113. Коэффициент оборачиваемости резервуаров

По данным многолетней практики коэффициент оборачиваемости для перевалочных нефтебаз, расположенных на железнодорожных и нефтепродуктопроводных коммуникациях, можно принимать 2535; для водных перевалочных нефтебаз с периодом навигации круглы год – 620, с периодом навигации 47 месяцев в году – 23,5, с периодом навигации 23 месяца в году – 11,5; для распределительных нефтебаз при заводе нефтепродуктов круглый год – 68.

114. Резервуары нефтебаз и перекачивающих станций

115. Типы резервуаров и их конструкции

Вертикальные изотермические резервуары

Изотермические резервуары служат для хранения различных нефтепродуктов при постоянной пониженной или отрицательной температуре, проектирование и сооружение которых является новым направлением в резервуаростроении. В ЦНИИПроектстальконструкции разработаны различные типы конструкций для хранения нефтепродуктов при температуре выше 196°С.

Наиболее распространены двухслойные конструкции изотермических резервуаров с зазорами между стенками, крышками и днищами (рис. 4.1.а, б).

Величины зазоров определяют технологические институты и выдают в техническом задании (ТЗ) на проектирование. Задания включают исходные данные для проектирования резервуаров: объем; название и температуру хранимого продукта, марки сталей для внутреннего и наружного резервуаров; величину избыточного и гидростатического давления; район строительства; величину снеговой и ветровой нагрузок; сейсмичность района строительства; наименование теплоизоляционных материалов, сварочные материалы для сварки сталей специальных марок и другие данные.

Если температура хранения не ниже -65°С, то при проектировании резервуаров применяются строительные стали. При более низких температурах должны применять стали специальных марок: никельсодержащие; нержавеющие стали; алюминиевые сплавы.

Проектирование и сооружение изотермических резервуаров во многом аналогично проектированию и сооружению вертикальных цилиндрических резервуаров низкого и повышенного давления. Также аналогичны методики инженерных расчетов, что дает возможность использовать многолетний опыт их проектирования. Новым, с чем столкнулись при проектировании и расчете несущих элементов изотермических резервуаров, явились нагрузки от теплоизоляционных материалов. При расчете стенки пустого внутреннего резервуара на устойчивость – собственный вес изоляции, находящейся между крышами и вызывающей осевое сжатие стенки. Изоляция, находящаяся в межстенном пространстве, вызывает боковое давление на стенки внутреннего и наружного резервуаров. Кроме того, за счет трения о стенки она вызывает также вертикальное усилие.

При длительном хранении нефтепродуктов (не более 1012 раз оборачиваемости в год) целесообразно применение резервуаров повышенного давления типа ДИСИ (Днепропетровского инженерно-строительного института) и «Гибрид», запроектированного ЦНИИПроектстальконструкцией. Оба типа резервуаров имеют торосферическую кровлю. Резервуары типа ДИСИ прошли детальное испытание и эксплуатируются под избыточным давлением.

Резервуары «Гибрид» имеют торосферическую кровлю. Авторы проекта предполагали, что кровля будет состоять из лепестков в виде трапеций, а на заводах им будет придана двойная кривизна. Однако опыт показал, что в тонких листах при имеющейся кривизне кровли практически невозможно создать остаточные деформации, особенно в кольцевом направлении, для образования сферической формы.

Рис. 1. Изотермический резервуар объемом 20 тыс. м3

(DВН = 34,2 м, Dн = 36 м):

а – фасад внутреннего резервуара (слева) и наружного резервуара (справа);

б – разрез; 1 – кольца жесткости; 2 – анкерные крепления;

3 – железобетонная плита (ростверк) свайного основания

Поэтому в резервуарах «Гибрид», как и в резервуарах типа ДИСИ, практически получаем не сферическую, а сфероцилиндрическую кровлю, т.е. имеем кривизну только в меридиональном направлении. Резервуар «Гибрид» объемом 3 тыс. м3 после испытания сдан в эксплуатацию под избыточным давлением 0,018 МПа и вакуумом 0,0015 МПа.

Осесимметричные каплевидные резервуары

Сооружено, испытано и внедрено несколько таких резервуаров объемом по 2 тыс. м3, рассчитанных на избыточное давление 0,03 МПа и вакуум 0,003 МПа. Авторы проекта – инженеры С.И. Веревкин и Г.М. Чичко.

