Емкостное и резервуарное оборудование для промышленности: эксплуатация и техническое обслуживание

Емкостное оборудование https://ural-zko.ru/product/teploobmennoe-i-kotelnoe-oborudovanie/yemkostnoe-i-rezervuarnoe-oborudovanie/ это обширный класс промышленных конструкций, предназначенных для приема, хранения, накопления и выдачи жидких, газообразных и сыпучих продуктов. В нефтегазовой, химической, нефтехимической, пищевой и энергетической отраслях именно резервуарное хозяйство обеспечивает непрерывность технологических процессов, создавая буферные запасы сырья и готовой продукции.

 Емкости изготавливаются из углеродистых и нержавеющих сталей, а для особо агрессивных сред применяются биметаллы и неметаллические материалы.

Конструктивно они подразделяются на вертикальные и горизонтальные, наземные, полуподземные и подземные, что определяется условиями монтажа и эксплуатации.

Емкостное оборудование: назначение и классификация

Современное емкостное оборудование проектируется с учетом климатических зон, включая "северное исполнение" из стали 09Г2С с рабочим диапазоном температур до –60 °C. Стенки резервуаров формируются методом вальцовки листового проката с последующей сваркой; для повышения жесткости применяются кольца жесткости. Внутренние и наружные поверхности покрываются защитными составами, продлевающими срок службы конструкции.

Транспортировка емкостей большой вместимости осуществляется в виде заготовок, прошедших заводскую подготовку к сварке, а монтаж выполняется на производственной площадке.

Классификация резервуаров по расположению

Промышленные резервуары классифицируются по расположению относительно поверхности грунта. Наземные резервуары имеют днище на уровне или выше поверхности земли; подземные заглублены таким образом, что наивысший уровень жидкости находится не менее чем на 0,2 м ниже планировочной отметки; полуподземные частично заглублены, при этом уровень продукта может возвышаться над грунтом не более чем на 2 м.

Такой подход позволяет оптимизировать компоновку резервуарных парков и обеспечивать требования промышленной безопасности.

Резервуарное хозяйство как элемент промышленной инфраструктуры

Резервуарное хозяйство объединяет комплекс резервуаров, технологических трубопроводов, насосных станций, систем управления и противопожарной защиты. Его основная задача обеспечение бесперебойного приема, хранения и отгрузки продуктов при соблюдении норм промышленной безопасности и охраны окружающей среды. Каждый резервуар в составе парка имеет порядковый номер согласно технологической схеме, нанесенный на корпус, и технический паспорт, подтверждающий соответствие проектной документации.

Проектирование резервуарного парка

Проектирование резервуарного парка учитывает совместимость хранимых продуктов, их физико-химические свойства, пожароопасность и токсичность. Для легковоспламеняющихся жидкостей применяются резервуары с понтонами или плавающими крышами, тогда как для темных нефтепродуктов с высокой вязкостью эффективность таких конструкций снижается из-за налипания продукта на стенки и застывания.

Вертикальные стальные резервуары (РВС)

Вертикальные стальные резервуары (РВС) представляют собой цилиндрические конструкции с днищем и крышей, предназначенные для измерения объема при приеме, хранении и отпуске нефти и нефтепродуктов. Принцип действия основан на заполнении резервуара продуктом до уровней, соответствующих определенным объемам согласно градуировочной таблице. Типовые модификации включают РВС-700, РВС-1000, РВС-3000, РВС-5000; вместимость современных РВС может достигать 50 000 м³ и более.

Заполнение и выдача продукта осуществляются через приемо-раздаточные устройства. Резервуары располагаются наземно, в верхней части предусмотрены площадки для безопасного перемещения обслуживающего персонала, а по периметру установлены ограждения. РВС могут оснащаться стационарной крышей, понтоном или плавающей крышей в зависимости от свойств хранимой среды.

Монтаж и конструктивные решения

Монтаж РВС выполняется рулонным или полистовым методом. Рулонированные полотнища днища свариваются на площади, закрываемой впоследствии, а монтаж элементов колец жесткости опережает установку верхнего опорного кольца на 5–7 м. Такая последовательность обеспечивает устойчивость стенки в процессе сборки.

Для резервуаров объемом от 2000 м³ и выше днища выполняются с центральной частью и утолщенной кольцевой окрайкой. Листы центральной части свариваются с окрайкой внахлест, а соединение усиливатся сплошным угловым швом. Такая конструкция компенсирует неравномерные осадки основания и повышает герметичность.

