизируется, то есть применяется по другому назначению, когда неисправен или отсутствует нижний сливной прибор. Извлекать жидкий груз без обводнения с помощью парового эжектора возможно, если на пути движения жидкости в эжектор разместить сепарационный циклон. Водяной пар, используемый в эжекторе, можно утилизировать в теплообменнике (например, в барботаж-ном аппарате) или подавать в цистерну, находящуюся на пропарке.

Целесообразность извлечения из цистерн паров нефтепродуктов с целью их утилизации обосновывается требованиями пожарной безопасности на ППС и защитой окружающей среды. Однако конденсация паров связана со значительными затратами энергии. Поэтому актуальной задачей является разработка способов и устройств, осуществляющих конденсацию паров с минимумом затрат.

Одним из возможных путей решения поставленных задач является разработка комплекса унифицированных газодинамических устройств, типа эжектор, сепарационный циклон, барботажный аппарат, используемых по нескольким назначениям (разогрев загустевшего нефтепродукта, слив жидкого груза из цистерны без нижнего сливного прибора, извлечение из цистерны и конденсация паров светлых нефтепродуктов).

Целью диссертационной работы является разработка и исследование комплекса газодинамических устройств, служащих для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн.

Для решения поставленной цели необходимо составить математические модели газодинамических аппаратов и теплообменных процессов разогрева и плавления загустевшего нефтепродукта, а также охлаждения и конденсации паров светлых нефтепродуктов. Исследование этих моделей позволит предложить экономичные схемы устройств, применяемых для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн, и выбрать оптимальные режимы их работы.

Задачами диссертационной работы являются:

1) Разработка математических моделей эжектора на «остром» водяном паре, циклона для конденсации паров углеводородов, усовершенствованного циклона с охлаждением его внутренней полости вихревой трубой.

2) Экспериментальное исследование комплекса газодинамических и теплообменных устройств с целью апробации их математических моделей.

3) Разработка на основе унифицированных газодинамических устройств конструктивных схем, применяемых для разогрева и плавления загустевшего нефтепродукта, а также охлаждения и конденсации паров светлых нефтепродуктов.

4) Исследование математических моделей газодинамических устройств, составляющих сложные технологические схемы, применяемые для разогрева и плавления загустевшего нефтепродукта, а также охлаждения и конденсации паров светлых нефтепродуктов, с целью оптимизации режимов их работы.

Для решения этих задач предполагается использование метода моделирования газодинамических и теплообменных устройств с помощью идеальных термодинамических элементов, аналитических методов равновесной термодинамики, а также экспериментальных методов исследования теплообменных и газодинамических устройств.

В первой главе диссертации анализируются способы и устройства сбережения остатков нефтепродуктов при сливе из цистерн. На основе анализа источников выбран ряд унифицированных газодинамических устройств, используемых по нескольким назначениям (эжектор, циклон, теплообменник барботажного типа).

Во второй главе описываются модели эжектора, циклона, а также усовершенствованного циклона с охлаждением его внутренней полости.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований эжектора на сжатом воздухе и водяном паре, циклона на повышенных степенях расширения, теплообменного аппарата барботажного типа с рабочим телом - этиленгликоль.

В четвертой главе описываются математические модели устройства для отсоса остатков вязких нефтепродуктов и устройства для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров. Данные модели составлялись из моделей газодинамических устройств, описанных во второй главе и настроенных по экспериментальным данным третьей главы.

В пятой главе обсуждаются экономический и экологический аспекты применения установок для сокращения остатков вязких нефтепродуктов и конденсации паров светлых нефтепродуктов путем исследования их математических моделей.

На защиту выносятся следующие результаты теоретических и экспериментальных исследований:

1) Математические модели в идеальных термодинамических элементах комплекса газодинамических устройств: модель эжектора, работающего на «остром» водяном паре, и модель циклона, учитывающая конденсацию в нем паров светлых нефтепродуктов.

2) Результаты экспериментальных исследований циклона на повышенных степенях расширения и теплообменного аппарата барботажного типа с охлаждением жидкости-антифриза холодным воздухом из вихревой трубы.

3) Конструктивные схемы и математические модели установки для разогрева и слива загустевшего нефтепродукта из цистерн и установки для конденсации паров светлых нефтепродуктов после слива из цистерн.

5.3 Выводы по главе

Предложено использовать установку [105] для разогрева и отсоса вязких нефтепродуктов из цистерн, имеющих ненормативные остатки застывшего груза.

