Меню

Резервуар с плавающий крышами



Плавающая крыша резервуара

ПЛАВАЮЩАЯ КРЫША РЕЗЕРВУАРА (а. floating roof of the tank; н. Tankschwimmdach; ф. toit flottant d’un reservoir; и. techo pulmon del tanque, cubierta flotante de deposito, cubierta flotante de reservorio) — предназначена для снижения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения из вертикальных цилиндрических резервуаров без стационарной крыши.

Различают дисковую (чашеобразную), понтонную (однослойную) и двухслойную плавающую крышу резервуара. Дисковая плавающая крыша резервуара состоит из металлического листа с вертикальным бортом по периметру (рис. 1, а). Устойчивость формы такой плавающей крыши резервуара достигается установкой ряда жёстких связей. Понтонная плавающая крыша резервуара (рис. 1, б) имеет кольцевой понтон, разделённый переборками на герметические отсеки, и плоское днище, прикреплённое к нижнему краю (т.н. плавающая крыша резервуара с нижним настилом) или к верхнему краю (плавающая крыша резервуара с верхним настилом) внутреннего обвода понтона. Для повышения плавучести понтонные плавающие крыши резервуаров могут сооружаться с центральным понтоном или с равномерно разделёнными поплавками. Двухслойная плавающая крыша резервуара (рис. 1, в) имеет верхний и нижний настил, пространство между которыми разделено кольцевыми и радиальными перегородками на отсеки, обеспечивающие большую теплоизоляцию жидкости, высокую плавучесть и жёсткость конструкции плавающей крыши резервуара.

Для исключения заклинивания от неравномерной нагрузки (снега, ветра), деформаций корпуса резервуара и др. между плавающей крышей резервуара и стенкой резервуара делается кольцевой зазор от 100 до 500 мм. Плавающие крыши резервуаров оборудуются дренажной системой для удаления дождевой воды, дыхательными клапанами для выпуска воздуха и паров продукта из-под плавающей крыши на начальной стадии заполнения резервуара; подвижной лестницей, люками-лазами для вентиляции резервуара, замерными люками, опорными стойками и уплотняющим затвором, располагаемым по периметру крыши. По конструкции уплотняющие затворы бывают металлическими и мягкими с жидкостными, воздушными или сыпучими наполнителями (рис. 2 и рис. 3).

Недостатки плавающей крыши резервуара — возможность загрязнения продукта атмосферными осадками, примерзание уплотняющего затвора к стенке резервуара, преимущество — меньшие потери продукта от испарения по сравнению с резервуарами со стационарной крышей или с понтонами. Эффективность плавающей крыши резервуара зависит от конструкции уплотняющего затвора и коэффициента оборачиваемости резервуара.

Впервые дисковые плавающие крыши резервуара стали применяться в США с 1922, понтонные с 1928. Наиболее крупные резервуары с плавающей крышей построены в ФРГ (121 тысяч м 3 ), Иране (160 тысяч м 3 ), Японии (200 тысяч м 3 ).

Источник

Резервуары с плавающей крышей

Корпус резервуаров с плавающей крышей (рис. 3.6) представляет собой обычную цилиндрическую оболочку, рассчитанную на гидростатическое давление столба нефтепродукта (см. расчет цилиндрических вертикальных «атмосферных» резервуаров).

В настоящее время существуют плавающие крыши двух типов: 1) двойная понтонная крыша, состоящая из ряда герметических отсеков, обеспечивающих непотопляемость при нарушении герметичности понтона.

Верхний настил крыши понижается к центру для отвода воды, а нижний, наоборот, повышается к центру для сбора паров;

2) одинарная крыша с центральным диском из стальных листов, по периферии которого располагается кольцевой понтон, разделенный радиальными переборками на герметические отсеки, препятствующие потоплению крыши при течи. Благодаря малому весу и простоте конструкции крыши второго типа получили наиболее распространение.

Рис. 3.6. Резервуар с плавающей крышей.

а — план верхнего настила плавающей крыши; б — план ребер жесткости нижнего настила плавающей крыши; е — план днища резервуара;

1 — плавающая крыша;

2 — затвор; 3 — кронштейны затвора; 4 — ребра жесткости; 5 — опорные стойки; в—бал-кон; 7 — подвижная лестница; 8 — неподвижная лестница.

