Что такое изотермические сосуды
Преимущества изотермических резервуаров для хранения сжиженных газов
Изометрические виды отделений для осуществления хранения ни одного вида газа имеет ряд преимуществ, например:
- Появляется возможность хранить большое количество объема так называемого сжиженного газа. Этот объем составляет около 18 тысяч кубометров;
- Получается сохранить газы с катастрофически низким показателем температуры;
- Опасность в виде возможного взрыва с последующим пожаром сведена к нулю, ведь давление в так называемом сосуде практически равно атмосферному давлению;
- Резервуары СУГ имеют маленькую емкость металла;
- Появляется также возможность производить подобные резервуары за счет способа рулонирования;
- Сжиженный газ и его потери также сведены к минимуму.
Для производства подобной модели необходимо задействовать намного меньшее количество непосредственного металла, чем, например, пи производстве резервуаров цилиндрического типа. Хотя объем хранения газа и другие параметры полностью идентичные.
Конструкция изотермических резервуаров для хранения сжиженного газа или аммиака
Как мы уже утверждали ранее, подобная конструкция может использоваться как для хранения большого перечня наименований газа, так и для транспортировки его. Диаметр сосудов изометрического типа для стандартного хранения газа составляет около 65 сантиметров, а высота данного резервуара около 60 метров.
По типу конструкции подобный резервуар может содержать в своем основании либо одну стену, либо же две. Стоит отметить, что такие стены могут быть выполнены в двух разных плоскостях, горизонтальной и вертикальной. Также конструкция может размещаться над землей с помощью определенной подставки или же быть встроена в землю. Довольно часто полное выполнение данной конструкции зависит от интересов и требований заказчика. Ведь у каждого свои разные условия применения данного оборудования. К тому же серьезное влияние оказывает и вид газа, который будет храниться, ведь у каждого свои физические параметры.
При производстве данного изделия для хранения газов сжиженного типа производители или же специалисты по проектированию изделия имеют главные задачи, которые связаны с тем, чтобы осуществить правильную герметичность изделия, создать безопасность в плане вероятности взрыва и последующего пожара. Также в сферу их деятельности входит поддержать давление, которое будет максимально приближено к атмосферному и, конечно же, выдержать параметры температуры.
Резервуар изометрического типа имеет свои традиционные параметры. Он представляет собой емкости которые расположены наземно и имеют вертикальное расположение. Некоторые специалисты сравнивают такой резервуар со стаканом, который расположен в стакане. Дно в таком изделии является плоским, а вот купол в свою очередь представляет собой самонесущее изделие.
Стоит отметить весьма интересную информацию, которая заключается в том, что резервуар и все его составляющие, то есть, стены, потолок и дно производятся из металла разного вида. Подбор металла полностью зависит от того, какой газ в дальнейшем будет храниться в изделии. То есть, заказчик называет вид газа, а вот проектировщики, проанализировав химические характеристики газа, предлагают свои варианты наиболее подходящего вид марки стали. Сталь в данном случае может быть четырех видов: легированная, малоуглеродистая, низколегированная сталь, которая не имеет способности ржаветь. Для того, чтобы вся колба максимально удачно перенесла давление, которое воздействует между несколькими стенками, следует установить на внутренние стенки специальные кольца или же так называемые ребра жесткости.
Также в более обновленной версии для внутренней отделки данного резервуара применяют сталь хладостойкого типа. Что же касается внешнего резервуара, то он производится из углеродистого вида стали, ведь она представляет собой повышенную компактность и уверенность.
В пространстве между определенными стенками данного изделия производители должны установить специальный каркас, который является ферменным. Он нужен для того, чтобы на него установить теплоизоляцию в несколько непосредственных слоев. Эти слои должны быть следующими:
- Сначала нужно использовать перлитовый песок;
- Затем пеностекло;
- И в конце стекловолокно.
В завершении все это нужно обработать так называемым азотом в сухом виде. Это поможет полностью просушить данное изделие.
Днище в подобной колбе должно производиться для двух резервуаров, того который расположен внутри и для внешнего. Такое днище подразумевает собой использование раздельного армирование с помощью решетки.
Есть варианты при изготовлении подобного резервуара, который будет иметь лишь одну стену. Но опять же таки, не всегда это можно применить, все зависит от газа, который следует хранить. При одной стене также осуществляется слой теплоизоляции для того, чтобы поддержать положительную температуру.
