Содержание

Задание на курсовой проект № 6 от 14.09.2017

Введение 2

1 Технологическая часть

1.1 Требования монтажной площадке 5

1.2 Устройство основания под резервуары 6

1.3 Монтаж днища 11

1.4 Монтаж стенки и кровли 16

1.5 Монтаж оборудования 18

2 Расчетная часть

2.1 Подбор клапанов 22

2.2 Механический расчет стенки резервуара 24

Список использованных источников 28

Введение.

Нефтебаза – это промышленное сооружение, включающее в себя устройства для приёма, разгрузки и хранения нефти и нефтепродуктов. Внешне оно представляет собой расположенные на земле, либо под ней резервуары, оснащённые платформой для разгрузки и отгрузки нефти в различные цистерны, танкеры и другие ёмкости. Также возможна отгрузка продуктов непосредственно в нефтепровод.

Резервуары обычно выполняются из стали, располагаются вертикально и имеют цилиндрическую форму. Эти технические сооружения состоят из конструктивных частей, оборудования и комплектующих конструкций, предназначенных для обеспечения надёжного, удобного и безопасного использования резервуаров. Учитывая физико-химические свойства продукта, район, где устанавливается сооружение, и другие факторы, существует несколько видов резервуаров для определённых продуктов.  К ним относятся резервуары, оснащённые стационарной крышей без понтона и с понтоном, в которых хранится нефть, светлые или тёмные нефтепродукты; резервуары со стационарной крышей с понтоном для хранения аналогичной продукции; а также сооружения с плавающей крышей только для нефти или со стационарной в северном исполнении.  Предусмотренное проектом оборудование нефтебазы подразделяется на группы по месту расположения: его устанавливают на крышах, стенке, внутри резервуаров или на территории, где расположены сами резервуары. Такое оборудование выпускает завод резервуарных конструкций или специализированный завод, изготавливающий технологическое оборудование, приборы и аппараты для топливно-энергетических предприятий на заказ.  Существует три вида нефтебаз: распределительные, перевалочные и призаводские.  Распределительные нефтебазы осуществляют снабжение нефтепродуктами предприятий, а также допускают отпуск продукции в мелкую тару. Они бывают областными, районными, водными, железнодорожными, водно-железнодороными, трубопроводными и глубинными. Район действия этих нефтебаз ограничен, а объём резервуаров сравнительно небольшой.  Перевалочные нефтебазы созданы для перегрузки продукции с одного вида транспорта на другой, либо на тот же самый. Например, из морского танкера в речную баржу или из железнодорожного вагона в автоцистерну.  В свою очередь призаводские нефтебазы подразделяются на сырьевые, предназначенные для приёма, хранения, подготовки сырья и его переработки, и товарные, где происходит приём нефти с установок, её хранение и отгрузка. Чаще всего такие базы объединяются в одну, и располагаются на одной территории с перерабатывающим заводом, либо недалеко от него.  Есть нефтебазы смешанного типа, выполняющие функции выше -перечисленных. На них осуществляются комплексные автоматизированные процессы приёма нефти, её хранения и отгрузки.  Нефтебазы могут принадлежать одной компании по производству и переработке нефтепродуктов, являться собственностью двух и более компаний – консорциума, либо принадлежать предпринимателю, сдающему помещение под приём, хранение и отгрузку в аренду нефтяным компаниям. Самым крупным владельцем хранилищ нефтепродуктов является компания Royal Vopak (Голландия), которая сдаёт 76 терминалов по всему миру.

В данном курсовом проекте рассмотрено сооружение РВС 20000 на НПС Самара.

1 Технологическая часть

1. Требования к монтажной площадке.

До начала монтажа резервуаров НПС «Самара» должны быть выполнены все работы по устройству основания (фундамента).

Проектную отмостку основания (фундамента), фундамент под шахтную лестницу и опоры под подводящие трубопроводы рекомендуется выполнять после монтажа металлоконструкций резервуара.

Зона монтажной площадки должна быть спланирована с обеспечением отвода поверхностных вод.

