Технология хранения нефтепродуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика АЗС. Хранение нефтепродуктов

2. Существующая защита резервуаров для хранения топлива

3. Проектируемое улучшение противопожарной защиты топливных резервуаров, с использованием инновационных технологий

4. Измерение показателей сравнительной теплопроводности покрытий, существующего и проектируемого

5. Сравнительная характеристика экономической эффективности покрытий, существующего и проектируемого

6. Тепловизионная съемка прибором DALI-700E теплоизолятора Броня на выставке "ЦФО: энергосбережение 2009"

Заключение

Список использованной литературы

Приложение



Введение

На сегодняшний день ни один автомобиль не может обойтись без топлива, которое обеспечивается автозаправочной станцией. Современный автомобиль - пример неэкологического транспортного средства. В настоящее время в нашей стране очень актуален вопрос инженерно-технических противопожарных мероприятий на объектах повышенной опасности.

Особое внимание хотелось бы уделить повышению надежности герметичности емкостей для хранения топлива на АЗС, в рамках противопожарной безопасности.

Объектом изучения данной проблемы выбрана автозаправочная станция АЗС «ЭКОТЭК», расположенная по адресу: Республика Дагестан, на въезде в город Дербент. С одной стороны АЗС используется городским автотранспортом, а с другой, гранича с большим агропромышленным комплексом, широко используется для заправки сельскохозяйственной техники. Находясь в южном районе Республики Дагестан, в летний период создает повышенную опасность при использовании, поскольку температура окружающей среды достигает +40- +50 градусов С.

Цель: закрепление и углубление теоретических знаний, полученных в процессе обучения, обоснованный выбор специализации дальнейшего обучения.

Задачи:

- Ознакомление с технологией производственного, технологического процессов и нахождение внедрения противопожарных инновационных, ресурсосберегающих, энергосберегающих технологий на АЗС.

- Подбор необходимой исходной информации для выполнения курсовой работы по общепрофессиональным и специальным дисциплинам и научно-исследовательской работе.

противопожарный энергосберегающий теплопроводность покрытие



1. Характеристика АЗС. Хранение нефтепродуктов

Автозаправочная станция предназначена для заправки топливом автомобилей и других видов транспорта. АЗС эксплуатируется в месте большой интенсивности движения и скопления автотранспорта.

Рисунок 1.1. Схема генплан АЗС

Таблица 1.1 - Экспликация зданий сооружений к схеме генплана АЗС

Номер на геплане	Наименование
	Здание оператора с торговым залом
	Навес над топливораздаточными колонками и зданием оператора
	Заправочные островки
	Резервуарный парк
	Площадка слива топлива
	Резервуар загрязненных и очищенных стоков
	Резервуары противопожарного запаса воды и набор пенных огнетушителей
	Площадка для стоянки автотранспорта
	Флагштоки
	Информационный стенд

Нефтепродукты на АЗС хранятся в подземных и наземных металлических резервуарах и таре.

Все изменения в расположении резервуаров, колонок, трубопроводов и арматуры должны производиться в соответствии с документацией, утвержденной главным инженером предприятия, которому подчиняется АЗС, и вноситься в технологическую схему АЗС.

Основание для проектирования

Проект модернизации АЗС «ЭКОТЭК» разработан для минимизации затрат межсезонного противопожарного обслуживания резервуаров для хранения топлива, а именно: использование инновационных противопожарных сверхтонких технологий покрытий, полезным сроком использования от 15 лет, в противовес существующим - до 5 лет.

Рисунок 1.2. Подъездной путь к АЗС



2. Существующая защита резервуаров для хранения топлива

Противопожарная и противокоррозионная защиты наружной поверхности подземных сооружений АЗС осуществляют путем нанесения покрытий на основе битумных, битумно-полимерных или битумно-резиновых материалов при толщине слоя не менее 3мм в 2 слоя и катодными станциями или протекторами.

