Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов

Один из обязательных этапов обращения нефти и нефтепродуктов - их надлежащее хранение до момента начала использования в предусмотренном технологическом процессе. Этот этап, как правило, носит циклический характер и связан с периодическим восполнением расходуемых запасов. С момента практического применения нефтепродуктов вопрос их хранения претерпел значительные эволюционные перемены, связанные с уровнем технического прогресса, характерным для соответствующей исторической эпохи, - от земляных ям до емкостей из неметаллических материалов, то есть резервуаров. В данном обзоре постараемся коснуться наиболее существенных вопросов хранения нефти и нефтепродуктов, которые напрямую связаны с обеспечением безопасности указанного процесса.

Понимание термина "резервуар"

В настоящем обзоре под понятием «резервуар», мы будем подразумевать стационарный сосуд для хранения жидкостей или газов. Он может иметь сборно-разборную конструкцию, позволяющую обеспечить транспортировку и соответствующий монтаж на месте потенциальной эксплуатации. Последующее хранение содержащегося в резервуаре продукта осуществляется только в стационарном состоянии резервуара.

Обобщенную классификацию резервуаров можно провести по следующим признакам:

• месту установки/расположения;

• объему/вместимости;

• классу опасности хранимого продукта;

• особенностям элементов конструкции;

• материалу исполнения.

Хранимые нефтепродукты в силу своей природы происхождения имеют различную плотность, вязкость, соответственно, пожарную опасность, что определяет конструктивное разнообразие резервуаров, подтвердивших свою актуальность на практике.

Конструктивные особенности резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

Ответственная роль отводится выбору корпуса резервуара, который может быть выполнен в виде железобетонной емкости (особо прочные, допускают хранение высоковязких продуктов); металлической емкости (равномерное распределение нагрузки, инертность по отношению к хранимым продуктам); емкости из неметаллических материалов (компактны при хранении, имеют улучшенные показатели химической инертности). Первые два типа резервуаров относятся к каркасным, третий - к бескаркасным конструкциям. Относительно редко встречаются резервуары прямоугольного сечения, которые используются, как правило, для хранения темных нефтепродуктов (мазута) общим объемом до 2000 м³. Ёмкости, выполненные из полимерных материалов (нефтетанки), могут иметь вместимость от 1 до 500 м³, не требуют капитального строительства, обладают возможностями оперативного развертывания, не подвержены коррозии.

Особенностью материалов, из которых делают резервуары, является их высокая степень герметичности, напрямую связанная с плотностью хранимого содержимого. Правильный выбор материала резервуара служит гарантией избежания утечек продукта через микропоры в его структуре.

Общее представление о конструктивных различиях упомянутых резервуаров можно получить, обратившись к изображениям, полученным из открытых источников и приведенных на Рис. 1.

Корпус - ключевой конструктивный элементом любого резервуара для хранения нефтепродуктов. Корпус устанавливается на устойчивом основании и может дополняться широким спектром дополнительных конструкций – от крышек и лестниц до различных систем автоматизации и контроля.

Наиболее часто сегодня используются резервуары вертикальные стальные (РВС) цилиндрической формы различной вместимости и конструктивного исполнения (Рис. 2). Они могут быть выполнены для хранения больших объемов продукции - от 100 до 120 тыс м³.

Следует также упомянуть, что конструктивное исполнение корпусов резервуаров подразумевает разные геометрические формы:

• цилиндрические, отличающиеся разумной металлоемкостью, простота изготовления и монтажа;

• сферические, требующие установки на кольцевидный фундамент;

• каплевидные - бескаркасные, выполняемые из эластичных материалов.

Следует отметить, что последние два типа резервуаров относятся скорее к экспериментальным.

Отдельного упоминания заслуживают горизонтальные емкости для хранения нефтепродуктов (автомобильные или железнодорожные цистерны), которые можно считать резервуарами типа РГС (Рис. 3) в случае их установки на фундамент. Горизонтальные резервуары предусматривают объемное хранение продукции в диапазоне от 3 до 100 м³.

В законодательстве РФ предусмотрены два национальных стандарта, которые регулируют вопросы, связанные с рассматриваемой темой:

• ГОСТ 17032-2010 «Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов»;

• ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов».

Особенностью резервуаров для хранения нефтепродуктов является требование по использованию негорючих материалов для изготовления всех элементов их конструкции, что нашло свое отражение в указанных нормативных документах. Отдельного внимания заслуживают системы противопожарной защиты резервуаров, обзору которых будет посвящен дополнительный информационный материал, который заслуживает пристального внимания со стороны всех потенциальных и действующих эксплуатантов данного типа оборудования.

