106.Сферические резервуары и их особенности.

Особенности конструктивных форм:

Сферические резервуары предназначены для хранения сжиженных газов под высоким избыточным внутренним давлением (до 250 кПа). Объем их колеблется от 600 до 4000 м³.Сферические резервуары более сложны в изготовлении, чем цилинд­рические, при этом трудоемкость их изготовления определяется преж­де всего принятой схемой раскроя сферы, которая принимается парал­лельно-меридиональной или меридиональной. Элементы оболочки (лепестки) толщиной до 36 мм вальцуют в холодном состоя­нии на шаровых вальцах, при большей толщине штампуют в горячем состоянии на прессах. Сначала лепестки соединяются на прихватках и образуют сферу. Затем их сваривают автоматами с помощью специаль­ных вращателей, которые позволяют выполнять сварные швы в нижнем положении. Все швы подвергают повышенным методам контроля ка­чества.

Сферические резервуары опираются на кольцевую опору или на си­стему стоек, выполняемых из труб или двутавров, причем опнрание на стойки более целесообразно, так как обеспечивает большую свободу температурных деформаций. Число лепестков в экваториальном сече­нии должно быть кратным числу опорных стоек, их ширина увязывается с размерами стандартных листов, а длина—спериметром оболочки с учетом припусков на обработку.

Для сферических резервуаров следует применять марки сталей или алюминиевых сплавов с учетом габаритов резервуаров, температуры хранимого продукта и температуры, характерной для района строитель­ства.

Расчет стенки резервуара на прочность.

Расчет стенки резервуара на прочность производится на действие избыточного давления и гидростатического давления жидкости по формуле:

где φ—-угол, определяющий высоту залива резервуара продуктом.

Требуемая толщина стенки в самой нижней точке оболочки с уче­том определяется из выражения

где γ=0,7 — коэффициент условий работы резервуара;Yв=0,9 — коэффициент надеж­ности на взрывоопасность; n1 — 1,1; n₂₌1,2 — коэффициенты перегрузки.

Окончательно толщина стенки с учетом вытяжки металла при валь­цовке или штамповке увеличивается примерно на 2 мм.

Расчет стенки резервуара на устойчивость.

Так как при понижении температуры в резервуаре возможно обра­зование вакуума, то сферическую оболочку следует проверять на устой­чивость при г/t≤750.

Расчет опорных стоек и диагональных связей.

Опорные стойки, поддерживающие сферическую оболочку резервуа­ра, рассчитывают на массу резервуара с оборудованием, заполнение его водой (при испытаниях), снег и ветер. Учитывая возможность проседания одной из стоек при неравномер­ной осадке основания, вертикальное усилие на одну стойку увеличива­ется в n/ (n—1) раз, где n— число стоек. Тогда сжимающее усилие в стойке будет равно:

Условие прочности растянутой арматуры:

107.Газгольдеры

Газгольдерами называются сосуды, предназначенные для хранения и смешивания газов. Их включают в газовую сеть между источниками получения газа и его потребителями в качестве своеобразных аккумуляторов, регулирующих потребление газа. Газгольдеры применяют на еталлургических, коксохимических и газовых заводах, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в городском хозяйстве для хранения природного или искусственного газа и т. д.

По конструкции и характеру эксплуатации газгольдеры делятся на две группы: газгольдеры переменного объема (мокрые и сухие) и газгольдеры постоянного объема.

Газгольдеры переменного объема называют газгольдерами

постоянного низкого давления, так как давление газа в них не превышает 4— 5 кПа. Газгольдеры постоянного объема имеют внутреннее давление газа в пределах 250—2000 кПа и являются сосудами высокого давления.

Типовые мокрые газгольдеры имеют вместимость 100—30 000 м³ и состоят на вертикального цилиндрическо­го резервуара.

Газгольдеры переменного объема рассчитывают по методу предельных состояний. В расчетах учитывают следующие коэффициенты перегрузки: для собственного веса конструкций n1 = 1,1; для давления газа под колоколом n2=1,2; для давления воды в резервуаре n=1,1; для полезной (временной нагрузки (2 кН/м2) на обслуживающие площадки и лестницы

n=1,2; При расчетах учитывают следующие сочетания нагрузок: основные— вес конструкций, давление газа и воды, снег на всей крыше или на половине ее поверхности, временные нагрузки на площадке; дополнительные: а) нагрузки основные с односторонней снеговой нагрузкой, ветер, температурные и монтажные воздействия; б) нагрузки основные без учета снеговой нагрузки, ветровая нагрузка; особые — нагрузки от

собственного веса, воды и снега, сейсмические воздействия. Коэффициенты сочетания нагрузок принимают по СНиП.

Сухие газгольдеры применяют в слу­чае, когда хранимые газы имеют высокую концентрацию (до 99,9 % и выше) и не допускают увлажнения (этилен, пропилен и т.д.). Объем газгольдеров колеблется от 10 до 600 тыс. м³. Конструкция их состоит из цилиндрической оболочки с плоским днищем, покоящимся на пес­чаной подушке, и сферической кровли из листов толщиной 3 мм, кото­рые крепятся к каркасу из радиально расположенных гнутых швелле­ров. Внутри газгольдера размещается специальная конструкция в виде шайбы, перемещающейся под давлением газа наподобие поршня. Шай­ба имеет несущий каркас и наружную обшивку из листовой стали.