Для предупреждения заклинивания вследствие неровностей стенок резервуара или неравномерной осадки плавающая крыша имеет диаметр на 200 — 400 мм меньше диаметра резервуара. Зазор между крышей и стенками резервуара уплотняют затворами специальных конструкций для обеспечения герметичности при переходе крыши через сварные стыки и неровности поверхности резервуара. Эффективность работы плавающих крыш в значительной степени зависит от надежности уплотняющих затворов, которые должны быть непрерывными и обеспечивать постоянный контакт с корпусом резервуара. В настоящее время наибольшее распространение получили затворы шторный (щелевой) и линейный (контактный). На рис. 3.7, а представлена одна из отечественных конструкций щелевого затвора, состоящего из дюралюминиевой ленты 2, бензостойкой газонепроницаемой ленты 4, соединяющей ленту 2 с контуром 3 и тем самым герметизируя зазор. Дополнительная герметизация обеспечивается лентой 5 из такой же ткани. При помощи направляющей 6, шарнирно-стержневых систем 7 и пружины 8 затвор плотно прилегает к стенке резервуара 1. На рис. 3.7, б показан петлеобразный затвор из прорезиненного бельтинга. Затвор состоит из кольцевой петлеобразной шины 3, которая прикреплена к понтону крыши 2 и соприкасается с корпусом резервуара 1.

Читайте также:  Изоляция печных труб через крышу

Для спуска на плавающую крышу в любом ее положении предусмотрена лестница, которая одним концом опирается через шарнир на верхнюю площадку наружной лестницы, а другим перемещается горизонтально по рельсам, уложенным на плавающей крыше.

Отвод статического электричества осуществляется медным проводом, присоединяющим лестницу к корпусу резервуара. Корпус резервуара заземлен при помощи четырех стальных труб, соединенных между собой стальной лентой. Отбор пробы производится из перфорированной трубы диаметром 325 мм. Труба предохраняет крышу от поворотов при движении и одновременно является направляющей. Уровень замеряют прибором УДУ-5 через специальный люк в плавающей крыше.

Для удаления с плавающей крыши дождевой воды предусмотрено водоспускное устройство, представляющее собой шарнирную систему из стальных труб и гибкого шланга. Чтобы при откачке нефтепродукта из резервуара в нижнем положении крыши не образовался вакуум, а также газовая подушка при закачке нефтепродукта, предусмотрен специальный дыхательный клапан.

В нижнем положении плавающая крыша опирается на стойки из труб. Стойки закреплены в коробах днища плавающей крыши и при движении перемещаются вместе с ней.

Наряду с резервуарами с плавающими крышами широкое распространение получили резервуары со стационарными крышами и понтонами (металлическими или из полимерных материалов). Уплотнение кольцевого зазора между корпусом резервуара и понтоном осуществляется с помощью петлеобразного затвора из бензостойкого материала (см. рис. 3.7, б). Преимущества резервуара с понтоном — простота конструкции, лучшие условия эксплуатации (особенно в районах с отрицательной температурой воздуха и снегопадами), возможность монтажа мелкими секциями по габаритам, не превышающим диаметр люка, что позволяет устанавливать понтоны в бывших в эксплуатации резервуарах и др.

Эффективность плавающих понтонов намного возрастет при использовании полимерных материалов вместо металла. В первых образцах понтонов, разработанных в институте НИИ Транснефть, были использованы винипластовые трубы (для каркаса) и полиамидная пленка ПК-4 для настила. Уплотнение понтона осуществляется с помощью петлеобразного затвора.

Конструкция понтона разборная, что позволяет изготовлять понтон по частям в заводских условиях и затем монтировать внутри резервуара. Размеры отдельных узлов не превышают диаметра нижнего люка резервуара. Благодаря этому понтонами из полимерных материалов могут быть оборудованы все эксплуатируемые «атмосферные» резервуары. Широкое внедрение понтонов из синтетических материалов позволит резко снизить капитальные расходы, что повысит их экономичность. Как показал опыт эксплуатации понтонов из полимерных материалов, на их прочность весьма отрицательно влияют содержащиеся в нефтепродуктах ароматические углеводороды и по этой причине в некоторых зарубежных странах (США, Франция, Англия) пластмассовые материалы заменяются алюминием. Так, в США созданы конструкции понтонов, в которых сочетаются пластмассовые и алюминиевые материалы. В одной из конструкций поплавки изготовлены из пенопласта, мембрана из алюминия, а затвор из неопрена.

Выбор конструкции резервуаров с плавающей крышей или понтоном производится с учетом условий эксплуатации, а также в результате технико-экономического расчета.

