Эксплуатация нефтегазовых хранилищ. Эксплуатация нефтегазовых хранилищ
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Курсовая работа на тему: «Эксплуатация нефтегазовых хранилищ» Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 1. Виды резервуаров………………………………………………………………5 2. Технико-экономические показатели сооружения и эксплуатации резервуаров и хранилищ………...........................................................................16 3. Экологическая часть…………………………………………………………..19 4. Охрана труда и техника безопасности………………………………………25 Заключение……………………………………………………………………….29 Список литературы………………………………………………………………30 Введение В современном мире не только добыча, но и хранение газа и нефти является очень важным вопросом. Обычно люди мало задумываются о том, каким способом и откуда поступают вещества, где находятся «запасы», и как это все работает. Ускорение научно-технического прогресса и переход экономики на путь интенсивного развития требуют осуществления новой технической реконструкции народного хозяйства. Решение этой проблемы обеспечит комплексное развитие нефтегазовой отрасли за счет технического перевооружения и повышения эффективности работы систем нефтегазоснабжения, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Нефтегазохранилища, в том числе резервуары различной конструкции, позволяют сбалансировать неравномерность добычи, добычи и потребления углеводородного сырья, повысить надежность и ритмичность его доставки потребителям различными видами транспорта, служат для создания гарантированных резервов и специальных резервов для обеспечить потребность страны во всех видах топлива. Резервуары широко применяют на нефтебазах, насосных станциях и наливных пунктах магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах, сельском хозяйстве и промышленных предприятиях различных отраслей народного хозяйства. В отдельных случаях на их сооружение приходится до 60 % суммарных капительных затрат объекта. Ежегодный прирост вместимости резервуаров, при которой обеспечивается бесперебойное функционирование системы обеспечения нефтью и нефтепродуктами, должен составлять 0,3 – 0,4 м3 на тонну годового прироста добычи нефти. Научно-технический прогресс должен быть нацелен на радикальное улучшение использования природных ресурсов, сырья, материалов, топлива и энергии на всех станциях – от добычи и комплексной переработки сырья до выпуска и использования конечной продукции. Поэтому техническое совершенствование резервуарных конструкций и техническое перевооружение производственного аппарата на основе внедрения новейших достижений науки, использования передовой техники и прогрессивных технологических процессов являются делом первостепенной важности специализированных проектных и строительных организаций. От правильного выбора конструкции, качественного изготовления элементов, широкого применения прогрессивных методов монтажа и организации строительства зависят надежность и безопасность работы резервуара, снижение металлоемкости, экономия материальных ресурсов в процессе сооружения, сокращение потерь хранимых продуктов при эксплуатации. Перспективными направлениями в резервуаре строении являются: сооружение резервуаров объемом 50, 100 и более тыс. м3, дальнейшее развитие индустриальных методов строительства резервуаров; совершенствование методов сварки при отрицательных температурах и ее роботизация. Разработка и улучшение конструкций оснований и фундаментов под резервуары, сооружаемые на вечномерзлых и заболоченных грунтах; разработка новых образцов строительной техники и широкое применение строительства. Виды резервуаров На основании строительной практики и технико-экономических обоснований можно рекомендовать следующие рациональные области применения в строительстве конструкций из различных материалов. Металлоконструкции широко применяются при возведении различных зданий и сооружений. Благодаря значительной прочности и плотности металла, оперативности соединений элементов, высокой степени изготовления и промышленного монтажа, возможности сборки и разборки элементов, металлоконструкции характеризуются сравнительно небольшим собственным весом, обладают газо и водонепроницаемостью, обеспечивают скоростной монтаж зданий и сооружений и ускоряют ввод их в эксплуатацию. Основной недостаток стальных конструкций – подверженность коррозии – устраняется их окраской, покрытием полимерными материалами или смолами, оцинкованием и другими методами защиты. В зависимости от вида конструкций и их сочетаний различают системы стержневые и сплошные. К стержневым системам, состоящим из балок, ферм и колонн, относятся: каркасы зданий и сооружений, мосты, покрытия зданий в виде ферм, арок или куполов; ангары, мачты и башни и. т. д. К сплошным системам относятся: газгольдеры, резервуары, бункеры, трубы и трубопроводы большого диаметра, специальные конструкции металлургических и нефтехимических заводов и. т. д. Металлические резервуары относятся к числу ответственных сварных конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Наличие в резервуарах жестких сварных соединений и снижение пластических свойств металла при отрицательных температурах вызывает значительные внутренние напряжения и создает условия, исключающие возможность их перераспределения. Эти и ряд других причин, таких как, неравномерные осадки, коррозия снижаю эксплуатационную надежность резервуара, иногда