Если резервуар будет располагаться заземленно, то есть, встроен в землю, то на поверхности должна располагаться только крыша и часть некоторых так называемых патрубков. Но в данном случае также есть свои определенные трудности при производстве. Они заключаются в давлении почвы на резервуар. В таком случае та часть, которая располагается над землей, производится из железобетона.
Важно отметить и объем каждого из резервуаров. Резервуар внешнего типа должен составлять около 110 процентов от общего объема данного изометрического резервуара.
Особенности изотермических резервуаров
Для того, чтобы применение данного вида изделия было по максимуму надежным, и не принесло каких-либо неприятностей, нужно уделить множество внимания потенциальной возможности новообразования в виде вакуума. Такой эффект к большому сожалению является неприемлемым в данном случае.
Для того, чтобы была возможность осуществлять контроль давления атмосферного типа в конструкции при заполнении изделия его не заполняют до конца, оставляя примерно пять процентов. Оставшееся место в изделии оставляют для новых образований, таких как, например, паров сжиженного газа.
Такое изделие, как ростверк, производится из свайной конструкции или же с помощью железобетонного материала. Это изделие направлено на то, чтобы сохранить внутри резервуара устойчивую температуру, которая подойдет под определенный вид газа. Также действие ростверка направлено на ограничение доставления тепла в самому газу.
Технические условия эксплуатации изотермических резервуаров СУГ
Все требования, которые направлены на правильность применения того или иного газа, необходимы для того, что так называемый сжиженный газ мог храниться максимально длительное время, а самое главное, чтобы его хранение происходило по максимуму безопасно.
Все стандартно выполненные резервуары для хранения того или иного сжиженного газа имеют в своем составе некоторые изделия, которые мы рассмотрим подробнее:
- Ни в коем случае производитель не выпустит изделие в работу, если в нем не будут встроены специальные датчики, которые контролируют уровень налива сжиженного газа. Они также могут выполнять блокировку автоматического типа при наливе;
- Конструкция, которая отображает задвижки, для закрытия отверстия при подаче газа;
- Счетчик, который считает, сколько газа было потрачено и сколько осталось;
- Датчики, которые реагируют на вибрационные сдвиги;
- Клапаны, которые выполняют предохранительные работы;
- Лестницы, которые позволяют взбираться на самый вверх конструкции.
Подобные резервуары ни в коем случае не должны подсоединяться к линиям технологического типа, а также к другим оборудованиям, которые сами по себе имеют определенные давления. Ведь это приведет к тому, что давление внутри самого резервуара повысится, а это уже ведет к негативным последствиям.
Как слив газа, так и наполнение сосудов данным газом, осуществляется с помощью определенных трубопроводов, к которым присоединяется специальный насос.
В любом случае такие емкости представляют собой корпус, который отображает цилиндрическую форму. Как мы уже утверждали ранее, такой корпус может быть встроен в землю, а может располагаться над ней. При этом всем, независимо от вида размещения данного прибора, на него будет оказываться дополнительное давление, особенно это касается при устройстве, которое встроено в землю. В таком случае нужно искать выход из ситуации, который заключается в уплотнении стенок.
Резервуары данного типа, которые расположены вертикально, имеют в своем составе несколько конструкций дополнительного типа:
- Изоляция теплового типа как стен, так и крыши. В данном случае не предусматривается второй резервуар внутреннего применения;
- Материал, который преобладает в подобной конструкции, низколегированная сталь. Ее марка называется 09Г2С;
- В зависимости от того, как будет использоваться данный материал для совершенствования крыши можно применить материал из железобетона.
Двустенные изотермические резервуары
Конструкция для хранения газов представляет собой резервуары герметического типа, которые расположены воедино. То есть, один располагается внутри другого.
То пространство, которое остается между двумя непосредственными стенами, нужно заполнить определенным материалом. Ним является песок перлитового типа. Также дополнительно стоит установить изоляцию тепла, которая производится из такого материала, как стекловата. После всех выполненных работ производится специальная просушка всего изделия с помощью сухого азота. Если есть желание и средства, то дополнительно можно осуществить так называемый компенсационный слой. Этот слой отлично можно произвести за счет минерального волокна. За счет такого волокна осуществляется предупреждение о том, что могут возникать деформации по причине температурного режима.
