Каплевидные (сфероидальные) резервуары

Так называются резервуары, у которых форма оболочки соответствует форме капли жидкости, лежащей на несмачиваемой горизонтальной поверхности (рис. 1.5.). В основу конструирования таких резервуаров положен принцип равнопрочности оболочки постоянной толщины, при этом полностью используется несущая способность оболочки.

Так как каплевидные резервуары в процессе эксплуатации подвергаются различным комбинациям нагрузок в зависимости от уровня нефтепродукта и давления в газовом пространстве, профиль равнопрочной безмоментной оболочки сфероидальных резервуаров рассчитывают по наибольшей нагрузке, когда резервуар залит до максимального уровня, а давление в газовом пространстве равно давлению, на которое рассчитана дыхательная арматура.

Рис.1.4. Шаровой резервуар

Для правильной и безопасной эксплуатации стальных наземных резервуаров, включающей прием, хранение и отпуск нефтепродуктов, замер уровня, отбор проб и другие операции, на резервуарах монтируется специальное оборудование: верхний световой люк, замерный люк, дыхательный клапан, огнепреградитель, подогреватели, водоспускные краны, предохранительные клапана и др.

Приемно-раздаточные патрубки (штуцера) устанавливают на нижнем поясе вертикальных резервуаров или в нижней части шаровых и каплевидных резервуаров на отметке, позволяющей обеспечить, возможно более полное опорожнение резервуара.

Один или два стандартных люка, предназначенных для ремонтных целей, устанавливают на нижнем поясе резервуара.

Рис.1.5. Каплевидный резервуар с опорным кольцом:

1- днище; 2- корпус; 3- лестница; 4- площадка; 5- опорное кольцо

Верхний световой люк (рис. 1.6.)служит для проветривания во время ремонта, зачистки резервуара, а также для подъема хлопушек и шарнирных труб при обрыве рабочего троса.

Рис.1.6. Люк световой

Замерный люк(рис.1.7.)служит для замера уровня нефтепродукта и подтоварной воды в резервуаре, а также для отбора проб при помощи пробоотборника.

Дыхательный клапан (рис. 1.8.) применяется в резервуарах для хранения светлых нефтепродуктов и сырой нефти. В процессе эксплуатации резервуаров, содержащих светлые нефтепродукты, сырую нефть и дизельное топливо, происходит “дыхание” резервуара. При повышении температуры окружающей среды давление в газовом пространстве повышается, и часть газа из емкости должна быть выведена. При понижении температуры давление понижается и для предупреждения образования вакуума в емкость должен быть введен газ или воздух. Такой обмен называют “малым дыханием” резервуара.

Рис.1.7. Люк замерный

При закачке в резервуар продукта вытесняется газ, заполнивший резервуар; при откачке освобождаемый продуктом объем, должен быть заполнен каким-либо газом (нефтяные газы, иногда воздух). Вытеснение или подсос газов при закачке - откачке продукта называют “большим дыханием” резервуара.

Огнепреградители, или заградители пламени (рис. 1.9.), предохраняют резервуар от проникновения внутрь его огня и искр через дыхательные и предохранительные клапаны. Огнепреградители представляют собой фольговую кассету, состоящую из гофрированных и плоских алюминиевых лент, свитых в спираль и образующих ряд параллельных клапанов. Огневые преградители обычно монтируются под дыхательным клапаном.

Принцип действия огневого предохранителя основан на том, что пламя или искра не способны проникнуть внутрь резервуара через отверстие малого сечения в условиях интенсивного теплоотвода.

Рис.1.8. Непромерзающий механический дыхательный клапан:

1- корпус; 2- тарелка; 3- седло; 4- обойма; 5- защитный кожух; 6- огнепреградитель; 7- шток; 8- направляющая труба; 9- покрытие тарелки (пленка из фторопласта 4).

Рис.1.9. Огнепреградитель: 1- фланец; 2- прижимные болты; 3- корпус; 4- крепежные болты; 5- фольговая гофрированная спираль (кассета); 6- кожух спирали; 7- уплотняющая прокладка

Подогреватели (рис. 1.10.)служат для подогрева темных нефтепродуктов и масел некоторых сортов, вязкость которых при хранении в резервуарах по разным причинам увеличивается настолько, что перекачка их по трубопроводам без подогрева не представляется возможным.

Для обогрева применяют теплообменные элементы (змеевики, полутрубы, уголки), приваренные к корпусу, или внутренние подогреватели. Внутренние подогреватели изготовляют в виде U- образных теплообменников, которые вставляются в боковые люки, или в виде секционных труб (трубчатых секционных подогревателей), укладываемых на дно резервуара. Конструкции подогревателей различают следующих типов: стационарные и переносные, общие и местные, трубчатые, циркуляционного подогрева, паровые, электрические и др.

