Неметаллические резервуары

Неметаллическими называются такие резервуары, у кото­рых в отличие от металлических (стальных) резервуаров не­сущие конструкции выполнены из неметаллических материа­лов. К неметаллическим резервуарам в основном относятся железобетонные и резервуары из резинотканевых или синте­тических материалов, применяемых преимущественно в каче­стве передвижных емкостей. К неметаллическим относятся также и подводные резервуары.

Железобетонные резервуары по виду хранимого нефтепро­дукта подразделяются на резервуары для мазута, нефти, масел и светлых нефтепродуктов. Поскольку нефть и мазут практи­чески не оказывают химического воздействия на бетон и об­ладают способностью за счет своих тяжелых фракций и смол тампонировать мелкопористые материалы, уменьшая со време­нем их просачиваемость и проницаемость, при хранении этих нефтепродуктов в железобетонных резервуарах не требуется специальная защита стенок, днища и покрытия резервуара. При хранении смазочных масел во избежание их загрязнения внутренние поверхности резервуаров защищают различными покрытиями и облицовками. То же относится и к резервуарам для светлых легкоиспаряющихся нефтепродуктов, которые, обладая незначительной вязкостью, легко фильтруются через бетон; кроме того, покрытие в данном случае должно обладать повышенной герметичностью (газонепроницаемостью) с целью уменьшения потерь от испарения.

Железобетонные резервуары, кроме экономии металла, об­ладают еще рядом технологических преимуществ. При хране­нии в них подогреваемых вязких нефтей и нефтепродуктов медленнее происходит их остывание за счет малых теплопо-терь, а при хранении легкоиспаряющихся светлых нефтепро­дуктов уменьшаются потери от испарения, так как резервуа­ры при подземной установке менее подвержены солнечному облучению. Резервуары этого типа по форме в плане соору­жают круглыми (вертикальные и цилиндрические) и прямоу­гольными. Наиболее экономичны резервуары круглой фор­мы, однако резервуары прямоугольной формы более просты в изготовлении.

Рис. 6.8. Сборный железобетонный резервуар

Для резервуаров одинакового объема площадь поверхнос­ти и расход материалов в круглых резервуарах меньше, чем в прямоугольных; расход металла в резервуарах прямоуголь­ной формы в среднем на 10 % больше, чем в цилиндричес­ких. Цилиндрические резервуары более удобны для предварительного напряжения арматуры стенок, намного устойчи­вее к температурным воздействиям и позволяют применять большие, чем в прямоугольных резервуарах, высоты.

При выборе резервуаров стремятся использовать возмож­но большие объемы, так как с их увеличением уменьшается удельный расход материалов, что дает существенное сниже­ние стоимости строительства.

На рис. 6.8 показан сборный резервуар, стенка которого состоит из предварительно напряженных железобетонных па­нелей; швы между стеновыми панелями замоноличивают бе­тоном. Кольцевую арматуру на стенку резервуара навивают при помощи арматурно-навивочной машины. Покрытие ре­зервуара выполняется из сборных железобетонных, предва­рительно напряженных ребристых плит, которые опираются на кольцевые балки.

В резервуарах, предназначенных для светлых нефтепро­дуктов (керосина, бензина, дизельного топлива), а также для различных масел, внутреннюю поверхность стен и днища офактуривают тонким стальным листом, например, путем пред­варительного офактуривания в заводских условиях. Цилинд­рические резервуары сооружают объемом 100 — 30 000 м³, а в отдельных случаях — и более крупные резервуары объемом до 100 000 м³. Резервуары рассчитаны на внутреннее давле­ние в газовом пространстве приблизительно 2 кПа и вакуум 1 кПа. В отдельных случаях железобетонные резервуары со­оружают наземными, когда по эксплуатационным и техно­логическим условиям более целесообразно иметь наземный резервуарный парк, а также в тех случаях, когда по условиям строительной площадки затруднено строительство заглублен­ных резервуаров. Железобетонные резервуары оснащены приемораздаточными и зачистными устройствами, а также приборами контроля и автоматики.

Резинотканевые резервуары предназначены для хранения и транспортировки автомобильного бензина, реактивного и дизельного топлива, керосина и масел. Резервуары в конст­руктивном отношении представляют собой замкнутую обо­лочку в виде подушки с вмонтированной в нее арматурой. Оболочка резервуаров состоит из внутреннего маслобензостойкого резинового слоя, полиамидной противодиффузион-ной пленки, капронового силового слоя и наружного атмосферостойкого резинового слоя. Резинотканевые резервуары обладают рядом преимуществ по сравнению с металлически­ми. Однако в отличие от металлических они требуют более бережного отношения и соблюдения определенных правил при их эксплуатации.

