Эксплуатация резервуаров в условиях низких температур. Мероприятия по предотвращению утечек.
Резервуары на санях
Резервуары на санях являются одним из видов емкостного оборудования предназначенного для хранения жидкостей в различных условиях. Большую популярность они получили для хранения топлива в северных регионах, где большую часть года преобладают низкие температуры. Конструктивным отличием для такого типа емкостей является наличие т.н. саней или полозьев, на которые установлен резервуар для хранения жидкости.
Назначение
Основное назначениерезервуаров на санях, как и других емкостей - хранение топлива, различных нефтепродуктов и других жидкостей в условиях низких температур, а так называемые сани позволяют устанавливать емкость на грунт и транспортировать их прямо по грунту (снег, земля и т.п.) с одного места на другое. В условиях севера на вечной мерзлоте это имеет наибольшую актуальность. Емкости на санях могут использоваться для хранения нефти, светлых и темных нефтепродуктов, ГСМ.
Конструктивные особенности емкости на санях
Конструктивно резервуар на санях выполнен в виде горизонтальной емкости с прикреплёнными к корпусу емкости санями. Сани комплектуются элементом, позволяющим осуществлять их буксировку с помощью трактора или автомашины, что делает такие емкости мобильными и позволяет перемещать их по грунту или снегу без использования автокрана, а также емкости возможно эксплуатировать сразу без подготовки площадки. А благодаря тому, что сани имеют большую опорную площадь это позволяет равномерно распределить нагрузку на грунт, что снижает требования к подготовке площадки.
Емкость снабжена технологическим люком для выполнения чистки внутренних стенок корпуса емкости, что позволяет устранять отложения механическим способом.
Так называемые сани непосредственно служат опорным и транспортировочным элементом резервуара. В таких случаях не требуется отдельно изготавливать обычные опоры для установки на грунт.
Комплектование
Сани комплектуются элементом, позволяющим осуществлять их буксировку с помощью трактора или автомашины. Это делает такие емкости мобильными и позволяет перемещать их по грунту или снегу без использования автокрана, а также емкости возможно эксплуатировать сразу без подготовки площадки. Как и обычные стальные емкости - емкости на санях отличаются высокой устойчивостью к повреждениям, атмосферным колебаниям и, конечно, к другим явлениям, которые могут негативно сказаться на качестве сберегаемых веществ.
Техническое обслуживание
Техническое обслуживание емкостей на санях ничем не отличается от обычного технического обслуживания топливных резервуаров и заключается в периодическом визуальном осмотре и чистке от отложений.
Срок службы: Более 10 лет непрерывной службы при соблюдении условий эксплуатации.
Резервуары могут оснащаться различным технологическим оборудованием, необходимым для работы с тем или иным хранимым продуктом. Емкости на санях могут использоваться для хранения нефти, светлых и темных нефтепродуктов, ГСМ.
Предотвращение утечек нефти из загрязненной почвы и загрязненных грунтовых вод осуществляется путем обвалования резервуаров и обеспечения дренажа для определенных, защищенных замкнутых площадей. Загрязнение вследствие утечки внутри площади, окруженной валом, может быть предотвращено путем применения вторичных мер ограничения, таких как непроницаемые пластиковые или глиняные обкладки вала резервуара. [1]
Для предотвращения утечки нефти по кольцевому зазору между валом и защитными гильзами предусмотрены уплотнения в виде мягких прокладок. [2]
Для предотвращения утечки нефти из резервуаров выпускные линии оборудуются смотровыми воронками или автоматическими поплавковыми регуляторами, прекращающими выпуск воды, когда уровень ее снизится до заранее установленной отметки. В качестве временной меры применяются и такие устройства, как опрокинутый сифон внутри резервуара, сообщающийся в верхней точке с атмосферой и соединенный внизу с отводным трубопроводом, или стояк такой же высоты, как резервуар. На одном или нескольких уровнях в стояк врезаны спускные патрубки с задвижками, соединяющиеся с отводным трубопроводом. Когда уровень воды в резервуаре снизится до высоты открытой задвижки, выпуск автоматически прекращается. [3]
В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Так, супертанкеры типа Крым, вмещающие 150 тыс. т груза, имеют двойное дно. [4]
Захлопка 2 устанавливается для предотвращения утечек нефти из резервуаров при неисправности задвижек. [5]
