Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 61 2 3 4 5 6 > Следующая >>>

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Г.Н. Мартыненко, С.Г.Тульская

Температурный режим хранения

нефтепродуктов в резервуарах

Учебное пособие

для студентов направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

очной и заочной формы обучения

Воронеж 2015

УДК 622.691.2-404 ББК 31.354 М294

кафедра «Теоретическая и промышленная теплоэнергетика»

Воронежского государственного технического университета;

И.А. Стельмахов, директор ООО «Регион Проект»

Мартыненко Г.Н.

М294

Температурный режим хранения нефтепродуктов в резервуарах: учеб. пособие / Г.Н. Мартыненко, С.Г. Тульская;

Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2015. - 54 с.

Рецензенты:

В учебном пособии приводятся краткие теоретические и практиче-

ские сведения о методике расчета температур хранения нефтепродуктов в резервуарах и определения объемов хранилищ нефтепродуктов.

Учебное пособие предназначено для студентов строительных

ВУЗов, обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело» профилю «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» для очной и заочной формы обучения.

Ил. 1. Табл. 8. Библиогр.: 4 назв.

УДК 622.691.2-404

ББК 31.354

Печатается по решению учебно-методического совета

Воронежского ГАСУ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗАХ…………………………………………………………………..

2. ТИПЫ РЕЗЕРВУАРОВ………………………………………………….

2.1. Вертикальные резервуары ………………………………………..

2.2. Горизонтальные резервуары………………………………………

3. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРО-

ВАНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ………………………

4. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НЕФТЕПРОДУКТА ПРИ

ХРАНЕНИИ………………………………………………………………..

4.1. Вероятная температура нефтепродукта в резервуарах (емко-

стях) при хранении……………………………………………………

4.2. Определение температуры подогрева нефтепродуктов…………

4.3. Пример расчета…………………………………………………….

5. ОБЪЕМЫ ХРАНИЛИЩ НЕФТЕПРОДУКТОВ………………………

5.1. Определение объемов резервуарных парков при магистраль-

ных нефтепроводах……………………………………………………

5.2. Определение объемов резервуарных парков магистральных

нефтепродуктопроводов……………………………………………….

5.3. Определение вместимости резервуарных парков нефтебаз…….

5.4. Примеры расчетов…………………………………………………

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………….

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Единственная крупная страна, которая полностью обеспечивает себя

топливом и энергией за счет природных ресурсов - Россия. Кроме того, является экспортером газового топлива. Доля природного газа в топливном балансе России составляет 60 %. Природный газ является эффективным и экологически чистым видом топлива.

В пособии приведены краткие сведения и теоретические положения о сжиженных углеводородных газах. Приведены типы резервуаров и их основные характеристики. В качестве основных рассмотрены резервуары стальные вертикальные и стальные горизонтальные. Рассмотрен пример практического расчета температурного режима хранения сжиженных углеводородных газов в резервуарах. Для тепловых расчетов при хранении и отпуске вязких нефтепродуктов необходимо знать начальную температуру, время хранения, температуру окружающей среды, конструкцию и габаритные размеры резервуаров. Учесть все факторы, от которых зависит температура нефтепродуктов в емкости, практически невозможно, поэтому ее определяют с некоторой степенью вероятности. Рассмотрен расчет определения объемов резервуарных парков при магистральных нефтепроводах. Пособие дополнено приложениями, в которых приведены справочные данные, что позволяет быстро определить необходимые расчетные величины.

Учебное пособие предназначено для студентов строительных ВУЗов, обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело» профилю «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ».

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗАХ

Сжиженными углеводородными газами (СУГ) называют низшие углеводороды, которые в чистом виде или в виде смесей при сравнительно небольшом давлении и температуре окружающей среды переходят в жидкое состояние [2, 4]. К основным углеводородам относят:

- пропан С3 Н8;

- бутан С4 Н10;

- пропилен С3 Н6;

- бутилен С4 Н8.

Для удобства хранения и транспортировки эффективно сжимать метан, этан и этилен. Сжижение, хранение и транспортировку метана, этана и этилена осуществляют обычно под давлением, близким к атмосферному, но при отрицательных температурах от -161 0С до -90 и 0С.

