Сварные вертикальные резервуары

Резервуары служат для хранения , технологической обработки и отпуска жидкостей ( нефти, нефтепродуктов, спирта, кислот, сжиженных газов и др.).

В зависимости от положения в пространстве и геометрической формы различают вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические, сферические, каплевидные, торовые, траншейные резервуары. Тип резервуаров выбирают в зависимости от свойств продуктов, режимов эксплуатации, климатических особенностей района строительства.

Ввиду существенных различий в свойствах хранимых жидкостей различают резервуары низкого, повышенного и высокого давлений. В резервуарах низкого давления с внутренним давлением до 2 КПа и допускающих вакуум (разрежение) 250 Па хранят жидкости с низкой упругостью паров: керосин, газолин, дизельное топливо и др. В резервуарах с повышенным внутренним давлением (20…30 КПа ) содержат нефтепродукты с высокой упругостью паров (сырую нефть, бензин и т.п.). Сжиженные газы (бутан, пропан и др.) хранят обычно в горизонтальных и шаровых резервуарах высокого внутреннего давления (0,25…2,0 МПа).

Основными элементами резервуара являются: днище, стенка и покрытие (рис.5.9). Для стенок и днища применяют листовую сталь толщиной 4…30 мм, в том числе при толщинах 4…10 мм – рулонную горячекатанную сталь по ГОСТ 19903-74*. Для покрытия резервуара рекомендуются листы толщиной 2,5…6 мм. В резервуарах высокого давления толщина стенок достигает 36…40 мм. Рационально применение кроме сталей марок ВСт3пс (сп) низколегированных сталей повышенной прочности марок 09Г2С, 16ГС и других. В некоторых случаях эффективны стенки из двух- трех слоев листовой стали, а также предварительное напряжение стенок, выполняемое обжатием оболочки высокопрочной проволокой или лентой.

Типовые резервуары объемом 100…5000 м ³ разработаны для хранения нефтепродуктов. Имеются проекты резервуаров вместимостью на 10000, 20000 и до 100000 м ³. Основными расчетными конструктивными элементами наземного резервуара являются стенка (корпус) и покрытие. Днище испытывает только сжатие от давления жидкости и назначается обычно по конструктивным соображениям из листов толщиной не менее 4 мм. Нижнюю поверхность плоских днищ вертикальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров предохраняют от коррозии специальным изоляционным слоем, который устраивают на песчаном основании под ними. Форма резервуара с плоскими днищами рациональна с точки зрения прочности и возможности изготовления ее с наименьшим расходом металла.

Монтажные соединения полотнищ днища и корпуса осуществляют внахлестку. В типовых резервуарах объемом до 5000 м ³ все листы стенки и днища приняты размером 1500 х 6000 мм независимо от их толщины. При вместимости 10000…100000 м ³ высоту резервуара назначают 14…22 м, а размер листов – до 2200 х 8000 мм. Для экономии металла нижние пояса таких резервуаров целесообразно проектировать из низколегированной стали повышенной прочности.

Покрытие резервуара выполняют коническим, висячим ( в опытном порядке), сферическим и сфероцилиндрическим (рис.5.10). При выборе типа покрытия учитывают назначение и условия эксплуатации резервуара. Если преобладают нагрузки, действующие сверху вниз (масса покрытия и теплоизоляции, снег, вакуум, аппаратура и оборудование на покрытии), то применяют коническое или сферическое покрытия; если преобладают нагрузки, действующие снизу вверх (внутреннее избыточное давление паровоздушной смеси), то используют, как правило, сфероцилиндрическое покрытие. В типовых резервуарах разработано сборное покрытие из крупноразмерных металлических щитов заводского изготовления. Щиты состоят из тонких листов толщиной 2,5…3 мм, уложенных на каркас, выполняемый из двутавров, швеллеров и уголков.

покрытие

стенка (корпус)

H днище

подушка песчаная

D

Рис.5.9.Основные конструктивные элементы вертикального резервуара

Толщина стенки для резервуаров объемом до 1000 м ³ принимается постоянной, для резервуаров объемом более 1000 м ³ – переменной.

Оптимальное с позиции расхода металла соотношение между высотой резервуара H и его диаметром D определяется условием, что масса металла в днище и покрытии равна массе металла в цилиндрической части (для резервуаров со стенкой переменной толщины) и что масса днища и покрытия

вдвое меньше массы корпуса – для резервуаров со стенкой постоянной толщины. Исходя из правил В.Г.Шухова, определившего эти условия, оптимальную форму резервуара назначают при следующих соотношениях H / D: для объема 100…600 м ³ принимают H / D = 1 / 1…1 / 4; для объема до 10000 м ³ – H / D = 1 /2…1 / 5. При этом высота резервуара должна быть кратна ширине листов (1400 или 1500 мм). Наибольшая оптимальная высота больших резервуаров (до 10000 м ³ ) составляет около 12 м, т.е. восемь поясов по 1500 мм. Однако, с учетом требований технологии изготовления, типовые проекты резервуаров вместимостью от 100 до 2000 м ³ предусматривают изменение высоты стенки от 5920 до 11845 мм, тогда как в более крупных резервуарах (50000 м ³ и выше) высота остается практически постоянной и, как правило, не превышает 18 м.

1 3 6 5 1 /16D

2

H D 4 D 4

a) б)

R

в)

Рис.5.10. Схемы покрытий резервуара: а-коническое; б-висячее; в-сферическое; 1-опорное кольцо; 2-балка (или ферма); 3- щиты покрытия;

4-центральная стойка; 5-листовая кровля δ = 2,5 мм; 6-коробчатое

кольцо жесткости

Несущие конструкции резервуара рассчитывают на собственную массу; снеговую, ветровую и сейсмическую нагрузки; вес термоизоляции и местные нагрузки от оборудования; гидростатическое давление хранимых продуктов; избыточное давление и вакуум. При расчетах согласно СНиП учитывают коэффициенты перегрузки, равные для: снеговой нагрузки 1,4; ветровой 1,2; собственной массы конструкции 1,1; массы оборудования и термоизоляции 1,2; давления паров и вакуума 1,2; гидростатического давления 1,1.

Поиск по сайту: