Новые решения по сооружению оснований резервуаров на нестабильных грунтах

Характерная особенность стальных резервуаров состоит в том, что масса жидкости, хранящаяся в них, значительно превы­шает массу строительных конструкций. Нагрузка на основание заполненного

Рис. 2.35. Резервуар с алюминиевым купольным покрытием

резервуара определяется следующими составляющими:

• весом конструкций резервуара;

• весом жидкости, заполняющей резервуар;

• весом снежного покрова на крыше;

• ветровыми нагрузками.

В отечественной и зарубежной практике как наиболее экономичные при благоприятных грунтовых условиях широко используются естественные основания под фундаменты стальных вертикальных цилиндрических резервуаров. Часто их используют в сочетании с песчаными или грунтовыми подушками и выполняют в виде подсыпки на основание, которая призвана обеспечить распределение давления от резервуара на основание, дренирование днища и его антикоррозионную защиту. Подсыпки устраивают из уплотненного крупного песка, щебня, гравия или гравийнопесчаной смеси. По верху подсыпки укладывают гидрофобный слой с добавкой водоотталкивающих вяжущих на основе нефти или ее продуктов. Поверхность подсыпки обычно имеет уклон от центра к периферии, основное назначение которого состоит в компенсации осадки днища резервуара и обеспечении притока хранимого продукта к ПРП, а также дренажа подтоварной воды к сифонному крану.

С целью повышения жесткости узла сопряжения стенки и днища и для выравнивания местных неравномерных осадок под стенкой резервуара устраиваются ленточные фундаменты. Фундаменты под стенку, рекомендованные в типовых разработках, представляют собой тонкую монолитную или сборно-монолитную» кольцевую плиту шириной 1 м и толщиной не более 20 см. Такая конструкция фундамента обеспечивает устойчивость только прифундаментного слоя (подсыпки), практически не увеличивая жесткости узла сопряжения днища со стенкой, и не влияет на не равномерность осадки основания резервуара.

Неравномерная осадка основания и фундамента и вызванное этим искажение геометрической формы днища и стенки резервуара являются проблемой, требующей решения.

Вертикальные стальные резервуары являются сложными инженерными сооружениями, чрезвычайно чувствительными к не­равномерным осадкам оснований, которые вызывают перекосы, крен и изменение формы резервуара. При превышении допуском они становятся непригодными для эксплуатации и требуют выпол­нения работ по реконструкции.

В ОАО "Гипротрубопровод" был разработан новый проект свайно-монолитного фундамента, представленный на рис.2.36. Этот тип основания, как показала практика эксплуатации в тече­ние 3 лет двух резервуаров, наилучшим образом противостоит всем несовершенствам нестабильных грунтов этой площадки.

Предотвращение образования и удаление уже образовавшихся нефтеосадков из резервуаров

Практика эксплуатации резервуаров типа РВС объемом 10000 — 50000 м³ показала малую эффективность работы действу­ющих систем размыва донных отложений нефти, принцип дей­ствия которых основан на веерном струйном нефтяном потоке че­рез стационарно установленные головки. При этом средний уро­вень отложения парафина составил 0,7 — 1,2 м или 6 — 18 % от рабо­чего объема резервуара. Проблема снижения полезного объема резервуара является весьма актуальной.

Основными причинами низкой эффективности систем раз­мыва являются:

• применение устаревших малоэффективных систем с фикси­рованной шириной щели размывающей головки диаметром 150-300 мм, установленных, как правило, по три на резервуарах вме­стимостью 10000 м³;

• отсутствие на некоторых НПС системы внутрипарковой перекачки и,

План свайного поля резервуара

Рис. 2.36. Свайно-монолитный фундамент РВСП-20000

как следствие, невозможность создания необходимого расчетного давления размыва (0,2 - 0,4 МПа);

• прием в резервуары парафина и загрязняющих веществ при очистки нефтепроводов, а также глиняных тампонов после ремонтных работ на линейной части нефтепроводов;

• изменение качества нефти и снижение ее температуры;

• аварийное непроектное положение системы размыва в резервуарах РВСПК-50000 из-за конструктивных недоработок проекта (всплытие, боковое смещение, сброс с опорных столиков, разрушение трубопроводов);

• неравномерный размыв нефтяного осадка на днище резервуара (только в окрестностях головок и патрубков);

• отсутствие достоверной информации о количестве донных осадков в резервуарах с понтонами, так как замер осадка осуществляется только через замерный люк, установленный на направляющей трубе, и отражает уровень осадка только в этой трубе.

Низкая эффективность работы размывающей системы приводит с одной стороны к значительным материальным затратам на очистку резервуаров, снижению полезной емкости, а с другой стороны - создает условия зарождения и развития язвенной коррозии элементов днища и стенки резервуара.

С учетом отечественного и зарубежного опыта эксплуатации резервуаров для хранения нефти в целях гомогенизации нефтепродуктов, а также предотвращения образования донных отложений в них рекомендовано применение мешалок.

Для перемешивания больших объемов в настоящее время предлагаются мешалки типа "погруженное сопло", а также лопастные мешалки в диффузоре. На практике обычно применяют лопа­стные мешалки с боковым вводом.

При насыщении придонной области резервуара нефтеосадками количество мешалок на резервуар и их мощность следует уточнять.

Требуемую скорость движения нефти в придонном слое дос­тигают установкой на резервуар специальным образом необходимого количества мешалок оптимальной мощности.

В связи с большой емкостью резервуаров для хранения нефти (от 10 до 50 тыс. м³) для реализации эффективного перемешивания требуются мешалки большой мощности (12 кВт и более) со специ­ально спрофилированными винтами.

Мешалки такого типа разработаны в рамках программы кои версии ГРЦ "КБ им. академика В. П. Макеева", изготовлены по ко­операции с оборонными предприятиями и успешно применяются с 1998 г. на нефтеперерабатывающих предприятиях Башкортоста­на при изготовлении мазута и моторных масел (рис. 2.37).

Аналогичную проблему с применением турбулентных лопаст­ных мешалок решают в ОАО "Центрсибнефтепровод" (г. Томск), предлагая достаточно эффективную систему размыва донных осадков, основанную на эффекте затопленной струи (рис. 2.38).

За рубежом оборудованием резервуаров для хранения нефти мешалками с целью предупреждения накапливания донных отло­жений занимается фирма "PREMATECHIC" (Германия). Эти фирма устанавливает мешалки на резервуары емкостью до 100000 м³.

Рис.2.37. Внешний вид мешалки и ее габаритные размеры

Рис. 2.38. Внешний вид мешалки «Диоген – 700»