приводят к его разрушению. В проектах резервуаров необходимо предусматривать максимальное сокращение потерь хранимой нефти и нефтепродуктов от испарения в период эксплуатации, а также соблюдение требований по охране окружающей среды. Резервуары предназначены для приёмки, хранения, отпуска, учёта нефти и нефтепродуктов и являются ответственными инженерными конструкциями. Резервуары служат для хранения нефти и нефтепродуктов, воды, сжиженных газов, кислот и других жидкостей. По форме резервуары различают: вертикальные и горизонтальные цилиндрические, каплевидные и шаровые. По расположению относительно поверхности прилегающей территории резервуары могут быть надземными, наземными, полузаглубленными или подземными, подводными., по роду материала, используемого на изготовление, - металлическими, неметаллическими и комбинированными; по величине внутреннего избыточного давления: низкого давления – до 0,004 МПа, среднего давления – до 0,04 МПа и высокого давления – более 0,04 МПа. В резервуарах низкого давления с внутренним давлением до 2 кПа и допускающих вакуум (разряжение) 250 Па хранят жидкости с низкой упругостью паров: керосин, газолин, дизельное топливо и др. Резервуары с повышенным внутренним давлением (20-30 кПа) служат для хранения нефтепродуктов с высокой упругостью паров (сырой нефти, бензина и. т. д.). Вакуум в резервуарах образуется в результате быстрого охлаждения паров и оказывает существенное влияние на работу стенки и элементов покрытия. Сжиженные газы (бутан, пропан и др.) хранят обычно в горизонтальных и шаровых резервуарах высокого давления с внутренним давлением (0,25-2 МПа). Условия работы резервуаров также различны; в зависимости от назначения они могут воспринимать статические и динамические нагрузки, работать под давлением и вакуумом, под воздействием переменных температур и нейтральных или агрессивных сред. Основными элементами резервуара являются: днище, стенка и покрытие. Для стенок применяют листовую сталь толщиной 4-30 мм, в том числе при толщине 4-10 мм – рулонную горячекатаную сталь по ГОСТ 19903-74*. Для покрытия резервуаров рекомендуются листы толщиной 2,5-6 мм. В резервуарах высокого давления (например, шаровых и горизонтальных специального назначения) толщиной стенок достигает 36-40 мм. Рационально применение кроме углеродистой стали марок ВСт3пс(сп) низколегированных сталей повышенной прочности марок 09Г2С, 16ГС и др. В некоторых случаях эффективны стенки из двух-трех слоев листовой стали, а также предварительное напряжение стенок, выполняемое обжатием оболочки высокопрочной проволоки или лентой. Учитывая особенности работы, к листовым конструкциям предъявляются определенные требования: швы должны быть прочными и плотными; в местах защемления оболочек (у колец жесткости, у днищ и. т. д.) необходимо в расчете учитывать локальные краевые напряжения; при проектировании предусматривать фасонный раскрой листового проката, вальцовку обечаек и колец, штамповку выпуклых элементов, правильно располагать люки, лазы, врезки и. т. п. Соединения листов резервуаров производят встык, внахлестку и впритык. Непроницаемость швов листовых конструкций проверяют на плотность разными способами: промазкой керосином изнутри (после окраски меловым раствором снаружи), воздушным или гидравлическим давлением изнутри, вакуумной камерой или методом химических реакций. Для электрозащиты резервуара корпус его заземляют. Наземные вертикальные цилиндрические резервуары проектируются, как правило, с плоским днищем, располагаемым на песчаной насыпной подушке. Типовые резервуары разработаны для нефтепродуктов объемом 100-5000 м3. Имеются проекты резервуаров вместимостью на 10000, 20000 идо 100000 м3. В настоящее время действуют типовые проекты на стальные вертикальные цилиндрические резервуары для нефти и нефтепродуктов следующего назначения: -вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей, предназначенные для хранения нефти и нефтепродуктов под внутренним избыточным давлением в газовом пространстве 1960 Па; -вертикальные цилиндрические резервуары с понтоном, предназначенные для хранения нефти и бензинов без избыточного давления; -резервуары с расчетной температурой окружающей среды до 208 К и для сейсмический районов. -покрытие резервуаров выполняют коническим, висячим (в опытном порядке), сферическим и сфероцилиндрическим (см. рис.). При выборе типа покрытия учитывают назначение и условия эксплуатации резервуара. Если преобладают нагрузки, действующие сверху вниз (масса покрытия и теплоизоляции, снег, вакуум, аппаратура и оборудование на покрытии), то применяют коническое или сферическое покрытие; если преобладают нагр4узки, действующие снизу вверх (внутреннее избыточное давление паровоздушной смеси), то применяют. Как правило, сфероцилиндрическое покрытие. Оборудование резервуара, включающее арматуру и приспособления для заполнения и выпуска жидкости, предохранительные клапаны, лестницы, лазы, световые и замерные люки и. т. д., располагают в соответствующих местах на корпусе и крыше резервуара. В резервуарах специальных типов вместимостью 10000-100000 м3 для хранения легкоиспаряющихся жидкостей (бутана, сырой нефти и др.) применяют плавающие крыши или понтоны и стационарные покрытия, позволяющие значительно сократить потери жидкостей при испарении. Изотермические хранилища характеризуются постоянство температурного режима хранимого продукта и