Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Виды горюче смазочных материалов

1.2 Хранения горюче смазочных материалов

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ С ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШЕЙ

2.1 Рабочий процесс вертикального резервуара с плавающей крышей

2.2 Расчёт количество испарений от вертикального резервуара

2.3 Расчёт внутреннего давления вертикального резервуара

2.4 Расчет массы плавающей крыши вертикального резервуара

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

3.1 Составление технологической схемы лабораторного стенда

3.2 Расчет технологической схемы лабораторного стенда

3.3 Расчет массы плавающей крыши вертикального резервуара

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

На объектах транспорта, хранения нефти и нефтепродуктов, в процессе технологических операций, возникает необходимость в применении резервуарных парков, являющиеся технологическим объектом нефтеперекачивающих станций.

Если на головных перекачивающих станциях резервуарные парки предназначаются для создания определенного резерва нефти и нефтепродуктов, то на промежуточных станциях они являются буферными емкостями и предназначаются для компенсации неравномерности подачи двух соседних перекачивающих станций.

При кратковременных плановых или аварийных остановках одной из промежуточной станций транспортируемая жидкость поступают в резервуарный парк этой станции, а следующая станция продолжает работать за счет нефти и нефтепродукта, имеющегося в ее резервуарном парке.

Транспортировка нефти на нефтеперерабатывающие заводы и полученных продуктов к потребителю связана со значительными их потерями. Потери от смешения и утечек при трубопроводном транспорте, из резервуаров, от неполного слива железнодорожных и автомобильных цистерн, обводнения, зачистки, а также вследствие аварий, разливов, разбрызгивания и испарения наносят огромный ущерб экономике страны, приводят к затратам общественного труда и снижению эффективности производства. Кроме того, потери нефти и нефтепродуктов при авариях, разливах и утечках загрязняют почву, грунтовые воды и водоёмы. Многократные перевалки нефтепродуктов и хранение нефти и нефтепродуктов в резервуарах ведут к потерям от испарения. В атмосферу уходят миллионы тонн углеводородов. Испаряются главным образом лёгкие фракции. При этом уменьшается сырьё для нефтехимического синтеза, ухудшается качество нефтепродукта.

Углеводороды загрязняют атмосферу, пагубно действуют на здоровье обслуживающего персонала и жителей, особенно детей, близлежащих жилых массивов.

На базах долговременного хранения к потере сортности приводит окисление нефтепродуктов вследствие несвоевременной его реализации.

Таким образом, потери нефти и нефтепродуктов обусловливаются как специфическими их свойствами, так и условиями перекачки хранения, приёма, отпуска, техническим состоянием средств транспорта и хранения, а также внимательностью и добросовестностью обслуживающего персонала. Потери нефти и нефтепродуктов в окружающую среду приняли глобальный характер и без постоянного соблюдения действенных мер по борьбе с ними они будут возрастать пропорционально росту добычи нефти и потреблению нефтепродуктов.

По статистике потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке значительно превышают потери при их хранении. Безусловно, распределение потерь зависит от характеристики продукта, вида объекта (нефтебаза, магистральный трубопровод) и характера перевалки нефти и нефтепродуктов. Поэтому одной из основных является проблема разработки и внедрения средств, сокращающих потери нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении.

Актуальность темы - В нефтяных базах сохраняется большое количество бензина. На летнем периоде огромный количество бензина выпаривается. Для уменьшение этих потерь применяется вертикальный резервуар с плавающей крышой-понтон. Плавающий понтон был специально разработан для нефтяной и нефтехимической промышленности, это внутренняя плавающая крыша, которая изготовлена из алюминия, нержавеющей стали или комбинации этих материалов и значительно снижает потерю нефтепродуктов, возникающую при испарении продуктов во время хранения в резервуарах. Уровень снижения потерь достигает 95-98% в зависимости от хранимого продукта и оперативных факторов.

Цель работы - разработка лабораторного стенда для уменьшения потерь при выпаривании во время хранении ГСМ в вертикальных резервуарах.

К резервуарам специальных конструкций относятся вертикальных резервуары, обеспечивающие сокращение потерь от испарения при хранение нефтепродуктов. По конструкции вертикальных резервуары бывают с плавающей крышей и понтоном в которых газовое пространство практически сведено к нулю; резервуары с «дышащей» крышей, которые имеют возможность поддавать крышу в период интенсивного процесса и создавать дополнительный объем газового пространства испарения и создавать дополнительный объем газового пространства для приёма и сохранения паров бензина в течение солнечного дня, а ночью три конденсации этих паров опускать ее в первоначальное положение; резервуары повышенного давления, работающие при таких давлениях, которые исключают потери от малых «дыханий», так как при испарении пары бензина не выходят в атмосферу, а скапливаются в резервуаре, повышая внутреннее давление. Для уменьшения потерь для всех районов избыточное давление принимается равным 0,026 мПа.

Решаемые задачи :

- уменьшения потерь ГСМ при хранения на вертикальных резервуарах путём применения понтонов;

- разработка лабораторного стенда вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения ГСМ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Виды горюче смазочных материалов

Технико-экономические требования к бензинам

Основные технико-экономические требования к бензинам сводятся к следующему:

-- бензин должен обеспечивать безотказную работу автомобильного двигателя на всех режимах и во всех практически встречающихся условиях эксплуатации;

-- двигатель должен развивать предусмотренную для него мощность при минимальном расходе бензина;

-- бензин должен обеспечивать минимальные износы двигателя, трудовые и материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание двигателя;

-- качество бензина не должно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании;

-- обращение с бензином не должно вызывать повышенной опасности для персонала, занимающегося эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей.

Исходя из названных выше требований устанавливается соответствие бензина данным конкретным условиям и возможность его применения.

Физико-химические свойства бензина

Соответствие бензина перечисленным требованиям зависит, прежде всего, от его физико-химических свойств, которые определяются рядом показателей. Основные показатели физико-химических свойств бензинов указываются в стандарте или в технических условиях на бензин данной марки.

