Современные требования к резервуарам для хранения нефтепродуктов достаточно строги. Тем не менее они представляют колоссальный интерес для представителей отрасли.
Если с теорией все ясно, то на практике ситуация оказывается не столь радужной. Сохранить сырье достаточно проблематично, т.к. при этом стоит соблюдать целый ряд требований и норм.
Требования к резервуарам для хранения нефти и нефтепродуктов
Связана тенденция с тем, что такие ресурсы характеризуются свойствами, которые на порядок усложняют добычу и логистические операции.
К тому же углеводородное сырье считается:
- Опасным с точки зрения пожарной безопасности. При хранении не допускается риск или же создание благоприятных условий появления открытого огня и тем более его распространения. Требования пожарной безопасности касаются и возникновения электрических разрядов. Холодная искра достаточной силы способна вызвать возгорание газа или нефти.
- Взрывным. Такое качество вынуждает создавать целый перечень защитных механизмов на любом предприятии соответствующего сегмента.
- Чувствительность к примесям и посторонним веществам. Попадание в нефть посторонних предметов чревато ее порчей и потерей высокого качества.
Все это учитывается, когда создаются резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов. Любой понимает, что изменить исходные свойства углеводородного ресурса не представляется возможным. При этом именно на свойствах ископаемого базируется его востребованность как основного топлива современности.
Наиболее распространенным решением задачи складирования является разработка всех нужных компонентов, которые создадут благоприятные условия.
Так, были созданы всевозможные типы резервуаров для хранения нефтепродуктов. Они помогают предупредить большое количество рисков.
Все это позволило развиться направлению отрасли, одним из главных векторов работы которого считается создание оптимальных условий хранения.
Предприятия этой области занимаются профессиональным подбором или разработкой контейнеров, отвечающих нынешним нормам безопасности и требованиям структуры. Подобные коммуникации позволяют работать с ресурсами без каких-либо рисков и угроз.
Основные разновидности резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов
Наибольшей популярностью пользуются стальные конструкции. Чаще всего они имеют вертикальную продолговатую форму. Такие вариации оснащены плавающим понтоном. Их вместимость нередко достигает 50000 кубометров сырья.
Также на практике нашли применение цилиндрические виды резервуаров для хранения нефтепродуктов со сферической крышей. Иногда она может иметь коническое исполнение. Сейчас нашли достаточно широкое применение модели с плавающим мостом емкостью 120000 тонн.
Весь сегмент добычи, хранения и транспортировки ресурсов не может полноценно функционировать без наличия подобных контейнеров.
Отмечается, что с каждым годом растет вместимость емкостей, а их оснастка с каждым днем модифицируется.
Все время происходит внедрение инноваций и передовых разработок от ведущих инженеров сегмента. При этом все требования к подобным конструкциям никуда не исчезают.
Отмечается, что индивидуальные разработки должны в такой же степени удовлетворять требованиям безопасности, как и типичные резервуары. Их задача остается прежней: минимизировать риски разлива топлива по объекту, устойчивость к воспламенению и взрыву.
Такое оборудование считается в узких кругах достаточно сложным, если рассматривается его проектирование или применение.
Процесс определения необходимого объема конструкции или заказ изделия являются приоритетными делами для любой организации.
Поиск исполнителя, который сможет разработать отличные типы резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, нередко оказывается вопросом повышенной сложности.
Своим внешним видом все контейнеры для индустриальных задач похожи между собой. Так, люди далекие от данного сегмента производства могут предположить, что их основное отличие – это вместимость. Но все далеко не так прозаично и легко. Подобные изделия необходимо применять только по их прямому назначению.
Некоторые типы сооружений используются для хранения в них воды и технических жидкостей, другие – для всевозможных ископаемых.
Конструкции для газообразного топлива и нефтяной продукции спроектированы только на конкретный тип сырья. Так, они могут применяться для складирования бензина, технических масел, дизтоплива и другой продукции.
При этом в конструкциях, предназначенных для хранения светлых видов топлива, нужно хранить только его, а для темных – соответствующее сырье. Такие сооружения разрабатываются исключительно из первосортного, высокопрочного, устойчивого к агрессивной среде металла или полимера.
На практике подобная продукция производится из нержавеющей высоколегированной стали. При этом ко всем материалам, используемым на производстве, выдвигается целый список требований. Все инженерные разработки проходят строгие проверки и диагностику.
Классификация резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов
Классификация резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов представляет собой следующий перечень конструкций:
- одностенные;
- двустенные вариации;
- горизонтальные сооружения;
- вертикальные варианты;
- подземные конструкции;
- наземная тара.