Термо-экономический анализ установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов позволил определить экономию энергии от ее использования по сравнению с применяемым на ППС способом пропарки -цистерн, а также положительный произведенный эффект в виде дополнительной тепловой энергии от сжигания необводненного нефтепродукта, утилизированного установкой.

Согласно расчетам, дополнительная энергия от повышения кондиционности разогретых и слитых без обводнения остатков нефтепродуктов на одной ППС составляет 211,64 Гкал в год. Сокращение потребного количества теплоты на разогрев застывших нефтепродуктов с помощью предложенной установки по сравнению с пропаркой равно 267,69 Гкал в год. Затраты электроэнергии на привод шнекового насоса установки составляют 2542,5 кВт-ч.

Термо-экономический анализ установки [105] позволил установить минимальный объем ее внедрения с учетом затрат на разработку и изготовление. Он составил 6 установок (на шести ППС).

Предложено использовать установку [100], составленную из унифицированных с установкой [105] устройств, таких как эжектор, циклон, барботер, для конденсации и утилизации паров светлых нефтепродуктов из порожних цистерн на ППС.

Расчет приведенных затрат энергии при использовании установки . [100] показал: за 15 минут работы установки она способна утилизировать до 43% паров углеводородов с молекулярным весом около 100 (например, Н-Гептана), что для 4-х осной цистерны составляет 5,8 кг. Затраты энергии при этом составляют 50 кВт-ч.

Унификация устройств, входящих в состав установок [100] и [105], позволила снизить расходы на их разработку и расширить область применения установок. Так на ППС ст. Аллагуват внедрена установка, используемая для отсоса и слива загустевших нефтепродуктов из цистерн с ненормативными остатками, а также для удаления остатков жидких грузов. Годовой экономический эффект при этом составил 165,9 тысяч рублей.

Заключение

В диссертационной работе поставлена и решена задача разработки комплекса газодинамических устройств для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн. Предложенный унифицированный набор таких устройств, как струйный эжектор, циклон, вихревая труба и барботер может использоваться в установках для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, а также отсоса остатков и конденсации паров светлых нефтепродуктов из железнодорожных цистерн.

Анализ источников по проблеме сбережения остатков нефтепродуктов при сливе из цистерн выявил основные направления решения проблемы -это разогрев загустевших нефтепродуктов в цистернах со сверхнормативными остатками и снижение потерь от парообразования светлых нефтепродуктов при сливе. Причем, один и тот же набор газодинамических и те-плообменных устройств может использоваться и для разогрева загустевшего нефтепродукта с помощью его разогретой рециркулирующей части, и для отсоса паров светлых нефтепродуктов из цистерны с последующей их конденсацией и сепарацией.

В целях оптимизации режимов работы разрабатываемых установок для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн разработаны математические модели базового набора газодинамических и тепло-обменных устройств.

Математическая модель струйного эжектора в идеальных термодинамических элементах для случая использования в качестве активного га- . за - «острого» водяного пара дополнена возможностью учета конденсации части пара. Уточнено выражение адиабатного КПД парового эжектора. Согласно расчетам, максимальное увеличение коэффициента эжекции у парового эжектора по сравнению с газовым наблюдается при значениях степени сжатия пассивной среды яс=1,25. 1,5 и не превышает 20%.

Математическая модель циклона в идеальных термодинамических элементах уточнена для случая использования в качестве рабочего тела -смеси воздуха и паров углеводородов. Расчеты процесса конденсации смеси паров Н-Пентана и Н-Гептана из воздуха по уточненной модели циклона с помощью разработанной программы для ЭВМ показали:

- наличие низкокипящего углеводорода в смеси не оказывает влияния на степень конденсации высококипящего углеводорода, которая находится в диапазоне ф2=0,12.0,32 при исходной величине паросодержания с1г=50.75 г/кг и степени расширения паровоздушной смеси в циклоне тс=1>03.1,05;

- степень конденсации низкокипящего углеводорода снижается в присутствии высококипящего углеводорода в смеси при повышении паросодержания последнего и становится заметной при степени расширения паровоздушной смеси в вихревом циклоне % £ 1,15.

В целях повышения степени конденсации паров из рабочей среды циклона автором, совместно с А.Н. Балалаевым, предложено устройство, включающее циклон и вихревую трубу для охлаждения внутренней полости циклона. Для нового устройства уточнена математическая модель циклона. Расчеты с использованием последней показали: охлаждение внутренней полости циклона с помощью вихревой трубы оказывает заметное влияние на процесс конденсации паров высококипящего углеводорода при исходном влагосодержании более 50 г/кг. Степень конденсации при этом повышается на 50.60%.

