Предназначение и конструкция резервуара с понтоном

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Канашский транспортно-энергетический техникум» Министерства образования и молодёжной политики Чувашской Республики

КУРСОВАЯ РАБОТА

Предназначение и конструкция резервуара с понтоном

Специальность 21.02.03. Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Выполнил: Кабалин И.А.

студент 3 курса группы ЭГНП-01-15

Научный руководитель:

Асташкин Сергей Олегович

преподаватель спецдисциплин

Канаш- 2018



Оглавление

Введение

Глава 1. Резервуар и его оборудование

1.1 Понятие резервуар и его разновидности

1.2 Основное оборудование резервуара

1.3 Разновидности резервуров

1.4 Разновидности резервуаров по виды крыши

Глава 2. Резервуары с понтоном

2.1 Предназначение и особенности понтона

2.2 Устройство и принцип работы

2.3 Аксессуары для понтонов

2.4 Монтаж и ремонт

Глава 3. Разновидности понтонов

3.1 Резервуар с плавающей понтонной крышей

3.2 Резервуар с открытым плавающим понтоном

3.3 Резервуар с герметичной крышей и стальным понтоном

3.4 Резервуар с герметичной крышей и пластмассовым понтоном

Заключение

Список литературы



Введение

резервуар понтон герметичный плавающий

При хранении нефти и нефтепродуктов особо выделяют такое отрицательное свойство данных сред как испарение. Интенсивность его зависит от множества факторов-вида и температуры хранимого продукта, площади испарения, режима эксплуатации, условий окружающей среды, давления насыщенных паров и т.д.

Следует отметить, что интенсивность испарения светлых нефтепродуктов значительно выше чем у вязких. Для минимизации данного явления разрабатывается комплекс мер, наиболее эффективной из которых является использование в вертикальных цилиндрических резервуарах плавающей крыши либо понтона.

Понтоны для вертикальных резервуаров устанавливаются для снижения испарения с зеркала нефтепродукта, из-за чего ухудшается его качества при переработке или транспортировке. Они располагаются между стационарной крышей и продуктом. При хранении легковоспламеняющихся жидкостей происходит испарение и попадание вредных горючих газов в атмосферу, что приводит к возможному воспламенению и экономическим потерям оператора нефтехранилища.

В данной курсовой работе я рассмотрел резервуары, которые используют в роли крыши понтоны. Рассмотрел их предназначение, конструкцию и виды. Я считаю, что данный вид конструкции достаточно эффективно справляется с поставленной целью для сдерживания паров нефтепродуктов при хранении их в резервуарах.



Глава 1. Резервуар и его оборудование

1.1 Понятие резервуар и его разновидности

Резервуар -- ёмкость для хранения нефти и продуктов её переработки. Первые нефтяные резервуары появились в России в 18 веке и представляли собой земляные ямы (амбары) глубиной 4-6 м с деревянной крышей, подземные каменные резервуары, а также деревянные чаны, стянутые железными обручами. Первый в мире стальной клёпанный резервуар был построен в России в 1878 по проекту В. Г. Шухова и А. В. Бари. С 1912 в России стали применяться железобетонные резервуары, в США -- сборно-разборные резервуары вместимостью от 15 до 1600 м³. В 1921 в США впервые сооружён металлический сварной резервуар вместимостью 500 м³, в 1935 в CCCP -- 1000 м³.

Нефтяные резервуары подразделяются по расположению на наземные, подземные (включая заглубленные резервуары) и подводные; по материалам, из которых изготовляются, -- на металлические (из сталей, цветных металлов и их сплавов), железобетонные, каменные, земляные (амбары), деревянные, стеклопластиковые, пластмассовые, резинотканевые; по величине избыточного давления -- на резервуары низкого (Ри0,002 МПа), повышенного (0,002<Ри0,067 МПа), высокого (Ри>0,067 МПа) давления; по форме оболочки -- на вертикальные и горизонтальные цилиндрические резервуары, каплевидные резервуары, шаровые резервуары, прямоугольные; по состоянию хранимого продукта -- для маловязких нефтей и нефтепродуктов (применяются также резервуары с гибкими разделительными оболочками -- мембранами для хранения нескольких нефтепродуктов в одном нефтяном резервуаре), для высоковязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов, требующих подогрева, для сжиженных газов; по способу установки -- стационарные и передвижные.



