Сооружение резервуарного парка. Cооружение_и_ремонт_РП_Кетов_Д_О_. Расчет, планировка и сооружение резервуарного парка головной нефтеперекачивающей станции

• Название: Расчет, планировка и сооружение резервуарного парка головной нефтеперекачивающей станции
• Анкор: Сооружение резервуарного парка
• Дата: 24.05.2022
• Размер: 202.55 Kb.
• Имя файла: Cооружение_и_ремонт_РП_Кетов_Д_О_.docx
• Тип: Курсовая; #546686
• страница: 3 из 4

6. Основания и фундаменты под резервуары

6.1 Выбор основания и фундамента под резервуар

Днище укладывается на специальное основание, которое при V<5000 м³, как правило, выполняется в виде песчаных подушек с устройством гидроизолирующего слоя (рис. 3)



Рис. 3 - Основание под резервуар

Фундаментом называется часть сооружения, передающая нагрузку от веса сооружения на основание.

Основанием называется толща грунта, находящаяся ниже подошвы фундамента и воспринимающая давление, передаваемое фундаментом.

Грунты, находящиеся в условиях их природного залегания, являются естественными основаниями сооружений, а грунты, предварительно уплотненные или укрепленные другими способами, искусственными основаниями.

Фундаменты под резервуары являются наиболее ответственной частью всего сооружения, т.к. принимают на себя гидростатическое давление нефтепродукта в резервуаре. Неправильно спроектированный фундамент может быть причиной неравномерной осадки резервуара, вследствие чего в корпусе и днище появляются трещины, а в некоторых случаях происходит полное его разрушение. Нормальные фундаменты строят из крупнозернистых материалов (песка, гальки, гравия, щебня и других), которые передают давление на большую площадь и дают небольшую равномерную осадку. Они выгодно отличаются от монолитных фундаментов тем, что бла­годаря отсутствию связанности между отдельными частями крупнозернистых материалов обладают эластичностью и перераспределяют усилия, передающиеся грунту при неравномерной осадке, локализуя тем самым её вредное влияние на резервуар. Поэтому такие фундаменты не заменимы, когда резервуар строится на насыпных грунтах, насыщенных водой. Нормальный фундамент под резервуары состоит из грунтовой под - сыпки, подушки из крупнозернистых материалов и гидроизолирующего слоя. Грунтовая подсыпка производится сразу после срезки и удаления растительного слоя толщиной 15­20 см. Для грунтовой подсыпки лучше использовать щебенистые, гравийные и песчаные грунты. Допускаются глинистые и суглинистые фунты влажностью не более 15%. На макропористых грунтах для подсыпки лучше использовать суглинистые грунты естественной влажности (без дренирующих примесей). Подсыпку желательно выполнять из однородных грунтов горизонтальными слоями толщиной 15+20 см с тщательным послойным уплотнением. Толщина сдоя подсыпки 0,5 - 2,0 м.

Подушку фундамента устраивают толщиной 20 - 25 см из зернистых материалов. Максимальный поперечник частиц не должен превышать 10% от толщины подушки. Радиус подушки на 0,7 м больше радиуса резервуара. Поскольку наибольший напор грунтовых вод наблюдается под центром днища резервуара, верхнюю полость подушки целесообразно делать с уклоном от центра основания. Высота конуса в центре 0,015 R. Конус также разгружает днище от термических напряжений и позволяет полнее удалять из резервуара подтоварную воду. Подушка укладывается с откосами 1:1,5 , поверх неё из крупнозернистых материалов устраивают гидроизолирующий слой толщиной 80 - 100 мм (на макропористых грунтах толщина слоя должна быть увеличена в 2 - 2,5 раза). Гидроизолирующий слой предохраняет металл днища от коррозии под действием грунтовых вод, а макропористые осадочные грунты от увлажнения в случае утечки воды через днище резервуара. Гидроизолирующий слой изготовляют путем тщательного перемешивания супесчаного грунта (90% объёма смеси) с вяжущим веществом (10%) - жидкие битумы, каменноугольные дёгти, полугудроны и мазуты. Супесчаный грунт должен быть влажностью не более 3% и иметь следующий гранулометрический состав: 60 - 85% по объёму песка размером песчинок 0,1 - 2 мм, 15 - 40% песчаных пылевидных и глинистых частиц размером менее 0,1мм. Гидроизолирующий слой укладываем без подогрева, равномерно по всей поверхности подушки с уклоном от центра к краям при последующем уплотнении дорожными катками. Готовый фундамент имеет вокруг резервуара бровку шириной 0,7мм и откосы с уклоном 1:1,5 и 1:2, замощенные булыжником или бетонными плитами. Для отвода вод вокруг основания устраивается кювет с уклоном i=0,005 к приемнику ливневой канализации.
6.2 Расчет осадки резервуара