Для апробации математических моделей были проведены экспериментальные исследования газодинамических и теплообменных устройств.

Испытания струйного эжектора на режиме с нулевым коэффициентом эжекции позволили подобрать оптимальную геометрию сверхзвукового активного сопла и оптимальный зазор между срезом сверхзвукового сопла и камерой смешения при заданных диаметрах подводящей магистрали и камеры смешения. Максимальная степень сжатия составляла яс=5,5.

Производительность струйного эжектора на водяном паре по подъему жидкости (смеси воды и нефтепродуктов) с поверхности земли на высоту 3,5 м (высоту эстакады ППС), согласно опытным данным, составила Gn=2,5 л/сек.

Испытания вихревого циклона на степенях расширения я=1,05.1,25 с охлаждением его внутренней полости показали, что степень конденсации водяных паров из сжатого воздуха может быть повышена на 20.30%, при этом расход воздуха для охлаждения должен быть соизмерим с расходом осушаемого воздуха. Степень конденсации водяных паров в циклоне практически не повышается при увеличении степени расширения больше 1,15 и составляет q>=0,85.

Экспериментальные исследования процессов теплообмена в барботере позволили определить коэффициенты критериальных уравнений для случая барботажа жидкости-антифриза (этиленгликоля) холодным потоком воздуха из вихревой трубы.

Настройка моделей эжектора, циклона и барботера по опытным данным позволила использовать их для моделирования сложных технологических установок для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн.

Совместно с А.Н. Балалаевым были предложены: установка для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров и установка для разогрева и слива загустевающей жидкости из цистерны.

Разработана математическая модель устройства отсоса и конденсации паров углеводородов из цистерн, позволяющая определять оптимапь- . ные режимные параметры данного устройства из условия максимума эксергетического КПД при задании исходного паросодержания углеводородов в цистерне.

Максимум эксергетического КПД данного устройства, согласно расчетам, равен т|е=0,01442, наблюдается при значении исходного паросодержания Н-Гептана d=80 г/кг и значениях режимных параметров: - соотношения расходов сжатого воздуха, подаваемого в вихревую трубу, и смеси воздуха с парами углеводорода на входе в циклон Gвт/ Gn=0,115; степени сжатия эжектора пс=1,365; относительной доли холодного потока вихревой трубы |Л=0,32. Степень конденсации при этом равнялась ср=0,684.

Расчет приведенных затрат энергии при использовании установки для отсоса остатков светлых нефтепродуктов и конденсации их паров показал: за 15 минут работы установки она способна утилизировать до 43% паров углеводородов с молекулярным весом около 100 (например, Н-Гептана), что для 4-х осной цистерны составляет 5,8 кг. Затраты энергии при этом составляют 50 кВт-ч.

Разработана математическая модель устройства для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, позволяющая сравнивать по эксер-гетическому КПД существующий процесс пропарки цистерн и процесс с использованием предложенного устройства. Согласно расчетам, значения эксергетического КПД предложенного устройства более чем в 1,5 раза выше значений эксергетического КПД процесса пропарки цистерны.

Исследования математической модели показали, что за счет уменьшения расхода пара в предложенном устройстве на 26,7%, а также снижения времени разогрева остатков нефтепродукта в цистерне на 10,7% потребное количество тепла по сравнению с процессом пропарки уменьшается на 34,5%.

Термо-экономический анализ установки для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов позволил определить экономию энергии от ее использования по сравнению с применяемым на ППС способом пропарки цистерн, а также положительный произведенный эффект в виде дополнительной тепловой энергии от сжигания необводненного нефтепродукта, утилизированного установкой.

Согласно расчетам, дополнительная энергия от повышения кондиционности разогретых и слитых без обводнения остатков нефтепродуктов на одной ППС составляет 211,64 Гкал в год. Сокращение потребного количе- . ства теплоты на разогрев застывших нефтепродуктов с помощью предложенной установки по сравнению с пропаркой равно 267,69 Гкал в год.

Унификация устройств, входящих в состав предложенных установок для сокращения потерь нефтепродуктов при сливе из цистерн, позволила снизить расходы на их разработку и расширить область применения установок. Так на ППС ст. Аллагуват внедрена установка, используемая для отсоса и слива загустевших нефтепродуктов из цистерн со сверхнормативными остатками, а также для удаления остатков жидких грузов. Годовой экономический эффект при этом составил 165,9 тысяч рублей, что отражено в акте внедрения диссертационной работы.

В диссертации получены следующие основные результаты. 1. Разработаны математические модели эжектора на «остром» водяном паре, циклона для конденсации паров углеводородов, усовершенствованного циклона с охлаждением его внутренней полости вихревой трубой, позволяющие вести расчет характеристик устройств с погрешностью не более 5%, что обеспечивается настройкой эмпирических коэффициентов по опытным данным.

2. Экспериментально определена степень конденсации паров воды в циклоне на повышенных степенях расширения с охлаждением внутренней полости циклона вихревой трубой, при я>1,15 она составила ф=0,85. Установлены коэффициенты критериальных уравнений теплообмена при бар-ботаже этиленгликоля воздухом.

3. Разработаны конструктивные схемы и математические модели установок для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, а также для конденсации паров светлых нефтепродуктов из железнодорожных цистерн на основе унифицированных газодинамических устройств.

4. Исследованы математические модели установок для разогрева и отсоса остатков вязких нефтепродуктов, а также для конденсации паров светлых нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, определены оптимальные режимы работы установок из условия максимума эксергетического КПД, который для первой установки составил г|е=0,33, а для второй -Ле=0,01442.

1. Соркин Я.Г. Безотходное производство в нефтеперерабатывающей промышленности. М.: Химия, 1983. - 200 с.

2. Герасименко Л.Н., Новоселов В.Ф. Об остывании нефтепродуктов в горизонтальной трубе с учетом конвекции // НТС УФНИИ. 1966. -Вып.1.-С. 168-174.

3. Карслоу Г.С. Теория теплопроводности. М. - Л.: ОГИЗ, 1947. - 288 с.

4. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел.- Л.: Энергия, 1976. 352 с.

5. Лейбензон Л.С. Руководство по нефтепромысловой механике: гидравлика. М. - Л.: ГНТИ, 1931. - 335 с.

6. Лейбензон Л.С. Нефтепромысловая механика // Собр. тр., 1955. Т.З -С. 435-438.

7. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. -599 с.

8. Донов А.А. Методика расчета обмерзания открытых напорных трубопроводов // Водоснабжение и санитарная техника. 1989. - №4. - С. 4-6.

9. Жидких В.М., Попов Ю.К. Ледовый режим трубопроводов. Л.: Энергия, 1979. -132 с.

10. Ястребов А.Л. Инженерные коммуникации на вечномерзлых грунтах.- Л.: Стройиздат, 1972. 175 с.

11. Карслоу Г.С., Егер Д.М. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.-488 с.

12. Кольчик Ю.Н. Исследование процесса замерзания воды с переменной температурой фазового перехода // Сб. науч. тр. АН УССР. Ин-т • техн. теплофизики. Киев: Наукова думка, 1990. - С. 55 - 58.

13. Зеленецкий А.Б., Колесниченко В.И., Цаплин А.И. Плавление затвердевание вещества при высоком давлении // Инж.-физ. Журнал. 1992. - Т.63. - №4. - С. 473 - 481.

14. Пылаев И.П., Ленкин В.Д. Влияние условий слива на величину остатка груза в железнодорожных цистернах II Водоснабжение, водоотве-дение и гидравлика на железнодорожном транспорте: Сб. тр. /ЛИИЖТ, 1985.-С. 79-84.

15. ГОСТ 1510 84. Нефть и нефтепродукты. Маркировка, транспорти- • рование и хранение. - М.: Изд-во стандартов, 1994.

16. Лурье М.В., Михайлов В.М. Определение времени стекания пленки вязкого нефтепродукта с внутренней поверхности котлов железнодорожных цистерн // Известия вузов. Нефть и газ. 1977, №4. - С. 77 -80.

17. Михайлов В.М. К расчету стекания остатка горячего нефтепродукта со стенок железнодорожной цистерны // Известия вузов. Нефть и газ. -1978. №11.-С. 78-80.

18. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник / Г.Г. Рабинович, П.М. Рябых, П.А. Хохряков и др.; Под ред. Е.Н. Судакова. 3-е изд., перераб. - М.: Химия, 1979. - 566 с.

19. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Обеспечение температурного режима нефтепродуктов при их транспортировании и хранении // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. -НТИС. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1989. - №6. - С. 84.

