4.25.04 Газгольдеры

^{Газгольдер – это сооружение, которое состоит из ёмкости для хранения искусственных или природных газов и вспомогательного оборудования для регулирования параметров и технологических режимов их хранения. В мировой практике газгольдеры существуют давно. В последние годы их развитие было обусловлено расширениям объемов производства газовой и химической промышленности, необходимостью хранения как сырья, так и продукции переработки. Сегодня объемы газгольдеров значительно увеличились. Например, в США работают газгольдеры объемом 566000 м3 , Бельгии – 100000 м3 , Франции – 225000 м3, ФРГ – 50000-75000 м3.}

^{Классификация газгольдеров}

^{Современные газгольдеры классифицируются по параметрам хранимого газа, и по конструкции (рис.):}

^{I класс – газгольдеры низкого давления, с переменным объемом рабочего пространства (рабочее давление 0,07 МПа);}

^{II класс – газгольдеры высокого давления с постоянным объемом рабочего пространства и рабочим давлением от 0,07 до 3 МПа.}

^{Классы газгольдеров разделяют на группы и типы. Так, газгольдеры І класса по принципу работы и конструкции разделены на две группы: мокрые и сухие. Каждая группа, в свою очередь, различается конструкцией отдельных элементов на два типа: мокрые газгольдеры с вертикальными и винтовыми направляющими; сухие газгольдеры поршневого типа и с гибкой секцией. Газгольдеры ІІ класса - газгольдеры высокого давления, также делятся на цилиндрические со сферическими днищами и сферические (шаровые). Цилиндрические газгольдеры высокого давления делятся по способу их установки на вертикальные и горизонтальные.}

Конструкции мокрых газгольдеров

^{Мокрые газгольдеры по конструктивным признакам бывают с вертикальными и винтовыми направляющими. Они представляют собой сооружение, которое состоит из вертикального резервуара (неподвижное звено) и нескольких промежуточных подвижных звеньев, телескопично вставленных одно в другое. Последнее звено называется колоколом и имеет сферическую кровлю.}

^{Резервуар заполняется водой и служит гидравлическим уплотнением. Газгольдеры объемом до 6000 м3 изготовляют однозвенными, а свыше 6000 м3 – двух, трех и т.д. Герметичность мест соединения подвижных звеньев газгольдера достигается за счет оборудования гидравлического затвора, представляющего собой два кольцевых желоба, которые входят в зацепление при перемещении звеньев.}

Рис. Классификация газгольдеров

^{В зависимости от количества подвижных звеньев газгольдеры могут быть:}

^{- однозвенными (резервуар + колокол);}

^{- двухзвенными и т.д.}

^{При подаче газа в газгольдер по трубопроводам, проложенным под днищем резервуара, колокол поднимается, увеличивая тем самым объем газового пространства.}

^{В газгольдере с вертикальными направляющими, последние предотвращают перекосы при движении колокола и телескопов, а также воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на боковую поверхность газгольдера и от косо-симметричной снеговой нагрузки на покрытии колокола, каждое звено оборудовано внешними и внутренними роликами, которые передают боковые нагрузки на систему направляющих.}

^{Нижней неподвижной частью газгольдера является стальной или железобетонный резервуар. Конструкция стального резервуара мокрого газгольдера в отличие от обычных вертикальных резервуаров имеет особенности, которые заключаются в том, что по верхнему краю стенки корпуса идет кольцевая площадка, которая одновременно выполняет роль кольца жесткости.}

^{Железобетонный резервуар газгольдера имеет некоторые преимущества перед стальным: малый расход металла, меньшие эксплуатационные затраты и затраты на подогрев воды в зимний период.}

^{Телескоп многозвенного газгольдера представляет собой полый металлический цилиндр, корпус которого также состоит из каркаса и оболочки толщиной 3-4 мм.}

^{Давление в мокрых газгольдерах зависит от массы его подвижных звеньев. Для создания в газгольдерах заданного рабочего давления применяют специальные пригрузки колокола, состоящие из бетонных и чугунных грузов.}

^{Некоторые преимущества по сравнению с газгольдерами с вертикальными направляющими имеют газгольдеры с винтовыми направляющими.}

^{Отличается эта конструкция от газгольдеров с вертикальными направляющими схемой поднятия и опускания подвижных звеньев. При подъеме каждое последующее звено как бы вывинчивается из предыдущего, а при спуске – ввинчивается (рис. )}

^{Стальные резервуары для нефти и нефтепродуктов}

^{Нефть состоит на 82-87% из углерода, на 12-18% из водорода, 13% - из кислорода, 1,7% - из азота и др. Основную массу нефти составляет углерод. Содержимое сернистых соединений колеблется в пределах от 0,1 до 5,5%.}

