Меню

Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления

Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления

Классификация листовых конструкций

Тема 14. Листовые конструкции

14.1 Классификация листовых конструкций

14.2 Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления

14.3 Резервуары повышенного давления

14.5 Бункера и силосы

Листовые конструкции представляют собой различные сооружения типа оболочек, несущей основой которых являются плоские или изогнутые металлические листы (пластинки и оболочки). Они применяются для хранения, перегрузки, транспортировки, технологической переработки жидкостей, газов и сыпучих материалов. Листовые конструкции широко применяются во всех областях промышленности и составляют по массе около 20% всех применяемых м/к.

Листовые конструкции классифицируются по назначению:

· резервуары для хранения жидкостей (нефти, нефтепродуктов, кислот, сжиженных газов и пр.);

· газгольдеры для хранения и выравнивания состава газов;

· бункеры и силосы для хранения и перегрузки сыпучих материалов (руды, угля, цемента, песка и т.п.);

· листовые конструкции доменных цехов (кожухи доменных печей, воздухонагреватели, пылеулавливатели и др.);

· листовые конструкции специальных технологических установок (химических и нефтеперерабатывающих заводов);

· трубопроводы большого диаметра для транспортировки воды и газов.

Элементами, образующими листовую конструкцию, являются плоские металлические листы – пластинки или изогнутые листы – оболочки. Работа и расчет пластинок и оболочек зависят от их геометрических параметров.

Работа и расчет плоских пластинок зависят от отношения , где l – пролет пластинки или наименьший размер в плане при опирании пластинки по контуру, t – ее толщина.

Пластинки малого прогиба имеют отношение . Такие пластинки работают только на изгиб. Напряжениями от распора пренебрегают, если

Пластинки большого прогиба имеют отношение . Такие пластинки работают на совместное действие изгиба и растяжения. У них .

Гибкие пластинки (мембраны) имеют отношение и работают как гибкие нити только на растяжение от распора.

Поверхность оболочек образуется изгибом листов по заданному радиусу кривизны. Оболочки, изогнутые в одном направлении с постоянным радиусом кривизны, называются цилиндрическими; если этот радиус изменяется вдоль оси вращения по линейному закону, получается коническая оболочка. Если оболочка образована изгибом листа во взаимно перпендикулярных направлениях, получается сферическая оболочка.

Работа и расчет оболочек зависят от отношения ее радиуса кривизны к толщине .

Тонкие оболочки листовых конструкций имеют отношение .

Равновесие элемента тонкой оболочки при определенных условиях соблюдается при наличии только осевых сил без изгиба (безмоментная теория расчета).

К таким условиям относятся:

1. сплошные осесимметричные нагрузки без резких изменений интенсивности;

2. участок оболочки должен быть сплошным, достаточно удаленным от так называемых краевых линий, препятствующих или искажающих плавность деформаций оболочки.

Такие линии образуются ребрами жесткости, днищами, резкими изменениями толщины, острыми перегибами.

Деформация оболочки в этих местах стеснена, на некотором участке происходит местный изгиб, которым нельзя пренебречь.

Возникновение изгибающих моментов у краевых линий называется краевым эффектом.

Напряжение для некоторых оболочек простейших форм:

1. шаровая оболочка

P – внутреннее давление

t – толщина оболочки

2. цилиндрическая оболочка ;

Оболочки, как правило, испытывают двухосное напряженное состояние. Проверка их прочности производится по приведенным напряжениям

при этом должны соблюдаться условия ;

При равномерном внутреннем давлении и получаются растягивающими.

При равномерном внешнем давлении или внутреннем вакууме напряжения определяются по тем же формулам, однако будут другого знака, сжимающими. В этом случае оболочка может потерять устойчивость.

Проверка оболочек на устойчивость заключается в том, чтобы расчетные напряжения в оболочке от нагрузки не превышали критических которые зависят от вида оболочки, отношения , напряженного состояния и материала.

Резервуарами низкого давления называются резервуары, имеющие небольшое избыточное давление внутренней паровоздушной среды до 2 КН/м2 .

Вертикальные резервуары низкого давления строятся объемом 100 – 50000 м3. Конструкция вертикального цилиндрического резервуара состоит из днища, корпуса и покрытия.

