Владимир Хомутко

Время на чтение: 7 минут

А А

Конструкция ёмкости для нефтепродуктов

С развитием нефтяной промышленности, которое повлекло за собой увеличение объема нефтедобычи, возникла потребность в организации хранения колоссальных объемов нефтепродуктов и сырой нефти. В этой статье мы расскажем о том, какие бывают емкости для нефтепродуктов.

В России впервые хранением нефти озаботились еще 17-ом веке. Первыми нефтехранилищами были вырытые в земле амбары или ямы глубиной от 4-х до 5-ти метров. Чтобы максимально снизить утечки хранимого сырья в почву, такие либо ямы рыли в глинистых грунтах, либо специально цементировали их, а затем накрывали каменными крышами.

Резервуар для нефтепродуктов, защищенный цинковым покрытие

Такой способ хранения не менялся в течение долгого времени. Однако, рост потребности в нефтепродуктах стало очевидно, что такие хранилища уже не удовлетворяют возросшим требованиям, поскольку в них происходили существенные потери продукта в процессе его испарения, стенки таких амбаров постепенно разрушались, да и герметичность была далеко не на высоте.

Понадобились другие емкости для . Так камень был заменен металлом. В России первый металлический резервуар для нефти был изготовлен в 1878 году. Спроектировал его изобретатель крекинговой установки инженер В.Г. Шухов. Эта конструкция была сделана из клепанных металлических листов.

В то время металлические емкости для хранения углеводородов были уже не в диковинку. Например, первый такой американский резервуар в США построили еще в 1864-ом, однако их конструкция была прямоугольной, а российский инженер придал своей емкости цилиндрическую форму, что значительно экономило металл при изготовлении.

Далее, постепенно заклепки стали менять на сварку. Улучшалось качество применяемой в производстве стали, вносились некоторые новшества, однако до сей поры основы конструирования, заложенные еще в 19 столетии, не потеряли своей актуальности. Качественный скачок произошел в то время, когда от стихийной и плохо спланированной постройки хаотично разбросанных нефтебаз стали переходить к строительству сложных производственных комплексов, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов, в которых отдельный резервуар является это лишь частью общей сложной системы.

Способы классификации резервуаров для нефтехранилищ

На данный момент резервуарное нефтяное оборудование широко распространено практически на всех этапах добычи и переработки углеводородного сырья. Резервуарные емкости ставятся на нефтепромыслах, промежуточных перекачивающих станциях, свои резервуарные парки есть на предприятиях, занимающихся нефтепереработкой, предприятиях нефтехимической промышленности, на крупных, средних и малых нефтебазах и так далее. Так как состав, физические и химические свойства нефтепродуктов в зависимости от этапа технологической цепочки меняются, требуется использование различных конструкций резервуаров в зависимости от их предназначения.

Критериев, по которым можно классифицировать такие резервуары, достаточно много. Это может быть материал, из которых они изготовлены, конструктивные особенности крыши, тип размещения на местности, способ размещения и так далее.

По тому, как располагается резервуар на поверхности земли, выделяют два типа емкостей:

• горизонтальные емкости;
• вертикальные резервуары.

С горизонтальными удобнее работать в связи с их меньшей высотой, однако вертикальные позволяют на той же площади хранить гораздо большие объемы нефтепродуктов.

В зависимости от того, как располагается резервуар на местности, он может быть:

• наземным;
• подземным;
• полуподземным (заглубленным);
• подводным.

Если брать материал, из которого изготовлена емкость, то здесь классификация следующая:

• резинотканевые;
• пластиковые;
• стеклопластиковые и так далее;

• природно-пустотные:
• льдогрунтовые;
• ледяные;
• шахтные и так далее.

В зависимости от материала изготовления, резервуар имеет разную конструкцию. По этому критерию он может быть двух видов:

• каркасным (к ним относятся металлические, железобетонные и другие конструкции, имеющие жесткий каркас);
• мягкие бескаркасные (полимерные, резинотканевые и так далее).

В зависимости от формы своего корпуса емкости подразделяют на:

• сферические;
• цилиндрические;
• каплевидные.

Для уменьшения испарительных потерь нефтепродуктов, резервуары оборудуются разными крышами. По этому критерию емкость может быть:

• с плавающей крышей;
• со стационарной крышей без понтона;
• со стационарной крышей, оборудованной понтоном.

Кроме того, различаются резервуары для нефтепродуктов и по классам своей опасности:

• первый класс. К нему относятся резервуары особой опасности, которые расположены на берегах крупных естественных водоемов или в городской черте, объемом от 10 тысяч кубических метров и более;
• ко второму классу относятся резервуары повышенного уровня опасности, чей объем варьируется от 5 тысяч до 10 тысяч кубометров;
• третий класс – опасные емкости объёмом от 100 кубических метров до 5 тысяч м 3 .

К основным элементам конструкции любого резервуара для нефти и нефтепродуктов относятся:

• корпус емкости;
• крыша;
• основание (может быть дополнительно оборудовано элементами, повышающими жесткость конструкции);
• система дыхательных и предохранительных клапанов;
• система для слива/налива;
• вспомогательные элементы разного рода (люки, ограждения, лестницы и так далее).

Резервуары, чья ёмкость не превышает 50 кубометров, целиком изготавливают на предприятии-производителе. После доставки на место, в процессе монтажа их оснащают дополнительным оборудованием, необходимым для правильной эксплуатации. Элементы резервуаров более крупных объемов (вплоть до 100 тысяч кубических метров) изготавливают на разных предприятиях, а затем монтируют из них цельную конструкцию непосредственно на месте её установки.

Крыша является очень важной частью любой нефтяной емкости. Её конструкцию выбирают в зависимости от типа нефтепродукта, условий его хранения, климатических особенностей местоположения резервуара, а также от его вместимости. Стационарные резервуарные крыши бывают сферической формы (для ёмкостей объемом не более 30 тысяч м 3), если они имеют опору на корпус, или конической формы (объем – до 5 тысяч м 3), если их ставят на опорные стойки.