^{Нефть и нефтепродукты имеют специфические свойства, которые существенно влияют на организацию процесса их хранения. Основными физическими свойствами нефти и нефтепродуктов, которые нужно учитывать при наливе, сливе, хранении и выполнении других операций на нефтебазах, - это пожаро-, взрывобезопастность, токсичность, вязкость, способность к электризации, плотность, испаряемость. Высокая испаряемость большинства сортов сырой нефти и светлых нефтепродуктов приводит к значительным потерям при их хранении в стальных резервуарах, причем эти потери бывают как количественные, так и качественные, поскольку испаряются главным образом наиболее легкие и ценные фракции горючего. При хранении в резервуарах на нефтепродукты оказывают влияние атмосферные условия. Так, вследствие суточных изменений температуры и атмосферного давления происходят потери от малых "дыханий", т.е. паровоздушная смесь при повышении давления в газовом пространстве через дыхательный клапан выдавливается в атмосферу.}

^{Потери от малых "дыханий" в резервуарах зависят от объема газового пространства и расчетного избыточного давления. Чем меньший объем газового пространства и большее расчетное избыточное давление, тем будут меньшие потери от малых "дыханий".}

^{Кроме малых "дыханий" существуют большие "дыхания" резервуаров, которые дают значительный процент потерь. Потери от больших "дыханий" происходят вследствие вытеснения паровоздушной смеси при заполнении и опорожнении резервуара. Потери от больших "дыханий" при заполнении резервуара бензином в летнее время приблизительно составляют 0,55 кг/м3 , а в зимнее время - 0,35 кг/м3. Потери от больших "дыханий" при сливе 0,1 кг/м3.}

^{Основными путями уменьшения потерь нефтепродуктов при их хранении в стальных резервуарах следует считать:}

^{хранение летучих нефтепродуктов в резервуарах с плавающей крышей или понтоном;}

^{обеспечение отвода из резервуаров паровоздушной смеси, которая вытесняется, по трубопроводу в специальный газосборник - резервуар с "дыхательной" крышей или газгольдер, т.е. сооружение системы для улавливания паров нефти или нефтепродуктов;}

^{хранение нефтепродуктов в подземных резервуарах и резервуарах специальной конструкции (каплевидных, со сферическим покрытием, шаровых);}

^{хранение нефтепродуктов в резервуарах большой емкости, для которых удельные потери будут меньшими. Так, при увеличении объемов резервуаров потери нефтепродуктов уменьшаются:}

^{установление дисков-отражателей под дыхательным клапаном внутри резервуара, с помощью которых изменяется направление воздуха, из вертикального на горизонтальное.}

^{Стальные эксплуатационные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов разнообразны по конструкции, назначению, технологическим параметрам, размещению резервуаров (наземные, подземные), форме (вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические, сфероцилиндрические, траншейные, каплевидные).}

^{В зависимости от величины рабочего давления в газовом пространстве они классифицируются на: резервуары без давления, низкого давления до 0,002 МПа и повышенного давления до 0,07 МПа; по конструкции покрытия: со стационарным покрытием и плавающей крышей.}

^{Наиболее распространенный тип резервуаров - вертикальные цилиндрические, которые в свою очередь делятся на резервуары с коническим щитовым покрытием, со сферическим покрытием обеих типов, с понтоном, с плавающей крышей, с "дыхательной" крышей, с "безмоментной" кровлей, со сфероцилиндрическим или торосферическим покрытием.}

^{Стальные резервуары в Украине большей частью сооружаются объемом от 75 до 3000 м.3 . Разработаны опытные конструкции резервуаров объемом 30000 и 100000 м3 с понтоном и плавающей крышей.}

Объем резервуаров, м3	200	400	1000	2000	5000	10000
Годовые потери. %	5,75	5,0	4,25	3,75	3,25	2,75

^{В зарубежной практике цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов отличаются большим количеством типоразмеров и объемов. Например, в США резервуаров, объемом от 27 до 9000 м3 – 98 типов, а от 10000 до 30000 еще 39 типов. Меньше всего типов резервуаров в Франции, Италии, Германии.}

^{С 60-х годов в зарубежных странах начали строительство резервуаров объемом 100000 г и больше. Эти уникальные резервуары для хранения сырой нефти имеются в США, Японии, Голландии, Германии, Франции, Венесуэле, Иране, Саудовской Аравии. Большие нефтяные резервуары сооружены в Венесуэле – объемом 150000 м3 и в Иране - 160000 м3. В Нидерландах в большом порту Юропорт построено 10 резервуаров объемом по 100000 г для хранения нефти. Высота таких резервуаров достигает 22 м, а диаметр 78 м. В Японии сооружена группа резервуаров объемом 150000 м3 высотой 22 м и толщиной стенки 42 мм.}

^{Система нефтепродуктообеспечения - ведущее звено топливно-энергетического комплекса Украины, имеет разветвленную сеть и объединяет областные, территориальные, городские и районные предприятия по поставке нефтепродуктов. В состав этих предприятий входят нефтебазы (НБ) и автозаправочные станции (АЗС).}

^{Современные нефтебазы - сложные инженерно-технические комплексы, которые включают резервуарные парки, трубопроводы, насосные станции, сливные-наливные эстакады, причалы, электроподстанции, складские помещения и сооружения, которые связаны между собой технологическими процессами и должны обеспечивать прием, хранение и снабжение потребителей нефтью и нефтепродуктами.}

^{Нефтебазы делятся на две группы. К первой принадлежат нефтебазы, которые являются самостоятельными предприятиями, товарно-сырьевые парки нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, нефтепромыслов, резервуарные парки, насосные станции магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Ко второй - нефтебазы, которые входят в состав промышленных, транспортных, энергетических сельскохозяйственных и других предприятий.}

^{Нефтебазы первой группы разделяют на категории и подкатегории в зависимости от объема резервуаров (табл. ).}

^{Таблица Категории нефтебаз в зависимости от объема резервуаров}

Категория нефтебазы	Подкатегория нефтебазы	Емкость по подкатегориям, м3
І	І - а І - б	Свыше 300000 Свыше 100000 до 300000 включительно
II	II -а ІІ-б	Свыше 50000 до 100000 включительно Свыше 20000 до 50000 включительно
	ІІІ-а	Свыше 10000 до 20000 включительно
III	Ш-б	Свыше 2000 до 10000 включительно
	Ш-в	До 2000 включительно

^{Рассмотрим предельные объемы нефтебаз (составов) второй группы: По виду операций нефтебазы (НБ) разделяют на перевалочные, распределительные и перевалочно-распределительные; по способу снабжения - на водные (морские или речные), железнодорожные, трубопроводные и те, которые получают нефтепродукты автотранспортом.}

^{Перевалочные нефтебазы предназначены для перегрузки нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой. Распределительные нефтебазы предназначены для снабжения потребителей нефтепродуктами непосредственно или через автозаправочные станции.}

^{Перевалочно-распределительные нефтебазы выполняют обе функции одновременно. Призаводские нефтебазы предназначены для приема и подготовки сырья (нефти и нефтепродуктов) к переработке на нефтехимических или нефтеперерабатывающих заводах, а также для хранения и отпуска продуктов переработки на перевалочные и распределительные нефтебазы. Призаводские нефтебазы размещаются на территории перерабатывающих предприятий и имеют общее с ними энергетическое хозяйство, систему водоснабжения и промышленной канализации.}

^{Операции, которые проводятся на нефтебазах, разделяют на основные и вспомогательные.}

^{К основным операциям относятся: прием нефти и нефтепродуктов из магистральных или распределительных трубопроводов, нефтеналивных кораблей и барж, железнодорожных цистерн и другого транспорта, хранение в резервуарах и таре; перегрузка нефти и нефтепродуктов большими партиями с одного вида транспорта на другой, а также отгрузка их непосредственно потребителю через сеть филиалов и автозаправочных станций.}

^{Вспомогательные операции - это подогревание вяжущей и застывающей нефти и нефтепродуктов, их очистка и обезвоживание, смешивание масел и топлива для восстановления их качеств, регенерация отработанных масел; очистка промышленных стоков, которые имеют в своем составе нефть, ремонт и изготовления тары и прочее.}

^{Понятие о коэффициенте обеспечения емкостями. Эффективность и надежность работы нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности, системы нефтепродуктообеспечения зависит от многих факторов. Определяющим среди них является резервуарная обеспеченность, которая характеризуется коэффициентом резервуарной обеспеченности (Р) и определяет ритмичность работы системы добыча - переработка - транспорт – потребление}

^{где V - объем товарного парка по каждому виду нефтепродуктов или нефти в целом;}

^Q_г ^{- объем годового производства нефтепродуктов или добычи нефти.}

^{В последние годы состоялись большие изменения в резервуарной обеспеченности во многих странах мира. США, Япония, Франция, ФРГ имеют высокие показатели таких коэффициентов, соответственно 0,28; 0,32; 0,24; 0,63 м3/т.}

^{В странах СНГ хотя и возросли темпы и объемы строительства резервуарных парков, однако они значительно ниже необходимых объемов. Так, коэффициенты резервуарной обеспеченности на НПЗ составляют лишь 0,015 - 0,05, а количество суток запаса сырья и продукции переработки колеблется в пределах 1,92-17,0.}