Рисунок 2.1 Слева: Форма выпуска битумной мастики; справа: способ нанесения (валиком)

Схема 2.1 Схема установки вертикальных резервуаров на АЗС



Таблица 2.1 - Виды битумных мастик

Наименование показателей	Марки битумных мастик
	МБР-90 (ГОСТ 15836)	Битумно-атактическая	Битумно-полимерная с повышенными адгезионными свойствами
Температура размягчения, С, не менее	90	80	77-84

Таблица 2.2 - Толщина нанесения битумных мастик

Структура покрытия	Толщина покрытия для труб диаметром
	До 114 мм	До 250 мм	До 530 мм
Грунтовочный слой- битумно-полимерная мастика	Расход 80-120 г/м2 для всех диаметров труб
Изолирующий подслой- лента полиэтиленовая	0,45	0,45	0,45
Защитный слой - экструдированный полиэтилен	1,75	2,05	2,55
Общая толщина	2,2	2,5	3,0

3. Проектируемое улучшение противопожарной защиты топливных резервуаров, с использованием инновационных технологий

Все резервуары для хранения нефти должны соответствовать столь важным параметрам, как устойчивость к коррозии и физическим повреждениям, герметичность, увеличенная надежность сосуда, экобезопасность, эргономичность, экономность. При эксплуатации АЗС необходимо строго соблюдать действующие «СП 156.13130.2014 Станции автомобильные заправочные».

«…Для защиты от воздействия пожара резервуаров (трубопроводов), полностью или частично расположенных над поверхностью земли, позволяющей приравнивать их к подземным, допускается применять поверхностную огнезащиту, выполненную из негорючих материалов и обеспечивающую целостность указанных резервуаров (трубопроводов) при воздействии на них возможного пожара в течение времени не менее 60 минут, а также работоспособность оборудования, необходимого для их безопасного опорожнения от топлива и его паров. Поверхностная огнезащита должна выполняться стойкой как к воздействию огня, так и к воздействию воды при тушении пожара…»

В связи с вышеперечисленным и, руководствуясь СП 156.13130.2014 (Требования пожарной безопасности, ст.6 - Общие требования, пп.6.6.), предложено применение cверх тонкой теплоизоляции Броня, разработанной Волгоградским Инновационным Ресурсным центром. Это специальная композиция с повышенными адгезионными и антикоррозионными характеристиками, устойчивая к УФ-излучению и действию химикатов (растворы солей, кислот, щелочей, некоторые виды нефтепродуктов). Покрытие повышает срок службы изолируемой поверхности и защищает от коррозии.

Наносится как краска, действует как тепловой барьер!

Сверхтонкий теплоизолятор «Броня» по консистенции напоминающий обычную краску, является суспензией, которую можно наносить на любую поверхность. После высыхания образуется эластичное полимерное покрытие, которое обладает уникальными теплоизоляционными свойствами (1мм «Броня» = 5-6 мм битумной мастики) и обеспечивает антикоррозийную защиту. Керамическая теплоизоляция «Броня» высокоэффективна в теплоизоляции фасадов зданий, крыш, внутренних стен, откосов окон, бетонных полов, трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, паропроводов, воздуховодов для систем кондиционирования, систем охлаждения, различных ёмкостей, цистерн, трейлеров, рефрижераторов и т.п. Он используется для исключения конденсата на трубах холодного водоснабжения и снижения теплопотерь, согласно СНиП в системах отопления. Керамическая теплоизоляция «Броня» эксплуатируется при температурах от -60°С до +250°С. Срок службы материала от 15 лет.

Как работают сверхтонкие теплоизоляционные материалы «Броня» с точки теплофизики?



Схема 3.1 Схема теплового потока

Теплопроводность - перенос теплоты в твердом теле за счет кинетической энергии молекул и атомов от более нагретого к менее нагретому участку тела.

Конвекция - перенос теплоты в жидкостях, газах, сыпучих средах потоками самого вещества.

Лучистый теплообмен (тепловое излучение) - электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии.

Термодинамика - наука, изучающая законы взаимопреобразования и передачи энергии. Результатом этих процессов является температурное равновесие во всей системе. Метод и эффективность, какими изолирующий материал блокирует перераспределение тепла, т.е. процесс температурного равновесия, и определяет качество изоляции. Теплоотдача - конвективный или лучистый теплообмен между поверхностью твердого тела и окружающей средой. Интенсивность этого теплообмена характеризуется коэффициентом теплоотдачи.

Жидкий керамический теплоизоляционный материал «Броня» - сложная, многоуровневая структура, в которой сводятся к минимуму все три способа передачи теплоты.

Как известно, теплопроводность воздуха небольшая - 0,0262 Вт/мяК, и он является неплохим тепловым изолятором. Однако, известна теплопроводность керамических сфер с разряженным воздухом - не более 0,00083 Вт/мяК. Содержание микроскопических керамических сфер в материале «Броня» от 75% до 90% в зависимости от модификации.