Монтаж дна в таком изделии полностью зависит от того, как конструкторы рассчитали строительство. Само дно, может иметь две стены, также как и вся конструкция. Также дно может быть отдельным, а может быть и общим. Отдельное дно производится отдельно для двух видов резервуаров. Само дно двойного типа имеет специальные решетки для своего разделения.
Монтаж изотермических резервуаров
Перед тем, как приступать к осуществлению работ монтажного типа, нужно провести чистку территории, где будет установлен в дальнейшем подобный резервуар. Только потом можно осуществить закладку фундамента под основу всего изделия.
Для того, чтобы само изделие было немного углубленно, нужно вырыть котлован небольшого размера. Далее в него засыпается основа, которой является гравий. После чего устанавливается дно из металла и бетона. Далее все остальные работы полностью зависят от заказа человека, опять же таки стоит напомнить, что главную роль при производстве играет именно газ, который будет храниться.
Источник
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР (ИР)
— технологическая емкость, предназначенная для хранения и транспортирования сжиженных газов при давлении, близком к атмосферному, и при низкой постоянной отрицательной температуре. [1]
Первые изотермические резервуары сооружали с теплоизоляцией из отдельных блоков или матов, монтируемых на наружной поверхности емкости и покрываемых пароизоляцией. Однако в таких системах теплоизоляции был выявлен ряд недостатков.
Изотермический резервуар АУГП представляет собой сосуд (баллон, цистерну и т. п.), снабженный холодильным агрегатом или реконденсатором.
Наземные горизонтальные изотермические резервуары объемом до 200 м3 изготовляют на заводах целиком или разделенными на две половины и в таком виде поставляют на площадку. На месте установки под резервуары сооружают фундаменты в виде железобетонных опор с углом охвата корпуса не менее 700 или в виде песчаной подушки с гидроизоляцией. Корпуса резервуаров, поставляемые двумя частями, перед установкой сваривают на вращающихся опорах. Опрессовку таких резервуаров производят после установки их на постоянный фундамент. На установленные резервуары (после их испытания) накладывают теплоизоляцию. Обычно ее выполняют путем укладки и закрепления бандажами на корпусе стекломатов в несколько слоев. Иногда применяют минераловатные маты, при этом общая толщина теплоизоляции несколько возрастает из-за их большей теплопроводности. Поскольку при увлажнении во время эксплуатации теплоизоляционный слой теряет свои качества и при замерзании влаги разрушается, то снаружи его покрывают влаго – и парозащитной оболочкой. Обычно в качестве ее применяют облицовку из оцинкованной кровельной стали или алюминиевой фольги, обладающей меньшей механической прочностью, но имеющей большую отражающую способность. При устройстве облицовки листы металла соединяют друг с другом двойными лежачими фальцами. [2]
Пожарную опасность изотермического резервуара определяют следующие параметры: вероятность повреждения резервуара или трубопровода и утечки хранимого продукта, интенсивность его испарения со свободной поверхности; скорость смешения паров продукта с воздухом и образование взрывоопасной смеси в зависимости от метеорологических условий и расстояния от бассейна испарения; вероятность появления источника зажигания, характеристики пожара и (или) взрыва (избыточное давление и импульс волны давления при сгорании газо-, паровоздушной смеси в открытом пространстве, тепловое излучение, скорость выгорания продукта, размеры и температура пламени).
Изотермические резервуары должны быть оборудованы автоматическими установками водяного орошения, обеспечивающими защиту крыши и боковых поверхностей резервуара, штуцеров, трубопроводов, клапанов, арматуры и др. оборудования, установленного на резервуаре. Они также должны быть оборудованы установками пожаротушения и устройствами водяных завес. Кроме того, изотермические резервуары применяют в системах автоматического пожаротушения в отсутствие сосудов под высоким давлением, что позволяет снизить металлоемкость системы и тем самым уменьшить ее стоимость.
Изотермические резервуары используются
для хранения различных газов (аммиак, пропан, бутан) при постоянной пониженной или отрицательной температуре, проектирование и сооружение которых является новым направлением в резервуаростроении.