Хлопушка 9 служит для предотвращения утечек нефти из резервуаров при неисправности задвижек или аварийном состоянии трубопровода. Хлопушки могут быть управляемыми и неуправляемыми. При наполнении резервуара струя нефти силой давлении приподнимает крышку хлопушки, а при остановке перекачки нефти крышка хлопушки под действием собственного веса опускается на свое место, закрывая трубу. [6]
Хлопушки 10 устанавливают для предотвращения утечек нефти из резервуаров при неисправности задвижек или аварийном состоянии трубопровода. Хлопушки могут быть управляемые и неуправляемые. При наполнении резервуара струя нефти силой давления приподнимает крышку хлопушки, а при остановке перекачки нефти крышка хлопушки под действием собственного веса опускается, закрывая трубу. При откачке нефти из резервуара крышка хлопушки открывается принудительно специальным устройством, состоящим из вращающегося барабана с наматывающимся на него тросом. [7]
После фиксации положения, обеспечивающего предотвращение утечки нефти из трубопровода, экскаватор от устройства отцепляют и бровку траншеи освобождают для другой ремонтной техники. [8]
Захлопка 2 у с та не впивается яяя предотвращения утечек нефти ив резервуаров при неисправности вадвижэк. [9]
Одним из путей сокращения расхода нефти на ее транспортировку является снижение температуры подогрева и применение других способов подготовки нефти к транспорту. Кроме того, при эксплуатации трубопроводов и резервуаров необходимо проведение ряда мероприятий по предотвращению утечек нефти. [10]
Больше внимания должно уделяться качеству эксплуатации, особенно поддержанию чистоты внутренней поверхности труб для снижения сопротивления движению нефти и сбережения энергетических ресурсов. Предстоит также проведение мероприятий по ликвидации потерь нефти в процессе перекачки прежде всего за счет снижения испарения ее из резервуаров и безусловного предотвращения утечек нефти. Последнее особенно важно также для предотвращения загрязнения окружающей среды. [11]
На рассмотрение конгресса выносятся законопроекты, распространяющие эти критерии на водные пути, проходящие в отдельных штатах. Выделяются суммы до 4 млрд. долл. Намечается также, что промышленники должны обрабатывать отходы своих предприятий, прежде чем сбрасывать их в сточные трубы. Закон об улучшении качества воды от 1969 г. в основном касается предотвращения утечки нефти из танкеров и прибрежных заводов. Почти все штаты имеют собственное законодательство о предотвращении загрязнения среды. В некоторых штатах требования в этом отношении очень умеренные, наказание за их нарушение чисто номинальное. Другие штаты, такие, как Миссисипи, выдвигают более строгие требования, и наказания за их нарушения тяжелее, чем в Европе. За нарушение законов об охране воды и воздуха в штате Миссисипи накладывается штраф в 3 тыс. долл. [12]
Резервуары для хранения нефти являются потенциально опасными объектами из-за выделения нефтяного ( попутного) газа. Резервуары должны быть размещены на наиболее отдаленной площадке от места расположения устья скважин и таких потенциальных источников воспламенения, как площадки нагревателей прямого подогрева, насосно-компрессорного и другого машинного оборудования, а также жилых помещений. В случае невозможности удовлетворения этих условий площадка должна быть соответствующим образом защищена. Должны быть приняты соответствующие меры по предотвращению утечки нефти и попадания ее на соседние площадки. [13]
16 Методы ликвидации аварий. Способы учета нефтепродуктов.
5.4 Методы ликвидации аварий
5.4.1 Ликвидация аварий нефтепровода может быть выполнена методами постоянного или временного ремонта.
К постоянным методам относится вырезка катушки или участка нефтепровода с повреждением и вварка новой катушки или секции трубы, заварка свищей с установкой "чопиков" (металлических пробок), приварка патрубков с заглушками.
В качестве временного метода аварийного ремонта могут быть применены на срок не более одного месяца установка необжимной приварной муфты, муфты с коническими переходами, галтельные муфты, с обязательной последующей заменой их с применением методов постоянного ремонта.
5.4.2 Восстановление аварийного участка нефтепровода путем вырезки и замены на новый проводится при:
- наличии на трубопроводе сквозной трещины в сварном шве и в основном металле трубы;
- разрыве кольцевого монтажного шва;
- разрыве продольного сварного шва или металла трубы.
5.4.3 Ремонт нефтепровода путем вырезки и замены разрушенного участка на новый проводится с обеспечением безопасных условий выполнения сварочно-монтажных работ (остановки перекачки нефти, закрытия линейных задвижек, уборки разлитой нефти на месте повреждения, герметизации внутренней полости нефтепровода).
