Часть 1. Сооружение резервуарных парков,

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Н.С. ВИШНЕВСКАЯ, Е.В. ИСУПОВА, Е.Е. ЯВОРСКАЯ, А.И. ПОПОВА

Сооружение и ремонт

Резервуарных парков,

Терминалов и газохранилищ

 

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

 

Ухта, УГТУ, 2014

УДК 622.691.24.073 (075.8)

ББК 33.362.08 Я7

В 55

ISBN

Сооружение и ремонт резервуарных парков, терминалов и газохранилищ Часть 1. Сооружение резервуарных парков, терминалов и газохранилищ. Часть 2. Ремонт резервуарных парков, терминалов и газохранилищ [Текст]: учебное пособие / Н. С. Вишневская, Е. В. Исупова, Е. Е. Яворская, А.И. Попова – Ухта: УГТУ, 2014. – 133 с.

Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части пособия рассмотрены вопросы строительства резервуарных парков, терминалов и хранилищ, включая все этапы строительства данных объектов. Приведена также технология рулонирования и полистовой сборки конструкций резервуара.

Во второй части представлен материал, связанный с ремонтом резервуарных парков, терминалов и хранилищ. Приведены некоторые вопросы, связанные с зачисткой резервуаров.

Учебное пособие предназначено для проведения лекционных и практических занятий, самостоятельного изучения студентами дисциплины «Сооружение и ремонт резервуарных парков, терминалов и газохранилищ» для направления подготовки 131000.62 «Нефтегазовое дело» профиль – «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Работа выполнена в рамках реализации проекта по подготовке высококвалифицированных кадров для направления подготовки 131000.62 «Нефтегазовое дело» (Программа «Кадры для регионов»).

Содержание издания согласовано с техническим отделом АО «Транснефть - Север) (начальник отдела – В.Т. Федоров)

УДК 622.691.24.073 (075.8)

ББК 33.362.08 Я7

Учебное пособие рекомендовано к изданию Редакционно- издательским советом Ухтинского государственного технического университета.

 

Рецензенты: Е.И. Крапивский, профессор, академик РАЕН, д. г-м. н.

И.Б. Головизин, заместитель директора ООО «Ростехконтроль»

© Ухтинский государственный технический университет, 2014

© Н. С. Вишневская, Е. В. Исупова, Е. Е. Яворская, А. И. Попова, 2014

ISBN

СОДЕРЖАНИЕ

 