20. Галлямов А.К., Юкин А.Ф. Использование гибких электронагревательных лент для разогрева нефтепродуктов в железнодорожных цистернах // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. НТИС. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. - №3. - С. 19-20.

21. Высокоэффективный способ разогрева растительных масел в железнодорожных цистернах / В.И. Сокоушин // Лакокрасочные материалы и их применение. 1992. - №2. - С. 42-43.

22. Электроиндукционный способ разогрева мазута в железнодорожных цистернах. Эксплуатация оборудования котельных и топливо-транспортных цехов электростанций. Рационализаторское предложение / А.А. Романов, А.Д. Гольдман, С.Н. Зонов, М.И. Каюков. М.:ч

23. Госэнергоиздат, 1962. Вып. 161. - 5 с.

24. Лизунов В.А. Слив высоковязких грузов из железнодорожных цистерн с обогревом тепловым излучением. М.: Транспорт, 1968. - 25 с.

25. Спудулис В.И. Новые методы слива мазута из цистерн // Энергетик,1971.-№9.-С. 13-14.

26. Губин В.Е. Слив и налив нефтей и нефтепродуктов. М.: Недра,1972.-192 с.

27. Фонарев З.И. Электроподогрев трубопроводов, резервуаров и технологического оборудования в нефтяной промышленности. Л.: Недра, 1984. -148 с.

28. Электрогрелка ГТ 18Ц для разогрева вязких нефтепродуктов (масел) в железнодорожных и автомобильных цистернах // Транспорт ихранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. НТИС. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983. - №3. - С. 38.

29. Авт. свид. СССР №1193069, B65D88/74. Способ выгрузки парафина из цистерн / В.И. Рыжиков. Опубл. 1985, бюл. №43.

30. Новое устройство типа ПГМП 4 для подогрева и слива нефтепро- ■ дуктов из железнодорожных цистерн У К.И. Кирюшкин, А.Н. Левенцов,

31. B.П. Свиридов, А.И. Шапилов Н Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. НТИС. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1970.-№12.-С. 38.

32. Свиридов В.П., Болдов Н.Г., Трошкин Е.И. Новая конструкция электрического подогревателя железнодорожных цистерн II Транспорт иSхранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. НТИС. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977. - №10. - С. 22 - 25.

33. Авт. свид. СССР №1009923, B65D88/74, F04D13/08, B65G69/20. Устройство для разогрева застывающих жидкостей / Г. М. Водяник, B.C. Крутиков, О.В. Чернов, Г.Д. Добровольский. Опубл. 1983, бюл. №2.

34. Авт. свид. СССР №988673, B65D88/74, Н05В6/10. Устройство для разогрева застывающих жидкостей / А.Н. Тазов, Е.П. Макаров. -Опубл. 1983, бюл. №2.

35. Авт. свид. СССР №996286, B65D88/74, B65G69/20. Устройство для разогрева вязкой жидкости в цистерне / С.И. Шабанов, В.П. Гончаров,

36. C.М. Сатюгов и др. Опубл. 1983, бюл. №6.

37. Авт. свид. СССР №1109347, B65D88/74. Устройство для разогрева вязких продуктов в цистерне паром / З.Ш. Райхель, С.М. Лайт, З.И. Фонарев, Е.М. Сощенко. Опубл. 1984, бюл. №31.

38. Свиридов В.П., Болдов Н.Г. Установка для подогрева и слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн. Уфа: ВНИИСПТ-нефть, 1980. - 5 с.

39. Авт. свид. СССР №418421, B65G69/20. Способ слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн / В.П. Свиридов, А.В. Сидоренко, М.Н. Фокин. Опубл. 1974, бюл. №9.

40. Авт. свид. СССР №1395586, B67D5/62. Способ слива затвердевающих жидкостей из железнодорожных цистерн и устройство для его осуществления / И.П. Пылаев, Н.Г. Громов, А.В. Меньшиков, В.Д. Ленкин. Опубл. 1988, бюл. №18.

41. Пылаев И.П., Ленкин В.Д. Гидротермодинамический способ разгрузки железнодорожных цистерн с застывающими грузами / ЛИИЖТ. Л., 1988. - 16 с. - Деп. В ЦНИИТЭИ МПС 8.06.88, №4530.

