Информационное письмо
Образец оформления статьи
Анкета автора
01.06.2014

Исследования степени очистки стенки резервуара скребковыми устройствами уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров

Дусалимов Марсель Эдуардович
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Сооружение и ремонт ГНП и ГНХ» факультета трубопроводного транспорта Уфимского государственного нефтяного технического университета, г. Уфа, Российская Федерация
Аннотация: В статье предложена конструкция скребкового устройства уплотняющего затвора плавающих крыш, которая позволяет повысить степень очистки внутренней поверхности резервуара, исключить повреждение внутренней антикоррозионной поверхности резервуара. Проведены исследования степени очистки стенки резервуара предлагаемыми скребковыми устройствами уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров.
Ключевые слова: уплотняющий затвор, плавающая крыша, резервуар
Электронная версия
Скачать (888.9 Kb)

Стальные вертикальные резервуары в общем объеме хранилищ составляют более 80%. Анализ показывает, что одним из наиболее эффективных методов борьбы с потерями от испарения в стальных вертикальных резервуарах является использование в них плавающих крыш. Плавающие крыши оснащаются уплотняющими затворами, от надежности которых зависит достигаемая величина потерь от испарения [1-3].

Одной из наиболее важных проблем эксплуатации резервуаров с плавающими крышами является налипание нефтепарафиновых отложений на внутренней поверхности стенки резервуара.

Для повышения эффективности очистки внутренней поверхности резервуара и исключения повреждения внутренней антикоррозионной поверхности резервуара предлагается новая конструкция скребкового устройства: вертикальный скребок с одним (рисунок 1, а) и с двумя режущими полотнами (рисунок 1, б).

Скребковое устройство повторяет геометрию стенки резервуара с любым диаметром резервуара, а режущие кромки скребкового устройства располагаются под углом 90º к стенке резервуара и выполнены из резинотканевого, бензомаслостойкого, электропроводного материала [4-7].

Исследования проводились в соответствии с поставленной целью – испытание предлагаемой конструкции скребкового устройства для обеспечения наиболее полного удаления со стенки резервуара остатков нефти и нефтепродуктов. Предельно допустимой пожарной нагрузкой для нефтяных резервуаров является удельное количество отложений (остатков), равное 0,2 кг/м2 [8,9]. На сегодняшний день удельное количество нефтепарафиновых отложений, оставшихся после прохождения скребкового устройства для уплотняющих затворов не регламентируется.

Рисунок 1 – Предлагаемая конструкция скребкового устройства:  

Рисунок 1 – Предлагаемая конструкция скребкового устройства:

а) с одним режущим полотном; б) с двумя режущими полотнами;

1 – стенка резервуара; 2 – скользящий лист; 3 – крепление скребка к скользящему листу;

4 – рычаг; 5 – борт плавающей крыши; 6 – S-образная пружина;

7 – резинотканевый нож; 8 – корпус

 Исследование степени очистки стенки резервуара скребковыми устройствами уплотняющего затвора плавающей крыши резервуаров проводились на гидравлическом стенде для испытания уплотняющих затворов плавающих крыш резервуаров [10-15].

Для обеспечения наглядного контроля удаления отложений нефти и нефтепродуктов со стенки резервуара были созданы реальные условия работы скребков, полимерных и резинотканевых деталей скребка.

Исследование очистки стенки резервуара со скребковыми устройствами определялось для трех видов скребков при величине зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши 145, 200, 275, 350 и 450 мм.

Для проведения опыта изготавливались скребковые устройства различные по конструкции:

1) существующее типовое скребковое устройство с одним режущим полотном, расположенным под углом 45º (рисунок 2,а);

2) скребковое устройство №1 с одним режущим полотном, расположенным под углом 90º (рисунок 2,б);

3) скребковое устройство №2 с двумя режущими полотнами, расположенными под углом 90º (рисунок 2,в). 

Рисунок 2 – Скребковое устройство уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров:а – типовое скребковое устройство; б - скребковое устройство № 1;в - скребковое устройство № 2

Рисунок 2 – Скребковое устройство уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров:

а – типовое скребковое устройство; б - скребковое устройство № 1;

в - скребковое устройство № 2


 По каждому скребковому устройству проводилось по двенадцать опытных лабораторных испытаний, за окончательный результат принималось усреднённое значение и эффективность степени очистки стенки резервуара.

В ходе проведения испытаний получена экспериментальная зависимость оставшейся массы отложений на стенке резервуара от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши при ее движении вниз (рисунок 3). 

Рисунок 3 – Зависимость оставшейся массы отложений на стенке резервуара от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши при ее движении вниз:

Рисунок 3 – Зависимость оставшейся массы отложений на стенке резервуара от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши при ее движении вниз:

1 – существующее типовое скребковое устройство;

2 – скребковое устройство №1; 3 – скребковое устройство №2


Результаты исследований показали, что после испытаний усовершенствованных скребковых устройств №1 и №2 на экране остается меньшее количество отложений, чем после испытания типового скребкового устройства.