СОДЕРЖАНИЕ.. 3

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.. 11

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ... 14

Цель преподавания дисциплины: 14

Задачи: изучить: 14

Объем дисциплины и виды учебной работы.. 14

Студент должен: 14

ВВЕДЕНИЕ.. 15

ЧАСТЬ 1.СООРУЖЕНИЕ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ, 18

ТЕРМИНАЛОВ И ХРАНИЛИЩ.... 18

Глава 1. 1. Общие сведения по транспорту нефти. 18

1.1.1 Физические свойства нефти. 18

1.1.2 Классификация нефтепроводов. 20

1.1.3 Транспорт нефти. 20

1.1.3.1 Железнодорожный транспорт. 20

1.1.3.2 Водный транспорт. 21

1.1.3.3 Автомобильный транспорт. 23

1.1.3.4 Трубопроводный транспорт. 24

Глава 1.2 Резервуары и резервуарные парки. 27

1.2.1 Системы перекачки нефти. 28

1.2.2 Перекачка высоковязких и высокозастывающих нефтей. 30

1.3 Способы монтажа резервуаров. 37

1.4 Сооружение газгольдеров. 43

1.5 Сооружение подземных хранилищ газа. 46

1.5.1 Буферный газ в подземном хранилище. 48

1.5.2 Подземное хранение нефтепродуктов. 50

1.6 Расчёт конструкций резервуара. 53

1.6.1 Технология устройства фундаментов под резервуары.. 54

2. ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ РЕЗЕРВУАРОВ.. 57

2.1 Фундаменты резервуаров на естественном основании. 57

2.2 Основные сведения о технологии производства. 65

2.1.1 Резервуар с плавающей крышей. 68

2.2.1.1 Днище. 68

3. Расчетно–конструктивная часть. 71

3.1 Исходные данные для расчета и конструирования. 71

3.2 Расчет стенки вертикального резервуара. 72

3.3 Расчет нижнего узла резервуара объемом 50000 м³ 74

3.4 Расчет плавающей крыши. 74

4. Технология строительных и монтажных работ.. 76

4.1 Определение номенклатуры и объемов внутриплощадочных. 76

подготовительных и основных строительно-монтажных работ. 76

4.2 Ведомость трудовых затрат и машино - смен на подготовительные и. 78

основные строительно - монтажные работы.. 78

4.3 Выбор монтажного крана. Определение исходных данных. 78

4.4 Краткое описание методов производства работ. 84

4.5 Монтаж днища. 85

4.6 Монтаж стенки. 86

4.7 Сварка стенки. 87

4.8 Монтаж плавающей крыши. 88

4.9 Монтаж ветрового кольца жесткости. 89

4.10 Испытания и приемка резервуаров. 90

4.11 Техника безопасности. 91

5 ОРГАНИЗАЦИЯ, ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.. 94

5.1 Краткое описание разработанного сетевого графика с анализом его. 94

технико-экономических показателей. 94

5.2. Расчет потребности во временных зданиях и сооружениях. 95

6. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА.. 96

6.1 Мероприятия по охране труда и технике безопасности. 98

6.2 Подготовительные мероприятия. 98

6.3 Подготовка площадки. 98

6.4 Производство земляных работ. 99

6.5 Монтажная площадка. 99

6.6 Производство монтажных работ. 100

6.7 Производство огневых работ. 101

6.8 Гидроиспытания. 102

6.9 Охрана окружающей среды.. 103

ЧАСТЬ 2. РЕМОНТ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ, ТЕРМИНАЛОВ И ХРАНИЛИЩ.... 105

Глава 2.1. Методы ремонта резервуаров. 105

2.1.1 Классификации методов ремонта резервуаров. 105

2.1.2 Способы ремонта резервуаров путем их подъема или опускания. 107

Глава 2.2 Перечень работ по зачистке резервуара. 120

2.2.1 Технология размыва донных отложений в резервуаре перед выводом из эксплуатации 122

2.2.2 Вывод резервуара из эксплуатации. 127

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 129

Приложение А.. 130

Приложение Б. 131

Приложение В.. 132

 

ГЛОССАРИЙ

Безотказность работы резервуара - свойство резервуара и его элементов сохранять работоспособность без вынужденных перерывов в работе.

Вид нефтепродукта - совокупность нефтепродуктов, входящих в одну марку, но имеющих разные значения по одному из показателей качества Государственного стандарта (бензин летний, бензин зимний, дизельное топливо летнее, дизельное топливо зимнее, дизельное топливо специальное и т.п.).

Воздействие - действие, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния резервуара, например: конструктивное, технологическое, климатическое, сейсмическое и др.

Геометрический объем резервуара - величина объема, определяемая произведением поперечного сечения резервуара на высоту его стенки.

Группа нефтепродуктов - совокупность нефтепродуктов, входящих в один тип, имеющих сходные свойства и область применения (бензин, дизельное топливо, печное топливо, керосин, топливо для реактивных двигателей и др.).

Долговечность резервуара и его элементов – свойство конструкции сохранять во времени заданные качества в определенных условиях при установленном режиме эксплуатации без разрушения и деформаций с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Зумпф - в шахтных хранилищах - углубление в почве выработки -емкости для аккумуляции хранимого продукта и воды, где располагаются погружные насосы или всасывающие патрубки непогружных насосов.

Капитальный ремонт резервуара - комплекс мероприятий по восстановлению технико-эксплуатационных характеристик с заменой или восстановлением элементов конструкций резервуара и оборудования с выводом резервуара из эксплуатации и зачисткой.

