книги из ГПНТБ / Глухов Л.Н. Подземные резервуары для светлых нефтепродуктов

Большие перспективы имеет использование в качестве доба­ вок различных полимеров (фулировый спирт, солянокислый анилин и др.). Испытания водой резервуара, построенного по предложению ВНИИСТ и НИИ полимеров, дали хорошие резуль­ таты. В 1960 г. заканчиваются испытания на бензин.

Значительную работу выполнили ВНИИСТ и НИИ полиме­ ров в области применения в резервуаростроенип лакокрасочных покрытий. Более 50 видов лаков, смол, эмалей и эмульсий было испытано в лабораторных условиях. В 1956—1958 гг. были испы­ таны десятпслойпый саран на смоле СВН-80, восьмислойная эмаль на различных смолах (СВХ-40, ПХВ, ФЛ-1), восьмислой­ ная эмаль 60Т на бутваре и эмаль 60Т красная, а также покры­ тие пз тпоколового латекса Т-50 и эпоксидное покрытие.

медленное высыхание каждого слоя (для некоторых смол обяза­ тельны положительные температуры воздуха при выполнении работ).

В качестве пленочных покрытий ВНИИСТ и НИИ полпмеров использовали различные пластмассовые, резиновые, полиэтиле­ новые, виниловые и полихлорвиниловые пленки. На опытном по­ лигоне были испытаны пластмассовые, полихлорвиниловые плен­ ки и листовой винипласт (фольга толщиной 0,5 лл). Для даль­ нейших испытаний были рекомендованы винипласт рулонный и листовой (выпускается Владимирским и Охтинским химическими заводами), полпхлорвппиловый пластикат № 359, полиамидный сополимер, пленочный терплен, пптрильная рулонная резина типа 2-9 и полиэтилены. Для склеивания пленок между собой и приклеивания их к бетонным стенкам резервуара использовались клей БФ-2, перхлорвпнпловая смола, Р-4, тиокол Т-50, лак ПФЭ-2/10, клей № 88, эпоксидная смола ЭД-6 в формальглпколе. К недостаткам пленочных покрытий следует отнести сложность п трудоемкость работ, а также токсичность некоторых клеев.

В зарубежных странах также проводятся большие опытноисследовательские работы в области неметаллических защитных покрытий для резервуаров храпения светлых нефтепродуктов.

В США построено п эксплуатируется в опытном порядке бо­ лее 50 резервуаров с покрытиями па основе полпсульфпдных и виниловых полимеров (тпокол, латекс, виниловые эмали, искус­ ственные и природные смолы, резиновые лаки и др.). В послед­ ние годы получили применение новые материалы (неопрен, тефлон, полиэфиры, каучуковые эмульсии и стеклопластовые панели). Широкие перспективы развития имеют неопреновые п тефлоно­

11

I. КОНСТРУКЦИИ ТРАНШЕЙНЫХ II КАЗЕМАТНЫХ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Особенности проектирования траншейных и казематных резервуаров

Хранение нефтепродуктов на базах долгосрочного хранения по сравнению с обычными нефтебазами отличается некоторыми особенностями.

Во-первых, срок храпения нефтепродуктов на долгосрочных базах колеблется от 6 месяцев до 5 лет в зависимости от вида продукта. Поэтому грузооборот нефтепродуктов составляет в среднем не более одного раза в год, при этом резко сокращаются внутрибазовые перекачки, а продукт хранится в резервуарах при высоком коэффициенте заполнения. Все это создает благоприят­ ные условия для резкого уменьшения потерь от перевозок, пере­ качек и испарения при больших дыханиях. Основная задача при длительном хранении продукта заключается в улучшении самого процесса хранения и сокращении потерь продукта от малых ды­ ханий.

Во-вторых, большая часть нефтепродуктов (авиабензины, ав­ тобензины) поступает па долгосрочное храпение обычно в «этили­ рованном» виде, т. е. с некоторой добавочной частью (до 0,5%) этиловой жидкости, позволяющей сохранять высокую стабиль­ ность и октановые свойства продукта. Из-за присутствия в про­ дукте этиловой жидкости хранение его на воде невозможно, так как при этом быстро выделяется тетраэтилсвинец и ухудшается качество продукта. При контакте с водой дизельного топлива, масла и специальных керосинов (топливо Т-1) возможно обводне­ ние продукта. Все эти обстоятельства создают дополнительные трудности в проектировании и строительстве подземных резер­ вуаров для нефтепродуктов, так как исключается практически использование различных резервуаров с гидравлической защитой.

В-третьих, нефтебазы долгосрочного храпения располагаются, как правило, в районах наибольшего потребления того пли иного вида нефтепродуктов, при этом само местоположение нефтебазы пе обусловлено какими-либо технологическими требованиями.