42. Разогрев и слив высоковязких и застывающих грузов из железнодорожных цистерн гидротермодинамическим способом / И. П. Пылаев, В.Д. Ленкин, Н.Н. Копейкин // Тез. Докл. 53-й науч.-технич. Конф. ПИИТа, СПб., 5-10 апр. 1993 г. СПб., 1993. - С. 56.

43. Установка нижнего слива для разгрузки цистерн с вязкими грузами гидротермодинамическим способом / И.П. Пылаев, В.Д. Ленкин, Н.Н.

44. Копейкин //Тез. Докл. 53-й науч.-технич. Конф. ПИИТа, СПб., 5-10 апр. 1993 г. СПб., 1993. - С. 56.

45. Устройство для гидротермодинамической разгрузки цистерн с мазутом / И.П. Пылаев, В.Д. Ленкин, Н.Н. Копейкин // Тез. Докл. 53-й науч.-технич. Конф. ПИИТа, СПб., 5-10 апр. 1993 г. СПб., 1993. - С. 57.

46. Технико-экономическая оценка гидротермодинамического способа разгрузки цистерн / И.П. Пылаев, В.Д. Ленкин, Н.Н. Копейкин // Тез. Докл. 53-й науч.-технич. Конф. ПИИТа, СПб., 5-10 апр. 1993 г. -СПб., 1993.-С. 57.

47. Белосельский Б.С. Топочные мазуты. М.: Энергия, 1978. - 256 с.

48. Авт. свид. СССР №1024390, B65D88/74. Устройство для разогрева вязких жидкостей в железнодорожной цистерне / В.И. Рябов, А.Г. Юдин. Опубл. 1983, бюл. №23.

49. Абрамзон Л.С., Илембитов М.С., Шлидерман В .Я. Эжекторная выкачка нефтепродуктов с высокой упругостью паров. М.: Гостехиздат, • 1961.- 77 с.

50. Аренбристер В.В. Технико-экономический анализ потерь нефти и нефтепродуктов. М.: Химия, 1975.-160 с.

51. Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям/ Н.И. Итинская, Н.А. Кузнецов. М.: Колос, 1982.- 208 с.

52. Попова З.И. и др. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1972.-87 с.

53. Бударов И.П. Потери от испарения моторных топлив при хранении. -М.: ВНИИСТ ГЛАВГАЗА СССР, 1961.- 262 с.

54. Иванов Н.Д. Эксплуатационные и аварийные потери нефтепродуктов и борьба с ними.- Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Недра, 1973.-160 с.

55. Воробьев Е.И., Прусаков В.М., Душутин К.К. Охрана атмосферы и нефтехимия. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 232 с.

56. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. -448 с.

57. Берлянд М.Е. Актуальные вопросы исследований атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. В кн.: Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. Т. 1. - М.: Гидрометеоиздат, 1981, с. 9-22.

58. Гавашели Ш.Г., Монаселидзе Д.В., Цицкишвили М.С. Прогноз загрязнения воздушного бассейна крупных городов и промышленных центров Закавказья. В кн.: Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. Т. 1. - М.: Гидрометеоиздат, 1981. - С. 130-136.

59. Сонькин Л.Р. Изучение загрязнения воздуха в городах. В кн.: Метеорологические аспекты промышленных загрязнений атмосферы. -М.: Гидрометеоиздат, 1968. - С. 57-63.

60. Сонькин Л.Р., Иванова Е.И., Пьянцев Б.Н. и др. Разработка вопросов прогнозирования загрязнения воздуха. В кн.: Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. Т. 2. М.: Гидрометеоиздат, 1981. -С. 94-99.

61. Сонькин Л.Р., Соломатина И.И. Прогнозирование загрязнения воздуха. В кн.: Проблемы контроля и обеспечения чистоты атмосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 52-59.

62. Чебаненко Б.Б. О методах охраны атмосферного воздуха от промышленных выбросов в условиях Восточной Сибири. В кн.: Проблемы контроля и обеспечения чистоты атмосферы. Сб. докл. Все-союз. семинара при ВДНХ. - М.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 60-68.

63. Шевчук А.И. Аэросиноптические условия установления длительных периодов максимального загрязнения воздуха в г. Кемерово. В кн.: Вопросы прикладной климатологии Западной Сибири. Труды НИИАК (Новосибирский филиал). - М.: Гидрометеоиздат, 1966. - С. 96.

64. Шевчук А.И. Аэросиноптические особенности периодов максимального загрязнения атмосферы в городах Сибири. В кн.: Метеорологические аспекты промышленных загрязнений атмосферы. - М.: Гидро- . метеоиздат, 1968. - С. 77-80.