С помощью подогревателей продукты перед выводом подогреваются для уменьшения вязкости до заданного значения. Для замера уровня продукта резервуары оснащены дистанционными уровнемерами, типа УДУ -5 различных модификаций, сниженным пробоотборником ПСР. Пробоотборник состоит из верхнего люка, пробоотборной колонны и панели управления отбором и сливом пробы.

В первом нижнем поясе резервуара на высоте 700 мм от днища предусмотрен люк-лаз, предназначенный для доступа внутрь резервуара рабочих, производящих ремонт и зачистку дна резервуара от грязи. Люк-лаз используется также для вентиляции резервуаров при производстве огневых работ, поэтому расположен диаметрально противоположно световому люку.

Рис.1.10. Схема установки трубчатого подогревателя (вид в плане).

Все выше перечисленное оборудование ставится на резервуарах хранения маловязких нефтепродуктов и нефтей.

С целью снижения потерь легкоиспаряющейся нефти и нефтепродуктов применяют резервуары с плавающим понтоном. Понтон, плавающий на поверхности нефти, уменьшает площадь испарения, благодаря чему резко снижаются (в 4-5 раз) потери от испарения. Такие резервуары получили широкое распространение и эксплуатацию на нефтебазах.

Понтон представляет собой диск с поплавками, обеспечивающими его плавучесть. Между понтоном и стенкой резервуара остается зазор шириной 100-300 мм, перекрываемый уплотняющими герметизирующими затворами обычно из прорезиненной ткани, профили которой имеют форму петли с внутренним заполнением затвора упругим материалом.

При заполнении резервуара понтон поднимается до верхнего предела, а при опорожнении опускается на опоры. С целью избежание поворота понтона при его вертикальном перемещении используют две диаметрально расположенные трубы, служащие одновременно для пропуска резервуарного оборудования.

Неметаллические резервуары, - такие резервуары, у которых несущие конструкции выполнены из неметаллических материалов. К неметаллическим резервуарам относятся железобетонные и резервуары из резинотканевых или синтетических материалов, применяемых преимущественно в качестве передвижных емкостей.

Железобетонные резервуары по виду, хранимого нефтепродукта подразделяются на резервуары для мазута, нефти, масел и светлых нефтепродуктов. Нефть и мазут практически не оказывают химического воздействия на бетон и обладают способностью за счет тяжелых фракций и смол тампонировать мелкопористые материалы, уменьшая со временем их просачиваемость и проницаемость. При хранении этих продуктов в железобетонных резервуарах не требуется специальной защиты стенок. покрытия резервуаров. При хранении смазочных масел во избежание их загрязнения, внутренние поверхности резервуаров защищают различными покрытиями и облицовками. То же относится и к резервуарам для светлых легкоиспаряющихся нефтепродуктов, которые, обладая незначительной вязкостью, легко фильтруются через бетон. Кроме того, покрытие должно обладать повышенной герметичностью (газонепроницаемостью) с целью уменьшения потерь от испарения.

Железобетонные резервуары, кроме экономии металла, обладают еще рядом технологических преимуществ. При хранении в них подогретой вязкой нефти и нефтепродуктов медленнее происходит их остывание за счет малых потерь, а при хранении легкоиспаряющихся светлых нефтепродуктов уменьшаются потери от испарения, так как резервуары при подземной установке менее подвержены солнечному облучению.

Предохранительные клапаны (гидравлические), устанавливаемые в комплекте с дыхательными и огневыми преградителями (рис. 1.11.) на резервуарах со светлыми нефтепродуктами, рассчитываются не большее давление, чем дыхательные (механические), и вступают в работу в случаях, когда последние по тем или иным причинам не срабатывают. Во избежание одновременной работы двух клапанов, дыхательного и гидравлического, последний устанавливают на повышенное давление и более глубокое разрежение (на 5 - 10 %).

Рис.1.11. Предохранительный (гидравлический) клапан конструкции Гипронефтемаша: 1- штуцер клапана; 2- стакан для жидкости; 3- подвесная перегородка; 4- каплеуловитель; 5- вентиляционный патрубок с сеткой; 6- воронка для залива жидкости; 7- указатель уровня со спускным клапаном; 8- предохранительная трубка

Предохранительные клапана резервуаров работают по принципу гидравлического затвора, из которого запирающая жидкость вытесняется под действием давления или вакуума, превышающих установленные значения, и тогда газовое пространство резервуара соединяется с атмосферой. После восстановления рабочего давления жидкость вновь запирает затвор. Газы прорываются в атмосферу (при избыточном давлении в резервуаре) или воздух поступает в резервуар ( при вакууме в нем) через зубчатые кромки перегородки.

Жидкость затвора должна быть незамерзающей, маловязкой и неиспаряющейся ( например, соляровое масло, дизельное топливо, водный раствор глицерина).