В процессе хранении легко воспламеняющихся испаряющихся нефтепродуктов, имеющих высокие показатели давления паров (как правило, это светлые нефтепродукты) происходят значительные потери из-за процессов испарения. Чтобы их минимизировать, применяются либо резервуарные конструкции с плавающей крышей, либо оборудуют стационарные крыши понтонами. Эти понтоны оснащены гибкими герметичными затворами, изготовленными из нефтемаслоустойчивых материалов, не разлагаемых под воздействием хранимого продукта.

Основной материал конструкции резервуара должен отвечать требованиям коррозионной стойкости, быть устойчив к химическим воздействиям, оказываемым на него хранимым продуктом, герметичным и непроницаемым. Всем этим требованиям отвечают углеродистые и низколегированные марки сталей, которые используются в виде листового проката.

Главные достоинства этих материалов – хорошая свариваемость и пластичность, а также деформационная устойчивость. В некоторых случаях для изготовления нефтяных емкостей применяют алюминий.

Среди неметаллических резервуаров самыми распространенными являются емкости, изготовленные из железобетона. Их в основном используют для хранения застывающих и вязких видов нефтепродуктов, к которым относятся битумы, мазуты, и тяжелые нефтепродукты, в которых низкое содержание бензиновых фракций. В железобетонных резервуарах можно хранить нефти, в которых высокая концентрация бензиновых фракций, а также нефтепродукты с высокой степенью испаряемости, но только после того, как непроницаемость этих емкостей будет усилена с помощью нанесения на их внутреннюю поверхность дополнительного покрытия, устойчивого к воздействию хранимого продукта.

Мягкие резервуары, которые по-другому называют нефтетанками изготавливаются из специализированных полимеров. Их основными качествами являются гибкость, малый удельный вес и высокая коррозионно-химическая стойкость.

Для таких мягких емкостей не требуется предварительная закладка фундамента. Их можно размещать на обычных деревянных подложках. Компактные размеры в сложенном состоянии и малый вес позволяют использовать такие резервуары в тех случаях, когда необходимо создать временное нефтехранилище без строительства капитальных сооружений. В этих случаях скорость монтажа/демонтажа и его простота делают мягкие резервуары наиболее приемлемым вариантом.

Если говорить о подводных резервуарах, то это, по сути, погруженные по воду баки для нефтепродуктов. Принцип такого «подводного» хранения нефтепродуктов основывается на разных значениях плотности углеводородов и обычной воды, вследствие чего эти жидкости не смешиваются между собой.

Хранимые таким образом нефть и продукты её переработки как бы лежат на водяной подушке, что позволяет некоторые конструкции таких емкостей изготавливать по принципу колокола, то есть – без днища. Подводные емкости производят из металлов, железобетона, а также различных материалов с высокой эластичностью (резинотканевые и синтетические емкости). Подводные резервуары закрепляют на дне водоема при помощи якорей. Заполняют их с применением насосов, а вот для их откачки дополнительного давления не требуется, поскольку вполне хватает водного гидростатического давления, которое и выталкивает нефтепродукты вверх по специальным отводным каналам. Такие резервуары широко применяются на базирующихся в море базах и промыслах, где их эффективность гораздо выше, чем береговых емкостей.

Если говорить о формах резервуаров для нефти и нефтепродуктов, то самой распространенной является форма цилиндра.

Стальные резервуары для нефтепродуктов

Цилиндрические емкости позволяют значительно экономить на металле, что известно еще со времен первых резервуаров инженера Шухова. Кроме того, их достаточно просто изготавливать и монтировать, при этом такие емкости не теряют своей высокой надежности и прочности. Такие резервуары изготавливаются как из листового металла, так и из заготовок рулонного типа (штрипса).

Кроме цилиндрических, на предприятиях химической промышленности довольно успешно используются резервуары сферической формы.

Их корпус сделан из отдельных листов, толщина которых варьируется от 25-ти до 30-ти миллиметров, сваренных или свальцованных между собой в форме сферы (шара). После сборки такие емкости монтируются на кольцевом железобетонном фундаменте, обеспечивающем конструкции высокую устойчивость.

Кроме того, форма емкости может быть также каплевидной.

Она достигается сборкой сосуда резервуара из лепестковых деталей, которые изготавливают в заводских условиях, а вместе сваривают уже на месте установки.

При организации межсезонного хранения нефтепродуктов (особенно бензинов, керосинов и различных видов дизтоплива) нередко используются подземные хранилища, которые сооружают в каменносолевых отложениях на глубине более 100 метров.

Создаются такие хранилища путем размыва соли при помощи нагнетаемой через скважины воды. По-другому этот процесс называется выщелачиванием. Чтобы освободить такой резервуар от хранимого в нем продукта, в него закачивается солевой раствор высокой концентрации.

Если нефтяные продукты хранятся в емкостях подземного расположения, то все окружающее их пространство заливают бетоном (для обеспечения безопасности хранения). Степень дополнительной защиты определяется в зависимости от влажности грунта, в который планируют погружать резервуар. В качестве таких защитных мер могут применяться как антикоррозийные, так и гидроизоляционные внешние покрытия.

Подземные емкости имеют целый ряд преимуществ, к которым относятся:

• удобство их эксплуатации;
• высокая степень экономии территории, на которой они расположены;
• возможность размещения в местах, отличающихся повышенной сейсмической активностью.
• значительно меньшая подверженность суточным температурным колебаниям.

Для подземного хранения нефтепродуктов наиболее оптимальной является емкость двустенной конструкции. В ней основной сосуд расположен внутри другого, защитного резервуара.

Расстояние между стенками такой «матрешки» должно быть не менее четырех миллиметров. Соблюсти это требование позволяет использование вальцовочного профиля, который приваривается к внутренней поверхности внешнего резервуара. Полость между вложенными емкостями обладает высокой степенью герметичности, что позволяет заполнять её или газом, или жидкостью, с меньшим, чем у хранимого продукта, значением плотности. Постоянный контроль состояния этой полости позволяет вовремя заметить и устранить возможные повреждения и предотвратить аварийную ситуацию.

Дополнительное оборудование, которое ставится на емкости под нефтепродукты

Для нормальной эксплуатации нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, как правило, необходима установка на них дополнительного технологического оборудования.

Им является защитная и дыхательная аппаратура.