Так как керамический теплоизолятор «Броня» в среднем на 80% состоит из микросфер, соответственно только 20% связующего может проводить теплоту за счет своей теплопроводности. Другая доля теплоты приходится на конвекцию и излучение, а поскольку в микросфере содержится разряженный воздух (выше писалось о его теплопроводности), то потери теплоты не велики. Более того, благодаря своему строению, материал обладает низкой теплоотдачей с поверхности, что и играет решающую роль в его теплофизике.

Таким образом, необходимо разделять два термина: утеплитель и теплоизолятор, т.к. в этих материалах различна физика протекания процесса передачи теплоты:

утеплитель - принцип работы основан на теплопроводности материала (минеральная плита),

теплоизолятор - в большей мере на физике волн.



Рисунок 3.1 Способ нанесения изоляционного покрытия «Броня»

Рисунок 3.2. Внешний вид резервуара с нанесённым изоляционным покрытием «Броня»



4. Измерение показателей сравнительной теплопроводности покрытий, существующего и проектируемого

Для того чтобы узнать количество тепла, проходящее через тело, необходимо обратиться к закону теплопроводности Фурье. Жан Батист Фурье открыл закон теплопроводности в 1822 году. Этим законом устанавливается пропорциональная связь между удельным тепловым потоком и градиентом температуры. Он гласит: «Количество тепла, которое переносится от одного участка тела к другому, пропорционально площади, через которую оно проходит, и обратно пропорционально расстоянию, на которое оно должно переместиться». Иными словами, для того чтобы узнать количество тепла, проходящее через тело, нужно разделить разность температур слоев на расстояние между ними, а частное умножить на время, за которое протекает передача тепла, на площадь сечения предмета, передающего тепло и на коэффициент теплопроводности данного вещества. То есть, решить уравнение:

Q (1)

где Q - это количество тепла,

Т1 и Т2 - температуры тела

L - расстояние между слоями,

? - коэффициент теплопроводности,

S - площадь сечения предмета

t - время, за которое происходит теплообмен.

Таблица 5.1 Сравнительная теплопроводность битумной мастики и «Брони»

Сравнительная теплопроводность
Материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/м*К
Сверхтонкая теплоизоляция БРОНЯ и модификации	0,0012
Битум	0,47

Для проведения максимально критичного расчета, возьмем следующие значения:

Т1 (внешняя температура воздуха)=(-30С),

Т2 (температура жидкости в резервуаре(трубопроводе))=(+100С),

S площадь окружности трубы = рr2, где Ду трубы 0,159м = 0,0198м2, р=3,14

L = Толщина слоя, мм: битумная мастика 6мм, броня 2мм

t = 60 сек = 0,017 час

Расчет 1 (при использовании битумной мастики):

Q = 0,1846 Втм/С

Расчет 2 (при использовании покрытия «броня»)

Q = 0,0014 Втм/С

Высокая эффективность покрытия при малой толщине изоляции складывается из трех составляющих: низкого значения л, уменьшения диаметра наружной поверхности, уменьшения лучистой составляющей переноса теплоты.

Для любой теплоизоляции трубопроводов температура по толщине изоляции уменьшается по логарифмической зависимости, то есть наибольшее падение температуры происходит в близлежащем к изолируемой поверхности слое, а дальше интенсивность изменения температуры падает. Для покрытия “Броня” это проявляется более ярко из-за низкого л. Поэтому для теплопроводов увеличение толщины теплоизоляции более 1,5...2 мм может быть не оправданным.



5. Сравнительная характеристика экономической эффективности покрытий, существующего и проектируемого

Сравнение экономической эффективности рассмотрим на примере участка трубопровода Ду 159мм, длиной 100 п.м., температура в трубопроводе 100С, температура окружающей среды -30С.

Таблица 6.1 - Сравнительная таблица экономической эффективности битумной мастики и «Брони»

Наименование показателя	Единица измерения	Битумная мастика	Броня	Разница
Толщина слоя	мм	6	2	4
Теплопроводность	Втм/С	0,1846	0,0014	0,1832
Стоимость монтажа, включая стоимость материалов и работ	Руб./п.м	600	600	0
Срок эксплуатации	Лет	5	15	10

Изучив значения в таблице 6.1, мы отчетливо видим экономическую выгоду «Брони», как в сроках полезного использования («Броня» в 5 раз превышает по долговечности битумную мастику), так и при фактической экономике использования продукта в производственном энергетически емком процессе.

Например, при сравнении долговечности покрытия:

Битумная мастика: 100 п.м *600руб./п.м/5 лет = 12 000 руб./п.м;

Броня: 100 п.м *600руб./п.м/15 лет = 4 000 руб./п.м.