13

Это имеет существенное значение при проектировании подземных нефтебаз, так как позволяет подобрать площадку с благоприят­ ными условиями (хорошие гидрогеологические данные, близость транспортных и энергетических ресурсов п др.). Отсутствие (пли. глубокое заложение) грунтовых вод значительно облегчает выбор того пли иного типа конструкции подземного резервуара.

Особенности долгосрочного храпения нефтепродукта необ­ ходимо было учесть при проектировании казематных и траншей­ ных резервуаров.

На выбор конструкции подземного резервуара п технологии хранения продукта оказала влияние многолетняя практика ра­ боты с нефтепродуктами в наземных емкостях. Такими подземными резервуарами, которые в основном соответствуют наземным ем­ костям, являются казематные резервуары. Несмотря на ряд не­ достатков, они обладают весьма ценным качеством.

Благодаря спецпальному эксплуатационному проходу между ограждающей степкой каземата п стенкой резервуара существует возможность постоянно контролировать работу конструкции. Значительные трудности в проектировании казематных резервуа­ ров вызывает конструирование подпорной стенки, для которой применяют различные строительные материалы, например желе­ зобетон (ГПИ «Промстройпроект»), местные материалы (ГПИ-1) или используют грунтовый откос (ГПИ-6).

Опытное строительство казематных резервуаров больших ем­ костей подтвердило необходимость изыскания новых, более про­ грессивных конструкций подземных резервуаров.

Создавая новые проекты траншейных резервуаров, ГПИ-6 Министерства строительства РСФСР основывался на следующих принципиальных положениях:

1)максимально использовать грунтовой котлован в качестве составной части конструкции;

2)применить для основания металлического днища гидро­ фобный (битумизированный) грунт вместо железобетонного осно­ вания;

3)исключить полностью жесткие узлы и защемления метал­

иподпорных стенок наиболее экономичные и широко применяемые

встроительстве конструкции.

Идея использования грунтового котлована с откосами как составной части конструкции нашла довольно широкое распрост­ ранение в практике проектирования и строительства.

Максимальное использование котлована при строительстве резервуаров значительно сокращает расход материалов на соору­ жение подпорной стенки и бетонного основания для днища. Процент поперечного сечения котлована по отношению к общему поперечному сечению резервуара для различных проектов со-

14

ставляет: Гипроазнефть — 36%, ГПИ «Проектстальконструкция» 38%, Гипроспецпромстрой — 38%, ГПИ-6 (вариант с ограждаю­ щей стенкой) — 44%, ГПИ-6 (вариант без ограждающей стенки)— 42%.

Широкое применение гидрофобного слоя для защиты металла от коррозии объясняется сложившейся практикой строительства днищ наземных резервуаров, а также многолетней эксплуата­ цией заглубленных металлических резервуаров небольшой ем­ кости. Устройство гидрофобного слоя проще и значительно эко­ номичнее гидроизоляции других типов. В настоящее время в экс­ плуатации находится большое количество наземных резервуа­ ров с металлическими днищами (толщиной 4—5 мм), сооружен­ ными на гидрофобном слое. Даже в сложных условиях работы (например, сезонные грунтовые и поверхностные воды) практика подтвердила высокие качества гидроизоляции из гидрофобного грунта. Площадь гидрофобного слоя у наземных резервуаров составляет 400 м2, а у траншейных резервуаров ГПИ-6 — около 1000 ж2. Поэтому требуется особая тщательность в устройстве гидрофобного слоя для траншейных резервуаров и необходимо избегать мест постоянного воздействия подземных вод на гидро­ фобный слой. Площадка для строительства траншейных резервуа­ ров должна удовлетворять следующим условиям:

1)грунтовые воды находятся ниже днища резервуара не ме­ нее чем на 1—2 м или па расстоянии 6—8 м от черных отметок площадки;

2)необходим односторонний уклон площадки для организо­ ванного отвода поверхностных и дождевых вод;

3)для каждого резервуара надо устраивать глиняные замки-

отмостки шириной не менее 2 м, толщиной слоя 10—15 см,

адля гигроскопических грунтов — дренажную сеть. Соблюдение этих условий значительно увеличивает срок работы

гидрофобного слоя.

Разрабатывая проект траншейных резервуаров, ГПИ-6 исклю­ чил жесткие связи оболочки с каркасом. Благодаря этому обо­ лочка хорошо выдерживает различные напряжения, возникаю­ щие от местных просадок основания и воздействия температурных перепадов.

По расчетным данным НИИ-100 Минстроя РСФСР, осадки дна котлована от действия полезной нагрузки составляют:

вуглах резервуара...................... 5,4 »

Вкачестве основания при расчетах принимался грунт со сред­ ним модулем сжатия Е = 100 кПсм2 и коэффициентом пористости около 1,0.

