2.Общие сведения, классификация и назначение резервуаров.

Резервуарами называют сосуды, предназначенные для приёма, хранения, технологической обработки и отпуска нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, жидкого аммиака, технического спирта и других жидкостей.

В зависимости от положения в пространстве и геометрической формы резервуары делят на: вертикальные цилиндрические; горизонтальные цилиндрические; сферические; каплевидные; торовые; траншейные.

По расположению относительно планировочного уровня строительной площадки различают: надземные (на опорах); наземные; полузаглублённые и подземные резервуары.

Тип резервуаров выбирают в зависимости от свойств хранимой жидкости, режима эксплуатации, климатических особенностей района строительства.

Наибольшее удельное значение в числе хранимых жидкостей имеют нефть и продукты её переработки. Во время хранения происходит испарение и потеря наиболее летучих, самых ценных компонентов. Кроме прямых убытков это явление оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Потери нефтепродуктов происходят главным образом вследствие больших и малых дыханий резервуаров.

Малые дыхания возникают вследствие колебаний температуры нефтепродуктов и газовой смеси над их поверхностью (в газовой подушке), а также колебаний атмосферного давления. Когда давление в газовой подушке становится ниже атмосферного, в резервуаре образуется вакуум, что может привести к потере устойчивости корпуса. Во избежание этого предусматривают дыхательный клапан, через который атмосферный воздух попадает в резервуар. При повышении температуры увеличивается внутреннее давление и вместе с ним - опасность разрушения резервуара. Для защиты резервуара от разрыва предусматривают предохранительный клапан, через который газовоздушная смесь, наполненная парами хранимого продукта, выбрасывается в атмосферу. Чем ниже давление, при котором срабатывает клапан, тем больше потери хранимого продукта, но меньше стоимость резервуара вследствие простоты его конструкции и малой толщины стенки корпуса. Годовые потери от малых дыханий составляют в среднем 0,5  1% хранимого продукта.

Большие дыхания происходят при наполнении и при опорожнении резервуара. При опорожнении в резервуар засасывается атмосферный воздух, при наполнении воздух вместе с парами продукта выбрасывается в атмосферу. В среднем потери при заполнении резервуара бензином составляют в зимнее время 0,35 кг/м³ ёмкости, в летнее время – 0,55 кг/м³ ёмкости за один цикл. Определяющее влияние на потери при больших дыханиях имеет число циклов наполнения-опорожнения в год (оборачиваемость резервуара). Это число зависит от назначения нефтехранилищ (перевалочные или распределительные) и колеблется в пределах от 12 до 96 циклов в год.

Потери нефтепродуктов можно существенно снизить или даже совсем ликвидировать, увеличив расчётное избыточное давление в резервуаре или ликвидировав газовою подушку, отделив воздушное пространство от жидкости путём устройства плавающей крыши или понтона.

Для хранения сырой нефти с низки потенциалом бензина, отбензиненной нефти, керосина, дизельного топлива, мазута, и тёмных нефтепродуктов применяют резервуары, рассчитанные в газовом пространстве до 2 кПа. Для хранения бензина и сырой нефти с высоким потенциалом бензина применяют резервуары повышенного давления – до 70 кПа, или резервуары с плавающими крышами (понтонами).

Для хранения больших объёмов сжиженных газов применяют горизонтальные цилиндрические и сферические резервуары.

3. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления.

Вертикальные цилиндрические резервуары (рис.2.1) используют при избыточном давлении в паровоздушной зоне до 2 кПа и вакууме до 0,25 кПа.

Рис. 2.1. Фасад и разрез резервуара вместимостью 5000 м³.

Эти резервуары имеют плоские днища, изготовленные из стальных листов толщиной 46 мм, и стенки в виде ряда поясов, толщина которых увеличивается пропорционально росту давления жидкости по мере при­ближения к днищу. Тип крыши зависит как от вместимости резервуара, так и от величины внутреннего давления под крышей. На практике наибо­лее часто применяют конические, сферические и плавающие крыши. Ре­же используют висячие (шатровые), складчатые крыши.

Вместимость вертикальных цилиндрических резервуаров колеблется от 100 до 120000 м³ и увеличивается по мере разработки противопожар­ных мероприятий.

При определении оптимальных размеров резервуаров (высоты и диа­метра) за критерий оптимальности обычно принимают удельный расход стали, приходящийся на 1 м³ их полезного объема.

Суммарная масса резервуара складывается из масс днища, крыши и стенки. Она получается минимальной, если масса днища и крыши равна массе стенки.

В этом случае

, (2.1)

где - высота резервуара; - удельный вес хранимой жидкости, - расчетное сопротивление сварного шва; m = 0,8 - коэффициент условий работы, n - коэффициент надежности по нагрузке от гидро­статического давления жидкости; - сумма приведенных толщин кры­ши и днища, зависящих от объема резервуара (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Приведенные толщины для резервуаров

V, м3	2000	4000	8000	12000	16000	20000
, см	0,9	1,2	1,4	1,6	1,7	1,8

Более совершенным решением при оптимизации параметров резер­вуаров является решение на основе приведенных затрат по изготовлению и монтажу конструкций резервуаров. При оптимизации параметров ре­зервуаров по приведенным затратам высота резервуара несколько снижа­ется, а диаметр увеличивается по сравнению с оптимизацией по расходу металла.

При назначении высоты стенки и диаметра резервуара учитывают условие кратности высоты резервуара ширине листов, а длины окружно­сти - длине листов. Наиболее часто в резервуарах применяют листы размерами 1500 х 6000; 1800 х 8000; 2000 х 8000 мм, следовательно, вы­соту резервуаров следует принимать кратной 1490, 1790 или 1990 мм в за­висимости от принятого типоразмера листов, а длину окружно­сти - кратной соответственно 5990 или 7990 мм (с учетом строжки лис­тов). Разрешается принимать длину окружности, кратной половине длины листов.

Высота резервуаров, изготовляемых способом рулонирования, обыч­но не превышает 9 м при V 1500 м³,12 м при V 5000 м³ и 18 м при боль­ших объемах.