ПАЛИВОЗАПРАВНІ КОМПЛЕКСИ ТА СИСТЕМИ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ			УКЛАДАЧІ

РОЗДІЛ 1. АВІАЦІЙНІ ПАЛИВОЗАПРАВНІ КОМПЛЕКСИ

1.1. Резервуари для зберігання нафтопродуктів

Класифікація резервуарів та вимоги до них

За способом розміщення резервуари поділяються на наземні та підземні.

За значенням надлишкового тиску розрізняють резервуари низького (p_о≤0,002МПа) і високого тиску (p_о≥0,002-0,007МПа). У резервуарах низького тиску зберігають пальне, оливи та спеціальні рідини. Резервуари високого тиску призначені для зберігання рідин за температури до +120°С.

За конструкцією резервуари поділяють на вертикальні зі стаціонарним та плавальним дахом, краплеподібні, сферичні, горизонтальні.

За матеріалом, з якого виготовлені, розрізняють сталеві, залізобетонні, із синтетичних матеріалів, льодогрунтові, шахтні із бутобетону. На рис. 1.1 представлені резервуари сталеві вертикальні.

Рис. 1.1. Резервуари на складі зберігання палива

Для зберігання кондиційності і зменшення втрат нафтопродуктів до резервуарів висуваються такі вимоги:

1) наявність необхідного обладнання залежно від нафтопродукту, який зберігається;

2) регулювання дихальної апаратури залежно від проєктного тиску резервуарів;

3) наявність технологічної карти, в якій указують висотний трафарет, максимальний рівень наповнення, мінімальний залишок, допустиму максимальну продуктивність наповнення і спорожнення, максимальну температуру нагрівання;

4) повна герметизація горловин;

5) наявність обладнання, що забезпечує зрошення резервуара в спекотну пору року, та теплоізоляції в разі розташування резервуара в районах з низькою температурою навколишнього середовища;

6) заповнення резервуарів продуктом у зонах можливого затоплення під час паводку. Наявність якірних пристроїв для запобігання підняттю резервуарів під дією виштовхувальної сили під час повеней;

7) наявність пристроїв, що забезпечують верхній забір палива;

8) антикорозійне покриття внутрішньої поверхні резервуарів має бути паливо- та водостійким;

9) наявність приладу для відведення статичної електрики;

10) фарбування поверхонь наземних резервуарів у світлі кольори;

11) наявність пристроїв, що запобігають надлишковому наповненню резервуара нафтопродуктом;

12) наявність обладнання для експлуатації резервуара за низьких температур.

Резервуар з плавальним дахом
	Призначення
	Плавальні дахи (рис. 1.2) застосовуються в резервуарах без стаціонарного даху в районах з нормативним сніговим навантаженням до 1,5 кПа. Однодекові плавальні дахи (рис. 1.3, а) складаються з листової мембрани в рулонах або в листах і кільцевих коробів, розташованих по периметру. Для відведення зливових (дощових) вод з поверхні даху мембрана даху нахилена до центру, де встановлюється водовідведення гнучкого або шарнірного типу з огороджувальним пристроєм і зворотним клапаном.
Рис. 1.2. Вигляд зверху резервуара з плавальним дахом

Бак з плаваючим дахом. Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=kUZ80sc7nqI3

Зворотний клапан дозволяє відводити зливові води за межі резервуара і запобігає потраплянню продукту на поверхню даху резервуара. Нахил даху резервуара досягається завантаженням центральної частини поверхні.

Однодекові плавальні дахи застосовують для резервуарів діаметром не більше ніж 50 м і в районах будівництва, де швидкість вітру не перевищує 100 км/годину. За великих діаметрів і більшої швидкості вітру виникають значні динамічні навантаження на мембрану даху, які можуть спричинити її пошкодження.

Рис.1.3. Конструкція плавального даху: а – однодековий плавальний дах;

б – дводековий плавальний дах: 1 – поплавок; 2 – мембрана; 3 – водовідвід; 4 – стінка резервуара; 5 – днище резервуара

	Бак з плаваючим дахом у розрізі Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=_e38H0Pcfvk

резервуар з понтоном

Резервуари з понтонами мають простішу конструкцію, ніж резервуари з плавальним дахом. Вони простіші в експлуатації, особливо в районах з низькими температурами і великими снігопадами.

У резервуарах часто застосовують понтони з полімерних матеріалів. Для відокремлення вільної поверхні нафтопродукту від газоповітряного простору використовують верхній і нижній килим, виготовлені з поліамідної плівки зварюванням струмом високої частоти. Для ущільнення між стінкою резервуара і кільцем жорсткості встановлюють засувку з гумової тканини. Плавучість понтона забезпечують розміщені по всьому периметру поплавки. Понтон збирають у резервуарі з готових вузлів.