Так называемое “дыхание” емкости бывает большим и малым. В первом случае оно вызывается суточными температурными колебаниями, которые вызывают интенсификацию процессов испарения и конденсации нефтепродуктовых паров. Эти процессы, в свою очередь, приводят к изменениям показателей давления в резервуаре.

Также большое “дыхание” характерно при проведении операций по сливу/наливу. Для того, чтобы не допустить повышения давления в емкости в результате «дыхания» резервуара, на них устанавливаются специальные клапаны, которые открываются при достижении критического значения и нормализуют давление внутри емкости.

Система безопасности обычно представлена разнообразными люками, обеспечивающими доступ персонала для контроля состояния резервуара и проведения необходимых замеров.

К дополнительному резервуарному оборудованию также относят:

• приборы для автоматического измерения уровня наполнения емкости;
• температурные датчики;
• устройства автоматического ограничения налива;
• устройства для отбора проб;
• молниезащита;
• электростатическая защита;
• устройства, задача которых – воспрепятствовать процессам отложения хранимых продуктов и так далее.

Топливный полиэтиленовый резервуар объемом 500 – 10000 литров

На резервуарах, предназначенных для хранения продуктов с высокой степенью вязкости (или застывающих) устанавливают обогревательную аппаратуру. Снаружи емкость нередко покрывается дополнительным защитным слоем краски, обладающей светоотражательными и диэлектрическими свойствами, а также различными материалами, обеспечивающими коррозионную, химическую и гидрозащиту (по необходимости).

Другие виды емкостей для хранения и транспортировки нефтепродуктов

Помимо резервуаров, существует еще и тара для нефтепродуктов. В качестве таких емкостей используются бочки, бидоны, канистры и прочие сосуды, материалом для изготовления которых могут быть металлы или полимерные материалы, обладающие нефтемаслоустойчивостью.

Вся тара для такого использования должна соответствовать Государственному стандарту номер 1510. Купить такие емкости можно в любом специализированном магазине или через Интернет непосредственно у производителя.

При транспортировке, а также для временного и постоянного хранения нефтепродуктов применяются цистерны и контейнеры.

Первые устанавливаются на железнодорожные ил автомобильные шасси и являются несъемными. Другими словами, принцип их использования – постоянные операции слива/налива (погрузки/разгрузки). Контейнеры же являются съемными емкостями, которые ставятся либо на железнодорожные вагоны, либо на грузовые автомобили, а на месте разгружаются с помощью кранов без слива.

Чистка емкостей от нефтепродуктов

Со временем в любом резервуаре или цистерне накапливаются отложения нефтепродуктов (нефтешламы), поэтому их необходимо подвергать регулярной очистке. Такая очистка может быть механизированной и автоматической.

Механизированная очистка

Механизированная очистка проводится с помощью воздуха или пара (в зависимости от используемой среды).

Основные элементы системы механизированной очистки:

• гидравлический бульдозер для зачистки емкости;
• гидравлический блок питания, оснащенный приводом;
• роторный лопастной шламовый насос;
• барабаны с двумя шлангами, полностью защищенными от внешних воздействий;
• погружные дренажные насосы.

Суть механической зачистки заключается в отделении нефтяного шлама от стенок и дна резервуара с помощью струи сжатого воздуха или пара, с последующим извлечением шлама с помощью дренажных насосов.

Автоматическая зачистка

Такая очистка позволяет избежать применения ручного труда внутри емкости.

Современные пластиковые резервуары

Один из вариантов системы автоматической зачистки выглядит так:

• Первая часть автоматической системы помещается внутрь резервуара. Она состоит из нескольких специальных машин, оснащенных вращающимися гидромониторными головками, которые и занимаются непосредственно зачисткой. В резервуар они попадают через люки, отверстия для сливных кранов, отверстия для клапанов и прочие технологические проемы.
• Вторая часть называется модуль рециркуляции. В состав этого модуля входят: насосы, фильтры, теплообменники и гидроциклоны. Его задача – очищать, нагревать и обрабатывать извлеченный шлам так, чтобы его можно было впрыскивать обратно в емкость через головки первой части системы. Весь процесс приводит к тому, что шлам постепенно переходит в жидкое состояние, после чего его можно перекачать для последующей сепарации, за которую отвечает третья часть автоматической системы очистки.

Такая очистная система может быть использована как в резервуарах со стационарной, так и с плавающей крышей.

Резервуарами называются стационарные или передвиж­ные сосуды разнообразной формы и размеров, построенные из различных материалов. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов относятся к наиболее ответственным соору­жениям на нефтебазах и станциях магистральных нефтепро­водов и нефтепродуктопроводов. В них хранятся большие количества ценных жидкостей, сохранность которых зависит от типа резервуаров и их технического состояния.

Условия хранения нефти и нефтепродуктов существенно отличаются друг от друга: по номенклатуре подразделяются на резервуары для хранения нефти, светлых и темных неф­тепродуктов. По материалу, из которого сооружаются ре­зервуары, они подразделяются на две основные группы - на металлические и неметаллические. Металлические резер­вуары сооружают преимущественно из стали и иногда из алюминия или в сочетании этих материалов. К неметалли­ческим резервуарам относятся в основном железобетонные и пластмассовые из различных синтетических материалов. Кроме того, резервуары каждой группы различают по фор­ме: они бывают вертикальными цилиндрическими, горизон­тальными цилиндрическими, прямоугольными, каплевидны­ми и других форм.

По схеме установки резервуары делятся на следующие типы :

1) наземные, у которых днище находится на уровне или выше минимальной планировочной отметки прилегающей пло­щадки;

2) подземные, когда максимальный уровень жидкости в резервуаре находится ниже минимальной планировочной от­метки прилегающей площадки (в пределах 3 м) не менее чем на 0,2 м. К подземным резервуарам приравниваются также резервуары, имеющие обсыпку высотой не менее чем на 0,2 м выше допускаемого предельного уровня жидкости в резервуаре и шириной не менее 3 м, считая от стенки резер­вуара до бровки обсыпки.

