Средства контроля и сигнализации сдвига цистерны для пунктов
слива-налива жидкого хлора и аммиака
К. т.н. (Российский центр "Хлорбезопасность"),
В, Ю, А, В (Государственный ракетный центр "КБ им. Академика ")
В технологических процессах многих отраслей промышленности используются жидкий хлор и аммиак. Требованиями правил ПБ [1] предусмотрено оборудование пунктов слива-налива сигнализаторами сдвига вагона-цистерны и включение их в систему автоматической противоаварийной защиты, обеспечивающую, в случае срабатывания, автоматическое перекрытие запорной арматуры на железнодорожной цистерне и технологических трубопроводах. Аналогичные требования установлены правилами ПБ [2] при эксплуатации аммиачных холодильных установок в процессе слива-налива аммиака в железнодорожные и автомобильные цистерны.
Средства сигнализации должны обладать высокой надежностью при работе их на открытом воздухе в условиях воздействия дождя, снега, солнечной радиации при температуре окружающей среды от минус 40 до +50 ºС в непрерывном круглосуточном режиме. При этом конструкция сигнализатора сдвига должна позволять адаптировать его к работе как с железнодорожной вагон-цистерной, так и с автомобильными цистернами с учетом возможной некоторой неточности установки их на точку слива-налива. Для обеспечения высокой достоверности средства сигнализации должны обладать свойствами самодиагностирования и информировать о неисправностях.
Такие средства под наименованием «Сигнализатор сдвига цистерны» созданы при научной поддержке Российского Центра "ХЛОРБЕЗОПАСНОСТЬ" в Государственном ракетном центре "КБ имени академика " на основе опыта разработок для потребностей оборонного комплекса. Сигнализатор прошел полный цикл опытной отработки, необходимых автономных и натурных испытаний, его промышленное производство освоено дочерним предприятием Государственного ракетного центра – ООО "Конверсия - нефть".
Основными узлами является собственно сигнализатор сдвига НХ109.000 и электронный прибор под наименованием блок "БРИЗ" НХ71.000-01.
Устанавливаемый вблизи железнодорожного пути или места установки автоцистерны на пункте слива-налива, сигнализатор конструктивно состоит из опоры 1 (рис), поворотного корпуса 2 и подгонной штанги 3. На конце подгонной штанги установлен чувствительный элемент 4, в качестве которого используется вихретоковый сигнализатор положения, который бесконтактно взаимодействует с металлическим элементом ("маячком") транспортного средства (тележка железнодорожного вагона-цистерны или обод колеса автоцистерны)
Рисунок. 1. Опора, 2. Поворотный корпус, 3.Подгонная штанга, 4.Чувствительный элемент.
Схема работы сигнализатора выглядит следующим образом. Чувствительный элемент 4, закрепленный на подгонной штанге 3, размещается на расстоянии до 4 мм (бесконтактно) от металлического выступа транспортного средства ( в качестве взаимодействующего элемента может быть использован "маячок" в виде металлической пластины, закрепляемой на транспортном средстве, например с помощью постоянного магнита). Чувствительный элемент выполнен в виде катушки индуктивности с открытым в сторону активной поверхности (("маячка") магнитопроводом. Перед активной поверхностью магнитопровода излучается электромагнитное поле; расположенный напротив "маячок" вносит потери в это поле, в результате чего выходной сигнал ЧЭ принимает минимальное значение. При перемещении (сдвиге) транспортного средства (а вместе с ним и «маячка») шунтирование "маячком" электромагнитного поля прекращается, выходной сигнал принимает максимальное значение.
Штанга 3 сигнализатора имеет два положения: - "ИСХОДНОЕ" и "РАБОЧЕЕ" (рис). В рабочее положение штанга переводится вращением вокруг оси А.
В рабочем положении штанги 3 сигнализатор срабатывает при сдвиге транспортного средства от зафиксированного положения по направлению движения на расстояние до ±25 мм, что является вполне приемлемым при подключении цистерны даже к стационарным трубопроводам с помощью съемных (изогнутых) участков трубопроводов. Сигнализатор формирует сигналы предупреждения в случае сдвига штанги 3 из рабочего положения в результате несанкционированного механического воздействия на неё, обрыва или короткого замыкания кабеля, соединяющего его с блоком БРИЗ. Информация сигнализатора по кабелю передается на устанавливаемый в операторной блок БРИЗ. Блок БРИЗ обеспечивает взрывозащищенность сигнализатора, осуществляет его питание, диагностику и управление цепями автоматики путем коммутации контактов выходных реле.
Поворотный корпус 2 позволяет обеспечить нормальную работоспособность сигнализатора при неточности установки транспортного средства на точку слива-налива до ±250 мм.
В настоящее время более 20 комплектов сигнализаторов сдвига НХ109.000 эксплуатируются в хлорных хозяйствах систем водоснабжения, на химических комбинатах и в металлургических производствах. На применение сигнализаторов в химически опасных и взрывоопасных производствах выданы соответствующие разрешения Ростехнадзора.
Применение сигнализаторов на пунктах слива-налива хлора, аммиака, на опасных производственных объектах, работающих с взрывоопасными, токсичными и агрессивными жидкостями, позволит в сочетании с другими техническими средствами предотвращать и локализовать аварийные ситуации.
1. ПБ Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора.
2. ПБ Правила безопасности аммиачных холодильных установок.