Для резервуарів зі щитовим дахом і центральним стояком використовують неметалеві понтони типу «колесо», що складаються зі сталевого кільця і центрального патрубка, з'єднаних арматурною сталлю. Кільце схоже на колесо шириною 0,8–1 м. Всередині патрубка пропускають центральний стояк резервуара. Простір між кільцем і патрубком перекривають оболонкою з гумової тканини.

Для резервуарів зі сферичним дахом використовують понтони типу «килим». У цьому випадку центральний патрубок не використовують.

На рис. 1.4 зображена детальна будова резервуара з понтоном. Понтон переміщується у вертикальній площині по напрямній, що розташована в центрі резервуара і виконує функцію колони. Крім того, її використовують, щоб вимірювати рівень палива і брати проби. Понтон має кільцеву зовнішню і центральну секції, до яких приєднано лист з легкого металу, який вкриває дзеркало нафтопродукту. Між стояком і центральною секцією понтона є ущільнення з технічної тканини – бельтингу. Вздовж зовнішнього діаметра понтона також розміщують ущільнення, виготовлені з бельтингу (рис. 1.5.). Бельтинг фіксують по периметру. Щоб понтон не опустився на дно, у резервуарі використовують стояки. Конструкція понтона розбірна.

Рис. 1.4. Будова резервуара з понтоном

Детальна будова понтона в резервуарі

Рис. 1.5. Будова щиткового ущільнювального затвору

Периферійні клапани даху. Аеродинамічно розраховані, зі знімними, захищаючими від дощу ковпаками, встановлені скраю фіксованого даху резервуара для поліпшеної циркуляції повітря. Один клапан площею 0,2 м² встановлюється кожні 3 м довжини кола резервуара не менше чотирьох на резервуар. Обладнаний ґратами від птахів. Розрахований на доведення до максимуму циркуляції повітря. Може бути використаний як інспекційний люк.

Центральний клапан. Встановлюється на даху резервуара, щоб сприяти природному конвекційному потоку повітря через резервуар. Горловина може також служити малярним штирем або штирем для монтажу риштування. Обладнаний ґратами від птахів.

переливний клапан. Стандартний, розміром 152 мм×1,219 мм (пропускною спроможністю 5.000 барелів за годину), з ґратами від птахів і ковпаком від дощу. Встановлюється в стінці резервуара для забезпечення циркуляції повітря і обмеження верхнього рівня рідини в резервуарі. Коли використовується, замінює один периферійний клапан даху. Ця або якась інша форма контролю верхнього рівня рідини обов’язково рекомендується.

Люк-лаз. Квадратний, розміром 914×914 мм, сталевий люк на петлях, з кришкою, що запирається та знімається, встановлюється на зовнішньому фіксованому даху для легкого доступу до покриття. Може бути з пробовідбірним люком на поверхні.

Заземлювальний трос. Троси з нержавіючої сталі діаметром 3,18 мм забезпечують з'єднання покриття фіксованого даху, щоб запобігти накопиченню зарядів статичної електрики. Встановлювана кількість варіює залежно від діаметра резервуара. Мінімум два на резервуар. Висока міцність і корозійна стійкість забезпечують тривалий термін служби.

антиротаційний трос. Трос з нержавіючої сталі діаметром 6,35 мм, що проходить через ущільнювальний патрубок у пластині обода. Прикріплюється вертикально до дна резервуара і виконує функцію напрямного пристрою, що не допускає обертання покрівлі. Гнучкість троса дозволяє покриттю уникати заклинювання в корпусі біля троса.

	Вентиляційний клапан для скидання тиску Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=FwCWuoUX1Qk

Конструкції вертикальних циліндричних резервуарів
	Для зберігання нафтопродуктів існує велика кількість конструкцій. Вид резервуара обирається залежно від кліматичних умов розташування складу для зберігання нафтопродуктів та їх фізико-хімічних властивостей. На рис. 1.6 зображено резервуар з конічною покрівлею, а на рис. 1.7 – із сферичною.
Рис. 1.6. Циліндричний зварний сталевий резервуар з конічною покрівлею і шахтовими сходами

Резервуари з конічною покрівлею розраховані на певне навантаження (табл.1.1).