Требования к планировке монтажной площадки, к площадкам складирования, площадкам работы и перемещения кранов, к временным дорогам, помещениям и другим необходимым благоустройствам определяются ППР. План монтажной площадки в обязательном порядке должен быть согласован монтажником с заказчиком.

Граница зоны монтажной площадки должна иметь ограждение по всему периметру и должна быть обозначена предупредительными знаками. Зона монтажной площадки должна иметь не менее двух въездов (выездов).

Монтажная площадка должна быть обустроена временными дорогами для транспортирования и площадками для монтажа металлоконструкции резервуара. Площадки для работы грузоподъемных кранов должны иметь поверхность с соответствующей несущей способностью.

Монтажная площадка должна быть обеспечена: средствами связи и пожаротушения; технической водой; электроэнергией для работы кранов, механизмов, сварочного и другого оборудования, а также для освещения зоны монтажа, временных бытовых и других помещений.

2. Устройство основания под резервуары.

При проектировании и расчете фундаментов под вертикальные резервуары (РВС) 20000 на НПС «Самара» необходимо учитывать эпюру распределения давления на грунт, которая распределяется не по вертикальным линиям, а по кривым — изобарам. Связано это с тем, что нагрузка на фундамент распределяется неравномерно по площади основания. Общая нагрузка на основание фундамента состоит из суммы нагрузок от действия масс: резервуара, жидкости, фундамента и снега на крыше резервуара. Нагрузка от массы жидкости распределяется равномерно по площади основания и зависит от высоты резервуара, точнее, от максимального уровня жидкости и ее плотности. Нагрузка от днища также распределяется равномерно по площади, а сумма нагрузок от массы корпуса и крыши резервуара и снеговая нагрузка концентрируется по образующей линии корпуса резервуара.

На рисунке показана эпюра распределения давления на основание фундамента РВС.

Рисунок 1 - эпюра распределения давления на основание фундамента РВС на НПС «Самара».

Если принять равномерное распределение нагрузки на основание фундамента от днища РВС, и считать резервуар как одно целое сооружение, то давление заполненного резервуара с максимальной снеговой нагрузкой можно определить по формуле:

P = H*p + (G_peз + G_cф + G_cн)/F,

где Р — давление на основание фундамента, кг/см²;

Н — высота резервуара, см;

р - плотность жидкости, кг/см³;

G_рез — вес резервуара, кг;

С_сф — вес фундамента, кг;

G_cн — вес снега на крыше резервуара, кг:

F — площадь основания фундамента, см².

При сооружении фундаментов под РВС допустимая нагрузка на грунт под основанием фундамента должна быть не более 2,0 кг/см², то есть резервуары строить на грунтах, имеющих несущую способность (допустимое давление на грунт) менее 2,0 кг/см² без дополнительного его упрочнения не допускается. Таким образом, условие устойчивости резервуара определяется формулой:

р = Н • р + (G_рез + G_сф + С_сн) / F ≤Р_доп = 2 кг/см².

Фундаменты для резервуаров большей емкости выполняются с устройством железобетонного кольца под утором резервуара.

Допустимое давление на грунты оснований при заложении фундаментов на глубине 2 м ниже поверхности земли при расчете на основные силовые воздействия

На рисунке показаны разрезы фундаментов под РВС, сооружаемых на различных грунтах.

Основания наземных вертикальных резервуаров

а - из песчаных и супесчаных грунтов, б - из глины, суглинков.

1 - срезка растительного слоя, 2 - местный грунт, 3 - песчаная подушка с гидрофобным слоем, 4 – резервуар.

Рисунок 2 - разрезы фундаментов под РВС.

На рисунке показан разрез земляного фундамента под резервуар РВС-20000 с устройством железобетонного кольца по периметру корпуса резервуара.

Разрез фундамента под РВС-20000 с устройством железобетонного кольца

Рисунок 3 - Разрез фундамента под РВС-20000 с устройством железобетонного кольца.

Устройство насыпных оснований фундаментов вертикальных резервуаров на косогорных участках местности.

Фундаменты по высоте бывают нормальными в пределах 0,35—0,5 метра и высотными. При сооружении фундамента необходимо руководствоваться следующими требованиями:

1. Строительная площадка должна быть предварительно спланирована до проектных отметок.

2. Верхний растительный слой необходимо срезать на полную его глубину (25-30 см), как не дающий надлежащей связи, и для предупреждения прорастания растительности под фундаментом. Размеры площади срезки грунта принимаются с учетом того, что по верху радиус фундамента должен быть больше радиуса резервуара на 0,7 м и крутизна откоса должна быть 1:1,5, то есть:

R_фунд = R_рвс +0,7+l,5h_ф ,                                                                         

где R_фунд — радиус подошвы фундамента, м;

R_pвс - радиус резервуара, м;

h_ф - высота фундамента, м.

3. Разработанное ложе основания фундамента должно быть спланировано, засыпано песком или щебнем в зависимости от прочности материка грунта на высоту не менее 0,2 м и утрамбовано.

4. Основное основание фундамента допускается строить из местного грунта — из суглинков, супеси, кроме торфяного грунта.

5. При сооружении фундамента из местных грунтов разнородный грунт необходимо укладывать горизонтальными слоями или перемешивать до однородности состава до укладки в фундамент. Толщина каждого слоя должна быть в пределах 0,2 м и трамбоваться дорожными катками с шипами или ручными трамбовками. Уплотнение основания гусеничными тракторами запрещается по причине их малой удельной нагрузки на грунт, что не обеспечит требуемую плотность основания и в дальнейшем даст недопустимую осадку резервуара.

6. До укладки грунта необходимо проверить его влажность. При применении глинистых грунтов естественная влажность в момент укладки не должна превышать для супесчаных фунтов 9—14%, суглинистых 16—22% и глинистых 18—24%. Увлажнение или подсушивание грунта должно производиться до укладки его в фундамент. Степень влажности грунта должна определяться лабораторным способом. В полевых условиях степень влажности грунта можно определить при отсутствии специальных лабораторных приборов следующим способом:

а)  при проведении металлической пластинкой по поверхности шарика диаметром 3—4 см, скатанного из разрыхленного грунта, не должно наблюдаться налипания его на пластинку;

б)  скатанный из шарика жгут диаметром 3—4 мм и длиной 3—5 см не должен крошиться.

7. После устройства основания из местного грунта поверх его укладывается и трамбуется песчаная подушка толщиной 20-35 см из крупнозернистого песка. Песчаная подушка должна иметь уклон от центра, равный 1,5%.

8. Поверх песчаной подушки укладывается гидроизоляционный (гидрофобный) слой толщиной 8-10 см, для защиты днища резервуара от коррозии. Гидрофобный слой изготавливается из смеси песка с битумом или отработанными маслами и темными нефтепродуктами. Обычно смесь готовится в строительных растворомешалках.

9. Отмостка и откосы фундамента должны укрепляться от воздействия атмосферных осадков и выветривания песка и грунта из фундамента. Для покрытия отмостки и откосов могут применяться различные материалы: булыжник; монолитный бетон и железобетонные тонкостенные плиты (толщиной 6-8 см). Практичнее всего покрывать отмостку резервуаров тротуарными плитами размером 1,0x0,5x0,06 м, а откосы канальными плитами 2,5x1,5x0,08 м, так как при ремонте фундаментов их можно снимать и после устранения дефектов ставить на место. При хранении этилированных нефтепродуктов по санитарным требованиям покрытие отмостки и откосов должно выполняться из монолитного бетона.

10. После устройства фундамента по периметру его основания должен быть сооружен лоток с бетонным покрытием для отвода ливневых вод и предохранения фундамента от подмыва.

