Плавающая крыша – плавающая крыша резервуара — это… Что такое плавающая крыша резервуара?

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 м³), Иране (160 тысяч м³), Японии (200 тысяч м³).

www.mining-enc.ru

Проблемы плавающих крыш резервуаров ~ Как бывает в монтаже!!

         Для снижения потерь и выбросов вредных веществ в атмосферу предусматриваются различные конструкции крыш резервуаров:

— Стационарные крыши (сферические и конические)

— Плавающие (однодечные, двухдечные и поплавковые)

-Комбинированные  — сочетание стационарной кровли и плавающего под ней понтона.

           При эксплуатации отмечаются недостатки конструкций плавающих крыш, важным элементом которых является уплотнительный затвор. Он располагается по всей длине внешней окружности крыши и служит для герметизации места её контакта с внутренней поверхностью стенки. Плавающая крыша находится на поверхности хранимого продукта и имеет непосредственный контакт с окружающей средой. Вследствие этого она подвержена воздействию погодных явлений: дождь, снег и пыль могут проникать через уплотнительный затвор и загрязнять нефтепродукт. Существенные потери нефтепродукта от испарения обусловлены воздействием солнца  и недостаточной герметичностью

         Центральная часть крыши, диаметр которой может достигать белее шестидесяти метров, имеет малую жесткость, что сокращает срок её эксплуатации, т.к. воздействие ветровых нагрузок порождает возникновение низкочастотных колебаний и резонансных явлений. Это приводит к разрушению сварных швов и нарушению герметичности конструкций.

         В зимний период дополнительно возникает опасность заклинивания крыши на направляющих стойках и обрушения с последующим затоплением вследствие неравномерного распределения снеговой нагрузки и образования наледи с  неоднородным трением в уплотнительном затворе. Значительны и расходы, связанные с

       Серьезной проблемой является эксплуатация системы удаления атмосферных осадков с плавающей крыши резервуара. Принцип её работы схож с отводом воды с кровли жилых домов и осуществляется посредством «водослива», заборное устройство (воронка) которого располагается в центре крыши. Канал отвода жидкости находится внутри резервуара и представляет собой систему трубопроводов, соединенных между собой шарнирами, которая подвижна и осуществляет перемещение вдоль вертикальной оси вслед за плавающей крышей. Вероятность разгерметизации в результате выхода из строя шарнирных соединений, размораживания в зимний период и т.д. требует к данной системе повышенного внимания, а её обслуживание во время

       Ремонт на действующем резервуаре наружных элементов плавающей крыши представляет собой работу повышенной опасности , требующих разработки дополнительных мероприятий.

        Проведение капитального ремонта резервуара с полной заменой настила плавающей крыши не дает гарантированного положительного результата, так как не решает вопрос об исключении вышеперечисленных конструктивных недостатков.

        Одним из решений проблемы является замена плавающей крыши на стальную купольную с устройством алюминиевых понтонов. Это позволяет получить : высокий запас конструктивной устойчивости к большим снеговым  и ветровым нагрузкам, предотвращение загрязнения хранимого продукта от попадания атмосферных осадков и пыли; увеличение срока службы

montagni.blogspot.com

Конструктивные элементы резервуаров

Конструктивные элементы резервуаров, в соответствии со сложившейся у заводов-изготовителей терминологией, подразделяются на основные и комплектующие конструкции.

К основным конструктивным элементам резервуара относятся те конструкции, без наличия которых невозможно строительство резервуара заданного конструктивного исполнения с соблюдением комплекса требований по надежной и безопасной эксплуатации резервуара:

• стенка
• днище
• стационарная или плавающая крышка
• понтон
• лестницы, площадки, ограждения
• люки и патрубки

К комплектующим конструкциям относятся элементы, обеспечивающие выполнение дополнительных требований технологического проекта резервуара в части пожарной безопасности и удобства эксплуатации:

• молниеприемники и конструкции крепления заземления
• конструкции для обслуживания пеногенераторов
• кронштейны трубопроводов пожаротушения и орошения
• кронштейн уровнемера УДУ-10
• зумпф зачистки
• придонный очистной люк
• прочие конструкции по заданию Заказчика

Стенки резервуаров

«Самарский резервуарный завод» имеет необходимое технологическое оборудование для изготовления резервуаров методом рулонирования или полистовой сборкой. Полистовая сборка применяется для резервуаров с толщиной нижнего пояса стенки свыше 18 мм, а также, по требованию Заказчика, для резервуаров всех типоразмеров, при изготовлении резервуаров большой емкости и в случае отсутствия места на строительной площадке.

