Резервуары и технологическое оборудование
Резервуары и технологическое оборудование » Подбор оборудования » Статьи
Технические характеристики резервуаров
1. Вертикальные изотермические резервуары
Изотермические резервуары используются для хранения различных нефтепродуктов при постоянной пониженной или отрицательной температуре, проектирование и сооружение которых является новым направлением в резервуаростроении. Разработаны различные типы конструкций для хранения нефтепродуктов при температуре выше 196°С.
Наиболее распространены двухслойные конструкции изотермических резервуаров с зазорами между стенками, крышками и днищами (рис. 1.а, б).
Величины зазоров определяют технологические институты и выдают в техническом задании (ТЗ) на проектирование. Задания включают исходные данные для проектирования резервуаров: объем; название и температуру хранимого сжиженного газa, марки сталей для внутреннего и наружного резервуаров; величину избыточного и гидростатического давления; район строительства; величину снеговой и ветровой нагрузок; сейсмичность района строительства; наименование теплоизоляционных материалов, сварочные материалы для сварки сталей специальных марок и другие данные.
Если температура хранения не ниже -65°С, то при проектировании резервуаров применяются строительные стали. При более низких температурах должны применять стали специальных марок: никельсодержащие; нержавеющие стали; алюминиевые сплавы.
Проектирование и сооружение изотермических резервуаров во многом аналогично проектированию и сооружению вертикальных цилиндрических резервуаров низкого и повышенного давления. Также аналогичны методики инженерных расчетов, что дает возможность использовать многолетний опыт их проектирования. Новым, с чем столкнулись при проектировании и расчете несущих элементов изотермических резервуаров, явились нагрузки от теплоизоляционных материалов. При расчете стенки пустого внутреннего резервуара на устойчивость – собственный вес изоляции, находящейся между крышами и вызывающей осевое сжатие стенки. Изоляция, находящаяся в межстенном пространстве, вызывает боковое давление на стенки внутреннего и наружного резервуаров. Кроме того, за счет трения о стенки она вызывает также вертикальное усилие.
Рис. 1. Изотермический резервуар объемом 20 тыс. м3 (DВН = 34,2 м, Dн = 36 м):
а – фасад внутреннего резервуара (слева) и наружного резервуара (справа);
б – разрез; 1 – кольца жесткости; 2 – анкерные крепления; 3 – железобетонная плита (ростверк) свайного основания
2. Осесимметричные каплевидные резервуары
Сооружено, испытано и внедрено несколько таких резервуаров объемом по 2 тыс. м3, рассчитанных на избыточное давление 0,03 МПа и вакуум 0,003 МПа. Авторы проекта – инженеры С.И. Веревкин и Г.М. Чичко.
При детальных испытаниях напряженно-деформированного состояния резервуаров с опорным кольцом в его конструкциях возникают зоны концентрации высоких напряжений. На этом основании один из авторов (Г.М. Чичко) предложил новую конструктивную форму каплевидного резервуара – резервуар с экваториальной опорой (рис. 2). В этой конструкции отсутствуют опорное кольцо и ребра жесткости внутри резервуара, а оболочка опирается в зоне экватора на 20 опор (колонн), которые устанавливают на железобетонное опорное кольцо. Каплевидная оболочка имеет толщину выше экватора 5 мм, ниже – 6 мм. Геометрия оболочки имеет такую форму эллиптических поясов, что радиусы кривизны уменьшают вверх до экватора с таким расчетом, чтобы меридиональные и кольцевые усилия по всей поверхности от гидростатической нагрузки и избыточного давления были равны между собой: N1= N = const. Поэтому каплевидные оболочки называют оболочками равного сопротивления.
Каплевидные резервуары экономичны в своей области, т.е. в области повышенного давления, однако монтаж таких резервуаров сложен, требует соответствующих средств механизации для изготовления лепестков двоякой кривизны. Но в связи с необходимостью сокращения потерь нефтепродуктов при хранении, а резервуары с плавающей крышей или понтоном неэкономичны при малой оборачиваемости, проблема резервуаров повышенного давления, в том числе каплевидных резервуаров, является актуальной и перспективной.