Горизонтальные резервуары (РГС)

Горизонтальные стальные резервуары (РГС) конструктивно представляют собой горизонтально расположенные однокамерные или многокамерные цилиндрические сосуды с плоскими или коническими днищами. Они оснащаются люками, опорами, сливными и заливными патрубками. Типовые объемы РГС для хранения нефтепродуктов составляют 5, 10, 25, 50, 75 и 100 м³; исполнение может быть надземным или подземным, в сухих и мокрых грунтах.

РГС широко применяются на нефтебазах, автозаправочных комплексах и промышленных предприятиях для хранения дизельного топлива, масел, растворителей и других жидкостей. Их преимущество компактность, возможность заводского изготовления полной готовности и транспортировки к месту монтажа автомобильным или железнодорожным транспортом. Для подземной установки резервуары покрываются усиленной антикоррозионной защитой, а для надземных исполнений предусматриваются опоры и системы крепления к фундаменту.

Днище, обечайка и окраечный лист

Днище резервуара ответственный элемент, воспринимающий гидростатическое давление столба жидкости и передающий нагрузки на основание. Для РВС объемом от 2000 м³ днище состоит из центральной части и кольцевой окрайки. Окраечный лист (окрайка) утолщенный периферийный элемент, привариваемый к стенке (обечайке) и центральной части днища. Такая конструкция обеспечивает плавный переход усилий и компенсирует краевые эффекты при деформациях основания.

Обечайка цилиндрическая оболочка резервуара, формируемая из вальцованных листов. В вертикальных резервуарах обечайка может состоять из отдельных криволинейных сегментов, кривизна которых противоположна направлению усилий от гидростатического давления. Снаружи обечайки соединяются сплошным сварным швом, с внутренней стороны накладкой, приваренной по всей высоте стенки. В местах стыка обечаек по верхнему контуру прикрепляется опорное кольцо жесткости.

Отбортовка технологический элемент, представляющий собой отогнутый край листа или патрубка, обеспечивающий плавное сопряжение с присоединяемой деталью и снижение концентрации напряжений. Отбортовка применяется при изготовлении люков, патрубков и врезок в стенку резервуара. Качество отбортовки контролируется визуально-измерительным методом и, при необходимости, капиллярной дефектоскопией.

Понтон и плавающая крыша

Понтон плавающая конструкция, размещаемая на поверхности нефтепродукта внутри резервуара со стационарной крышей. Его основная функция сокращение потерь от испарения за счет закрытия поверхностного слоя жидкости. Понтон выполняется в виде кольцевого поплавка с эластичным уплотняющим затвором, обеспечивающим герметичное прилегание к стенке резервуара. В опорожненном резервуаре понтон опирается на стойки, установленные на днище.

Плавающая крыша конструкция, применяемая в резервуарах без стационарной кровли. Она свободно перемещается по высоте резервуара, следуя за уровнем продукта, и выполняет функции как понтона (сокращение испарения), так и крыши (защита от осадков). Верхняя отметка периферийной стенки плавающей крыши должна превышать уровень продукта не менее чем на 150 мм для предотвращения перелива.

Различают наружные плавающие покрытия (плавающие крыши) и внутренние (понтоны). Наружные применяются в резервуарах без стационарной кровли, внутренние в резервуарах со стационарной крышей. Конструкция обечайки люка с крышкой должна исключать попадание осадков внутрь короба или отсека плавающей крыши.

Эксплуатационный объем и мертвый остаток

Эксплуатационный объем резервуара объем, доступный для приема и выдачи продукта при нормальной эксплуатации. Он определяется как разность между полным геометрическим объемом и объемом, занимаемым внутренними конструкциями (понтон, плавающая крыша, подогреватели, размывочные устройства), а также неснижаемым остатком продукта.

Мертвый остаток количество продукта, которое не может быть откачано из резервуара штатными средствами. Он обусловлен конструктивными особенностями днища, расположением приемо-раздаточного патрубка и наличием донных отложений. Для минимизации мертвого остатка применяются размывочные устройства и патрубки зачистки с отводом, изготовляемые с условным проходом 100, 150, 200 и 250 мм. Патрубки зачистки служат для удаления остатков продукта и подтоварной воды.

Приемо-раздаточный патрубок

Приемо-раздаточный патрубок элемент резервуара, через который осуществляется заполнение и опорожнение. Патрубки оснащаются запорной арматурой и компенсирующими системами для снижения усилий, передаваемых на стенку резервуара от трубопроводов. В зависимости от назначения резервуара патрубки могут располагаться в первом поясе стенки или в днище.

