Учебное пособие 2058

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Д.Н. Китаев, С. Г. Тульская

РА С Ч Е Т Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Х П Р О Ц Е С С О В

ИО Б О Р У Д О В А Н И Я А В Т О З А П Р А В О Ч Н Ы Х

СТ А Н Ц И Й

Учебно-методическое пособие

Воронеж 2021

Введение

Технический прогресс приводит к быстрому моральному и техническому устареванию технологического оборудования. Это характерно и для оборудования автозаправочных станций (АЗС). Развитие насосной техники приводит к изменению подхода перекачки нефтепродуктов в топливораздаточных колонках, в частности преимущественному использованию напорной схемы. Большое внимание уделяется эргономическому дизайну топливораздаточных колонок, точности отпуска нефтепродуктов потребителю, взрыво- и пожаробезопасности.

Впоследние несколько лет произошли обновления нормативной базы в области проектирования и эксплуатации АЗС, в которой появились требования

онеобходимости оснащения топливораздаточных колонок (ТРК) программным обеспечением с защитой от несанкционированного доступа.

Программа дисциплины «Проектирование, строительство и эксплуатация АЗС» по направлению подготовки магистров «Нефтегазовое дело», программы «Нефтегазовое дело», изучаемой в 3-м семестре студентами дневного отделения и в 4-м – заочного, предусматривает практические занятия и выполнение курсового проекта.

Учебно-методическое пособие создано с целью ознакомления студентов с номенклатурой оборудования современных автозаправочных станций, технологическими процессами, нормативными документами, а также расчетами при проектировании. В процессе выполнения проекта студенты рассчитывают технологические процессы слива нефтепродуктов в резервуары, потери топлива, выбирают оборудование автозаправочной станции, включающее резервуарный парк, топливораздаточные колонки, систему заземления и молниезащиты. В пособии приведены характеристики современных резервуаров АЗС, детальные конструкции топливораздаточных колонок.

Впроцессе выполнения практических заданий происходит закрепление и углубление полученных теоретических знаний. Вариант для выполнения практических заданий студент принимает по заданию преподавателя. В начале каждого практического раздела представлены таблицы с исходными данными.

Приведенные в издании примеры расчетов будут способствовать лучшему усвоению материала и комплексному анализу полученных результатов расчетов. Учебно-методическое пособие содержит большое количество иллюстраций, выполненных авторами.

1. Общие сведения об АЗС

Автозаправочные станции, или сокращенно АЗС, тесно связаны с городской инфраструктурой и являются ее важной частью. В каждом городе, населенном пункте, на каждой трассе и дороге обязательно присутствуют АЗС. Современные АЗС характеризуются большим разнообразием оборудования и уст-

3

ройств, посредством которых осуществляют прием и хранение, выдачу топлива автотранспорту и продажу консистентных смазок и различных масел [1, 3], и они могут состоять из нескольких зданий.

Классификация АЗС и существующие типы приведены в нормативных документах [11, 12].

На рис. 1.1 представлена технологическая схема традиционной АЗС [13].

Рис. 1.1. Технологическая схема традиционной АЗС:

1 – газоанализатор; 2 – интерфейс уровнемера; 3 – пульт управления топливораздаточной колонкой (ТРК); 4 – кассовый аппарат; 5 – компьютер; 6 – шкаф силовой; 7 – топливораздаточная колонка; 8 – топливный резервуар двухстенный; 9 – приемный колодец; 10 – резервуар аварийный (одностенный); 11 – линия аварийного слива; 12 – дыхательный клапан; 13 – рукав автоцистерны; 14 – трубопровод залива топлива; 15 – уровнемер; 16 – датчик перелива; 17 – всасывающий трубопровод колонки; 18 – датчик газоанализатора; 19 – штуцер заправки

азотом; 20 – трубопровод обесшламливания; 21 – приемный клапан

Топливо доставляется на АЗС автоцистернами. Бензовоз устанавливается на специальной площадке слива нефтепродуктов и через сливной рукав автоцистерны через сливную муфту подключается к линии слива. При сливе может произойти разгерметизация (авария). С целью сбора и хранения пролившихся

4

нефтепродуктов используются аварийные резервуары, установка которых является обязательной на АЗС. Резервуары АЗС снабжаются системой контроля перелива, которая состоит из датчиков предельного уровня и устройства контроля перелива. Места слива топлива и резервуары оснащаются многоканальными газоанализаторами.

АЗС отличаются друг от друга как конструкцией, так и видами реализуемого топлива. Самыми распространенными АЗС в настоящее время являются те, которые реализуют традиционные углеводородные виды топлива, такие как бензин и дизельное топливо. На АЗС могут быть оказаны следующие дополнительные услуги: подкачка и измерение давления шин, продажа запасных частей

ипринадлежностей к автомобилям, прием от владельцев индивидуального транспорта отработанных масел и мелкой тары из-под нефтепродуктов, техническое обслуживание и мойка автомобилей, предоставление возможности воспользоваться туалетом и душевой кабиной и др. На АЗС могут располагаться терминалы приема платежей, банкоматы и роутеры для предоставления доступа в сеть Интернет.

Ассортимент большинства российских АЗС состоит из 3-4 марок бензина

идизельного топлива (ДТ), при этом существуют такие варианты конструкций заправочных колонок, как одна колонка – один вид топлива и одна точка – все виды бензина и ДТ. Первый вариант предполагает подъезд автомобиля к строго определенной колонке, что не очень удобно и способствует образованию больших очередей. Второй вариант предоставляет возможность выбрать одну из нескольких колонок для заправки определенным видом топлива. Поэтому на современных АЗС отдается предпочтение второму варианту.