1.2 Основное оборудование резервуара

Рисунок 1- Конструкция и состав РВС: 1 -- клапан дыхательный совмещённый КДС, 2 -- клапан дыхательный механический КДМ, 3 -- клапан аварийный АК, 4 -- совмещённый механический дыхательный клапан СМДК, 5 -- клапан дыхательный механический КДМ-50, 6 -- патрубок вентиляционный ПВ, 7 -- люк замерный ЛЗ, 8 -- люк монтажный ЛМ, 9 -- люк световой ЛС, 10 -- генератор пены средней кратности ГПСС, 11 -- пробоотборник плавающий резервуарный ПП, 12 -- пробоотборник стационарный резервуарный органного типа ПСР ОТ, 13 -- пробоотборник стационарный секционный резервуарный ПСР, 14 -- механизм управления хлопушкой боковой МУ-1, 15 -- механизм управления хлопушкой верхний МУВ, 16 -- хлопушка ХП, 17 -- приёмораздаточное устройство ПРУ, 18 -- кран сифонный КС, 19 -- люк-лаз ЛЛ, 20 -- приёмораздаточный патрубок ПРП.

Марка, тип оборудования и аппаратуры, размеры, комплектность должны соответствовать требованиям и указаниям проекта в зависимости от хранимого продукта и скорости наполнения и опорожнения резервуара. Проект «Оборудование резервуара» выполняется специализированной проектной организацией (Генеральным проектировщиком). Оборудование должно обеспечивать надёжную эксплуатацию резервуара и снижение потерь нефти и нефтепродуктов.

Резервуары, в зависимости от назначения и степени автоматизации, с учётом сорта хранимых нефти и нефтепродуктов или других жидких сред оснащаются:

· приёмо-раздаточными устройствами с местным или дистанционным управлением;

· дыхательной аппаратурой;

· приборами контроля и автоматической сигнализацией

· приборами местного или дистанционного измерения уровня и температуры хранимых жидкостей (уровнемеры, манометры для контроля давления в газовой среде);

· автоматической сигнализацией верхнего и нижнего предельных уровней (сигнализаторы уровня);

· устройствами отбора проб или средней пробы (сниженные пробоотборники ПСР);

· устройствами для удаления подтоварной воды;

· устройствами для подогрева высоковязких и застывающих нефти и нефтепродуктов;

· устройствами для предотвращения накопления отложений в резервуаре;

· устройствами для зачистки;

· световыми и монтажными люками, люками-лазами и патрубками для установки оборудования;

· устройствами и средствами обнаружения (пожарными извещателями) и тушения пожаров;

· устройствами молниезащиты, заземления и защиты от статического электричества;

· предохранительными клапанами.

1.3 Разновидности резервуров

На сегодняшний день резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, существуют во множестве различных вариантов. Это связано с тем, что современные технологии позволяют точно определить, какая ёмкость лучше всего подходит в той или иной ситуации, ведь на разных этапах переработки нефть имеет разные химические и даже физические свойства, и резервуар ей требуется соответствующий. Существует несколько различных классификаций резервуаров, каждая из которых имеет свои особенности. Например, в зависимости от своего расположения, ёмкости могут быть:

· Наземными, когда весь резервуар находится на поверхности земли.

· Полуподземными, когда основная часть цистерны находится в земле а наружу выходит только горловина.

· Полностью подземными, предназначенными для более долгого хранения и экономии свободного места.

· Подводными, требующими повышенного внимания.

Рисунок 1 - Типы резервуаров по расположению

Одной из главных классификаций является тип материала, из которого выполнены резервуары. В зависимости от него, их можно разделить на каркасные и мягкие. Если же говорить более подробно, то ёмкости могу быть:

· Железобетонные, отличающиеся надёжностью, но имеющие и ряд недостатков, в том числе сложности при транспортировке.

· Металлические, при создании которых используются лучшие сплавы.

· Неметаллические, к которым относятся пластиковые и стеклопластиковые резервуары, а также резинотканевые ёмкости.

· Оборудованные в природных условиях, то есть те резервуары, при создании которых использовались природные пустоты, будь то шахты или что-либо ещё.

Ещё одним различием можно считать саму форму резервуара, которая бывает следующих видов:

· Цилиндрическая - самый популярный вариант, обеспечивающий возможность создании резервуара практически любой вместительности и не требующая особых усилий при обслуживании.

· Сферическая - более специфичный тип ёмкости для хранения нефти и нефтепродуктов, отличающийся круглой формой и необходимостью создания специальной конструкции для установки.

· Каплевидная. Подобная форма резервуара относится к тем вариантам, которые созданы из так называемых мягких материалов. Иными словами, при создании каплевидных ёмкостей не используется каркас, что позволяет оборудовать такой резервуар практически в любом месте, однако требует и большего внимания при создании и уходе.