Разделение сжиженных газов на сжиженные углеводородные газы (СУГ) и сжиженный природный газ (СПГ) чисто условно.

СУГ единственное в своем роде топливо, которое, при определенном давлении и температуре, можно транспортировать и хранить в жидком виде. Однако при нормальном давлении и сравнительно низких температурах эти смеси испаряются и используются как газы.

Хранение является одной из основных частей в общей схеме производства и потребления сжиженных углеводородных газов.

Все хранилища для сжиженных углеводородных газов по своему назначению можно разделить на следующие основные группы:

 хранилища, находящиеся на газоперерабатывающих (ГПЗ) и

нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ);

 хранилища, обслуживающие перевалочные кустовые и портовые

базы сжиженного газа, резервуарные парки газонаполнительных станций, железнодорожные и морские терминалы;

 хранилища, находящиеся непосредственно у потребителей (круп-

ные промышленные предприятия, населенные пункты, групповые установки для индивидуальных коттеджей);

 хранилища, обслуживающие станции пик-потребления газа (пред-

приятия, сглаживающие неравномерности потребления газа).

Сжиженные газы хранят в резервуарах, которые классифицируются по способу хранения, материалу, из которого изготовлены, и хранимому продукту.

Существуют два способа хранения СУГ:

 под повышенным давлением и при температуре окружающей среды;

 под давлением, близким к атмосферному, и при соответствующей

отрицательной температуре (низкотемпературное или изотермическое хранение).

В настоящее время для хранения сжиженных углеводородных газов (СУГ) под давлением используются цилиндрические и сферические стальные резервуары.

Сферические резервуары СУГ по сравнению с цилиндрическими имеют более совершенную геометрическую форму. Сосуды такой формы требуют меньшего расхода металла на единицу объема емкости за счет уменьшения толщины стенки. Это возможно благодаря равномерному распределению напряжений по контуру всей оболочки и в сварных швах.

Несмотря на удобство эксплуатации сферических резервуаров, цилиндрические резервуары для СУГ с эллиптическими днищами получили широкое распространение и используются на всех видах хранилищ сжиженного углеводородного газа.

Цилиндрические резервуары устанавливаются горизонтально и могут располагаться как на поверхности земли (наземные), так и под землей (подземные).

Подземными считаются резервуары, в которых высший уровень жидкости расположен ниже низшей планировочной отметки прилегающей территории не менее чем на 0,2 м. Территорией, прилегающей к резервуару, считается площадь, находящаяся в пределах 6 м от стенки резервуара.

К подземным также может приравниваться наземный резервуар в случае, если сосуд шириной не менее 6 м., считая от стенки резервуара до бровки обсыпки, имеет обвалку грунтом не менее 0,2 м над высшим уровнем жидкости в резервуаре.

Чтобы уменьшить влияние солнечной радиации, подземные резервуары покрывают противокоррозийной изоляцией и засыпают песчаным грунтом, а наземные окрашивают серебряной краской.

Цилиндрические резервуары для хранения пропана и бутана имеют одинаковую конструкцию и габаритные размеры, но отличаются толщиной стенок корпуса и днищ.

Резервуары для хранения сжиженных углеводородных газов, согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», подлежат периодическому техническому освидетельствованию. При освидетельствовании осматривается внутренняя и внешняя поверхности резервуара, определяется сохранность его стенок. После осмотра резервуар подвергают гидравлическому испытанию водой под давлением, равным 1,25 рабочего [3].

2. ТИПЫ РЕЗЕРВУАРОВ

Нефтепродукты на нефтебазах и перекачивающих станциях хранятся в резервуарах различного типа. Резервуары подразделяются на типы в зависимости от назначения и условий эксплуатаций. В качестве основных применяются резервуары стальные вертикальные и стальные горизонтальные.

2.1. Вертикальные резервуары

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары вместимостью от 100 до 50000 м3.