Расчет предполагаемой полной осадки РВС производится на основе следующих положений:

1. 
   Осадка происходит только после приложения дополнительной нагрузки от веса резервуара сверх расчетного сопротивления от собственного веса вышележащих слоев грунта.
   
2. 
   Осадка происходит только за счет деформации грунта в пределах некоторой толщи ограниченной мощности (активная зона), которая начинается от начальной плоскости приложения нагрузки, а нижняя граница сжимаемой толщи принимается на той глубине от подошвы фундамента, на которой дополнительное давление составляет 20% от расчетного сопротивления на глубине заложения грунта.
   
3. 
   Распределение давлений в грунте от веса резервуара принимается по формуле, полученной на основе рассмотрения грунта как упругого тела:
   

P_z = C * P = 0,285 * 130557 = 37209 кг

C - коэффициент распределения давления в грунте, принимаемый по таблице 4 в зависимости от соотношения 2z/d_pe3 (Z - глубина, на которой определяется Pz);

Таблица 4 - Коэффициенты распределения давления в грунте

2z/dpea	0	0,4	0,8	1,2	1,6	2	2,4	2,8	3,2
C	1	0,949	0,756	0,547	0,390	0,285	0,214	0,165	0,130
2z/dpe3	3,6	4	4,4	4,8	5,2
C	0,106	0,087	0,073	0,062	0,053

P - нагрузка от веса резервуара (заполненного):

Р = р * g * Н + Р_ск = 1000 * 9,8 * 12 + = 130557 кг

р - плотность наиболее тяжелого продукта или воды при гидравлических испытаниях (для воды), кг/м3;

H - высота резервуара, м;

Р_ск - нагрузка от веса строительных конструкций (вес крыши, стенки, оборудования):



G - полная масса резервуара, кг;

S - площадь резервуара, м².

4. 
   Так как дополнительное давление в грунте от веса резервуара в пределах сжимаемой толщи непостоянно и уменьшается с возрастанием глубины, то для определения осадки сжимаемая толща разбивается на отдельные слои толщиной не более 0Мез.
   
5. 
   Расчетное сопротивление на глубине заложения грунта Р_р, возникающее под действием вышележащих пластов, определяется по гидростатическому закону:
   

Р_Рп - расчетное сопротивление в подошве n-го слоя, Па;

hn - мощность n-го слоя, м;

Р_ГРп - плотность n-го слоя, кг/м3.

6. 
   Определить величину сжимающей толщи (активной зоны) можно графически:
   

а) Строится геологический разрез строительной площадки на месте рассчитываемого фундамента;

б) Наносятся размеры фундамента;

в) Строятся эпюры напряжений (давлений) от собственного веса грунта Р_р и дополнительного P_z от внешних нагрузок (рис. 4);

г) По эпюре находится точка, в которой дополнительное давление P_z будет составлять 20% от расчетного сопротивления Р_р , которая будет соответствовать нижней границе сжимаемой толщи.