65. Шевчук А.И., Введенская Л.И. Численные характеристики метеорологических условий, сопутствующих периодам высокого загрязнения атмосферы в Западной Сибири.- В кн.: Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - С. 352-356.

66. Гудерман Р. Загрязнение воздушной среды /Пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 200 с.

67. Томас М.Д. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на растения. В кн.: Загрязнение атмосферного воздуха. - Женева: ВОЗ, 1962. - С. 251-306.

68. Linzon S.N. Damage to eastern white pine by sulfe dioxide semimature-tissue needle blight, and ozone. J. Air Pollut. Control Assoc., 1966, v. 16, №3, p. 140-144.

69. Правила пожарной безопасности при перевозке в железнодорожных цистернах сжиженных углеводородных газов / В.И. Горшков, В.Н. Филиппов и др. // Взрывобезопасность, 1993. №3. - С. 23-30.

70. Филиппов В.Н. Обеспечение безопасности перевозки опасных грузов // Железнодорожный транспорт, 2002. №3. - С. 37-39.

71. Балалаев А.Н. Выбор оптимальной схемы установки для конденсации и утилизации паров нефтепродуктов после слива их из цистерн // Известия Самарского научного центра РАН, 2003, специальный выпуск «Проблемы транспорта».- Самара, 2003. С. 100-105.

72. Балалаев А.Н. Моделирование газодинамических аппаратов и теплотехнических процессов железнодорожного транспорта: Научное издание. Самара: Изд-во СамГАПС, 2004. - 193 с.

73. Патент РФ №2060920, B65D90/38. Способ предотвращения испарения легких фракций нефтепродуктов и их пожаротушения / А.Х. Мир-заджанзаде, И.М. Ахметов, С.П. Шандин, А.Г. Щеренков, Г.М. Пана-хов. Заявка №93053319/13 от 25.11.93, опубл. 1996, бюл. 15.

74. Авт. свид. СССР №1595761, B65D90/30. Способ сокращения потерь легкоиспаряющейся жидкости в емкости / Р.Х. Сандт, К.К. Цедрик и Г.В. Филиппов. Заявка №4269894/31-13 от 16.07.87, опубл. 1990, бюл. 36.

75. Авт. свид. СССР №1684179, B65D90/30. Установка для хранения • нефти и нефтепродуктов / А.Б. Сулейманов, Н.А. Аббасов, С.М. Аба-сов и др. Заявка №4718283/13 от 30.06.89, опубл. 1991, бюл. 38.

76. Патент РФ №2053178, B65D90/30. Способ сокращения потерь легкоиспаряющегося жидкого продукта, хранящегося в емкости / Р.Х.Сандт, Г.В.Филиппов. Заявка №92015603/13 от 30.12.92, опубл. 1996, бюл. 3.

77. Авт. свид. СССР №381577, B65D87/38. Устройство для разогрева вязких жидкостей в цистернах / О.В. Варичев, В.И. Бражников и П.И. Варенец. Заявка №1463761/23-26 от 03.08.70, опубл. 1973, бюл. 22.

78. Патент РФ №2039694, B65D88/74. Устройство для ускорения слива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн / В.Л. Дехтярев, Ю.П. Скакунов, Л.Л. Ельчинова, В.К. Шанин. Заявка №93017384/13 от 05.04.93, опубл. 1995, бюл. 20.

79. Патент РФ №2074107, B65D88/74. Устройство для слива-налива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн / С.Д. Угрюмова, Г.П. Коблов. Заявка №95100737/13 от 20.01.95, опубл. 1997, бюл. 6.

80. Патент РФ №2048392, B65D88/74. Устройство для нагрева и слива вязкой жидкости / В.В. Мусийчук. Заявка №5064352/13 от 30.05.91, опубл. 1995, бюл. 32.

81. Патент РФ №2103212, B65D88/74. Устройство для разогрева и слива мазутов из железнодорожных цистерн / Е.Л. Левченко, А. И. Жиров, А.С. Шаранов и др. Заявка №96119143/13 от 26.09.96, опубл. 1998, бюл. 3.

82. Патент РФ №2103211, B65D88/74. Способ разогрева в емкости загустевших продуктов и устройство для его осуществления / Д.А. Бочка-рев, Э.Г. Васильев, А.Г. Еремеев и др. Заявка №96110813/13 от 29.12.96, опубл. 1998, бюл. 3.