являются одной из разновидностей хранилищ сжиженных газов. В изотермических хранилищах давление незначительно отличается от атмосферного, а температура хранимого продукта ниже температуры окружающей среды. Низкое давление хранимых продуктов позволяет: сооружать резервуары с небольшой толщиной стенки, делая их более экономичными по сравнению с резервуарами для хранения продуктов под повышенным давлением; уменьшать расстояние между резервуарами и другими зданиями и сооружениями, сокращая площадь хранилища и затраты на подготовку площадки и внутрибазовые коммуникации. При изотермическом хранении сжиженных углеводородных газов используют обычные вертикальные цилиндрические резервуары для нефти и нефтепродуктов, железобетонные и шаровые резервуары. На резервуарах устанавливают: дыхательные и предохранительные клапаны, трубопровод отбора паровой фазы, уровнемер, приемо-раздаточный патрубок жидкой фазы, указатели давления паровой фазы, термометры замера температуры жидкой фазы, устройство для отбора проб паровой и жидкой фазы и др. Применение железобетонных резервуаров для хранения сжиженных газов позволяет сократить расход металла и увеличить срок службы хранилища в 2-3 раза по сравнению со сроком службы стальных резервуаров. Для хранения сжиженных газов в изотермических и полуизотермических условиях можно применять шаровые резервуары. В полуизотермических резервуарах давление паровой фазы может быть значительно больше атмосферного, что позволяет применять изоляцию меньшей толщины и охлаждающие установки с меньшей производительности. Железобетонные резервуары предназначены для хранения нефти, нефтепродуктов или воды. К резервуарам для хранения нефти и нефтепродуктов предъявляют особые требования в виду высокой ответственности конструкций. Все железобетонные резервуары можно классифицировать по: - форме, могут быть прямоугольными и цилиндрическими. Прямоугольная форма позволяет создавать предварительные напряжения в стенке и днище, что дает возможность увеличить высоту резервуара и приводит к некоторой экономии материалов, то цилиндрическая форма проста в монтаже и позволяет применять общестроительные детали; - способу сооружения, могут быть монолитные и сборно-монолитные. Монолитные целиком сооружают на площадке из железобетона с применением того или иного вида опалубки. Сборно-монолитные имеют монолитное днище с армирующим каркасом и сборные стенки и покрытия с несущими элементами, выполняемые из деталей заводского изготовления; - расположению относительно уровня поверхности земли, могут быть наземные и подземные. Подземные резервуары – резервуары, наивысший уровень в которых не менее чем на 0,2 м ниже планировочной отметки прилегающей площадки (для обсыпанных грунтом резервуаров в пределах не менее 3 м от стенки). К достоинствам железобетонных резервуаров следует отнести: - высокую стойкость против коррозии, как грунтовой (при заглублении), так и внутренней при хранении сернистых нефтей; - значительное снижение потерь от испарения при длительном хранении нефти или светлых нефтепродуктов благодаря значительному уменьшению амплитуды колебания температур в резервуаре; - значительную экономию площадки застройки, так как расстояние между стенками соседних резервуаров в группе может быть снижено на 1 м; - снижение удельного расхода стали до 5-6 кг на 1 м3, причем расходуют главным образом арматурную сталь, а не дорогостоящий листовой прокат. Однако, наряду с перечисленными выше достоинствами, железобетонные резервуары обладают и рядом существенных недостатков: - значительная масса, примерно в 8 раз превышающая массу стальных резервуаров такой же емкости; - большая трудоемкость строительства; - высокая требовательность конструкции к соблюдению технологии строительства; - особые требования к строительной площадке, так как конструкции весьма чувствительны к неравномерным осадкам. Несмотря на указанные недостатки, железобетонные резервуары находят применение для хранения сырой нефти, содержащей большое количество сернистых соединений, и для хранения мазутов, особенно на ТЭЦ. Прямоугольные железобетонные резервуары используют также в качестве различного рода отстойников, корпусов нефтеловушек и. т. д. Наряду с развитием и совершенствованием традиционных методов хранения жидких и газообразных углеводородов широко применяют подземные нефтегазохранилища, обладающие рядом преимуществ по сравнению с наземными резервуарами. Подземные хранилища имеют малую металлоемкость, так как их стенкой являются горные породы, в которых сооружены хранилища. Потери нефтепродуктов от испарения в подземных хранилищах значительно ниже из-за постоянного температурного режима, а пожаро- и взрывобезопасность выше, чем на обычных нефтебазах. При наличии подземных хранилищ не требуется проведение мероприятий по противокоррозионной защите резервуаров, их окраске и зачистке. Подземные хранилища - это комплекс сооружений, состоящий из подземных резервуаров (выработки-емкости, вспомогательные выработки, скважины и др.) и наземного технологического оборудования, зданий и других объектов, обеспечивающих прием, хранение и отбор продуктов. Наиболее часто для сооружения подземных хранилищ используют плотные, непроницаемые породы: каменную соль, гипс, ангидрит, глины, глинистые сланцы, мергели известняки, доломиты, граниты, гнейсы, многолетнемерзлые и др. При применении искусственной герметизации стенок хранилища