Рис. 4 - Эпюры распределения давлений в грунте от собственного веса грунта и дополнительного от внешних нагрузок

7. Принимается, что деформация сжатия каждого слоя толщиной h происходит при отсутствии бокового расширения и величина ее может быть определена на основании обобщенного закона Гука, из которого следует, что относительная деформация грунта в вертикальной плоскости считается по следующей формуле:



В пределах всей толщи активной зоны полная осадка резервуара складывается из осадки отдельных слоев грунта с различными модулями деформации:


u - коэффициент Пуассона для грунтов (для песка - 0,29, для супеси - 0,3, для суглинка - 0,37, для глины 0,41);

E, - модуль общей деформации слоя грунта (исходные данные);

Pi - среднее давление в пределах слоя, принимается равным полусумме давлений на верхней и нижней границах рассматриваемого слоя;

hi - мощность слоя.

Предельная величина осадки резервуара должна быть не более 200 мм.

7. Расчет системы пожаротушения РВС

Общие требования к системам пожаротушения и водяного охлаждения

Для тушения пожаров резервуаров с нефтью или нефтепродуктами применяют пенное пожаротушение. При этом слой пены наносится на поверхность горящей жидкости. Под воздействием нагретой до температуры кипения горящей жидкости, часть пены разрушается. Выделившаяся в результате этого вода, в виде капелек, проходя через горящую жидкость, охлаждает ее поверхностный слой, что приводит к снижению скорости испарения жидкости. Оставшаяся часть пены, накапливаясь слоем определенной толщины на поверхности горящей жидкости, препятствует испарению последней. Благодаря этому, количество паров нефти или нефтепродукта, поступающее в зону горения, резко сокращается и становится недостаточным для поддержания горения и оно прекращается. После прекращения подачи пены при полной ликвидации горения на всей поверхности нефти образуется устойчивый пенный слой толщиной до 10см, который в течение 2-3 ч защищает поверхность горючей жидкости от повторного воспламенения.

При расчете систем пожаротушения необходимо определить количество одновременных пожаров на площади (согласно п. 6.52 ВНТП 3-85) Если площадь < 150га, то 1 пожар.

За расчетный пожар согласно п 5.53 ВНТП 3-85 принимается пожар с наибольшим расходом воды на пожаротушение.

Основным документом для проектирования системы пожаротушения резервуарного парка является СП 155.13130.2014 «Склады нефти и нефтепродуктов» (№123-ФЗ от 22.07.2008 «Технологический регламент о требованиях пожарной безопасности», «Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках»).

На складах нефти и нефтепродуктов предусматриваются системы пожаротушения и водяного охлаждения.

При проектировании систем пожаротушения и охлаждения для зданий и сооружений складов нефти и нефтепродуктов учитываются требования СП 8.13130.2009 и СП 10.13130.2009 к устройству сетей противопожарного водопровода и сооружений на них, если они не установлены СП 155.13130.2014.

Для наземных резервуаров нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м³ и более, а также зданий и помещений склада, указанных в пункте 13.2.5 СП 155.13130.2014 следует предусматривать системы автоматического пожаротушения.

На складах Ша категории при наличии не более двух наземных резервуаров объемом 5000 м³ допускается предусматривать тушение пожара этих резервуаров мобильными средствами пожаротушения при условии оборудования резервуаров стационарно установленными устройствами для подачи огнетушащего вещества (генераторами пены, пеносливами или насадками для подачи двуокиси углерода, иными устройствами) и сухими трубопроводами (с соединительными полугайками для присоединения пожарной

Для тушения пожаров резервуаров следует применять системы пожаротушения, приведенные в приложениях А,Б,В и Г СП 155.13130.2014.

Для расчета необходимо определить категорию склада нефти по таблице 1 СП 155.13130.2014, знать характеристики резервуара и хранимого продукта: вид горючего, температура вспышки, объем (Урвс), высота (Нр), диаметр (D).