Стальные вертикальные резервуары в зависимости от назначения комплектуются приемо-раздаточными патрубками с запорной арматурой, дыхательной и предохранительной арматурой с огнепреградителями, устройствами для отбора проб и удаления подтоварной воды, приборами контроля и сигнализации, а также противопожарным оборудованием.

Дыхательная арматура и огнепреградитель

Дыхательная арматура предназначена для регулирования давления в газовом пространстве резервуара при изменении уровня продукта и температуры. Дыхательные клапаны устанавливаются с целью сокращения потерь от испарения и уменьшения загрязнения окружающей среды парами нефтепродуктов. Число клапанов определяется по их суммарной пропускной способности в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций.

Огнепреградитель (огневой предохранитель) устройство, устанавливаемое под дыхательными и предохранительными клапанами. Оно свободно пропускает поток паровоздушной смеси через пламегасящий элемент и локализует пламя, предотвращая его проникновение в газовое пространство резервуара. Принцип действия основан на гашении пламени в узких каналах насадки. Переход пламени через дыхательную арматуру возможен при разрушении огнепреградителя в результате длительного воздействия открытого пламени.

Для обогащенных продуктов или при температуре продукта выше 40 °C пропускная способность клапанов по внутреннему давлению должна быть увеличена в 1,7 раза. Аварийные клапаны устанавливаются на резервуары типа РВС для аварийного сброса избыточного давления, вызванного внешним температурным воздействием или неисправностью систем вентиляции.

Размывочное устройство

Размывочное устройство (устройство для размыва донных отложений) монтируется на крышке люка-лаза в первом поясе стенки резервуара или на специально врезанном патрубке. Принцип работы заключается в формировании перемещающейся струи нефти с помощью пропеллера, что обеспечивает размыв и перемешивание донных отложений. Устройства применяются для резервуаров с вязкостью продукта до 100 сСт и оснащаются системой контроля и сигнализации.

Автоматическое изменение направления струи в горизонтальной плоскости за счет поворота оси пропеллера позволяет создавать круговое вращение всей массы нефти в резервуаре при работе в крайних угловых положениях. Номинальная мощность электродвигателя составляет 37 кВт при частоте вращения пропеллера 460–470 об/мин. Время одного цикла размыва программируется в диапазоне от 2,5 до 24 часов.

Люк-лаз и световой люк

Люк-лаз конструктивный элемент, обеспечивающий доступ персонала внутрь резервуара для осмотра, ремонта и зачистки. Люки-лазы устанавливаются в первом поясе стенки и на крыше. Конструкция обечайки люка с крышкой должна исключать попадание осадков внутрь резервуара.

Световой люк элемент, предназначенный для освещения внутреннего пространства резервуара естественным светом и обеспечения вентиляции при проведении работ. Световые люки размещаются на стационарной крыше и могут совмещаться с вентиляционными патрубками. При монтаже резервуаров с плавающей крышей или понтоном на днище наносятся кольцевые риски, а днище плавающей крыши собирается и сваривается после монтажа второго пояса стенки.

Взлив

Взлив технологическая операция, связанная с заполнением резервуара продуктом. Производительность наполнения и опорожнения резервуаров не должна превышать суммарной пропускной способности дыхательной арматуры. При взливе необходимо контролировать скорость подачи продукта, особенно на начальном этапе, когда уровень жидкости в приемном трубопроводе еще не стабилизировался.

Изменение производительности приемо-раздаточных операций после введения резервуара в эксплуатацию без пересчета пропускной способности дыхательной аппаратуры не допускается.

Антикоррозионное покрытие и футеровка емкости

Антикоррозионное покрытие наносится на внутренние и наружные поверхности резервуаров для защиты от коррозионного воздействия хранимых продуктов и атмосферных факторов. Система покрытия наружных поверхностей выполняется эпоксидной грунт-эмалью и полиуретановой грунт-эмалью по одному слою общей толщиной 160 мкм. Для подземных емкостей применяются усиленные покрытия, обеспечивающие защиту в условиях повышенной влажности и агрессивных грунтов.

• Футеровка емкости комплекс процедур по созданию защиты резервуара от коррозии, механических, химических и физических воздействий. Футеровка выполняется неметаллическими химически стойкими материалами, стыки которых свариваются. Для резервуаров, защищенных футеровками, не должны передаваться динамические нагрузки от технологического оборудования. При хранении минеральных удобрений и кислот футеровка является обязательным элементом защиты.
• Теплоизоляция резервуара применяется для сохранения рабочей температуры хранения продуктов, требующих подогрева. Для базовых масел с рабочей температурой +20…+25 °C предусматривается теплоизоляция толщиной 100 мм в сочетании с теплонагревателем. Внутренний подогреватель выполняется из змеевика труб 57×4 мм из стали Ст3сп5, внутри которых циркулирует теплоноситель (антифриз) при температуре 80 °C. Площадь поверхности теплообмена составляет 5,87 м².
• Змеевиковый подогрев чаще всего используется для подогрева нефтепродуктов и технической воды и это внутренний трубопровод с теплоносителем (паром, водой, специальным маслом). Для двустенных резервуаров подача пара в "рубашку" через змеевик в пространство между стенками также актуальна при подогреве высоковязких продуктов.