Для стенок полистовой сборки применяется прокат шириной от 1,8 м до 3 м и длиной до 12 м. Обработка кромок листов осуществляется механическим способом (фрезерованием) или плазменной резкой на машинах с программным управлением. Вальцовка листов производится на 3 и 4 валковых листогибочных машинах.

Стенки резервуаров объемом до 20000 м3 с толщиной нижнего пояса до 18 мм рекомендуется изготавливать методом рулонирования.

Полотнища стенок имеют прямоугольную форму с разбежкой заводских вертикальных стыков и прямолинейными начальной и конечной кромками, продольные швы в зоне этих кромок имеют недоваренные участки с подготовленной разделкой для сварки зубчатого монтажного стыка.

Зубчатый монтажный стык стенки образуется путем обрезки технологического припуска полотнища по длине, которая обычно составляет 150…300 мм.

Для обеспечения качественного формирования рулонов стенок резервуаров объемом свыше 5000 м³ применяются технологические надставки на начальной и конечной кромках.

Днища резервуаров

Днища резервуаров могут быть плоскими(для резервуаров до 1000 м³) или коническими с уклоном от центра или к центру. Рекомендуется принимать уклон днища от центра — это позволяет компенсировать возможную неравномерность осадок основания. Плоские днища состоят из листов одной толщины, конические днища имеют центральную часть и утолщенные кольцевые окрайки.

Изготовление плоских днищ и центральной части конических днищ при толщине металла до 7 мм осуществляется методом рулонирования, а при толщине от 8 мм и выше — методом полистовой сборки. Для улучшения геометрической формы днищ (уменьшения хлопунов, возникающих при прокатке листа и увеличивающихся от сварочных деформаций) рекомендуемая минимальная толщина днищ составляет 5 мм, включая 1 мм припуска на коррозию.

Стационарные крыши

Коническая оболочка

Стационарные крыши резервуаров объемом от 100 м3 до 100 м3 могут выполняться в виде гладких конических оболочек с углом конусности от 15° до 30°.

При толщине оболочки резервуара до 7 мм крыша изготавливается на заводе в виде рулонируемого полотнища. При толщине оболочки свыше 7 мм полотнище крыши собирается и сваривается двусторонними стыковыми швами на монтаже (с кантовкой полотнища).

Сферическая оболочка

Стационарные крыши в виде гладких сферических оболочек могут эффективно применяться для резервуаров объемом от 1000 м3 до 5000 м3 при толщине оболочки от 6 мм до 10 мм и отсутствии несущих элементов каркаса.

Сферические оболочки состоят из сваренных на заводе лепестков двоякой кривизны, собираемых на специальном кондукторе из вальцованных деталей.

Конические каркасные крыши

Конические каркасные крыши применяются для резервуаров объемом от 1000 м3 до 5000 м3.
Крыши состоят из изготовленных на заводе секторных каркасов, кольцевых элементов каркаса, центрального щита и рулонируемых полотнищ настила. Монтаж каркасов выполняется по мере разворачивания рулона стенки аналогично монтажу традиционных щитовых крыш.