Подсчеты показали, что растягивающие напряжения в обо­ лочке из листовой стали толщиной 4 мм ниже расчетных (допу­

15

скаемых) и работа металлических компенсаторов, таким образом, полностью гарантирована. При условии тщательной подготовки дна котлована (без выбоин и неровностей) разрывы листов обо­ лочки от неравномерной осадки основания совершенно исклю­ чаются.

(проекты Гппроспецпромстроя ц Гппроазнефти). Теоретическими и расчетными данными лаборатории прочности ВНИИСТ дока­ зано, что принятые нормалями б. Министерства нефтяной промыш­ ленности температурные режимы (для светлых нефтепродуктов от -|-30° до —20° С и темных нефтепродуктов от -(-80° до —5° С) являются жесткими и поэтому неприемлемы для железобетонных резервуаров, так как при этих режимах возникают значительные температурные перепады (до 30—73° С) и дополнительные напря­ жения (продольные сжимающие до 926—2780 кПсм?). Было пред­ ложено снизить температуру подогрева для темных нефтепро­ дуктов с —|-80о до 4-50° С и повысить температуру слива светлых нефтепродуктов с —20° до —5° С. При температурах нефтепродук­ тов ниже —10° С экономически целесообразнее подогревать неф­ тепродукты в промежуточных емкостях, чем проектировать ре­ зервуары с учетом возникающих при этом перепаде деформаций и напряжений.

Конструкции траншейных резервуаров со свободно лежащей металлической оболочкой, полностью учитывая действительные температурные режимы при сливе, разогреве и хранении нефте­

жений.

При работе над проектами траншейных резервуаров большое внимание было уделено конструированию несущих элементов покрытия и подпорной стенки. Для покрытия резервуаров раз­ работаны различные варианты применения шпренгельных ферм с железобетонным верхним поясом, составных и цельных сборных железобетонных балок, железобетонных и металлических арок,

атакже металлических ферм и рам.

Вконструкции подпорных стенок были использованы бетон­ ные блоки, сборные железобетонные панели, монолитный железо­ бетон и, наконец, металлическая оболочка пз 4-миллиметровых листов, непосредственно воспринимающая давление грунта.

16

Возможность применять различные конструкции и материалы

земате емкостью 4600 л»3 разработан ГПИ-6 по предложению инж. А. И. Дехтярь (рис. 5). Диаметр резервуара 30 м, казе­ мата — 42 м. Между резервуаром и ограждающим откосом ка­ земата находится свободный проход шириной 1,1 м для осмотра резервуара и работы с оборудованием.

Днище резервуара металлическое, свариваемое из отдельных листов. Толщина листов днища 5. мм и окрайков 8 мм. В месте опирания металлической колонны на днище предусмотрено опор­ ное кольцо пз уголковой стали. По краям днища снаружи и внутри в местах приварки корпуса запроектированы ребра жесткости из уголков.

Основанием днища металлического резервуара служит песча­ ная подушка, пропитанная битумом (10% по объему). Толщина гидрофобного слоя 10 см, песчаной подушки — 30 см. Подушка отсыпается на грунт, утрамбованный с добавками щебня.

Центральная несущая колонна — металлическая, решетчатая, сечением 1 х 1 м. Общая высота колонны до оголовка 6264 .иж. Направляющие стопки колонны и решетка выполняются пз рав­ нобоких уголков. Оголовок колонны высотой 1090 мм предназна­ чен для приварки к нему ферм покрытия.

Колонна опирается па трехступенчатый бетонный фундамент. Основными несущими элементами покрытия резервуара являются металлические фермы, опирающиеся па центральную колонну и боковые ребра жесткости корпуса. Всего запроекти­

ровано 16 ферм.

Высота корпуса резервуара 5050 мм. Нижний пояс, т. е. первый, сваривают из листов толщиной 7 мм, второй — 6 мм, третий — 5 мм, четвертый и пятый — 4 .м.и. Все листы корпуса сварены внахлестку. По высоте корпуса установлено 16 ребер жесткости.

Кровля резервуара металлическая, толщиной 2,5 мм. Для ли­ стов кровли шириной 5900 мм предусмотрен первоначальный провес с наибольшей стрелой — 300 мм.

Описанная металлическая мембранная кровля была исполь­ зована впервые для металлических резервуаров.

По сравнению с мембранной кровлей значительно менее эко­ номична кровля с несущими элементами покрытия в виде балоч­ ной системы (при этом покрытие резервуара рассчитано на избы­ точное давление 700 мм вод. ст. и вакуум 75 мм вод. ст.).