По конструктивным особенностям вертикальные цилиндрические резервуары делятся на следующие типы (рис. 1.1):

 РВС - резервуар вертикальный со стационарной крышей без понтона;

 РВСП - резервуар вертикальный со стационарной крышей с понтоном;

 РВСПК - резервуар вертикальный с плавающей крышей.

В зависимости от объема хранимого продукта резервуары подразделяются на четыре класса опасности:

- класс I - резервуары объемом более 50000 м3;

- класс II - резервуары объемом от 20000 до 50000 м3 включительно,

а)

б)

в)

а также резервуары объемом от 10000 до 50000 м3 включительно, расположенные непосредственно по берегам рек, крупных водоемов и в черте городской застройки;

- класс III - резервуары объемом от 1000 и менее 20000 м3;

- класс IV - резервуары объемом менее 1000 м3.

Рис. 1.1. Схемы резервуаров: а) РВС; б) РВСП; в) РВСПК:

1 - каркас крыши; 2 - пояса стенки; 3 - промежуточные кольца жесткости;

4 - кольцо окраек; 5 - центральная часть днища; 6 - понтон; 7 - опорные

стойки; 8 - уплотняющий затвор; 9 - катучая лестница; 10 - плавающая

крыша; 11 - верхнее кольцо жесткости (площадка обслуживания)

Класс опасности должен учитываться при назначении:

- специальных требований к материалам, методам изготовления,

объемам контроля качества;

- коэффициентов надежности по ответственности.

На основании ГОСТ Р 52910-2008 конструктивные части корпуса подразделяются на:

- основные несущие конструкции;

- ограждающие конструкции.

К основным несущим конструкциям относят:

- стенка (включая врезки патрубков и люков);

- кольцо окраек днища;

- каркас и опорное кольцо каркасной крыши;

- анкерное крепление крыши;

- кольца жесткости на стенке.

Главным требованием к основным несущим конструкциям является обеспечение прочности корпуса РВС в целом.

К ограждающим конструкциям относят:

- центральная часть днища;

- настил стационарной крыши;

- плавающая крыша;

- понтон.

Днища резервуаров могут быть плоскими и коническими с уклоном от центра или к центру. Все листы днища резервуаров V=1000м3 и менее должны иметь номинальную толщину не менее 4 мм. Днища резервуаров V=2000м3 и более имеют центральную часть и утолщенные кольцевые окрайки.

Конструкции стационарных крыш подразделяются на следующие типы:

- самонесущая коническая крыша, несущая способность которой

обеспечивается конической оболочкой настила;

- каркасная коническая крыша, состоящая из элементов каркаса и

настила;

- купольная крыша, поверхность которой близка к сферической и

образуется изогнутыми элементами каркаса и укрупненными элементами настила.

Конструкции плавающих крыш могут быть следующих типов:

- плавающая крыша однодечной конструкции с герметичными коро-

бами, расположенными по периметру;

- плавающая крыша двудечной конструкции, состоящая из герме-

тичных коробов, образующих всю поверхность крыши;

- плавающая крыша поплавкового типа.

К комплектующим конструкциям относят:

- молниеприемники и конструкции крепления заземления;

- конструкции для обслуживания пеногенераторов;

- кронштейны трубопроводов пожаротушения и орошения;

- зумпф (приямок) зачистки донных осадков;

- придонный очистной люк;

- люки и патрубки;

- вспомогательные металлические конструкции;

- другие конструкции по заданию заказчика.

В зависимости от назначения и вида хранимого вещества резервуары подвергают тепло- и гидроизоляции, а их внутренние стенки облицовывают (например, кислотоупорными материалами). Резервуары оборудуют подогревателями, дыхательными, предохранительными и другими клапанами, арматурой, приёмо-раздаточными устройствами, приспособлениями для очистки, уровнемерами и т.п.

Выбор типа резервуара проводится в зависимости от классификации нефти и нефтепродуктов (см. ГОСТ 1510) по температуре вспышки и давлению насыщенных паров при температуре хранения:

а) с температурой вспышки не более 61 °С с давлением насыщенных паров от 26,6 кПа (200 мм рт. ст.) до 93,3 кПа (700 мм рт. ст.) (нефть, бензины, авиа керосин, реактивное топливо) применяют:

- резервуары со стационарной крышей и понтоном или с плавающей

крышей;

- резервуары со стационарной крышей без понтона, оборудованные

ГО и УФЛ;

б) с давлением насыщенных паров менее 26,6 кПа, а также температурой вспышки свыше 61 °С (мазут, дизельное топливо, бытовой керосин, битум, гудрон, масла, пластовая вода) применяются резервуары со стационарной крышей без ГО.

2.2. Горизонтальные стальные резервуары

Горизонтальные стальные резервуары (РГС) используются для хранения нефтепродуктов (нефть, бензин, мазут, дизельное топливо, битум, ГСМ и др.), воды и других жидкостей на нефтеперерабатывающих предприятиях, нефтебазах и АЗС, на предприятиях химической отрасли для хранения различных химических веществ. Резервуары РГС также могут использоваться в качестве пожарных резервуаров. Резервуары горизонтальные могут изготавливаться из нержавеющей стали - экологически безопасного материала, что дает возможность использовать емкости для хранения питьевой или технической воды.

Горизонтальный резервуар представляет собой цилиндрическую емкость объемом от 3 до 200 м3.

Плотность хранимых продуктов в резервуарах РГС не должна превышать 1 т/м3. Жидкость в резервуарах хранится под избыточным давлением: от 0,04 МПа до 0,07МПа.

Температурный режим эксплуатации резервуаров РГС - от -65°С до +90°С.

Резервуары горизонтальные стальные РГС могут устанавливаться в районах с сейсмической активностью до 7 баллов.

По пространственному расположению резервуары РГС бывают подземные и наземные.

Подземное размещение резервуаров является наиболее выгодным за счет того, что они занимают меньше места, эксплуатация более взрывобезопасна, негативное воздействие окружающей среды сведено к минимуму.

Конструктивно горизонтальные емкости могут изготавливаться с различными днищами:

 плоские днища;

 конические днища;

 эллиптические днища.

Использование различных конструкций днищ зависит от избыточного давления в резервуаре и от его объема:

 плоские мембранные днища проектируются для резервуаров объ-

емом 3-10 м3 с избыточным давлением 0,04 МПа (0,4 кг/см2);

 конические днища используются для резервуаров с давлением 0,05

МПа (0,5 кг/см2) и объемом 25-75 м3;

 эллиптические днища применяются для изготовления резервуаров

объемом от 75 м3 до 200 м3 с избыточным давлением 0,07 МПа (0,7 кг/см2).

Горизонтальные резервуары из стали также могут быть однокамерными и многокамерными. Последние имеют некоторые преимущества, так как позволяют одновременно хранить несколько видов жидкостей.

В зависимости от конструктивного исполнения резервуары РГС бывают одностенные и двустенные.

В зависимости от хранимого продукта, его характеристик (например, вязкость для битумов) и условий эксплуатации горизонтальные резервуары изготавливаются с применением пароводяного/электрического обогрева или теплоизоляции.

Проектирование, изготовление и монтаж резервуаров РГС осуществляется в соответствии с:

 ГОСТ Р 52630-2006 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Об-

щие технические условия";

 ГОСТ 17032-2010 "Резервуары стальные горизонтальные для

нефтепродуктов. Технические условия".

Стенки горизонтальных резервуаров представляют собой несколько листов обечаек, изготовленных из рулонной или листовой стали. Ширина стальных листов - от 1500 мм до 2000 мм. Соединение стальных листов и обечаек осуществляется с помощью сварных стыковых швов. Внахлест могут свариваться монтажные стыки листов стали.

Температура эксплуатации резервуаров горизонтальных влияет на выбор стали, из которой он будет производиться:

 для резервуаров, которые эксплуатируются при температуре до -

40°С, используется малоуглеродистая сталь С245 (или Ст3);

 для резервуаров, которые эксплуатируются ниже -40°С, использу-

ется низколегированная сталь С345 (или 09Г2С).

1 / 61 2 3 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]