Класс опасности резервуара - степень опасности (риска), возникающая при достижении предельного состояния резервуара, для здоровья и жизни граждан, имущества физических или юридических лиц, экологической безопасности окружающей среды.

Конструкции резервуара - элементы, выполняющие несущие, ограждающие, совмещенные (несущие и ограждающие) и вспомогательные функции.

Конструкция резервуара сейсмостойкая - конструкция резервуара, способная противостоять сейсмическим воздействиям без потери эксплуатационных качеств.

Корпус резервуара - соединенные между собой стенка и днище резервуара, образующие сосуд в форме стакана, в котором содержится хранимый продукт.

Максимально допустимый уровень нефти - предельный уровень заполнения резервуара нефтью.

Минимально допустимый уровень нефти - предельный минимальный уровень нефти в резервуаре, уменьшение которого приведет к нарушению технологического процесса перекачки или налива.

Надежность резервуара - свойство его конструкции выполнять назначение приема, хранения и отбора из него нефти и нефтепродуктов при заданных технической документацией на резервуар параметрах. Критериями надежности резервуара считаются: работоспособность, безотказность работы, долговечность резервуара и его элементов, ремонтопригодность элементов резервуара.

Несущие конструкции - конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия и обеспечивающие прочность, жесткость и устойчивость резервуара.

Несущая способность – свойство конструкции резервуара или ее элемента воспринимать, не разрушаясь, различные виды нагрузок и воздействий.

Нефтехранилище (нефтебаза, нефтетерминал) - промышленный объект для хранения нефти и нефтепродуктов. Нефтехранилище может быть распределительным или перевалочным, а также перевалочно-распределительным. Как правило, такое хранилище представляет собой резервуары, расположенные на земле и/или под землей, а также платформу для приема/отгрузки хранящихся продуктов на транспорт (ж/д цистерны, автоцистерны, танкеры и пр.) или в нефтепровод.

Номинальный объем резервуара - условная округленная величина геометрического объема, принимаемая для идентификации резервуара при расчетах:

– оптимальных габаритов резервуара(диаметра и высоты стенки);

– компоновки и вместимости резервуарных парков;

– количества установок пожаротушения и охлаждения резервуара;

– прочности и устойчивости конструкций резервуара (в соответствии с назначенным классом опасности резервуара).

Норма запаса нефтепродукта - объем нефтепродукта, создаваемый на нефтебазе для бесперебойного снабжения потребителей в течение расчетного периода. С учетом коэффициента использования емкости резервуаров является расчетной вместимостью (емкостью) резервуарного парка (резервуара).

Нормативный срок службы резервуара - назначенный срок безопасной эксплуатации, в течение которого резервуар не достигнет предельного состояния при выполнении необходимого регламента обслуживания и ремонтов.

Окрайки днища резервуара - утолщенные, по сравнению с центральной частью, листы, располагаемые по периметру днища в зоне опирания стенки.

Опасные условия эксплуатации - обстоятельства, выявленные при эксплуатации резервуарного парка или при проведении обследований резервуаров и их оборудования, которые позволяют сделать объективный вывод о возможности возникновения аварий или аварийной утечки.

Основание резервуара - грунтовая подушка, на которую устанавливается резервуар (искусственная часть основания) и грунтовый массив (естественная часть основания), деформации которых учитываются при вычислении осадок и вертикальных коэффициентов жесткости основания.

Плавающая крыша - конструкция, служащая для предотвращения испарения продукта в резервуаре, не имеющем стационарной крыши, плавающая на поверхности хранимого продукта и закрывающая зеркало продукта по всей площади поперечного сечения резервуара.

Полезный объем резервуара - величина объема, определяемая наливом продукта на высоту верхнего рабочего уровня. Для резервуаров с плавающей крышей (понтоном) расчет величины полезного объема должен учитывать уменьшение объема за счет погружения плавающей крыши (понтона) в продукт.

Понтон - конструкция, служащая для предотвращения испарения продукта в резервуаре со стационарной крышей, плавающая на поверхности хранимого продукта и закрывающая зеркало продукта по всей площади поперечного сечения резервуара.

Пояс стенки резервуара - цилиндрический участок стенки, состоящий из листов одной толщины. При этом высота пояса равна ширине одного листа.

Работоспособность резервуара - состояние, при котором резервуар способен выполнять свои назначения по заданному (поставленному) проектом технологическому режиму без отклонений от параметров, установленных технической документацией.

Расчетный срок службы резервуара - срок безопасной эксплуатации до очередного диагностирования или ремонта, в течение которого резервуар не достигнет предельного состояния.

Резервуар (вертикальный цилиндрический) - наземное строительное сооружение, предназначенное для приема, хранения и выдачи нефти и нефтепродуктов, состоящее из днища, вертикальной цилиндрической (в плане) стенки, крыши; оборудованное люками, патрубками.

Резервуар - с ооружение, предназначенное для приема, хранения, отпуска и учета нефти и нефтепродуктов (далее нефти).

Резервуарный парк - группа (группы) резервуаров, предназначенных для приема, хранения и откачки нефти и размещенных на территории, ограниченной по периметру обвалованием или ограждающей стенкой при наземных резервуарах и дорогами или противопожарными проездами - при подземных резервуарах.

Резервуар подземный - система горных выработок в непроницаемых породах, оборудованная для закачки, хранения и выдачи жидкостей и газов и состоящая из вскрывающих, вспомогательных горных выработок и выработок-емкостей.

Резервуар бесшахтный в каменной соли и многолетнемерзлых породах - резервуар, выработка-емкость которого создается через обсаженную буровую скважину, оборудованную подвесными колоннами, путем растворения или теплового разрушения вмещающих пород.

Резервуар шахтный - резервуар в породах, выработки которого сооружаются буровзрывным, комбайновым или щитовым способами проходки.

Ремонтопригодность элементов резервуара – приспособленность элементов к удобному и быстрому осуществлению технологических операций при ремонте, обслуживании и техническом диагностировании.

Страховой запас нефтепродуктов - дополнительный запас нефтепродуктов в процентах от текущего запаса, учитывающий колебания фактического потребления нефтепродуктов и гарантирующий обеспеченность нефтепродуктами в непредвиденных случаях.

Термостабилизация грунтов - комплекс инженерных решений в конструкции основания РВС и организационных мероприятий, направленных на исключение теплового влияния резервуаров на грунты, на сохранение грунтов в мерзлом состоянии, как в процессе строительства, так и в течение всего периода эксплуатации РВС.

Текущий запас нефтепродуктов - количество нефтепродуктов, необходимое для бесперебойного обеспечения потребителей в расчетный период между очередными поставками в условиях неравномерности поставок и потребления.

Текущий ремонт резервуаров - работы по восстановлению технико-эксплуатационных характеристик с заменой отдельного оборудования без зачистки резервуара.

Техническое диагностирование - комплекс работ по определению технического состояния конструкций резервуара и пригодности его элементов к дальнейшей эксплуатации.

Техническое использование резервуаров по назначению - комплекс мероприятий по контролю и поддержанию режимов работы магистрального нефтепровода, а также по обеспечению измерений количества нефти.

Техническое обслуживание резервуаров и резервуарных парков - работы по поддержанию работоспособности резервуаров и резервуарных парков.

Технологический уровень нефти - уровень, позволяющий вести откачку нефти из резервуара без изменения режима перекачки до минимально допустимого уровня в течение времени, необходимого для выяснения причин и ликвидации простоев, связанных с отказом технологического оборудования, средств КИП и А на приемном участке нефтепровода, а также вывода этого участка на необходимый режим перекачки.

Тип нефтепродукта - совокупность нефтепродуктов одинакового функционального назначения (топливо, масло, смазка, битум).

Транспортный цикл поставок нефтепродуктов - время пробега цистерн в порожнем и груженом состоянии в сутках, затраченное на выполнение всего цикла операций одной и той же цистерной между двумя последовательными погрузками (наливом).

