НАЗЕМНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР С ДВОЙНЫМ ДНОМ, ОБОРУДОВАННЫЙ УСТАНОВКОЙ УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДНИЩА

Полезная модель относится к устройствам для хранения нефти и нефтепродуктов и может быть использована в нефтехимической и нефтедобывающей отраслях нефтепродуктообеспечения.
Предлагаемая полезная модель наиболее применима при хранении нефти и нефтепродуктов, различных марок на нефтесборных пунктах и нефтебазах, оборудованных наземными вертикальными стальными резервуарами большой вместимости (РВС).
Загрязнения литосферы и гидросферы происходят в результате утечек горючего из резервуаров и трубопроводов, переливов РВС нефтепродуктами, проливов из рукавов, автоцистерн и другим причинам.
Если пролив горючего из поясов резервуара можно обнаружить визуально, то утечку нефтепродуктов из днища наземного РВС определить можно только сложными диагностическими методами. Данные методы связанны с освобождением резервуара от горючего с последующей зачисткой РВС и проводятся с определенной периодичностью в среднем 1 раз в 5 лет [1].
В процессе эксплуатации днище РВС подвергается различным видам коррозии, которые связаны с наличием сернистых и других агрессивных соединений в нефти и нефтепродуктах, а также воды в резервуаре и в грунте.
Борьба с потерями горючего от утечек через днище РВС становится важной экологической и экономической задачей.
Известен вертикальный цилиндрический стальной резервуар для светлых нефтепродуктов [2]. Данный резервуар имеет днище, стенку и стационарную крышу. Для приема и выдачи нефтепродуктов у резервуаров данного типа имеются приемо-раздаточные патрубки. С внешней стороны к ним присоединяются задвижки. С целью обеспечения «малых» и «больших» дыханий резервуара имеется дыхательный клапан. На крыше резервуара устанавливается замерной люк, который служит для замера уровня и отбора проб горючего.
Также на резервуаре имеются приборы контроля и сигнализации (уровнемеры, пробоотборники, сигнализаторы уровня, противопожарные приборы) и другое оборудование (люк-лаз, световой люк, предохранительные клапаны).
Недостатками данного резервуара при хранении нефти и нефтепродуктов являются:
1. Отсутствие устройства, предотвращающего утечки горючего из днища резервуара.
2. Отсутствие устройства, позволяющего производить диагностирование толщины днища резервуара.
3. Высокий уровень загрязнения атмосферы парами нефтепродуктов.
Наиболее близкой к указанной проблеме является наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов [3].
Данный резервуар, имеющий приемный и раздаточный патрубки, трубопровод для приема и выдачи нефтепродуктов, задвижки, световой и замерной люки, вентиляционный патрубок, дыхательный клапан повышенного давления, люк-лаз, дыхательный клапан рабочего давления, оборудуется дополнительным трубопроводом с обратным клапаном и задвижкой, который соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром, частично заполненным низкооктановым компонентом.
Вертикальный стальной резервуар монтируется двойным дном с перегородками жесткости.
Наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов работает следующим образом.
В случае утечки горючего через первое днище резервуара, нефтепродукт остается в резервуаре за счет второго днища. В результате не происходит экономического ущерба предприятию и загрязнения окружающей среды. После определения оператором утечки горючего из первого днища производится откачка горючего из резервуара с последующим ремонтом.
Улавливание паров происходит следующим образом. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях, связанных с вытеснением паров горючего заполняемым нефтепродуктом, открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по трубопроводу, соединенному с дополнительным резервуаром, пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом. При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур, также открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов по трубопроводу поступают в резервуар с низкооктановым компонентом.
Недостатками указанной установки являются:
1. Отсутствие устройства, позволяющего производить диагностирование толщины днища резервуара.
2. Отсутствие устройства, позволяющего планировать своевременный ремонт днища резервуара.
3. Увеличение металлоемкости конструкции резервуара.
Предлагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности предотвращения утечек горючего из резервуаров и проведение своевременного ремонта днища резервуара.
