Резервуары специальных конструкций. Резервуар с плавающей крышей
Необходимость всемерно снизить потери нефтепродуктов от испарения при хранении привела к созданию конструкции резервуара переменного объема, т.е. с крышей, плавающей на поверхности хранимого нефтепродукта. Плавающая крыша при увеличении объема жидкости в резервуаре поднимается, а при уменьшении – опускается. В резервуарах с плавающей крышей почти полностью устраняется газовое пространство и предотвращаются потери от испарения при больших и малых «дыханиях».
Рис. 22 Резервуар с плавающей понтонной крышей
Это стальной вертикальный цилиндрический резервуар с плоским днищем.
Конструктивные особенности
Плавающая крыша.
Плавающие крыши существуют нескольких конструкций. Наибольшее распространение имеют крыши, выполненные в виде понтона. Понтон представляет собой пустотелый цилиндрический двухдечный диск. Понтоны разделены внутренними переборками на ряд непроницаемых отсеков. При такой конструкции крыша сохраняет плавучесть при повреждении одного из отсеков. Понтоны свариваются из стальных листов толщиной 4-5 мм и испытываются на непроницаемость.
Кроме плавучести, придаваемой крыше понтонами, последние одновременно защищают нефтепродукт под крышей от нагревания, так как воздух, находящийся внутри понтонов, является плохим проводником тепла и создает благоприятные условия для уменьшения амплитуды колебаний температуры продукта.
2) Весьма ответственной частью в конструкции плавающей крыши является затвор, закрывающий кольцевое пространство между крышей и корпусом резервуара. Кольцевой зазор между крышей и корпусом резервуара делается от 100 до 500 мм. Затвор должен обеспечивать герметичность кольцевого зазора даже при прохождении крыши мимо неровностей корпуса (сварных швов, выпучин, вмятин). С другой стороны, он не должен слишком плотно прижиматься к стенкам резервуара, чтобы не вызывать дополнительных усилий для перемещения крыши и увеличения ее плавучести.
Таких два противоречащих требования трудно обеспечить одной конструкцией затвора. Поэтому в мировой практике резервуаростроения зарегистрировано свыше 300 конструкций уплотняющих затворов, которые делятся на три типа: жесткие (механические), мягкие и комбинированные.
Рис. 23 Затворы плавающих крыш:
а – шторный; б – с герметизирующим мешком; в – петлеобразный однорядный; г – петлеобразный двухрядный с пружиной.
Наибольшее распространение получила конструкция затвора на фиг. а).
Уплотняющие листы 3 из жесткого скользящего элемента, подвешенного по окружности крыши к подвескам 9, прижимаемым кронштейном 7 и пружиной 8 к стенке резервуара 1. Низ уплотняющих листов прижимается к стенке резервуара рычагом 4. Для увеличения жесткости низа листов на них закреплены скобы 3. Кольцевая щель между крышей 10 и уплотняющими листами закрыта фартуком 5 из газонепроницаемой ткани. Из этой же ткани устроен вторичный затвор 6, закрепленный на подвесках 9.
На фиг. б) затвор, состоящий из сплошного кольцевого герметизирующего мешка 14, заполненного незастывающей жидкостью 15 (масло, антифриз, соляной раствор). Мешок 14 установлен между стенками корпуса резервуара 1 и плавающей крышей 10.
Герметизирующий мешок не подвергается коррозии, требует незначительного ухода, защищен от атмосферных осадков и воздействия паров нефтепродукта водозащитной накладкой 11 и рифленым фартуком 13, изготовленным из синтетического каучука. Оболочка мешка постоянно находится под давлением, что обеспечивает надежную герметизацию. Для налива жидкости в мешок последний снабжен гибким шлангом 12, выведенным на поверхность плавающей крыши.
Другим типом мягких затворов является затвор, состоящий из петлеобразных эластичных тканевых пластин 16, обеспечивающих герметичность щели за счет собственной упругости.
В качестве газонепроницаемого эластичного материала для затворов применяются ткани, пропитанные различными составами, повышающими стойкость их против воздействия паров нефтепродуктов и солнечного света.
Используется для петлеобразного затвора и обрезиненный бельтинг, хорошо сопротивляющийся истиранию. Ткань бельтинга выдерживает, без каких-либо следов износа, перемещение на 25000 м и более. Затвор состоит из двух слоев пластин, перекрывающих взаимно стыковые швы. Между слоями бельтинга прокладывается герметизирующий материал из полихлорвиниловой пленки. Однорядный петлеобразный затвор применяется для перекрытия кольцевого пространства между корпусом резервуара и понтоном шириной до 120 мм. Для перекрытия кольцевых пространств большей ширины необходимо применять двухрядные петлеобразные затворы с пружинами внутри.
3) Вверху корпуса для обслуживания резервуара устраивается кольцевой балкон, на который ведет с земли наружная лестница.
4) С балкона на плавающую крышу спускается внутренняя качающаяся лестница, шарнирно прикрепленная к верхней кромке корпуса резервуара. Внутренняя лестница перемещается по крыше при помощи катящейся опоры и не препятствует крыше изменить свое положение по высоте. Катящаяся опора перемещается по рельсам приваренным к плавающей крыше.
5) На нижней стороне крыши, а в резервуарах большой вместимости на днище, устраиваются опорные стойки, на которые она садится при опорожнении резервуара. Для возможности осмотра и ремонта крыши и днища опоры делаются высотой от 1 до 2 м.
6) Для создания стока дождевой воды верхней поверхности плавающей крыши придается уклон по направлению к центру резервуара. Удаление дождевой воды с поверхности плавающей крыши за пределы резервуара производится через дренажную систему, представляющую собой гибкий шланг или шарнирную трубу, прикрепленную к крыше и снабженную тремя поворотными шарнирами
7) Корпус резервуара образуется из поясов, сваренных встык.
Плавающие крыши сложнее в изготовлении и дороже по сравнению со стандартными крышами, но разница в стоимости их компенсируется сокращением потерь при хранении бензина. Применение резервуаров с плавающими крышами особенно рентабельно на перевалочных нефтебазах с большой грузооборачиваемостью, когда оперативные резервуары часто наполняются и опорожняются. При этом достигаемой экономией от снижения потерь в резервуаре от больших «дыханий» быстро окупаются дополнительные капитальные затраты на устройство плавающих крыш. Эксплуатация таких резервуаров целесообразна в районах, где осадки выпадают в виде дождя. В районах со значительными снеговыми осадками необходимо устраивать внешние крыши, что удорожает резервуар и снижает целесообразность его применения.