Устойчивость положения резервуара - способность конструкции и ее элементов противостоять усилиям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического равновесия.

Фронт слива или налива нефтепродуктов - сливо-наливные устройства и сооружения в совокупности с железнодорожными путями.

Дегазация -снижение концентрации паров углеводородов.

Донные отложения -осадок в резервуаре, состоящий из нефти и нефтепродуктов, парафина, механических примесей (грунт, песок, окалина, ржавчина) и подтоварной воды.

Зачистка резервуара -комплекс технологических операций по удалению с внутренней поверхности резервуара остатков нефти (нефтепродуктов) и донных отложений.

Минимально возможный уровень нефти -уровень нефти (нефть и донные отложения), установившийся неизменным при откачке резервуара (емкости) зачистным насосом.

Нефтешлам -твердые отложения, состоящие из механической субстанции (грунт, песок, окалина, ржавчина) и углеводородов (в том числе парафинов), с содержанием массовой доли углеводородов до 15 %.

Нормативный уровень донных отложений -уровень донных отложений не более 200 мм для резервуаров с трубной системой размыва и 20 мм для резервуаров с системой размыва типа «Диоген».

Орган строительного контроля -юридическое лицо, имеющее соответствующее свидетельство о допуске к работам по строительному контролю, выдаваемое саморегулирующей организацией, а также обладающее соответствующим опытом, оборудованием и квалифицированным персоналом для осуществления строительного контроля (технического надзора) за качеством строительства, работ на объекте, с которым заключен соответствующий контракт (договор).

Паспорт отходов -документ, удостоверяющий принадлежность отходов к отходам соответствующего вида и класса опасности, содержащий сведения об их составе (в том числе процентное содержание углеводородов в составе нефтешламов).

Предельно допустимая пожарная нагрузка -пожарная нагрузка, соответствующая максимально допустимой толщине пленки горючего вещества (нефти, нефтяных осадков, смывок) на поверхности резервуара, которая не способна к воспламенению при воздействии источника зажигания (удельное количество отложений (остатков) для резервуаров ОАО «АК «Транснефть» - 0,1 кг/м²).

Региональный орган строительного контроля -подразделение органа ТН (филиал, служба или участок ТН), осуществляющий строительный контроль (технический надзор) на объекте строительства.

Строительный контроль (технический надзор) -процедура проверки качества работ, выполняемых подрядчиками по зачистке резервуара от нефтепарафиновых отложений на объектах строительства ОАО «АК «Транснефть», с определением соответствия выполненных работ требованиям нормативных документов и проектным решениям, содержащимся в проектной документации.

Твердые отложения -донные отложения, не поддающиеся размыву и откачке, расположенные на днище резервуара, состоящие из механических примесей (грунт, песок, окалина, ржавчина), нефти и нефтепродуктов.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

 

В настоящем документе применены следующие обозначения и сокращения:

АДПМ – агрегат для депарафинизации передвижной модернизированный

АСВ – аппарат сжатого воздуха;

ВЗО – взрывоопасное оборудование;

ГПСС – генератор пены средней кратности стационарный;

ГУ МЧС России – главное управление Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

ГУС – газоуравнительная система;

ДВС – двигатель внутреннего сгорания;

ДПД – добровольная пожарная дружина;

ДЭС – дизельная электрическая станция;

ЖБР – железобетонный резервуар;

ЖБРП – железобетонный резервуар прямоугольной формы;

ЖБРПА – железобетонный резервуар с понтоном и алюминиевой купольной крышей;

ЖБРПК – железобетонный резервуар с плавающей крышей;

ИТР – инженерно-технический работник;

КЗ – короткое замыкание;

КИП и А – контрольно-измерительные приборы и автоматика;

КНП – камера низкократной пены;

Компания – ОАО «АК «Транснефть»;

ЛПДС – линейная производственно-диспетчерская станция;

МПР РФ – Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации;

НПС – нефтеперекачивающая станция;

ОАСУ ТП – отдел автоматизации систем управления технологическим процессом;