Читайте также:  Схемы мансардных крыш для бани

Источник

Версия для печати

410076, г. Саратов, ул. Орджоникидзе, 123
телефон: 8-800-555-17-74

Резервуары с плавающей крышей

Для нормальной эксплуатации резервуара плавающая крыша оборудуется дренажным и направляющим противоповоротным устройствами, катучей лестницей, опорными стойками, уплотнителем и другими устройствами (рис. 1).

Дренажное устройство является одним из основных конструктивных узлов резервуаров с плавающей крышей и предназначено для отвода в канализацию дождевых и талых вод с поверхности крыши. В центре плавающей крыши 3 устанавливается ливнеприёмник 5, к которому присоединена дренажная система (рис. 2).

Рис. 1 Резервуар с плавающей крышей:

1 – приемо-раздаточный патрубок с хлопушкой; 2 – запасной трос хлопушки; 3 – кольца жесткости; 4 – стенка резервуара; 5 – кольцевая площадка жесткости; 6 – огневой предохранитель; 7 – трубопровод раствора пены; 8 – опорные стойки плавающей крыши; 9 – водоприемник атмосферных осадков; 10 – сухопровод орошения стенки резервуара; 11 – плавающая крыша; 12 – опорная ферма; 13 – катучая лестница; 14 – бортик удерживания пены; 15 – опорная ферма; 16 – периферийный кольцевой понтон плавающей крыши; 17 – уплотнитель (затвор) плавающей крыши;18 – переходная площадка; 19 – шахтная лестница; 20 – трубчатая направляющая плавающей крыши; 21 – дренажная система; 22 – днище резервуара

Рис. 2. Дренажная система плавающей крыши: 1 – патрубок; 2 – задвижка; 3 – крыша; 4 – труба; 6 – поплавок; 7 – водоотводящий коллектор

Поплавок служит для уменьшения осевого усилия на трубы водоспуска при подъеме и опускании плавающей крыши. Водоотводящий коллектор монтируется на стойках, привариваемых к днищу резервуара, и заканчивается патрубком с запорной задвижкой. При эксплуатации резервуара задвижка должна быть закрыта. Она открывается только при выпадении осадков.

Дренажные системы бывают трех типов конструкций: гибкие, выполненные из прочного толстостенного рукава, изготовленного на основе синтетического каучука; жесткие, состоящие из стальных труб, соединенных между собой сальниковыми шарнирами; комбинированные, изготовленные из стальных труб с гибкими сочленениями. Водоспуски гибкой конструкции очень удобны для монтажа, но недолговечны при эксплуатации.

В местах прохода стойки через понтонные короба устанавливаются направляющие ролики, ограничивающие минимум смещения крыши, и резиновые уплотнения – для герметизации оставшегося зазора между стойкой и патрубком крыши. В соответствии с Инструкцией по проектированию стальных резервуаров рекомендуется при наличии двух направляющих располагать их диаметрально противоположно – у шахтной и катучей лестниц. Доступ на плавающую крышу осуществляется с наружной стороны резервуара через шахтную лестницу, переход и катучую лестницу (см. рис. 1). Верхний конец катучей лестницы шарнирно опирается на площадку, закрепленную на стенке резервуара. Нижний конец, снабженный катком, по мере подъема или опускания плавающей крыши передвигается по рельсовому пути, уложенному на опорной ферме, прикрепленной к настилу плавающей крыши. Ступени, катучей лестницы независимо от угла наклона ее от вертикали остаются горизонтальными.

Плавающая крыша не имеет жестких связей с корпусом (стенкой и днищем) резервуара и как самостоятельный элемент работает (поднимается и опускается) при изменении уровня жидкости в резервуаре. Ее верхнее положение фиксируется максимальным уровнем жидкости, который должен быть на 600 мм ниже верха стенки. Нижнее положение плавающей крыши фиксируется опорными стойками, прикрепленными к крыше. Стойки трубчатого сечения диаметром 89 мм располагаются по концентрическим окружностям (для резервуара вместимостью 50 тыс. м 3 РВС-50000 м 3 устанавливается 152 стойки). Высота стоек переменна. Стойки, расположенные вблизи стенок резервуара, имеют высоту 1,8 м. Уменьшение высоты стоек в центральной части крыши обеспечивает ее уклон 1:100. Зазор между плавающей крышей и днищем резервуара необходим для размещения оборудования, обеспечения закачки нефти в резервуар без удара струи в вертикальную стенку понтонного кольца крыши, проведения монтажных и ремонтных работ. Между плавающей крышей и стенкой резервуара всегда остается зазор – кольцевое пространство, которое у резервуаров диаметром до 61 м обычно не должно превышать 200 мм, а у резервуаров большего диаметра – 300 мм. Уплотнение кольцевого пространства между стенкой и крышей резервуара осуществляется затвором, являющимся одним из основных узлов конструкции плавающей крыши.