Резервуары сооружают различных объемов - от 5 до 120 000 м 3 . Область применения резервуаров устанавливается в зависимости от физических свойств хранимой нефти или нефтепродуктов и от условий их взаимодействия с материа­лом, из которого сооружают хранилище. Для хранения свет­лых нефтепродуктов применяют преимущественно стальные резервуары, а также железобетонные с бензоустойчивым внут­ренним покрытием - листовой стальной облицовкой или не­металлической изоляцией, стойкой к воздействию нефтепро­дуктов. Для нефти и темных нефтепродуктов рекомендуется применять в основном железобетонные резервуары. Смазоч­ные масла, как правило, хранятся в стальных резервуарах. В подземных хранилищах, сооружаемых в горных выработках, также хранят нефть и нефтепродукты. По условиям пожарной безопасности подземные резервуары являются более надеж­ными, так как в случае аварии практически исключается рас­текание нефтепродуктов по окружающей территории, что су­щественно для наземных резервуаров.

При проектировании резервуарных парков, т. е. группы однотипных резервуаров, объединенных трубопроводными ком­муникациями, как правило, применяют типовые проекты. Причем для хранения легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки паров 28 °С и ниже рекомендуются вертикальные резервуары с плавающими крышами (объемом до 120 000 м 3) или с понтонами (объемом до 50 000 м 3); используют также горизонтальные цилиндрические резервуа­ры, конструкция и оборудование которых сокращают или не допускают потерь нефти и нефтепродукта от испарения. Максимальный объем подземного резервуара не ограничивается, однако его площадь не должна превышать 7000 м 2 .

Расстояния между стенками наземных вертикальных и го­ризонтальных резервуаров, располагаемых в одной группе, принимают следующими:

1) для резервуаров с плавающими крышами - 0,5 диамет­ра, но не более 30 м;

2) для резервуаров со стационарными крышами и понто­нами - 0,65 диаметра, но не более 30 м;

3) для резервуаров со стационарными крышами, но без понтонов - 0,75 диаметра, но не более 30 м при хранении легковоспламеняющихся жидкостей и 0,5 диаметра, но не более 20 м при хранении горючих жидкостей.

Расстояние между стенками подземных резервуаров одной группы принимается не менее 1 м. Расстояние между стенка­ми ближайших наземных резервуаров, расположенных в со­седних группах, принимают 40 м, а между стенками подзем­ных резервуаров -15 м.

Объем группы наземных резервуаров в одном обвалова­нии не должен превышать 20 000 м 3 ; объем группы подзем­ных резервуаров не ограничивается пои условии, что пло­щадь зеркала группы резервуаров не превышает 14 000 м 2 .

Каждая группа наземных резервуаров ограждается земля­ным валом или стенкой, высота которых принимается на 0,2 м выше расчетного уровня разлившейся нефти, но не менее 1 м при ширине земляного вала по верху 0,5 м. Объем, образуе­мый между откосами обвалования или ограждающими стенка­ми, принимается равным для отдельно стоящих резервуаров полному объему резервуара, а для группы резервуаров - объему большего резервуара. Оптимальные, наиболее эконо­мичные типы резервуаров выбирают с учетом комплекса тех­нологических и конструктивных решений, создающих возмож­ность уменьшения расхода стали в резервуарах, снижения трудоемкости и стоимости их изготовления, а также сокраще­ния потерь нефтепродуктов от испарения и повышение общей надежности и экономичности хранилищ.

СТАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ

Современные стальные резервуары в зависимости от фор­мы и технологического назначения подразделяются на следу­ющие типы :

1) вертикальные цилиндрические;

2) каплевидные;

3) горизонтальные (цистерны).

В свою очередь вертикальные цилиндрические резервуары подразделяются на резервуары: 1) низкого давления (так назы­ваемые «атмосферные»); 2) с понтонами; 3) с плавающими крышами. Резервуары «атмосферного» типа характеризуются тем, что внутреннее давление в газовом пространстве их близ­ко к атмосферному и составляет 2 кПа. К ним относятся резервуары с коническим и сферическим щитовым покрыти­ем. Резервуары «атмосферного» типа применяются в основ­ном для хранения нефтепродуктов с низкой упругостью паров, т. е. мало испаряющихся (например, керосина, дизельного топ­лива). Однако в тех случаях, когда в этих резервуарах хранят легкоиспаряющиеся нефтепродукты, например бензин с высо­кой упругостью паров, то их оборудуют специальными устрой­ствами (газовой обвязкой, отражательной изоляцией и т. д.).

Наиболее эффективно хранить легкоиспаряющиеся нефте­продукты в резервуарах специальных конструкций, т. е. с плавающими крышами и понтонами, или в резервуарах высо­кого давления, т. е. в каплевидных с давлением до 70 кПа.

Горизонтальные резервуары (цистерны) используют для хранения большинства видов нефтепродуктов и применяют преимущественно в качестве расходных хранилищ промыш­ленных предприятий и в сельском хозяйстве.

Типовые стальные резервуары в России сооружают свар­ными с применением индустриальных методов монтажа и ис­пользованием готовых рулонных заготовок и элементов завод­ского изготовления. Рулонные заготовки изготовляют из плос­ких стальных полотнищ, свариваемых автоматической сваркой и сворачиваемых для транспортировки в габаритные рулоны, которые затем при монтаже разворачивают до проектной кри­визны. Высокая эффективность этого индустриального рулон­ного метода по сравнению с прежней практикой полистовой сборки конструкций на месте монтажа создала условия для его широкого применения в резервуаростроении.

Основные размеры резервуаров - диаметр и высота - для данного объема резервуара могут быть различными. Од­нако существуют такие размеры этих параметров, при кото­рых расходы по металлу будут наиболее рациональными. Кроме расхода металла на экономичность резервуара влияют еще и другие факторы. Например, повышенная площадь зеркала жидкости сопряжена с повышением объема испарения легкоиспаряющихся жидкостей и применением более мощных средств пожаротушения, а также с увеличением площади застройки и т. д. Наряду с этим при меньшей площади резер­вуара, а следовательно, и большей его высоте усложняются монтажные работы. Все эти факторы учитываются специаль­ными расчетами при определении оптимальных размеров ти­повых резервуаров.

Вертикальные цилиндрические резервуары изготавливают следующих видов.