Таблиця 1.1
Навантаження на резервуари з конічною покрівлею
Тиск у газовому просторі резервуару, мм вод. ст.	200
Допустимий вакуум, мм вод. ст.	25
Снігове навантаження, кгс/м^2	100
Навантаження від термоізоляції покрівлі, кгс/м^2	45
Швидкісний натиск вітру, кгс/м^2	30-35

Конструкції вертикальних циліндричних резервуарів
	Резервуари зі сферичною покрівлею мають місткість від 10 до 50 тис. м3. Вони призначені для зберігання рідини з густиною до 0,9 кг/м3 і можуть споруджуватися в районах з сейсмічністю до 7 балів і розрахунковою температурою не нижче ніж мінус 40° С. Резервуари зі сферичною покрівлею розраховані на таке навантаження (табл.1.2).
Рис. 1.7. Циліндричний зварний сталевий резервуар зі сферичною покрівлею і гвинтовими сходами

Таблиця 1.2
Навантаження на резервуари зі сферичною покрівлею
Тиск у газовому просторі резервуара, мм вод. ст.	200
Допустимий вакуум, мм вод. ст.	40
Снігове навантаження, кгс/м^2	100
Швидкісний натиск вітру, кгс/м^2	55

Місткості для зберігання зріджених газів

Рис. 1.8. Кульовий резервуар: 1 – вузол дихання; 2 – поплавковий покажчик рівня; 3 – суміщений вузол (шлюзова камера) для замірювання рівня; 4 – запірна арматура; 5 – приймальний і роздавальний патрубки; 6 – дренажний кран

Для зберігання нафтопродуктів з високим тиском насиченої пари і зріджених газів використовують резервуари, що працюють під надмірним тиском (рис. 1.8), у кульових резервуарах установлений такий тиск: 0,25; 0,6; 1,0 і 1,8 МПа. Якщо тиск менше ніж 0,2 МПа, кульові резервуари застосовувати не економічно.

Наземні резервуари, призначені для зберігання пропану, бутану і їх сумішей, розраховуються на робочий тиск, що дорівнює тиску насиченої пари зрідженого газу за максимальної температури повітря в літній час, але не вище ніж плюс 50° С. Підземні резервуари розраховуються на робочий тиск, відповідний тиску насиченої пари зрідженого газу за максимальної температури ґрунту в літній час, але не вище ніж плюс 25°С.

Циліндричні горизонтальні резервуари виготовляють об'ємом 10, 12, 25, 50 і 175 м³. Кульові резервуари застосовують переважно для зберігання бутану. Для виготовлення кульових резервуарів витрачається менше металу на одиницю об'єму. Наприклад, кульовий резервуар об'ємом 600 м³ з товщиною стінки 22 мм і діаметром 10,5 м, розрахований на робочий тиск 6 кгс/см³, важить 70 т.

	Кульові резервуари Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=oXJ1xNGTef0

Всі відмикаючі пристрої на надземних резервуарах розташовуються безпосередньо біля штуцерів. У підземних резервуарах відмикаючі пристрої, а також запобіжні клапани і контрольно-вимірювальні прилади мають знаходитися вище за рівень землі.

Внутрішній діаметр штуцерів для манометрів, відбирань проб газу і рівневимірних трубок не має перевищувати 3 мм. Такий діаметр отвору сприяє розпиленню струменя рідини і в разі поломки манометра або вентиля дає змогу швидко ліквідовувати несправність.

а – укладення сталевого днища на подушку з чистого піску в поліетиленовому піддоні

б – укладення сталевого днища на комбіновану подушку з просоченого бітумом і чистого піску в поліетиленовому піддоні

в – укладення сталевого днища на подушку в поліетиленовому піддоні

Рис. 1.9. Комплексна схема організації подвійного днища на піддон з поліетилену високої щільності: 1 - станція контролю параметрів системи катодного захисту; 2 - стінка резервуара; 3 - зварювальний шов; 4 - мідно-сульфатний або цинковий електрод порівняння; 5 - дно резервуара; 6 - резервуар; 7 - до станції контролю параметрів катодного захисту; 8 - подушка з промитого піску; 9 - кріплення поліетиленового піддона; 10 - патрубок для визначення витоків; 11 - магнієві протектори стрічкового типу для захисту від корозії; 12 - піддон з поліетилену високої щільності з товщиною стінки 2 мм; 13 - нахил 25,4 мм/3,05 м; 14 - бетонний кільцевий фундамент; 15 - бронзовий кульковий кран прохідним діаметром 38 мм; 16 - шар просоченого бітумом піску; 17 - бетонна подушка; 18 - канавки з нахилом від центру до периферії

