- •Листовые конструкции
- •6.1. Оценка конструктивной надежности трубопровода
- •6.2. Нагрузки и воздействия на магистральном нефтепроводе
- •6.3. Расчет несущей способности трубопровода
- •С помощью анкеров
- •6.8. Надземные трубопроводы
- •6.10. Устойчивость подземных трубопроводов
- •6.10.1. Формы потери устойчивости
- •6.10.2. Проверка общей устойчивости подземных трубопроводов в продольном направлении
- •Коэффициент постели грунта при сжатии
- •6.10.3. Расчеты продольных перемещений подземных трубопроводов
- •6.11. Проверка общей устойчивости наземных трубопроводов в насыпи
- •Трубопровода в насыпи
- •1. Основные сведения из теории оболочек
- •2.Общие сведения, классификация и назначение резервуаров.
- •3.1. Основания и днища резервуаров
- •3.2. Стенки резервуаров.
- •3.3. Общие положения расчета элементов вертикальных цилиндрических резервуаров
- •3. Расчет стенки на прочность
- •4. Расчет стенки на устойчивость
- •5. Расчет сопряжения стенки с днищем
- •6. Конструирование и основные положения расчета крыши
- •§ 3. Вертикальные цилиндрические резервуары повышенного давления
- •§ 4. Горизонтальные цилиндрические резервуары
- •1. Особенности конструктивных форм
- •2. Расчет стенки корпуса на прочность
- •3. Расчет стенок корпуса и днищ на устойчивость
- •4. Расчет корпусов надземных резервуаров на изгиб
- •§ 5. Сферические резервуары
- •1. Особенности конструктивных форм
- •2. Расчет стенки резервуара на прочность
- •3. Расчет стенки резервуара на устойчивость
- •4. Расчет опорных стоек и диагональных связей
- •§ 6. Развитие конструктивных форм резервуаров
- •Глава 3 газгольдеры
2.Общие сведения, классификация и назначение резервуаров.
Резервуарами называют сосуды, предназначенные для приёма, хранения, технологической обработки и отпуска нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, жидкого аммиака, технического спирта и других жидкостей.
В зависимости от положения в пространстве и геометрической формы резервуары делят на: вертикальные цилиндрические; горизонтальные цилиндрические; сферические; каплевидные; торовые; траншейные.
По расположению относительно планировочного уровня строительной площадки различают: надземные (на опорах); наземные; полузаглублённые и подземные резервуары.
Тип резервуаров выбирают в зависимости от свойств хранимой жидкости, режима эксплуатации, климатических особенностей района строительства.
Наибольшее удельное значение в числе хранимых жидкостей имеют нефть и продукты её переработки. Во время хранения происходит испарение и потеря наиболее летучих, самых ценных компонентов. Кроме прямых убытков это явление оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Потери нефтепродуктов происходят главным образом вследствие больших и малых дыханий резервуаров.
Малые дыхания возникают вследствие колебаний температуры нефтепродуктов и газовой смеси над их поверхностью (в газовой подушке), а также колебаний атмосферного давления. Когда давление в газовой подушке становится ниже атмосферного, в резервуаре образуется вакуум, что может привести к потере устойчивости корпуса. Во избежание этого предусматривают дыхательный клапан, через который атмосферный воздух попадает в резервуар. При повышении температуры увеличивается внутреннее давление и вместе с ним - опасность разрушения резервуара. Для защиты резервуара от разрыва предусматривают предохранительный клапан, через который газовоздушная смесь, наполненная парами хранимого продукта, выбрасывается в атмосферу. Чем ниже давление, при котором срабатывает клапан, тем больше потери хранимого продукта, но меньше стоимость резервуара вследствие простоты его конструкции и малой толщины стенки корпуса. Годовые потери от малых дыханий составляют в среднем 0,5 1% хранимого продукта.