1. Резервуары низкого давления со щитовым коническим или сферическим покрытием отличаются тем, что покрытие монтируется из готовых щитов, выполненных из листовой стали толщиной 2,5 мм. Пояса корпуса резервуара имеют толщину 4-10 м (снизу вверх). Резервуары с коническим покрытием (рис. 6.2) сооружают объемом 100 - 5000 м 3 , при­чем в центре резервуаров (за исключением резервуаров объе­мом 100 и 200 м 3) устанавливают центральную стойку, на которую опираются щиты покрытия. Резервуары со сферичес­ким покрытием (рис. 6.3) сооружают объемом 10 000, 15 000 и 20 000 м 3 . Щиты покрытия по контуру опираются на кольцо жесткости, установленное на корпусе резервуара. Толщина листов стенки резервуара (считая снизу вверх) 6-14 мм. Толщина листов покрытия - 3 мм. При хранении в назем­ных стальных резервуарах вязких подогреваемых нефтей и нефтепродуктов наблюдаются значительные потери тепла в окружающую среду, особенно в холодное время года. Для уменьшения расхода тепла на подогрев нефти и нефтепро­дуктов и, следовательно, для снижения затрат на подогрева­тельные устройства осуществляют теплоизоляцию наружных поверхностей резервуаров .

На рис. 6.4 показано оборудование резервуара для нефти (светлых нефтепродуктов), оснащенного сливно-наливными, а также дыхательными и замерными устройствами. На резер­вуаре устанавливают следующее оборудование.

Клапан дыхательный. Предназначен для регулирования дав­ления паров нефтепродуктов в резервуаре в процессе закач­ки или выкачки нефтепродуктов, а также при колебании температуры. Изменение давления паров нефтепродуктов в резервуаре в процессе закачки или выкачки нефтепродукта называется большим «дыханием», а при колебании температуры - малым «дыханием» резервуара.

Клапан предохранительный. Применяют обычно с гидрав­лическим затвором, служит для регулирования паров нефте­продуктов в резервуаре при неисправности дыхательного кла­пана или если сечение дыхательного клапана окажется недо­статочным для быстрого пропуска газов или воздуха.

Прибор для замера уровня. Применяют уровнемеры типа УДУ, принцип действия которых основан на передаче величины вертикального перемещения поплавка с применением стальной ленты.

Пробоотборник. Предназначен для полуавтоматического от­бора проб по всей высоте резервуара через специальные клапаны.

Люк-лаз. Предназначен для внутреннего ремонта, осмотра и очистки резервуара.

Кран сифонный. Предназначен для выпуска подтоварной воды из резервуара.

Люк световой. Установлен на крыше резервуара для про­ветривания и освещения.

Рис. 6.3. Резервуар объемом 20 000 м 3 со сферическим покрытием

Пеногенератор. Предназначен для подачи пены при туше­нии пожара в резервуаре. Пеногенератор устанавливают стаци­онарно на стальных вертикальных резервуарах (с понтоном или без) объемом 5000 м 3 и более для хранения нефти и нефтепро­дуктов. При помощи этих установок воздушно-механическая пена подается в резервуары со стационарной крышей (с понто­ном или без него) из расчета покрытия пеной всей площади зеркала продукта, а в резервуары с плавающей крышей - из расчета кольцевого пространства между стенкой резервуара и металлической диафрагмой плавающей крыши.

Механизм управления хлопушкой с перепуском. Обеспечи­вает открывание и закрывание хлопушки. Кроме того, он удерживает ее в открытом положении. Управление хлопуш­кой ручное или автоматическое.

Хлопушка с перепуском. Предназначена для предотвраще­ния потерь нефтепродуктов в случае разрыва трубопровода или выхода из строя резервуарной задвижки.

2. Резервуары с плавающим понтоном. Предназначены для резервуаров со щитовым покрытием с целью снижения потерь хранящихся в них легкоиспаряющихся нефтей и неф­тепродуктов. Понтон, плавающий на поверхности жидкости, уменьшает площадь испарения по сравнению с обычным резервуаром, благодаря чему резко снижаются потери от испарения (в 4-45 раз). Понтон представляет собой диск с поплавками, обеспечивающими его плавучесть. Между пон­тоном и стенкой резервуара предусмотрен зазор шириной 100 - 300 мм во избежание заклинивания понтона вслед­ствие неровностей стенки. Зазор перекрывается уплотняю­щими герметизирующими затворами. Известны несколько конструкций затворов, однако наибольшее применение по­лучил затвор из прорезиненной ткани, профили которой имеют форму петли с внутренним заполнением затвора (петли) упругим материалом. Герметизирующий затвор является неотъемлемой частью понтона. Без затвора работа понтона мало эффективна.

Плавающие понтоны по применяемым материалам различа­ют двух типов: металлические и из синтетических пенопласто­вых или пленочных материалов. На рис. 6.5 показана схема металлического понтона в виде диска 3 с открытыми коробами 1 и 4. К периферийному кольцу жесткости, который одновре­менно служит и бортом понтона, прикрепляется герметизиру­ющий затвор 5. Понтон оснащен опорами 2, на которые он опирается в нижнем положении. В связи с тем, что понтоны сооружают в резервуарах со стационарном покрытием, кото­рое предотвращает попадание атмосферных осадков на повер­хность понтонов, это позволяет применять облегченные конст­рукции из синтетических, пленочных материалов.

3. Резервуары с плавающей крышей. Эти резервуары не имеют стационарного покрытия, а роль крыши у них выпол­няет диск из стальных листов, плавающий на поверхности жидкости (рис. 6.6). Для создания плавучести по контуру диска располагается кольцевой понтон, разделенный радиаль­ными переборками на герметичные отсеки (коробки). Зазор между крышей и стенкой для большей герметичности выпол­няют из прорезиненных лент (мембран), прижимаемых к стенке рычажными устройствами.

Для осмотра и очистки плавающей крыши предусмотрена специальная катучая лестница, которая одним концом опи­рается на верхнюю площадку резервуара, а вторым - двигается горизонтально (при вертикальном перемещении кры­ши) по рельсам, уложенным на плавающей крыше. Предель­ное нижнее ее положение на высоте 1,8 м от днища резер­вуара фиксируется кронштейнами и стойками. Дождевая вода, попадающая на крышу, стекает к центру последней и через специальный приямок и отводящую шарнирную трубу выводится через слой хранимого продукта в канализацион­ную сеть парка. Плавающая крыша оборудована воздушным клапаном, предназначенным для выпуска воздуха во время закачки нефти в резервуар при нижнем положении крыши до ее всплытия и для проникновения воздуха под плаваю­щую крышу в нижнем ее положении во время опорожнения резервуара.