После соединения

reservoir.ru

плавающая крыша резервуара — патент РФ 2264338

Изобретение относится к области тары для хранения нефти и нефтепродуктов, преимущественно к резервуарам с плавающей крышей. Плавающая крыша резервуара включает центральную часть с расположенными по ее периметру коробами понтонного кольца и оснащена, по меньшей мере, тремя сигнализаторами аварийности. Каждый сигнализатор аварийности выполнен в виде полого цилиндрического поплавка с автономной плавучестью, заполненного диэлектрической жидкостью, и снабжен внутри реостатом и скользящими по нему электрическими контактами. Электрические контакты через подвеску имеют жесткое соединение с плавающей крышей, а полый цилиндрический поплавок сигнализатора аварийности снабжен регулятором плавучести. Устройство повышает надежность работы за счет своевременного выявления аварийного положения плавающей крыши. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2264338

Настоящее изобретение относится к области тары для хранения нефти и нефтепродуктов, преимущественно к стальным цилиндрическим резервуарам с плавающей крышей (ПК) или понтоном, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известна ПК резервуара для хранения нефтепродуктов [1], содержащая центральную мембрану, периферийное понтонное кольцо с коробами, уплотняющий затвор с нагревательными элементами внутри. Нагревательные элементы затвора предотвращают примерзание затвора к стенке резервуара, тем самым предотвращают затопление и зависание ПК.

Однако такая ПК [1] ненадежна из-за возникновения аварийных ситуаций, в частности, заклинивания ПК из-за перекоса, вызванного нарушением герметичности коробов понтонного кольца. Перекос ПК может возникнуть и при неравномерном накоплении снега. Указанные недостатки устранены на ПК резервуара, снабженной сигнализаторами аварийности.

Наиболее близкой по конструктивному исполнению и достигаемому результату к заявляемому объекту, выбранная в качестве прототипа, является плавающая крыша резервуара [2], включающая центральную часть с расположенным по ее периметру коробами понтонного кольца и оснащенная сигнализатором аварийности в виде электроконтактного датчика давления, соединенного с колоколом, заглушенная сверху часть колокола соединена с датчиком посредством гибкой связи, а открытая нижняя часть установлена в коробах понтонного кольца крыши резервуара, при появлении в понтоне нефтепродукта в колоколе вытесняется воздух, при этом возрастает давление воздуха, которое преобразуется в электрический сигнал и передается на пульт управления.

Недостатком конструкции ПК является то, что она работает только при наличии нефти и нефтепродукта в коробах понтонного кольца, т.е. при нарушении герметичности и не работает при погружении (затоплении ПК при закачке резервуара) и зависании ПК (при откачке резервуара), вызванные случаями примерзания опорных стоек, чрезмерным накоплением атмосферных осадков, толстой наледи на стенке, а так же при перекосах крыши от неравномерного распределения снега при сохраненной герметичности коробов понтонного кольца.

Недостатком конструкции ПК прототипа [2] также является то, что требуется устанавливать приборы во всех коробах понтонного кольца и центральной части понтона.

Технической задачей разработанной плавающей крыши резервуара является повышение надежности работы за счет своевременного выявления аварийного положения, т.е. превышения проектного погружения плавающей крыши.

Поставленная техническая задача достигается тем, что плавающая крыша резервуара, включающая центральную часть с расположенными по ее периметру коробами понтонного кольца, и оснащенная, по меньшей мере, тремя сигнализаторами аварийности, в отличие от прототипа, каждый сигнализатор аварийности выполнен в виде полого цилиндрического поплавка с автономной плавучестью, заполненного диэлектрической жидкостью, и снабжен внутри реостатом и скользящими по нему электрическими контактами, причем, электрические контакты через подвеску имеют жесткое соединение с плавающей крышей, при этом полый цилиндрический поплавок сигнализатора аварийности снабжен регулятором плавучести.

В заявляемой ПК сигнализатор аварийности, в отличие от прототипа, можно устанавливать не только в коробах понтонного кольца, но и на центральной части ПК, причем количество сигнализаторов должно быть не менее трех и они должны располагаться в коробах понтонного кольца или же как можно ближе к ним, равномерно на одной окружности. Минимальное количество устанавливаемых сигнализаторов аварийности определяется из условия получения достоверной информации об изменениях проектного погружения (увеличение или уменьшение погружения, перекос) ПК. При перекосе ПК, т.е. при вращении ее вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр ПК, сигнализатор, расположенный на этой оси, может и не фиксировать незначительное изменение глубины погружения ПК, а остальные, минимум два сигнализатора аварийности, будут давать информацию на пульт управления о погружении части ПК с одной стороны и об уменьшении погружения противоположной стороны ПК.