Приведенные показатели могли бы значительно изменяться в зависимости от природы нефти, способов ее переработки и очистки бензина. Стандартизация основных показателей физико-химических свойств обеспечивает одно и то же качество бензина данной марки.

Бензимн -- горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C (рис.1.). Плотность около 0,75 г/смі. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания ниже ?60 °C.

Рис.1. Внешний вид бензина

Фракционный состав, давление насыщенных паров, детонационная стойкость, а также содержание механических примесей и воды в бензине определяют способность данного бензина образовывать бензино-воздушную смесь нужного состава при различных условиях работы двигателя, в том числе при низких и высоких температурах, минимальных и максимальных числах оборотов коленчатого вала, при приоткрытом или полностью открытом дросселе, т. е. определяют карбюрационные качества бензина, от которых зависит безотказность работы двигателя.

От них зависят также быстрота и полнота сгорания бензино-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, возможность работы двигателя на наиболее экономичных режимах, т. е, мощность, развиваемая двигателем, и количество расходуемого при этом бензина.

Фракционный состав устанавливает зависимость между количеством топлива (в % по объему) и температурой, при которой оно перегоняется. Для характеристики фракционного состава в стандарте указывается температура, при которой перегоняется 10, 50 и 90 % бензина, а также температура конца его перегонки, иногда и начала.

Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу цилиндров и поршневой группы вследствие смывания масла со стенок цилиндров и его разжижения в картере, а также вследствие неравномерного распределения рабочей смеси по цилиндрам.

Давление насыщенных паров характеризует испаряемость головных фракций бензинов, и в первую очередь их пусковые качества. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и тем быстрее происходит пуск и нагрев двигателя. Однако если бензин имеет слишком высокое давление насыщенных паров, то он может испаряться до смесительной камеры карбюратора.

Это приведет к ухудшению наполнения цилиндров, возможному образованию паровых пробок в системе питания и снижению мощности, перебоям и даже остановке двигателя.

Поэтому давление насыщенных паров бензина устанавливается таким, чтобы при хорошем его испарении не образовывались паровые пробки в системе питания двигателя.

При оценке испаряемости бензина необходимо наряду с давлением насыщенных паров учитывать его фракционный состав.

Октановое число характеризует детонационную стойкость бензина, являющуюся важнейшим его эксплуатационным качеством.

Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом, указываемым в стандартах или технических условиях в числе важнейших физико-химических свойств бензина. Показатель октанового числа входит и маркировку бензина. Октановое число бензина численно равно процентному (по объему) содержанию изооктана в такой смеси с нормальным гептаном, которая равноценна по детонационной стойкости испытуемому бензину.

Чем выше октановое число, тем более стоек бензин перед детонацией и тем лучшими эксплуатационными качествами он обладает.

При сопоставимых условиях бензины с более легким фракционным составом имеют более высокое октановое число. Лучше противостоят детонации бензины, в которых преобладают ароматические углеводороды, затем следуют нафтеновые, и наименьшая детонационная стойкость у бензинов, состоящих в основном из нормальных парафиновых углеводородов.

Наличие в бензине сернистых соединений и смолистых веществ понижает его октановое число, поэтому содержание их в бензине строго контролируется.

Детонация чаще всего возникает при работе прогретого двигателя на полной нагрузке при небольшом числе oборотов коленчатого вала. Возникновению детонации способствует ухудшение охлаждения двигателя (нагар, накипь, пробуксовка ремня вентилятора и др.), увеличение открытия дросселя, уменьшение числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличение угла опережения зажигания.

Изменяя режим работы двигателя, можно предотвратить или прекратить уже начавшуюся детонацию

Октановое число бензина повышается путем добавления к бензину высокооктановых компонентов или присадок-антидетонаторов.

Механические примеси в бензине не допускаются. Они приводят к засорению топливных фильтров, топливо проводов, жиклеров, что нарушает нормальную работу двигателя, увеличивает износ цилиндров и поршневых колец,

Наличие воды в бензине также исключено. Она опасна прежде всего при температуре ниже 0°С, так как, замерзая, образует кристаллы, которые могут преградить доступ бензина в цилиндры двигателя; она способствует осмолению бензина, а также вызывает коррозию топливных баков и резервуаров.

На безотказную работу двигателя, развиваемую им мощность и расход бензина кроме рассмотренных свойств оказывают некоторое влияние и другие физико-химические свойства. Так, развиваемая двигателем мощность зависит от теплоты сгорания топлива. В то же время у применяемых марок бензинов теплота сгорания практически различается незначительно.

Для автомобильных бензинов не нормируются вязкость и плотность. Фактическое отклонение вязкости и плотности бензинов одной марки не вызывает необходимости изменять регулировку и режим работы двигателя для разных партий бензина. Однако в этом может возникнуть необходимость при переходе на летний или зимний период эксплуатации или на бензин другой марки.

Плотностью бензина называется его масса, содержащаяся в единице объема. Чаще всего плотность определяется нефтеденсиметром при 20°С. С понижением температуры вязкость и плотность возрастают. Увеличение вязкости уменьшает пропускную способность жиклеров, а с повышением плотности увеличивается количество одного и того же объема бензина, поступающего через жиклеры,

Автохозяйства получают бензин с нефтебаз в весовых единицах (кг), а при заправке автомобилей через заправочные станции (бензоколонки) замер производится в объемных (л). Поэтому, зная плотность, производят пересчет весовых единиц (единиц массы) в объемные.

Кроме перечисленных физико-химических свойств на износ двигателя и на затраты по уходу за автомобилем влияет также содержание в бензине минеральных и органических кислот, щелочей, смол, серы и ее соединений.

Водорастворимые (минеральные) кислоты и щелочи коррозируют металлы, и их присутствие в бензине вызывает интенсивный износ деталей двигателя. В бензине в результате некачественной очистки могут оказаться серная кислота и щелочь. Стандартами на автомобильные бензины не допускается содержание в них хотя бы следов водорастворимых кислот и щелочей. Поэтому бензин подвергают качественной проверке на нейтральность, чтобы установить его соответствие требованиям стандарта и части содержания в нем водорастворимых кислот и щелочей.