На рис. 6.6 показано оборудование резервуара объемом до 50 000 м 3 с плавающей крышей, предназначенного для хранения нефти и снабженного устройством для предотвра­щения выпадения осадков и получения однородных смесей. С этой целью в резервуаре установлены размывающие го­ловки на системе трубопроводов, создающих веерную струю нефти, смывающую с днища резервуара осадок, который смешивается с остальным объемом нефти в резервуаре. В резервуаре также размещены электроприводные винтовые мешалки, предназначенные для предотвращения выпадения осадков в «мертвых зонах» (площадях, находящихся за ра­диусом действия размывающих головок) и получения одно­родной смеси нефти.

Резервуары с плавающей крышей рекомендуются преиму­щественно для строительства в районах с малой снеговой нагрузкой, так как скопление снега на крышах усложняет их эксплуатацию, связанную с необходимостью удаления снега (при слое выше 100 мм). Резервуары с плавающей крышей сооружают объемом 100 - 50 000 м 3 . Известны конструкции отдельных резервуаров, объем которых достигает 160 000 м 3 при диаметре резервуара 114 м и высоте 17,1 м. Плавающая крыша уменьшает площадь испарения по сравнению с пло­щадью испарения обычного резервуара, благодаря чему рез­ко снижаются потери нефтепродукта.

4. Каплевидные резервуары. Применяют для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов с высокой упругостью па­ров, когда нецелесообразно использовать для этой цели обыч­ные вертикальные резервуары, рассчитанные на давление 2 кПа. Оболочке резервуара придают очертание капли жидко­сти, свободно лежащей на смачиваемой плоскости и находя­щейся под действием сил поверхностного натяжения. Благодаря такой форме резервуара создаются условия, при кото­рых все элементы поверхности корпуса под действием давле­ния жидкости растягиваются примерно с одинаковой силой, испытывая одни и те же напряжения, что обеспечивает ми­нимальный расход стали на изготовление резервуара. В связи с тем, что каплевидные резервуары рассчитывают на внут­реннее давление в газовом пространстве 0,04 - 0,2 МПа и вакуум 5 кПа, легкоиспаряющиеся нефтепродукты хранят почти полностью без потерь от малых «дыханий» и пары выпуска­ют в атмосферу, главным образом при наполнении резервуа­ров (при больших «дыханиях»).

В зависимости от характера изготовления оболочки этих резервуаров различают два основных типа (рис. 6.7): капле­видные гладкие и многоторовые. К каплевидным гладким от­носятся резервуары с гладким корпусом, не имеющим изло­мов кривой меридионального сечения. Такие резервуары сооружают объемом 5000 - 6000 м 3 с внутренним давлением 75 кПа. Резервуары, корпус которых образуется пересечени­ем нескольких оболочек двойной кривизны, из которых они образованы, называют многокупольными, или многоторовыми резервуарами. Резервуары этого типа сооружают объе­мом 5000 - 20 000 м 3 на внутреннее давление до 0,37 МПа. Каплевидные резервуары оборудуют комплектом дыхатель­ных и предохранительных клапанов, устройствами для слива-налива нефтепродуктов и удаления отстоя, приборами замера уровня, температуры и давления.

5. Горизонтальные резервуары. В отличие от вертикаль­ных их изготавливают, как правило, на заводах и поставляют на место установки в готовом виде. Резервуары этого типа имеют весьма широкое распространение при транспортиров­ке и хранении нефтепродуктов на распределительных нефте­базах и в расходных хранилищах. Резервуары рассчитаны на внутреннее давление до 0,07 МПа и вакуум 1 кПа; изготовля­ют их объемом 5-100 м 3 ; габаритные размеры их принимают с учетом возможности транспортировки железнодорожным транспортом. Резервуары имеют конусное или плоское дни­ще; устанавливают их над землей на опорах или под землей на глубину не более чем на 1,2 м от поверхности земли. На опорах горизонтальные резервуары устанавливают в том слу­чае, когда требуется самотечная выдача нефтепродукта или когда затруднена подземная установка вследствие высокого стояния грунтовых вод. При высоких фундаментах для удоб­ства обслуживания устраивают обслуживающие площадки с лестницами. На площадках с низким уровнем грунтовых вод при подземной установке фундаменты выполняют в виде пес­чаных подушек. При высоком стоянии грунтовых вод подзем­ные резервуары устанавливают на бетонном фундаменте и во избежание всплывания крепят анкерными болтами. Оборудо­вание резервуаров выполняется по типовым проектам в зави­симости от хранимого нефтепродукта и схемы установки резервуара.

Сегодня в производственном процессе многих предприятий используется емкостное оборудование, которое является основным элементом технологического процесса. Емкостное оборудование используют в пищевой, химической, нефтяной промышленности, а также в других отраслях, производство которых связано с хранением, транспортировкой разного рода жидкостей.

Современные машинные производства изготавливают емкости горизонтальные и вертикальные.

Вертикальные емкости

Вертикальные емкости изготавливаются из нержавеющей или углеродистой стали. Используются для хранения и транспортировки, продуктов нефтяной промышленности. В комплект входят: приемо-раздаточные и дыхательные устройства, датчики уровня, система подогрева, трубопроводная арматура и т. д.

Горизонтальные емкости

Горизонтальные емкости, так же как и вертикальные, изготавливаются из нержавеющей, углеродистой стали. Объем таких емкостей составляет от 10 до 100 кубических метров. Такое оборудование может быть укомплектовано датчиками, регулирующими уровни, люками, клапанами.

Емкости для пищевой промышленности применяют для сбора, хранения, охлаждения пищевых продуктов и жидкостей. Оборудование может изготавливаться для помола и дробления, гомогенизирования, вакуумирования, термической обработки и т. д. Также емкости используются в пивоваренной промышленности и производстве алкогольных и безалкогольных напитков.