Читайте также:  Фитинги к рукавам высокого давления ростов

Днище резервуара устанавливается непосредственно на песчаную подушку высотой 20–35см с уклоном от центра к краям i = 1:100. Толщина листов днища принимается конструктивно толщиной t = 4÷6мм.

Корпус резервуара под воздействием гидростатического давления жидкости испытывает растяжение. Толщина его листов принимается по расчету, но не менее 4мм. Листы толщиной 6мм и более свариваются в стык; при меньшей толщине сварка производится внахлестку с телескопическим или ступенчатым Расположением листов по вертикали.

Крыша резервуара опирается на корпус и центральную стойку; толщина ее листов 2,5÷3мм.

Корпус резервуара рассчитывают как цилиндрическую оболочку, нагруженную внутренним гидростатическим и избыточным давлением.

Растягивающее кольцевое напряжение в стенке:

где – гидростатическое давление по закону треугольника на глубине X от поверхности жидкости;

= 1,1 – коэффициент перегрузки;

γ – удельный вес жидкости;

– заданное избыточное давление среды P с коэффициентом перегрузки = 1,2;

r – радиус резервуара;

Толщину листов каждого пояса корпуса резервуара определяют по приведенной формуле при условии его полного заполнения жидкостью, т.е. растяжение Х принимается от верха корпуса до нижнего края корпуса.

Меридиональными напряжениями обычно пренебрегают, поскольку они незначительны.

Кровлю резервуара рассчитывают на действие собственного веса м/к, теплоизоляции, снега и действие вакуума = 0,25 КН/м2.

Кровля проверяется также на обратное направление нагрузки от избыточного давления 2КН/м2 и отсасывающее действие ветра, принимаемого равным 0,8 скоростного напора с = 1,2.

При этой проверке предполагается отсутствие снега и теплоизоляции, а вес кровли м/к принимается с nс = 0,9.

Прогоны и поперечные ребра кровельных щитов рассчитывают как однопролетные балки, а листовую обшивку – как тонкие пластинки.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 1083 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Резервуары (емкости) вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов

Завод нестандартного оборудования «Машинопромышленное объединение» наряду с изготовлением нестандартных емкостей всегда готов к производству типовых резервуаров. Наиболее востребованные, как самые распространенные — емкости для хранения нефти и нефтепродуктов. В этой статье речь пойдет об особенностях изготовления вертикальных цилиндрических стальных резервуаров номинальным объемом от 100 до 120,000 м3.

Резервуары стальные вертикальные цилиндрические это наземные строительные сооружения, предназначенные для приема, хранения и выдачи жидкости, чаще всего нефти и нефтепродуктов.

Если обратиться к нашей статье «Классификация емкостей — резервуаров», то рассматриваемые емкости можно классифицировать следующим образом:

  1. По основному, используемому материалу — РЕЗЕРВУАРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ.
  2. По виду хранимого продукта — РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. Это их основное предназначение, но в принципе ГОСТ 31385- 2008 допускает применять емкости подобной конструкции в качестве резервуаров для хранения пластовой и пожарной воды, нефтесодержащих стоков, жидких минеральных удобрений и пищевых жидких. Общее условие — плотность хранимых продуктов — не более 1015 кг/м3.
  3. По конечной цели применения — РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ.
  4. По генеральному конструктивному решению — ЕМКОСТИ ЦИЛЛИНДРИЧЕСКИЕ.
  5. По расположению — НАЗЕМНЫЕ ЕМКОСТИ.
  6. По величине избыточного давления — РЕЗЕРВУАРЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ, внутреннее избыточное давление — не более 2000 Па.
  7. По температурному режиму — ЕМКОСТИ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА.

Конструктивные особенности вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей).

По конструктивным особенностям вертикальные цилиндрические резервуары делятся на несколько типов.

Во-первых, это резервуары (емкости) со стационарной крышей (РВС). Емкости этой конструкции используются исключительно для хранения нефтепродуктов, обладающих низкой летучестью. Для хранения более летучих и легко воспламеняющихся продуктов резервуары (емкости) со стационарной крышей без понтона дополнительно оснащаются газовой обвязкой (ГО) и/или специальными устройствами улавливания лёгких фракций (УЛФ).