Детектування можливих витоків у резервуарах

Рис. 1.10. Армована залізобетонна плита з радіальними пазами (канавками) для виявлення витікань: 1 – днище резервуара; 2 – радіальні канавки (пази); 3 – стінка резервуара; 4 – дренаж; 5 – залізобетонна плита з забезпеченням герметичності від протікань; 6 – палі (за необхідності)

Рис. 1.11. Подвійне сталеве днище з пристроєм виявлення витоку по периметру резервуара: 1 – дротова (арматурна) сітка; 2 – решітки чи профілі (структурні); 3 - край герметизації первинного днища; 4 – муфта труби при дренажі; 5, 6 - опорне кільце днища (суцільне); 7 – катодний захист

Детектування витоків у резервуарах можливе за використання однієї з наведених конструкцій резервуарів (рис. 1.10 – 1.14)

Рис. 1.12. Конструкції вертикальних циліндричних резервуарів: 1 - захисний дах; 2 - зовнішня стінка; 3 - датчики сигналізації витоку у товщі бетону або сталевого каркаса між днищами; 4 - внутрішнє днище; 5 - датчики сигналізації протікань; 6 - зовнішнє днище

Рис. 1.13. Схема детектування можливих витоків із простору між двома сталевими днищами: а - вигляд зверху; б - розріз; 1 - площина малюнка; 2 - підкладковий лист; 3 - кільцевий елемент; 4 - корпус резервуара; 5 - донні листи; 6 - лист із канавками для насадки, за допомогою яких визначається витік; 7 - вимірник вакууму і надлишкового тиску на 914 мм рт. ст. /207 кпа; 8 - бронзовий кран прохідним діаметром 38 мм; 9 - муфта бронзова 38 мм на тиск 20,7 МПа; 10 - підкладковий лист товщиною 11 мм; 11 - кільце товщиною 6,25 мм; 12 - перше днище товщиною 6,25 мм; 13 - зварена сітка WіxіOіmm №8; 14 - друге днище товщиною 6,25 мм; 15 - піщане засипання; 16 - гравійне засипання

Градуювання резервуарів об’ємним способом

На кожен резервуар, що перебуває в експлуатації, має бути технічна документація, що містить градуювальну таблицю, яка є основним документом для оперативного визначення кількості прийнятого, відпущеного пально-мастильного матеріалу (ПММ) та кількості того, який зберігається. Таблиця складається за результатами обмірювання резервуара з інтервалом в 1 см і дозволяє визначати кількість ПММ за висотою рівня нафтопродуктів у місткості. Усі резервуари підлягають первинній і періодичній перевіркам. Міжперевірковий інтервал для резервуарів встановлюється залежно від їх призначення, але не більше ніж 5 років.

Існують два методи перевірки резервуарів – об’ємний і геометричний.

Метод перевірки обирають залежно від розмірів, форм, розміщення, призначення резервуара і його економічної доцільності. У разі підземного розміщення резервуара геометричний метод не використовується. Обмірювати резервуари і складати градуювальні таблиці можна тільки відповідно підготовленим кваліфікованим інженерно-технічним працівникам.

а)	б)
Рис. 1.14. Установки для об’ємного методу градуювання резервуарів: а - схема з використанням зразкових мірників і зразкового рівнеміра: 1 – градуйований резервуар; 2 – мірники; 3, 4 – крани; 5 – рівнемір; 6 – насос; 7 - резервуар з водою; 8 - розширювач струменя рідини; 9 - лінія подачі води; б - схема з використанням зразкового лічильника рідини і зразкового рівнеміра: 1 - градуйований резервуар; 2 - рівнемір; 3 - триходовий кран; 4 - лічильник; 5 - насос; 6 - резервуар з водою; 7 - розширювач струменя рідини; 8 - обхідна лінія; 9 - лінія подачі води

За об’ємного методу градуювання резервуарів проводять вимірювання об’єму рідини, поданої в резервуар, і її рівня рідини (висоту наповнення) після подачі кожної або кількох доз. За цього методу градуювання використовують зразкові мірники і зразковий рівнемір (рис. 1.14, а) або зразковий лічильник рідини і зразковий рівнемір (рис. 1.14, б). Зокрема, зразковий рівнемір типу УО-12 з межею вимірювання 0-12 м і похибкою ± 2 мм; зразкові мірники 2-го розряду місткістю 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 л і похибкою ± 0,1%, ДСТУ 4218 і ДСТУ 4147; лічильники рідини з режимом роботи 1,6-16 м³/год і похибкою ± 0,5%; термометр з ціною поділки 1^оС і межею вимірювання 0-50^оС, насос з витратою не більш ніж 30 м³/год, який оснащено лініями приймання і подачі з кранами; розширювач струменя рідини з магнітним наконечником.

