Резервуары специальных конструкций

Резервуары с плавающей крышей имеют максимальную вместимость 120 000 м³. Крыша позволяет уменьшить потери нефтепродуктов от испарения и загрязнение атмосферы при его хранении, повысить пожарную безопасность. Конструктивно эти резервуары похожи на вертикальные стальные. Положение крыши 5 (рис. 1.6) фиксирует подвижная лестница 3. Соединение лестницы с крышей выполнено через каток, который обеспечивает ей. свободное перемещение в горизонтальной плоскости при подъеме и опускании крыши. Второй конец лестницы шарнирно соединен с опорным кольцом 2, представляющим круговую решетчатую форму, которая опирается на верхний пояс резервуара. Лестницу используют для обслуживания плавающей крыши и оборудования, устанавливаемого на ней. Для предотвращения опускания крыши на дно резервуара на внутренней ее поверхности установлена стойка 7. Крыше придают устойчивость и необходимую прочность ребра жесткости. С наружной стороны резервуара установлена стационарная лестница 4.

Рис. 1.6. Резервуар с плавающей крышей:

1 - корпус; 2 - опорное кольцо; 3,4- лестницы подвижная и ста­ционарная наружная; 5 - крыша; 6 - затвор; 7- стойка

Плавающая крыша может быть двойной или одинарной. Двойная крыша состоит из нескольких герметических отсеков, которые обеспечивают непотопляемость при нарушении герметичности одного или нескольких понтонов. Ее верхний настил изготовляют конусом к центру крыши для отвода воды с крыши. Нижний настил также повышается к центру, что позволяет обеспечить сбор паров нефтепродукта. Для контроля герметичности отсеки оборудуют патрубком с крышкой. В нижней части отсеков приваривают муфты с пробками для удаление нефтепродукта при нарушении целости отсека. Одинарную крышу выполняют из центрального стального дис­ка и наружного кольцевого, монтируемого вдоль стенок резервуара. Наличие секций создает непотопляемость крыши. Такая крыша более проста и имеет меньшую массу по сравнению с двойной. Диаметр крыши для предотвращения заклинивания на 200—400 мм меньше, чем у резервуара.

Ihic. 1.7. Уплотняющие затворы:

а - однорядный петлеобразный без пружины; 6 - однорядный петлеобразный с пружиной; β - двухрядный без пружины; г - двухрядный с пружиной; д - рычажный затвор: 1 — качающаяся опора; 2 — рычаг; 3 - пружина; 4 — крышка; 5 — дюралюмшшевая лента; б — шарно-стержневая система; 7 - газонепроницаемая оболочка; 8 — петлевой затвор; 9 — стенка резервуара; е — мягкий с жидким наполнителем; Ж - мягкий с пенополиуретаном: I - щиток для защиты от атмосферных осадков; 2 — стенка резервуара; 3 и 4 — эластичные оболочки (наруж­ная и внутренняя); 5 — наполнитель; б - плавающая крыша

Плотности прилегания краев крыши к стенкам резервуа­ра достигают постановкой уплотняющего затвора. Наиболее простым является петлеобразный затвор (рис. 1.7, а—г) из хлопчатобумажной ткани, покрытой с двух сторон топливостойкой и морозостойкой резиной.

Конструкция некоторых других затворов показана на рис. 1.7, д—ж. Для отвода атмосферных осадков (воды) с крыши предусмотрена дренажная система из резиновых рукавов или стальных труб с шарнирами. Заряды статического электричества отводятся по цепи, образованной крышей и подвижной лестницей, соединенной с корпусом резервуара медным проводом. Резервуар заземляют с помощью четырех труб, связанных между собой стальной лентой и образующих контур заземления. Нижнее положение крыши фиксируют на расстоянии 1,8 м от днища специальными опорными стойками при работе человека внутри резервуара.