Рисунок 2 - Типы резервуаров по форме



Отдельного внимания заслуживает классификация резервуаров, применяющаяся при их создании и зависящая от того, какой объём будет у ёмкости и где она будет расположена. Всего существует три класса:

1. Первый класс включает в себя наиболее опасные резервуары, объём которых превышает десять тысяч кубических метров. Также к первому классу относятся те ёмкости, чей объём превышает пять тысяч кубических метров и при этом они расположены в черте города или на берегу крупного водоёма.

2. Второй класс включает в себя резервуары повышенной опасности объёмом от 5 до 10 тысяч кубических метров.

3. К третьему классу относятся ёмкости объёмом от 100 до 5000 метров в кубе.

Помимо этого, существуют и другие методы классификации. Например, по виду крыши резервуара. В любом случае при создании подобного места для хранения нефти или нефтепродуктов, необходимо учесть все детали. В противном случае можно столкнуться с большими проблемами.

1.4 Разновидности резервуаров по виды крыши

Стационарные крыши резервуаров.

Они применяются для предотвращения загрязнения воздуха легковоспламеняющимися испарениями. Бывают бескаркасными и каркасными. Бескаркасная конструкция применяется для малых объемов - до 5000 м³.

Каждый тип может иметь две разные геометрические формы: коническую или сферическую.

Бескаркасные крыши - это лист настила конической или сферической формы в зависимости от объема: конические бескаркасные устанавливаются при объеме до 1000 м³, а сферические - до 5000 м³.

Каркасные крыши - это несущая металлическая конструкция, которая крепится к обечайке, и настил, свободно опирающийся на каркас. Их еще называют легкосбрасываемыми. Они обладают большей сопротивляемостью высоким динамическим нагрузкам и используются при объеме более 5000 м³. Они изготавливаются во взрывозащищенном исполнении, так как могут выполнять функцию аварийного клапана в случае повышения давления: вместо серьезного разрушения и деформации отрывается настил в месте приварки каркаса, т.к. сам настил не крепится к корпусу. Таким образом обеспечивается целостность.

Плавающая крыша стальных резервуаров.

Они применяются при максимальной снеговой нагрузке не более 1,5 кПа и специально монтируются с пригрузом центральной части для уклона к центру, что не дает попасть рабочему продукту на поверхность.

Плавающие крыши бывают однодечными и двудечными. Однодечная конструкция имеет эксплуатационные ограничения: они устанавливаются на корпус с диаметром до 50 м с максимальной ветровой нагрузкой 100 км/ч. Двудечная является усиленным вариантом, который обладает большей плавучестью.

Понтоны для вертикальных резервуаров.

Они используются совместно со стационарным настилом. Понтон - это жесткий диск, сделанный из стали или алюминия. Он должен закрывать не менее 90% поверхности и быть обязательно газонепроницаемыми, что предотвращает потери рабочей среды.



Рисунок 3 - Условные схемы резервуаров с разными типами крыш



Глава 2. Резервуары с понтоном

2.1 Предназначение и особенности понтона

Понтон в резервуаростроении - это жесткий плавучий диск из алюминия, стали или синтетических материалов, помещаемый в вертикальный резервуар со стационарной крышей на зеркало хранимого продукта. Цель оборудования резервуара понтоном - уменьшение испарения хранимого продукта.

По конструкции понтоны - это жесткая плавучая конструкцию в форме диска со свойствами газонепроницаемости. Понтон должен закрывать от 90% поверхности хранимого в резервуаре продукта. Газонепроницаемость обеспечивается специальными уплотняющими затворами, монтируемыми в кольцевом зазоре между краем понтона и стенкой резервуара.

Большинство наших клиентов отдает предпочтение алюминиевым понтонам в силу их легкости и долговечности. Также в пользу алюминиевых понтонов говорит удобство их монтажа (понтон собирается внутри резервуара без каких-либо специальных конструкций и механизмов). Также удобно, что понтон монтируется в уже готовом резервуаре, все детали загружаются в резервуар через люк-лаз, не требуется антикоррозионная защита понтона. Естественно, одна из главных характеристик понтона - его непотопляемость. Этот показатель увеличивается с ростом металлоемкости понтона.

В процессе хранения и перевалки таких продуктов их испарение, возникающее в результате малых и больших «дыханий» резервуаров, ведет к существенным экономическим потерям, качество продукта снижается и ухудшается экология. Согласно предписаниям государственных контрольно- надзорных органов, допустимыми признаются потери до 2,5 кг/тонну продукта. При этом, на практике, при хранении летучих продуктов в резервуарах без понтона, потери от испарений в разы превышают этот показатель.