6. Тепловизионная съемка прибором DALI-700E теплоизолятора Броня на выставке "ЦФО: энергосбережение 2009"

А) Тепловизионная съёмка

Б) Внешний вид тепловизора

В) Съёмка тепловизора

Рисунок 7.1 Тепловизионная съёмка и внешний вид тепловизора

На термограмме (Рисунок 6.3) видны следы прикосновения в течение 20 секунд.

Теплоизоляционное покрытие позволяет прикосновение к нагревательному элементу как минимум до 10 секунд без вреда для здоровья.

Нагревательный элемент бытовой электроплитки был покрыт слоем теплоизолятора "Броня" толщиной 2 мм (Рисунки 6.1, 6,2, 6.3). Температура поверхности нагревательного элемента, не покрытой теплоизоляционным покрытием, составляет в среднем по области 210 °С, максимальная - около 225 °С. Температура поверхности нагревательного элемента, покрытой теплоизоляционным покрытием, составляет в среднем по области 133 °С, максимальная - около 135 °С.

Покрытие “Броня” является высокоэффективным теплоизоляционным материалом. Численное значение коэффициента теплопроводности составляет 0,0012 Вт/(м •С). Это на порядок меньше, чем у лучших теплоизоляционных материалов, которые в большинстве случаев применяются. Следовательно: данный материал можно рекомендовать для теплоизоляции:

участков теплопроводов, которые в настоящее время не изолируются совсем или изолируются частично. Это позволит уменьшить расход топлива на источниках теплоснабжения как минимум на 8 %;

теплопроводов и других поверхностей в закрытых помещениях (котельные, насосные подстанции, ТРС) и надземных теплопроводов (долговечность, удобства в обслуживании, уменьшение габаритов, улучшение экологии и дизайна и др.);

любых теплопроводов. В отличие от широко применяющейся стекловаты покрытие длительное время сохраняет первоначальные теплоизолирующие свойства, что подтверждается эксплуатацией натурных объектов с покрытиями в течение 3-4 лет и результатами ускоренных климатических испытаний, которые оценивают долговечность покрытия не менее 15 лет.

Высокая эффективность покрытия при малой толщине изоляции достигается за счет низкого коэффициента теплопроводности, уменьшения наружного диаметра изоляции, уменьшения лучистой составляющей переноса теплоты. С экологической точки зрения «Броня» безопасен. Он не выделяет вредных для человека веществ и не может принести вред его здоровью.



Заключение

Изучив технологию производственного и технологического процессов автозаправочной станции «ЭКОТЕК», расположенную на границе АПК Дербентского района и г.Дербента, по большей степени используемую для нужд АПК, а именно: экскаваторы, самосвалы, тракторы и др., с точки зрения модернизации, можно сделать следующие выводы:

энерго и материалоресурсы на данном предприятии исследуются рационально. Были рассмотрены новые применяемые технологии, успешно испытанные на различных крупнейших предприятиях Российской Федерации, с полезным сроком использования от 10 лет. Которые получили положительные отзывы и рекомендации ведущих предприятий и применяются в топливно-энергетической, нефтеперерабатывающей и др. отраслях, имеющих непосредственной отношение к объектам повышенной пожароопасности в различных регионах России (см. приложение А).

Список использованной литературы

1. Правилами пожарной безопасности 01-03, 2007.

2. Федеральный справочник. Топливно-энергетический комплекс России. Гл. редактор В.А. Панков, Москва, 2011.

3. ГОСТ 12.1.007-76* Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

4. ГОСТ Р 54808-2011 Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов.

5. Волгоградский инновационный ресурсный центр, www.nano34.ru

6. ГОСТ Р 50913-96 Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования.

7. Свод правил СП 156.13130.2014, дата введения 01.07.2014. Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности.

8. ГОСТ Р 12.4.026-2001 ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний (с Изменением N 1)

9. .ГОСТ Р 52910-2008 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия.

10. Вертикальные резервуары [Электронный ресурс] - Режим доступа: #"justify">.Закожурников Ю.А. Хранение нефти, нефтепродуктов и газа / Ю.А. Закожурников - ИнФолио - 2010 г. - 432 с.

11. Электронная библиотека Нефть - Газ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.oglib.ru/index.html

12. Д.В. Сивухин. Общий курс физики: термодинамика и молекулярная физика. -- М.: Физматлит, 2006. -- 345 с.