В отличие от резервуаров с понтоном или плавающей крышей в резервуарах повышенного давления нет никаких движущихся конструкций и затворов, в них сохраняется возможность для рулонирования стенки и плоского днища, вследствие чего облегчается их изготовление. Их эксплуатация сравнительно проста. Таким образом, для более полного удовлетворения потребности страны в нефтерезервуарах и хранилищах сжиженных газов целесообразно применение резервуаров новых конструктивных форм – повышенного давления, изотермических и др.
Рис.2. Каплевидный резервуар объемом 2 тыс. м3 с экваториальной опорой:
а – фасад резервуара; б – план фундамента и расположение колонн
3. Горизонтальные резервуары
Горизонтальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей (табл. 1) под избыточным давлением 0,04 МПа при плоских днищах и 0,07 МПа при конических днищах. Разработаны проекты резервуаров объемом РГС-3м3, РГС-5м3, РГС-10м3, РГС-25м3, РГС-50м3, РГС-75м3 и РГС-100 м3.
Для обеспечения устойчивости пустых резервуаров под воздействием разрежения (вакуума), внешних нагрузок и давления грунта внутри резервуара устанавливают кольца (ребра) жесткости. В надземных двух опорных резервуарах в пределах опор устанавливают внутренние треугольные диафрагмы (см. 3) .
Горизонтальные резервуары по пространственному расположению подразделяют на надземные (выше планировочной отметки территории нефтебазы) и подземные (ниже уровня территории). По конструкции днищ горизонтальные резервуары в зависимости от объема и избыточного давления проектируют с плоскими, коническими или цилиндрическими днищами. Для обеспечения устойчивости цилиндрической оболочки внутри нее должны быть установлены опорные кольца жесткости. В зависимости от объема устанавливают и дополнительные кольца жесткости.
Таблица 1
Характеристика надземных горизонтальных резервуаров (толщина оболочки 4 мм)
Показатель | Номинальный объем, м3 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
5 | 10 | 25 | 50 | 75 | 100 | |
Геометрический объем, м3 | 5,7 | 10,79 | 26,9 | 55,5 | 76,9 | 101,5 |
Диаметр, мм | 1900 | 2220 | 2700 | 2760 | 3240 | 3240 |
Длина оболочки, мм | 2030 | 2750 | 4150 | 8940 | 8940 | 11920 |
Пролет, мм | 1980 | 2750 | 4150 | 4500 | 5400 | 5400 |
Толщина конического днища, мм | - | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Толщина плоского днища, мм | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Число опорных колец жесткости, шт. | - | - | - | - | 2 | 2 |
Число промежуточных колец жесткости, шт. | - | 1 | 1 | 1 | 2 | 4 |
Масса резервуара, т | 0,72 | 1,09 | 1,86 | 3,44 | 4,23 | 5,41 |
Удельный расход стали на 1 м3 объема, кг | 126 | 101 | 69 | 62 | 55 | 53 |
Рис. 3. Горизонтальный резервуар объемом 50 м3
а – с плоским днищем; б – с цилиндрическим днищем
В этом же разделе:
- Вертикальный резервуар
- Горизонтальные резервуары
- История возникновения резервуаров
- Изготовление резервуаров
- Пожарная безопасность при эксплуатации резервуаров
- Емкости стальные и емкости нержавеющие
- Классификация и назначение резервуаров
- Добыча нефти
- «Черное золото»
- Хранение нефти
- Развитие резервуаростроения
- Проблемы транспортировки нефти и нефтепродуктов
- Пожарные резервуары
- Резервуары горизонтальные стальные РГС наземного расположения
- Монтаж резервуарных металлоконструкций (часть 1)
- Монтаж резервуаров. Подготовительные работы. (часть 2)
- Монтаж резервуаров (часть 3)
- Тушение пожаров в резервуарых парках
- Резервуары и резервуарное оборудование на АЗС
- Номенклатура отечественных стальных резервуаров
- Классификация нефтебаз
- Эксплуатация резервуаров, резервуарных парков
- Определение объема резервуарного парка и выбор типов резервуаров
- Характеристики резервуаров различных типов и объемов (Часть 2)
- Характеристики резервуаров различных типов и объемов (Часть 1)
- Специфические особенности экономики резервуаростроения
- Производственные операции. Наполнение, опорожнение и зачистка резервуаров
- Резервуары повышенного давления
- Планово-предупредительный ремонт резервуаров