Резервуары с плавающими крышами собирают из рулонных заготовок на месте установки. Вначале раскатываютднище. На нем устанавливают внутреннюю стенку резервуара из четырех полотнищ и наружную стенку из двух полотнищ. Наружную стенку приваривают к внутренней сплошным швом на высоте 100 мм от днища, затем монтируют крышу. Для удобства сборки крыши ее стальное кольцо делают из нескольких коробов. Положение плавающей крыши обеспечивают направ­ляющие, выполненные из труб диаметром 300 мм. Герметич­ность между крышей и направляющими обеспечивается роли­ками и резиновыми уплотнениями. Ролики закрепляют так, что крыша может перемещаться в радиальном направлении на 50—100 мм (перемещение необходимо для равномерного при­жима уплотняющего затвора к стенке резервуара и компенса­ции неровностей корпуса резервуара). Для сообщения резер­вуара с атмосферой на плавающей крыше предусматривают вакуумный клапан. Уровень нефтепродукта в резервуаре контролируют поплавковые приборы с дистанционной переда­чей показаний. Лента прибора проходит через отверстие смот­ровом люке крыши.

Резервуары с понтоном имеют максимальную вместимость до 50 000 м³. Понтон в этих вертикальных стальных резервуарах предназначен для уменьшения потерь нефтепродуктов от испарения и загрязнения окружающей среды, а также для повышения пожарной безопасности. Он изменяет свое положе­ние в вертикальной плоскости в зависимости от уровня нефте­продукта.

Понтон перемещается в вертикальной плоскости по на­правляющей 1 (рис. 1.8, а), которая стоит в центре резервуа­ра 4 и выполняет функцию опорной колонны. Кроме того, ее используют для замера уровня топлива и забора пробы. Понтон имеет кольцевую внешнюю* 5 и центральную 3 секции, к которым прикреплен лист из легкого металла, покрывающий зеркало нефтепродукта. Между стойкой и центральной секци­ей понтона ставят затвор 2 из технической ткани^-бельтинга. По наружному диаметру понтона также размещают затворы 6 из бельтинга. Бельтинг крепят по всему периметру к кольце­вому уголку. Для предотвращения опускания понтона на дно в резервуаре используют стойки 7. Конструкция понтона разборная.

Рис. 1.8. Схема размещения понтона в резервуаре:

а — жесткий секционный понтон; 1 — направляющая; 2 — внутренний затвор; 3 — центральная секция; 4- резервуар; 5 - внешний секция; 6 - внешний затвор; 7 - опорные стойки; б - мягкий понтон: 1 - ковер из полиамидной пленки; 2 - кольцо жесткости; 3 - направляющая пружинная тяга; 4 - поплавки

Ее составные части изготавливают в заводских условиях.

В резервуарах часто используют понтоны из полимерных материалов. Конструкция понтона сборная. Для отделения свободной поверхности нефтепродукта от газовоздушного пространства служат верхний (с уклоном от центра) и нижний ковер 1 (рис. L.8, б) изготовленные из полиамидной пленки склейкой или сваркой токами высокой частоты. Для уплот­нения между стенкой резервуара и кольцом жесткости 2 устанавливают затвор петлеобразной формы из прорезиненной ткани. Плавучесть понтона обеспечивают размещенные по всему эго периметру поплавки 4 из плиточного пенопласта. Понтон собирают в резервуаре из готовых узлов. Такие понтоны наи­более приемлемы для резервуаров со щитовой крышей.

Для резервуаров со щитовой кровлей и центральной стой­кой широко применяют неметаллические понтоны типа "ко­лесо", состоящие из стального кольца и центрального патруб­ка, соединенных арматурной сталью. Кольцо напоминает ко­леса шириной 0,8—1 м. Внутри патрубка пропускают централь­ную стойку резервуара. Пространство между кольцом и патрубком перекрывают оболочкой из прорезиненной ткани.

Для резервуаров со сферической кровлей применяют пон­тоны типа "ковер". Здесь центрального патрубка нет. Ткань натягивают в пространстве между стальным кольцом.

Резервуары с понтонами по сравнению с резервуарами с.плавающей крышей проще по конструкции и в эксплуатации, особенно в районах с отрицательными температурами и боль­шими снегопадами.

Резервуары с теплоизоляцией делают для предотвращения перегрева или переохлаждения хранимых нефтепродуктов.

Теплоизоляция представляет собой слой материала, укрепляе­мый с наружной стороны резервуара. Ее применяют для защи­ты резервуаров, в которых хранят нефтепродукты с низкой упругостью насыщенных паров, от воздействия солнечной ра­диации или для защиты резервуаров от воздействия низких температур для поддержания в них постоянной положительной температуры, так как резервуары, в которых хранят нефте­продукты с высокой вязкостью, способны застывать при ми­нусовых температурах (моторные и дизельные топлива, сред­ние и тяжелые масла, мазут).

