Резервуары, используемые в системе магистральных трубопроводов

На магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах применяют вертикальные стальные, а также железобе­тонные резервуары.

Стальные вертикальные резервуары сооружаются на­земными и бывают трех типов: РВС, РВСП и РВСПК. Согласно «Нормам проектирования стальных вертикаль­ных резервуаров...» при давлении насыщенных паров хра­нимой нефти менее 26,6 кПа (200 мм рт. ст.) следует применять резервуары типа РВС, а в остальных случа­ях - резервуары типов РВСП или РВСПК. Кроме того, независимо от давления насыщенных паров, резервуары типов РВСП и РВСПК должны применяться при хране­нии нефти с содержанием серы более 1,8%.

Стальные вертикальные цилиндрические резервуа­ры

Стальные вертикальные цилиндрические резервуа­ры со стационарной крышей (типа РВС) представляют собой (рисунок ниже) цилиндрический корпус, сваренный из стальных листов размером 2x8 м при полистовой сборке и 1,5x6 м - при развертывании рулонной заготовки тол­щиной 4-25 мм, со щитовой конической или сферической крышей. При изготовлении корпуса длинная сторона ли­стов располагается горизонтально. Один ряд сваренных между собой листов называется поясом резервуара. По­яса резервуара соединяются между собой таким образом, чтобы внутренняя часть стенки не имела уступов. Верти­кальные швы в прилегающих поясах стенки должны быть смещены друг относительно друга на расстоянии не менее чем на 15t (здесь t - наибольшая из толщин прилегающих поясов). Нумерация поясов начинается снизу, где толщи­на листов максимальная. Наименьшая толщина листов - у верхних поясов, где величина гидростатического давле­ния равна нулю.

Резервуар типа РВС с каркасной конической крышей

1 - днище; 2 - стенка; 3 - кольцевой уголок; 4 - крыша; 5 - винтовая лестница

Щитовая крыша резервуаров опирается на фермы и (при необходимости) на центральную стойку. Сфериче­ская крыша применения ферм не предусматривает. Радиус такой крыши составляет от 0,8 до 1,5 диаметра ре­зервуара.

Стальные вертикальные цилиндрические резервуа­ры с понтоном (типа РВСП) - это резервуары, по конст­рукции аналогичные резервуару типа РВС (также имеют стационарную крышу), но снабженные плавающим на поверхности нефти (нефтепродукта) понтоном (рисунок ниже).

Вертикальный цилиндрический резервуар РВСП 20000

1 - днище; 2 - понтон; 3 - сферическая крыша; 4 - шахтная лестница; 5 - стенка резервуара; 6 - стойки понтона (оборудование резервуара не показано)

Понтоны бывают металлическими и синтетическими.

Металлические понтоны представляют собой диск, пла­вающий на поверхности хранимого продукта благодаря коробу понтонного кольца, расположенного по перимет­ру. Первоначально их изготавливали с закрытыми коро­бами. Однако металлоемкость таких понтонов была ве­лика. Кроме того, сложно было контролировать наличие или отсутствие нефти (нефтепродуктов) в отсеках короба перед началом ремонтных работ.

Взамен понтонов с закрытыми коробами институтом ЦНИИ «Проектстальконструкция* были разработаны понтоны с открытыми отсеками. Это позволило умень­шить их металлоемкость, обеспечить естественную дега­зацию отсеков, уменьшить пожарную опасность при ре­монте и др. Однако, как показал опыт эксплуатации, понтоны с открытыми отсеками, в отличие от понтонов с закрытыми коробами, могут затонуть не только в резуль­тате дефектов сварки, трещин и коррозии металла, но и тогда, когда они находятся в технически исправном со­стоянии.

Одной из распространенных причин затопления понто­нов является выброс нефти (нефтепродуктов) через зазоры между коробом понтонного кольца и стенкой в результате попадания в резервуары газовых или паровоздушных про­бок из трубопроводов. Одновременное заполнение с одной стороны 3-4 отсеков понтона жидкостью приводит к тому, что он либо сначала частично, а затем полностью погружа­ется в нефть (нефтепродукт), либо сначала зависает на на­правляющих стойках, а затем затапливается при заполне­нии резервуара. Аналогичное затопление отсеков возмож­но при переполнении резервуаров.

Синтетические понтоны в настоящее время изготав­ливают из пенополиуретана. Они наименее металлоемки (из металла - соединительные детали), практически не подвержены коррозии, могут быть смонтированы в ре­зервуаре без выполнения огневых работ. Недостатком пенополиуретановых понтонов является их насыщение хранимым продуктом при нарушении защитного ла­тексного покрытия, что затягивает момент нетала ог­невых работ при ремонте резервуаров порой на несколь­ко ,-месяцев,

В последние годы все шире применяются алюминие­вые понтоны («Ультрафлоу», «Альпон» и др.). Их мон­таж внутри резервуаров; из отдельных элементов произ­водится с использованием болтовых соединений, т.е. так­же без выполнения огневых работ. Алюминиевые понтоны же корродируют, имеют относительно небольшой вес. Однако они в несколько раз дороже металлических.