83. Патент РФ №2059556, B65D88/74. Устройство для подогрева раствора / А.И. Репин, В.И. Прудников. Заявка №93030819/13 от 15.06.93, опубл. 1996, бюл. 13.

84. Паренюк М.А. Обзор методов сбережения остатков груза после слива их из цистерн / Самарская гос. акад. путей сообщ. Самара, 2003. -23 с. - Деп. в ВИНИТИ 17.12.2003, N% 2196-В2003.

85. Балалаев А.Н. Математическая модель газового эжектора на основе идеальных элементов // Изв. вузов. Сер. Машиностроение. 2003. -№ 9.- С. 21-28.

86. Балалаев А.Н. Моделирование вихревого циклона с помощью идеальных элементов // Изв. вузов. Сер. Машиностроение. 2000. - № 3.-С. 36-40.

87. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - 472 с.

88. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Изд. 2-е доп. И перераб. - М.: Наука, 1972. - 720 с.

89. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. 3-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -352 с.

90. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов (Рекомендуемые значения) / Под ред. В.М. Татевского. М.: Изд-во нефтяной и горно-топливной литературы, 1960. - 412 с.

91. Свид. на полезную модель № 24401, МКИ7 В 04 С 5/103. Циклон / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. № 2002100854/20; Заявлено 08.01.02; Опубл. 10.08.02; Приоритет 08.01.02 // Изобретения. Полезные модели. - 2002. - № 22 (III ч.). - С. 617.ч

92. Балалаев А.Н. Моделирование работы вихревой трубы на влажном воздухе // Изв. вузов. Сер. Машиностроение. 2001. - № 6.- С. 25-31.

93. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. Изд. 2-е перераб. и доп. - Самара: Оптима, 1997. - 292 с.

94. Балалаев А.Н. Влияние режимов работы вихревых устройств на их расходные характеристики / Материалы 5 Всесоюзн. научн.-техн. конф. // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев: КуАИ, 1988. - С. 38-42.А

95. Боттерилл Дж. Теплообмен в псевдоожиженном слое: Гидродинамические характеристики псевдоожиженного слоя и их влияние на его теплообменные свойства / Пер с англ. М.: Энергия, 1980. - 344 с.

96. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения / Под ред. В.М. Бродянский. М.: Энергоатомиздат, 1988.-288 с.

97. Свид. об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004610876. Расчет эффекта конденсации в вихревом циклоне / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. Заявка № 2004610332 от 17.02.04; Зарег. 12.04.04 в Реестре программ для ЭВМ.

98. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. 2-е изд. - М.: Энергия, 1973.-320 с.

99. Свид. об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004610877. Расчет характеристик различных вихревых труб / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. Заявка № 2004610333 от 17.02.04; Зарег. 12.04.04 в Реестре программ для ЭВМ.

100. Патент РФ на полезную модель №32766, B65D88/74. Установка для разогрева и слива загустевающих жидкостей из железнодорожных цистерн / А.Н. Балалаев, М.А. Паренюк. Заявка №2003117155/20 от 09.06.2003, опубл. 2003, бюл. 27.

101. Балалаев А.Н., Лисевич Т.В., Паренюк М.А. Эксергетический анализ различных методов слива загустевающих жидкостей из цистерн / . СамГАПС. Самара, 2003. - 13 е.: ил. - Библиогр.: 7 назв. - Рус. -Деп. в ВИНИТИ 13.12.2003, N% 2195-В2003.

102. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение: Справочник / Под ред. проф. Б.В.Лошкова. М.: Химия, 1966. - С. 242.

103. Пылаев И.П., Копейккн Н.Н. Тепловые затраты на разогрев железнодорожных цистерн с мазутом комбинированным способом / Петербургский гос. ун-т путей сообщ. СПб, 1994. -15 с. - Деп, в ЦНИИТЭИ МПС 02.09.94, № 5929.

104. Методические указания по определению экономической эффективности новой техники, изобретении и рационализаторских предложений на железнодорожном транспорте / МПС СССР. Разраб. Э.И. Хайт. М.: Транспорт, 1980. -144 с.

105. Нормативно-правовые основы обеспечения экологической безопасности на железнодорожном транспорте: Справочная книга / В.К. Васин, В.И. Купаев, В.Н. Тушонков, Н.И. Узиков. Под общ. ред. академика МПА Н.И. Узикова. - М.: Желдориздат, 2001. -180 с.