Теплоизоляция уменьшает амплитуду колебания темпера­туры, а следовательно, и потери нефтепродукта от испарения. В 1955 г. была разработана конструкция двухслойной сборно-разборной строительно-тепловой асбоцементной изоляции. Эта изоляция из асбоцементных листов с воздушной прослойкой проста в монтаже, удобна в эксплуатации, огнестойка, устой­чива к осадкам, прочна и недорога. Изоляционные щиты из­готавливают размерами 1,2x0,8 или 1,2x0,7 м, толщиной 5,5 или 6 мм в заводских условиях.

В комплект изоляционного покрытия также входят хому­ты из полосовой стали 30x4 мм, скобы,3 (рис. 1.9) с крепеж­ными болтами 4 и проволока (подвески). По всему периметру верхнего угольника усиливающего пояса 2, соединенного с кровлей 1 и стенкой 11 резервуара, устанавливают от 54 до 120 скоб, а на них по окружности корпуса — кольца 5 и 9. Первое сверху кольцо 5 подвешивают к скобам 3 и укрепляют подвеской из проволоки диаметром б мм, последующие — к хомутам 6. На кольцо 5 подвешивают первое звено, состоящее из трех щитов каждое. Щиты скрепляют между собой проволо­кой диаметром 2—3 мм. Такое крепление предохраняет щиты от колебаний в ветреную погоду.

При монтаже щитов на кровле резервуара натягивают вдоль и поперек образующих крыши струны из оцинкованной про­волоки диаметром 6 мм, закрепленные за скобы верхнего угольника. Места пересечения струн скручивают проволокой диаметром 2—3 мм. Струны натягивают на таком расстоянии друг от друга, чтобы в квадрате, образованном струнами, раз­местить два звена щитов, по три щита в каждом. Для подсту­па к оборудованию, расположенному на крыше резервуара, несколько откидных щитов крепят на шарнирах. Ходить по асбоцементным листам нельзя.

Для увеличения эффективности отражения солнечных лу­чей асбоцементные щиты окрашивают алюминиевой краской AJ1-177. Как показывает опыт эксплуатации резервуаров с отражательной изоляцией, потери нефтепродуктов от испаре­ния сокращаются в 3~4 раза. Асбоцементная изоляция не требует сварочных работ, поэтому может быть применена на резервуарах, находящихся в эксплуатации. В качестве изоля­ционного материала используют шлаковату, кирпич, войлок и другие материалы:

	р, кг/м^3	λ,Вт/ (м-град)
Шлак топливный		1,25
Вата минеральная...		0,60
Пенокерамит		0,85
Пеностекло		0,50
Войлок минеральный	250 '	0,30
Вата стеклянная		0,25
Пенобетон		0,50-1,0
Асбест напыленный.	150-258	0,15-0,20
Пробка натуральная	118-160	0,05-0,10
Пенопласт	12—200	0,10
Пенополиуретан	40-60	0,15

В настоящее время промышленность выпускает пенополи­уретан, который можно использовать в качестве термоизоля­ционного материала. По сравнению с ранее применяемыми материалами он обладает такими преимуществами, как малая гигроскопичность, стойкость ко всем нефтепродуктам, низкий коэффициент теплопроводности, устойчивость к атмосферным воздействиям и вибрациям, огне- и морозостойкость (может использоваться при температурах +100...-190^оС); хорошая адгезия к металлу; практически не изменяемые со временем свойства. Компоненты пенополиуретана — полиэфирная смесь, вода, катализатор и продукт ДУДЭГ-2. В зависимости от ка­чественного состава исходных компонентов можно получить жесткий пенополиуретан или эластичный.

Для нанесения слоя пенополиуретана на резервуар приме­няют установку "Пена-1". Перед нанесением необходимо.очистить, протереть поверхность резервуара; установить подъ­емное устройство по высоте резервуара; подготовить компо­ненты в нужном соотношении и установку "Пена-1". Один из двух баков установки заполняют полиэфирной смесью, водой и катализатором. Компоненты перемешивают в течение 5—10 мин до получения однородней смеси. Второй бак загру­жают продуктом ДУДЭГ-2. Включают насосы-дозаторы и ком­поненты следуют по трубопроводам (шлангам) в смеситель­ную камеру пистолета-распылителя. В нее же по трубопроводу •подводят сжатый воздух, который перемешивает компоненты и подает их через удлинительную трубку и насадку на изолиру­емую поверхность.

При образовании пенополиуретана выделяется тепло. Пос­ле нанесения изоляционного слоя следует выдержать время, необходимое для затвердевания смеси. Обычно наносят на нижний пояс резервуара слой толщиной 60—70 мм, на верх­ний — 40—50 мм. Пенополиуретан не требует дополнительной окраски и может эксплуатироваться в течение 10—15 лет. Пенополиуретановая изоляция позволяет снизить расход пара, применяемого для разогрева нефтепродуктов, до 65—67 % и сократить время, нужное на разогрев нефтепродукта, а следо­вательно, уменьшить время на слив или отпуск нефтепродук­та при низких температурах.

Резервуары повышенного давления применяют для хране­ния нефтепродуктов со значительной упругостью паров при избыточном давлении 0,2—1,6 МПа. Их основной элемент — оболочка, собираемая из лепестков двоякой кривизны. Лепест­ки, как правило, изготавливают в заводских условиях гидрав­лическим деформированием, взрывом, горячей или холодной штамповкой, холодным вальцеванием. В нашей стране широ­ко распространен метод холодной вальцовки, что исключает использование нагревательных печей, являющихся необходи­мым оборудованием при горячей штамповке.

Форму лепестку придают при пропускании его через валки с определенными кривизной и расположением их в пространстве. После вальцовки лепестки комплектуют и стягивают струб­циной. В зависимости от толщины материала в заводских ус­ловиях подготавливают кромку лепестков механическим способом или огневой резкой. Без разделки кромки применяют лепестки толщиной до 16 мм, одностороннюю V-образную раз­делку кромок проводят на лепестках толщиной до 22 мм, а на лепестках толщиной 28—34 мм выполняют двустороннюю асимметричную разделку с большим наружным раскрытием.

Рис. 1.10. Формы раскроя оболочки резервуара:

а — футбольная; б — экваториально-меридиональная; в - меридиональная

Для изготовления резервуаров, работающих при повышен­ных давлениях, обычно применяют раскрои оболочки, пред­ставленные на рис. 1.10. Наиболее экономичен по протяжен­ности сварных швов меридиональный раскрой (на 17—27 % меньше, чем при экваториально-меридиальном). Резервуары монтируют на месте установки из отдельных лепестков или блоков (по 2—4 лепестка в блоке) поясами или полусферами. Способ монтажа зависит от уровня механизации сварочных работ.

Вертикальный цилиндрический резерву­ар со сферической крышей служит для хранения бензина под давлением 0,015—0,04 МПа. К этой группе отно­сятся резервуары типов ДИСИ (вместимость до 2000 м³) и "Гибрид" (вместимость до 5000 м^э).

Резервуар ДИСИ цилиндри­ческой формы со сферической крышей 2 (рис. 1.11). Крыша изготовлена из цилиндричес­ких лепестков, изогнутых по кривой двумя сопряженными радиусами, обеспечивающими плавность перехода к корпусу. Кровлю крепят к кольцу жест­кости 1 с помощью сварки ле­пестков внахлестку (кольцо жесткости из стали швеллерно­го профиля). Вверху крыши устанавливают центральный круглый лист толщиной 3 мм. Материалы крыши,

Рис. 1.11. Резервуар ДИСИ пологой — листовая сталь толщиной 4 мм,

торообразной — 5 мм. У резервуара плоское днище 4, устанав­ливаемое на песчаную подушку 8. Чтобы периферийная часть днища.не поднималась под действием избыточного давления при малом заполнении резервуара нефтепродуктом, его кре­пят через проушины 3 к фундаменту анкерными болтами 6. По периферийному периметру днища роют корытообразной формы котлован, в который укладывают сборные железобе­тонные плиты 7. Эти плиты сверху заливают бутобетоном, по­лучают бутобетонное сплошное кольцо 5. К нижнему поясу через 2,5—3 м приваривают проушины 3 для анкерных болтов 6. Резервуары такого типа имеют большую протяженность сварных швов крыши.

Их вместимость 700,1000 и 2000 м³.