Дополнительное оборудование резервуаров

Дополнительное оборудование резервуаров может включать в себя дыхательные клапаны (стабилизация перепадов давления), элементы безопасности (измерители уровня, хранимого продукта, температурные датчики, системы противопожарной защиты, молниезащита и т.п.), обогреватели (при хранении высоковязкого продукта). Игнорирование наличия этих и других обязательных технических элементов безопасности, их некорректное исполнение или ненадлежащее техническое обслуживание могут быть источником проблем или даже серьезных трагедий.

Для понимания возможных причин и последствий пожара или аварии на разервуарах рекомендуем обратиться к нашей предыдущей публикации, посвященной пожару, произошедшего 22 августа 2009 года на территории линейно-производственной диспетчерской станции (ЛПДС) «Конда», расположенного в Тюменской области России.

Эксплуатация резервуаров сопряжена с высокими рисками разлива нефтепродуктов, воспламенением хранимой среды, экологическими и техногенными катастрофами, а также возникновением иных чрезвычайных ситуаций. Для предотвращения негативных событий или в целях минимизации тяжести последствий в случае их возникновения, резервуары на стадии проектной разработки оснащаются основными и дополнительными средствами технического контроля и безопасности (Рис. 4):

Резервуары для хранения нефтепродуктов могут оснащаться следующим оборудованием:

• устройствами слива/налива нефтепродуктов;

• устройствами, необходимыми для эффективной эксплуатации и техническому обслуживания, в том числе по очистке от отложений;

• оборудование для исключения потерь нефтепродуктов;

• устройствами контроля объема и качества нефтепродуктов;

• противопожарным оборудование;

Конкретный состав технических средств и оборудования, входящего в конструкцию и «обвязку» резервуаров, требования по его эксплуатации, совместимое оборудование и прочие технические параметры и характеристики указаны в технической документации производителя конкретных ёмкостей.

Классификация резервуаров для нефти и нефтепродуктов

Рассмотрим несколько существенных видов классификации резервуаров:

1. По типу хранимого вещества:

• Для хранения нефти и светлых нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо);

• Для хранения темных нефтепродуктов (мазут, битум, масла);

• Для хранения нефтесодержащих жидкостей (льяльные, балластные и промывочные воды).

2. По расположению относительно уровня земли:

• надземные (установлены на стойки или сваи над землей, которые опираются на подземный железобетонный фундамент);

• наземные (опираются на грунт без заглубления, причем основание имеет усиленную конструкцию, выполняющую функции фундамента);

• заглубленные (корпус частично погружен в землю);

• подземные (полностью погружены под землю, снаружи имеются технологические коммуникации, монтажные проходы и т.п.);

• подводные (используется технология хранения на водяной подушке).

3. По конструктивным особенностям:

• РВС (Резервуар Вертикальный Стальной со стационарной крышей без понтона);

• РВСП (Резервуар Вертикальный Стальной со стационарной крышей с Понтоном) - устанавливаются для снижения испарения с зеркала нефтепродукта и располагаются между стационарной крышей и хранимым продуктом (Рис 5);

• РВСПК (Резервуар Вертикальный Стальной с Плавающей Крышей) - они не имеют стационарной кровли, а роль крыши у них выполняет диск, изготовленный из стальных листов, плавающий на поверхности жидкости (Рис. 5).

Рис. 5. Резервуары РВСП (слева) и РВСПК (справа)

 

4. По объему:

• КС-2б (менее 1000 м³);

• КС-2а (от 1000 до 20 000 м³);

• КС-3б (от 20 000 до 50 000 м³);

• КС-3а (от 50 000 до 120 000 м³).

Пример резервуара РВС-50 000 приведен на Рис. 6.

При выборе конкретной модели резервуара необходимо проанализировать многочисленные параметры, которые позволят выбрать подходящую емкость с оптимальным набором технических характеристик, отвечающих предъявляемым к ней требованиям. Эта задача требует комплексного учета многочисленных составляющих, включая экономическую оценку различных решений.

В следующем обзоре будут рассмотрены вопросы противопожарной защиты резервуаров для хранения нефтепродуктов.

В данном обзоре проанализированы, обобщены и использованы материалы, полученные из открытых источников, размещенных в сети Интернет, в том числе на следующих информационных ресурсах:

• Резервуары для нефтепродуктов - Завод Резервуарных Конструкций СтройТехМаш

• Виды резервуаров для нефтепродуктов - Международная Группа Компаний КОМПЛЕКТ

• Типы резервуаров для хранения нефтепродуктов - Нефтетанк