Проезжая часть территории АЗС должна иметь твердое покрытие и быть в исправном состоянии, обеспечивать свободный подъезд автотранспорта к каждой топливораздаточной колонке (ТРК), сливным устройствам, пожарным водоемам, местам выгрузки тарных грузов. Территория АЗС оборудуется канализационной системой, обеспечивающей отвод и сбор загрязненных нефтепродуктами ливневых и талых вод с поверхности проезжей части, локализацию разливов при сливе и отпуске нефтепродуктов. Также на территории АЗС выделяются и оборудуются места сбора материалов, использованных при устранении последствий разлива нефтепродуктов и для установки мусоросборников.

Движение автомобилей по территории АЗС осуществляется строго в соответствии с утверждённой схемой. Стоянка транспортных средств на территории АЗС запрещена, кроме парковок и стоянок, определенных проектом.

На рис. 1.2 представлена планировка современной многотопливной АЗС [13].

5

1.1. Резервуары АЗС

Резервуары, предназначенные для хранения нефтепродуктов, относятся к наиболее важному оборудованию АЗС. Устройство топливных резервуаров должно соответствовать ГОСТ 31385-2016, ГОСТ 17032-2010, ГОСТ Р 343472017 [14, 15, 16]. На рис. 1.3 представлена классификация топливных резервуаров АЗС.

Рис. 1.3. Классификация топливных резервуаров АЗС

Топливные резервуары могут быть оборудованы при необходимости системой подогрева. На современных АЗС получили распространение резервуары небольшой емкости вместимостью от 5 до 75 м3 (5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60,

75 м3). Характеристики некоторых резервуаров представлены в таблицах П.1.1

–П.1.3. На рис. 1.4 представлен вид резервуара с разрезом технологического колодца. В состав резервуара входит технологический колодец (или два), в котором размещаются штуцеры для подключения технологических трубопроводов и оборудования.

Цилиндрические резервуары горизонтального исполнения могут иметь плоские, конические и сферические днища. Они могут быть оборудованы двумя горловинами в отличие от вертикальных (одна горловина). Одна предназначена для монтажа технологической обвязки, а другая для проникновения в резервуар. Горизонтальные цилиндрические резервуары более надежны и способны выдерживать большие внутренние давления, однако требуют значительных материальных затрат по сравнению с вертикальными.

Резервуары могут быть в одностенном или двухстенном исполнении. На современных АЗС используются преимущественно двухстенные подземные горизонтальные резервуары. В таких устройствах внутри наружной защитной емкости размещается внутренняя основная. Герметичное межстенное пространство заполняют газом (азотом) или жидкостью (этиленгликолем, тосолом). В

7

межстенном пространстве располагают специальные датчики, позволяющие контролировать герметичность (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Двухстенный стальной резервуар:

1 – двухстенный стальной цилиндрический бак резервуара; 2 – опоры; 3 – технологический колодец; 4 – крышка колодца; 5 – штуцер к дыхательному клапану; 6 – сливной штуцер; 7 – вывод кабелей; 8 – штуцер подачи топлива к ТРК; 9 – штуцер к ТРК; 10 – штуцер залива топлива; 11 – отверстие под уровнемер; 12 – штуцер слива топлива; 13 – штуцер для дыхательного клапана; 14 – отверстие под метрошток; 15, 16 – штуцер подачи топлива к ТРК; 17 – штуцер под датчик верхнего уровня; 18 – клеммная коробка; 19 – штуцер заправки азотом; 20 – штуцер под кабели

В зависимости от предполагаемых условий эксплуатации резервуара используется сталь разного типа. При температурах выше -30 °С используется сталь Ст3, от -30 °С до -40 °С - низколегированная сталь 09Г2С-12, а при более низких температурах - 09Г2С-15. Толщина стенок подземных резервуаров обычно не менее 4 мм (4 – 6 мм), при условиях мерзлых грунтов используется толщина 7 – 8 мм.

8

Топливные резервуары АЗС оборудуются уровнемерами с целью исключения перелива, контроля уровня топлива, измерения температуры и плотности. Верхняя часть уровнемера размещается (крепится) в технологическом колодце резервуара, а нижняя часть, на которой размещаются датчики и поплавок (поплавки), опускается в резервуар. Длина уровнемера зависит от высоты резервуара.

Кроме резервуаров, предназначенных для хранения топлива, на АЗС могут быть резервуары для сбора пролитого топлива – аварийные, для хранения воды, для пожаротушения – пожарные.

Аварийный резервуар оборудуется люком – лазом с лестницей, позволяющим получить доступ во внутренний объем для обслуживания и ремонта; линией аварийного слива (наполнения); линией обесшламливания, позволяющей откачивать загрязненный нефтепродукт.

1.2. Приемные колодцы

Для слива топлива из цистерн бензовозов предназначены приемные (сливные) колодцы, представляющие собой стальные короба прямоугольного сечения, заглубленные в землю. Крышки колодцев выполняют из стали или алюминия в искробезопасном исполнении. Габариты колодца зависят от количества сливных линий, которых бывает от одной до шести. На рис. 1.5 представлен сливной колодец с двумя линиями слива.

Рис. 1.5. Приемный колодец АЗС с двумя линиями:

1 – сливная муфта; 2 – фильтр, совмещенный с огнепредохранителем; 3 – шаровой кран; 4 – блок управления; 5 – вентрешётка; 6 – крышка; 7 – заземление;

8 – патрубок выхода электрокабелей

Для быстрого и герметичного подсоединения шланга бензовоза приемный колодец оборудован стандартной сливной муфтой. В нерабочем состоянии горловина муфты закрывается крышкой, поджимаемой к патрубку нажимной гайкой. Герметичность прилегания крышки обеспечивается специальным рези-

9