Предлагаемая конструкция, в отличие от прототипа [2], может предупредить аварию от затопления, зависания и перекоса ПК, независимо от ее технического состояния, т.е. при герметичности, не герметичности коробов понтонного кольца и ПК в целом.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения и прототипа [2] показал, что согласно прототипу нарушение нормальной работы ПК резервуара будет фиксироваться только в том случае, если оно произойдет из-за нарушения герметичности коробов понтонного кольца и попадания нефтепродукта внутрь его.

По предлагаемому изобретению все указанные выше нарушения будут фиксироваться уже на самих начальных этапах, т.е. в начале увеличения или уменьшения погружения ПК, тем самым предупреждается аварийная ситуация эксплуатации ПК.

В отличие от прототипа [2], в предлагаемом изобретении возможна установка значительно меньшего числа сигнализаторов аварийности (минимум 3).В отличие от прототипа [2], сигнализатор аварийности может устанавливаться как в коробах понтонного кольца, так и на плоской центральной части ПК вблизи коробов понтонного кольца.

Кроме того в предлагаемом техническом решении используется отличный от прототипа [2] принцип сигнализатора аварийности. Если в прототипе сигнализатор аварийности реагирует только на поступление нефтепродукта внутрь коробов понтонного кольца и работает в результате повышения давления колпака, то в заявленном техническом решении сигнализатор аварийности реагирует на изменение погружения (плавучести) ПК, а изменение погружения последней в свою очередь вызывает изменение сопротивления в цепи сигнализатора аварийности ПК. Зависимость сопротивления в цепи сигнализатора аварийности от плавучести ПК позволяет контролировать техническое состояние ПК в целом. Например, увеличение сопротивления в цепи будет означать увеличение плавучести (всплытие) ПК, а уменьшение сопротивления — уменьшение плавучести (погружения) ПК. При случаях перекоса ПК один сигнализатор аварийности показывает уменьшение сопротивления, а другой, расположенный в противоположной стороне ПК, увеличение сопротивления в цепи.

Важным преимуществом изобретения по сравнению с прототипом [2] и имеющимися другими техническими решениями [1, 2, 3] является его простота и надежность. Использование предлагаемого изобретения позволяет постоянно контролировать изменение ватерлинии (глубины погружения ПК) от 0 до 450 мм, тем самым своевременно оценить техническое состояние ПК и предотвратить аварии, вызванные затоплением, зависанием, перекосом и другими причинами.

В процессе эксплуатации, т.е. закачки или откачки резервуара, ватерлиния ПК постоянно меняется и зависит от величины силы трения уплотняющего затвора о стенку, она также меняется при нарушениях герметичности коробов понтонного кольца и накоплении атмосферных осадков [3]. Согласно [3] проектное погружение ПК составляет 265 мм, но при нарушениях нормального режима работы ПК допускается ее максимальное погружение до 450 мм, т.е. ПК может погружаться выше проектной еще на 185 мм. Уменьшение погружения ПК на 265 мм, когда она перестает следовать за уровнем нефтепродукта, может произойти зависание ее в резервуаре.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фиг.1 изображен общий вид ПК в разрезе.

На фиг.2 представлен разрез сигнализатора аварийности ПК.

Плавающая крыша 1 (ПК1) состоит из центральной части 2, коробов понтонного кольца 3 с уплотняющим затвором 4, сигнализатора аварийности 5 и имеет проектную глубину погружения — ватерлинию 6.

Сигнализатор аварийности 5 ПК1 состоит из полого цилиндрического поплавка 7, заполненного диэлектрической жидкостью 8, камеры 9, регулятора плавучести 10; диэлектрической крышки 11. Внутри полого цилиндрического поплавка 7, в жестком соединении с ним расположен реостат 12 со скользящими контактами 13. Скользящие контакты 13 со своей регулируемой по высоте подвеской 14 жестко установлены при помощи гаек 15, 16 на фланце 17 патрубка ПК1. Сигнализатор аварийности 5 соединен с патрубком 18 ПК1 при помощи токопроводящего гибкого элемента 19 и болта-пробки 20, что образует замкнутую цепь для нормальной работы КСП (контрольно-самопишущего прибора). Фланец 17 патрубка 18 ПК1 снабжен клапаном 21.

