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

Рис. 40. График остаточных напоров и вакуумов в сифонном трубопроводе

Остаточный напор в данной точке II определяется по фор­ муле

II = — 1 — hip — Аск — Ау,

где рб — барометрическое давление в м бенз, ст.:

уровня — с отметки 108,00 м.

Пример расчета для точки «6» Расчетные формулы:

/Л = ^-2^Лтр-/гск.

где v = 1,6 м(сек (по гидравлическому расчету);

Аск — 9 • 9,81 — 0,13 м,

Ау = 5,2 м — для бензина при t = +20° С.

70

Тогда

//, = 13,6 — 7,93-0,14 — 0,13 = 5,4 м,

=13,6 - 7,93 — 0,14 - 0,13 - 5,2 = 0,2 м,

Н= 7,93 + 0,14 +0,13 = 8,2 м.

Опытные подземные траншейные резервуары и казематный резервуар ГПИ-6 были связаны сифонными трубопроводами с под­ земной насосной станцией. Технологические трубопроводы диа­ метром 250 мм укладывались на поверхности земли и через тор­ цовую стенку (в траншейных резервуарах) или покрытие (в ка­ зематном резервуаре) вводились в хранилище.

Параллельно основным трубопроводам прокладывали вакуум­ ный коллектор и зачистную трубу. Узел переключения задвиж­ ками вакуум-коллектора и основных трубопроводов находился непосредственно у резервуаров (рис. 41).

Воздушный вантуз Ду-50 на узле переключения предназначен для автоматического предотвращения доступа жидкости в вакуумколлектор. Для контроля на вакуум-коллекторе установлен мановакуумметр.

Пробные испытания по повой технологической схеме прово­ дили при работе с водой и автобензином. Были проверены все элементы технологической схемы, включая слив из железнодо­ рожных цистерн в резервуары, зачистку цистерн и трубопрово­ дов, заполнение цистерн и зачистку резервуаров. Наиболее харак­ терным для контроля работы сифонных трубопроводов было осво­ бождение резервуаров от продукта и их зачистка.

Выкачка продукта из резервуаров по сифонным трубопроводам проводилась грузовым насосом 6НДВ(б) с предварительной зарядкой (заполнением трубопровода) при помощи вакуум-насоса РМК-3. Для зарядки трубопровода d = 250 мм, протяженностью 200 м требовалось 3—5 мин.

Зачистка остатков жидкости по сифонным трубопроводам велась тремя различными методами:

1)по самостоятельному сифонному зачистному трубопроводу при помощи насосов СЦЛ и РМК; работа проходила очень мед­ ленно с частыми срывами сифона;

2)по этому же трубопроводу насосом 6НДВ(б) с подключе­ нием вакуум-насоса: перекачка протекала медленно с частыми срывами сифона; разрежение на насосе составляло 550—600 мм рт. ст.;

3) по основным технологическим сифонным трубопроводам с переходом у резервуара на зачистной трубопровод диаметром 100 мм при одновременной работе насоса 6НДВ(б) и вакуумнасоса.

Последний метод зачистки резервуаров от остатков нефтепро­ дуктов был принят в качестве основного. Благодаря ему стала

71

очевидной нецелесообразность прокладки самостоятельных 100миллиметровых зачистных трубопроводов.

Испытание и эксплуатация сифонных трубопроводов показали, что они работают вполне удовлетворительно при выкачке бензина из резервуаров с глубины 4—4,5 м (температура продукта 16° С) и 5—5,5 л (температура 3° С).

При таком режиме трубопровод работал без единого срыва сифона и без повторных зарядок даже после 12—17-часовых перерывов между перекачками, а насос обеспечивал полную производительность. Следует учесть, что перекачка бензина при температуре -[-16° С и температуре воздуха -|-40о С производи­ лась по открытым неизолированным трубопроводам, допускающим подсосы воздуха (вакуум в незаполненном трубопроводе упал

с600 до 150 мм рт. ет. за 1,5 часа).

Врезультате испытаний выяснилась неудовлетворительная работа системы при перекачке бензина с отметок ниже 4,5—5,5 л от верха трубопровода, а также несоответствие расчетного режима работы сифонного трубопровода действительному. Это несоответ­ ствие вызвано следующими особенностями.

При понижении давления растворимость газов в жидкостях уменьшается. Так, при давлении 20 ат в 1 м3 воды растворяется до 348 л азота, тогда как при нормальных условиях его раствори­ мость уменьшается соответственно до 28,3 л в 1 м3. Следовательно, понижение до вакуума 500 мм рт. ст. в трубопроводе может при­ вести к выделению в трубопроводе определенного количества

воздуха в свободном виде.

При достаточном понижении давления жидкость оказывается способной превращаться в пар — кипеть при более низкой темпе­ ратуре, образуя при этом газовые пробки.