Применяется в фармацевтической, косметической, химической и лакокрасочной промышленности. Емкости оснащены перемешивающими механизмами, к примеру, лопастными, рамными, пропеллерными устройствами. Одним из важнейших направлений в производстве емкостного оборудования является аппараты для нефтегазовой и химической промышленности. Для хранения нефтепродуктов (керосин, бензин, дизельное топливо, масла и т. д.) выпускаются емкости разного типа, к примеру, с теплоизоляцией, с обогревом и без обогрева, наземной и подземной установки.

ООО «Борисоглебское машиностроение» выпускает качественное емкостное оборудование по стандартным чертежам, а также по заданным параметрам заказчика. За счет использования технологичных материалов и надежных комплектующих все изделия отличаются высоким качеством и долгим сроком эксплуатации.

На современных НПЗ и предприятиях топливного профиля активно используются специальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов. Именно эти емкости обеспечивают количественную и качественную сохранность. Прочитав эту статью, вы узнаете о существующих разновидностях подобных хранилищ.

Классификация резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

В зависимости от места расположения все существующие на сегодняшний день емкости можно подразделить на:

• подводные;
• подземные;
• наземные.

Кроме того, в зависимости от материала, используемого для производства емкостей, их можно классифицировать на синтетические, железобетонные и металлические. Самыми востребованными из всех перечисленных выше категорий считаются наземные и подземные металлические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов (фото будет приложено чуть ниже). Эти устойчивые к химическому и коррозийному воздействию емкости должны быть достаточно герметичными, чтобы обеспечивать сохранность продукции.

Как устроены такие емкости?

Все подобные хранилища обязательно должны иметь днище, корпус и крышу. Кроме того, емкости дополнительно оснащаются маршевыми лестницами, люками разного предназначения, ограждениями, стойками, деталями жесткости и прочими элементами. Большая часть небольших которых не превышает 50 кубометров, производится в заводских условиях. Уже в процессе монтажа их доукомплектовывают необходимым эксплуатационным оборудованием.

Остальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, размеры которых не позволяют транспортировать их в собранном виде, доставляются к месту установки в виде отдельных готовых элементов (сборные) или в рулонах с недостающими деталями монтажа. К этой категории относятся вертикальные металлические емкости, объем которых составляет до 100 тысяч кубометров.

Невозможно обойти вниманием и крышу таких хранилищ. Сооружение резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов подразумевает установку плавающей, дышащей или стационарной крыши. В процессе выбора этого важнейшего элемента необходимо учитывать не только объем емкости, но и особенности хранящегося в ней продукта, а также климатические условия местности, в которой она будет установлена.

Стальные вертикальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов

ГОСТ 31385-2008 устанавливает основные требования к проектированию, производству, установке и тестированию таких емкостей. Вертикальные хранилища характеризуются наибольшей вместительностью по сравнению с прочими аналогами. Объем таких емкостей варьируется в пределах 400-50 000 кубометров. Для формирования их стенок используется особая с полистовым или рулонным расположением. Необходимая степень жесткости готовой конструкции достигается за счет наличия Подобным хранилищам подходит несколько разновидностей крыши, включая понтонную, плавающую, сферическую, коническую и плоскую.

Кроме всего прочего, такие резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов дополнительно укомплектовываются приемно-раздаточными патрубками, несколькими клапанами и вспомогательными люками. Чтобы уменьшить потери нефтепродуктов вследствие испарения, хранилища производят из термоизоляционных материалов.

Основные особенности горизонтальных емкостей

Такие резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов отличаются меньшей вместительностью. Они могут быть установлены на земле или на особых бетонных опорах. Кроме того, их разрешается вкапывать в землю на глубину не более 1,2 метра.

Довольно часто такие емкости используют не только для хранения, но и для транспортировки нефти на значительные дистанции. Для перевозки резервуары устанавливаются на специальные железнодорожные платформы. Изготавливаются такие хранилища из стальных листов, соединяемых посредством сварочных швов. Подобные емкости имеют цилиндрическое, конусное или плоское днище. Дополнительно их укомплектовывают патрубками для выдачи, горловинами для заливки, смотровыми окнами и клапанами.

Пластиковые емкости: возможно ли это?

Относительно недавно появились пластиковые резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов. Они имеют квадратную форму, существенно облегчающую процесс транспортировки, и отличаются малой вместимостью. Это объясняется небольшой прочностью стенок, для изготовления которых используется особая разновидность пластика. Объем таких хранилищ не превышает пяти кубометров, поэтому они малопригодны для применения в промышленных масштабах. Чтобы придать стенкам большую прочность, их армируют с наружной стороны. Подобные емкости оснащаются только клапанами давления, патрубками для выдачи и горловинами для заливки. Отсутствие необходимости в наличии смотровых окон объясняется тем, что для производства таких хранилищ используется светлый полупрозрачный пластик.

Конструкционные особенности подземных резервуаров

Двустенные подземные емкости используются для хранения и выдачи ГСМ. Максимальная долговечность и надежность таких резервуаров обеспечиваются за счет того, что пространство, образовавшееся между наружной и внутренней стенками, заполнено жидкостью, имеющей более низкую плотность, чем у хранимых веществ. Чтобы предотвратить возможное появление воздушной пробки, резервуары укомплектовываются дыхательными клапанами. Наружные стенки емкости покрыты двухкомпонентной полиуретановой диэлектрической антикоррозийной краской.

Стальные двустенные подземные емкости соответствуют всем общепринятым стандартам, поэтому их на протяжении многих десятков лет активно используют для хранения жидкостей, способных нанести вред грунтовым водам.

Какие емкости для хранения нефтепродуктов используются на современных АЗС?

Практически все оборудованы стальными цистернами для хранения топливных материалов. Сами резервуары могут располагаться как над, так и под землей. Одной из важнейших проблем, которой озабочено руководство всех современных АЗС, является вопрос минимизации потерь в процессе хранения горючего. Большая часть потерь происходит вследствие испарения, во многом зависящего от конструкционных особенностей емкостей и от температуры в них. Именно потому сегодня все чаще на заправках можно увидеть подземные хранилища, обеспечивающие более стабильный температурный режим и позволяющие максимально сократить испарение топлива. Использование таких резервуаров не только улучшает финансовые показатели, но и благотворно отражается на экологической обстановке в прилегающем к АЗС районе.