5.4.4 При замене поврежденных участков ввариваемые катушки должны соответствовать следующим требованиям:
- катушки должны быть изготовлены из труб, прошедших гидравлические испытания давлением, величина которого должна быть не ниже давления, вызывающего в стенках труб кольцевое напряжение, равное 95 % нормативного предела текучести (заводское испытательное давление) в соответствии со СНиП 2.05.06-85*;
- труба, из которой изготовлена катушка должна быть подвергнута дефектоскопии металла и сварных швов, не должна иметь дефекты в виде трещин, закатов, расслоений, вмятин, задиров и рисок на поверхности катушки;
- катушки должны иметь маркировку, паспорт и сертификат на трубу, из которой они изготовлены.
Технология ремонта методом замены участка должна соответствовать требованиям СНиП III-42-80*, ВСН 006-89, ВСН 012-88 и других нормативным документов.
5.4.5 Одиночные дефекты в виде сквозных отверстий (свищей) диаметром до 12 мм могут быть устранены забивкой стальных пробок ("чопиков") и обваркой. Для обеспечения плотности "чопики" изготавливаются диаметром до 12 мм конической формы с уклоном поверхности не более 1:10. "Чопик" не должен препятствовать прохождению очистных и внутритрубных инспекционных снарядов и выступать внутрь трубы не более, чем на 5 мм.
"Чопик" забивают до полного устранения течи, после чего наружную выступающую часть обваривают электросваркой с формированием на поверхности трубы усиления высотой не более 3 мм, с шириной обварки 4-5 мм по периметру "чопика". "Чопики" должны изготавливаться из низкоуглеродистых сталей Ст3, 10 согласно ГОСТ 11050.
Не допускается устанавливать более одного "чопика" по периметру поперечного сечения нефтепровода. Расстояние между "чопиками" по продольной оси нефтепровода должно быть не менее 0,5 м.
Схема монтажа "чопика" приведена в приложении Е.
5.4.6 Повреждения типа сквозных коррозионных свищ или несанкционированные врезки, могут ремонтироваться приваркой патрубков с заглушками.
5.4.7 При ремонте повреждений временными методами для прекращения течи нефти из нефтепровода могут применяться накладные элементы с уплотняющей прокладкой прижатой к поверхности трубы при помощи наружных центраторов, прижимных хомутов, струбцин, домкратов, с последующей обваркой накладных элементов и установкой на них муфт временного ремонта.
5.4.8 При ремонте повреждений путем применения ремонтных муфт и приваркой патрубков с заглушками технология их монтажа, применяемые материалы, контроль качества работ должны соответствовать требованиям "Технологии сварочно-монтажных работ по установки ремонтных конструкций на действующие магистральные нефтепроводы ОАО "АК "Транснефть".
5.4.9 При выполнении АВР, для опорожнения нефтепровода и закачки собранной нефти, в нефтепровод врезаются отводы с задвижками ДУ 100-200, Ру 64.
Количество отводов с задвижкой определяется в зависимости от объема освобождаемого нефтепровода.
Присоединяемый узел отвода, его конструктивные элементы должны быть выбраны и смонтированы с учетом диаметров отвода и магистрали, возможных нагрузок на МП и соответствовать требованиям нормативных документов.
5.4.10 При выполнении АВР применяемые оборудование, арматура, материалы труб, муфт, усиливающих элементов, соединительных деталей нефтепроводов, технология сборки и сварки должны соответствовать требованиям СНиП 2.05.06-85*, СНиП III-42-80*, ТУ 102-488-95, ВСН 006-89, ВСН 012-88 и других нормативных документов.
5.4.11 Аварии и аварийные утечки на линейных задвижках ликвидируются:
- в сальниковых устройствах - донабивкой уплотнений сальниковых камер с помощью специальных приспособлений, после остановки перекачки при отсутствии избыточного давления в нефтепроводе;
- во фланцевых соединениях (между крышкой и корпусом задвижки, на байпасах) - заменой прокладок, с остановкой перекачки нефти и, при необходимости, с опорожнением участка нефтепровода;
- при разгерметизации корпуса задвижки либо потере работоспособности запорного устройства - заменой задвижки на новую путем остановки перекачки нефти по нефтепроводу, опорожнением участка нефтепровода от нефти, вырезки дефектной задвижки и монтажом новой задвижки.
Методы учета количества нефти и нефтепродуктов на нефтебазах
При автоматизации процессов управления на объектах хранения нефти и нефтепродуктов основные информационные задачи сводятся к количественному учету нефти и нефтепродуктов, хранящихся в резервуарах.
При этом необходимо рассматривать две основные категории возникающих информационных задач:
1. товарно-учетные, требующие измерения с высокой точностью (погрешность в пределах десятых долей процента) при относительно небольшом быстродействии;
2. оперативно-контрольные, требующие сравнительно быстродействующих измерительных систем, обеспечивающих относительно невысокую точность (погрешность в пределах нескольких процентов)
Первая задача связана с учетом, распределением и планированием, вторая – с оперативным управлением процессами налива и слива нефти и нефтепродуктов.
