Резервуары с плавающей крышей

Корпус резервуаров с плавающей крышей (рис. 3.6) представляет собой обычную цилиндрическую оболочку, рассчитанную на гидростатическое давление столба нефтепродукта (см. расчет цилиндрических вертикальных «атмосферных» резервуаров).

В настоящее время существуют плавающие крыши двух типов: 1) двойная понтонная крыша, состоящая из ряда герметических отсеков_, обеспечивающих непотопляемость при нарушении герметичности понтона.

Верхний настил крыши понижается к центру для отвода воды, а нижний, наоборот, повышается к центру для сбора паров;

2) одинарная крыша с центральным диском из стальных листов, по периферии которого располагается кольцевой понтон, разделенный радиальными переборками на герметические отсеки, препятствующие потоплению крыши при течи. Благодаря малому весу и простоте конструкции крыши второго типа получили наиболее распространение.

Рис. 3.6. Резервуар с плавающей крышей.

а — план верхнего настила плавающей крыши; б — план ребер жесткости нижнего настила плавающей крыши; е — план днища резервуара;

1 — плавающая крыша;

2 — затвор; 3 — кронштейны затвора; 4 — ребра жесткости; 5 — опорные стойки; в—бал-кон; 7 — подвижная лестница; 8 — неподвижная лестница.

Рис. 3.7. Затворы плавающих крыш.

а — шторный (щелевой); б — петлеобразный (линейный).

Для предупреждения заклинивания вследствие неровностей стенок резервуара или неравномерной осадки плавающая крыша имеет диаметр на 200 — 400 мм меньше диаметра резервуара. Зазор между крышей и стенками резервуара уплотняют затворами специальных конструкций для обеспечения герметичности при переходе крыши через сварные стыки и неровности поверхности резервуара. Эффективность работы плавающих крыш в значительной степени зависит от надежности уплотняющих затворов, которые должны быть непрерывными и обеспечивать постоянный контакт с корпусом резервуара. В настоящее время наибольшее распространение получили затворы шторный (щелевой) и линейный (контактный). На рис. 3.7, а представлена одна из отечественных конструкций щелевого затвора, состоящего из дюралюминиевой ленты 2, бензостойкой газонепроницаемой ленты 4, соединяющей ленту 2 с контуром 3 и тем самым герметизируя зазор. Дополнительная герметизация обеспечивается лентой 5 из такой же ткани. При помощи направляющей 6, шарнирно-стержневых систем 7 и пружины 8 затвор плотно прилегает к стенке резервуара 1. На рис. 3.7, б показан петлеобразный затвор из прорезиненного бельтинга. Затвор состоит из кольцевой петлеобразной шины 3, которая прикреплена к понтону крыши 2 и соприкасается с корпусом резервуара 1.

Для спуска на плавающую крышу в любом ее положении предусмотрена лестница, которая одним концом опирается через шарнир на верхнюю площадку наружной лестницы, а другим перемещается горизонтально по рельсам, уложенным на плавающей крыше.

Отвод статического электричества осуществляется медным проводом, присоединяющим лестницу к корпусу резервуара. Корпус резервуара заземлен при помощи четырех стальных труб, соединенных между собой стальной лентой. Отбор пробы производится из перфорированной трубы диаметром 325 мм. Труба предохраняет крышу от поворотов при движении и одновременно является направляющей. Уровень замеряют прибором УДУ-5 через специальный люк в плавающей крыше.

Для удаления с плавающей крыши дождевой воды предусмотрено водоспускное устройство, представляющее собой шарнирную систему из стальных труб и гибкого шланга. Чтобы при откачке нефтепродукта из резервуара в нижнем положении крыши не образовался вакуум, а также газовая подушка при закачке нефтепродукта, предусмотрен специальный дыхательный клапан.

В нижнем положении плавающая крыша опирается на стойки из труб. Стойки закреплены в коробах днища плавающей крыши и при движении перемещаются вместе с ней.

Наряду с резервуарами с плавающими крышами широкое распространение получили резервуары со стационарными крышами и понтонами (металлическими или из полимерных материалов). Уплотнение кольцевого зазора между корпусом резервуара и понтоном осуществляется с помощью петлеобразного затвора из бензостойкого материала (см. рис. 3.7, б). Преимущества резервуара с понтоном — простота конструкции, лучшие условия эксплуатации (особенно в районах с отрицательной температурой воздуха и снегопадами), возможность монтажа мелкими секциями по габаритам, не превышающим диаметр люка, что позволяет устанавливать понтоны в бывших в эксплуатации резервуарах и др.