возможно использование и проницаемых горных пород. Возможность строительства емкости того или иного типа определяется геологической характеристикой пласта, географическими факторами, экономическими показателями и некоторыми эксплуатационными соображениями. В нашей стране наибольшее распространение получили подземные резервуары, сооружаемые в отложениях каменной соли. Это связано с широким распространением месторождений каменной соли, высокой экономической эффективностью и техническими преимуществами данного типа хранилища. С развитием химической промышленности возросли требования к качеству, составу и условиям пользования газов. Все это потребовало разработки различных конструкций и модификаций газгольдеров. Газгольдером называют сооружение, состоящее из емкости для хранения природных и искусственных газов и вспомогательного оборудования для регулирования параметров и вспомогательного оборудования для регулирования параметров и технологических режимов их хранения. Газгольдеры подразделяют: на классы по давлению хранимого газа; на мокрые и сухие по конструкции уплотнения подвижных частей; на цилиндрические и сферические по форме оболочки; на поршневые, секционные, вертикальные, горизонтальные и другие по конструктивной схеме и способу установки (см. рис ). К классу I относятся газгольдеры низкого давления, в которых объем газового пространства оболочки изменяется при опорожнении или заполнении, поддерживая рабочее давление на постоянном уровне не выше 0,07 МПа. К классу II относятся газгольдеры высокого давления с постоянным объемом газового пространства и рабочим давлением от 0,07 до 3 МПа. Цилиндрические газгольдеры объемами 50, 100, 175 и 270 м3 рассчитаны на избыточное давление от 0,048 до 1,25 МПа, имеют диаметр 3,2 м и длины от 7,2 до 32,2 м. Толщина цилиндрической части – от 8 до 14 мм (см. рис). Газгольдеры объемами 50, 100 и 175 м3 поставляют на строительную площадку целиком заводского изготовления полностью укомплектованными. Газгольдеры объемом 270 м3 поставляют из двух частей заводского изготовления и укрупняют на монтаже. Цилиндрические газгольдеры постоянного объема с полусферическими днищами можно расположить вертикально (см. рис. ). Такие газгольдеры обычно имеют объемы 50 и 100 м3, избыточное внутреннее давление – от 0,04 до 1,15 МПа; диаметр – 3,2 м, высота – до 13,2 м, толщина цилиндрической части – от 8-до 14 мм. Горизонтальные цилиндрические резервуары используют для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов при атмосферном или повышенном давлении, причем сжиженные газы находятся под избыточным давлением до 2,5 МПа. Диаметр оболочки обычно не превышает трех метров, что связано с ограничениями железнодорожного габарита. Объем резервуаров для сжиженных газов доходит до 300 м3, а для нефтепродуктов – до 1000 м3. Днища резервуаров выполняют плоскими, сферической, конической или эллиптической формы (рис. 1). Горизонтальные резервуары в зависимости от требований технологии эксплуатации могут иметь надземную и подземную установки в сухих и мокрых грунтах (см. рис ). Резервуары имеют промежуточные ребра жесткости и опорные ребра жесткости с треугольной диафрагмой. При надземной установке резервуары устанавливают на две железобетонные опоры с углом охвата 900; при подземной установке в сухих грунтах – на подготовленное основание, в мокрых грунтах – на железобетонную плиту с креплением хомутами, охватывающими снаружи корпус резервуара, что предотвращает всплытие. Хомуты к плите крепятся болтами. Резервуары устанавливают в любых районах, где температура окружающего воздуха не ниже минус 650 С, а сейсмичность района может быть 7, 8 и 9 баллов. Горизонтальные резервуары объемом 1000 м3 рассчитаны на внутренне избыточное давление 0,02 МПа и имеют диаметр 6м, длину 35,9 м. У резервуаров плоские обребренные днища. В зависимости от расчетных температур районов эксплуатации горизонтальные резервуары изготавливают: - при расчетной температуре до минус 400 С из углеродистой стали марки Вст3кп2 по ГОСТ 380-88* для толщин до 4 мм и марки Вст3пс6 по ГОСТ 380-88* для толщины 6 мм и более; - при расчетной температуре от минус 400 С до минус 650 С из низколегированной стали марки 09Г2С 12-15 категории по ГОСТ 19281-89. Горизонтальные цилиндрические резервуары объемами от 3 до 100 м3 рассчитаны на внутреннее избыточное давление 0,04 и 0,07 МПа и имеют габаритные размеры: диаметры – от 1,4 до 3,24 м; длины – от 2,02 до 12 м. В технологии изготовления горизонтальных резервуаров объемами от 3 до 100 м3 приняты следующие конструктивные решения: - днища плоские (допускаемое внутренне избыточное давление 0,04 МПа); - днища конические (допускаемое внутренне избыточное давление 0,07 МПа); - стенки из полотнищ, изготовленные методом сворачивания; - стенки из царг, изготовленные полистовой сборкой.  Рис.1. а - эллиптическое днище; б - полусферическое днище; в - торосферическое днище Область применения горизонтальных резервуаров ограничена тем, что они занимают большие площади, велика в таких резервуарах площадь зеркала продукта. Такие резервуары могут быть использованы на мылах распределительных нефтебазах и автозаправочных станциях. С 1948 г. широкое распространение получил рулонный метод изготовления и монтажа вертикальных резервуаров и газгольдеров. Для изготовления резервуарных конструкций был создан целый ряд рулонирующих установок, начиная с одноярусных с применением односторонней автоматической сварки. Когда нельзя почему-либо использовать рулонные листовые заготовки, резервуар (днище, корпус) изготовляют из отдельных листов или укрупненных блоков (полистовая сборка). Это может быть, например, при сооружении резервуаров с толщиной стенки нижних поясов большей, чем это допускают условия рулонирования. Горизонтальные резервуары в отличии от вертикальных изготавливаются на заводах и поставляются на место в готовом виде. Применяются при транспорте и хранении нефтепродуктов на распределенных нефтебазах, а на нефтеперекачивающих станциях их используют как емкости для сбора утечек. Технико-экономические показатели сооружения и эксплуатации резервуаров и хранилищ Наличие различных типов и конструкций резервуаров и хранилищ делает необходимым экономически обосновывать их выбор. Экономическая эффективность применения различных хранилищ проводится на основе "Типовой методики определения экономической эффективности капитальных вложений", "Методики (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве ново техники, изобретений и рационализаторских предложений" и с учетом СН-509-78 "Инструкции по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений". За основной технико-экономический критерий выбора наилучшего типа хранилищ по сравнению с конкурирующими базовым вариантом хранилища принимают годовые приведенные расходы: S = Σ Эi + E Σ Кi, где Эi – суммарные эксплуатационные расходы по i-му варианту; Е – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, равный 0,12; Ki – суммарные капительные затраты на сооружение данного типа резервуара (хранилища) по i-му варианту. Капитальные вложения на сооружение хранилища включают стоимости всех видов строительно-монтажных работ, работ по монтажу оборудования, инструмента и др. При сравнении вариантов хранилищ, отличающихся различной продолжительностью строительства, распределением капитальных вложений по периодам строительства или вводом объекта по очередям, необходимо учитывать влияние разновременности капитальных вложений. Если по рассматриваемым вариантам капитальные вложения осуществляются в разные сроки, а текущие затраты меняются во времени, то для приведения по фактору времени используют формулу: αt = (1-Еп)t, где αt – коэффициент приведения; Еп – норматив для приведения разновременных затрат, равный 0,1; t - период времени приведения в годах, т. е. число лет, определяющих затраты и результаты данного года от начала расчетного года. Затраты и результаты, осуществляемые и получаемые до начала расчетного года, умножают на коэффициент приведения αt, а после начала расчетного года – делят на этот коэффициент, т. е. S = Σ Эi αt + E Σ Кi αt. Выбор типа и числа резервуаров в составе общего парка нефтебаз следует проводить на основании определения минимума приведенных затрат по каждому варианту с учетом обеспечения: необходимой оперативности нефтебазы при заданных условиях эксплуатации и возможности своевременного ремонта резервуаров; минимальных потерь нефтепродуктов от испарений; минимальных затрат металла, сырья и энергоресурсов; требований возможно большей однотипности резервуаров Для одного сорта нефти и нефтепродукта следует предусматривать не менее двух резервуаров, если операции по приему и отпуску происходят непрерывно и в случаях, когда при периодическом совмещении операций требуется проводить отстой или подогрев. При прочих равных условиях экономические показатели эксплуатации резервуаров зависят от загруженности и полноты их использования, которая определяется коэффициентом оборачиваемости. При выборе варианта компоновки резервуарного парка нефтебазы необходимо проводить сравнение получаемых затрат с нормативными (табл.). Выбирать следует резервуар возможно большего объема, так как с увеличением объема уменьшается удельный расход металла на 1 м3 резервуара. Технико-экономические показатели резервуаров различных конструкций приведены в табл. При определении экономической эффективности применения подземных хранилищ, сооружаемых в соляных отложениях для сжиженных углеводородных газов в качестве базы сравнения используют резервуарные парки, состоящие из наземных стальных шаровых резервуаров объемом 600 и 900 м3 для пропана и 600-2000 м3 для бутана. При хранении нефтепродуктов в качестве базы сравнения используют стальные цилиндрические резервуары с рулонированным корпусом и щитовой кровлей объемом 10000 и 20000 м3 при низком давлении насыщенных паров и резервуары с понтоном объемом 10000 и 20000 м3 при хранении бензинов. Экологическая часть Потери нефти и нефтепродуктов, их влияние на окружающую среду, методы сокращения потерь Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов, которые нужно учитывать при наливе, сливе, хранении и выполнения других операций на нефтебазах, - это взрывоопасность, пожароопасность, способность к электризации, токсичность, испаряемость. Взрывоопасность паров нефти и нефтепродуктов наступает при определенном процентном содержании их в воздухе. Наименьшее и наибольшее процентные содержания паров нефтепродуктов в смеси с воздухом, при которых может произойти взрыв при внесении в эту смесь источника зажигания, называют соответственно нижним и верхним пределами взрываемости. Если процентное содержание паров нефтепродуктов меньше нижнего предела взрываемости, то даже при наличии открытого огня взрыва и воспламенения не произойдет. Если