Большие предприятия отдают предпочтение многостенным вариациям. Организации полагают, что резервуары для хранения нефтепродуктов этого класса более прочные и менее подвержены процессу коррозии. Для более благоприятных условий между стенками конструкции запускается инертный газ.
Горизонтальные разработки имеют большее сопротивление агрессивной среде, давлению сырья, а потому считаются более предпочтительными, хотя и менее распространены в индустрии. Но они не находят должного внимания от промышленных гигантов, т.к. не являются экономичными с точки зрения свободного места на заводе или нефтехранилище. Основное преимущество – легкий уход и эксплуатация.
Современное производство резервуаров для хранения нефтепродуктов
Современное производство резервуаров для хранения нефтепродуктов зациклилось на проектировании наземных емкостей.
Подземные коммуникации в плане защиты более предпочтительны. Это связано с их расположением глубже значения промерзания грунта зимой. Это ограждает сырье от неблагоприятных атмосферных явлений, не позволяет топливу перемерзать или перегреваться.
Примечательно, что непосредственно перед погружением подземные резервуары для хранения нефтепродуктов покрывают дополнительной изоляцией.
Резервуарные парки для хранения нефтепродуктов и прочие приспособления на экспозиции
На интернациональной экспозиции «Нефтегаз» , которая пройдет под эгидой ЦВК «Экспоцентр», можно найти современные решения вопроса складирования нефтепродуктов, передовые технологии перерабатывающего комплекса.
Выставка считается одним из самых масштабных проектов отрасли. На мероприятии будет представлено новейшее оборудование. Здесь пройдут тематические семинары посвященные паркам для складирования, будут рассмотрены и различные типы резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов.
Читайте другие наши статьи: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.
Для сбора, хранения и учета нефти и нефтепродуктов на нефтепромыслах, нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах и станциях магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов служат резервуары -- сосуды разнообразной формы и размеров, построенные из различных материалов.
По назначению эти сосуды подразделяются на резервуары для хранения нефти, светлых и темных нефтепродуктов.
По материалу -- на металлические и неметаллические. Металлические резервуары сооружают преимущественно из стали. К неметаллическим резервуарам относятся в основном железобетонные резервуары.
Резервуары каждой группы различают по форме: вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические, каплевидные и других форм.
По схеме установки резервуары делятся на: наземные, у которых днище находится на уровне или выше наинизшей отметки прилегающей площадки; подземные, когда наивысший уровень жидкости в резервуаре находится ниже наинизшей отметки прилегающей площадки не менее чем на 0,2 м.
Резервуары сооружают различных объемов от 100 м 3 до 120000 м 3 .
Для хранения светлых нефтепродуктов применяют преимущественно стальные резервуары, а также железобетонные с внутренним покрытием -- листовой стальной облицовкой или неметаллическими изоляциями, стойкими к воздействию нефтепродуктов.
Рис. 118.
Для хранения больших количеств нефти и темных нефтепродуктов рекомендуется применять в основном железобетонные резервуары. Смазочные масла, как правило, хранят в стальных резервуарах.
Группа однотипных резервуаров, объединенных трубопроводными коммуникациями, называется резервуарным парком. Каждая группа наземных резервуаров ограждается земляным валом или стенкой, высота которых принимается на 0,2 м выше расчетного уровня разлившейся жидкости, но не менее 1 м при ширине земляного вала по верху 0,5 м.
Вертикальные цилиндрические резервуары подразделяются на резервуары низкого давления, с понтонами и с плавающими крышами. Каждый резервуар снабжается лестницей, необходимой для осмотра оборудования, отбора проб и контроля за уровнем нефтепродукта. У места присоединения лестницы к крышке резервуара сооружается замерная площадка, на которой устанавливают замерные приспособления и аппаратуру.
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 резервуаров имеют толщину 4--10 мм (снизу вверх).
Резервуары с коническим покрытием (рис. 119) сооружают объемом 100--5000 м 3 , причем в центре их (за исключением резервуаров объемом 100 и 200 м 3) устанавливают центральную стойку, на которую опираются щиты покрытия. Резервуары со сферическим покрытием сооружают объемом 10000, 15000 и 20000 м 3 . Щиты покрытия по контуру опираются на кольцо, установленное на корпусе резервуара. Толщина листов стенки резервуаров (считая снизу вверх) 6--14 мм. Толщина листов покрытия 3 мм.