Для этой цели бензин тщательно перемешивают с таким же количеством дистиллированной воды и после отстоя йодную вытяжку сливают в две пробирки, в которые соответственно добавляют по 1--2 капли индикаторов метилоранжа и фенолфталеина. Если в бензине присутствует кислота, то при добавлении к водной вытяжке метилоранжа она окрашивается в оранжево-красный цвет, если щелочь -- то при добавлении фенолфталеина ее цвет становится розовым или красным.

Органические (высокомолекулярные нафтеновые нерастворимые в воде) кислоты коррозируют металлы значительно слабее, чем минеральные. В основном, они представляют опасность для цветных металлов, и в первую очередь для свинца и меди. Железо, например, поддастся коррозии под действием органических кислот в десятки раз слабее, чем свинец и медь. Поэтому органические кислоты в бензине приводят к ускоренному износу вкладышей; коренных шатунных подшипников коленчатого вала,, втулок верхней головки шатуна и других деталей из цветных металлов (кроме алюминиевых).

Органические кислоты могут вызвать закупорку топливопроводов системы питания в результате попадания в них смол, вызванных наличием кислоты и продуктов коррозии.

Содержание органических кислот в автомобильных бензинах строго ограничивается и оценивается по количеству едкого калия (КОН) в мг, требующегося для нейтрализации кислот, находящихся в 300-м3 бензина. Для этой цели 50 см3 бензина кипятят в смеси с таким, же количеством нейтрализованного этилового (винного) спирта с добавкой нескольких капель индикатора нитрозинового желтого для извлечения из бензина органических кислот и затем нейтрализуют горячую смесь спиртовым раствором едкого калия до тех пор, пока ее цвет не начнет переходить из желтого в зеленый.

Кислотность бензинов не должна превышать 3 мг/100 см3.

Особой коррозионной, агрессивностью отличаются активные сернистые соединения, к которым относятся элементарная сера (S), сероводород (H2S) и меркаптаны (R-S-H). Присутствие активной серы в бензине не допускается. Неактивные сернистые соединения вызывают коррозию только при их сгорании вместе с бензином. При этом образуются газы вызывающие коррозию деталей двигателя. Кроме того, эти газы, проникая в картер двигателя и соприкасаясь с конденсировавшимися парами воды и кислородом воздуха, образуют сильно коррозирующие серную и сернистую кислоты, которые окисляют масло и вызывают износ деталей. Некоторое количество неактивной серы в бензине все же допускается, так как избавиться от нее трудно, особенно при переработке сернистых нефтей. Так, содержание серы стандартом ограничено до G.,00i --ОД %. Проверка -присутствия в бензине активной .серы производится качественной пробой путем наблюдения за поверхностью медной отполированной пластинки до и после пребывания ее в течение 3 ч в бензине, подогретом до температуры 50 ± 2°С, или в течение 18 мин при 100С. Пластинка не должна покрываться черными, тёмно - коричневыми и серо-стальными пятнами и налетами.

Количество неактивной серы в бензине определяется так называемым ламповым методом.

Смолы в бензине образуют нерастворимые липкие, вязкие осадки темного цвета, которые отлагаются на стенках топливных баков, топливопроводов, в карбюраторе, во впускном трубопроводе, камере сгорания, на стержнях и тарелках впускных клапанов и т. д. Под действием высокой температуры смолистые образования коксуются и превращаются в нагар. Осадки смолы ухудшают подачу бензина в цилиндры двигателя, а иногда и полностью нарушают ее, превратившись в нагар, приводят к описанию клапанов, самовоспламенению рабочей смеси, работе с детонацией и другим неисправностям Количество смол в бензине непостоянно, оно увеличивается за счет полимеризации непредельных углеводородов и окисления их кислородом воздуха. Процесс усиливается при повышенной температуре и хорошем доступе воздуха.

Кроме смол, которые могут образовываться, различают фактические смолы, т. е. те, которые уже имелись и бензине или же образовались при испытании. Содержание фактических смол в бензине строго ограничивается и устанавливается предельное их содержание на месте производства и на месте потребления, т. е. на нефтебазе, в момент получения бензина. Содержание фактических смол определяется прибором, в котором при температуре 150 ± 3°С производится выпаривание 25 мл бензина, омываемого струей горячего воздуха. Полученный после выпаривания остаток взвешивается (в мг) и увеличивается в 4 раза.

Первоначальные качества бензина вследствие происходящих в них физико-химических процессов постепенно ухудшаются. Особенно это характерно для бензинов термического крекинга.

Сохранение первоначальных качеств бензина в процессе транспортирования, хранения и применения зависит от его физической и химической стабильности.

Окисление и осмоление возрастает с повышением температуры бензина. Поэтому все меры, которые способствуют понижению температуры бензина при хранении и транспортировании, будут уменьшать его окисление и осмоление. Понижение температуры также уменьшает потери легкоиспаряемых углеводородов.

Окислению и осмолению способствует контакт бензина с воздухом, поэтому он быстрее осмоляется при неполном заполнении тары.

Процесс окисления является самоускоряющимся и поэтому бензин, залитый в тару, не очищенную от остатков старого осмолившегося бензина, осмоляется преждевременно.

Ускоряют образование смол ржавчина и загрязнение тары, нежелательно попадание в бензин воды, О химической стабильности бензина судят по величине индукционного периода.

Токсичность является важнейшей характеристикой бензина.

В связи с этим чрезвычайно важно, чтобы ни сам бензин, ни его пары и нагар не представляли повышенной опасности для здоровья лиц, соприкасающихся с ними.

1.2 Хранения горюче смазочных материалов

Классификация резервуаров. Резервуар используется для хранения газообразных или жидких видов топлива. Зачастую в место резервуара используется термин контейнер для хранения топлива.