Установлено, что скребковые устройства №1 и №2 удовлетворяют требованиям нормативных документов по предельной пожарной нагрузке для нефтяных резервуаров, которая составляет 200 г/м2, в то время как типовое скребковое устройство перестает удовлетворять этим требованиям при значениях величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши 275-450 мм.

Кроме того, результаты исследований показали, что эффективность очистки скребкового устройства №2 не менее чем на 11% выше, чем у скребкового устройства №1 и не менее чем на 23% выше, чем у типового скребкового устройства, а эффективность скребкового устройства №1 не менее чем на 14% выше, чем у типового скребкового устройства (рисунок 4).

Отсюда можно сделать вывод о том, что на степень очистки резервуара влияет количество и расположение режущих полотен скребкового устройства.  

Рисунок 4 – Эффективность скребкового устройства в зависимости от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши:

Рисунок 4 – Эффективность скребкового устройства в зависимости от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши:

1 – скребковое устройство №1; 2 – скребковое устройство №2;

3 - существующее типовое скребковое устройство


Благодаря гибкости и упругости режущей кромки скребкового устройства происходит максимальное очищение валиков сварных швов внутренней поверхности резервуара.

Предлагаемая конструкция скребкового устройства уплотняющего затвора для плавающих крыш резервуаров позволяет повысить степень очистки внутренней поверхности резервуара, исключить повреждение внутренней антикоррозионной поверхности резервуара [15].

Вывод

Проведенные исследования показали, что предложенные конструкции скребковых устройств соответствуют требованиям нормативно технической документации по предельно допустимой пожарной нагрузке для нефтяных резервуаров при этом эффективность скребковых устройств на 14-23% выше чем у типовых скребковых устройств и их применение в конструкции уплотняющего затвора позволит повысить степень очистки стенки резервуара.

Список литературы:

1. Каравайченко М.Г. и др. Резервуары с плавающими крышами. – М.: Недра, 1992. – 236 с.

2. Мустафин Ф.М., Жданов Р.А., Каравайченко М.Г., Ахметов Ф.Ш., Боднарчук Д.А., Лукьянова И.Э. Резервуары для нефти и нефтепродуктов: Том 1. Конструкции и оборудование: учебник для вузов. - СПб.: Недра, 2010. - 480 с.

3. Чолоян Г.С., Афанасьев В.А. Резервуары с плавающими крышами и понтонами. – М.: ВНИИОЭНГ, 1971. – 57 с.

4. Дусалимов М.Э. Разработка элементов конструкции уплотняющего затвора плавающей крыши резервуара / М.Э. Дусалимов, Ф.М. Мустафин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья: науч.-техн. журн. – 2012. – №1. – С. 30-34.

5. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф. М., Кастро Л.Х. Скребковое устройство уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров. В кн.: 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 69.

6. Шаммазов А.М., Шнейдер Г.Б., Мустафин Ф.М., Абдуллин Н.В., Дусалимов М.Э. Пружина скребкового устройства уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров // Патент РФ №88652. 2009. Бюл №32.

7. Шаммазов А.М., Шнейдер Г.Б., Мустафин Ф.М., Абдуллин Н.В., Дусалимов М.Э. Скребковое устройство уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров // Патент РФ №89502. 2009. Бюл №34.

8. РД-23.020.00-КТН-079-09. Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 куб. м.

9. РД 153-39.4-078-01. Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов и нефтебаз / АК «Транснефть». – Уфа: ИПТЭР, 2001. – 100 с.

10. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б, Симаков В.А. Устройство для испытания уплотняющего затвора и его функциональных элементов для плавающих крыш резервуаров. В кн.: Трубопроводный транспорт – 2008, Уфа, 2008: Материалы IV Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2008. – С. 140.

11. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Устройство для испытания уплотняющего затвора и его функциональных элементов для плавающих крыш резервуаров. В кн.: 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 61-62.

12. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Испытание затворов плавающих крыш резервуаров. В кн.: Трубопроводный транспорт – 2009, Уфа, 2009: Материалы V Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 198-200.

13. Дусалимов М.Э. Совершенствование уплотняющего затвора для резервуаров с плавающими крышами и технологии его монтажа: дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2013. - 156 с.

14. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Промышленные испытания затворов плавающих крыш резервуаров. В кн.: 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 95.

15. Дусалимов М.Э. Экспериментальные исследования степени очистки стенки резервуара скребковыми устройствами уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров/ М.Э. Дусалимов, Ф.М. Мустафин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья: науч.-техн. журн. – 2012. – №2. – С.51-54.