11. В процессе эксплуатации, особенно в течение первого года, необходимо вести наблюдение за осадкой резервуара и фундамента. При осадке резервуара обычно возникают разрывные усилия в его в корпусе в местах подключения технологических трубопроводов. В этом случае возможен разрыв задвижки или появление вогнутости или выпуклости в корпусе резервуара. Для предупреждения аварии при наземном монтаже трубопроводов на опоры устанавливаются временные раздвижные клинья, которые по мере осадки резервуара раздвигаются и трубопровод опускается. Подземные трубопроводы с резервуарами в первый год эксплуатации соединяются с помощью резиново-тканевых рукавов. При неравномерной осадке резервуара производятся его подъем и подбивка песком.

1.3 Монтаж днища методом полистовой сборки .

При поступлении днища от завода-изготовителя в полистовом виде его монтаж производится описанным ниже способом.

Рисунок 4 - Монтаж днища методом полистовой сборки .

На заранее подготовленном и принятом по акту фундаменте параллельными рядами складывают клетки (Рис. 4) из бревен прямоугольного или полукруглого сечения длиной около 1 м с поперечным сечением 0,1x0,1 м. Верхний ряд клеток желательно делать из бревен длиной 1,2-1,3 м. Высота клеток 0,8м, чтобы можно было подваривать поточные швы и осмаливать дно. Расстояние между осями клеток в каждом ряду принимается не более 3 м, а расстояние между осями рядов клеток - равным двойной ширине листов минус двойная ширина закроя швов дна. По клеткам укладывают доски, на которых и собирают днище.

Два элемента днища резервуара на НПС «Самара» - сегментное кольцо с приваренным к нему первым поясом и центральную часть - собирают и сваривают самостоятельно; сварной шов, соединяющий их в одно целое, - так называемый «температурный» шов - заваривают только после полного окончания монтажа каждого из этих элементов в отдельности.

Сборка центральной части днища начинается с полосы, проходящей через центр основания резервуара. Далее собирают от центра днища к периферии все нижние полосы днища. Стыковые швы полос прихватывают в шести-семи местах; крайние прихватки располагают на расстоянии 50 мм от краев и выполняют заподлицо. Стыковые швы сваривают после сборки всей полосы, причем концы швов длиной по 50 мм заваривают заподлицо, чтобы обеспечить в дальнейшем плотное прилегание верхних полос к нижним. После сварки нижних полос таким же образом собирают и сваривают верхние полосы, причем перекрой полос должен составлять не менее 30 мм.

Сборка центральной части днища начинается с центральных полос. Полосы собираются в нахлестку на прихватках. Прихватки ставят одновременно снизу и сверху по обеим сторонам закроя через каждые 250 — 300 мм в направлении от середины полос к концам. Для подгонки полос центральной части днища при стыковании его с сегментным кольцом окрайки концы крайних листов на длине 750 — 800 мм оставляют не прихваченными.

Сварку полос швом внахлестку производят от середины полос по направлению к концам обратноступенчатым швом при длине ступени 200 — 250 мм. Сначала провариваются все верхние нахлесточные швы, а затем нижние, потолочные. После этого подваривают стыковые швы полос потолочным швом.

Сегментные листы окрайки собирают на 10—12 подставках, устанавливаемых по периферии основания. Сегментное кольцо собирают таким образом, чтобы два стыковых шва его лежали на оси центральной полосы, а зазоры между элементами кольца не превышали 3—4 мм. После тщательной выверки горизонтальности сегментного кольца по уровню прихватывают стыки по концам швов; внутреннюю часть оставляют не прихваченной, чтобы при короблении в дальнейшем процессе сварки сегментное кольцо можно было легко привести в строго горизонтальное положение.

Перед сборкой нижнего угольника проваривают участки стыковых швов сегментов, на которые накладывают угольник. Сварку ведут в два слоя с зачисткой от шлака и подваркой потолочных швов; усиление швов срубают зубилом заподлицо с плоскостью листов сегментного кольца.