Рис.2. Общий вид горизонтального резервуара

Контейнеры для хранения топлива являются одной из самых важных и неотъемлемых частей автозаправочного оборудования (Рис.2.). Резервуары для хранения топлива или нефтепродуктов классифицируются по конструкции и форме изготовления, виду хранимого в нем топлива, материала из которого он изготовлен и каким образом установлен резервуар относительно земли.

Контейнеры для хранения топлива изготавливают либо металлическими либо железобетонными, второй случай используется в тех случаях когда на автозаправочной станции резервуар размещается стационарно. Сейчас очень большой популярностью на автозаправочных станциях пользуются резервуары небольших объемов, от пяти до семидесяти пяти метров кубических. Эти резервуары изготавливаются при полном соблюдении ГОСТов и ном безопасности.

Резервуары бывают разных форм изготовления, основные формы резервуаров это - цилиндрическая горизонтальная, цилиндрическая вертикальная и отдельная конструкция которая имеет формы: прямоугольника, сферы и чемодана.

В большинстве случаев изготовление горизонтального резервуара включает в себя сферическое днище. При изготовлении вертикальных резервуаров делается одна горловина. В горизонтальных резервуарах делается две горловины, одна из горловин используется для проведения технических и очистных работ, а на вторую устанавливается оборудование и универсальная, съемная шахта. По типу конструкций резервуары делятся на двустенные и одностенные.

В свою очередь резервуары установка, которых производится относительно поверхности земли делятся на три вида: наземные , полуподземные и подземные резервуары. Наземные резервуары - днище таких резервуаров располагается либо над поверхностью грунта, либо на самой поверхности. Подземные резервуары - располагаются в грунте, притом самый высокий уровень топлива располагается не выше чем на двадцать сантиметров от планировочной отметки территории автозаправочной станции . Полуподземные резервуары - этот тип резервуара частично находится в грунте земли, при этом самый высокий уровень возвышения топлива (нефтепродукта) не должен достигать отметки двух метров поверхностью земляного слоя.

Так же резервуары делятся по видам хранимого в них топлива. На автозаправочных станциях, в большинстве случаев, используются резервуары ГСМ и жидкого топлива , и резервуары сжиженных углеводородных хазов. Так же резервуары бывают многокамерные и однокамерными. При использовании многокамерных резервуаров возможно одновременно производить выдачу и хранение нескольких видов топлива. Резервуары обрабатывают изнутри облицовочным материалом и подвергают гидро- и теплоизоляции. Резервуар укрепляется арматурой, раздаточными и приемными устройствами и другими необходимыми устройствами.

Подземные резервуары для хранения нефтепродуктов и СУГ

Резервуары используемые для подземного хранения нескольких или одного вида нефтепродуктов, так же сжиженных газов, должны иметь внешнюю гидроизоляцию (рис.3.). Срок изготовления такого резервуара составляет один месяц и не должны превышать срок работы более пятидесяти лет. Такие резервуары оснащены системами контроля герметичности межстенного пространства, контролем переполнения и навесным оборудованием технологической линии.

(Рис.3. Разрез подземного резервуара)

Варианты подземных резервуаров для хранения нефтепродуктов и СУГ:

Двухстенный горизонтальный резервуар :

V = 50 (25+25) мі V = 50 мі V = 25 (12,5+12,5) мі , V = 25 мі, V = 10 мі

Одностенный горизонтальный резервуар : V = 50 мі

Одностенный горизонтальный резервуар, используемый для сбора аварийного разлива топлива:

V = 50 мі V = 25 мі V = 10 мі

Для хранения СУГ используется подземный резервуар двустенный, горизонтальный :

(СУГ) V = 10 мі

Для хранения СУГ используется надземный резервуар двустенный, горизонтальный с теплоизолирующем корпусом: V = 10 мі

Одностенный , горизонтальный резервуар для хранения СУГ : V = 10 мі

СУГ - сжиженный углеводородный газ

Емкости подземные горизонтальные дренажные типа ЕП и ЕПП (с подогревающим змеевиком) предназначены для слива остатков светлых и темных нефтепродуктов, масел, конденсата, в том числе в смеси с водой из технологических сетей (трубопроводов) и аппаратов на предприятиях нефтеперерабатывающей, нефтехимической, нефтяной и газовой отраслей промышленности.

Рабочая среда - слабокоррозионная, скорость проникновения коррозии не более 0,1 мм/год при объемном содержании сероводорода в газовой фазе не более 18 %. Рабочее давление не более 0,07 МПа - емкость не является сосудом, работающим под давлением, и не подлежит сертификации ГосГорТехНадзора РК. ЕП 25 куб.м

ЕПП 63 куб. м

Резервуары двустенные горизонтальные. РДГ используется для хранения темных и светлых нефтепродуктов. Плотность которых не превышает одной тонны сил на метр кубический, рабочее давление не превышающее семи сотых мега паскаль и допускаемым вакуумом не превышающим одной тысячной мега паскаля.

РДГ - резервуар двустенный горизонтальный цилиндрический.

Заполнение межстеночного двустенного резервуара производится с использованием жидкости или азотом. Жидкость которой будет заполняться междустеночное пространство резервуара обязана не изменять свои свойства при воздействии окружающей среды и условий использования резервуара, температура возгорания жидкости должна превышать отметку ста градусов цельсия, жидкость не должна вступать в химическую реакцию с материалами из которых изготовлен резервуар и топливом, относительная плотность используемой жидкости между стенками резервуара обязаны превышать плотность топлива находящегося в резервуаре. Одой из подходящих жидкостей является этиленгликоль. Междустеночное пространство нужно заполнить полностью выбранной жидкостью. Само пространство должно быть оборудовано насосом для выкачивания жидкости и приспособлено для закрытого выкачивания.

Резервуар (емкость) сбора аварийного пролива нефтепродуктов (топлива)

Поскольку резервуар предназначенный для быстрого аварийного сбора разлитого нефтепродукта и помещен под землю, его снаружи покрывают специальным антикоррозийным веществом (мастика). Сама антикоррозийная мастика черного цвета.