Например, основываясь на расчете Министерства Энергетики РФ от 13.08.2009 года, можно проанализировать величину потерь продукта. Так, при хранении бензина в резервуаре объемом 1000мі с оборачиваемостью продукта 24 раза в год, потери от естественного испарения составляют 114 341 литров в год. При расчетной стоимости продукта 20 рублей за литр - это 2 286 835 рублей прямых потерь в год с одного резервуара.

Соответственно, установка в резервуар понтона окупается меньше чем за год. В процессе эксплуатации понтоны незатратны, не требуется их ремонт и антикоррозийная защита.

Чаще всего понтоны для резервуаров РВС изготавливаются из легких материалов (алюминия, нержавеющей стали или их комбинации).

Преимущества использования алюминиевых понтонов для резервуаров РВС:

· экономический эффект -- сокращение потерь нефтепродуктов от испарения (снижение потерь может достигать 95-98%);

· уменьшение загрязнения окружающей среды -- понтоны уменьшают площадь испарения и выброс паров в атмосферу;

· алюминиевые понтоны предотвращают образование наружной пожаровзрывоопасной зоны у резервуара;

· экономия средств при монтаже - компактная модульная конструкция устанавливается в резервуаре через люк-лаз без необходимости создания дополнительных проемов.

Уникальная конструкция плавающего понтона позволяет обходиться без регулярного технического обслуживания.

Понтоны для резервуаров могут быть выполнены следующих типов:

· металлические чашеобразные, оснащенные вертикальной стенкой по

· периметру края, контактируют с хранимым продуктом,

· металлические с переборками и открытыми сверху отсекателями,

· металлические на поплавках, покрытие которых находится над продуктом,

· металлические понтонные и имеющие закрытые понтоны,

· металлические из панелей типа «сэндвич» и из пластиковых панелей типа «сэндвич»,

· металлические двудечные.

Понтоны бывают следующих разновидностей:

1. Понтон однодечной конструкции:

· рулонируемые понтоны (понтоны с открытыми отсеками) имеют центральную однослойную мембрану (деку), которую в случае необходимости разделяют на отсеки; по периметру расположены кольцевые короба (открытые или закрытые сверху);

· щитовые понтоны, состоящие из крупногабаритных прямоугольных коробов, изготовленных на заводе и соединенных между собой при монтаже картами листового настила. Применяют щитовые понтоны в резервуарах объемом от 5000 м и выше.

2. Понтоны двухдечной конструкции из герметичных коробов.

3. Понтоны на поплавках имеют герметичный настил, покрытие таких понтонов находится над продуктом:

· поплавкового типа из рулонных заготовок;

· поплавкого типа "Альпон" из сборных алюминиевых элементов.

4. Многослойный понтон с металлической мембраной, покрытую слоем пенополиуретана не менее 40 мм толщиной с металлической или полиуретановой обшивкой.

В понтонах могут использоваться различные типы уплотняющих затворов:

· Затворы, специально разработанные для данных понтонов, соответствуют наиболее строгим нормативным требованиям по контролю эмиссии.

· Одиночный или двойной щелочный уплотняющий затвор - применяется для большинства нефтехимических продуктов. Данный тип полиэтиленовых затворов является стандартным и может использоваться в 80% случаев.

· Щелочный уплотняющий затвор (одиночный или двойной), изготовленный из полиуретана с тефлоновым покрытием, используется если невозможно применение стандартного затвора.

· Затвор пружинного типа, оснащенный дополнительной юбкой, которая создает зазор до 30-50мм, подходит для резервуаров диаметром меньше 8 м.

· Затвор с тефлоновым покрытием применяется в случае, если невозможно использование стандартного затвора. Подходит для резервуаров, диаметр которых составляет меньше 8 м.

2.2 Устройство и принцип работы

Понтон выполнен в виде цилиндра, образованного тонкостенным диском и периферийным кольцом. Диаметр понтона определяется из расчета: внутренний диаметр резервуара минус 400 мм.

От периферийного кольца отходят ряды соединенных между собой цилиндрических поплавков, оснащенных стойками. При оснащении понтона необходимым количеством поплавков, обеспечивается 100% запас плавучести понтона. Поплавки погружены в продукт меньше, чем на 40%, благодаря чему между хранимой жидкостью и понтоном остается свободное пространство, которое заполняется парами продукта. Для предотвращения заполнения пространства над понтоном парами нефтепродукта понтон имеет по всему периметру периферийную юбку, которая, погружаясь в продукт, создает гидрозатвор.