Для сифонных трубопроводов очень важна герметичность коммуникаций. В них возможны подсосы воздуха через задвижки «на проход» и во фланцевых соединениях, а также образование воронки у всасывающего трубопровода в резервуаре, которое влечет за собой подсос воздуха.

Все перечисленные особенности связаны с возникновением паровоздушных пузырей, которые в местах резких переломов профиля трубопровода образуют газовые пробки, уменьшая сече­ ние трубопровода, а попадая в зону повышенного давления, конденсируются, причем конденсация происходит обычно мгно­ венно со смыканием поверхности исчезнувшего пузырька и сопро­ вождается звуковым эффектом, ударом и местным повышением давления. В насосе это приводит к кавитации.

В отличие от жидкости, которая в сифонном трубопроводе (вследствие неразрывности потока) может течь от меньшего абсо­ лютного давления к большему (но всегда от большей удельной энергии к меньшей), газы всегда будут двигаться от большего давления к меньшему, создавая на отдельных участках противо­ ток жидкости, что увеличивает сопротивление в трубопроводе.

74

Для уменьшения подсосов воздуха на опытном участке на глубине 2 м ниже насоса смонтирован продуктоприемник, в кото­ рый врезаются трубопроводы от резервуаров и эстакады. Про­ дуктоприемник выполняет роль гидравлического затвора. Жела­ тельно, чтобы трубопровод был присыпан землей или частично заглублен в землю, что резко снижает температуру труб.

При испытаниях также выяснилось, что работу эксплуата­ ционного аппарата усложняет отсутствие сигнализации и автома­ тического управления технологическими процессами (рабочие должны находиться па узле переключения у резервуара, в насос­ ной и па эстакаде). Чтобы устранить подобное положение, необ­

насосная станция (рис. 42), пол которой заглублен на 7 м от поверхности земли или па 1 м ниже днища подземных резер­ вуаров.

В насосной станции установлены два основных насоса 6НДВ(б) производительностью 300 м3/час каждый со взрывобезопасными электромоторами серии КО-42-4, зачистной насос СЦЛ-20-24а производительностью 30 м3/час с электродвигателем КО-21-4, два вакуум-насоса РМК-2 производительностью 36 м3/час с элек­ тродвигателем КО-12-4 (в 1958 г. заменены вакуум-насосами РМК-3).

Гребенка управления задвижками была вынесена из помещения насосной станции.

В комплексе с насосной сооружены подсобные помещения, вентиляционная камера с двумя вентиляторами, электрощитовая, обогревалка, механическая мастерская.

Сливо-наливная наземная металлическая эстакада сооружена одновременно с насосной станцией по типовому проекту и оборудо­ вана двумя основными коллекторами (диаметр 250 мм) и вакуумнозачистной линией (диаметр 100 .м.и).

Порядок работы насосной станции следующий.

1.Насосами 6НДВ(б) после зарядки вакуум-насосом стояков

пколлекторов эстакады нефтепродукт перекачивают из железно­

дорожных цистерн в резервуары.

2.Вакуум-насосом и основным насосом производят зачистку железнодорожных цистерн. При помощи насоса СЦЛ-20-24а зачищают трубопроводы и подают нефтепродукт в зачистные цистерны.

3.Основными насосами после создания насосом РМК вакуума

всифонных трубопроводах производят выдачу продукта из резер­ вуаров по сифонным трубопроводам в железнодорожные цистерны.

75

Цементный пол -30 Бетонная подготовка-120 Уплотненный грунт

степа; 8 — помещение насосной; 9 — насосы 6НДВ (б); 10 — насосы РМК; 11 — насос СЦЛ; 12 — запасной выход; 13 — заглубленный коллектор.

Перекачка продукта по подземным трубопроводам выполняется основными насосами 6НДВ(б).

4. Вакуум-насосом РМК и основным насосом проводят зачи­ стку резервуаров по сифонным трубопроводам, насосом СЦЛ — по подземным зачистным трубопроводам.

Однако из-за высокой загазованности помещения подземная насосная станция не создает условий для нормальной эксплуа­ тации, несмотря на постоянную вентиляцию.

76

Принимая во внимание отмеченные недостатки, а также требо­ вания Госсанипспекцпи Министерства здравоохранения СССР, следует сказать, что строительство подземных насоспых станций нецелесообразно, так как необходимо создать в ппх шестидесяти­ кратный воздухообмен (по данным института им. Эриксмана). В дальнейшем при проектировании подземных нефтебаз вместо насосных станций лучше использовать сифонные приемники или колодцы с погружными насосами (см. разд. V).

Вакуумная зачистка резервуаров

Наиболее трудоемкими операциями при эксплуатации резер­ вуарных парков с нефтепродуктами являются: освобождение резервуара от остатков нефтепродукта, находящегося ниже уровня приемо-раздаточных патрубков, — так называемого «мертвого» остатка; зачистка от нефтепродукта отдельных хлопунов и вмятин на днище; освобождение резервуара от воды после чистки и про­ мывки его.