ООТ – отдел охраны труда;

ОПБ и ПК – отдел промышленной безопасности и производственного контроля;

ОС – очистные сооружения;

ОСТ – организации системы «Транснефть»;

ОЭН – отдел эксплуатации нефтепроводов;

ПАВ – поверхностно-активные вещества (биологически разлагаемые);

ПДВК – предельно допустимая взрывобезопасная концентрация;

ПДПН – предельно допустимая пожарная нагрузка;

ПДК – предельно допустимая концентрация;

ПК – плавающая крыша;

ПКУ – передвижная котельная установка;

ПМТ – полевой магистральный трубопровод;

ПНБ – перевалочная нефтебаза;

ППР – проект производства работ;

ППУ – передвижная паровая установка;

ПРП – приемо-раздаточный патрубок;

ПРУ – приемо-раздаточное устройство;

ПТЭЭП – правила технической эксплуатации электроустановок потребителей;

ПУЭ – правила устройства электроустановок;

ПШ – противогаз шланговый;

ПШ-1 – противогаз шланговый (длина шланга 10 м);

ПШ-2 – противогаз шланговый с принудительной подачей воздуха;

РВС – резервуар вертикальный стальной;

РВСП – резервуар вертикальный стальной со стационарной крышей и понтоном;

РВСПА – резервуар вертикальный стальной с понтоном и алюминиевой крышей;

РВСПК – резервуар вертикальный стальной с плавающей крышей;

РД – руководящий документ;

РНУ – районное нефтепроводное управление;

Ростехнадзор – Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору;

РФ – Российская Федерация;

СБ – служба безопасности;

СВП – ствол водяной пожарный;

СИЗ – средства индивидуальной защиты;

СИЗ ОД – средства индивидуальной защиты органов дыхания;

СК – строительный контроль;

СКС – система контроля и сигнализации устройства «Диоген»;

СПВК – стационарная система размыва донных отложений, состоящая из трубной разводки и размывающих сопел;

СПО (СПБ) – служба пожарной охраны (служба пожарной безопасности);

СРТ – сборно-разборный трубопровод;

СЭН – служба энергонадзора ОСТ;

ТБО – твердые бытовые отходы;

ТМС – технические моющие средства;

ТН – технический надзор;

ТО – техническое обслуживание;

ТТО – товаро - транспортный отдел;

УЗО – устройство защитного отключения;

УМН – управление магистральных нефтепроводов;

УОЭО – участок обслуживания электрооборудования;

ФПС МЧС России – федеральная противопожарная служба Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

ЩРСП – щит распределительный строительной площадки;

ЩСУ – щит станции управления;

ЩУ – щит управления;

ЭБ и РП – экологическая безопасность и рациональное природопользование;

ЭХЗ – электрохимическая защита;

P – давление.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Цель преподавания дисциплины:

а) дать студентам целостное представление о резервуарных парках, терминалах и хранилищах;

б) познакомить с современными способами сооружения и ремонта резервуарных парков, терминалов и хранилищ;

в) предоставить общие сведения об основаниях и фундаментах, материалах, конструкциях и оборудовании резервуарных парков, терминалов и хранилищ.

Задачи: изучить:

а) методики расчета естественных оснований, гибких фундаментов, оснований из свай-стоек и из висячих свай;

б) основные положения по расчету и конструированию резервуарных парков, терминалов и хранилищ;

в) методы сооружения и ремонта резервуарных парков, терминалов и хранилищ.

Объем дисциплины и виды учебной работы

 

Форма обучения	Семестр	Всего аудит. часов	В том числе	Объем самост. работы, час	Экзамен	Зачет
Лек-ции	Лаб. зан.	Практ. зан.	Семинары	Контр. работа
очная
заочная
сокр. пр

 

Студент должен:

знать:

а) типовые конструкции стальных резервуаров, хранилищ нефти и газа;

б) технологию сооружения резервуарных парков, терминалов и хранилищ.