Резервуары оснащаются дыхательной арматурой и замерными устройствами. К ним относятся:
люк-лаз (в нижнем поясе резервуара) для внутреннего осмотра, ремонта и очистки резервуара;
люк световой (на крыше резервуара) для проветривания и освещения резервуара;
люк замерный для контрольного замера уровня жидкости в резервуаре и взятия проб, которые нормально осуществляются специальным уровнемером и сниженным пробоотборником;
хлопушка (корпус с наклонным срезом и плотно прилегающей к нему крышкой), предназначенная для предотвращения потерь нефтепродуктов в случае разрыва трубопроводов или выхода из строя резервуарной задвижки; сифонный водоспускной кран, устанавливаемый для выпуска подтоварной воды из резервуара; монтируется он снаружи резервуара на конце трубы с изогнутым отводом, находящимся внутри резервуара у его днища;
дыхательный клапан, предназначенный для регулирования давления паров нефтепродуктов в резервуаре в процессе закачки или выкачки нефтепродукта, а также колебаний температуры; в зависимости от условий применения и конструкций резервуаров на них устанавливают дыхательные клапаны различных модификаций и диаметров;
огневой предохранитель, служащий для защиты резер-" вуара от проникновения в его газовое пространство огня через дыхательную аппаратуру;
предохранительные клапаны (гидравлический и мембранный) для регулирования давления паров нефтепродуктов в случае неисправности дыхательного клапана или если сечение дыхательного клапана окажется недостаточным для быстрого пропуска газов или воздуха;
пеногенератор для подачи пены при тушении пожара в резервуаре.
С целью снижения потерь легкоиспаряющихся нефтей и нефтепродуктов применяют резервуары с плавающим понтоном.
Понтон, плавающий на поверхности жидкости, уменьшает площадь испарения, благодаря чему резко снижаются (в 4-- 5 раз) потери от испарения. Понтон представляет собой диск с поплавками, обеспечивающими его плавучесть. Между понтоном и стенкой резервуара оставляется зазор шириной 100-- 300 мм, перекрываемый уплотняющими герметизирующими затворами. Известны несколько конструкций затворов, однако в основном применяют затворы из прорезиненной ткани, профили которой имеют форму петли с внутренним заполнением затвора (петли) упругим материалом.
Плавающие понтоны различают двух типов: металлические и из синтетических пенопластовых или пленочных материалов. На рис. 120 показан резервуар с металлическим понтоном в виде диска 3 с открытыми коробами / 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 стационарным покрытием, которое предотвращает попадание атмосферных осадков на поверхность понтонов, это позволяет применять облегченные кострукции понтонов из синтетических пленочных материалов.
Рис. 119.
1 -- световой люк; 2 -- гидравлический предохранительный клапан; 3 -- огневой предохранитель; 4 -- дыхательный клапан; 5-- замерный люк; б--указатель уровня; 7 -- люк-лаз; 8 -- сифонный кран; 9 -- хлопушка; 10 -- приемо-раздаточные патрубки; 11 -- перепускное устройство; 12 --управление хлопушкой; 13 -- лебедка; 14 -- подъемная труба; 15 -- шарнир подъемной трубы; 16 -- блок
Резервуары с плавающей крышей не имеют стационарного покрытия, а роль крыши у них выполняет диск из стальных листов, плавающий на поверхности жидкости.
Каплевидные резервуары применяют для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов с высокой упругостью паров. Оболочке резервуара придают очертание капли жидкости, свободно лежащей на несмачиваемой 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 0,005 МПа, легкоиспаряющиеся нефтепродукты хранятся 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 различают два основных типа этих резервуаров (рис. 121): гладкие а и многоторовые б. К каплевидным относятся резервуары с гладким корпусом, не имеющим изломов. Такие резервуары сооружают объемом 5 000--6 000 м 3 , рассчитанные на давление до 0,075 МПа. Резервуары, корпус которых образуется пересечением нескольких оболочек двойной кривизны, называются многокупольными или многоторовыми. Резервуары этого типа сооружают объемом 5 000--20 000 м 3 , они рассчитаны на давление до 0,37 МПа.
Неметаллические резервуары -- такие резервуары, у которых 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.
Рис. 120.
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 (кальматировать) мелкопористые материалы, уменьшая со временем их просачиваемость и проницаемость, при их хранении в железобетонных резервуарах не требуется специальной защиты стенок, днищ и покрытия резервуаров. При хранении смазочных масел во избежание их загрязнения внутренние поверхности резервуаров защищают различными покрытиями или 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.
* Рис. 121. Каплевидные резервуары
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 теплопотерь, 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.