В системе АК «Транснефть» используются только стальное и алюминиевые понтоны*

Стальные цилиндрические резервуа­ры с плавающей крышей (типа РВСПК) отличаются от резервуаров с понтоном отсутствием крыши стационар­ной. В нашей стране их вместимость достигает 100 ООО м³.

Принципинальная схема резервуара с плавающей кры­шей приведена на рисунке ниже.

Резервуар типа РВСПК 50000

1 - днище; 2 - стенка; 3 - катучая лестница; 4 - рельсовая дорожка; 5 - плавающая крыша; 6 - кольцо жесткости; 7 - шахтная лестница

Отличительной особенностью его конструкции явля­ется наличие колец жесткости и кольцевой площадки жесткости у верхнего пояса.

Резервуары с плавающей крышей рекомендуют при­менять в районах с нормативной снеговой нагрузкой до 1500 Па при условии, что температура хранимого про­дукта будет не выше 40 ºС и не ниже температуры его застывания.

В районах с более высокой снеговой нагрузкой на ре­зервуарах с плавающей крышей монтируют купольные крыши из алюминия (рисунок ниже). При этом плавающую крышу переоборудуют в понтон.

Резервуар с купольной крышей

1 - понтон; 2 - площадка для обслуживания направляющих; 3 - кольцевая площадка; 4 - направляющие; 5 - смотровой люк; 6 - световой люк; 7 - патрубок иротивоповоротного устройства; 8 - вентиляционные патрубки центральные; 9 - вентиляционные патрубки периферийные; 10 - лестница

Понтоны и плавающие крыши в крайнем нижнем положении опираются на стойки. Тем самым предотвра­щается их «прилипание» к днищу, а также обеспечива­ется возможность ведения диагностических и ремонтных работ внутри резервуаров. Высота стоек в процессе эксп­луатации должна быть такой, чтобы зазор между плава­ющей крышей (понтоном) и оборудованием, расположен­ным под ней, был не менее 100 мм. В ремонтном положе­нии отметка нижней точки плавающей крыши (понтона) должна превышать отметку окрайки днища не менее чем на 2 м.

Для предотвращения заклинивания понтонов и пла­вающих крыш при отклонении стенки резервуара от пра­вильной цилиндрической формы (при их неравномерной осадке, при появлении течи у некоторых коробов пон­тонного кольца и т.д.) диаметр плавающего покрытия принимают на 200-700 мм меньшим, чем диаметр резер­вуара. Образующийся при этом кольцевой зазор герме­тизируется с помощью уплотняющего затвора. К нему предъявляются следующие требования:

• высокая плотность прилегания к стенке;
• устойчивость к истиранию;
• работоспособность в широком интервале температур (от -40 до +80 ºС);
• химическая инертность по отношению к хранимому продукту;
• простота монтажа и эксплуатации.

Различают затворы жесткого и мягкого типа. Отли­чительной чертой жестких затворов (рисунок ниже) является использование в их конструкции башмака из тонколис­тового металла, скользящего по внутренней поверхности резервуара.

Схемы отечественных затворов жесткого типа

а - шторный; б - РУРП-1; 1 - стенка резервуара; 2 - метал­лическая полоса (башмак); 3 - короб понтона; 4 - бензостойкая газонепроницаемая лента (мембрана); 5 - направляющая; 6 - шарнирно-стержневая система; 7 - пружина; 8 - защит­ный щиток от атмосферных осадков (для плавающих крыш)

Башмаки, состыкованные друг с другом, образуют сплошное кольцо, которое прижимается к корпусу резер­вуара системой рычагов и пружин. Достоинствами затво­ров жесткого типа являются прочность, износоустойчи­вость, хорошая центрация плавающего покрытия в резер

вуаре, работоспособность при отрицательных температу­рах. Однако при некачественном монтаже стенки резерву­ара данные затворы недостаточно плотно прилегают к ней, а это приводит к повышенным потерям нефти и нефтепро­дуктов от испарения. Отечественными затворами жестко­го типа являются шторный, РУРП-1 и другие.

Затворы мягкого типа

Затворы мягкого типа (рисунок ниже) либо целиком изго­тавливаются из упругого материала, либо включают обо­лочку, заполненную каким-либо наполнителем. Цельно­упругими являются затворы петлевой (из бельтинга) и типа «язык» (из вспененного реакто- и термопласта), оболочен- ную конструкцию имеют мягкие затворы типов РУМ-1 (заполненный поролоном), РУМ-2 (заполненный пенопо­лиуретаном) и др. Их достоинством является хорошая гер­метизация зазоров, обусловленных несовершенством фор­мы стенки резервуаров. Однако мягкие затворы могут быть повреждены о поверхность сварных швов, грат и т.п.

Схемы отечественных затворов мягкого типа

а - петлевой; б - РУМ-1; в - РУМ-2; 1 - стенка резервуара; 2 - гибкий уплотнительный элемент из бельтинга; 3 - короб понтона; 4 - детали крепежа; 5 - подвеска; 6 - эластичный поролон; 7 - оболочка из прорезиненной ткани; 8 - эластичный пенополиуретан

В системе АК «Транснефть» в резервуарах РВСПК применяются только затворы жесткого типа, а в резер­вуарах РВСП - обоих типов.