Когда в резервуаре заканчивается продукт, понтон опирается на днище резервуара стойками, которые начинаются на стыке периферийного кольца с рядами поплавков. Благодаря оптимальной высоте стоек обеспечивается возможность размещения в нижней части резервуара патрубков ввода и вывода продуктов, сифона и прочего оборудования, а также возможность проведения регламентных работ.

Зазор, образованный периферийным кольцом и стенкой резервуара, закрывается уплотнением (уплотняющими затворами), обеспечивающим газонепроницаемость.

Для катодной защиты от язвенной коррозии основного прокатного листа возможно покрытие понтона дополнительным слоем из плакированных материалов.

Рисунок 4 - Один из видов понтонов: 1- стойка понтона; 2 - днище понтона; 3 - днище резервуара; 4 - стенка резервуара; 5 - направляющие трубы; 6 - покрытие резервуара

2.3 Аксессуары для понтонов

Понтоны могут быть оборудованы аксессуарами (стандартными или дополнительными), количество которых может варьироваться в зависимости от многих факторов (например, диаметр резервуара).

· Антиротационная (противоповоротная) система для предотвращения вращения понтона.

· Антистатическая система (заземление). Как правило, заземляющие кабели прикреплены к люку, чем обеспечивается легкий осмотр устройства.

· Противовакуумный клапан 24", собранный с люком. Открывается и закрывается автоматически вводным штоком и используется как в качестве люка, так и в качестве противовакуумного устройства, если резервуар пустой. Количество противовакуумных клапанов может меняться в зависимости от необходимости.

Дополнительно можно устанавливать:

· боковые переливные устройства,

· устройства, предотвращающие появление пены,

· колодцы для колонн, лестницы, направляющие/погружаемые стойки,

· пробоотборный колодец,

· плавающие направляющие для измерительных устройств,

· раструбы для устройств измерения температуры (термометров),

· входные диффузоры, которые рекомендуются, если скорость заполнения резервуара выше 1м/сек,

· плавающие всасывающие устройства,

· периферийные воздухоприемники для вентиляции резервуаров,

· центральный вентиляционный клапан на крыше,

· датчик коррозии,

· лестничные площадки.

2.4 Монтаж и ремонт

Монтажные работы осуществляются в соответствии с ВСН 311-89 "Монтаж стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов объемом от 100 до 50000 м³".

Монтаж в уже эксплуатируемый или вновь строящийся резервуар достаточно прост и осуществляется через люк-лаз в первом поясе стенки. В среднем, работы занимают 3-4 дня.

Возможна установка понтона после разворачивания днища и параллельно с развертыванием стенки: сначала монтируются периферийные короба, свариваются между собой, а затем центральный диск. Обе части крепятся к днищу на опорный плиты для стоек. Затем проверяется вертикальность понтона, проводится проверка на герметичность путем наполнения емкости водой. После проведенного испытания производятся окончательные сварочные работы.

Монтаж понтона осуществляется максимально быстро и просто. Для монтажа не требуется какое-либо специальное оборудование. Благодаря габаритным размерам деталей монтаж понтонов осуществляется через люк-лаз первого пояса резервуара.

Ремонт понтонов должен проводиться в соответствии с ремонтной документацией, разработанной в соответствии с требованиями нормативых документов.

Конструктивные элементы понтонов, на которых обнаружены дефекты, должны быть отремонтированы или заменены. Ремонт незначительных дефектов понтонов допускается выполнять безогневыми способами.

Все соединения понтона, подверженные непосредственному воздействию продукта или его паров, должны быть плотными и проверены на герметичность.

Замена или добавление основного или вспомогательного элемента затвора должны выполняться в соответствии с инструкцией изготовителя конструкций.

Ремонт понтонов из неметаллических материалов должен осуществляться в соответствии с рекомендациями изготовителя.

При появлении обдиров обкладочной резины и сквозных механических повреждений (порывов и пр.) в отдельных элементах уплотняющего затвора, дефектные элементы удаляют и заменяют новыми.



Глава 3. Разновидности понтонов

3.1 Резервуар с плавающей понтонной крышей

Он состоит из вертикального цилиндрического корпуса, открытого сверху, и помещенной внутри его с некоторым кольцевым зазором плавающей крыши. Кольцевая щель между краями крыши и стенкой резервуара перекрывается уплотняющим затвором. Вверху корпуса для обслуживания резервуара устраивается кольцевой балкон, на который ведет с земли наружная лестница; с балкона на плавающую крышу спускается внутренняя качающаяся лестница, шарнирно прикрепленная к верхней кромке корпуса резервуара. Внутренняя лестница перемещается по крыше при помощи катящейся опоры и не препятствует крыше изменять свое положение по высоте.