процентное содержания паров нефтепродуктов больше верхнего предела взрываемости, то при наличии огня начнется горение. Горение смеси паров нефтепродуктов с воздухом может кончиться взрывом, так как содержание паров в воздухе при сгорании будет уменьшаться и достигнет верхнего предела взрываемости. Пожароопасность характеризует такое состояние объекта, при котором возможно возникновение пожара. Смесь паров нефтепродуктов с воздухом может вспыхивать (воспламеняться) при соприкосновении с открытым огнем и самовоспламеняться при нагреве до определенной температуры. Температурой вспышки нефтепродукта называют температуру, при которой пары, при определенных условиях образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Нефтепродукты, способные самостоятельно греть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 334 К (в закрытом тигле) или 339 К (в открытом тигле), называют горючими жидкостями (ГЖ), а имеющие температуру вспышки ниже указанных называют легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ). При нагревании до определенной температуры нефтепродукты могут воспламенятся без поднесения пламени. Такая температура называется температурой самовоспламенения. Способность к электризации. При наливе, сливе, хранении, перекачке по трубопроводам и перевозке в железнодорожных и автомобильных цистернах нефти и нефтепродуктов образуется статическое электричество вследствие трения нефти и нефтепродуктов о стенки труб, емкостей и цистерн. Нефтепродукты являются хорошими диэлектриками и способны длительное время сохранять электрические заряды. Искровой заряд накопленного в нефтепродуктах статического электричества может привести к взрыву или пожару. При надежном заземлении резервуаров, трубопроводов и других объектов нефтебазы статическое электричество отводится в землю. Токсичность нефти и нефтепродуктов проявляется в ряде опасных свойств, вредно влияющих на здоровье человека. Сернистые пары нефтепродуктов обладают опасными для жизни отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол, этилированные бензины. Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке недостаточно дегазированных резервуаров, цистерн, колодцев, насосных и других помещений. Наличие газов в воздухе определяют газоанализаторами, газоиндикаторами и газосигнализаторами. Испаряемость- переход нефти и нефтепродуктов из жидкого состояния в газообразное. Испарение увеличивается с повышением температуры и понижением давления. Испарение нефти и нефтепродуктов характеризуется давлением насыщенных паров. Чем оно выше, тем больше испарение. Воздействие разлитой нефти на экологию окружающей среды заключается в загрязнении почвенно-растительного комплекса, поверхностных и подземных вод, а также приземного слоя атмосферы. Характер и степень воздействия хранимого продукта определяется составляющими ингредиентами, их свойствами, видовым составом фауны и флоры, атмосферными процессами и другими факторами. Разлитая на почву нефть оказывает губительное действие на почвенно-растительный комплекс. В загрязнённых нефтью почвах нарушается экологическое равновесие, биологическая активность почвенно-растительного комплекса резко снижается. Нефтяное загрязнение приводит к гибели микрообитателей почвы, растительного покрова, деревьев, а также птиц и животных. В результате воздействия нефти снижается водопроницаемость почвы, резко возрастает соотношение между углеродом и азотом в сторону углерода нефти, из почвы вытесняется кислород, необходимый для биологических процессов в грунте. Загрязнение почвенно-растительного комплекса приводит к значительному экологическому и экономическому ущербу: - снижает плодородие почвы; - падает урожайность сельскохозяйственных культур; - уменьшает продуктивность лесных ресурсов; - изымает из хозяйственного землевладения большие площади. Воздействие нефти на почву может оказать пагубное влияние на человека через пищевые цепи, при этом возможно возникновение канцерогенного эффекта. Разлитая на поверхность воды нефть оказывает отрицательное воздействие на качество воды и на жизнь обитателей водоёмов. Нефтяная плёнка препятствует естественной аэрации, вызывает дефицит кислорода, нарушает нормальное биологические процессы в водоёмах на длительное время, изменяет состав воды. Воздействие нефти на обитателей водоёмов и рек при соответствующей концентрации нефти в воде: 0,05 – 0,1мг/л – погибает икра и молодь рыб; 0,1 – 1,0 мг/л – погибает планктон; 10,0 – 15 мг/л – гибнут взрослые особи рыб; При концентрации нефти в воде 0,05 – 0,5 мг/л рыба приобретает неприятный «керосиновый запах». Загрязнение водоёмов и рек нефтью сохраняется довольно значительное время. Скорость самоочищения воды зависит от её температуры, содержания в ней кислорода, которые определяют биологическую активность микроорганизмов и процесса минерализации. Загрязнение приземного слоя атмосферы парами нефти приводит к подавлению роста растений, гибели животных, оказывает вредное действие на здоровье людей. Разлитая нефть является источником повышенной взрывопожароопасности. Классифицировать потери нефти и нефтепродуктов при хранении можно как количественные и количественно-качественные, когда количественные потери сопровождаются ухудшением качества нефти и нефтепродуктов. Количественные потери происходят в результате: утечек через неплотности оборудования, сварных швов, фланцевых соединений и др.; разливов