При условии проведения постоянных технических работ, резервуар устанавливается на срок более двадцати лет работы. При выборе района установки резервуара следует проверить сейсмичность. Район эксплуатации резервуара не должен превышать семибальную сейсмичность.

Основные сведения о резервуаре сбора аварийного пролива нефтепродуктов. Резервуар цилиндрической формы, размещен в горизонтальном положении под землю. Объем резервуара составляет десять кубических метров. Конструкция резервуара представляется в виде сварного цилиндрического сосуда. Днище резервуара сбора пролитых нефтепродуктов имеет коническую форму. Резервуар внутри укреплен кольцами, которые придают жесткость. Кольца жесткости сделаны с использование уголка семьдесят пять на семьдесят пять на шесть, из сортового метала по ГОСТу 8509-93. Установлен лазовый люк, предназначенный для ремонта и проведения технических внутренних работ. Диаметр лазового люка равен шестистам миллиметрам, технологический люк дy-350. Так же под люком, установлена стационарная лестница, которая позволяет попасть внутрь. Изготовление резервуара происходит при соблюдении всех требования и технических условий ПБ 03-584-03.

Оснащение резервуара сбора аварийного пролива нефтепродуктов

Резервуар РГСП - 10 полностью соответствует все принятым нормам безопасности экологической среды. Техническое и технологическое оборудование , которым оснащен резервуар отвечает всем принятым нормам безопасности и нормам пожарной безопасности.

На дне резервуара расположена дренажная труба для обесшламливания, расположенная по всей ширине. Для перевозки и перемещения пустого резервуара используются предусмотренные грузовые петли. Сварные швы испытываются при заводских условиях, резервуар представляет собой полный монтажный блок. Для избежания дефрагментации и поломки при сезонных сдвигах грунта установлены сильфонные компенсаторы из метала. Технологический колодец имеет форуме "телескопической" " конструкции. Телескопическая конструкция позволяет регулировать уровень высоты между резервуарами и выравнивать ее при монтаже, в пределах 200 миллиметров. Строение контракции не позволяет атмосферным осадкам или конденсату попасть в технологический осек.

Рис.4. Схема резервуара для сбора аварийного пролива нефтепродуктов

Условные обозначения

1. Патрубок отбора нефтепродукта.

2. Замерная труба.

3. Линия деаэрации.

4. Бандажная лента.

Шаровой резервуар. Oсновной. элемент шарового резервуара - оболочка, собираемая из лепестков двоякой крутизны, изготавливаемых в заводских условиях. Лепестки сваривают автоматически c помощью сварочных манипуляторов, что обеспечивает наибольшую механизацию процесса изготовления шарового резервуара достижение высокого качества сварных швов и высокой производительности монтажа. Oболочка шарового резервуара опирается на несколько. колонн, привариваемых непосредственно к корпусу, которые передают давление на бетонный фундамент. Для большей жёсткости колонны могут соединяться между собой системой растяжек. Шарового резервуара. оборудуются предохранит. клапанами, манометрами для замера давления в шарового резервуара указателями уровня и сигнализаторами предельного верх. уровня жидкой фазы, термометрами для контроля температуры жидкой фазы, запорными органами, люками для проведения осмотра, ремонтных работ и вентиляции, устройствами для вентиляции и продувки инертным газом или паром и устройствами для удаления из него промывочных стоков воды и тяжёлых остатков. Ha приёмо-раздаточном трубопроводе устанавливается скоростной клапан, позволяющий отключить от резервуара трубопровод при его повреждении. Ha трубопроводе поступления продукта в шарового резервуара. устанавливается обратный клапан, автоматически закрывающийся под влиянием внутр. давления, для предотвращения возможности попадания продукта из резервуара в трубопровод.

Рис.5. Общий вид шарового резервуара.

Шарового резервуара. для сжиженных газов защищаются от чрезмерного нагревания окраской в белый цвет, применением водяного охлаждения и др. Шарового резервуара имеют более совершенную форму по сравнению c цилиндрической вследствие меньшей поверхности резервуара, что приводит при одном и том же давлении хранения к уменьшению расхода металла на единицу массы хранящегося продукта.

Газгольдеры предназначены для хранения инертных газов и воздуха. Установка шаровых резервуаров состоит из одного или двух корпусов на вертикальных опорах. В верхней части каждого резервуара расположены площадки для обслуживания, соединенные переходным мостиком с общей шахтной лестницей. При необходимости в нижней части резервуара может быть установлен змеевиковый подогреватель продукта хранения.

Установка шарового газгольдера состоит из одного шарового корпуса. Шаровые резервуары и газгольдеры изготавливаются двух типоразмеров: условной емкостью 600 и 2000 мЗ (внутренние диаметры 10,5 и 16 м соответственно).Освоено изготовление элементов шарового корпуса условным объемом 1400 м3 (внутренний диаметр 14 м). Корпуса резервуаров и газгольдеров поставляются заказчику отдельными лепестками, металлоконструкции - отдельными узлами. Сборку, сварку и общий монтаж установки ведут на рабочей площадке специализированные монтажные организации. Резервуары могут быть установлены в районах с температурой наружного воздуха не ниже минус 60оС и сейсмичностью до 9 баллов включительно.

Основной конструкционный материал: сталь 09Г2С - 12, 13, 14 ГОСТ 5520-79, коррозионностойкая сталь.

Шаровые резервуары и газгольдеры предназначены для хранения под давлением сжиженных углеводородных газов и жидких продуктов химических производств: бутан - бутилена, изопентана, гексана, аммиака и др., а так же инертных газов и воздуха.

Газгольдеры предназначены для хранения инертных газов и воздуха.

Корпуса резервуаров и газгольдеров поставляются заказчику отдельными лепестками, металлоконструкции - отдельными узлами. Сборка, сварка и общий монтаж резервуаров производится на рабочей площадке специализированными монтажными организациями.