Під час визначення місткості і градуювання мають бути дотримані такі умови:

– вміст шкідливих випарів і газів не має перевищувати встановлених санітарних норм (ДСН 3.3.6.042-99); – чистота внутрішніх поверхонь резервуара має відповідати вимогам ДСТУ 4454:2005; – температура робочого середовища в засобах визначення місткості і градуювання резервуара не має відрізнятися більше ніж на ± 5оС; – усередині резервуара має бути атмосферний тиск; – освітлення всередині резервуара (місцеве) – 200 лк.

Цих умов треба дотримуватися і під час визначення місткості і градуювання резервуарів геометричним методом.

	Крім того, використовуючи об’ємний метод, слід дотримуватися таких умов:
– робоче середовище має відповідати вимогам (ДСН 3.3.6.042-99) – за допомогою зразкових мірників можна отримати дозу рідини в такому об’ємі, який буде достатнім для підняття рівня води в резервуарі на 10-40 мм; – лічильник рідини має працювати в номінальному режимі; – висоту наповнення слід вимірювати в межах від 10 до 40 мм.

Перед проведенням градуювання слід:

– заземлити корпус електродвигуна насоса; – підвести освітлення з напругою, безпечною для проведення робіт як усередині резервуара, так і ззовні; – перевірити стан внутрішньої порожнини резервуара, що знаходиться в експлуатації або після ремонту, і переконатися в тому, що в резервуарі немає продукту, він промитий, а його стінки чисті; – приготувати засоби вимірювання і допоміжні пристрої; – підвести воду і наповнити допоміжний резервуар; – перевірити робочий стан насоса; – встановити мірники над горловиною градуйованого резервуара; – підключити до мірників подачу води від насоса або водопроводу; – опустити в резервуар розширювач струменя води і прикріпити його приблизно на висоті 0,5 діаметра резервуара, наприклад, з допомогою магнітних наконечників; – встановити рівнемір на горловині резервуара.

Об’ємний метод з використанням зразкових мірників і зразкового рівнеміра застосовують так: воду із резервуара 7 (рис. 14, а) насосом 6 подають у мірники 2, регулюють режим потоку кранами 3. Потім, зупинивши подачу води (після наповнення мірників), зливають із мірників у градуйований резервуар дозу, вимірюють рівень води в ньому і підраховують за мірниками об’єм дози, що надійшла в резервуар. У такому ж порядку подають другу, третю і наступні дози з одночасним вимірюванням рівня і об’єму води. Резервуар наповнюють до рівня, що відповідає його номінальній місткості. Результати вимірювання записують у журнал (табл.1.3).

Таблиця 1.3
Градуювальна таблиця
Висота наповнення, см	Об’єм продукту, м^3	Об’єм 1 мм висоти наповнення, м^3
1 2	0,019 0,053	0,0034
. . .	. . .	. . .
106	18,91	0,016
. . .	. . .	. . .
259 260	50,34 50,41	0,007

Об’ємний метод з використанням лічильника рідини і взірцевого рівнеміра (рис. 15, б) застосовують так: воду із резервуара 6 за допомогою насоса подають через напірну лінію, лічильник 4, клапан 3 і обхідну лінію 8 в резервуар 6. У напірній лінії встановлений прохідний кран, з допомогою якого лічильник 4 виводять на робочий режим роботи. Коли він досягне номінальної витрати, триходовий клапан 3 переключають і направляють потік через лінію подачі 9 у градуйований резервуар 1. Вода в резервуар надходить без переливання. При цьому рівень і об’єм води, що надійшла вимірюють одночасно. Наповнюють резервуар до рівня його номінальної місткості. Результати вимірювання записують в журнал (табл.1.1).

Питання для самоконтролю

1. Дайте загальне визначення поняття «паливозаправні комплекси (ПЗК)». 2. Які висуваються сучасні вимоги до ПЗК? 3. Класифікація резервуарів для зберігання нафтопродуктів та вимоги до них. 4 Призначення, загальна будова та застосування резервуару з плавальним дахом. 5. Призначення, загальна будова та застосування резервуару з понтоном. 6. Призначення, загальна будова вертикальних циліндричних резервуарів. 7. Призначення, загальна будова кульового резервуару. 8. Основні методики градуювання резервуарів.

Попередня тема

На початок

Наступна тема