Эффективность плавающих понтонов намного возрастет при использовании полимерных материалов вместо металла. В первых образцах понтонов, разработанных в институте НИИ Транснефть, были использованы винипластовые трубы (для каркаса) и полиамидная пленка ПК-4 для настила. Уплотнение понтона осуществляется с помощью петлеобразного затвора.

Конструкция понтона разборная, что позволяет изготовлять понтон по частям в заводских условиях и затем монтировать внутри резервуара. Размеры отдельных узлов не превышают диаметра нижнего люка резервуара. Благодаря этому понтонами из полимерных материалов могут быть оборудованы все эксплуатируемые «атмосферные» резервуары. Широкое внедрение понтонов из синтетических материалов позволит резко снизить капитальные расходы, что повысит их экономичность. Как показал опыт эксплуатации понтонов из полимерных материалов, на их прочность весьма отрицательно влияют содержащиеся в нефтепродуктах ароматические углеводороды и по этой причине в некоторых зарубежных странах (США, Франция, Англия) пластмассовые материалы заменяются алюминием. Так, в США созданы конструкции понтонов, в которых сочетаются пластмассовые и алюминиевые материалы. В одной из конструкций поплавки изготовлены из пенопласта, мембрана из алюминия, а затвор из неопрена.

Выбор конструкции резервуаров с плавающей крышей или понтоном производится с учетом условий эксплуатации, а также в результате технико-экономического расчета.

Шаровые резервуары

Для хранения нефтепродуктов с высоким давлением насыщенных паров и сжиженных газов получили широкое распространение шаровые резервуары, ра-ботающие под избыточным давлением. В соответствии с ГОСТ 9463—60 в шаровых резервуарах установлены следующие давления: 0,25; 0,6; 1,0 и 1,8 МПа. При давлении меныпе 0,2 МПа неэкономично применять шаровые резервуары, так как их вес при этом получается такой же, как каплевидных, а стоимость на 40— 50% выше из-за необходимости штамповки листов, усложнения обработки кромок и сборки. Материалом для шаровых резервуаров служит низколегированная сталь 09Г2С (ГОСТ 5058—65). Для индустриальных методов изготовления лепестков оболочки на заводах принят постоянный ряд диаметров шаровых резервуаров 9, 10,5, 12, 16 и 20 м, соответствующих номинальным объемам 300, 600, 900, 2000 и 4000 м3. Согласно правилам Госгортехнадзора шаровые резервуары отнесены к сосудам первого класса, для которых запас к пределу прочности должен быть не менее трех, а коэффициент прочности стыковых швов k = 0,85 -:- 0,95.

Оболочка сферического резервуара опирается на несколько колонн, при-вариваемых непосредственно к корпусу, которые передают давление на бетонный фундамент. Для большей жесткости колонны часто соединяют между собой системой растяжек (рис. 3.22).

Рис. 7.5. Шаровой резервуар.

1 – узел дыхательной арматуры; 2 – поплавковый указатель уровня; 3 – совмещенный узел (шлюзовая камера) для замера уровня, температуры нефтепродукта и отбора пробы; 4 – запорная арматура; а – приемный и раздаточный патрубки; е – дренажный кран.

Каплевидные резервуары

Рис. 7.6. Каплевидный резервуар.

1 – днище; 2 – корпус; 3 – лестница; 4 – площадка с оборудованием; 5 – опорное кольцо.

Основное назначение каплевидных резервуаров (рис. 7.6.) – хранение нефте-продуктов с высоким давлением насыщенных паров под избыточным давлением, что позволяет значительно сократить потери от испарения по сравнению с «атмосферными» резервуарами. Однако стоимость стандартного цилиндрического «атмосферного» резервуара значительно меньше каплевйдного такого же объема. Это объясняется сложностью сооружения каплевидной оболочки. Поэтому непременным условием широкого внедрения каплевидных резервуаров является его экономичность, которая определяется сравнением размеров дополнительной стоимости и экономией от сокращения потерь за период амортизащш. Поскольку стоимость металлоконструкций определяется в значительной мере ее собственной массой, на каплевидные резервуары должно затрачиваться возможно меньше металла. Это условие удается выполнить, используя способность безмоментных оболочек двойной кривизны, а также уравновешивать распределенные по их поверхности нагрузки растяжением (или сжатием), одновременно действующими в направлении главной кривизны.