Приложение

Испытания и сертификация покрытия

а) Одним из основных факторов оценки теплоизоляционных свойств материала, является коэффициент теплопроводности.

Исключительные теплофизические свойства ЖКТМ Броня подтверждены испытаниями в аккредитованных лабораториях, таких как:

¦ ОАО МосстройСертификация - протокол испытаний теплофизических свойств (теплопроводность и теплоотдача) всех модификаций ЖКТМ Броня (классик, антикор, фасад, зима).

¦ ОАО Мосстройсертификация - определение коэффициента теплопроводности по методике приближенной к реальным условиям эксплуатации на ограждающих конструкций. Данные испытания жидкой керамической теплоизоляции Броня в рамках подтверждают заявленные в ТУ 2216-006-09560516-2013 показатель коэффициента теплопроводности.

¦ ОАО "МосстройСертификация" - подтверждение всех физических и теплофизических свойств ЖКТМ серии Броня на соответствие ТУ 2216-006-09560516-2013.

¦ ОАО РЖД (испытание ОАО ВНИИЖТ) с заключением о теплофизических и физических параметрах.

¦ Институт физико-технических проблем севера им. В,П, Ларионова СО РАН - заключение испытаний теплофизических характеристик (теплопроводность) по ГОСТ 7076-99.

¦ ООО "СтройЛаборатория СЛ" является испытательной лабораторией (Центром) в системе добровольной сертификации ГазПромСерт - испытания теплофизических свойств (теплопроводность и теплоотдача).

¦ ООО "Испытательная лаборатория "Стройэксперт" - определение коэффициента теплопроводности жидкого керамического покрытия серии Броня (воссоздание реальных условий эксплуатации на фасадах зданий).

¦ ОАО ГАЗПРОМНЕФТЬ - натурные испытания по определению коэффициента теплопроводности.

¦ Заключение о теплофизических свойствах (теплопроводность) теплоизоляции Броня на объекте Трансконтейнер (РЖД , Павелецкий вокзал)

б) Одним из важных пунктов критериев успешного применения ЖКТМ на бетонных конструкциях, является соблюдение необходимого результативного коэффициента паропроницаемости утепленной стены.

Так как большинство ЖКТМ представленных на рынке являются пленкообразующими (и по сути и по способу их нанесения), конечному клиенту - заказчику приходиться проявлять бдительность при выборе необходимого ЖКТМ, с целью не столкнуться с пленкообразованием и в следствии "запариванием" конструкции. Ошибка выбора может привести как минимум повышения уровня влажности в помещениях с плесенью, а как максимум - запариванием стены и разрушении конструкции в движения "точки росы"! Паропроницаемые модификации ЖКТМ Броня (Броня Фасад, Броня Зима, Броня Лайт) имеют необходимую для применения на стенах коэффициент паропроницаемости высококачественной фасадной краски. Благодаря этому они наносятся толстыми технологическими слоями и не дают риска "запаривания" бетонных конструкций. Подтверждениями заявленных характеристик служат следующие испытания:

¦ ООО "Рутил", г. Санкт-Петербург - заключение по испытаниям на сопротивление коэффициента паропроницаемости паропроницаемых модификаций - Броня Фасад, Броня Зима, Броня Лайт

¦ "Акрокор", ООО НПФ "ИНМА", г. Санкт-Петербург - заключение по результатам испытаний на коэффициент паропроницаемости Броня Фасад.

в) Еще одним неоспоримым плюсом ЖКТМ Броня является срок службы покрытия, который составляет 15 лет, подтверждением этого служат испытания по искусственному старению покрытия (стойкость к воздействию переменных температур):

¦ ООО “Рутил”, г. Санкт-Петербург - испытание по методу искусственного старения (80 циклов разморозка-заморозка)

¦ Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН - испытание на морозостойкость ЖКТМ Броня

¦ Испытание по определению условной светостойкости (устойчивость к ультрафиолету) в соответствии с ГОСТ 21903-76, метод 2

¦ Испытание по определению стойкости покрытия к статическому воздействию жидкостей (хим. стойкость) в соответствии с ГОСТ 9.403-80, метод А

г) Так же не стоит забывать о таких не маловажных параметрах как адгезия, стойкость к воздействию температур, стойкость к статическому воздействию воды, группа горючести и т.д. все заявленные показатели так же подверглись жесткой проверки:

¦ ООО "СтройЛаборатория СЛ" - подтверждение всех физических и теплофизических свойств ЖКТМ серии Броня на соответствие ТУ 2216-006-09560516-2013

Размещено на Allbest.ru