Читайте также:  Как правильно измерить артериальное давление на пульсе

Во-вторых, это резервуары (емкости) со стационарной крышей, оборудованные понтоном (РВСП). Емкости этой конструкции используются для хранения легкоиспаряющихся продуктов. Оборудование резервуаров (емкостей) со стационарной крышей плавающим на поверхности жидкости специальным понтоном снижает скорость испарения нефтепродукта, а следовательно его потери. Понтон цилиндрического вертикального резервуара представляет собой дискообразное жёсткое устройство, размещаемое внутри емкости на поверхность нефтепродукта таким образом, чтобы понтон покрывал не менее 90% площади поверхности жидкости.

В-третьих, это резервуары (емкости) с плавающей крышей (РВСПК). В рабочем положении крыша резервуара имеет полный контакт с поверхностью продукта. В конструкции плавающей крыши предусматривается сток и отвод воды, попадающей на поверхность резервуара из атмосферы. Оборудование резервуаров (емкостей) плавающей крышей также предназначено для снижения потерь от испарения продукта.

К основным несущим конструкциям резервуара (емкости) любого конструктивного типа относятся: стенка, включая врезки патрубков и люков, окрайка днища, бескаркасная крыша, каркас и опорное кольцо каркасной крыши, анкерное крепление стенки, кольца жесткости. К ограждающим конструкциям резервуара относятся: центральная часть днища, настил стационарной крыши, плавающая крыша, понтон.

Газовая обвязка резервуаров (ГО) о которой писалось выше — это специальная система газопроводов, соединяющая пустое пространство резервуара (емкости) с газосборником. В качестве газосборника используется отдельная небольшая расходная емкость, куда отводятся из основного резервуара пары, образующиеся над поверхностью нефтепродукта. Пары нефтепродуктов, как правило образуются в дневное время, при нагреве, а в ночное время, после охлаждения возвращаются обратно в резервуары.

Применение газовой обвязки резервуаров (емкостей) для нефтепродуктов позволяет значительно сократить потери от испарения. Необходимый размер газосборника зависит от размера основного резервуара (емкости), площади испарения нефтепродукта и перепада температуры в течение суток.

Устройство или установка для улавливания легких фракций нефтепродуктов (УЛФ) используемые на резервуарах (емкостях) со стационарной крышей, предназначены для отбора, компримирования паров лёгких фракций углеводородов, выделившихся из газового пространства резервуаров (емкостей) для нефтепродуктов и поддержания в них оптимального давления.

Компримирование с одновременным охлаждением, как правило водяным, применяется для грубого разделения паро-газовых смесей углеводородов. Подлежащую разделению смесь сжимают до давления 15 — 20 am и затем охлаждают водой, реже специальным охлаждающим составом (рассолом). В процессе компримирования парообразные углеводороды конденсируются и отделяются от газов, не конденсирующихся в этих условиях.

Кроме вышесказанного при проектировании и производстве вертикальных цилиндрических резервуаров учитывают особенности нагрузки на резервуар. Статически нагружаемые резервуары эксплуатируются в режиме хранения нефтепродуктов с коэффициентом оборачиваемости не более 100 циклов в год. А циклически нагружаемые резервуары эксплуатируются в режиме хранения и отпуска нефтепродуктов и коэффициент оборачиваемости нефтепродуктов у них равен более 100 циклов в год.

Выбор основных размеров вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей).

Главная характеристика размера вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей), их идентификатор — «номинальный объем резервуара». Основные размеры вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей) рассчитываются при производстве, исходя из:

  • требований заказчика;
  • условий компоновки резервуаров на площадке строительства;
  • условия минимума веса корпуса с учетом эксплуатационных требований по диаметру и высоте стенки.

Рекомендуемые размеры резервуаров приведены в таблице:

* Уточняется в зависимости от ширины листов стенки.

Выбор конструктивного типа для вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей).