Предлагаемая конструкция ПК1 работает следующим образом.

Для постоянного контроля за измерением ватерлинии 6 ПК1в патрубке ПК1 18 устанавливается сигнализатор аварийности 5. Перед началом эксплуатации скользящие контакты 13 при помощи регулируемой подвески 14 и гаек 15, 16 устанавливаются на ватерлинии 6 (проектного погружения ПК1) и жестко фиксируются на фланце 17 патрубка ПК. В дальнейшем скользящие контакты 13 плавают вместе с ПК1 и погружение их, как у последней (как было выше описано), может меняться в зависимости от условий эксплуатации и технического состояния ПК1. Например, если ПК1 имеет хорошее уплотнение уплотняющим затвором 4, то при закачке нефтепродукта скользящие контакты 13 могут оказаться ниже ватерлинии 6, но в допустимых пределах. А при случаях затопления или зависания ПК1 скользящие контакты 13 могут погружаться и всплывать над ватерлинией 6 соответственно на 185 и 265 мм.

Используя эти данные, на скользящие контакты 13 устанавливается полый цилиндрический поплавок 7 с регулятором плавучести 10 с соблюдением следующих требований: верхняя часть реостата 12 над ватерлинией 6 должна ровняться величине проектной глубины погружения ПК1 (265 мм), а нижняя часть под ватерлинией 6 — допустимому дополнительному погружению ПК1 (185 мм), а линия разделения верхней и нижней частей реостата 12, условно принятая началом отсчета КСП или «нуль» реостата, должна находиться на ватерлинии 6. Нахождение «нуля» реостата 12 на ватерлинии 6 достигается при помощи регулятора плавучести 10 полого цилиндрического поплавка 7.

Например: «нулевую » точку на реостате необходимо переместить вверх, для этого поворотом регулятора плавучести 10 в левую сторону увеличиваем объем камеры 9, т.е. увеличиваем плавучесть (всплытие) полого цилиндрического поплавка 7, тем самым добиваемся перемещения вверх «нулевой » точки реостата 12 до ватерлинии 6. Для перемещения «нулевой» точки реостата 12 вниз, до ватерлинии 6, регулятор плавучести 10 поворачиваем в обратную сторону.

При этих операциях выравнивание внутреннего давления камеры 9 осуществляется отворачиванием болта-пробки регулятора 20.

Поплавок 7 с регулятором плавучести 10, содержащий внутри себя реостат 12, имеет автономную плавучесть и, в отличие от скользящих контактов 13, имеет постоянное погружение, т.к. не зависит от условий эксплуатации ПК1 (атмосферные осадки, трение затвора и т.п.), поэтому нулевая точка реостата 12 всегда будет находиться на ватерлинии 6 ПК1, а скользящие контакты 13 в зависимости от изменения погружения ПК1 перемещаются на соответствующую величину погружения от нулевой точки вверх или вниз по реостату 12, что приводит к изменениям сопротивления в цепи и фиксируется на КСП.

Например, в процессе эксплуатации плавающей крыши 1 всплытие или погружение скользящих контактов 13, т.е. перемещение их от начальной точки отчета («нуля » реостата 12) вверх или вниз приведут к увеличению или уменьшению сопротивления в цепи и будут означать соответственно, в зависимости от величины показания КСП, увеличение плавучести (зависание) или погружения (затопление) ПК1. В случаях перекоса ПК1 один сигнализатор аварийности 5 показывает уменьшение сопротивления, а другой (расположенный в противоположной стороне плавающей крыши 1) — увеличение сопротивления в цепи. Таким образом, делаем вывод о соответствии изобретения критерию мировая новизна.

Использование предлагаемого изобретения позволяет постоянно следить за изменением ватерлинии 6 (плавучести) ПК1, тем самым косвенно не поднимаясь н

www.freepatent.ru