Стремительное развитие нефтяной промышленности вызвало необходимость хранения больших объемов сырой нефти и ее продуктов. Первые резервуары для нефтепродуктов представляли собой земляные ямы глубиной около 4 метров или амбары. Однако спрос на нефть рос, и такие методы хранения продукта стали малоэффективными. В результате появились целые комплексы, в которых каждый резервуар является лишь одним из элементов сложной системы.
Сегодня резервуары для нефти активно используются на каждом из этапов добычи и последующей переработки продукта. Так как химический состав нефтепродуктов, а также их физические свойства могут изменяться на каждом из этапов производства, резервуары для хранения нефтепродуктов имеют различные конструкции и назначение. Это в свою очередь влияет и на классификацию хранилищ:
Кроме того, сегодня налажено производство резервуаров для нефтепродуктов четырех категорий в соответствии с объемом.
К первому классу относятся емкости, объем которых превышает 50000 литров, а к четвертому - небольшие хранилища емкостью менее 1000 литров.
Большой популярностью пользуются хранилища, корпус которых изготовлен из стали . Они отличаются не только размером или формой, но и технологическим назначением. Например, емкости низкого давления используются для хранения слабо испаряющихся нефтепродуктов.
Горизонтальные хранилища чаще всего являются расходными резервуарами, используемыми для непродолжительного хранения нефтепродуктов в сельском хозяйстве и на промышленных предприятиях.
Наиболее сложную конструкцию имеют вертикальные изделия, среди которых можно выделить несколько основных конструкций.
Их покрытие состоит из готовых щитов сферической или конической формы, изготовленных из стали толщиной в 2,5 мм. Чтобы снизить расходы на подогрев нефтепродуктов, такие хранилища оснащаются дополнительным слоем теплоизоляции. Также на них устанавливается специальное оборудование:
С плавающим понтоном
Позволяют снизить потери легкоиспаряющихся нефтепродуктов. Благодаря специальному понтону, плавающему на поверхности, процесс испарения может быть значительно снижен. Понтон имеет форм диска, на котором установлены поплавки. Чтобы избежать заклинивания понтона, что может стать следствием неровности стен, между ними предусматривается зазор, который перекрывается герметизирующими затворами.
Затвор является одним из основных элементов конструкции, и без него понтон не сможет работать эффективно. Чаще всего понтоны изготавливаются из металла или синтетических пенопластиковых материалов. Так как эта конструкция используется в хранилищах со стандартным покрытием, предотвращающим попадание внутрь атмосферных осадков, в последнее время высокой популярностью пользуются облегченные конструкции из синтетических материалов.
Каплевидной формы
Активно применяются для хранения нефтепродуктов, пары которых имеют высокий показатель упругости. В такой ситуации использование хранилищ атмосферного типа становится нецелесообразным. Оболочка резервуара по форме напоминает каплю, что позволяет равномерно распределить давление жидкости по всей конструкции. Кроме того, при их изготовлении достигается существенная экономия металла.
Каплевидные хранилища можно разделить на два типа:
- Гладкие.
- Многоторовые.
Резервуары первого типа имеют гладкий корпус без изломов кривых меридионального сечения и чаще всего они обладают емкостью до 6000 м 3 . Хранилища, корпуса которых образованы благодаря пересечению нескольких оболочек с двойной кривизной, принято назвать многокупольными. Они отличаются в первую очередь низким внутренним давлением, составляющим порядка 0,37 МПа.
Неметаллические емкости
В хранилищах этого типа несущие конструкции изготовлены из различных неметаллических материалов, чаще всего железобетона. Кроме этого могут использоваться и синтетические материалы, например, резинотканевые.
Резервуары из железобетона активно используются для хранения сырой нефти, мазута, светлых нефтепродуктов и масел. Так как нефть и мазут не вступают в химические реакции с бетоном и при этом способны тампонизировать мелкопористые материалы, тем самым снижая их проницаемость, в железобетонных изделиях не требуется предусматривать специальные системы защиты от протекания.
Кроме этого они позволяют не только экономить металл, но и обладают рядом технологических преимуществ. Например, подогретые вязкие нефтепродукты остывают на протяжении длительного временного отрезка. Также снижаются и потери от испарения, так как бетон в меньшей степени подвержен воздействию солнечного тепла в сравнении с металлом. Наиболее экономичными являются хранилища круглой формы, но прямоугольные проще в изготовлении.
Резервуары из резинотканевых материалов в основном используются во время транспортировки керосина, масел, автомобильного и авиационного бензина. Их конструкция представляет собой замкнутую оболочку, состоящую из нескольких слоев. Т
акие изделия в сравнении с металлическими имеют ряд технологических преимуществ, но требуют соблюдения определенных правил при эксплуатации.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 8 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 , 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.