Обвалование резервуарного парка

Обвалование резервуарного парка система замкнутых земляных валов или ограждающих стен из негорючих материалов, устраиваемых по периметру каждой группы наземных резервуаров. Высота обвалования должна быть на 0,2 м выше уровня расчетного объема разлившейся жидкости. Ширина обвалования по верху принимается не менее 0,5 м. Для входа на территорию парка по обе стороны обвалования устанавливаются лестницы-переходы шириной от 0,7 м.

Площадки внутри обвалования планируются с уклоном не менее 0,5 % от резервуаров к обвалованию и оборудуются мероприятиями по предотвращению проникновения хранимых продуктов в грунт. В пределах обвалования установка вспомогательного оборудования не рекомендуется. Для подземных резервуаров устройство обвалования не обязательно.

Дефектоскопия швов и гидроиспытания

Дефектоскопия сварных швов обязательный этап контроля качества резервуарных конструкций. Применяются следующие методы:

• визуальный и измерительный контроль;
• радиография или ультразвуковая дефектоскопия для выявления внутренних дефектов;
• магнитопорошковая и цветная (капиллярная) дефектоскопия для поверхностных дефектов, невидимых невооруженным глазом.

Перед контролем сварные соединения тщательно очищаются от шлака, сварочных брызг и загрязнений.

Гидроиспытания резервуара проводятся после изготовления до нанесения антикоррозионной защиты. Резервуары, транспортируемые частями и монтируемые на производственных площадках, допускается испытывать после монтажа. Все сварные соединения испытываются на герметичность наливом воды до расчетного уровня.

До начала гидравлического испытания должен быть выполнен пооперационный контроль в объеме комплексной дефектоскопии с последующей выдачей заключения экспертизы промышленной безопасности. Бракуются все места, где появляются течи и отпотины.

Зачистка резервуара и технологический трубопровод

Зачистка резервуара комплекс работ по удалению донных отложений, остатков продукта и подготовке внутренней поверхности к ремонту или изменению назначения. Перед началом зачистки резервуар отключается от технологических трубопроводов и газоуравнительной системы путем установки инвентарных заглушек на приемо-раздаточных патрубках и газопроводах. Через люк-лаз в резервуар подается поворотное устройство с моечными машинками на коромыслах, установленных горизонтально.

Трубопроводы подачи воды в резервуар изготовляются из искробезопасного материала и заземляются.

Технологический трубопровод система труб, соединяющая резервуары с насосными станциями, узлами учета и другими объектами резервуарного парка. Очищенные технологические трубопроводы подвергаются испытанию на прочность и проверку на герметичность. При зачистке резервуара производится депарафинизация трубопроводов системы подслойного пожаротушения, отключение газоуравнительной системы с установкой заглушки и отключение электропривода системы размыва донных отложений.

Советы по эксплуатации

Контроль оборудования и температурных режимов

При эксплуатации резервуарного хозяйства следует уделять первоочередное внимание контролю герметичности сварных соединений и состоянию дыхательной арматуры. Регулярная проверка пропускной способности огнепреградителей и своевременная замена пламегасящих элементов предотвращают аварийные ситуации. Для резервуаров с понтонами и плавающими крышами необходим контроль состояния уплотняющих затворов и направляющих, а также периодическая проверка работоспособности дренажных систем.

При хранении высоковязких продуктов и масел с ограниченным температурным диапазоном важно поддерживать работу змеевиковых подогревателей и теплоизоляции в проектном режиме. Контроль температуры теплоносителя и состояния теплообменной поверхности позволяет избежать локального перегрева и деградации продукта.

Своевременность зачистки и огневых работ

Своевременная зачистка резервуаров и удаление донных отложений продлевают срок службы конструкции и обеспечивают точность измерений уровня. При проведении огневых работ внутри резервуара обязательны контроль газовоздушной среды, установка заглушек на всех технологических трубопроводах и присутствие наблюдающих снаружи.

Об авторе

Менеджер Денис

Редактор

Перейти на сайт Просмотреть все записи