На нижней стороне крыши устраиваются опоры, на которые она садится при опорожнении резервуара. Для возможности осмотра и ремонта крыши и днища опоры делаются высотой от 1 до 2 м.

Для создания стока дождевой воды верхней поверхности плавающей крыши придается уклон по направлению к центру резервуара.

Удаление дождевой воды с поверхности плавающей крыши производится через дренажную систему, представляющую собой гибкий шланг или шарнирную трубу, прикрепленную к крыше и снабженную тремя поворотными шарнирами.

Нижняя поверхность крыши делается с подъемом к центру резервуара, чтобы образующиеся в небольшом количестве пары нефтепродуктов задерживались под крышей.

Резервуары с плавающими крышами имеют люки, лазы, замерные устройства, предохранительные и вакуумные клапаны, размещенные на крыше. Вакуумные клапаны необходимы для того, чтобы в опорожненном резервуаре не образовался вакуум, когда крыша на опорах. При заполнении резервуара предохранительные клапаны служат для выпуска воздуха, объем которого равен части объема резервуара, заключенного между крышей и днищем при нахождении крыши в нижнем положении.

Для нормальной эксплуатации резервуара плавающая крыша оборудуется дренажным и направляющим противоповоротным устройствами, катучей лестницей, опорными стойками, уплотнителем и другими устройствами.

Дренажное устройство является одним из основных конструктивных узлов резервуаров с плавающей крышей и предназначено для отвода в канализацию дождевых и талых вод с поверхности крыши. В центре плавающей крыши 3 устанавливается ливнеприёмник 5, к которому присоединена дренажная система.

Рисунок 5 - Резервуар с плавающей крышей:

1 - приемо-раздаточный патрубок с хлопушкой; 2 - запасной трос хлопушки; 3 - кольца жесткости; 4 - стенка резервуара; 5 - кольцевая площадка жесткости; 6 - огневой предохранитель; 7 - трубопровод раствора пены; 8 - опорные стойки плавающей крыши; 9 - водоприемник атмосферных осадков; 10 - сухопровод орошения стенки резервуара; 11 - плавающая крыша; 12 - опорная ферма; 13 - катучая лестница; 14 - бортик удерживания пены; 15 - опорная ферма; 16 - периферийный кольцевой понтон плавающей крыши; 17 - уплотнитель (затвор) плавающей крыши;18 - переходная площадка; 19 - шахтная лестница; 20 - трубчатая направляющая плавающей крыши; 21 - дренажная система; 22 - днище резервуара

Рисунок 6 - Дренажная система плавающей крыши: 1 - патрубок; 2 - задвижка; 3 - крыша; 4 - труба; 6 - поплавок; 7 - водоотводящий коллектор

Поплавок служит для уменьшения осевого усилия на трубы водоспуска при подъеме и опускании плавающей крыши. Водоотводящий коллектор монтируется на стойках, привариваемых к днищу резервуара, и заканчивается патрубком с запорной задвижкой. При эксплуатации резервуара задвижка должна быть закрыта. Она открывается только при выпадении осадков.

Дренажные системы бывают трех типов конструкций: гибкие, выполненные из прочного толстостенного рукава, изготовленного на основе синтетического каучука; жесткие, состоящие из стальных труб, соединенных между собой сальниковыми шарнирами; комбинированные, изготовленные из стальных труб с гибкими сочленениями. Водоспуски гибкой конструкции очень удобны для монтажа, но недолговечны при эксплуатации.

В местах прохода стойки через понтонные короба устанавливаются направляющие ролики, ограничивающие минимум смещения крыши, и резиновые уплотнения - для герметизации оставшегося зазора между стойкой и патрубком крыши. В соответствии с Инструкцией по проектированию стальных резервуаров рекомендуется при наличии двух направляющих располагать их диаметрально противоположно - у шахтной и катучей лестниц. Доступ на плавающую крышу осуществляется с наружной стороны резервуара через шахтную лестницу, переход и катучую лестницу (см. рис. 1). Верхний конец катучей лестницы шарнирно опирается на площадку, закрепленную на стенке резервуара. Нижний конец, снабженный катком, по мере подъема или опускания плавающей крыши передвигается по рельсовому пути, уложенному на опорной ферме, прикрепленной к настилу плавающей крыши. Ступени, катучей лестницы независимо от угла наклона ее от вертикали остаются горизонтальными.