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшая роль трубопроводного транспорта при поставках углеводородного сырья на отечественные предприятия, в страны ближнего и дальнего зарубежья очевидна и является предметом не только научных и экономических исследований, но и политических в том числе.

Степень надёжности трубопроводного транспорта во многом определяет стабильность обеспечения регионов России важнейшими топливно-энергетическими ресурсами.

Современная структура технологии добычи, транспортировки и переработки нефти и структура потребления нефтепродуктов предопределяют необходимость хранения этих продуктов в резервуарах. Нефть хранят, в резервуарных парках на промыслах, нефтеперекачивающих станциях, сырьевых парках нефтеперекачивающих станциях, в сырьевых парках нефтеперекачивающих заводов или в резервуарных парках крупных экспортных нефтебаз, нефтепродукты – в резервуарах товарных парков нефтеперерабатывающих заводов, в резервуарных парках перекачивающих станций нефтепродуктопроводов и сети нефтебаз.

В связи с увеличением добычи и переработки нефти в России с каждым годом требуется значительное расширение резервуарного парка. Резервуарный парк (РП) расширяется как путем создания новых, более экономичных резервуаров, так и путем увеличения их вместимости.

Накопленный к настоящему времени опыт эксплуатации стальных резервуаров, предназначенных для хранения значительных объёмов нефти и нефтепродуктов, диктует необходимость более детального изучения условий работы наиболее широко применяемых в системе транспорта нефти и нефтепродуктов резервуаров низкого давления, получивших название резервуаров вертикальных стальных (РВС).

Быстрый рост нефтяной промышленности требует соответственного развития резервуаростроении. Многообразие нефтей и нефтепродуктов, особенности их свойств и условий хранения вызывают необходимость иметь ёмкости разных типов и назначений, удовлетворяющие требованиям индустриальности сооружения, экономичности, рациональности и удобств, при эксплуатации.

Стальные резервуары широко применяются по всему миру. Номенклатура этих резервуаров весьма значительна.

К настоящему времени накопился значительный опыт проектирования, строительства и эксплуатации стальных резервуаров новых типов: для хранения нефтепродуктов под повышенным давлением, резервуаров с плавающими и дышащими кровлями и др.

Применение плавающих крыш в стальных резервуарах резко сократило потери нефти и нефтепродуктов от испарения.

Резервуар с плавающей крышей состоит из днища, корпуса и плавающей крыши с уплотнением. Днище резервуара укладывается на песчаную подушку, покрытую сверху слоем гидрофобного грунта.

С увеличением емкости резервуаров особое значение при строительстве приобретает вопрос выбора типа основания, так как нагрузка на основание достигает в больших резервуарах 2,0-2,5 кГс/см².

Большое внимание уделяется также обеспечению защиты грунтовых вод от загрязнения нефтью.

Одним из основных конструктивных узлов резервуаров с плавающей крышей является дренажная система, предназначенная для отвода в канализацию дождевых вод с поверхности крыши. Для обеспечения стока воды с поверхности крыши ей придается постоянный уклон к центру, где устанавливается водоприемник. Дренажная система подсоединена к патрубку, приваренному к нижней части первого пояса стенки резервуара.

Применяются дренажные системы двух типов:

- гибкой конструкции – из прочного толстостенного рукава, изготовленного на основе синтетического каучука;

- жесткой конструкции – из стальных труб, соединенных между собой шарнирными устройствами.

Широкое применение новых методов монтажа позволило значительно увеличить темпы строительства емкостей. Полотнища стенки резервуара и днища в заводских условиях собирают и сваривают, а затем сворачивают в рулоны и доставляют в таком виде к месту установки, где рулоны разворачивают.

Заводская автоматическая сварка под слоем флюса позволила обеспечить высокую прочность и плотность соединений. В условиях монтажной площадки на стенке резервуара и на днище выполнялось минимальное количество швов.

В связи с увеличением емкости резервуаров росла и толщина стенки резервуара, превысив 18 мм – предельную толщину стенки при сворачивании рулонов.

Возникла необходимость выполнения сборки и сварки стенки резервуара из отдельных листов, полистовая сборка стенки резервуара.

