Резервуары.

резервуары - это сосуды для хранения нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, жидкого аммиака, кислот, технического спирта и так далее. Бывают цилиндрические (горизонтальные и вертикальные), сферические, каплевидные, траншейные и так далее; по расположению относительно земли: надземные на опорах, подземные, наземные, полузаглублённые, подводные. Могут быть постоянного и переменного объёма. Наиболее распространены цилиндрические резервуары. Резервуары со стационарной крышей являются сосудами низкого давления. В них хранятся нефтепродукты при малой их оборачиваемости (10 - 12 раз в год). В таких резервуарах при наполнении жидкостью образуется избыточное давление в паровоздушной зоне до 2 кПа, а при опорожнении образуется вакуум до 0,25 кПа. Для нефти и легко воспламеняющихся нефтепродуктов при большой оборачиваемости используют резервуары с плавающей крышей и понтоны. В них практически нет избыточного давления и вакуума. Резервуары повышенного давления до 30 кПа используют для длительного хранения нефтепродуктов оборачиваемостью не более 10 – 12 раз в год. Для хранения бензина с высокой упругостью паров используют каплевидные резервуары. Цилиндрические резервуары объемом 100 – 20 000 м³ используют для хранения легковоспламеняющихся жидкостей; объемом до 50 000 м³ - для горючих жидкостей (мазут). Они бывают, как правило, наземные.

Основные элементы: стенка, днище, крыша.

Эксплуатация оборудования состоит из арматуры (устройства для налива, замера, выпуска жидкости, предохранительных клапанов) и приспособлений для очистки и осмотра (лестницы, люки, лазы).

Резрвуаростроение заложил Шухов. Им были установлены оптимальные размеры вертикальных цилиндрических резервуаров. Резервуар со стенкой постоянной толщины имеет минимальную массу, если суммарная масса днища и покрытия вдвое больше массы стенки, а значение оптимальной высоты резервуара определяется по формуле:

,

∆ - сумма приведённых толщин днища и покрытия: .

В резервуарах большого объёма толщина стенки переменна по высоте. Масса такого резервуара минимальна, если суммарная масса днища и покрытия равна массе стенки:

,

Rωy – расчётное сопротивление металла стыковых сварных соединений растяжению, сжатию или изгибу по пределу текучести,

γ_ж – удельный вес жидкости в резервуаре (Н/м³),

n – коэффициент перегрузки гидростатического давления жидкости,

γ – коэффициент условия работы.

Резервуары объемом до 30 000 м³ изготавливают методом рулонирования. Высота резервуара с учётом размер стенда для изготовления рулонов h = 12 м при h_опт ≤ 14 м или h = h_опт, но не более 18 м, при h_опт>14 м. Высота корпуса кратна ширине стандартного листа (1400, 1500, 2000 мм). Для резервуаров объемом до 1000 м³ h/D = 0,25 – 1 и до 10 000 м³ h/D = 0,2 – 0,5.

Газгольдеры переменного объёма.

Газгольдеры переменного объёма – сосуды для хранения и смешивания газов. Их включают в газовую сеть между источниками газа и его потребителями. Они регулируют потребление газа, применяются на металлугческих, коксохимических, газовых заводах в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. В городском хозяйстве применяются для хранения природного и искусственного газа. Газгольдеры переменного объёма бывают:

1. мокрые

2. сухие

Газгольдеры переменного объёма называются газгольдерами постоянного низкого давления, так как давление газа в них не превышает 4 – 5 кПа. Типовые мокрые газгольдеры имеют вместимость от 100 до 30 000 м³, состоят из вертикального цилиндрического резервуара, наполненного водой, одного или нескольких промежуточных звеньев (телескопов), колокола и направляющих.

Через дно резервуара под колокол подводят газопроводы для подачи и расходования газов. При наполнении газгольдера газом, колокол поднимается, зачерпывая воду из резервуара своим жёлобом, захватывает им вертикальный жёлоб телескопа, после чего колокол с телескопами поднимается до своего верхнего положения. Для уравновешивания внутреннего давления газа масса подвижных звеньев бывает недостаточной. Для этого применяют бетонные грузы, расположенные по периметру крыши колокола, а также чугунные грузы, уложенные по периметру нижней части колокола. Газгольдеры должны использовать молниеотводы. Плавность и бесперебойность движения колокола и телескопа обеспечивается направляющими и роликами. Для оболочки резервуара и подвижных звеньев с расчётной температурой ниже -30°С применяют сталь ВСт 3 сп5, до -30°С - ВСт 3 пс6. Для прочих элементов - ВСт 3 кп2.

Сухие газгольдеры применяют, когда хранимые газы имеют высокую концентрацию до 90.9 % и выше и не допускают увлажнения (этилен, пропилен) V = 10 – 600 000 м³. Конструкция состоит из цилиндрической оболочки с плоским днищем, находящимся на песчаной подушке. Кровля сферическая толщиной 3 мм. Листы крепятся к каркасу радиально. Каркас из гнутых швеллеров. Внутри размещена конструкция в виде шайбы, перемещающейся под давлением газа, как поршень. Шайба имеет каркас и наружную обшивку из листовой стали.

Стенки корпуса сухого газгольдера рассчитывают как цилиндрическую оболочку от избыточного внутреннего давления газа на растяжение. Расчётная толщина стенки оказывается незначительной, поэтому толщину стенки принимают конструктивно 5 мм. так как конструкция корпуса получается тонкостенной его проверяют на устойчивость при отсутствии газа и наличии вакуума. в этом случае от действия веса корпуса и покрытия с оборудованием, веса снега на кровли, а также от полезной нагрузки в корпусе возникает продольные меридиональные напряжения:

,

G – сумма всех поперечных нагрузок,

r₂ – радиус по внутренней стороне резервуара,

t – толщина стенки резервуара.

Критические напряжения от этих нагрузок.