Товарно-учетная информация необходима для получения объективной – коммерческой, бухгалтерской и учетной документации и может также использоваться для осуществления рациональных планов загрузки объектов хранения. Эту группу операций в дальнейшем будем называть коммерческим учетом (КУ). Информация, полученная в результате операций КУ, как правило, используется для управления технологическими объектами, для определения параметров продукта в резервуарах с последующей регистрацией, как результатов обработки, так и необходимых информационных параметров.
Контрольно-оперативная информация используется непосредственно после ее получения для выработки немедленно реализуемых управляющих воздействия. Оперативная информация (ОУ) позволяет получить все сведения о случайных возмущениях, влияющих на функционирование управляемого объекта. Эта информация, в свою очередь, делится на производственно-технологическую, используемую для управления производственными процессами и замыкающуюся в системах управления технологическими агрегатами, и оперативно-производственную, используемую для оперативного управления участками. Она включает в себя сведения о продукции и производственных процессах, данных планов-графиков и учетно-отчетной документации.
Основу оперативной информации составляет первичная информация, являющаяся совокупностью параметров продукции и процессов, необходимых для оперативного управления. Причем сведения о продукции включают в себя все необходимые данные о качественной и количественной характеристиках всех видов продукции на данном и смежном участках. Информация о процессах, в свою очередь, содержит все требования для оценки ситуации на участках, данные о ходе технологического процесса, а учетная информация является совокупностью данных, характеризующих работу участка за определенный период времени (смена, сутки и т.д.) отражающий результаты оперативного управления участком.
Информация ОУ требует высокого быстродействия съема и обработки при невысоких требованиях к ее точности и достоверности. Информация КУ, наоборот, должна быть точной и достоверной, скорость измерения, сбора и передачи данных не имеет существенного значения.
Для удовлетворения всех требований на объектах хранения по количественному учету целесообразно создание
информационно-измерительных систем двух модификаций – для коммерческого (ИИСКУ) и оперативного (ИИСОУ) учетов.
Решение указанных задач требует не только применения информационно-измерительных систем (ИИС), но также средств вычислительной техники (универсальные или специализированные ЭВМ), обеспечивающих необходимую обработку поступающей информации.
Требования к структуре и техническим характеристикам ИИС количественного учета определяются также следующими особенностями объектов хранения:
рассредоточенность контролируемых объектов;
многообразие технологической структуры объектов;
различные требования ко времени измерения и длительности переработки и хранения информации при решении различных задач управления;
высокие требования пожаро- и взрывозащищенности к первичной измерительно-информационной аппаратуре.
При создании ИИС необходимо также учитывать вопросы унификации аппаратуры.
Основной задачей использования резервуаров является поддержания качества и объемов продукта. Это требует обеспечения высокой степни герметичности любых процессов проходящих на нефтебазе. Данную функцию выполняют дыхательные клапана СМДК, КДМ, КДС, КПГ, НДКМ и другое резервуарное оборудование.
Основная доля потерь от испарения на протяжении всего пути движения нефти от промысла до нефтеперерабатывающих заводов, на самих заводах и нефтепродуктов от заводов до потребителей приходится на резервуары.
В различных стадиях производства нефтепродуктов их потери распределяются следующим образом:
потери при нефтебобыче – 4,0%; на НПЗ – 3,5%
при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов – 2,0%. Итого 9,5%.
Потери нефти и нефтепродуктов разделяются на виды:
• количественные потери;
• качественно-количественные потери, здесь происходит количественная потеря с ухудшением качества - потери от испарения;
• качественные потери, когда снижении качества нефтепродукта при том же количестве - потери при смешивании.
В резервуарных парках потери от испарения составляют до 75% всех потерь; общие потери легких фракций от испарения из резервуаров НПЗ распределяются следующим образом:
от «больших дыханий» – 80,2%;
от вентиляции газового пространства – 19,05%
от «малых дыханий» – 0,8%.
Для учета количества нефти и нефтепродуктов при приеме, хранении, отпуске и транспортировке применяются следующие методы:
• объёмный, когда количество учитывается в объемных единицах (применяется в основном при отпуске с АЗС и при розничной реализации);
• весовой, когда количество определяется непосредственным взвешиванием на весах, (то применяется при измерениях относительно малых количеств продукта и в основном при отпуске в авто и железнодорожные цистерны);
• объемно-весовой, когда определение количества ведется в единицах массы по объему и плотности при фактической температуре (этот метод широко применяется при измерениях сравнительно больших количеств нефти и нефтепродуктов).