Вертикальные и горизонтальные емкости

Резервуары предназначены для накопления, кратковременного хранения и учета нефти. Группу сосредоточенных в одном месте нефтяных резервуаров называют резервуарным парком [2].

Резервуары классифицируются по следующим характеристикам:

- по назначению;

- расположению;

- материалу, из которого они изготовлены.

По назначению нефтяные резервуары подразделяются:

- на сырьевые;

- технологические;

- товарные.

Сырьевые резервуары предназначены для хранения обводненной нефти. В технологических резервуарах осуществляется предварительный сброс пластовой воды. Товарные резервуары используются для хранения обезвоженной и обессоленной нефти.

Резервуарный парк, содержащий товарные резервуары, называется товарным парком.

По расположению нефтяные резервуары подразделяют:

- на надземные;

- подземные;

- полуподземные.

По материалу, из которого они изготовлены, нефтяные резервуары разделяют на металлические и железобетонные. Обычно наземные резервуары – металлические, а подземные и полуподземные – железобетонные. На нефтяных месторождениях наибольшее распространение получили надземные стальные вертикальные цилиндрические резервуары.

Вертикальные цилиндрические стальные резервуары типа РВС представляют собой сварную конструкцию из стальных листов толщиной от 4 до 14 мм. Наиболее распространенные размеры листов: 1000х2000 мм и 1250х2500 мм при толщине стенки 4 мм и 1500х6000 мм при толщине стенки больше 4 мм.

Основные элементы вертикального стального резервуара - днище, корпус и крыша. Днище резервуара сварное из листов толщиной до 5 мм, расположено на фундаменте в виде песчаной подушки и имеет уклон от центра к периферии, равный 2%. Уклон днища необходим для стока и удаления отделившейся в резервуаре пластовой воды. Вокруг фундамента для отвода ливневых вод устраивают кювет с уклоном в сторону канализации.

Корпус резервуара изготовляют в виде поясов, которые могут соединяться между собой тремя способами: ступенчатым, телескопическим и встык. Толщина поясов или одинакова по высоте, или возрастает к низу.

Крыши вертикальных стальных резервуаров бывают трех типов:

- плоские;

- конические;

- сферические.

Резервуары с плоскими и коническими крышами рассчитаны на избыточное давление в газовом пространстве 2000 Па и вакуум 250 Па, а резервуары со сферической крышей рассчитаны на избыточное давление в газовом пространстве 0,02 МПа и вакуум 0,002 МПа.

Резервуары с плоскими крышами имеют наименьшее газовое пространство, поэтому в них меньшие потери нефти от испарения, что обеспечило широкое их использование на нефтяных месторождениях. Крышу резервуара собирают из крупноразмерных щитов заводского изготовления. Щиты представляют собой каркас из двутавров и швеллеров, к которым приварен листовой настил толщиной 2,5 мм. В середине резервуара щиты опираются на центральную стойку. Технологическая характеристика вертикальных стальных резервуаров приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Резервуары вертикальные стальные

Выбор типа резервуара, его внутренней оснащенности, противокоррозионного покрытия, способа монтажа обосновывается проектом в зависимости от емкости, назначения, климатических условий, характеристики сред, а также с учетом максимального снижения потерь.

Каждый резервуар должен быть оснащен:

- дыхательными клапанами,

- предохранительны­ми клапанами,

- огнепреградителями,

- уровнемерами,

- пробоотборниками,

- сигнализаторами уровня,

- манометрами,

- устройствами для предотвращения слива (хлопушками),

- противопожарным оборудованием,

- оборудованием для подогрева (при необходимости),

- приемо-раздаточными патрубками,

- зачистным патрубком,

- вентиляци­онными патрубками,

- люками (люк световой, люк замерный).

Устройство, взаимное расположение и расстояния между отдельными резервуарами и группами должны соответствовать требованиям СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы».

Каждый резервуар должен быть огражден сплошным земляным валом, рассчитанным на гидростатическое давление разлившейся из резервуара жидкости. Территория между резервуаром и обвалованием называется каре.

На рис. 2.1 изображен цилиндрический вертикальный резервуар. Рассмотрим установленное на нем оборудование (рис. 2.2) и его назначение.

Распределители жидкости входящего потока в РВС. Если требуется добиться наилучшей эффективности, необходимо обеспечить распределение нефти по всей площади поперечного сечения резервуара. Плохое распределение жидкости приводит к короткому гидравлическому циклу и увеличенной приведенной скорости нефти, что снижает возможность осаждения водных частиц. Количество отводных трубок зависит от диаметра емкости, подходящая скорость составляет порядка 0,2 – 0,3 м/с.

На рис. 2.3 представлены три типа распределителя.

Верхний световой люк (рис. 2.4) служит для проветривания во время ремонта, зачистки резервуара, а также для подъема хлопушек и шарнирных труб при обрыве рабочего троса.

Замерный люк(рис. 2.5.)служит для замера уровня нефтепродукта и подтоварной воды в резервуаре, а также для отбора проб при помощи пробоотборника.

Дыхательный клапан (рис. 2.6) применяется в резервуарах для хранения светлых нефтепродуктов и сырой нефти. В процессе эксплуатации резервуаров, содержащих светлые нефтепродукты, сырую нефть и дизельное топливо, происходит “дыхание” резервуара. При повышении температуры окружающей среды давление в газовом пространстве повышается, и часть газа из емкости должна быть выведена. При понижении температуры давление понижается, и для предупреждения образования вакуума в емкость должен быть введен газ или воздух. Такой обмен называют “малым дыханием” резервуара.

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

Огнепреградители, или заградители пламени (рис. 2.7), предохраняют резервуар от проникновения внутрь него огня и искр через дыхательные и предохранительные клапаны. Огнепреградители представляют собой фольговую кассету, состоящую из гофрированных и плоских алюминиевых лент, свитых в спираль и образующих ряд параллельных клапанов. Огневые преградители обычно монтируются под дыхательным клапаном.

Рис. 2.2. Трубопроводная обвязка резервуара

Рис. 2.3. Распределители жидкости:

1 – ромашка; 2 – продольный разрез трубы пополам; 3 – перевёрнутый

полутрубный

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

Рис. 2.5. Люк замерный

Рис. 2.6. Непромерзающий механический дыхательный клапан:

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

Подогреватели(рис. 2.8) служат для подогрева темных нефтепродуктов и масел некоторых сортов, вязкость которых при хранении в резервуарах по разным причинам увеличивается настолько, что перекачка их по трубопроводам без подогрева не представляется возможной.

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

С помощью подогревателей продукты перед выводом подогреваются для уменьшения вязкости до заданного значения.

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

Рис. 2.8. Схема установки трубчатого подогревателя

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