Основной конструкционный материал: сталь 09Г2С, корозионностойкая сталь, углеродистая сталь.

Все шаровые резервуары оснащены внутренней поворотной лестницей, предназначенной для обеспечения возможности осмотра шарового корпуса изнутри.

Вертикальные стальные резервуары. (рис.6.) Варианты исполнения: вертикальное исполнение, различный объем - от 100 м3 до 50 000 м3, с рулонируемыми коническими, купольными каркасными крышами, или двудечными плавающими крышами, различный срок службы, с различным уровнем налива продукта, с различной производительностью приема-раздачи продукта, с теплоизоляцией стенки и крыши, с внешним покрытием битумно-полимерным антикором, с внутренним покрытием цинконаполненной композицией (обеспечивает защиту от образования ржавчины и попадания её в топливо).

Вертикальные стальные резервуары номинальным объемом от 100 до 100 000 м3 для хранения нефти и нефтепродуктов под избыточным давлением близким к атмосферному, а также резервуаров пожарной воды. Выбор типа резервуара зависит от классификации хранимых продуктов.

Назначение - прием, хранение, выдача, учет нефти и нефтепродуктов, хранение и отстой пластовой воды и механических примесей, смешение нефтей и нефтепродуктов, другие технологические процессы добычи, транспорта и хранения.

Рис.6. Общий вид вертикального резервуара

Рабочая среда - нефть и нефтепродукты с давлением насыщенных паров не выше 93,3 кПа (700 мм. рт. ст.). Плотность хранимых продуктов - до 1,015 т/м3. Максимальная температура до 260 оС. Внутренне избыточное давление до 5,6 кПа ( 560 мм. рт. ст.), вакуум до 0,6 кПа (60 мм. рт. ст.). Сейсмичность района строительства до 9 баллов.

По конструктивным особенностям резервуары подразделяются на следующие типы;

- с плавающей крышей: однодечной (ПК), двудечной (ДПК);

- со стационарной крышей без понтона (СК);

- со стационарной крышей и понтоном (СКП);

Резервуары оборудуются площадками и ограждениями на крыше; наружной кольцевой лестницей для подъёма на резервуар; люком-лазом и световым люком; патрубками (приёмо-раздаточным, для зачистки, для оборудования на крыше, для уровнемера типа УДУ); кронштейном для установки уровнемера рис.7.

На резервуаре ёмкостью 400 куб.м кроме того имеется патрубок для установки термометра.

Стенки и днища резервуаров поставляются к монтажу свёрнутыми в рулон на спец. каркасе, покрытие (крыша) - сборными щитами.

Для различных климатических зон установки и эксплуатации резервуары изготавливаются 3-х материальных исполнений:

Исполнение 1 - для районов с расчётной температурой наружного воздуха самой холодной пятидневки до -20гр. С;

Исполнение 2 - соответственно до -40гр. С;

Исполнение 3 - соответственно до -60гр. С;

Рис.7. Конструкционная схема вертикального резервуара.

Выводы по первой главе

1. Бензин должен обеспечивать безотказную работу автомобильного двигателя на всех режимах и во всех практически встречающихся условиях эксплуатации.

2. Бензин должен обеспечивать минимальные износы двигателя, трудовые и материальные затраты на ремонт и техническое обслуживание двигателя.

3. Качество бензина не должно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании.

4. Резервуары бывают разных форм изготовления, основные формы резервуаров это - цилиндрическая горизонтальная, цилиндрическая вертикальная и отдельная конструкция которая имеет формы: прямоугольника, сферы и чемодана.

5. Анализируя виды горючее смазочных материалов и виды резервуаров мы в диссертационной работе будем рассматривать потери и способы уменьшения потерь при хранении в вертикальных резервуаров.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ С ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШЕЙ

2.1 Рабочий процесс вертикального резервуара с плавающей крышей

Понтоны - эффективное средство сокращения потерь нефти и легкоиспаряющихся нефтепродуктов от «малых и больших дыханий» и «обратного выдоха» резервуара.

Резервуар с понтонов отличается от резервуара с плавающей крышей наличием стационарной кровли, защищающей понтон от атмосферных осадков. В результате этого отпадает необходимость в сооружение малонадёжных в эксплуатации дренажных систем и катучей лестницы, облегчаются условия работы уплотняющих затворов, предотвращается загрязнение нефтепродуктов и т.д.

Существует конструкции понтонов как из металла, так и из синтетических материалов.

Эффективность применения понтонов для плаваюей крыши с особым покрытием - уникальная особенность данных понтонов. Эти листы покрыты с обеих сторон специальным алюминиевым сплавом, который содержит цинк, что предотвращает перфорацию листов от локализованной точечной коррозии. Данная форма коррозии может произойти в результате электролитической реакции водного конденсата с частицами ржавчины, падающих с крыши и стен резервуара на плавающий понтон.

Низкие затраты на монтаж. Плавающая крыша разработана как модульная система, которая может быть легко установлена на участке местными монтажными бригадами. На основании предоставленных документов монтажа, наши специалисты могут контролировать локальный монтаж по всему миру, если это потребуется. Все компоненты, а именно: поплавки, профили и планки зажима, также как и металлические листы, изготовлены на заводе в Германии. Это гарантирует простой, быстрый и экономичный монтаж, а также высокое качество этой уникальной конструкции.

Технические особенности. В зависимости от продукта, который должен быть покрыт понтон может быть изготовлен из одного из следующих материалов:

Алюминий. Алюминиевые конструкции, изготовленные из высококачественных алюминиевых сплавов с гарантированной стойкостью ко многим продуктам на основе углеводородов. Особое внимание уделяется использованию болтов из нержавеющей стали или иных неискрообразующих материалов для обеспечения прочности и жесткости конструкции. Алюминий может использоваться c 80% продуктов, которые обычно используются в нефтяной и нефтехимической промышленности.

Нержавеющая сталь. Конструкции из нержавеющей стали рекомендуются для использования при покрытии высокоагрессивных химикатов, где алюминий непригоден. Например, ароматы и деминерализованная вода.