Резервуары различают по расположению: наземные, подземные. К подземным относят баки засыпанные грунтом. Свайные конструкции причисляют к наземному типу. В условиях низких температур баки устанавливают на сваи. Объемы емкости: от 100 до 20 000 м3.

Все типы вместилища оснащены защитной арматурой для выравнивания давления с атмосферой. Большие емкости снабжены системой размыва отложений. Вентиляционные коридоры оборудованы огнеупорными щитами.

Резервуары, предназначенные для хранения вязких элементов, снабжены обогревом, снаружи обычно утепляются негорючим материалом. В качестве изолятора применяют шлак, кирпич, асбоцемент. В случае подогрева изнутри используют трубы с паром или горячей водой.

Сверху бака расположен один или несколько технологических люка. Предназначение — замер и закачка жидкости. Для зон повышенной влажности в резервуары устанавливают фальш-крыши — плавающие элементы для сбора и удаления конденсата.

Виды резервуаров

Материал изготовления. Изделия бывают железобетонные, металлические, синтетические, земляные.

Избыточное давление. Емкости высокого и низкого давления. Низкое давление равно атмосферному, но не превышает его на 0,02 МПа.

Технология применения. Водяные баки, отстойники, хранилища для вязких веществ, цистерны для нефтепродуктов с защитным свойством.

Конструкция. Цилиндрические вертикальные цистерны, горизонтально-цилиндрические, с прямой или конической кровлей, с обычным либо широким днищем.

В промышленности чаще всего применяют железобетонные и стальные конструкции хранилищ.

Резервуар вертикальный стальной (РВС)

РВС — объемное вместилище, чаще всего для нефтепродуктов. Стенки конструкции изготовлены поясами из металлического листа либо рулона от 3 до 6 мм толщиной, от 5 до 30 мм в нижней части. Для предотвращения взрывоопасных ситуаций верхняя часть бака с крышей заварена слабым швом. Толщина металла в верхней части 3-10 мм.

Разновидности РВС. РВСП — рез-ар вертикальный стальной с понтоном. РВСПК — с плавающей крышей. Емкости для сырья используются для нефти. Технологические резервуары предназначены для сбора воды, товарные применяют для хранения готовой к продаже нефти.

Бак-аккумулятор горячей воды (БАГВ)

Бак для хранения воды до 95 С. Применяется в системах водоснабжения. Монтаж по системе — после нагревателя до потребителя. Изделие по конструкции относится к ГВС и служит для стабильного обеспечения горячей водой.

Изделие горизонтального исполнения имеет округлую стену, днище и кровлю. Стенка изготовлена методом рулонирования или собрана из листов прокатанной стали. Автоматическая двусторонняя сварка под флюсом гарантирует отличное качество соединения.

Изделия емкостью менее 5000 м2 снабжены конической крышей. Иные имеют куполообразную форму кровли. Конструкция снабжена бандажами. Вертикальные усиливающие элементы предохранят бак от деформации.

Резервуары горизонтальные стальные (РГС)

Изделия изготавливают объемом от 3 до 100 м3. Резервуары горизонтальные стальные наземные бывают одностенные (РГС) и двухстенные (РГСД) конструкции, используемые для хранения нефтепродуктов, воды.

Для усиления РГС внутрь бака устанавливают треугольные диафрагмы сечения тавра. В кровлю монтируют люк и технологические патрубки. Технологические отверстия укрепляют накладками толщиной в стенку бака.

Резервуары испытывают избыточным давлением только после монтажа. Испытательное давление превышает рабочее на 0.25%. Время выдержки испытания — не менее 10 минут. После выдержки нагрузку нормализируют до рабочей и визуальным осмотром проверяют целостность шва конструкции.

РГД — горизонтальный двух- или более секционный бак. Применим для хранения двух или более видов ГСМ. Горизонтальные перегородки выполнены из стали толщиной не менее толщины стенок конструкции. В верхней части для каждого отсека предусмотрен собственный лаз и вентиляция.

Резервуары подземные горизонтальные дренажные

Различают два основных типа емкостей:

ЕПП — бак с подогревателем;

ЕП — без подогревателя.

Изделия применяют для временного хранения сточных вод, нефтепродуктов, отходов нефтяной промышленности.

Горизонтальная подземная установка призвана защитить экологию от вредного воздействия хранимой продукции.

Конструкция представляет собой металлический конусообразный цилиндр, с двумя люками, расположенными в верхней части. Один люк для заправки, другой — для диагностики. Подземные изделия идеально подходят для тяжелой промышленности.

Сосуд под давлением

Емкость закрытого типа, предназначенная для герметизации химических реакций, а также хранения и транспортировки горючих жидкостей и газа. Широко используются в промышленности, спорте и быту. Баллоны для подводного плавания, котлы отопления, ресиверы, газовые баллоны — примеры широкого применения.

Сосуд - сложное опасное устройство. Эксплуатация разрешена только с соблюдением правил промышленной безопасности, охраны труда. Для безопасной работы установки оснащаются запорной арматурой, манометром, термометром, предохранительным клапаном, указателем уровня.

Баки для ТЭС и ГРЭС

Емкости для ТЭС, ГРЭС выполнены в прямоугольном и цилиндрическом горизонтальном либо вертикальном исполнении. Материал изготовления — углеродистая сталь. Устанавливать в закрытом помещении, защищенном от огня.

Применение на электростанции:

Паровые котлы;

Теплообменники на турбинной установке;

Деаэратор питательной воды;

Конденсатор;

Расширители пара;

Резервуары для хранения ГСМ.

Нержавеющие резервуары

Используют в промышленности и быту. В быту применяют изделия:

Хранение пищевых продуктов, питьевой воды;

Накопитель, временное хранилище для конденсата или жидкости;

Для промышленности используют:

Хранение нефтепродуктов;

Промышленная переработка;

Тара под сыпучие материалы.

Основное преимущество нержавейки — отличные антикоррозийные показатели, защитные качества против солей, кислот. Исполнение емкости может быть как герметичным, так и открытым. Толщина и количество стенок зависит от задач эксплуатации.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2015.08.03