3.2 Резервуар с открытым плавающим понтоном

Резервуары с открытыми плавающими понтонами, сооружаемые по типовым проектам емкостью 200, 400, 700,1000, 2000, 3000, 5000, 10 000, 15 000 и 20 000 м³, могут применяться в южных благоприятных климатических условиях. В северных районах с большим количеством атмосферных осадков, главным образом снега, сооружение плавающих крыш без защиты практически невозможно. В связи с этим в Советском Союзе применяются резервуары, имеющие, кроме плавающей крыши, еще и постоянную герметичную крышу. На изображении ниже резервуары с внешними герметичными крышами и стальными понтонами. Стационарная крыша выполняется щитовой по аналогии с типовыми резервуарами. Резервуары имеют емкость от 200 до 20 000 м³.

Кроме стальных понтонов применяются также понтоны из пластмасс, с пластмассовым понтоном и стационарной стальной кровлей.

3.3 Резервуар с герметичной крышей и стальным понтоном

Весьма ответственной частью в конструкции плавающей крыши является зазор, закрывающий кольцевое пространство между крышей и корпусом резервуара. Кольцевой затвор между крышей и корпусом резервуара делается от 100 до 200 мм. Затвор должен обеспечивать герметичность кольцевого зазора даже при прохождении крыши мимо неровностей корпуса (швов, выпучин, вмятин и т. п.). С другой стороны, он не должен слишком плотно прижиматься к стенкам резервуара, чтобы не вызывать дополнительных усилий для перемещения крыши и увеличения ее плавучести.

Рисунок 7 - Резервуары с герметичными крышами и стальными понтонами: а -- вертикальный разрез резервуара емкостью 5000 м³; б -- монтажная схема понтона резервуара емкостью 5000 м³;в -- вертикальный разрез резервуара емкостью 400 м3.

Уплотняющие листы из тонкой стали подвешены по окружности крыши к подвескам, прижимаемым кронштейном и пружиной к стенке резервуара 1. Низ уплотняющих листов прижимается к стенке резервуара рычагом. Для увеличения жесткости низа листов на них закреплены скобы. Кольцевая щель между крышей и уплотняющими листами закрыта фартуком из газонепроницаемой ткани. Из этой же ткани устроен вторичный затвор, закрепленный на подвесках.

3.4 Резервуар с герметичной крышей и пластмассовым понтоном

Рисунок 8 - Резервуар с герметичной крышей и пластмассовым понтоном:

а -- вертикальный разрез резервуара; б -- вид понтона в плане. 1--понтон; 2--корпус резервуара; 3 -- петлеобразный затвор; 4 -- поплавок; 6 -- заземляющий провод; в -- скоба; 7 -- поплавки; 8 -- ковер понтона; 9 -- боковые стойки; 10 -- центральная стойка.



Рисунок 9 - Затворы плавающих крыш: а -- шторный; б -- с герметизирующим мешком; в -- петлеобразный однорядный; г -- петлеобразный двухрядный с пружиной.

На рисунке представлен затвор, относящийся к линейным или константным затворам. Он состоит из сплошного кольцевого герметизирующего мешка 14, заполненного незастывающей жидкостью 15 (масло, антифриз, соляной раствор и т. и.). Мешок 14 установлен между стенками корпуса резервуара 1 и плавающей крыши 10.

Герметизирующий мешок не подвергается коррозии, требует незначительного ухода, защищен от атмосферных влияний и воздействия паров нефтепродукта водозащитной накладкой 11 и рифленым фартуком 13, изготовленным из синтетического каучука. Оболочка мешка постоянно находится под давлением, что обеспечивает надежную герметизацию. Для налива жидкости в мешок последний снабжен гибким шлангом 12, выведенным на поверхность плавающей крыши.

Другим типом линейного затвора является, затвор конструкции В. И. Титкова и А. М. Александрова, состоящий из петлеобразных эластичных тканевых пластин 16, обеспечивающих герметичность щели за счет собственной упругости.

В качестве газонепроницаемого эластичного материала для затворов применяются ткани, пропитанные различными составами, повышающими стойкость их против воздействия паров нефтепродуктов и солнечного света. Применяется также асбестовая ткань с заделанной внутрь ее легкой сеткой для придания прочности, пропитанная тиоколом или другими составами.