Читайте также:  Отливы для крыши водосточная система

Основные, требования к затворам следующие: непроницаемость для продукта и его паров; износостойкость; холодо- и теплостойкость; устойчивость к воздействию атмосферных осадков и прямых солнечных лучей; наличие минимального газового пространства; бензо — и коррозионностойкость; пожаробезопасность; простота, сборки и монтажа; надежность эксплуатации.

Уплотняющие затворы подразделяются по виду на линейные или щелевые и по конструкции – на механические и мягкие.

Затворы с механическим прижимным устройством снабжены элементом (обычно металлическим листом), который скользит по поверхности стенок резервуара, оказывая давление, необходимое для создания уплотнения. Плотный прижим листа к стенке резервуара осуществляется различными способами: подвесным рычажным устройством с пружиной и без нее; собственным весом; листовой или спиральной пружиной.

Затворы с подвесным рычажным устройством (затворы Виггинса) широко используются в Англии, США, Германии, Японии и России для резервуаров вместимостью 50-100 тыс. м 3 (РВС-50000 м 3 — РВС-100000 м 3 ) и более. Существенными недостатками этих типов затворов являются; наличие значительного газового пространства над нефтепродуктом и неудобство обслуживания при эксплуатации (см. рис. 3).

Рис. 3 Уплотняющий затвор

Для резервуаров от РВС-10000 м 3 до РВС-50000 м 3 применяются затворы, в которых скользящий элемент прижимается под действием собственного веса. Затвор состоит из отдельных сегментов, наклонной поверхностью опирающихся на коническую обрамляющую полосу понтона плавающей крыши. Под действием своей массы сегменты скользят по поверхности понтона до прижатия уплотнения к стенке резервуара. Во Франции разработан и успешно применяется затвор с подвеской скользящего элемента на кронштейне и прижатием его пружиной. Конструкция прижимного устройства металлического скользящего элемента со спиральной пружиной применяется в Германии, Англии, Дании и других странах. Достоинством таких затворов является простота конструкции, недостатком – меньшая надежность в эксплуатации.

Высокая амортизационная способность, прочность, стойкость к воздействию продукта и атмосферных осадков являются преимуществом затворов с мягким уплотнением, представляющим эластичные резинотканевые оболочки, наполненные жидкостью, сжатым воздухом, сыпучим зернистым материалом или эластичным пенополеуретаном.

В последние годы в качестве наполнителя оболочек используют эластичные пенополеуретаны.

Рис. 4 Механические уплотнения с подвесным рычагом и пружиной: 1 – 12 – конструкции (1 — 4, 7 — 12 – США, 5 – Франция, 6 – Германия)

В резервуарах отечественной конструкции используют следующие типы затворов: ЦНИИПСК, РУРП-1, РУМ-1. Затворы ЦНИИПСК имеют рычажную систему прижатия уплотнения к стенке резервуара. Система приводится в действие грузами, расположенными над понтонным кольцом крыши. Вертикальный лист уплотнения прикрепляется к элементам, скользящим по стенке резервуара. Между стенкой резервуара и вертикальным листом имеется зазор, величина которого при плотном прилегании затвора составляет 10-30 мм. Для защиты затвора от атмосферных осадков применяется покрытие из резинотканевого материала.

Затвор РУРП-1 состоит из тонких стальных листов, закрепленных на шарнирных рычажных подвесках, спиральных пружин и кольцевой эластичной мембраны, выполненной из резинотканевого материала. Мембрана служит для герметизации кольцевого пространства между стальными листами и стенкой понтонного кольца. Над уплотняющим затвором установлены защитные металлические козырьки для предохранения уплотнения от атмосферных осадков.

В затворе РУМ-1 каждая секция подвешивается на шарнирных кронштейнах, которые крепятся к плавающей крыше. Секция уплотнения состоит из гибкого металлического штампованного каркаса, к которому с двух сторон болтами крепятся взаимозаменяемые оболочки уплотнения с пенополиуретановыми блоками. Для защиты затвора от атмосферных осадков используются козырьки, опирающиеся на стенку резервуара.

Источник