Алюминий + Нержавеющая сталь. В качестве альтернативы для продуктов (спиртные или те, которые в жидком состоянии ведут себя агрессивно по отношению к алюминию) предлагается комбинация обоих материалов. Здесь используется нержавеющая сталь в то время, как алюминиевые детали используются в области испарения. Это позволяет уменьшить использование дорогостоящей нержавеющей стали и в то же время гарантировать качество.

Сборная конструкция, которая гарантирует быструю и безопасную установку:

1. Трубчатый поплавок и поддерживающая структура.

Предлагаемые плавающие понтоны имеют самое маленькое расстояние на рынке между плавающим покрытием и поверхностью жидкости, чтобы привести к минимуму потери в резервуаре.

Крыша оборудована трубчатыми поплавками диаметром 8" (230 мм). Небольшое расстояние над поверхностью жидкости (210 мм) уменьшает место для формирования пара до 20% (при сравнении с поплавками 10 и 12" других производителей) и значительно сокращает потерю нефтепродуктов. Разница в цене между поплавками размером 10 или 12" и 8" быстро окупается, если резервуар полностью освобождается от хранимого продукта уже раз или два.

Рис. 12. Поплавок

Большое количество отдельных поплавков означает, что при неисправности одного поплавка будет теряться ничтожно малая потеря плавучести (Рис.12). Более того, это позволяет сделать конструкцию в целом жесткой и однородной, позволяя справляться с возможными напряжениями, которые могут возникнуть при нормальной работе резервуара. Кроме того, большая плавучесть и количество опор, и соответственно меньшие интервалы между поплавками, увеличивают стабильность понтона. Расстояние между рядами трубчатых поплавков обычно 3-4 метра.

Рис.13. Узел подпорки

Алюминиевые трубчатые поплавки закрыты концевыми крышками, которые перекрывают концы труб, обеспечивая безопасное и надежное соединение. Другие производители используют обыкновенные сварные крепления на конце поплавков, рискуя тем, что сварка может быть повреждена из-за бурности в нефтепродукте и тем самым образуя утечку в поплавках.

Соединительные детали, приваренные к концевым крышкам изготовлены при помощи двутавровых профилей специальной конструкции. Изгиб или крутильные нагрузки не воздействуют на сварную конструкцию и поэтому не могут вызвать затопление поплавка. Каждое поплавковое устройство проверяется на нашем заводе на наличие протечки сжатым воздухом под давлением 1,4 бар при погружении в воду. Трубчатые поплавки устанавливаются в таком количестве, чтобы обеспечить 100% плавучесть.

Поддерживающие плавающую крышу каналы расположены над поперек плавающих труб под углом 90° к линии поплавков, обеспечивая прочность структуры в целом.

Все принадлежности, например, воронки, смотровые отверстия, измерительные приборы, согласующие устройства и т.п. устанавливаются на отдельных поддерживающих балках, для увеличения прочности присоединенных к основной конструкции.

В каждом сочленении плавающего устройства установлена опора, обеспечивающую соответствующую поддержку, в то время как понтон закреплен. Большое количество опор также обеспечивает лучшее распределение нагрузки. Опоры могут быть сконструированы с фиксированной высотой кровли или могут быть регулируемыми. Значения фиксированных высот, обычно от 0,9 до 2,0 м.

Понтон легко может переносить нагрузки, действующие в любом месте плавающей или стоящей на опорах поверхности. Отсутствует необходимость в установке мостков.



Рис. 14. Люк

В плавающем внутреннем понтоне используются профили поддержки, нержавеющие болты которых были изготовлены на заводе. Болты расположены соответственно отверстиям в листах покрытия. Это дает однородное наложение листов и ускоряет сборку. Профили нарезаются определенной длины и под определенным углом. Быстрая сборка конструкции также облегчена перфорированными каналами зажима, реализированными на заводе.

Другие производители часто используют профили без отверстий в листах покрытия и спрессованные болты, заранее подготовленные на заводе. Это означает, что на стройке должно быть дополнительное оборудование и, следовательно, возможно уменьшение аккуратности и качества монтажа.

Плавающий понтон может выдерживать живые нагрузки во время плавания и его крепления, следовательно нет необходимости монтировать пешеходный мостик. В понтоне используют только болты из нержавеющей стали, алюминиевые и самокрепящиеся гайки.

Газонепроникающие листы покрытия.

Покрытие понтона имеет ширину 1040 мм (нержавеющая сталь) и 2040 мм и имеет стандартную толщину 0,4 мм (нержавеющая сталь) или 0,5 мм (алюминий). Листы с заданными размерами перфорируются с обеих сторон для установки на болты, которые заранее устанавливаются в поддерживающие каналы. Это обеспечивает правильную установку листа и заранее определенное расстояние между соседними листами сохраняется постоянным. Перфорированные листы обеспечивают простую и надежную установку и сокращают время на проверку.

Поддерживающие балки имеют искривленную верхнюю часть, на которую листы покрытия сильно прижимаются с помошью U-образного крепежного профиля. Это дает механическую деформацию на листы покрытия (где они накладываются друг на друга), что означает наибольшее газонепроникающее соединение между соседними листами.

Дополнительное покрытие из плакированных материалов

Большое количество понтонов было установлено на старые уже существующие резервуары. Эти резервуары дороги в обслуживании, особенно когда дело доходит до грунтовки понтона изнутри.

Понтон с дополнительным покрытием из плакированных материалов разработан главным образом, чтобы противостоять язвенной коррозии, которая образуется, когда частицы пыли ржавчины падают с крыши резервуара. Дополнительное покрытие состоит из алюминиевой основы, лакированной с обеих сторон тонким слоем алюминиевого сплава с содержанием цинка. Эти трехслойные листы изготавливаются прокаткой, обеспечивающей отличное соединение между слоями. Толщина Zn-Al сплава составляет 5% общей толщины с каждой стороны, обеспечивая катодную защиту материала основы плакированного листа.

