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

Технические средства для сокращения потерь легковоспламеняющихся жидкостей от испарения

Потери легковоспламеняющихся жидкостей от испарения мо­ гут быть частично уменьшены при правильном выборе режима эксплуатации складов. Однако наиболее эффективным средством

сокращения потерь является применение резервуаров специаль­

ных конструкций: с газовым пространством переменного объема,

без газового пространства и повышенного давления.

Хранение легковоспламеняющихся жидкостей под избыточным давлением позволяет полностью исключить потери продуктов от

«малых дыханий» и значительно сократить потери от «больших

дыханий». Наибольшее распространение получили цилиндриче­

ские резервуары со сферической крышей и сфероидальные.

К цилиндрическим резервуарам со сферической крышей отно­ сятся резервуары типа ДИСИ емкостью 700, 1000 и 2000 м3 и ти­

па «Гибрид» емкостью 5000 м3. Резервуары типа ДИСИ рассчи­

таны на избыточное давление 1500—1800 мм вод. ст., а резервуар типа «Гибрид» — на избыточное давление 2500 мм вод. ст. и ва­ куум 100 мм вод. ст.

Институт Проектстальконструкция разработал конструкцию каплевидного резервуара, рассчитанного на внутреннее давление

7000 мм вод. ст. и вакуум 100 мм вод. ст.

К сожалению, в нефтехимической и частично в химической

промышленности резервуары для хранения легковоспламеняю­

щихся жидкостей сооружаются с расчетным давлением до 200 мм вод. ст. по экономическим соображениям или из-за отсутствия не­

обходимой технической информации. Между тем за счет сниже­

ния потерь, например при хранении нефтепродуктов, первоначаль­

ное удорожание строительства резервуаров с повышенным давле­ нием окупается в течение 3—7 лет для средней зоны и 2—5 лет

для южной зоны.

Еще более эффективное сокращение потерь дают резервуары

без газового пространства (с плавающими покрытиями); в таких

резервуарах при современных конструкциях затворов потери от

«малых» и «больших» дыханий сокращаются на 80—90% по

■сравнению с резервуарами без покрытий.

Один из важнейших узлов конструкции плавающей крыши и понтона является затвор, т. е. система уплотнения кольцевого пространства между стенкой резервуара и понтоном. Основным требованием конструкции затвора является обеспечение надеж­

ной герметизации. Конструкции затворов весьма разнообразны, они могут быть мягкого и жесткого типа.

На рис. V.9 показана конструкция затвора мягкого типа с пе­ нополиуретаном для резервуара с плавающей крышей, а на рис.

V.10 — конструкция затвора мягкого типа с жидким наполните­

лем. Затвор с наполнителем из пенополиуретана конструктивно

более прост и надежен в эксплуатации, чем затвор с жидким на­

285

полнителем, повреждение его оболочки не приводит к потере гер­ метизирующей способности.

Затвор жесткого типа — это уплотнение из скользящих метал­

лических листов, прижатых к стенке резервуара системой рыча­

гов, связанных между собой шарнирами и пружинами. Гермети­ зация кольцевого пространства обеспечивается мембраной из ре­ зинотканевого материала, расположенной непосредственно над

лиуретан).

продуктом. Кольцевое пространство и рычажная система защи­

щены от атмосферных осадков стальным щитком.

Эффективным средством сокращения потерь от «больших ды­

ханий» являются диски-отражатели (рис. V. 11).

Подвешенный под монтажным патрубком дыхательного клапа­

на дискоотражатель препятствует распространению струи входя­ щего в резервуар воздуха в глубь газового пространства, изменяя

направление струи с вертикального на горизонтальное. Слои га­ зового пространства, находящиеся у поверхности продукта, не

перемешиваются входящей струей воздуха, и поэтому концентра­ ция паров продукта в паровоздушной смеси, вытесняемой в атмо­ сферу при заполнении резервуара, уменьшается, что снижает по­

тери от «больших дыханий».

Простота конструкции и короткий срок окупаемости позволя­

ют широко внедрять диски-отражатели в резервуарах. Диаметр

диска-отражателя обычно равен 2,6—2,8 диаметра люка резервуа­

ра, сделанного для дыхательного клапана. Диск-отражатель под­

286

вешивается под патрубком люка на расстоянии, равном диаметру

последнего, на стойке с фиксатором.

При изотермическом хранении легковоспламеняющихся жидко­

стей потери от «малых дыханий» могут быть устранены полно­ стью:

устройством специальных защитных кожухов для резервуаров; тепловой изоляцией резервуаров;

мерных оболочек. Резервуары таких конструкций, разработанные ВНИИСК совместно с НИИРП, прошли успешные промышленные

испытания. Конструкция полимерной оболочки-вкладыша этих ре­

зервуаров разработана таким образом, что верхняя часть ее сле­ дует за уровнем продукта при заполнении и опорожнении резер­

вуара, т. е. она представляет собой емкость переменного объема,

в которой полностью отсутствует газовое пространство, а следова­

тельно, и потери от «больших» и «малых» дыханий.

На предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперера­ батывающей промышленности находится в эксплуатации много

резервуаров, рассчитанных на давление до 200 мм вод. ст. Для

сокращения потерь легковоспламеняющихся жидкостей при экс­ плуатации указанных выше резервуаров могут быть рекомендова­

ны следующие мероприятия:

287

оборудование понтонами;

оборудование дисками-отражателями;

применение газоуравнительной системы с газосборником или без газосборника;

орошение водой;

лучеотражательная изоляция.

Здесь были приведены только сведения об основных направле­

ниях, в которых могут и должны развиваться технические реше­

ния по снижению потерь легковоспламеняющихся жидкостей при хранении. Более подробные сведения по этим вопросам приведены

вработе ЦНИИТЭнефтехим [56], в этой работе имеется также обширная библиография.

Потери от испарения могут быть значительно снижены при

использовании газоуравнительной системы, предусматривающей соединение газовых пространств резервуаров системой трубопро­

водов, по которым паровоздушная смесь перетекает из резервуара

врезервуар при закачке и выкачивании продукта. Газоуравни­

тельной системой могут быть объединены резервуары, заполнен­

ные продуктами одинакового состава. Газоуравнительные системы

могут быть двух типов: с газосборником и без него.

Газоуравнительную систему без газосборника применяют на однотипных резервуарах при совпадении производительности за­ качки и выкачивании и при соответствии пропускной способности

трубопроводов объемам закачки (выкачки).

Применение газоуравнительных систем с газосборником сни­ жает потери легковоспламеняющихся жидкостей от испарения.

На Салаватской перекачечной станции для группы бензиновых

резервуаров емкостью 5000 M3 каждый с максимальным избыточ­

ным давлением в газовом пространстве 200 мм вод. ст. была ис­

честве бензиновых паров, перешедших в газосборник. Однако ра­

ботоспособность газосборника оказалась ненадежной.

Экспериментальное конструкторское бюро ЭКБ ВНИИСТ раз­

работало принципиально новую конструкцию газоуравнительной

системы типа резервуар—газгольдер (рис. V. 12), предназначен­ ную для сбора и хранения паровоздушной смеси, поступающей из типовых резервуаров с избыточным давлением 200 мм вод. ст. и вакуумом 25 м вод. ст. Газгольдер этой системы емкостью 220 м3

был изготовлен на экспериментальном полигоне ЭКБ и установ­

лен на одной нефтебазе. Опытный газгольдер имеет форму ци­

линдра длиной 11 м с полусферическими торцами диаметром

5,5 м. Внутреннее пространство цилиндра разделено гибкой под­

вижной мембраной на две (верхнюю и нижнюю) изолированные

одна от другой части.

При перемещении мембраны объем одной части увеличивает­ ся, а другой — соответственно уменьшается. При этом их объем

288

может меняться от 0 до 220 м3. В нижнюю часть газгольдера по­ ступает газовая смесь из резервуара, а в верхнюю — атмосферный воздух при помощи непрерывно работающего вентилятора. Дав­ ление воздуха в верхней части постоянно и равно 100 мм вод. ст.

При наполнении резервуара, связанного с газгольдером, в га­

зовом пространстве резервуара создается избыточное давление, равное 160—200 мм рт. ст. Под этим давлением газовая фаза вы­

давливается в полость, образуемую мембраной, находящейся в

нижней части газгольдера. Под действием паровоздушной смеси

мембрана начинает подниматься вверх и выдавливать воздух из

Рис. V.12. Газоуравнительная система типа резервуар-газгольдер:

/ — резервуар; 2 — нефтепродукт; 3— паровоздушная смесь; 4 — корпус газгольдера; 5 — га­ зовый отсек; 6 — воздушный отсек; 7 — положение мембраны в процессе заполнения газголь­ дера (давление снизу больше); 8 — положение мембраны в процессе опорожнения газголь­

труба; 16 — фундамент для закрепления растяжки; 17— растяжка для закрепления газголь­ дера; 18— приемо-раздаточная труба резервуара.

верхней части газгольдера через его дыхательную аппаратуру в

атмосферу.

Подъем мембраны происходит до тех пор, пока она не станет соприкасаться всей своей поверхностью с внутренней стенкой ме­

таллического цилиндра газгольдера. При этом объем газа, запол­

няющего полость мембраны, будет равен объему газгольдера.

Дальнейший прием паровоздушной смеси в газгольдер происходит

уже за счет повышения давления в газгольдере до 160 мм вод. ст.,

на которое устанавливается предохранительная аппаратура.

Возвращение паровоздушной смеси из газгольдера в резервуар

происходит под действием избыточного давления паровоздушной смеси в газгольдере, создаваемого вентилятором, и вакуума в ре­

зервуаре; мембрана при этом перемещается в обратном направ­

лении.

В результате проведенных испытаний газгольдера выяснилось,