Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

Для определения места скрытых утечек жидкости разработаны

электроакустические течеискатели, принцип действия которых ос­ нован на прослушивании и оценке величины шумов, создаваемых утечкой. Эти приборы состоят из микрофона, преобразующего зву­ ковые колебания в электрические, измерительного усилителя для

измерения электрических колебаний и телефона для контроля

характера шумов.

Электроакустический прибор на полупроводниках и электрон­ ных лампах способен находить повреждения на трубопроводах

при глубине их залегания не более 3 м с погрешностью до 2 м,

но при условии отсутствия акустических и электромагнитных по­

мех. На проникновение шума утечки жидкости оказывает влия­

ние плотность грунта, повышающаяся с увеличением влажности. Кроме того, прибор обладет значительным уровнем собственных

шумов, что еще более снижает точность измерений.

Описание приборов этого типа приводится в специальной ли­

тературе и, в частности, в работе К. Е. Расщепкина и др. [48].

Гидродинамический метод обнаружения утечек

Гидродинамический метод основан на определении изменения

гидродинамических параметров потока при появлении утечки

жидкости из трубопровода.

Эти параметры изменяются в следующих направлениях: понижается давление на протяжении всего плеча перекачки;

увеличивается расход жидкости на участке перед местом утечки;

уменьшается расход жидкости на участке за местом утечки. Местонахождение утечки определяется путем построения ли­

нии гидравлического уклона, которое может быть выполнено ана­ литическим или графоаналитическим способами.

В вышеупомянутой работе К. Е. Расщепкина и др. приведены

формулы и номограммы для определения гидравлического напо­

ра. Из них видно, что точность гидродинамического метода повы­ шается с увеличением размера утечки и уменьшается при удале­ нии места аварии от перекачивающей станции. Этот метод при­ годен лишь для обнаружения достаточно крупных утечек, равных

30—50% номинального расхода по трубопроводу. Тем не менее по изменению гидродинамических параметров можно составить

суждение о герметичности данного участка трубопровода.

Наиболее доступным методом выявления аварийной ситуации

на подземном трубопроводе является проверка расхода и давления

на перекачивающих станциях по концам исследуемого участка.

Однако аварийная ситуация может быть обнаружена при том ус­

ловии, если разность показаний расходомеров в начале и конце участка окажется больше возможных отклонений из-за погрешно­ сти измерения.

256

Метод определения утечек путем пропуска внутри трубы специальных устройств

Для определения места утечки возможно применение специаль­

ных приборов, пропускаемых через трубопровод и приносящих необходимую информацию. Ниже описаны два таких устройства.

В первом приборе использован датчик перетока жидкости,

вмонтированный в прибор. При прохождении прибором повреж­

денного участка приводится в действие датчик перетока, в элек­

трической схеме возникает сигнал, величина которого пропорцио­ нальна скорости перетока и фиксируется регистратором. В каче­

стве регистратора применяется механизм, осуществляющий маг­ нитную запись на проволоке.

Устройство обнаружения утечки, пройдя трубопровод, прини­

мается в специальной камере приема у места назначения потока жидкости. Из прибора извлекается регистратор записи парамет­

ров и дешифруется с помощью устройства воспроизведения. Кро­ ме величины утечки устройство регистрирует место повреждения,

что значительно сокращает время и затраты по локализации аварии.

Как сообщается в «Ойл энд газ джорнал» [49], в Голландии разработан новый прибор для обнаружения утечек в подземных нефте- и продуктопроводах. Прибор смонтирован в герметическом контейнере, который запускается в трубопровод и передвигается

внем под воздействием потока перекачиваемой жидкости.

Основу прибора составляет электронная схема, чувствительная

кшумам в трубопроводах. Когда шум достигает определенной

частоты, интенсивности и продолжительности, что происходит в

месте утечки, он улавливается гидрофоном, который возбуждает

печатающее устройство.

Запись, выполненная печатающим устройством, отмечает утеч­

ку, но не дает сигнала о ее обнаружении. Эта функция выпол­

няется электромеханическим синхронизирующим устройством, ис­

пользующим камертонный генератор. Выходной сигнал генерато­ ра в часах, минутах и секундах одновременно записывается вто­ рым регистратором печатающего устройства.

Прибор прошел испытания на трубопроводах в полевых усло­

виях. При этом размеры утечек и формы повреждений трубопро­

водов были различны. Прибор достаточно точно определял утечки

порядка 30 л/ч и меньшие.