Резинотканевые резервуары можно перевозить как запол­ненными, так и порожними. В заполненном состоянии их транспортируют автотранспортом при объеме резервуара до 10 м³, а в порожнем состоянии — при объеме до 50 м³ и более. Порожние резервуары, доставленные к месту установ­ки, заполняют нефтепродуктом и размещают обычно на от­крытых площадках под навесом, а также в закрытых поме­щениях. Наиболее широкое применение получили резервуа­ры объемом 2,5 — 50 м³. В отдельных случаях изготовляют резервуары и больших объемов — до 400 м³.

Известно применение резинотканевых резервуаров (обо­лочек) в качестве транспортных емкостей для перевозки нефтепродуктов по воде. Объем таких резервуаров достига­ет 400 м³ при длине 63 м и диаметре 3 м. Подводные резер­вуары представляют собой емкости, погруженные в воду. Принцип подводного хранения нефти и нефтепродуктов ос­нован на том, что плотность нефти и нефтепродуктов мень­ше плотности воды и они практически не смешиваются с ней. Исходя из этого, многие конструкции резервуаров зап­роектированы без днища в виде колокола. Продукт в таких емкостях хранится на водяной подушке. По мере откачивания продукта резервуар заполняется водой. В подводный ре­зервуар нефтепродукт закачивают под давлением насосами, а забирают его под давлением столба воды, находящейся над резервуаром. По степени погружения в воду подводные резер­вуары делятся на донные — стационарные и плавающие — переменной плавучести. Существует еще много разновиднос­тей подводных хранилищ, однако все они основаны на прин­ципе вытеснения нефтепродукта из резервуаров гидростати­ческим давлением воды.

Подводные резервуары бывают железобетонные, из элас­тичных синтетических или резинотканевых материалов. Из­вестны и металлические подводные резервуары, однако в этих условиях стальная обечайка выполняет роль изоляци­онной, разделительной перегородки между водой и продук­том. Один из наиболее экономичных типов подводных хра­нилищ — эластичные емкости различной формы: цилиндри­ческие со сферическим дном или в виде подушки.

При расположении емкостей на дне водоемов их закреп­ляют якорями. Заполнение емкости производится насосом, а опорожнение — под действием гидростатического давления воды на оболочку, которое вытесняет нефть по гибким тру­бопроводам наверх. При полном опорожнении резервуара эластичная оболочка сплющивается. На поверхности плавает буй, с которым связаны гибкими приемораздаточными трубо­проводами подводная емкость и бункеровочное судно. Во время рабочих операций трубопроводы, связывающие танкер и буй, плавают на поверхности воды, а по окончании этих операций их погружают в воду. Положение трубопроводов регулируют при помощи подачи и откачки сжатого воздуха в проложенные параллельно рабочим трубопроводам шланги-понтоны. Объем отдельных емкостей достигает 400 м³. Име­ются проекты более крупных подводных емкостей с отдель­ными конструктивными разновидностями, в том числе желе­зобетонные и металлические. Известны конструкции стацио­нарных подводных металлических резервуаров, объем кото­рых достигает 82 000 м³.

Металлический резервуар с переменной плавучестью по­казан на рис. 6.9. Резервуар представляет собой вертикаль­ную цилиндрическую емкость без дна с кровлей (крышей) 7 (5), которая жестко связана с обечайкой резервуара 9 и является одновременно поплавком, поддерживающим резер­вуар в плавающем состоянии; при заполнении нефтепродук­том 10 резервуар всплывает над поверхностью воды на высо­ту, величина которой определяется в зависимости от соотношения плотности воды в море (водоеме) и нефтепродукта, а также от степени заполнения емкости. На крыше каждого резервуара устанавливают насос 3, который обеспечивает все необходимые технологические операции. Объем резервуара этого типа достигает 10 000 м³.

Подводные резервуары являются перспективными конст­рукциями для применения на морских нефтебазах в тех случаях, когда по местным условиям они могут оказаться более эффективными по сравнению с наземными или под­земными береговыми резервуарами, а также на морских нефтепромыслах.

Рис. 6.9. Подводный резервуар переменной плавучести:

1 — патрубок для отвода воздуха; 2 — трубопровод для залива нефтепро­дуктов; 3 — насос; 4 — шланг для подачи сжатого воздуха; 5 — насосная; 6 — нефтепродуктопровод; 7 — плавающая кровля; 8 — крыша; 9 — обечайка; 10 — нефтепродукт; 11 — водяная подушка; 12 — защитный бон