Расчетную площадь тушения (площадь горения) согласно п.13.2.11 следует принимать равной площади горизонтального сечения резервуара (в наземных вертикальных резервуарах со стационарной крышей):



Периметр:

L = * D = 3,14 * 18,98 = 59,6 м

Расчет системы пенного пожаротушения

Состав системы пенного пожаротушения

• 
  Резервуары для воды и пенообразователя (в ходе расчета нужно определить объемы воды и пенообразователя);
  
• 
  Стационарно установленные пеногенераторы с сухотрубами с соединительными головками и заглушками, выведенными за обвалование (п. 13.2.6 СП 155.13130.2014);
  
• 
  Мобильные средства пожаротушения (мотопомпы)/насосные станции;
  
• 
  Сеть подводящих растворопроводов с пож. гидрантами;
  
• 
  Узлы управления;
  
• 
  Средства автоматизации.
  

Согласно п. 6.97 ВНТП 3-85 в качестве огнегасительного средства в стационарных пенных установках принимается пена средней кратности, получаемая из 6% -ого водного раствора пенообразователя.

Кратность пены - величина, равная отношению объемов пены и раствора, пошедшего на образование пены. (пена низкой кратности - не более 20, пена средней кратности - от 21 до 200, пена высокой кратности (более 200) Пена низкой кратности («тяжелая пена») в 2-3 раза менее эффективна чем пена средней кратности, но ее применяют для подслойного способа тушения.

Расходы огнетушащих средств следует определять, исходя из интенсивности их подачи на 1 м² расчетной площади тушения нефти и нефтепродуктов.

Расчетный расход раствора пеннобразователя считается согласно п.13.2.11, Прил.А пункту А.2 СП 155.13130.2014 по формуле:



i - интенсивность подачи раствора согласно приложению, А табл.А.1 СП 155.13130.2014, пункту 6.99 ВНТП 3-85. (Определяется в зависимости от горючего материала:

- для тушения ЛВЖ с t вспышки паров 28⁰С и ниже - 0,08 л/(с*м²);

- для тушения ЛВЖ с t вспышки паров больше 28⁰С и нефти - 0,05 л/(с*м²);

Выбираем тип пеногенератора (к примеру, ГПСС-600-УХЛ1). Количество пеногенераторов (n) определяют исходя из расчетного расхода раствора (Рр) пенообразователя и производительности одного ГПСС по раствору пенообразователя (q):



ГПСС - генератор пены средней кратности стационарный

600 - производительность по пене в литрах (6 - по пенообразователю)

УХЛ1 - климатическое исполнение и категория размещения

Полученное значение округляют в большую сторону.

Требуемый напор перед ГПСС выбираем согласно пункту 6.4.102 СП 4.13130.2013 «Система противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты».

Производительность пенной установки (Q, л/с) (по раствору пенообразователя) согласно пункту 6.98 ВНТП 3-85 определяется по необходимой интенсивности раствора пенообразователя в л/с на 1 м² - расчетной площади тушения и принимается по фактически устанавливаемому количеству генераторов пены и их производительности:



Расход раствора пенообразователя на один пожар ( , м³):



где t - расчетное время тушения пожара мобильной пожарной техникой согласно приложения А п.А3 СП 155.13130.2014, мин (15 мин.).

Расчетное время тушения пожара для систем автоматического пенного пожаротушения - 10мин, для мобильной пожарной техники - 15мин.

Расчетный запас раствора пенообразователя согласно пункту 13.2.7 и Приложению А п.А9 СП 155.13130.2014 (Wp, м³) должен быть не менее трехкратного расхода раствора на 1 пожар (но не менее 30 мин):



К - коэффициент запаса согласно пункту 6.111 ВНТП 3-85 на заполнение сухотрубов 1,2 - 1,3.

Расчет запаса пенообразователя:



Расчетный запас воды для раствора пенообразователя:



Кроме того согласно п.6.111 ВНТП 3-85 на предприятии должен иметься 100% резервный запас пенообразователя в транспортной таре.