Используется для петлеобразного затвора и обрезиненный бельтинг, хорошо сопротивляющийся истиранию. Ткань бельтинга выдерживает, без каких-либо следов износа, перемещение на 25 000 м и более. Затвор состоит из двух слоев пластин, перекрывающих взаимно стыковые швы. Между слоями бельтинга прокладывается герметизирующий материал из полихлорвиниловой пленки. Однородный петлеобразный затвор применяется для перекрытия кольцевого пространства между корпусом резервуара и понтоном шириной до 120 мм. Для перекрытия кольцевых пространств большей ширины (до 250 мм) необходимо применять двухрядные петлеобразные затворы с пружинами внутри.

Герметизирующая способность затвора зависит от нескольких факторов: плотности прилегания затвора к корпусу резервуара, герметичности самого затвора и величины кольцевого пространства.

Плотность прилегания затвора к корпусу резервуара выражается через давление на единицу поверхности затвора.

Сила трения, возникающая в результате прижатия затвора к корпусу резервуара, и вес понтона с нагрузкой должны быть несколько меньше подъемной силы понтона.

Удельное давление, соответствующее реальным условиям работы затвора в резервуаре, составляет 0,05 кГ/см2.

Плавающие крыши сложнее в изготовлении и дороже по сравнению со стандартными крышами, но разница в стоимости их компенсируется сокращением потерь при хранении бензина. Применение резервуаров с плавающими крышами особенно рентабельно на перевалочных нефтебазах с большой грузооборачиваемостью, когда оперативные резервуары часто наполняются и опоражниваются. При этом достигаемой экономией от снижения потерь в резервуаре от больших «дыханий»), быстро окупаются дополнительные капитальные затраты на устройство плавающих крыш.



Заключение

Понтоны для вертикальных резервуаров устанавливаются для снижения испарения с зеркала нефтепродукта, из-за чего ухудшается его качества при переработке или транспортировке. Они располагаются между стационарной крышей и продуктом. При хранении легковоспламеняющихся жидкостей происходит испарение и попадание вредных горючих газов в атмосферу, что приводит к возможному воспламенению и экономическим потерям оператора нефтехранилища.

Уровень потерь зависит от условий эксплуатации (температуры, свойств продукта, давления) и параметров эксплуатации (количество оборачиваемости, наличие улавливающих устройств, соотношение объема резервуара и его заполненности). Все это ведет к экономическим потерям оператора нефтехранилища. Решением этого вопроса является металлический или алюминиевый понтон, который располагается между крышей и поверхностью рабочей среды.

Преимущества применения понтонов:

· сокращают потери от испарения;

· обеспечивают взрыво- и пожаробезопасность;

· уменьшается негативное экологическое воздействие от попадания вредных газов в воздух;

· монтируются как на вновь строящемся резервуаре, так и в уже эксплуатируемом;

· сохранение качества нефтепродуктов.



Список литературы

1. «Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту». Утверждены Госкомнефтепродуктом СССР 26 декабря 1986 года.

2. РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04 «Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 м3». М., 2004.

3. СН РК 3.05-24-2004 «Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

4. РД 39-015-02 «Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов».

5. ГОСТ 31385-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия».

6. Типовой проект 704-1-242.88 «Резервуар вертикальный без понтона для нефти и нефтепродуктов вместимостью 5000 м3 из крупногабаритных листов проката».

7. СТО-СА 03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов». М., 2009.

8. МИ 3171-2008 «Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика калибровки геометрическим методом с применением лазерных сканирующих координатно-измерительных систем». М., 2008.

9. Шухов В. Г. «Механические сооружения нефтяной промышленности», «Инженер», том 3, кн. 13, № 1. Стр. 500--507, кн. 14, № 1, стр. 525--533, М., 1883.

10. Шухов В. Г. Избранные труды. «Строительная механика». Под ред. А. Ю. Ишлинского, Академия наук СССР, М., 1977, с. 193.

11. Шухов В. Г. Избранные труды. Т. 3. «Нефтепереработка. Теплотехника», 102 стр., под ред. А. Е. Шейндлина, Академия наук СССР, М., 1982.

12. В. Г. Шухов, Проекты нефтехранилищ (техническая документация): Центральный исторический архив Москвы, фонд № 1209, опись 1, дело № 64; Архив Российской Академии Наук, фонд № 1508, опись 1, дела № 1, 31; Российский государственный архив научно-технической документации (РГАНТД). фонд № 166, опись 1, дела № 13, 14, 16, 17, 18, 53.

13. Шаммазов А. М. и др.: «История нефтегазового дела России», М., «Химия», 2001, 316 стр., УДК 622.276, ББК 65.304.13, ISBN 5-7245-1176-2.

Размещено на Allbest.ru