и разбрызгивания; неполного слива нефтеналивных судов, железнодорожных и автомобильных цистерн; переливов резервуаров, цистерн и др.; аварий. Всех указанных потерь можно избежать, осуществляя профилактические ремонты, внимательно относясь к работе и систематически повышая квалификацию персонала нефтебазы. Количественно-качественные потери происходят от испарения нефти и нефтепродуктов от малых и больших "дыханий", смешения, обводнения и др. Потери больших "дыханий" происходят в результате вытеснения паровоздушной смеси при заполнении и сливе резервуара. Потери от малых "дыханий" происходят в результате вытеснения паровоздушной смеси при повышении давления в газовом пространстве выше давления открытия дыхательного клапана в результате суточных изменений температуры и давления атмосферного воздуха. Так как в процессе испарения теряются наиболее легкие фракции, то качество хранимого продукта ухудшается за счет изменения фракционного состава, повышения температуры начала кипения, понижения октанового числа, ухудшения пусковых свойств и др. Для уменьшения потерь от малых и больших "дыханий" необходимо: - хранить легкоиспаряющиеся нефтепродукты в резервуарах с плавающей крышей или понтоном; - повысить расчетное давление в газовом пространстве; - иметь рабочий объем "дышащей" крыши или газгольдера в долях суммарного объема газового пространства всех присоединенных резервуаров; - доводить заполнение в резервуарах со стационарной крышей до верхнего максимального предела; - хранить нефтепродукты в резервуарах больших объемов, для которых удельные потери будут меньшими; - использовать газовую обвязку резервуаров с одинаковым нефтепродуктом в одной группе резервуаров; - установить диск-отражатель под дыхательным клапаном внутри резервуара, с помощью которого изменяется направление входящего воздуха с вертикального на горизонтальное; - улавливать пары нефтепродуктов и конденсировать их при помощи искусственного холода и сорбции. Процесс сорбции основан на поглощении паров или газов поверхностью жидких или твердых сорбентов; - окрашивать резервуары в светлые тона, что дает хороший эффект и не требует больших затрат. Сбор основной массы нефти производится механическими методами с использованием специальных технических средств, остаточное количество нефти собирается с помощью сорбентов и диспергентов. Сорбенты – материалы, которые способны поглощать и удерживать нефть. Они классифицируются: по материалу – на минеральные и органические; по типу сорбента – на природные и синтетические; по гидромеханическим свойствам – на тонущие с поглощенной нефтью и плавающие на поверхности воды; по состоянию поверхности – на естественные и модифицированные. Сорбент наносится на нефтяное пятно, и после насыщения нефтью собирается одним из механических способов (нефтесборщиком, бульдозером, вручную и т.д.). Способ нанесения сорбента на поверхность нефти зависит от вида сорбента. Порошки и гранулы наносят на нефть путём их распыления струёй воздуха или вручную. Отработанный сорбент вывозится на специальные пункты, где он очищается для повторного использования (утилизируется), или уничтожается. Экологически недопустимо: - засыпать загрязненные участки, ямы-накопители. Дренажные канавы с наличием в них нефти; - сжигать разлившуюся нефть на поверхности почвы; - снимать и вывозить в отвалы загрязненную почву. Охрана труда и техника безопасности В целях обеспечения эксплуатационной надежности резервуаров необходимо соблюдение правил их технической эксплуатации и проведение регулярного технического контроля для своевременного выявления и устранения дефектов, возникающих в процессе эксплуатации. Необходимым условием для выполнения этих работ является своевременная зачистка резервуаров от остатков нефтепродуктов и их отложений. Контроль за организацией и безопасностью работ по зачистке осуществляется ответственным за производство работ, назначенным приказом по предприятию. Условия проведения работ по зачистке резервуара должны обеспечивать: -полное исключение опасности возгорания и взрыва нефтепродуктов в резервуаре; -защиту работников, производящих зачистку резервуара, от вредного воздействия физических и химических факторов. К работам по зачистке резервуаров допускаются только лица мужского пола не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и пригодные к этой работе по состоянию здоровья. Все члены бригады должны проходить периодический медицинский осмотр 1 раз в год. При зачистке резервуара в противогазах работники бригады обязаны соблюдать чередование работы и отдыха: не более 15 минут работы и не менее 15 минут отдыха свежем воздухе. Бригада по зачистке должна быть обеспечена укомплектованной аптечкой первой медицинской помощи. Все работники, участвующие в зачистке резервуара, должны быть обеспечены спецодеждой, бензостойкими резиновыми сапогами, нижним хлопчатобумажным бельем, непромокаемыми бензостойкими рукавицами, головным убором и каской. Обувь рабочих не должна иметь стальных набоек и гвоздей. Инструмент, применяемый для удаления осадков (совки, скребки, ведра), должен быть изготовлен из материалов, не образующих искрений при ударе о стальные предметы и конструкции. Для очистки резервуаров следует применять щетки из не искрящих материалов и деревянные лопаты. По окончании зачистки провести контрольные анализы воздуха в резервуаре, составить Акт на выполненную зачистку. Все