Это возможно только при применении индустриальных методов производства монтажа и контроля непосредственно на строительной площадке. А именно: выполнение монтажа и подгонки стыков с высокой точностью, применение автоматической и полуавтоматической сварки стыков, тщательное соблюдение технологических режимов, пооперационный тщательный контроль качества работ.

Для хранения нефти и нефтепродуктов используют резервуары самых разнообразных конструктивных решений, в основном стальные и железобетонные, наиболее распространен стальной цилиндрический вертикальный резервуар. Стальные резервуары в отличие от аналогичных железобетонных имеют меньшие стоимость строительства и трудоемкость. Однако они сравнительно металлоемки и подвержены коррозии.

При разработке конструкций резервуаров необходимо добиваться повышения прочности и долговечности, а также снижения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения.

При проектировании, изготовлении и строительстве резервуаров следует выполнять требования действующих нормативных документов по охране и гигиене труда, пожарной безопасности и охране окружающей среды.

При строительстве объектов хранения в этих условиях необходимо уделять первостепенное значение вопросам надёжности и эффективности конструктивных и технологических решений сооружения резервуаров, а также вопросам охраны окружающей среды и рационального природопользования. Это, в свою очередь, требует комплексного системного подхода к указанной проблеме с охватом вопросов изысканий, долговременного прогнозирования взаимодействия сооружений с окружающей средой, обоснованием эффективных технологических и конструктивных решений, методов строительства и эксплуатации, а также применяемых материалов.

ТЕРМИНАЛОВ И ХРАНИЛИЩ

Физические свойства нефти

Плотность нефти при 20 °С колеблется в пределах от 760 до 940 кг/м³

С увеличением температуры она уменьшается по закону прямой. От правильного определения плотности нефти в резервуарах зависит точность ее учета, и в конечном счете − прибыль предприятия.

Вязкость − один из важнейших параметров нефти. От нее зависит выбор технологии перекачки, энергозатраты на транспортировку нефти и др. Вязкость нефти России при 20 °С в 1,3 − 310,3 раз превышает вязкость воды. Величина вязкости предопределяет способ транспортировки нефти по трубопроводам.

Маловязкие нефти перекачивают при температуре окружающей среды без предварительной обработки, а высоковязкие нефти перекачивают одним из следующих способов: в смеси с маловязкими разбавителями, после предварительной механической или термической обработки, с предварительным подогревом и др.

Температура застывания имеет существенное значение для транспортирования нефти, так как по мере приближения к ней фактической температуры жидкости затрудняется или становится невозможным ее перемещение. Переход нефти из одного агрегатного состояния в другое совершается не при одной постоянной температуре, а в некотором интервале их значений. Поэтому температура застывания является условной величиной. Она зависит главным образом от химического состава нефти и от содержания в ней парафина и смол.

Температурой застывания нефти принято считать температуру, при которой нефть, налитая в пробирку стандартных размеров, остается неподвижной в течение одной минуты при наклоне пробирки под углом 45°. Температура застывания маловязкой нефти составляет до минус 25 °С и поэтому ее можно транспортировать при температуре окружающей среды.

С увеличением содержания парафина температура застывания увеличивается. Для нефти полуострова Мангышлак она доходит до + 30 °С. Ее можно перекачивать только специальными методами.

Испаряемость − свойство нефти и нефтепродуктов переходить из жидкого состояния в газообразное при температуре меньшей, чем температура кипения. Испарение углеводородных жидкостей происходит при любых температурах до тех пор, пока газовое пространство над ними не будет полностью насыщено углеводородами. Скорость испарения нефти и нефтепродуктов зависит, в основном, от содержания в них легких фракций (пропан, бутаны) и от температуры.

Пожаровзрывоопасность нефти и нефтепродуктов характеризуется способностью смесей их паров с воздухом воспламеняться и взрываться.

Пожароопасность нефти и нефтепродуктов определяется величинами температур вспышки, воспламенения и самовоспламенения.

Под температурой в