Классификация изотермических резервуаров
ИР для хранения сжиженных газов при температуре кипения и давлении, близком к атмосферному, классифицируются по объему хранимого продукта, по количеству контуров сдерживания возможного аварийного пролива хранимого продукта и по конструктивному исполнению крыши внутреннего резервуара. [3]
По объему (вместимости) хранимого продукта ИР подразделяются на три основных типа:
– малотоннажные — объем продукта до 5 000 м3;
Рис. 1. Малотоннажный изотермический резервуар объемом 150 м3
– среднетоннажные — объем продукта от 5 000 м3 до 60 000 м3;
Рис. 2. Среднетоннажный изотермический резервуар объемом 20 000 м3
– крупнотоннажные — от 60 000 м3 и выше.
Рис. 3. Крупнотоннажный изотермический резервуар объемом 65 000 м3
По количеству контуров сдерживания возможного аварийного пролива продукта ИР подразделяются на три основных типа:
– ИР «одинарного сдерживания», который имеет:
o внутренний силовой корпус, рассчитанный на сдерживание гидростатического давления жидкости;
o внешний герметичный корпус, рассчитанный на сдерживание избыточного давления газа над жидкостью, но не рассчитанный на аварийный пролив жидкости;
– ИР «двойного сдерживания», который имеет:
o силовой корпус;
o открытую защитную ограждающую стенку (или закрытую навесом от попадания дождя и снега), рассчитанную на сдерживание аварийного пролива продукта по территории предприятия;
– ИР «полного сдерживания», который имеет два силовых корпуса, концентрически расположенных один в другом, каждый из которых предназначен для сдерживания гидростатического давления жидкости, причем:
o наружный корпус герметичен и рассчитан на сдерживание давления газа;
o внутренний корпус может быть как герметичным, т. е. иметь собственную герметичную стационарную крышу, так и негерметичным и изготавливаться с паропроницаемой подвесной крышей, крепящейся на подвесках к крыше наружного ИР.
По конструктивному исполнению крыши внутреннего резервуара ИР подразделяются на два основных типа:
– с купольной самонесущей герметичной крышей внутреннего резервуара;
– с подвесной паропроницаемой крышей внутреннего резервуара.
Область применения
1.1 Свод правил распространяется на проектирование стальных изотермических резервуаров объемом до 60 000 м3 для хранения сжиженных газов при температурах от 0 ºС до минус 165 ºС.
1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование резервуаров, располагаемых в особых условиях (сейсмические районы, вечномерзлые, набухающие, просадочные грунты, площадки с оползнями, карстами и пустотами). [3]
Нормативные ссылки
В своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12.0.003–2015 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация
ГОСТ 12.1.007–76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.018–93 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования
ГОСТ 12.2.003–91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.007.0–75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.005–75 Система стандартов безопасности труда. Работы окрасочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.009–76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно‑разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.026–2015 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний
ГОСТ 5781–82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 7512–82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод
ГОСТ 7566–2018 Металлопродукция. Правила приемки, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 10499–95 Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна. Технические условия
ГОСТ 27772–2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 30852.0–2002 (МЭК 60079-0:1998) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования
ГОСТ 31385–2016 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия
ГОСТ 32569–2013 Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах
ГОСТ 33949–2016 Изделия из пеностекла теплоизоляционные для зданий и сооружений. Технические условия
ГОСТ 34337-2017 Стекловолокно. Маты. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 34347–2017 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия
ГОСТ Р ИСО 17637–2014 Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением
ГОСТ Р 50995.3.1–96 Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства
ГОСТ Р 52350.14–2006 (МЭК 60079-14:2002) Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок)
ГОСТ Р 53254–2009 Техника пожарная. Лестницы пожарные наружные стационарные. Ограждения кровли. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 55724–2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
СП 16.13330.2017 «СНиП II-7-81* Стальные конструкции» (с изменениями № 1, № 2)
СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями № 1, № 2)
СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменениями № 1, № 2, № 3)
СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменениями № 1, № 2)
СП 61.13330.2012 «СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» (с изменением № 1)
СП 70.13330-2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями № 1, № 3)
СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99*Строительная климатология»
Примечание — При пользовании сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов. [3]
Список литературы
1. «Пожарная энциклопедия» ВНИИПО МЧС РФ, 2007. (НПБ 78-99. Установки газового пожаротушения автоматические. Резервуары изотермические. Общие технические требования. Методы испытаний).
2. Большая энциклопедия нефти и газа.
3. Проект СП ХХХ.1325800.2020 «Резервуары изотермические для хранения сжиженных газов. Правила проектирования».
Источник