До недавнего времени эти операции выполнялись при помощи передвижных насосов, а также другими, весьма трудоемкими и опасными способами (ведрами, черпаками и т. п.).

Учитывая важность этой проблемы, НИИпефть по заданию б. Министерства нефтяной промышленности разработал в 1956 г. промышленный вариант передвижной установки для зачистки резервуаров.

В 1957 г. Государственный проектный институт № 6 разрабо­ тал вакуумную зачистку .резервуаров.

Освобождение от остатков нефтепродуктов и воды предложен­ ным способом проводится в наземных резервуарах по трубопро­ водам пли шлангам стационарными насосами основной стан­ ции. Для зачистки требуется только соединить технологические трубопроводы резервуарного парка в верхней точке с установкой задвижек и вантуза (рис. 43).

В подземных резервуарах разрежение создается по вакуумному трубопроводу и зачистной трубе через узел переключения задвиж­ ками у резервуара (рис. 44).

По шлангу пли зачистным трубам нефтепродукт с воздухом подтягивается к вантузу. Воздух проходит через вантуз по одному трубопроводу к вакуум-насосу, а продукт по второму трубо­ проводу поступает в зачистной резервуар пли перекачивается основным насосом насосной станции в любой другой резер­ вуар.

При зачистке хлопунов днища к трубопроводу присоединяют шланг с вакуум-лопаткой.

Освобождение резервуара от воды и шлама после промывки производят при помощи передвижного вакуум-бачка и затем спускают воду в канализацию.

77

Испытание способа вакуумной зачистки по схеме, разработан­ ной ГПИ-6, проводилось одновременно с испытанием передвижной установкп НИИнефтп.

Для испытания вакуумно-зачистной установки НИИнефтп потребовалось проложить две нитки трубопроводов длиной 100— 120 м с трудовымп затратами 6—8 чел.-час. На зачистку 2,5 т бензина было затрачено 3 часа (установка обслуживалась 4 рабо­ чими). Зачистка 1 м3 промывочной воды через зачпстпую лопатку

Рис. 43. Технологическая схема вакуумной зачистки наземных резервуаров.

1 — задвижка ДУ-250; 2 — линзовый компёнсатор ДУ-250; 3 — кран; 4 — вантуз свар­ ной ДУ-55; 5 — вакуум-насос; 6 — передвижной вакуум-бачок; 7 — зачистная цистерна,

длилась 10 мин., а зачистка от шлама и грязи всего резервуара — 9—10 час. Вакуум в бачке (600—700 лью рт. ст.) создавался пасосом РМК за 1—2 мин.; бачок емкостью 1 лг3 заполнялся в течение 5—6 мин., а опорожнялся за 2—2,5 мин.

Испытания позволили сделать вывод о необходимости увели­ чить длину зачистной лопатки с 21 до 40—50 см.

При испытании вакуумной зачистки по схеме ГПИ-6 потребо­ валось соорудить узел переключения (один на группу резервуа­ ров) с трудовыми затратами 3—4 чел.-час. Зачистка бензина про­ изводилась 3” шлангом за 2 ч. 20 м. при работе насоса РМК-3,.

78

Зачистку от промывной воды, грязи и шлама вели через пере­ движной вакуум-бачок емкостью 1 ж3. Заполнение бачка заняло 6 мин., а опорожнение — 2,5 мни. В результате испытания ваку­ умной зачистки по схеме ГПИ-6 было предложено увеличить диа­ метр зачистных шлангов (труб) с 3 до 4", а «мертвый» остаток в наземных резервуарах удалять насосом 6НДВ(б) при заполнен­

ных продуктом трубопроводах.

Испытания показали эффективность как вакуумной зачистки резервуаров, так и передвижной установки НИИнефти. Учиты­

Рис. 44. Технологическая схема вакуумной зачистки подземных резервуаров.

1 — задвижка ДУ-250; 2— лин­ зовый компенсатор ДУ-250; 3 —

движной вакуум-бачок.

Вакдум

Вода после

промывки

вая, однако, что первый способ не требует значительных затрат, а передвижная установка НИИнефти стоит 85 тыс. руб., решили внедрить вакуумную зачистку па нефтебазах долгосрочного хранения. Следует отметить, что и этот метод зачистки не является совершенным, так как требует присутствия человека в резервуаре. Для улучшения зачистки подземных резервуаров необ­ ходимо устраивать значительные уклоны днища и приямки.

Контроль за утечками нефтепродуктов и ремонт металлической облицовки

Тщательный и постоянный контроль за утечками нефтепро­ дуктов и обнаружение дефектов в металлической облицовке являются до настоящего времени наиболее сложными пробле­ мами нормальной эксплуатации подземных резервуаров. В про­ ектах ряда организаций для этой цели намечают целую систему дренажно-контрольных трубок, канавок и специальных колодцев.

79