Большие дыхания происходят при наполнении и при опорожнении резервуара. При опорожнении в резервуар засасывается атмосферный воздух, при наполнении воздух вместе с парами продукта выбрасывается в атмосферу. В среднем потери при заполнении резервуара бензином составляют в зимнее время 0,35 кг/м3 ёмкости, в летнее время – 0,55 кг/м3 ёмкости за один цикл. Определяющее влияние на потери при больших дыханиях имеет число циклов наполнения-опорожнения в год (оборачиваемость резервуара). Это число зависит от назначения нефтехранилищ (перевалочные или распределительные) и колеблется в пределах от 12 до 96 циклов в год.
Потери нефтепродуктов можно существенно снизить или даже совсем ликвидировать, увеличив расчётное избыточное давление в резервуаре или ликвидировав газовою подушку, отделив воздушное пространство от жидкости путём устройства плавающей крыши или понтона.
Для хранения сырой нефти с низки потенциалом бензина, отбензиненной нефти, керосина, дизельного топлива, мазута, и тёмных нефтепродуктов применяют резервуары, рассчитанные в газовом пространстве до 2 кПа. Для хранения бензина и сырой нефти с высоким потенциалом бензина применяют резервуары повышенного давления – до 70 кПа, или резервуары с плавающими крышами (понтонами).
Для хранения больших объёмов сжиженных газов применяют горизонтальные цилиндрические и сферические резервуары.
3. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления.
Вертикальные цилиндрические резервуары (рис.2.1) используют при избыточном давлении в паровоздушной зоне до 2 кПа и вакууме до 0,25 кПа.
Рис. 2.1. Фасад и разрез резервуара вместимостью 5000 м3.
Эти резервуары имеют плоские днища, изготовленные из стальных листов толщиной 46 мм, и стенки в виде ряда поясов, толщина которых увеличивается пропорционально росту давления жидкости по мере приближения к днищу. Тип крыши зависит как от вместимости резервуара, так и от величины внутреннего давления под крышей. На практике наиболее часто применяют конические, сферические и плавающие крыши. Реже используют висячие (шатровые), складчатые крыши.
Вместимость вертикальных цилиндрических резервуаров колеблется от 100 до 120000 м3 и увеличивается по мере разработки противопожарных мероприятий.
При определении оптимальных размеров резервуаров (высоты и диаметра) за критерий оптимальности обычно принимают удельный расход стали, приходящийся на 1 м3 их полезного объема.
Суммарная масса резервуара складывается из масс днища, крыши и стенки. Она получается минимальной, если масса днища и крыши равна массе стенки.
В этом случае
, (2.1)
где - высота резервуара; - удельный вес хранимой жидкости, - расчетное сопротивление сварного шва; m = 0,8 - коэффициент условий работы, n - коэффициент надежности по нагрузке от гидростатического давления жидкости; - сумма приведенных толщин крыши и днища, зависящих от объема резервуара (табл. 2.1).
Таблица 2.1. Приведенные толщины для резервуаров
V, м3 |
2000 |
4000 |
8000 |
12000 |
16000 |
20000 |
, см |
0,9 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
Более совершенным решением при оптимизации параметров резервуаров является решение на основе приведенных затрат по изготовлению и монтажу конструкций резервуаров. При оптимизации параметров резервуаров по приведенным затратам высота резервуара несколько снижается, а диаметр увеличивается по сравнению с оптимизацией по расходу металла.
При назначении высоты стенки и диаметра резервуара учитывают условие кратности высоты резервуара ширине листов, а длины окружности - длине листов. Наиболее часто в резервуарах применяют листы размерами 1500 х 6000; 1800 х 8000; 2000 х 8000 мм, следовательно, высоту резервуаров следует принимать кратной 1490, 1790 или 1990 мм в зависимости от принятого типоразмера листов, а длину окружности - кратной соответственно 5990 или 7990 мм (с учетом строжки листов). Разрешается принимать длину окружности, кратной половине длины листов.
Высота резервуаров, изготовляемых способом рулонирования, обычно не превышает 9 м при V 1500 м3,12 м при V 5000 м3 и 18 м при больших объемах.