Выбор конструктивного типа вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей) проводится в зависимости от классификации хранимых нефтепродуктов по температуре вспышки и давлению насыщенных паров при температуре хранения:

а) с температурой вспышки не более 61 °С с давлением насыщенных паров от 26,6 кПа (200 мм рт. ст.) до 93,3 кПа (700 мм рт. ст.) (нефть, бензины, авиакеросин, реактивное топливо) рекомендуется применят:

  • резервуары со стационарной крышей и понтоном или с плавающей крышей;
  • резервуары со стационарной крышей, оборудованные ГО (газовой обвязкой) и УЛФ (Устройство для улавливания легких фракций);

б) с давлением насыщенных паров менее 26,6 кПа, а также температурой вспышки свыше 61 °С (мазут, дизельное топливо, бытовой керосин, битум, гудрон, масла, пластовая вода) применяются:

  • резервуары со стационарной крышей и без ГО.

Температура вспышки нефтепродукта это минимальная температура жидкости, при которой происходит воспламенение ее паров при испытании в закрытом тигле.

В зависимости от видов хранимых продуктов применяются следующие типы вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей):

Номинальный объем V, м3 Тип резервуара
РВС, РВСП РВСПК
Внутренний диаметр D, м Высота стенки Н*, м Внутренний диаметр D, м Высота стенки Н*, м
100 4,73 6,0
200 6,63
300 7,58 7,5
400 8,53
700 10,43 9,0
1000 12,0 12,33 9,0
2000 15,18 15,18 12,0
3000 18,98 18,98
5000 22,8 22,8
20,92 15,0
10000 28,5 18,0 28,5 18,0
34,2 12,0 34,2 12,0
20000 39,9 18,0 39,9 18,0
47,4 12,0
30000 45,6 18,0 45,6 18,0
40000 56,9 56,9
50000 60,7 60,7
100000 95,4 18,0

1 Знак «+» означает, что резервуар применяется, знак «-» — не применяется.

2 Конструкция резервуаров со стационарной крышей (РВС) должна быть пригодной для подключения их к установке сбора и утилизации парогазовой фазы, установке защиты инертным газом и ГО.

Класс опасности вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей) это та степень опасности, которая возникает при достижении некоего предельного состояния резервуара, для здоровья и жизни граждан, имущества физических или юридических лиц, экологической безопасности окружающей среды.

Общий срок службы резервуара — назначенный срок безопасной эксплуатации, в течение которого резервуар не достигнет предельного состояния с вероятностью γ при выполнении необходимого регламента обслуживания и ремонтов.

Расчетный срок службы резервуара: Срок безопасной эксплуатации до очередного диагностирования или ремонта, в течение которого резервуар не достигнет предельного состояния с вероятностью γ.

В зависимости от объема хранимого продукта резервуары подразделяются на четыре класса опасности:

  • класс I — резервуары объемом более 50,000 м3;
  • класс II — резервуары объемом от 20,000 включительно до 50,000 м3 включительно, а также резервуары объемом от 10,000 до 50,000 м3 включительно, расположенные непосредственно по берегам рек, крупных водоемов и в черте городской застройки;
  • класс III — резервуары объемом от 1,000 и менее 20,000 м3;
  • класс IV — резервуары объемом менее 1,000 м3.

Класс опасности учитываться при назначении специальных требований к материалам, методам изготовления, объемам контроля качества и коэффициентов надежности по ответственности.

Кроме производства вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей) для хранения нефтепродуктов специалисты завода нестандартного оборудования «Машинопромышленное объединение» осуществляют техническое диагностирование. Комплекс работ по техническому диагностированию вертикальных цилиндрических резервуаров (емкостей) включает в себя определение технического состояния конструкций резервуара, определение пригодности его элементов к дальнейшей эксплуатации.

Источник

Диагностика и виды давления © 2021
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector
Наименование хранимых продуктов Типы резервуаров
РВСПК РВСП РВС
ГО УЛФ Без ГО и УЛФ
Нефть + + + +
Бензины автомобильные + + + +
Бензины авиационные + +
Бензин прямогонный + +
Топливо для реактивных двигателей +
Топливо дизельное +
Печное, моторное, нефтяное топливо (мазут) +
Керосин технический, осветительный +
Нефтяные растворители + + + +
Масла +
Битумы нефтяные +
Пластовая вода, эмульсия +