При детальных испытаниях напряженно-деформированного состояния резервуаров с опорным кольцом в его конструкциях возникают зоны концентрации высоких напряжений. На этом основании один из авторов (Г.М. Чичко) предложил новую конструктивную форму каплевидного резервуара – резервуар с экваториальной опорой (рис. 4.2). В этой конструкции отсутствуют опорное кольцо и ребра жесткости внутри резервуара, а оболочка опирается в зоне экватора на 20 опор (колонн), которые устанавливают на железобетонное опорное кольцо. Каплевидная оболочка имеет толщину выше экватора 5 мм, ниже – 6 мм. Геометрия оболочки имеет такую форму эллиптических поясов, что радиусы кривизны уменьшают вверх до экватора с таким расчетом, чтобы меридиональные и кольцевые усилия по всей поверхности от гидростатической нагрузки и избыточного давления были равны между собой: N1= N = const. Поэтому каплевидные оболочки называют оболочками равного сопротивления.

Каплевидные резервуары экономичны в своей области, т.е. в области повышенного давления, однако монтаж таких резервуаров сложен, требует соответствующих средств механизации для изготовления лепестков двоякой кривизны. Но в связи с необходимостью сокращения потерь нефтепродуктов при хранении, а резервуары с плавающей крышей или понтоном неэкономичны при малой оборачиваемости, проблема резервуаров повышенного давления, в том числе каплевидных резервуаров, является актуальной и перспективной.

В отличие от резервуаров с понтоном или плавающей крышей в резервуарах повышенного давления нет никаких движущихся конструкций и затворов, в них сохраняется возможность для рулонирования стенки и плоского днища, вследствие чего облегчается их изготовление. Их эксплуатация сравнительно проста. Таким образом, для более полного удовлетворения потребности страны в нефтерезервуарах целесообразно применение резервуаров новых конструктивных форм – повышенного давления, изотермических и др.

Рис. 2. Каплевидный резервуар объемом 2 тыс. м3

с экваториальной опорой:

а – фасад резервуара; б – план фундамента и расположение колонн

Горизонтальные резервуары

Горизонтальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей (табл. 4.2) под избыточным давлением 0,04 МПа при плоских днищах и 0,07 МПа при конических днищах. Разработаны проекты резервуаров объемом 3, 5, 10, 25, 50, 75 и 100 м3.

Для обеспечения устойчивости пустых резервуаров под воздействием разрежения (вакуума), внешних нагрузок и давления грунта внутри резервуара устанавливают кольца (ребра) жесткости. В надземных двух опорных резервуарах в пределах опор устанавливают внутренние треугольные диафрагмы.

Горизонтальные резервуары по пространственному расположению подразделяют на надземные (выше планировочной отметки территории нефтебазы) и подземные (ниже уровня территории). По конструкции днищ горизонтальные резервуары в зависимости от объема и избыточного давления проектируют с плоскими, коническими или цилиндрическими днищами. Для обеспечения устойчивости цилиндрической оболочки внутри нее должны быть установлены опорные кольца жесткости. В зависимости от объема устанавливают и дополнительные кольца жесткости.

Таблица 8

Характеристика надземных горизонтальных резервуаров

(толщина оболочки 4 мм)

Показатель	Номинальный объем, м3
	5	10	25	50	75	100
Геометрический объем, м3	5,7	10,79	26,9	55,5	76,9	101,5
Диаметр, мм	1900	2220	2700	2760	3240	3240
Длина оболочки, мм	2030	2750	4150	8940	8940	11920
Пролет, мм	1980	2750	4150	4500	5400	5400
Толщина конического днища, мм	-	5	5	5	5	5
Толщина плоского днища, мм	4	4	4	4	4	4
Число опорных колец жесткости, шт.	-	-	-	-	2	2
Число промежуточных колец жесткости, шт.	-	1	1	1	2	4
Масса резервуара, т	0,72	1,09	1,86	3,44	4,23	5,41
Удельный расход стали на 1 м3 объема, кг	126	101	69	62	55	53

Рис. 3. Горизонтальный резервуар объемом 50 м3

а – с плоским днищем; б – с цилиндрическим днищем