Метод обнаружения утечки по появлению перекачиваемой жидкости в затрубном пространстве

Разработано несколько различных устройств, сигнализирую­

щих о выходе из трубопровода незначительного количества нефте­ продуктов. Все они основаны на принципе возникновения сигнала в тот момент, когда рабочая жидкость появится в затрубном про­

странстве, специально созданном для этой цели.

В ФРГ разработана схема с использованием герметичного ко­

жуха из синтетического материала, в который нефтепродукт по­

падает при утечках. Межтрубное пространство заполняют пори­

стой массой (песком) с поверхностью земли оно связывается при

помощи рукавов или трубы.

Известна более совершенная сигнализация появления перека­ чиваемой жидкости в затрубном пространстве. На рис. V.1 пока­ зано электрическое устройство для обнаружения утечек продукта в затрубном пространстве. Сигнальные кабели 5 имеют свобод­ ный доступ к продукту, вы­

текающему из трубопрово­

да 1. Материал оболочки 2

является неэлектропровод­ ным, поэтому в стенки обо­

лочки запрессовываются

металлические заклепки 3,

электрически соединяющие

ее внутреннюю полость C

окружающим грунтом.

Сигнальный кабель 5 со­

стоит из двух проводников

продукта) происходит замыкание через металлические заклепки и

подача сигнала.

В технической литературе описано большое число методов и

средств обнаружения утечек. Однако если некоторые из них мо­ гут найти практическое применение на магистральных трубопро­

водах нефтесбытовых систем, то для производственных условий предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промыш­ ленности они вряд ли будут эффективны. Обеспечение заводских магистральных трубопроводов устройствами для быстрого нахож­ дения мест утечки продукта имеет очень большое значение, поэто­

му должна быть ускорена разработка таких устройств с учетом

особенностей перекачиваемого продукта.

ГЛАВА 3

РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

При хранении сжиженных углеводородных газов стравливание продуктов на факел или в атмосферу имеет место только в аварий­ ных случаях. При хранении легковоспламеняющихся жидкостей

258

стравливание паров происходит практически постоянно и только в атмосферу. Периодичность стравливания и количество продук­ тов, стравливаемых в атмосферу, зависит от типа и конструкции

резервуаров.

Конструктивные особенности резервуаров

Из соображений обеспечения безопасных условий эксплуата­

ции хранилищ легковоспламеняющихся жидкостей особый инте­

рес представляют вертикальные цилиндрические резервуары с

понтоном и плавающей крышей, резервуары повышенного давле­ ния, а также резервуары больших емкостей (50 и 100 тыс. м3) с применением сталей повышенной и высокой прочности.

Понтон состоит из металлических поплавков, выполненных в виде коробов-сегментов. Наряду с металлическими понтонами

применяют понтоны из синтетических материалов. Они практиче­ ски непотопляемы вследствие отсутствия полых поплавков, могут легко быть смонтированы как во вновь строящихся, так и в дей­

ствующих резервуарах, имеют значительно меньший вес и мень­ шую стоимость по сравнению с металлическими понтонами, не­ значительно уменьшают полезную емкость резервуара.

В 1966 г. на Ново-Горьковском нефтеперерабатывающем заво­

де в резервуаре типа РВС-200 с крекинг-бензином был смонтиро­ ван понтон из синтетических материалов. Понтон обеспечил

уменьшение потерь крекинг-бензина от испарения в среднем на 70% по сравнению с потерями из резервуара такой же емкости, не оборудованного понтоном.

Межведомственная комиссия, проводившая промышленные ис­

пытания и приемку понтонов из синтетических материалов, реко­ мендовала их к внедрению для модернизации действующих и для

вновь сооружаемых вертикальных цилиндрических стальных ре­ зервуаров емкостью от 100 до 1000 м3 включительно, предназна­

ченных для операций с бензином и нефтью.

Внастоящее время разработаны и проходят испытания пон­ тоны из синтетических материалов для вертикальных стальных

резервуаров со щитовой кровлей емкостью 100—400, 700, 1000,

2000, 5000 м3. Конструкция понтона сборная из отдельных элемен­ тов, что дает возможность производить монтаж его в резервуарах

без огневых работ.

Вотличие от резервуара с понтоном в резервуаре с плаваю­

щей крышей отсутствует кровля. В настоящее время построены резервуары емкостью 3000, 10 000, 50 000 м3 с плавающими кры­

шами. Ведутся работы по созданию проекта резервуаров емко­ стью 100 000 м3.

В1969—1970 гг. осуществлено строительство и проведены

прочностные испытания опытных резервуаров емкостью 15 тыс. M3 со стационарной крышей и двухслойным рулонированным корпу­

сом из низколегированной стали; емкостью 30 тыс. м3 с понтоном,