После нанесения на сегментное кольцо двух окружностей (рисок), соответствующих внешнему и внутреннему диаметрам уторного угольника, устанавливают и прихватывают первую секцию угольника. Прихватка производится по наружной окружности от середины угольника к концам через каждые 500— 600 мм участками длиной по 30 — 40 мм. Концы секции угольника для удобства подгонки остальных частей на длине 600 — 700 мм оставляют не прихваченными. Другие секции угольника собирают по обе стороны от первой. Секции устанавливают с зазором 3 мм, после чего их сваривают встык. Затем подгоняют присоединенные секции по рискам с прихваткой к сегментному кольцу от стыков к свободным концам. Замыкающую секцию длиной не менее 1 м подгоняют и обрезают «по месту». Вертикальная полка угольника должна быть строго перпендикулярна к сегментному кольцу. Первый лист первого пояса устанавливают на сегментное кольцо строго вертикально после вырубки кромок в нижних углах на высоту полки уголка и на глубину 1 мм для приварки в дальнейшем стыкового шва к вертикальной полке угольника. Первый лист прихватывают одновременно и к сегментному кольцу и к угольнику в шахматном порядке от середины листа к концам через каждые 400—600 мм участками по 40-50 мм Для удобства подгонки других листов концы первого листа на длине 600-700 мм оставляют не прихваченными. Остальные листы первого пояса устанавливают по обе стороны от первого листа с зазором между листами 2-3 мм и совмещением кромок. Прихватку этих листов начинают со стыка с первым листом; прихватки ставят в 4-6 местах длиной по 60-75 мм. Затем производят прихватку по нижней кромке листов от прихваченных стыков к свободным концам. Замыкающий первый пояс лист подгоняют и обрезают «по месту».

Сварку собранного таким образом днища и первого пояса резервуара производят в следующем порядке:

1. Все стыки первого пояса приваривают на высоту 200-300 мм от сегментного кольца и на 50 мм от края в верхней части заподлицо с плоскостью листов для плотного прилегания листов второго пояса при последующей сборке.

2. Сваривают все кольцевые швы: первый пояс приваривают двойным швом к сегментному кольцу; после этого одинарным швом приваривают уторный угольник - сначала к сегментному кольцу, а затем к первому поясу резервуара.

3. Проверяют и, если это необходимо, подрезают стыки элементов сегментного кольца для устранения волнистости и установки 3-4 мм зазоров, после чего стыки свариваются с подваркой потолочных швов и усилением с потолочной стороны накладками из листовой стали толщиной 8-10 мм. Одновременно усиливают стыки уторного угольника наваркой коротышей из угловой стали.

Перед сваркой центральной части днища с сегментной окрайкой стыковые кромки нижних полос размечают, обрезают с зазором 2-3 мм и после прихватки проваривают с подваркой с потолочной стороны. Далее размечают и обрезают концы верхних полос с нахлестом не менее 30 мм, прихватывают их сначала по длинным параллельным кромкам ранее не прихваченных полос, а затем к сегментному кольцу. Сварку ведут в том же порядке, что и прихватку. Сварочные работы в местах пересечения швов можно поручать только высококвалифицированным сварщикам.

1.4 Монтаж стенки методом полистовой сборки.

Данный метод заключается в сборке стенки начиная с 1-го пояса с последующей установкой листов стенки в проектное положение вверх по поясам.

Рисунок 5 - Монтаж стенки методом полистовой сборки.

При таком способе монтажа резервуаров на НПС «Самара» вертикальных стальных следует:

производить сборку листов 1-го пояса с соблюдением допустимых отклонений, указанных в Проекте производства работ;

производить сборку листов стенки между собой и с листами днища с применением сборочных приспособлений;

собирать вертикальные и горизонтальные стыки стенки с проектными зазорами под сварку.

При таком методе монтажа устойчивость стенки от ветровых нагрузок обеспечивается установкой расчалок и секций временных колец жесткости.

Сборка элементов стенки производится опытными монтажниками на прихватках.

Рисунок 6 - Сборка элементов стенки «прихватки»

Перед прихваткой соединяемые элементы должны быть плотно прижаты с помощью различных нажимных приспособлений. Сборка листов с продавливанием отверстий (например, на сборочных болтах) не допус -кается.