Резервуар "Гибрид" рассчитвают на избыточное давление 0,03 МПа и вакуум 980 Па. Для обеспечения устойчивости при повышенном вакууме резервуар усиливают горизонтальными кольцами жесткости из неравнобокого уголка, согнутого на "спинку". Крышу выполняют из стержневого сферического купола. На него накладывают кровлю из тонких листов.

В резервуарах ДИСИ и "Гибрид" практически устранены потери от "малых дыханий" и значительно уменьшены потери при "больших дыханиях". Резервуары оборудуют предохрани­тельными клапанами, рассчитанными на повышенное, давление, и специальной камерой для замера уровня и отбора проб.

Каплевидный (сферический) резервуар (рис. 1.12, а) ис­пользуют для хранения нефтепродуктов при избыточном дав­лении более 0,04 МПа и вакууме до 4900 Па. Стоимость соору­жения такого резервуара значительно выше цилиндрического вертикального из-за сложности конструкции. Для каплевид­ного резервуара проводят расчет и сравнивают дополнитель­ные затраты и экономию от сокращения потерь за весь срок амортизации. Данный резервуар может сооружаться с опор­ным кольцом и с экваториальной опорой. По форме он напо­минает каплю, свободно лежащую на несмачиваемой поверх­ности под действием собственной массы и сил поверх­ностного натяжения.

Резервуар с опорным кольцом имеет конст­рукцию, у которой оболочка нижней части корпуса плавно сопрягается с днищем, форма которого — сферическая чаша. Нависающая часть оболочки корпуса опирается на кольцевую плиту через радиальные ребра жесткости. Днище резервуара и кольцевая плита, уложенные на полотно утрамбованную пес­чаную подушку, составляют основание под резервуар. Жесткость оболочки обеспечивается внутренним каркасом из ферм и косынок.

Резервуар с экваториальной опорой (рис. 1.12, б) днищем опирается на фундамент. По всему пери­метру фундамента заложено опорное железобетонное кольцо колонны 1, закрепленные по ли­нии экватора оболочки резервуара. В этой конструкции уси­лие воспринимают днище и колонны, равномерно распреде­ленные по окружности. Здесь меньше расход металла, чем у резервуаров с опорным кольцом, поскольку нет нужды в утолщении нижних поясов.

Рис. 1.12. Резервуары повышенного давления:

а — каплевидный; б — с экваториальной опорой: 1 — колонна; 2 — железобетон­ное кольцо; 3 — фундамент; 4 — днище; в — многоторовый: 1 — колонна; 2 — ребра жесткости; 3 — опорное кольцо; 4 — опорная плита; г - цилиндроид; д — шаровой

Многоторовый резервуар (рис. 1.12, в) име­ет приплюснутую форму тела вращения. В центре оболочка опирается на вертикальную колонну 1, внизу она жестко скре­плена с опорным кольцом 3. Кольцевую опорную плиту 4 ук­ладывают в грунт с помощью ребер жесткости 2, соединяют с оболочкой корпуса. Вместимость таких резервуаров 10 000 м³.

Резервуар типа "цилиндроид" (рис. 1.12., г) наиболее перспективный: он имеет только два разнотипных эле­мента — торец и среднюю вставку, которую можно монти­ровать с использованием рулонных заготовок. При изменении объема резервуара необходимо в среднюю часть резервуара добавить лишь вставку. Добавление одной вставки увеличи­вает объем примерно на 1000 м³.

Шаровой резервуар (рис. 1.12, д) применяют для хранения перспективных топлив с высоким давлением насы­щенных паров и сжиженных газов. Эксплуатируют его при избы­точных давлениях 0,25—1,8 МПа. Этот резервуар отнесен по правилам Госгортехнадзора к сосудам первого класса, поэто­му он должен иметь запас предела прочности не менее трех, а коэффициент прочности стыкования швов 0,85—0,95. Резерву­ар по форме напоминает шар, незначительно вытянутый в вертикальном направлении. Оболочка резервуара опирается на колонны, приваренные к корпусу, через которые усилие передается на бетонный фундамент. Лестница монтируется на независимом фундаменте. Для устойчивости колонны соедине­ны растяжками. На резервуаре устанавливают арматуру, работающую при избыточном давлении, на которое он рассчи­тан.

Дата добавления: 2015-07-20