Решение указанной задачи достигается тем, что внутреннее днище резервуара оборудуется волоконно-оптическим распределенным датчиком давления, который помещается в гидрофобный компаундный слой под внутренним днищем резервуара и соединяется линиями связи с оптическим рефлектометром и персональным компьютером, а также тем, что в резервуар с горючим для создания звуковых волн периодически на тросе опускается мощный источник звука, соединенный с усилителем, при этом звуковая волна взаимодействует с датчиком, в котором возникают механические напряжения, распределенные по длине, оценка эффективности которых с помощью рефлектометра и персонального компьютера позволяет наблюдать картину распределения толщины днища.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как предупреждаются и предотвращаются утечки горючего из днища резервуара, повышается эффективность определения своевременного ремонта РВС, а также повышается надежность эксплуатации резервуарного парка.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), на которых изображены: разрезы резервуара, внутреннего днища и гидрофобного слоя с волоконно-оптическим распределенным датчиком давления.
На предлагаемый резервуар 1 (фиг.1), имеющий приемный и раздаточный патрубки 2, трубопровод для приема и выдачи нефти и нефтепродуктов 3, задвижки 4, световой и замерный люки 5, 6, световой люк 7, дыхательный клапан повышенного давления 8, люк-лаз 9, дыхательный клапан рабочего давления 10, дополнительный трубопровод 11 с обратным клапаном 12 и задвижкой 13, соединенный с заглубленным резервуаром 14 с низкооктановым компонентом 15, внутреннее 16 и внешнее 17 днище с перегородками жесткости 18 дополнительно на внутреннее днище оборудуется гидрофобный компаундный слой 19 с волоконно-оптическим распределенным датчиком давления 20, который линией связи 21 соединяется с оптическим рефлектометром 22 и персональным компьютером 23. Резервуар оборудуется переносным источником звука 24 с тросом 25. При этом источник звука линиями связи 21 соединен с усилителем 26 и персональным компьютером 23.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод 3 нефтепродукт поступает в резервуар 1. При этом уровень горючего 27 начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства 28 уменьшаться.
После заполнения резервуара объемы горючего и парового пространства стабилизируются.
С целью диагностирования внутреннего днища в резервуар с нефтепродуктом с определенной периодичностью, которая зависит от сроков эксплуатации резервуара, через световой люк 7 с помощью троса 25 опускается источник звука 24, который линиями связи 21 соединен с усилителем 26, и персональным компьютером 23.
Волоконно-оптический распределенный датчик давления 20 (фиг.3) соединяется с оптическим рефлектометром 22 и персональным компьютером 23, которые могут регистрировать механические изменения по длине кабеля. Каждому участку кабеля в зависимости от конфигурации крепления соответствует участок днища резервуара.
Волны, создающиеся в резервуаре с помощью источника звука 24, распространяются в жидкой среде (горючее) и твердой среде (дно). Интенсивность прошедших звуковых волн будет зависеть от толщины жидкой и твердой сред. При взаимодействии прошедшей звуковой волны с волоконно-оптическим распределенным датчиком давления в последнем возникают механические напряжения, распределенные по длине [4]. Оценка интенсивности напряжений с помощью регистрирующей аппаратуры позволит наблюдать картину распределения толщины внутреннего днища и оценить по заданным параметрам уровень опасности прорыва и потенциальной утечки горючего.
Литература
1. В.Н.Зайченко. Новые технологии ремонта стальных резервуаров. М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», 2002.
2. Л.А.Мацкин и др. Эксплуатация нефтебаз. М.: НЕДРА, 1975 - 392 с.
3. Матвеев Ю.А., Аноприенко С.М. Патент на полезную модель №101023 «Наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов».
4. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы: [сборник статей] / ред. С.А.Дмитриев. - 3-е изд., перераб. и доп. / под ред. С.А.Дмитриева и Н.Н.Слепова. - Москва: ООО "Волоконно-оптическая техника": Техносфера, 2010. - 607 с