использованные инструменты, приспособления, тару и тому подобное сдать на места постоянного хранения. При подготовке зачищенного резервуара к ремонту с ведением огневых работ из него необходимо взять пробы воздуха для проведения анализа. Ремонтные работы в резервуаре с ведением огневых работ должны выполняться с соблюдением требований Правил пожарной безопасности и Правил по охране труда и технике безопасности. Проведение ремонтных работ производится под руководством ответственного работника, прошедшего проверку знаний правил производства работ квалификационной комиссией и допущенного к руководству этими работами. До начала ремонтных работ необходимо подробно ознакомить рабочих с проектом производства работ. Все колодцы, траншеи и другие коммуникации, находящиеся на пути прохождения грузоподъёмных и транспортных машин, должны быть обозначены видимыми указателями. Перед началом работ необходимо проверить исправность изоляции сварочных проводов аппаратуры и сварочного инструмента, а также надёжность соединений вторичной цепи. Каждый пост ручной сварки должен быть оборудован исправным автоматом снятия напряжения холостого хода. На сварочных постах должна быть ликвидирована возможность одновременного прикосновения к конструкции и к токоведущим частям сварочной цепи. При длительных перерывах в работе источник питания сварочной дуги должен отключаться. Во время дождя сварочные работы должны быть запрещены в местах, не защищенных от него. При работе в неудобных положениях (лёжа) должны применяться резиновые и войлочные коврики. При резке металла разрешают применять только исправные, своевременно освидетельствованные баллоны. Необходимо тщательно следить за правильным их хранением и эксплуатацией. Работать с резаком без защитных очков запрещается. У каждого рабочего места, где применяются сжиженные газы, должны находиться огнетушитель, ящик с песком и лопатой. Перед вырезкой части конструкции её необходимо закрепить, чтобы предохранить от падения после её полного отделения от основной конструкции. При работе на высоте сварщики и резчики обязаны пользоваться предохранительными поясами и специальными инструментальными ящиками для переноски инструмента и материалов. Одновременная работа внутри резервуара резчика и сварщика запрещается. К выполнению огневых работ допускаются специалисты и рабочие, прошедшие специальную подготовку, сдавшие экзамены и получившие удостоверения. Должен быть разработан план организационно-технических мероприятий (ОТМ) по безопасному и пожаробезопасному ведению огневых работ. Контроль воздушной среды производится газоанализатором перед началом, в процессе и после окончания сварочных и сварочно-монтажных работ. Особую осторожность необходимо соблюдать при работе с домкратами с соблюдением инструкции по их эксплуатации, не допуская перегрузки. Во время подъёма работники не должны находиться в зоне приподнятого резервуара. Во время подбивки гидрофобной смеси домкраты необходимо заблокировать. Заключение В ходе ознакомительной с процессами, оборудованием и принципами его функционирования для эксплуатации нефтегазовых хранилищ можно подвести итоги, что необходимо соблюдать требования безопасной эксплуатации емкостей, хранение и транспортирование нефтегазовых веществ, которые обладают различными взрывоопасными, токсичными, коррозионными и др. свойствами. Вследствие недостатков существующей системы контроля и мониторинга состояния конструкций и отсутствия исчерпывающей нормативно-технической документации на таких объектах могут возникать аварии. Аварии резервуаров большой емкости чреваты тяжелыми последствиями, связанными с поражением людей и разрушением окружающих промышленных и гражданский зданий и сооружений от взрыва хранилищ или вследствие разлива продукта, его испарения и взрыва облака газопаровоздушной смеси. Особую опасность представляют изотермические резервуары для хранения сжиженных газов при температурах от минус 330 С до минус 1600 С, представляющие крупные инженерные сооружения, содержащие до 30 тысяч тонн легковоспламеняющихся, горючих и токсичных жидкостей. Последствия аварий таких резервуаров могут быть сравнимы с авариями на атомных электростанциях. Безопасность эксплуатации хранилищ нефтепродуктов и сжиженных газов должна обеспечиваться при проектировании, изготовлении, возведении, эксплуатации. Важной задачей, решение которой позволит повысить надежность эксплуатируемых хранилищ, является проведение их научно-обоснованных комплексных технический освидетельствований и оснащение системой диагностики и оперативного контроля состояния металлических, фундаментных, теплоизоляционных конструкций и технологического оборудования. Список литературы 1. ГОСТ 10585-99. «Топливо нефтяное. Мазут.» ОАО "ВНИИ НИ", протокол №15-99 от 28 мая 1999 г. 2. ГОСТ 10227-86 «Топлива для реактивных двигателей», протокол № 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации, 2003. 3. Едигаров С. Г., Бобровский С. А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. – М.: Недра,2007. 4. Лурье М.В., Макаров. С.П. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов.– М.: Недра, 1999.– 349 с. 5. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. Москва, «ГОССТРОЙ РОССИ», 2003г. 6. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. –М.: ГУП ЦПП, 2007. 7. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. –Уфа: Дизайн Полиграф Сервис, 2002. |