Внешнее кольцо. Внешнее кольцо изготовлено из специально сконструированного выдавленного профиля большого размера. Оно изготавливается так, чтобы точно соответствовать диаметру резервуара, таким образом обеспечивая расстояние 190 мм (7,5 дюймов) между стенками резервуара и понтоном (краевой зазор) (рис. 15.). Это обеспечивает плотную эффективную подгонку и надежность уплотнения по периферии. Установки на небольших резервуарах, например, 3-метров в диаметре, подтвердили прекрасные свойства по изгибу этих специально выдавленных профилей.

Внешнее кольцо для каждого резервуара изготавливается из нескольких стандартных деталей и двух деталей специальной длины, чтобы получилась необходимая длина окружности. Углубление в изделие на 150 мм выдавленных профилей внешнего кольца обеспечивает плотное и надежное уплотнение пространства испарения между жидкостью и обшивкой понтона.

Рис. 15. Воронка замера

Следует отметить, что все отверстия в листах покрытия (заливочные воронки, стойки и другие устройства) оборудованы таким же гидравлическим затвором 150 мм (6"). Это означает, что область испарения полностью изолирована от атмосферы резервуара.

Уплотняющие затворы. В понтонах используются различных типы затворов, такие как:

· Затворы специально разработанные для данных понтонов и соответствующие самым строгим нормативным требованиям по контролю эмиссии.

· Одиночный или двойной щелочный уплотняющий затвор - используется для большинства нефтехимических продуктов. Этот полиэтиленовый затвор является стандартным и используется в 80% случаев.

· Щелочный уплотняющий затвор из полиуретана покрытый тефлоном, используется с продуктами, где невозможно использование стандартного затвора. Возможна также поставка двойных затворов.

· Затвор пружинного типа для большинства нефтехимических продуктов. Его дополнительная юбка создает зазор до 30-50мм. Специально разработан для самых строгих нормативных требований, как, например, TA Luft (Германия). Отлично подходит для резервуаров диаметром меньше 8,00 м.

· Затвор покрытый тефлоном для использования с продуктами, где невозможно использование стандартного затвора. Отлично подходит для резервуаров диаметром меньше 8 м.

· Первичный механический затвор из нержавеющей стали. Может быть скомбинирован со вторичным щелочным затвором из ПЭ.

Рис. 17. Конструкционная схема РВС

Для каждого понтона могут поставляться следующие специальные аксессуары. Их тип и количество зависят от эксплуатационных режимов в том или ином резервуаре.

· Колодцы для колонн, лестницы, направляющие/погружаемые стойки

· Пробоотборный колодец

· Боковые переливные устройства

· Плавающие направляющие для измерительных устройств

· Раструбы для устройств измерения температуры (термометров)

· Лестничные площадки

· Датчик коррозии

· Устройства, предотвращающие появление пены

· Входные диффузоры, которые рекомендуются если скорость заполнения резервуара выше 1м/сек

· Плавающие всасывающие устройства

· Периферийные воздухоприемники для вентиляции резервуаров

· Центральный вентиляционный клапан на крыше

Дополнительные аксессуары могут быть поставлены под заказ.

Безопасность. При проведении процедуры дегазации испарения или продукт не должны абсорбироваться или сохраняться в конструкции понтона (отсутствуют внутренние полости).

Плавающий понтон имеет минимум два заземляющих кабеля из нержавеющей стали между покрытием и крышей для обеспечения безопасного отвода статического электричества.

Понтон может работать в "закрытых резервуарах" при наличии P/V- клапанной системы. Это требование обязательно для Германии, где запрещена установка воздухоприемников типа или центральных вентиляционный клапан на крыше.

Монтаж понтона. Монтаж понтона максимально простой и быстрый. Для монтажа не требуется какое либо специальное оборудование. Все детали понтона сконструированы таким образом, что могут пройти через люки резервуара со съемными крышками, тем самым позволяя избежать дорогостоящих работ на конструкции резервуаров. С каждым понтоном поставляется подробная инструкция по установке. По просьбе Заказчика на стройплошадку могут быть отправлены специалисты по монтажу.

2.2 Расчёт количество испарений от вертикального резервуара

Классификация потерь нефти от испарения при хранении в РВС

Потери нефти и нефтепродуктов наносят большой вред всему народному хозяйству, поэтому борьба с потерями -- чрезвычайно важная и актуальная задача. Для борьбы с потерями необходимо знать причины, вызывающие потери нефти и нефтепродуктов.

Потери происходят от утечек, испарения, смешения' различных сортов нефтепродуктов и нефтей.

По данным исследований в системе транспорта и хранения примерно 75% потерь нефти и нефтепродуктов происходит от испарения.

Потери от испарения. В резервуаре, имеющем некоторое количество продукта, газовое пространство заполнено паровоздушной смесью. Количество нефтепродукта в этой паровоздушной смеси:

,

Где, с -- объемная концентрация паров нефтепродукта в паровоздушной смеси; р -- плотность паров продукта; V -- объем газового пространства.

Всякое выталкивание паровоздушной смеси из газового пространства резервуара в атмосферу сопровождается потерями нефтепродукта, испарившегося в газовое пространство - это и есть потери от испарения. Они происходят по следующим причинам:

1. От вентиляции газового пространства. Если в крыше резервуара имеются в двух местах отверстия, расположенные на расстоянии Н по вертикали, то более тяжелые бензиновые пары будут выходить через нижнее отверстие, а соответствующее количество атмосферного воздуха входить в газовое пространство резервуара через верхнее отверстие; установится естественная циркуляция воздуха и бензиновых паров в резервуаре, образуется так называемый газовый сифон. Объемная потеря газа в единицу времени работы «газового сифона» определяется по уравнению:

,

Где, у -- коэффициент расхода отверстия; F -- площадь отверстия;

р -- давление, под которым происходит истечение, оно равно разности весов столбов высотой Н паровоздушной смеси плотностью рс и воздуха плотностью рв, т.е.: