Проектирование склада горюче-смазочных материалов
с установкой очистки ГСМ
Аннотация
горючий смазочный склад проектирование
В данном дипломном проекте рассмотрен проект склада ГСМ с установкой очистки ГСМ в Волгодонском районе. Цель строительства склада ГСМ с установкой очистки ГСМ на ст. Малая Мартыновка, Волгодонского района Ростовской области приём перегоночного бензина по ГОСТ Р51105-97 Астраханского ГПЗ с последующим доведением в установке ТКМ-1-МН до бензина марки АИ 80 ГОСТ Р51105-97 и последующей реализацией потребителям.
В основной части дипломного проекта рассматривается краткая характеристика и назначение склада ГСМ с установкой очистки ГСМ в Волгодонском районе, основные технологические решения при проектировании, производится выбор оборудования.
В специальной части дипломного проекта рассматривается расчет радиусов зон разрушений технологических блоков и расчет резервуара на прочность, который проводится при рабочих условиях, а так же в условиях гидроиспытаний.
В состав расчета на прочность включается:
- расчет обечайки цилиндрической;
- расчет опоры седловой;
- расчет днища эллиптического.
При расчете радиусов зон разрушений технологических блоков определены значения энергетических показателей взрывоопасности технологических блоков, масса вещества участвующего во взрыве.
В экономической части дипломного проекта рассматривается расчет стоимости конструкторской подготовки производства в который входит расчет трудоемкости конструкторских работ, расчет численности исполнителей конструкторской подготовки производства, расчет стоимости конструкторской подготовки производства по разработке проекта склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассматривается охрана труда, обеспечение безопасности в ЧС и экологическая безопасность.
В подразделе охрана труда рассматриваются требования безопасности при проектировании складов ГСМ и требования безопасности при эксплуатации складов ГСМ.
В подразделе обеспечение безопасности в ЧС рассматриваются чрезвычайные ситуации связанные с длительными отключениями электроэнергии и водоснабжения, отказами насосного оборудования, разгерметизацией резервуаров, разгерметизацией трубопроводов, обеспечение пожаротушения.
В подразделе экологическая безопасность рассмотрим оценку выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (кг/ч):
1) Из резервуаров за счёт испарения;
2) При наливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны и нефтеналивные суда;
3) При сливе нефтепродуктов из железнодорожных цистерн и нефтеналивных судов;
4) Среднее количество валовых выбросов в атмосферу из емкостей технологических установок и реагентного хозяйства.
SUMMARY
In given degree project is considered the issue of the storehouse GSM with the installation peelings GSM in Volgodonsk district. The Purpose construction storehouse of GSM with the installing peelings GSM on the station Small Martynovka, Volgodonsk district Rostov area the acceptance of transter benzine over GUEST R51105-97 Astrahan GPZ with the following carring into installation TKM-1-MN to benzine of the mark of AI 80 GUESTS R51105-97 and following realization of user.
In the main part of degree project is considered a short feature and the appointment of the storehouse GSM with the installation peelings GSM in Volgodonsk district, the main technological decisions when designing, is produced a choice of the equipment.
In special part of degree project is considered reckoning of radius zones of the destructions technological blocks and the paymenting of the reservoir for the toughness, which is conducted at worker's condition, and in the same way in conditions of gidrotests.
To the compounding of the calculation for the toughness includes:
- a calculation of cylindrical obechajky;
- a calculation of full tilts sedlovoy;
- a calculation of bilge elliptical.
At the paymenting radius zones of the destructions technological blocks are definite sign energy factors burstdangering technological blocks, the mass of material participating in explosion.
In the economical part of the degree progect is considered the paymenting of the cost of design production where the calculation of laborious enters the design work enters, the of numbering of the performers of design production, calculation of the cost of design preparing production on the development of the project of the storehouse GSM with clearing GSM in Volgodonsk district.
In the section of sacurity to vital activity is considered a guard of the labour, the provision to safety in CHS and the ecological security.
In the subsection of guard labour are considered requirements to safety when designing storehouse GSM and requirements to safety at exploitations storehouse GSM.
In the subsection provision to safety in CHS are considered the exceeding situations connected with long unhooking the electric powers and water-supply, the refusal of the pumping equipment, the pressurizing of the reservoir, the pressurizing pipe line, the provision of fire put out.
In the subsection ecological safety we shall consider the estimation of surges to atmosphere polluting material (kgs/ch):
1) Out of reservoir for counting of the evaporation;
2) Under the filling of oilgoods to railway tanks and carring oil courts;
3) At discharge of oilgoods from railway tanks and carring oil courts;
4) Average amount of gross surge into atmosphere from capacities of the technological installation and reacting facilities.
Введение
В настоящее время в Российской Федерации эксплуатируется более 40 млн. автомобилей, автобусов и других механических транспортных средств. Большая часть этого парка оснащена бензиновыми двигателями.
Автомобильный бензин является товаром, торговля которым производится на всех сегментах товарного рынка - на оптовом рынке продукции производственно-технического назначения, на рынке потребительских товаров.
Цель строительства склада ГСМ с установкой очистки ГСМ на ст. Малая Мартыновка, Волгодонского района Ростовской области приём перегоночного бензина по ГОСТ Р51105-97 Астраханского ГПЗ с последующим доведением в установке ТКМ-1-МН до бензина марки АИ-80 ГОСТ Р51105-97 и последующей реализацией потребителям.
Актуальность строительства заключается в том, что доля бензина АИ-80 в общем объеме потребления остается высокой.
Раздел 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
В данном разделе дипломного проекта рассматривается краткая характеристика и назначение склада ГСМ с установкой очистки ГСМ в Волгодонском районе, основные технологические решения при проектировании, производится выбор оборудования.
1.1 Краткая характеристика и назначение объекта
1.1.1 Назначение объекта
Цель строительства склада ГСМ с установкой очистки ГСМ на ст. Малая Мартыновка, Волгодонского района Ростовской области приём перегоночного бензина по ГОСТ Р51105-97 Астраханского ГПЗ с последующим доведением в установке ТКМ-1-МН до бензина марки АИ-80 ГОСТ Р51105-97 и последующей реализацией потребителям.
Примерная численность рабочих и служащих 26 человек, из них АУП - 8 человек, рабочих - 10 человек, охрана - 8 человек.
Обращающиеся на проектируемом объекте в процессе транспортировки, приема, хранения, переработки и отгрузки нефтепродукты идентифицируются взрывоопасные вещества. Они обладают достаточной испаряемостью, способны накапливать статический заряд.
Проектируемый объект идентифицируется как опасный по признакам транспортирования, переработки и хранения опасного вещества.
Санитарно-защитная зона проектируемого объекта принята в размерах 300 м. Санитарно-защитная зона составляет 60 м на юг, 50 м на запад, 30 м на север, по границе участка на восток.
Место строительства: Ростовская область, Волгодонский район, станция Малая Мартыновка, промзона № 1. Участок строительства представляет собой площадку, расположенную в районе местонахождения земель ОАО «Мир СК ПЖТ» и ООО «Снабженец». Ближайшая жилая зона находится на север от объекта на расстоянии более 350 м.
Климатический район строительства - III В.
Нормативный вес снегового покрова - 1,2 КПа.
Глубина промерзания грунта -1,0 м.
Расчетная зимняя температура наружного воздуха - минус 23.
Нормативная величина ветрового давления - 0,38 МПа.
Рельеф по территории участка спокойный. С незначительным уклоном в северном направлении. Подземные коммуникации на территории участка отсутствуют.
Согласно инженерно-геологическим данным, основанием под фундаменты сооружений служит суглинок желто-бурый, непросадочный.
Возможная сейсмическая активность района строительства объекта составляет 6 баллов.
Характер строительства - новое строительство, с использованием существующих объектов и сооружений на территории склада.
Ориентировочная потребность организации в водных ресурсах:
объём - 0,572 м3/сутки;
источник водоснабжения - привозная вода.
Ориентировочная потребность организации в энергоресурсах:
электроэнергия - 150 кВт, источником является энергообеспечение Восточных электрических сетей;
тепло - 0,2 Гкал/час, источником являются электрические нагревательные приборы;
газ - не потребляется.
Потребность в земельных ресурсах: земельный участок 1,8 га. Участок находится в аренде.
Площадь отведённого участка - 1,8194 га.
Площадь застройки - 0,2746 га.
Площадь покрытия - 0,3858 га.
Площадь озеленения - 1,1590 га.
Плотность застройки - 15%.
1.1.2 Состав объекта
В состав склада входят [1401.Д08.161.01.00.Д]:
- резервуарный парк, разделенный на 2 группы:
- 1 группа (поз. 5) для хранения перегоночного бензина и газоконденсата с 10 наземными емкостями объемом по 100 м3 (один резервуар аварийный), размещенными в ограждающей стенке из железобетонных блоков;
- 2 группа (поз. 5а) для хранения бензина АИ-80 из 9 наземных резервуаров объемом по 100 м3 , также размещенных в ограждающей стенке из железобетонных блоков;
- турбулентно - кавитационный модуль (поз.4);
- автомобильная сливо-наливная эстакада (поз.2) со стояком налива в автоцистерны;
- односторонняя железнодорожная сливо-наливная эстакада (поз.11) с тремя стояками верхнего налива в железнодорожные цистерны, площадкой обслуживания и тремя устройствами нижнего слива из железнодорожных цистерн;
- подземный резервуар V = 75 м3 (поз.8) для сбора нефтепродуктов в случае аварии на железнодорожной эстакаде;
- подземный резервуар V = 25 м3 (поз.7) для сбора нефтепродуктов в случае аварии на автомобильной эстакаде;
- подземный резервуар V = 10 м3 (поз.9) для сбора подтоварной воды из продуктовых емкостей;
- подземный резервуар V = 200 л (поз.6) для сбора нефтепродуктов в случае аварии на установке;
- эстакады для прокладки технологических трубопроводов;
- административно - бытовой корпус (поз. 1);
- операторная (поз. 10);
- операторная турбулентно - кавитационного модуля (поз. 23);
- помещение для хранения огнегасящих средств и охраны (поз. 14);
- тяговое устройство (поз. 17);
- очистные сооружения (поз. 16);
- склад технических материалов (поз. 15);
- аварийный насос под навесом (поз. 3);
- приямки для проливов и атмосферных осадков (поз. 12, 2 шт.);
- противопожарный резервуар V = 100 м3 (поз. 13);
- противопожарные резервуары V = 500 м3 (поз. 21, 2 шт.);
- площадка для пожарных машин (поз. 18);
- выгребная яма для АБК (поз. 19);
- наружный туалет с выгребной ямой (поз. 20);
- площадка для контейнера с мусором (поз. 22).
1.2 Основные технологические решения
Проектируемый объект относится к предприятиям по хранению и переработке нефтепродуктов.
Грузооборот склада - 31.2 тыс. м3 в год.
Доставка перегоночного бензина на склад должна быть предусмотрена железнодорожными цистернами, отпуск бензина - в автомобильные и железнодорожные цистерны.
Слив перегоночного бензина в резервуарный парк из железнодорожных цистерн осуществляется 3-мя устройствами УСН.
Налив бензина в автоцистерны из резервуарного парка должен осуществляется измерительным комплексом АСН-12ВГ модуль.
Согласно техническому заданию запроектирована односторонняя железнодорожная эстакада, рассчитанная на 3 железнодорожные цистерны.
Сливо-наливные операции на железнодорожной сливо-наливной эстакаде будут осуществляться 3-мя стояками верхнего налива - АСН-14ЖД-К и 3-мя устройствами нижнего слива типа УСН 150.
Сливо-наливные операции должны осуществляться насосами Н1, Н2, Н3, Н4 расположенными на железнодорожной и автомобильной эстакадах.
Учёт приёма нефтепродуктов будет осуществляться унифицированными счётчиками жидкости, размещаемыми на трубопроводах налива.
На нагнетательных трубопроводах всех насосов должна быть предусмотрена установка манометров.
Для доведения перегоночного бензина до качества бензина АИ-80 будет использоваться турбулентно - кавитационный модуль.
Хранение перегоночного бензина и бензина в резервуарном парке будет осуществляется при атмосферном давлении, на ёмкостях должны быть установлены совмещённые механические клапаны СМДК-100.
Сброс подтоварной воды из продуктовых ёмкостей резервуарных парков, будет производиться в подземный резервуар. Аварийный сброс нефтепродуктов с автомобильной эстакады будет осуществляться в другой подземный резервуар. Аварийный сброс нефтепродуктов с железнодорожной эстакады должен производиться в специально предназначенный подземный резервуар.
Перекачка нефтепродуктов в аварийную ёмкость резервуарного парка и из неё должна производиться оператором с помощью насоса НА. С помощью этого же насоса будет осуществляется перекачка продуктов из одного резервуара в другой в случае необходимости.
1.2.1 Резервуарный парк
Резервуарный парк должен состоять из 19-ти стальных ёмкостей, обвязанных трубопроводами с технологическими насосами автомобильной и железнодорожной эстакад, а также аварийным насосом НА [1401.Д08.161.02.00.Д]. Резервуарный парк должен быть разделён на 2-е группы. Первая группа для хранения перегоночного бензина состоящая из 10-ти наземных резервуаров.
Среди них:
- резервуары Е1…Е9 (9шт.) - будут использоваться для хранения газоконденсата;
- резервуар Е10 - будет применяется как аварийный для приёма одного из видов топлива в случае разгерметизации одного из резервуаров.
Вторая группа для хранения бензина АИ-80 будет состоять из 9-ти наземных резервуаров Е11…Е19.
На резервуарах для хранения топлива должна быть предусмотрена установка следующего оборудования:
- патрубок замерного люка. От которого отводится трубопровод деаэрации (оснащённый дыхательным клапаном типа СМДК, задвижкой и мановакуумметром);
- люк замерный ЛЗ-150;
- патрубок раздачи, патрубок приёма с запорной арматурой;
- устройство для отбора средней пробы и подтоварной воды;
- приборы контроля верхнего и нижнего уровня в ёмкостях;
- хлопушка и механизм управления хлопушкой;
- труба зачистная;
- газоуравнительная система;
- патрубки системы возврата паров.
Всасывающий трубопровод должен быть укомплектован приёмным клапаном типа КП 80.
На резервуарах должны быть предусмотрены площадки обслуживания.
Должна быть предусмотрена установка резервуаров на ж.б. ложементы. Вокруг каждой группы резервуаров будут ограждающие стенки.
1.2.2 Подземные резервуары
На крышках люков подземных резервуаров и резервуара для подтоварной воды должны быть установлены:
- патрубок замерного люка, от которого отводится трубопровод деаэрации (оснащённый дыхательным клапаном типа СМДК, задвижкой и мановакуумметром);
- люк замерный ЛЗ-150;
- патрубок раздачи, патрубок приёма с запорной арматурой;
- труба зачистная.
Должна быть предусмотрена установка резервуаров на песчаную подушку, над ними должны устанавливаться ж/б технологические колодцы.
1.2.3 Автомобильная сливо-наливная эстакада
Для налива нефтепродуктов в автомобильные цистерны в проекте принят комплекс измерительный АСН-12Г модуль [1401.Д08.161.02.00.Д]. Максимальное рабочее давление до 1,0 МПа. Радиус действия 2,5 м. Расчётная пропускная способность 36 м3/час.
Комплекс измерительный АСН-12ВГ модуль состоит из основных узлов:
- наливного стояка верхнего налива с наливом герметизированным наконечником, датчиком ограничения уровня, клапаном отсекателем;
- модуля измерительного в составе: счётчик ППВ-100-1,6 (или массовый расходомер, фильтр - газоотделитель; клапан обратный, клапан сброса повышенного давления, клещи заземления, шкаф силовой;
- насосного блока с насосом Ш80-2,5-37,5/2, компенсатором Ду 100, затвором поворотным АРМАТЕК Ду100;
- входной лестницы;
- площадки обслуживания;
- перекидного трапа.
Площадка эстакады должна иметь бетонное покрытие. Для въезда автоцистерн должна быть предусмотрена отдельная площадка, примыкающая к площадке эстакады. На территории эстакады и площадки для цистерн должен быть выполнен канал для сбора случайных проливов нефтепродуктов или атмосферных осадков. Территория эстакады и площадка для цистерн должна быть ограждена бортиком высотой 200 мм.
Над автомобильной эстакадой должен быть предусмотрен навес высотой 7000 мм.
1.2.4 Железнодорожная сливо-наливная эстакада
Конструкция односторонней железнодорожной эстакады позволяет принимать одновременно 3 ж/д цистерны.
Для нижнего слива перегоночного бензина из ж/д вагонов-цистерн необходимо принять три устройства нижнего слива УСН 150 [1401.Д08.161.02.00.Д]. Условное давление 0.4 МПа. Зона обслуживания 4,0 м.
Расчётная пропускная способность каждого устройства - 100 м3/час.
Для верхнего налива бензина в ж/д цистерны в проекте необходимо принять три устройства АСН-14ЖД-К. Максимальное рабочее давление 0,6 МПа. Диапазон обслуживания 2,5-5 м. Расчётная пропускная способность каждого устройства - 100м3/час.
Устройство обеспечивает автоматическое прекращение налива при движении заданного уровня продукта в цистерне.
Эстакада верхнего налива должна иметь площадку обслуживания с переходными мостиками на цистерну и лестницами по торцам.
Территория, занятая эстакадой, должна иметь бетонное покрытие, с бортиком высотой 200 мм.
На территории эстакады и площадки для цистерн должен быть выполнен канал для сбора случайных проливов нефтепродуктов или атмосферных осадков. Для перемещения цистерн на эстакаде, а также для вывода цистерн с эстакады, в случае аварийной ситуации, должно быть предусмотрено тяговое устройство и тупик на расстоянии 30м.
1.2.5 Насосы
Насосы, расположенные на железнодорожной эстакаде и входящие в состав комплекса налива-слива ж/д цистерн, будут предназначены для слива перегоночного бензина в резервуары Е1-Е9 и налива бензина в ж/д цистерны [1401.Д08.161.02.00.Д].
На железнодорожной эстакаде должны быть установлены центробежные, горизонтальные, самовсасывающие насосы Н1…Н3 (типа КМ 100-80-170-Е).
Насос, расположенный на автомобильной эстакаде и входящий в состав комплекса налива автоцистерн, должен быть предназначен для налива бензина в автоцистерны.
На автомобильной эстакаде необходимо установить шестерённый насос Н4 (типа Ш80-2,5-37,5/2,5Б).
Аварийный насос (центробежный, горизонтальный самовсасывающий (типа КМ 100-80-170-Е), расположенный под навесом, должен быть предназначен для перекачки нефтепродуктов в аварийную ёмкость и из неё. С помощью этого насоса будет осуществляется перекачка продукта из одного резервуара в другой в случае необходимости. Все насосы должны включаться вручную кнопками управления, размещёнными непосредственно у насосов и дистанционно из операторной.
1.2.6 Модуль турбулентно-кавитационный
Модуль турбулентно-кавитационный включает в себя:
- систему турбулентно-кавитационной обработки материалов СТКО-1М;
- силовой шкаф (располагается в операторной);
- пульт управления (располагается в операторной);
Турбулентно-кавитационный модуль ТКМ-1М должен быть предназначен для обработки сырьевых материалов (перегоночного бензина) в жидкой сплошной фазе с целью дегазации, гомогенизации, интенсификации процессов очистки, протекающих в гетерогенных средах, а так же обеспечения на молекулярном уровне процессов диспергации, эмульгирования, растворения, экстракции и т. д.
Максимальное избыточное давление на входе в модуль 0,3 МПа.
Описание процессов.
При работе модуля физический и химический состав сырьевых материалов корректируется под воздействием следующих технологических процессов:
- предварительный нагрев топлива;
- предварительная очистка топлива от механических примесей;
- магнитодинамическая обработка топлива;
- вакуумно-конденсационная вытяжка лёгких фракций;
- восстановительные процессы - обработка топлива без доступа кислорода;
- окислительные процессы - барботаж топлива с доступом кислорода;
- корректировка топлива с предварительной гомогенизацией;
- кавитационная обработка топлива;
- тонкая очистка топлива.
Данные процессы в модуле носят регулируемый характер и манипулирование ими даёт возможность корректировки следующих показателей качества топлива:
- детонационная стойкость (октановое число - для бензинов, цетановое число - для дизельных топлив);
- фракционный состав;
- плотность;
- кислотность;
- содержание фактических смол;
- массовая доля серы;
- цвет;
- предельная температура фильтруемости.
Наиболее часто реализуемые технологии на модуле являются технологии получения качественного бензина из перегоночного бензина.
Состав, работа и техническая характеристика модуля.
Модуль представляет конструктивную композицию взаимосвязанного технологического оборудования, организующего гидродинамическую турбулентно - кавитационную обработку жидкости под вакуумом с целью достижения нормативных показателей готового продукта, наиболее оптимальным с точки зрения экономики и энергетики способом и конструктивно оформленным в виде контейнера.
В состав модуля входят следующие узлы:
- узел магнитно-динамической обработки жидкости воздействует на проходящую через него среду циклическим магнитным полем, создаваемым высокоэнергетическими магнитами. Жидкость, проходя через, определённым образом, выровненное магнитное поле, претерпевает изменения. Изменяются физические свойства жидкости, что приводит к отделению положительно и отрицательно заряженных молекул жидкости и высвобождает микровключения;
- узел вакуумно-конденсационной вытяжки легкоиспаряемых фракций обеспечивает низкотемпературное кипение сырьевого материала с последующей конденсацией испаряемого агента в теплообменнике;
- гомогенизатор обеспечивает предварительное высококачественное смешение компонентов;
- гидродинамическая кавитационная установка обеспечивает обработку сырьевого материала высокоскоростным гидродинамическим воздействием и высокоэнергетическим кавитационным полем, которое основано на организации встречно-поперечных потоков обрабатываемой жидкости в замкнутом пространстве каналов кавитационной камеры с расчётной скоростью. Возникающие при этом гидродинамические колебания создают условия, позволяющие разорвать или трансформировать межмолекулярные связи с выделением тепла;
- силовой шкаф;
- пульт управления обеспечивает работу всех узлов и агрегатов в ручном и автоматическом режимах.
Модуль может работать в двух режимах:
- циклический, используется когда необходимо получить относительно небольшие партии моторного топлива разных марок. В этом случае производится предварительная наработка отдельных компонентов топлива, с последующим смешением в гомогенизаторе в необходимых пропорциях. Производительность по сырью на этапе наработки компонентов составляет около 10 м3/час;
- непрерывный, используется когда необходимо получить большую партию моторного топлива одной марки. В этом случае приготовление товарного топлива осуществляется за один проход сырья через модуль. Средняя производительность по конечному продукту не менее 10м3/час.
Техническая характеристика модуля приведена в таблице 1.1:
Таблица 1.1 Техническая характеристика модуля
Наименование параметра |
Ед.измер. |
Значение |
|
Производительность на этапе наработки компонентов |
м3/час |
10 |
|
Производительность на этапе смешения компонентов |
м3/час |
19 |
|
Производительность по конечному продукту |
м3/час |
10 |
|
Исходные продукты |
- |
бензин низкооктановый, бензин прямогонный, печные виды топлива, дизельное топливо с истекшими сроками хранения, отработанные масла, некондиционные виды топлива |
|
Количество обслуживающего персонала |
чел. |
2 |
|
Режим работы |
- |
циклический и непрерывный |
|
Степень защиты |
- |
взрыво - пожарозащищённый |
|
Общая установленная мощность |
кВт |
75 |
|
Габариты |
мм |
2500х2000х1800 |
|
Вес |
кг |
1200 |
1.2.7 Технологические трубопроводы
Категории трубопроводов определены согласно ПБ 03-585-03 [4] и сведены в таблицу 1.2
Таблица 1.2 - Категории трубопроводов
Условное обозначение (согласно технологи-ческой схеме) |
Транспортируемое вещество |
Температура рабочая T, оС |
Давление рабочее/испытательное МПа |
Группа |
Категория |
|
Л1 |
Перегоночный бензин |
0,7/1,05 |
Бб |
III |
||
Л2 |
Бензин автомобильный |
0,7/1,05 |
Бб |
III |
||
Л3 |
Аварийный слив |
0,1/0,2 |
Бб |
III |
||
Л4 |
Вода со следами нефтепродуктов |
0,1/0,2 |
В |
V |
Контроль сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом должен составлять 2% от общего числа сваренных каждым сварщиком (но не менее ) одного, соединений для трубопроводов Л1, Л2 и Л3.
Для трубопроводов Л4 должен выполняться только контроль внешним осмотром и измерением.
Толщины стенок труб и деталей трубопроводов должны быть определены расчетом на прочность с учетом:
- номинальной (отбраковочной) толщины в соответствии с табл. 4.1 РТМ 38.001-94 [21];
- скорости коррозии равной 0,2 мм/год;
- срока службы - 10лет.
Трубопроводы должны быть рассчитаны на заполнение их жидкостью.
Компенсация температурных перемещений трубопроводов должна обеспечиваться за счет естественной самокомпенсации в углах поворота трасс трубопроводов.
1.2.8 Требования к автоматизированным систем управления технологическими процессами и систем оперативного управления, прогнозирования, обнаружения, предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций
Опасными технологическими операциями являются: слив и налив светлых нефтепродуктов из и в ж/цистерны, налив светлых нефтепродуктов в а/цистерны, насосные перекачки светлых нефтепродуктов на территории предприятия.
Все объекты предприятия являются пожаровзрывоопасными III категории взрывоопасности в соответствии со свойствами нефтепродуктов продуктов в соответствии с требованиями разделов 6.2, 6.3 ПБ 09-540-03 [1].
Проектом предусматривается разработка системы автоматизированного управления (далее по тексту АСУ ТП) склада ГСМ с установкой очистки ГСМ [1401.Д08.161.03.00.Д].
АСУ ТП предусматривает необходимые сигнализации и блокировки для защиты оборудования при аварийном выходе параметров процессов за пределы значений, установленных регламентом, на всех установках предприятия. Работоспособная АСУ обеспечивает своевременное воздействие на параметры процесса с целью возврата их в установленные пределы [1401.Д08.161.03.00.Д].
АСУ ТП предназначена для обеспечения автоматического и дистанционного управления процессами, контроля технологических параметров с сигнализацией отклонения от установленных значений, мониторинга состояния атмосферы в опасных зонах с выдачей сигналов опасности, автоматических защит и блокировок в соответствии с требованиями п. 3.9 ПБ 09-540-03 [1].
Проектом предусматриваются следующие технические устройства системы управления, предназначенные для реализации всех функций, необходимых для автоматизированного ведения техпроцессов и обеспечения их безопасности, в т.ч. информационных, регулирующих и управляющих в соответствии с требованиями п. 6.2.2 ПБ 09-540-03 [1]:
- устройства контроля давления на технологических трубопроводах;
- устройства контроля верхнего и нижнего уровня в емкостях;
- устройства контроля довзрывной концентрации в воздухе на территории объекта;
- управление задвижками на технологических трубопроводах.
Контроль довзрывных концентраций горючих газов и паров в воздухе на площадках для турбулентно - кавитационного модуля и аварийного насоса, в обваловании резервных парков перегоночного бензина и бензина, на сливо-наливной ж/д эстакаде и наливной автомобильной эстакаде осуществляется с помощью сигнализаторов термохимических СТМ-10.
Схемой автоматизации контроля довзрывных концентраций склада ГСМ с установкой очистки ГСМ предусматривается [1401.Д08.161.03.00.Д]:
- подача питания 220В и защита сигнализаторов СТМ-10;
- световая индивидуальная сигнализация о достижении аварийной концентрации (порог 1 и порог 2 в контролируемых точках) с помощью световых индикаторов передающих преобразователей СТМ-10 на щитах ЩС1, ЩС2 и взрывозащищенных светильников в местах установки выносных датчиков;
- звуковая сигнализация «авария» (порог 1 и порог 2) на щите «ЩС1» (звонок НА1» и сирена НА2 соответственно)и в местах установки выносных датчиков;
- съем звуковых сигналов на щите «ЩС1».
Схемой автоматизации управления электрозадвижками склада ГСМ с установкой очистки ГСМ предусматривается:
- открытие и закрытие приводов электрозадвижек по месту кнопочными постами 1-SB…9-SB;
- открытие и закрытие приводов электрозадвижек из операторной с ящиков 1-Я…9-Я;
- световая сигнализация положения приводов электрозадвижек на ящиках 1-Я…9-Я из операторной.
Щиты сигнализации ЩС1 и ЩС2 устанавливаются на стене в помещении опрераторной. Цепи управления и сигнализации выполняются кабелями марки КВВГ, КВВГЭ в трубах , в траншеях и открыто по стенам.
Информационные функции обеспечивают:
сбор и отображение информации о состоянии технологического процесса и технологических параметров и сигналов, контролируемых системой ПАЗ в соответствии с требованиями п. 3.9 ПБ 09-540-03 [1];
сбор и отображение информации о состоянии отдельных узлов, агрегатов, узлов, систем энергообеспечения, вентиляции, а также оборудования, с комплектно поставляемыми локальными системами управления и защиты;
- отображение информации о параметрах протекания периодических технологических процессов с повторяющимися циклами (например, маршруты перекачек, слива с разогревом и без и т.п.) и автоматическим программно-логическим управлением;
отображение информации о состоянии запорной и регулирующей арматуры с выводом на щит операторной в соответствии с требованиями п. 6.3.9 ПБ 09-540-03 [1];
световую и звуковую сигнализацию о нарушениях технологического процесса, состояния оборудования, срабатывания блокировок в соответствии с требованиями п. 3.9 ПБ 09-540-03 [1].
При выборе аппаратуры КИПиА учитываются климатические условия зоны г. Волгодонска.
Управление и контроль технологическими процессами должен осуществляться централизованно из операторского помещения, в соответствии с требованиями п. 3.17 ПБ 09-560-03 [3]. В помещении операторной должна быть предусмотрена световая и звуковая сигнализация о загазованности производственных помещений (технологической насосной, ж/дорожной эстакады, резервуарного парка, автомобильной наливной эстакады) в соответствии с требованиями ПБ 09-560-03 [3]. Приборы размещаются в местах удобных и безопасных для обслуживания в соответствии с требованиями ПБ 09-540-03 [1]. Система управления должна обеспечивать искробезопасность цепей входных и выходных сигналов для датчиков и исполнительных механизмов, находящихся во взрывоопасной зоне в соответствии с требованиями п. 6.1.4 ПБ 09-540-03 [1].
АСУ ТП и ПАЗ должны обеспечивать:
а) В резервуарном парке
Дистанционный контроль уровня светлых нефтепродуктов, а также звуковую сигнализацию переполнения резервуаров при их заполнении в соответствии с требованиями п.п. 2.6.21, 2.6.26 ПБ09-560-03 [3].
Местный полуавтоматический отбор проб нефтепродуктов в соответствии с требованиями п.п. 2.6.24 ПБ 09-560-03 [3].
Оснащение датчиками довзрывоопасных концентраций (ДВК), срабатывающими при достижении паров концентрации нефтепродуктов 20% нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) в соответствии с требованиями п.п. 2.6.27 ПБ 09-560-03 [3].
Автоматическая сигнализация о пожаре в соответствии с требованиями п. 3.4.3 ПБ 09-560-03 [3].
б) В насосной
Контроль по месту и в операторной давления в линии нагнетания насосов.
Контроль поступления и отпуска нефтепродуктов.
Дистанционное и местное управление насосными агрегатами для перекачки светлых нефтепродуктов в соответствии с требованиями п.2.9.7 ПБ 09-560-03 [3]. Блокировка, исключающая пуск или прекращая работу насоса при отсутствии перемещаемой жидкости в его корпусе или отклонениях ее уровней в приемной и расходной емкостях от предельно допустимых значений в соответствии с требованиями п.4.1.12 ПБ09-540-03 [1].
в) На ж/д эстакаде слива налива светлых нефтепродуктов.
Оснащение сливной железнодорожной эстакады сигнализаторами довзрывоопасных концентраций в соответствии с требованиями п.2.3.27 ПБ 09-560-03 [3].
Контроль заземления наливаемых ж/д цистерн.
Контроль уровней налива продукта в железнодорожные цистерны (70% наполнения и верхний критический уровень).
Установка датчика положения крышки люка цистерны, датчиков положения наливной трубы и откидного трапа.
Управление железнодорожным светофором.
г) Станция полуавтоматического налива нефтепродуктов в автоцистерны:
Дистанционное измерение количества отпущенных нефтепродуктов.
Контроль заземления наливаемых автоцистерн в соответствии с требованиями п.2.4.19 ПБ 09-560-03 [3]. Светоконтроль (светофор) для водителя автоцистерны на запуск двигателя автоцистерны, шлагбаум для выезда автоцистерны с наливной станции; прекращение налива автоцистерн при достижении заданного уровня или возникновения аварийной ситуации; электрическая сигнализация о пожаре в соответствии с требованиями п.2.4.18 ПБ 09-560-03 [3]. Сигнализаторы довзрывных концентраций паров нефтепродуктов с блокировкой работы всех насосов, при достижении концентрации паров более 20% концентрационного предела распространения пламени в соответствии с требованиями п.2.4.16 ПБ 09-560-03 [3].
Энергообеспечение и заземление технических средств АСУ
Все электрические приборы, металлоконструкции для установки электрооборудования и кабельных трасс должны заземляться присоединением к защитному контуру заземления в соответствии с требованиями п. 1.7.46 ПУЭ-03 [10].
Для заземления ТС АСУ по проекту электротехнической части предусматривается в соответствии с требованиями п. 1.7.62 ПУЭ-03 [10]:
- защитное заземление с сопротивлением заземляющих устройств до 4 Ом;
- функциональное (рабочее) заземление с сопротивлением заземляющих устройств до 1 Ома.
Датчики, расположенные во взрывоопасной зоне, имеют взрывозащищенное исполнение. Электропроводки во взрывоопасных зонах должны быть выполнены медным кабелем. Для измерительных цепей должен быть применен экранированный медный кабель.
1.2.9 Энергообеспечение и заземление технических средств АСУ
Все электрические приборы, металлоконструкции для установки электрооборудования и кабельных трасс заземляются присоединением к защитному контуру заземления в соответствии с требованиями п. 1.7.46 ПУЭ-03 [10].
Для заземления ТС АСУ по проекту электротехнической части предусматривается в соответствии с требованиями п. 1.7.62 ПУЭ-03 [10]:
- защитное заземление с сопротивлением заземляющих устройств до 4 Ом;
- функциональное (рабочее) заземление с сопротивлением заземляющих устройств до 1 Ома.
Датчики, расположенные во взрывоопасной зоне, имеют взрывозащищенное исполнение. Электропроводки во взрывоопасных зонах выполнены медным кабелем. Для измерительных цепей применен экранированный медный кабель. Первичная обработка информации осуществляется с применением серийно выпускаемых вторичных приборов:
Для контроля уровня продукта в резервуарах предполагается применять уровнемер ДУУ4 производства ЗАО «Альбатрос» г. Москва.
Для контроля верхнего критического уровня взлива (налива) продукта в резервуарах используется второй прибор - сигнализатор уровня пьезорезонансный СУ-802. Многоканальная газоаналитическая система предназначена для автоматического непрерывного контроля концентраций взрывоопасных газов, сигнализации о превышении заданных порогов, а также управления исполнительными устройствами (останов насосов, задвижек), звуковая и световая сигнализация.
1.3 Выбор оборудования
Технологическое оборудование выбрано в соответствии с требованиями ПБ 09-560-03 [3] и ПБ 03-576-03. Конструктивные параметры, материалы аппаратов выбраны с учетом рабочих температур и давлений, а также свойств среды п.51 ПБ 03-540-03.
Характеристики примененного в проекте оборудования приведены в таблице 1.3
Таблица 1.3 - Характеристика оборудования
Наименование оборудования |
Назначение |
Свойства среды |
Кол-во |
Примечание |
||
Категории и группа взрывопожароопасной среды |
Класс опасноссти |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Резервуары |
||||||
Резервуар стальной горизонтальный надземный для хранения нефтепродуктов емкостью 100 м3 |
Прием и хранение перегоночного бензина (Один резервуар аварийный) |
IIВТЗ |
4 |
19 |
Изготовитель: ЗАО «Южтехмонтаж», Ростовская обл. |
|
Резервуар стальной горизонтальный подземный для хранения нефтепродуктов емкостью 75м3 |
Для сбора нефтепродуктов в случае аварии на железнодорожной эстакаде |
IIВТЗ |
4 |
1 |
Изготовитель: ЗАО «Южтехмонтаж», Ростовская обл. |
|
Резервуар стальной горизонтальный подземный для хранения нефтепродуктов емкостью 25 м3 |
Для сбора нефтепродуктов в случае аварии на автомобильной эстакаде |
IIВТЗ |
4 |
1 |
Изготовитель: ЗАО «Южтехмонтаж», Ростовская обл. |
|
Резервуар стальной горизонтальный подземный для хранения нефтепродуктов емкостью 10 м3 |
Для сбора подтоварной воды из продуктовых емкостей |
IIВТЗ |
4 |
1 |
Изготовитель: ЗАО «Южтехмонтаж», Ростовская обл. |
|
Резервуар стальной горизонтальный подземный для хранения нефтепродуктов емкостью 200 л |
Для сбора нефтепродуктов в случае аварии на модуле |
IIВТЗ |
4 |
1 |
Изготовитель не определен |
|
Модуль |
||||||
Турбулентно-кавитационный модуль |
Для получения бензина Аи-80 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
1 |
Должен быть сертифицирован в установленном порядке и получено разрешение на применение |
|
Насосы |
||||||
Н1…Н3: Центробежный, горизонтальный, самовсасывающий насос (типа КМ 100-80-170_Е) |
Для слива нефтепродуктов в резервуары Е1-Е9 и налива бензина в ж/д цистерны. |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
1 |
Подача 100 м3/час Напор 25 м. |
|
Центробежный, горизонтальный, самовсасывающий насос (типа КМ 100-80-170_Е) |
Аварийный насос.Предназначен для перекачки нефтепродуктов в аварийную емкость и из нее. В случае необходимости осуществляет перекачку продуктов из одного резервуара в другой. |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
1 |
Подача 100 м3/час Напор 25 м. |
|
Приборы |
||||||
АСН-12ВГ (Комплекс измерительный) |
Налив нефтепродуктов в автоцистерны |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
1 |
Пропускная способность 36 м3/час |
|
УСН-150 (Комплекс измерительный) |
Для нижнего слива бензина из железнодорожных цистерн |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
3 |
Пропускная способность 100 м3/час |
|
АСН-14ЖД-К (Комплекс измерительный) |
Для верхнего налива бензина в железнодорожные цистерны |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
3 |
Пропускная способность 100 м3/час |
|
Арматура |
||||||
Задвижка стальная клиновая с выдвижным шпинделем, фланцевая с электроприводом 30с941нж3 ГОСТ1094-78: Ду80 Ду100 Ду150 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 4 |
1 2 5 |
Масса 50 кг Масса 82 кг Масса 183 кг |
||
Задвижка стальная клиновая с выдвижным шпинделем, фланцевая с ручным управлением 30с15нж ТУ26-07-1188-78: Ду150 Ду100 Ду80 Ду50 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 4 4 |
2 15 46 26 |
Масса 82 кг Масса 50 кг Масса 35 кг |
||
Клапан предохранительный пружинный 17с7нж ТУ26-07-1188-78: Ду50 Ду100 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 4 |
19 1 |
|||
Клапан совмещенный с огнепреградителем:СМДК-100 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
23 |
|||
Клапан обратный 16нж10п6 Ту26-07-393-86: Ду100 |
IIАТЗ IIВТЗ |
4 |
1 |
|||
Огнепреградитель ОП-100 |
1 |
Доставка перегоночного бензина на склад предусмотрена в железнодорожных вагонов-цистернах, отпуск бензина - в автомобильные и железнодорожные цистерны.
Для разгрузки вагон - цистерн с перегоночным бензином проектом предусматривается строительство односторонней ж/дорожной эстакады. В конце разгрузочного тупика устанавливается тяговое устройство для растаскивания цистерн при пожаре.
Конструкция ж.д. эстакады слива-налива спроектирована с учетом возможности приема трех ж/д цистерн емкостью до 120 м3. При этом слив-налив данных цистерн производится без расцепки состава, для чего проектом предусмотрены установка сливо-наливных устройств с шагом 6 метров и зоной обслуживания 6 метров
Насосы и железнодорожные цистерны должны быть предназначены для перекачки нефтепродуктов из:
ж/дорожных вагон-цистерн в резервуары;
резервуара в соседний резервуар;
резервуара в ж/дорожные вагон-цистерны.
Слив нефтепродуктов из цистерн осуществляется нижним закрытым способом, для чего на сливной железнодорожной эстакаде устанавливаются сливные устройства типа УСН-150 п.п. 2.3.4 ПБ 09-560-03 [3]. Сливные устройства должны присоединяться к нижнему сливному прибору ж/дорожных цистерн. В проекте предусмотрено одновременный слив из 3 вагон-цистерн. Верхний слив и зачистка цистерн с неисправными приборами нижнего слива осуществляется при помощи переносной установки аварийного слива УПВС-80 п.п. 2.3.4 ПБ 09-560-03 [3].
Применение сливо-наливных устройств, отвечающих современным требованиям безопасности, в том числе экологической безопасности, практически исключает возможность проливов при проведении операций слива-налива. За редкой необходимостью смыва проливов с ж.д.дорожной эстакады, данная операция должна осуществляться передвижной техникой.
При сливе цистерн газовая фаза должна вытесняться по газоуравнительной линии из резервуара, куда перекачивается нефтепродукт, в цистерну, откуда продукт сливается. Таким образом, будет происходить изоляция газового пространства резервуаров и цистерн от окружающей среды, что существенно снижает уровень выброса вредных веществ в атмосферу при проведении операций слива-налива.
Автоматизированная станция налива нефтепродуктов в ж/д цистерны должна быть оснащена тремя устройствами верхнего налива АСН-14ЖД-К, для обеспечения налива нефтепродукта в восьмиосную цистерну, которая находится на площадке обслуживания эстакады верхнего налива.
На железнодорожной эстакаде должны быть установлены центробежные, горизонтальные, самовсасывающие насосы Н1…Н3 (типа КМ 100-80-170-Е).
Стояк налива АСН-14-ЖД-К (с зоной обслуживания 6м) предназначенный для налива светлых нефтепродуктов в ж/дорожные цистерны должен быть оснащен системой отвода паров, датчиком-сигнализатором верхнего уровня, датчиком-сигнализатором предельного верхнего уровня, датчиком рабочего положения люка, двухпозиционным клапаном - отсекателем и каплесборником.
Отгрузка бензина в автоцистерны должна производиться из резервуаров хранения бензина.
Железнодорожная сливная эстакада должна оборудоваться спец. заземлением, молниеприемниками, сигнализатором довзрывных концентраций паров бензина, железнодорожным транспортным шпилем (лебёдка), бетонной площадкой с бортиками высотой 0,2 м в соответствии с требованиями п. 2.44 ВУП СНЭ-87 [13], водоприёмным лотком и колодцем для сбора ливневых стоков, дренажными емкостями.
На ж.д. и автоналивной эстакаде проектом предусмотрены дренажная емкость объемом 75 куб.м. на ж.д. и 25 куб.м. на автоналивной эстакаде, в которые осуществляется сбор дренажей от технологических трубопроводов п.п.2.44 ВУП СНЭ-87 [13].
Резервуар дренажной емкости должен быть оборудован дыхательным устройством с установкой дыхательных клапанов п.п. 2.6.11, 2.13,2.14 ПБ 09-560-03 [3], замерным устройством, зачистным и сливным устройствами.
Сливо-наливная эстакада должна иметь твердое бетонное покрытие с уклоном 2% к приемным устройствам (лоткам и колодцам), оборудованным устройствами отвода в дренажную систему, огражденную по периметру бортиками высотой 0,2 м.
Сливо-наливная эстакада должна имеет лестницы из несгораемых материалов в торцах, а также по длине эстакад. Ширина лестницы должна быть не менее 0,7 м, угол наклона - не более 45°. Ступени лестниц должны быть выполнены из просечно - вытяжного листа, поставленного на ребро, без огнезащиты в соответствии с требованиями п. 2.41ВУП СНЭ -87.
Резервуарный парк проектируемой группы общей емкостью 1900мЗ включает в себя 10 резервуаров объемом 1000 м3 для хранения перегоночного бензина и 9 резервуаров для хранения автобензина объемом 900 м3.
Расстояния между резервуарами приняты в соответствии с рекомендациями табл. 6 СНиП 2.11.03-93 [19].
Резервуары должны быть оборудованы: приемо-раздаточными устройствами и запорной арматурой, дыхательными устройствами, совмещенными с огневыми предохранителями, средствами контроля за уровнем нефтепродуктов и пожаротушением п.п. 2.6.5 ПБ 09-560-03 [3].
Для удаления подтоварной воды из резервуаров должны быть выполнена система дренирования подтоварной воды п.п. 2.6.22 ПБ 09-560-03 [3], а также для защиты от коррозии наружных поверхностей днищ резервуаров должно быть выполнено устройство фундаментов и оснований под резервуар, обеспечивающее отвод грунтовых вод и атмосферных осадков от резервуаров.
Резервуары должны быть оборудованы пробоотборниками, расположенными внизу п.п. 2.6.24 ПБ 09-560-03 [3].
В соответствии с заданием заказчика технологическая трубопроводная обвязка указанных резервуаров предусматривает приём, хранение и отпуск бензина, а также внутрибазовую перекачку бензина из резервуара в резервуар п. 2.6.16 ПБ 09-560-03 [3]. В аварийном случае перекачка нефтепродукта должна осуществляться в резервный аварийный резервуар, который находятся постоянно пустым и в зачищенном состоянии.
Количество трубопроводов по приёму и отпуску светлых нефтепродуктов (бензина), должно быть принято исходя из количества реализуемого бензина и одновременности проводимых операций с ними.
Размещение и способ прокладки технологических трубопроводов запроектирован с учетом обеспечения возможности постоянного наблюдения за техническим состоянием трубопроводов и арматуры, безопасности их эксплуатации, производства монтажа и ремонтных работ с применением средств механизации раздел 5 ПБ 03-585-03 [4].
Технологические трубопроводы, прокладываемые на территории склада ГСМ с установкой очистки ГСМ, запроектированы наземными на несгораемых конструкциях п. 2.8.10 ПБ 09-560-03 [3].
Трасса эстакады должны быть выполнена на расстоянии от автодорог, железных дорог и других сооружений в соответствии с требованиями табл. 4 ВУПП-88 [7].
Диаметр трубопроводов принят, исходя из производительности проводимых операций по закачке и выкачке светлых нефтепродуктов, застойные зоны и тупиковые зоны на трубопроводах отсутствуют п. 2.8.16 ПБ 09-560-03 [3].
Перекачка бензина в проекте принята по 2-х проводной системе: к каждому резервуару подведены две трубы: подающая и отводящая.
Трубопроводы в соответствии с требованиями п.п. 2.8.5, 2.8.12 ПБ 09-560-03 [3] приняты стальные.
Продольные магистральные продуктопроводы в резервуарном парке должны прокладываться надземно п.п. 2.8.10 ПБ 09-560-03 [3] на опорах с уклоном в сторону ПНС, что обеспечивает полное опорожнение трубопроводов от продукта п.п. 2.8.17 ПБ 09-560-03 [3]. Надземные участки поперечных продуктопроводов должны быть уложены на опоры. Под пожарными проездами продуктопроводы должны быть проложены в каналах и засыпаны песком. Концы каналов отстоят от бордюра пожарного проезда на 2 м. Подземные участки трубопроводов должны быть уложены в траншеях на предварительно уплотненный послойно грунт по СНиП 2.11.03-93 [19].
Согласно требованиям правил промышленной безопасности по эксплуатации складов ЛВЖ, проектом предусмотрена установка, на технологических трубопроводах, задвижек с электроприводом для своевременного отключения взрывоопасных блоков. Управление электрозадвижками предусматривается как дистанционное, из помещения операторной, так и местное. Установка задвижек с электроприводами предусмотрена на каждом входящем, в резервуарный парк, так и выходящем трубопроводе п.п. 2.8.20, 2.8.21 ПБ 09-560-03 [3].
Запорные, предохранительные и отсекающие устройства, обратные клапаны на трубопроводах и аппаратах должны быть предусмотрены в удобной для обслуживания зоне п.п. 5.4.3 ПБ 09-540-03 [1] и п. 2.12, 2.13 ПБ 09-563-03 [2].
Для продувки и освобождения трубопроводов от паров бензина в проекте предусмотрен подвод азота в начальных и конечных точках трубопроводов и оборудования в соответствии с требованиями п. 3.6-3.8 ПБ09-540-03 [1] и п.п. 2.8.18 ПБ 09-560-03 [3].
Монтаж и испытание трубопроводов проводится в соответствии с п.п. 2.8.2 ПБ 09-560-03 [3]. Соединение трубопроводов между собой выполнено сваркой в соответствии с требованиями п. 2.8.13 ПБ 03-585-03 [4]. Контроль качества сварных соединений неразрушающими методами контроля проводится в объеме 5%.
После окончания монтажа продуктопроводы должны быть испытаны на прочность и герметичность в соответствии по п.п. 8.1.2, 8.5.1 ПБ 03-585-03 [4].
Технологические трубопроводы выполняются с уклоном не менее 0,2% для возможности их опорожнения п. 2.8.17 ПБ 09-560-03 [3].
В данном проекте отсутствует необходимость в установке предохранительных клапанов на технологических трубопроводах п. 2.8.15 ПБ 09-560-03 [3].
Для компенсации температурных деформаций трубопроводов использована самокомпенсация за счет поворотов и изгибов трассы в соответствии с требованиями п. 2.8.25 ПБ 09-560-03 [3].
В соответствии с требованиями п.п. 2.8.4, 2.8.9 ПБ 09-560-03 [3] определен расчетный срок службы трубопроводов. Расчётный срок службы внутриплощадочных технологических трубопроводов равен 10 лет.
Запорная арматура должны быть принята стальная фланцевая с электроприводом во взрывозащищенном исполнении, с герметичностью затвора класса «А» п.п. 2.8.28, 3.2.16 ПБ 09-560-03 [3].
В проекте предусмотрены следующие насосы:
-на ж/д эстакаде установлены центробежные, горизонтальные, самовсасывающие насосы Н1…Н3 (типа КМ 100-80-170-Е);
- на автомобильной эстакаде установлен шестерённый насос Н4 (типа Ш80-2,5-37,5/2,5Б), входящий в состав комплекса налива автоцистерн, предназначен для налива бензина в автоцистерны;
- аварийный насос (центробежный, горизонтальный самовсасывающий типа КМ 100-80-170-Е), расположенный под навесом, предназначен для перекачки нефтепродуктов в аварийную ёмкость и из неё.
Все насосы должны включаются и отключаются вручную кнопками управления, размещёнными непосредственно у насосов. Для всех насосов предусмотрено дистанционное отключение насосов из операторной, а также автоматические блокировки и сигнализация.
Насосы расположены под навесом с частичным перекрытием стен на 50%, с бортиком по периметру площадки высотой 0,15 м в соответствии с требованиями п. 6.23 ВУПП-88 [12] и п.п. 2.9.1, 2.9.2 ПБ 09-560-03 [3].
Для насосов перекачки ЛВЖ должны быть выполнены блокировки на «сухой пуск» п.п. 4.1.12 ПБ 09-540-03 [1].
Насосы и трубопроводы обвязки должны быть подсоединены к системе дренажных трубопроводов и дренажных ёмкостей, соединяющей аппараты установки, в которых обращаются опасные вещества п. 3.21.4 ПБ 09-540-03 [1] и п. 5.4.2 ПБ09-563-03 [2].
На нагнетательных трубопроводах насосов установлены обратные клапаны для предотвращения перемещения транспортируемого вещества обратным ходом п. 2.9.4 ПБ 09-560-03 [3].
Расположение насосных агрегатов позволяет обеспечить удобство их обслуживания, ремонта и осмотра п. 2.9.14 ПБ 09-560-03 [3].
Автоматизированная станция налива нефтепродуктов в автоцистерны оснащена стояком верхнего налива светлых нефтепродуктов. Стояк налива АСН-10ВГ модуль, предназначенный для налива светлых нефтепродуктов в автоцистерны, должны быть оснащен системой отвода паров, датчиком-сигнализатором предельного уровня, датчиком рабочего положения люка, клапаном-отсекателем и каплесборником п. 2.4.9, 2.4.18 ПБ 09-560-03 [3].
Для предотвращения перелива и аварийных проливов стояк налива должны быть оснащен датчиком предельного верхнего уровня, при срабатывании которого подается сигнал на закрытие клапана - отсекателя.
Выводы
В данном разделе дано описание склада ГСМ с установкой очистки ГСМ на ст. Малая Мартыновка, Волгодонского района и указано расположение основных объектов склада. Представлено описание оборудования, молниезащиты, технологических трубопроводов. Указаны требования к автоматизированным системам управления технологическими процессами и систем оперативного управления, прогнозирования, обнаружения, предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций.
Раздел 2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В данном разделе дипломного проекта рассматривается расчет радиусов зон разрушений технологических блоков и расчет резервуара на прочность, который проводится при рабочих условиях, а так же в условиях гидроиспытаний. В состав расчета на прочность включается:
- расчет обечайки цилиндрической;
- расчет опоры седловой;
- расчет днища эллиптического.
При расчете радиусов зон разрушений технологических блоков определены значения энергетических показателей взрывоопасности технологических блоков, масса вещества участвующего во взрыве.
2.1 Расчет радиусов зон разрушений технологических блоков
Энергетический потенциал взрывоопасности Е (кДж) блока определяется полной энергией сгорания парогазовой фазы, находящейся в блоке [1401.Д08.161.04.00.Д], с учетом величины работы ее адиабатического расширения, а так же величины энергии полного сгорания испарившейся жидкости с максимально возможной площади ее пролива, при этом считается:
1) при аварийной разгерметизации аппарата происходит его полное раскрытие (разрушение);
2) площадь пролива жидкости определяется исходя из конструктивных решений зданий или площадки наружной установки;
3) время испарения принимается не более 1 ч:
Расчет общего энергетического потенциала взрывоопасности блока т.е. полная энергия сгорания ПГФ, поступившей в окружающую среду при аварийной разгерметизации блока (АРБ) - выполняется по формуле:
, (2.1)
где - сумма энергий адиабатического расширения и сгорания парогазовой фазы, находящейся непосредственно в аварийном блоке;
- энергия сгорания парогазовой фазы, поступившей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков);
- энергия сгорания парогазовой фазы, образующейся за счет энергии перегрева ЖФ, рассматриваемого блока и поступившей от смежных объектов;
- энергия сгорания парогазовой фазы, образующейся из жидкой фазы (ЖФ) за счет тепла экзотермических реакций, не прекращающихся при аварийной разгерметизации;
- энергия сгорания парогазовой фазы, образующейся из жидкой фазы за счет теплопритока от внешних теплоносителей;
- энергия сгорания парогазовой фазы, образующейся из пролитой на твердую поверхность жидкой фазы за счет теплоотдачи от окружающей среды.
Используя числовое значение общего энергетического потенциала, рассчитываются остальные, необходимые для характеристики технологических блоков, величины:
1. Относительный энергетический потенциал взрывобезопасности Qв характеризует категорию взрывоопасности технологического блока и определяется по формуле
(2.2)
В зависимости от значений Qв, определяется категорию взрывоопасности
Таблица 2.1 - Категории взрывоопасности
Категория взрывоопасности |
Qв |
m, кг |
|
I |
> 37 |
> 5000 |
|
II |
27 - 37 |
2000 - 5000 |
|
III |
< 27 |
< 2000 |
2. Общая масса горючих паров (газов) взрывоопасного облака, приведенная к единой удельной энергии сгорания (46000 кДж/кг) рассчитывается по формуле:
(2.3)
Массу паров (в кг), участвующих во взрыве, определяется по формуле:
, (2.4)
где z - доля приведенной массы паров, участвующих во взрыве, которая равна 0,1 для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ.
3. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды Wт (кг), определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков рассчитывается по формулам:
(2.5)
где 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
0,9 - доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
- удельная теплота сгорания парогазовой среды, кДж/кг;
- удельная энергия взрыва ТНТ, кДж/кг.
Ориентировочный расчет зон разрушения и возможного травмирования персонала производится для выбора основных направлений в разработке мероприятий по защите персонала от травмирования, а зданий, сооружений и оборудования - от разрушений в случае аварии.
Центром взрыва является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятное место его разгерметизации. Разрушающая сила взрыва определяется условно рассчитанной энергией, приведенной к тротиловому эквиваленту.
Зоной разрушения и возможного травмирования персонала считается площадь с границами, определяемыми радиусами (R) с принятыми для расчета центрами взрывов.
Для выполнения практических инженерных расчетов радиусы зоны (в м) определяются по формуле:
, (2.6)
где К - безразмерный коэффициент, соответствующий уровню воздействия взрывов на объект.
при , (2.7)
при (2.8)
Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны (?р) и, соответственно, безразмерным коэффициентом (К). Классификация зон приведена ниже:
Таблица 2.2 - Классификация зон разрушения
Класс зоны |
К |
?р, кПа |
|
1 |
3,8 |
?100 |
|
2 |
5,6 |
70 |
|
3 |
9,6 |
28 |
|
4 |
28,0 |
14 |
|
5 |
56,0 |
?2 |
Исходные данные для расчетов общего энергетического потенциала и других характеристик взрывоопасности технологических блоков приведены в таблице 2.3, причем для блоков 1 ...4 наихудшим является вариант, когда емкости заполнены жидкой фазой на 10%, а остальной объем занимает парогазовая фаза.
Таблица 2.3 - Исходные данные
Наименование параметра |
Ед. изм. |
Блок 1 |
Блок 2 |
Блок 3 |
Блок 4 |
Блок 5 |
Блок 6 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Регламентированное давление в блоке |
МПа |
0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,3 |
0,3 |
|
Температура кипения жидкой фазы при нормальных условиях |
К |
342 |
342 |
342 |
342 |
342 |
342 |
|
Регламентированная температура жидкой фазы в блоке |
К |
293 |
293 |
293 |
293 |
293 |
293 |
|
Регламентированная температура парогазовой фазы в блоке |
К |
293 |
293 |
293 |
293 |
293 |
293 |
|
Объем жидкой фазы в блоках |
м3 |
3,0 |
6,0 |
10,0 |
10,0 |
0,2 |
0,35 |
|
Объем парогазовой фазы при регламентированных параметрах |
м3 |
27 |
54 |
90 |
90 |
0 |
0,015 |
|
Удельная теплота сгорания парогазовой фазы |
кДж/кг |
43641 |
43641 |
43641 |
43641 |
43641 |
43641 |
|
Удельная теплота испарения жидкой фазы |
кДж/кг |
311,9 |
311,9 |
311,9 |
311,9 |
311,9 |
311,9 |
|
Теплоемкость жидкой фазы при регламентированных параметрах |
кДж/ (кг гр) |
2,06 |
2,06 |
2,06 |
2,06 |
2,06 |
2,06 |
|
Плотность жидкой фазы при нормальных условиях |
кг/ м3 |
721 |
721 |
721 |
721 |
721 |
721 |
|
Плотность парогазовой фазы при нормальных условиях |
кг/ м3 |
3,55 |
3,55 |
3,55 |
3,55 |
3,55 |
3,55 |
|
Поверхность разлива |
м2 |
90 |
49,5 |
213 |
213 |
14,0 |
25 |
|
Доля паров участвующих во взрыве |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
||
Показатель адиабаты (>1) |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
||
Номера смежных блоков |
3 |
1,5,6 |
5,6 |
4,3 |
4,3 |
2.1.1 Определение значений энергетических показателей взрывоопасности технологических блоков
Блок 1 (автомобильная наливная эстакада)
, (2.9)
где - сумма энергий адиабатического расширения А (кДж) и сгорания парогазовой фазы, находящейся в блоке, кДж;
- энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность (пол, поддон, грунт и т.п.) ЖФ за счет теплоотдачи от окружающей среды (от твердой поверхности и воздуха к жидкости по ее поверхности), кДж.
, (2.10)
где - масса ПГФ имеющейся непосредственно в блоке и поступившей в него при АРБ от смежных объектов,
- удельная теплота сгорания парогазовой фазы бензина (43641кДж/кг).
.
А - энергия сжатой парогазовой фазы, определяемая по формуле:
, (2.11)
где Р - регламентированное абсолютное давление в блоке (0,12 МПа);
Р0 - атмосферное давление (0,1 МПа);
- объем парогазовой фазы в блоке (27,0 м3);
к - показатель адиабаты парогазовой фазы блока (1,1).
,
, (2.12)
, (2.13)
(2.14)
где Т0 - температура твердой поверхности (пола, поддона, грунта и т.п.), (313К);
Тк - температура кипения горючей жидкости (342К);
- время контакта жидкости с поверхностью пролива, принимаемое в расчет (3600 с); Fп - площадь контакта жидкости с твердой поверхностью розлива (90м2); r - удельная теплота парообразования горючей жидкости (311,9кДж/кг);
Значение G5 определяется по формуле:
, (2.15)
где - интенсивность испарения;
- площадь поверхности зеркала жидкости (90м2).
, (2.16)
где - безразмерный коэффициент (0,8);
- давление насыщенного пара при расчетной температуре (0,1Мпа);
М - Молекулярная масса (97,2аем)
,
,
.
Общий энергетический потенциал взрывоопасности блока 1:
Блок 2 (железнодорожная сливо-наливная эстакада)
, (2.17)
, (2.18)
, (2.19)
,
, (2.20)
, (2.21)
. (2.22)
Так как То <Тк , а масса не может быть выражена отрицательной величиной, то принимается G4 = 0.
,
,
.
Блок 3(4) (резервуарные парки)
Для уменьшения площади разлива бензина резервуарные парки разделены на 3 отсека каждый.
,
,
,
,
,
,
Так как То <Тк , а масса не может быть выражена отрицательной величиной, то принимается G4 = 0.
,
,
.
Блок 5 (аварийный насос)
Внутри насоса парогазовая фаза отсутствует, т.е. V=0, поэтому
,
,
.
Так как То <Тк , а масса не может быть выражена отрицательной величиной, то принимается G4 = 0.
,
,
.
Блок 6 (турбулентно-кавитационный модуль)
,
,
,
,
.
Так как То <Тк , а масса не может быть выражена отрицательной величиной, то принимается G4 = 0.
,
,
.
Значения энергетических потенциалов взрывоопасности Е и их составляющие для всех блоков приведены в таблице 2.4
Таблица 2.4 - Значения энергетических потенциалов
2.1.2 Расчет участвующей во взрыве массы вещества и радиусов зон разрушений
Определяются приведенные массы и относительные потенциалы взрывобезопасности для каждого блока:
Блок 1 (автомобильная наливная эстакада)
Блок 2 (железнодорожная сливо-наливная эстакада)
Блок 3(4) (резервуарные парки)
Блок 5 (аварийный насос)
Блок 6 (турбулентно-кавитационный модуль)
По приведенной массе и относительному потенциалу взрывоопасности определяются категории опасности блоков.
Результаты расчетов приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 - Результаты расчета
Номер блока |
Энергетический потенциал Е, МДж |
Приведенная масса m, кг |
Относительный потенциал Qв |
Категория опасности |
|
Блок 1 |
15763,648 |
343 |
15,16 |
3 |
|
Блок 2 |
16489,479 |
358 |
15,39 |
3 |
|
Блок 3(4) |
42206,291 |
917 |
21,06 |
3 |
|
Блок 5 |
1671,4503 |
36 |
7,17 |
3 |
|
Блок 6 |
2992,031 |
65 |
8,7 |
3 |
Определяется тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды WT (кг):
где 0,4 - доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
0,9 - доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;
q' -удельная теплота сгорания парогазовой среды, 43,641МДж/кг.
qm - удельная энергия взрыва ТНТ, 4,2 МДж/кг.
z - доля приведенной массы паров, участвующих во взрыве, которая равна от 0,1 для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ.
Блок 1 (автомобильная наливная эстакада)
Блок 2 (железнодорожная сливо-наливная эстакада)
Блок 3(4) (резервуарные парки)
Блок 5 (аварийный насос)
Блок 6 (турбулентно-кавитационный модуль)
Определяются радиусы зон разрушения и возможного травмирования персонала [1401.Д08.161.05.00.Д]:
Блок 1 (автомобильная наливная эстакада)
.
Блок 2 (железнодорожная сливо-наливная эстакада)
.
Блок 3(4) (резервуарные парки)
.
Блок 5 (аварийный насос)
Блок 6 (турбулентно-кавитационный модуль)
Результаты расчетов приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 - Радиусы зон разрушения
Номер блока |
Радиусы опасных зон ударной волны, м |
|||||
R1, полное разрушение, смертельное отравление людей, ?100 кПа |
R2, сильное разрушение, смертельное отравление, 70 кПа |
R3, частичное разрушение, тяжелое отравление людей, 28 кПа |
R4, малые повреждения, травмирование людей средней тяжести, 14 кПа |
R5, частичные малые повреждения, легкие травмы людей, ? 2 кПа |
||
Блок 1 |
7,56 |
11,14 |
19,10 |
55,72 |
111,44 |
|
Блок 2 |
7,79 |
11,48 |
19,68 |
57,4 |
114,8 |
|
Блок 3(4) |
12,92 |
19,04 |
32,64 |
95,2 |
190,4 |
|
Блок 5 |
1,67 |
2,46 |
4,22 |
12,32 |
22,64 |
|
Блок 6 |
2,47 |
3,64 |
6,24 |
18,2 |
36,4 |
2.2 Расчет резервуара на прочность
2.2.1 Основные расчетные показатели и материал конструкции
Назначение резервуара - хранение светлых и темных нефтепродуктов. Расчетная температура 20 0С. Расчетное давление в рабочих условиях 0,02925МПа, при гидроиспытаниях 0,0325МПа. Нормативный вес снегового покрова - 1,2 КПа. Глубина промерзания грунта -1,0 м. Расчетная зимняя температура наружного воздуха - минус 23. Нормативная величина ветрового давления - 0,38 МПа. Сейсмичность не более 7 баллов.
Рельеф по территории участка спокойный. С незначительным уклоном в северном направлении. Основанием под фундаменты служит суглинок желто-бурый, непросадочный.
Для стальных конструкций горизонтальных резервуаров емкостью 100м3 в зависимости от расчетных температур районов эксплуатации принята сталь марки 09Г2С [1401.Д08.161.06.00.Д].
Все сварные соединения цилиндрической части принять встык. При ручной сварке конструкций резервуаров из стали 09Г2С - электродам типа Э50А по ГОСТ 9467-75. При автоматической и полуавтоматической сварке стальная проволока и флюс должны обеспечивать качества сварного шва, равноценные основному металлу. Все швы в резервуарах выполняются сплошными. Все сварные швы оболочки (автоматические, полуавтоматические и ручные) должны быть плотно - прочными.
2.2.2 Эпюры сил и моментов
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения:
- коэффициент заполнения жидкостью x = 1
- плотность жидкости, rж = 0.9 т/м3
Результаты расчёта:
Рисунок 2.1 - Расчет в рабочих условиях
---- |
Критерий прочности |
|
---- |
Критерий устойчивости |
|
---- |
Предельное значение |
Условие работоспособности выполнено
Общий вес равен 1,009·106 Н
Дополнительные вертикальные нагрузки равны 0 Н
Таблица 2.6 - Опорные нагрузки (рабочие условия)
№ опоры |
Название опоры |
Опорное усилие, F, Н |
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой, Q, Н |
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой, M, Н м |
|
1 |
Опора седловая |
0.3929*106 |
1.938*105 |
2.113*105 |
|
2 |
Опора седловая |
2.228*105 |
1.113*105 |
0.4656*105 |
|
3 |
Опора седловая |
0.393*106 |
1.991*105 |
2.116*105 |
Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)
Условия нагружения при испытаниях:
- Коэффициент заполнения жидкостью, x=1
- Плотность жидкости, rж=1 т/м3
---- |
Критерий прочности |
|
---- |
Критерий устойчивости |
|
---- |
Предельное значение |
Условие работоспособности выполнено
Общий вес:
УGi = 1.115·106 Н
Дополнительные вертикальные нагрузки:
УFyi= 0 Н
Таблица 2.7 - Опорные нагрузки (гидроиспытания)
№ опоры |
Название опоры |
Опорное усилие, F, Н |
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой, Q, Н |
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой, M, Н м |
|
1 |
Опора седловая |
0.4337*106 |
2.139*105 |
2.324*105 |
|
2 |
Опора седловая |
2.477*105 |
1.238*105 |
0.5226*105 |
|
3 |
Опора седловая |
0.4337*106 |
2.197*105 |
2.326*105 |
По результатам расчета получаем, что самой нагруженной является опора седловая №3.
2.2.3 Расчет обечайки цилиндрической
Рисунок 2.3 - Обечайка цилиндрическая
Исходные данные приведены в таблице 2.8
Таблица 2.8 - Обечайка цилиндрическая (исходные данные)
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
Материал |
09Г2С |
|||
D |
Внутренний диаметр |
мм |
3250 |
|
s |
Толщина стенки |
мм |
4 |
|
c1 |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии |
мм |
0.1 |
|
c2 |
Прибавка для компенсации минусового допуска |
мм |
0.2 |
|
c3 |
Прибавка технологическая |
мм |
0 |
|
c |
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки |
мм |
0.3 |
|
L |
Длина обечайки |
м |
12 |
Коэффициенты прочности сварных швов:
Продольный шов:
Тип шва - стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, автоматический, контроль 100%, цр = 1.
Окружной шов:
Тип шва - стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, автоматический, контроль 100%, цТ = 1.
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения приведены в таблице 2.9
Таблица 2.9 - Условия нагружения обечайки цилиндрической
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление |
МПа |
0.02925 |
|
M |
Расчётный изгибающий момент |
Н м |
0 |
|
Q |
Расчётное поперечное усилие |
Н |
0 |
|
F |
Расчётное осевое растягивающее усилие |
Н |
0 |
Результаты расчёта:
Допускаемые напряжения ([у]) для материала 09Г2С при температуре 20 oC (рабочие условия) равны 196 МПа
Модуль продольной упругости (Е) при температуре 20oC - 1.99·105 МПа.
Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ 14249-89 [5].
Для расчёта седловых опор:
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:
,
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
Допускаемое наружное давление:
Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)
Условия нагружения при испытаниях приведены в таблице 2.10
Таблица 2.10 - Условия нагружения при испытаниях обечайки цилиндрической
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление (с учётом гидростатического) |
МПа |
0.0325 |
|
M |
Расчётный изгибающий момент |
Н м |
0 |
|
Q |
Расчётное поперечное усилие, |
Н |
0 |
|
F |
Расчётное осевое растягивающее усилие |
Н |
0 |
По ГОСТ 14249-89 расчёт на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:
,
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре 20 oC:
,
Модуль продольной упругости при температуре 20 oC
E 20=1.99·105 МПа
Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ 14249-89 [5].
Для расчёта седловых опор:
,
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:
,
.
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
Допускаемое наружное давление:
Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:
,
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:
,
,
.
Допускаемое осевое сжимающее усилие:
2.2.4 Расчет опоры седловой №3
Расчёт на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок по ГОСТ 26202-84 [6].
Рисунок 2.4 - Опора седловая №3
Исходные данные приведены в таблице 2.11
Таблица 2.11 - Опора седловая №3 (исходные данные)
Параметр |
Наименование параметра |
Ед.измерения |
Значение параметра |
|
Материал |
09Г2С |
|||
D |
Внутренний диаметр |
мм |
3250 |
|
s |
Толщина стенки |
мм |
4 |
|
c1 |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии |
мм |
0.1 |
|
c2 |
Прибавка для компенсации минусового допуска |
мм |
0.2 |
|
c3 |
Прибавка технологическая |
мм |
0 |
|
c |
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки |
мм |
0.3 |
|
b |
Ширина опоры |
мм |
400 |
|
д1 |
Угол охвата опоры |
градус |
120 |
|
lo |
Расстояние от края элемента |
м |
10 |
|
a |
Расстояние до днища |
м |
2 |
|
H |
Высота опоры |
мм |
500 |
|
s2 |
Толщина листа |
мм |
20 |
|
b2 |
Ширина листа |
мм |
600 |
|
д2 |
Угол охвата листа |
градус |
140 |
|
f |
Расстояние между краями листов |
мм |
287.1 |
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения приведены в таблице 2.12.
Таблица 2.12 - Условия нагружения опоры седловой №3
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
о |
Коэффициент заполнения жидкостью |
1 |
||
сж |
Плотность жидкости |
т/м3 |
0.9 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление, действующее в элементе над опорой |
МПа |
0.02925 |
|
M |
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой |
Н м |
2.113·105 |
|
F |
Опорное усилие |
Н |
0.3929*106 |
|
Q |
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой |
Н |
1.938*105 |
Допускаемые нагрузки для элемента, связанного с обечайкой (расчёт “Обечайка цилиндрическая №1”) приведены в таблице 2.13
Таблица 2.13 - Допускаемые нагрузки
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
[p] |
Допускаемое наружное давление |
МПа |
0.001954 |
|
[M]уст |
Допускаемый изгибающий момент |
Н м |
1.084*106 |
|
[F] |
Допускаемая осевое сжимающее усилие |
Н |
1.172*106 |
|
[Q] |
Допускаемая поперечное усилие |
Н |
0.4747*106 |
По ГОСТ 14249-89 расчёт на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:
,
.
Условие не выполнено, проводятся два расчёта
Проверка условия прочности.
Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
о |
Коэффициент заполнения жидкостью |
1 |
||
сж |
Плотность жидкости |
т/м3 |
1 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление, действующее в элементе над опорой |
МПа |
0.0325 |
|
M |
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой |
Н м |
2.324·105 |
|
F |
Опорное усилие |
Н |
0.4337*106 |
|
Q |
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой |
Н |
2,139*105 |
Таблица 2.15 - Допускаемые нагрузки
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
[p] |
Допускаемое наружное давление |
МПа |
0.002606 |
|
[M]уст |
Допускаемый изгибающий момент |
Н м |
1.448*106 |
|
[F] |
Допускаемая осевое сжимающее усилие |
Н |
1.565*106 |
|
[Q] |
Допускаемая поперечное усилие |
Н |
0.6346*106 |
По ГОСТ 14249-89 расчёт на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:
.
Условие не выполнено, проводятся два расчёта
2.2.5 Расчет днища эллиптического
Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ 14249-89 [5].
Рисунок 2.5 - Днище эллиплическое
Коэффициент прочности сварного шва:
Тип шва - Стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, автоматический, контроль 100%, цр = 1.
Исходные данные приведены в таблице 2.16
Таблица 2.16 - Днище эллиптическое (исходные данные)
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
Материал |
09Г2С |
|||
D |
Внутренний диаметр |
мм |
3250 |
|
s |
Толщина стенки |
мм |
8 |
|
c1 |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии |
мм |
0.1 |
|
c2 |
Прибавка для компенсации минусового допуска |
мм |
0.4 |
|
c3 |
Прибавка технологическая |
мм |
0 |
|
c |
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки |
мм |
0.5 |
|
H |
Высота днища |
мм |
812,5 |
|
h1 |
Длина отбортовки |
мм |
0 |
Радиус кривизны в вершине днища:
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения приведены в таблице 2.17
Таблица 2.17 - Условия нагружения днища цилиндрического
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление |
МПа |
0.02925 |
Результаты расчёта:
Условия нагружения при испытаниях приведены в таблице 2.18
Таблица 2.18 - Условия нагружения при испытаниях Днища цилиндрического
Параметр |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
Значение параметра |
|
T |
Расчётная температура |
oC |
20 |
|
p |
Расчётное внутреннее избыточное давление (с учётом гидростатического) |
МПа |
0.0325 |
По ГОСТ 14249-89 расчёт на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:
,
,
В данном разделе дипломного проекта рассматривается расчет стоимости конструкторской подготовки производства в который входит расчет трудоемкости конструкторских работ, расчет численности исполнителей конструкторской подготовки производства, расчет стоимости конструкторской подготовки производства по разработке проекта склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе.
3.1 Расчет стоимости конструкторской подготовки производства
Содержанием конструкторской подготовки производства является проект склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе.
Основные показатели конструкторской подготовки производства регламентируются ГОСТами, в них раскрываются основные функции заказчика, разработчика, изготовителя и потребителя продукции. Все работы должны производиться в сжатые сроки при высоком уровне качестве конструкторских решений.
В процессе работы над разработкой проекта склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе были разработаны конструкторские документы, которые регламентируются единой системой конструкторской документации (ЕСКД).
Чтобы знать затраты на КПП необходимо определить трудоемкость на разработанную конструкторскую документацию и рассчитать себестоимость конструкторских работ.
3.1.1 Расчет трудоемкости конструкторских работ
Расчет трудоемкости КПП проекта склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе производится на основе «Норм времени на конструкторские работы» и расчетного количества листов конструкторской документации формата А4 и определяется по формуле:
,
где - общая трудоемкость КПП, нормо-часы;
n - количество этапов КПП;
m - количество узлов КПП;
c - количество наименований работ, различающихся конструкторской сложностью:
- норма времени на один лист конструкторской документации формата А4 на i - м этапе КПП для j - го узла и k - го вида работ, нормо-часы (табл. 3.3).
- количество листов конструкторской документации формата А4 на i - м этапе КПП для j - го узла и k - го вида работ;
= 0,4 - коэффициент, характеризующий долю дополнительных затрат.
Рассчитываем количество листов для i - го этапа КПП :
,
где = 119 - количество листов формата А4 на КПП, штук;
- доля i-го этапа КПП в общем количестве лисов формата А4 на КПП, % (табл. 3.1).
Введем обозначения для облегчения понимания дальнейшего хода решения:
- количество листов технического задания (тех. задания);
- количество листов технического проекта (тех. проекта);
- количество листов рабочего проекта (раб. проекта).
листов,
листов,
листов
Рассчитаем количество листов формата А4, необходимое для конструирования j - го узла по формуле:
,
где - доля j - го КПП в общем количестве на i - м этапе КПП, % (табл. 3.1).
- количество листов формата А4, необходимое для конструирования тех. задания;
- количество листов формата А4, необходимое для конструирования тех. проекта;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления чертежа «Генплан склада ГСМ» в раб. проекте;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Спецификации оборудования» в раб. проекте;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Спецификация трубопроводов» в раб. проекте;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Зоны поражения» в раб. проекте;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления чертежа «Резервуара» в раб. проекте;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления чертежа «Спецификация насосных агрегатов и арматуры» в раб. проекте;
листов,
листов,
листов,
листов,
листов,
листов,
листов,
листов.
После произведенных расчетов рассчитаем количество листов формата А4, необходимое для выполнения k - го вида работ по формуле:
,
где - доля k - го этапа в общем количестве j - м этапе i- го этапа КПП, % (табл. 3.1).
- количество листов формата А4, необходимое для написания технического задания;
- количество листов формата А4, необходимое для написания ведомости;
- количество листов формата А4, необходимое для написания пояснительной записки;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления чертежа «Генплан склада ГСМ»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Экспликации зданий и сооружений»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Спецификации оборудования»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Спецификации трубопроводов»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления чертежа «Зоны поражения»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления графика «Резервуар»;
- количество листов формата А4, необходимое для изготовления «Спецификации насосных агрегатов и арматуры»;
Таблица 3.1 - Распределение листов КД по этапам, узлам и видам работ
Этапы КПП |
Наименование узла изделия |
Виды работ по КПП |
Количест-во листов формата А4 |
Доля i - го этапа КППYi % |
Доля j - го узла КППYji % |
Доля k - го вида работYijk |
|
Техническое задание |
Без деления на узлы |
5 |
4 |
100 |
100 |
||
Технический проект |
Ведомость технического проекта |
65 |
55 |
100 |
4 |
||
Пояснительная записка |
96 |
||||||
Рабочий проект |
Генплан склада ГСМ |
Генплан |
49 |
41 |
20 |
88 |
|
Спецификация |
12 |
||||||
Спецификация оборудования |
Спецификация |
16 |
100 |
||||
Спецификация трубопроводов |
Спецификация |
16 |
100 |
||||
Зоны поражения |
Зоны пор |
16 |
100 |
||||
Резервуар |
Резервуар |
16 |
100 |
||||
Спецификация насосных агрегатов и арматуры |
Спецификация |
16 |
100 |
листов,
листа,
листа,
листов,
лист,
листов,
листов,
листов,
листов,
листов
Результаты, проведенных расчетов приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Количество листов необходимое для выполнения k-го вида работ
Этапы КПП |
Наименование узла изделия |
Виды работ по КПП |
Количество листов формата А4 |
Категория новизны |
Группа сложности |
Количество листов для i - го этапа КПП |
Количество листов необходимое для конструирования j-го узла |
Количество листов необходимое для выполнения k-го вида работ |
|
Техни-ческое задание |
Без деления на узлы |
5 |
Б |
III |
5 |
5 |
5 |
||
Техни-ческий проект |
Ведомость техничес-кого проекта |
65 |
Б |
III |
65 |
65 |
3 |
||
Поясни-тельная записка |
III |
62 |
|||||||
Рабочий проект |
Генплан склада ГСМ |
Генплан |
49 |
Б |
III |
49 |
9 |
8 |
|
Спецификация |
1 |
||||||||
Спецификация оборудования |
Спецификация |
III |
8 |
8 |
|||||
Спецификация трубопроводов |
спецификация |
III |
8 |
8 |
|||||
Зоны поражения |
Зоны пор |
III |
8 |
8 |
|||||
Резервуар |
Резервуар |
III |
8 |
8 |
|||||
Спецификация насосных агрегатов и арматуры |
спецификация |
III |
8 |
8 |
Исходя из сделанных выше расчетов, можем определить трудоемкость каждого вида работ КПП:
,
где - трудоемкость написания технического задания;
- трудоемкость составления ведомости;
- трудоемкость написания пояснительной записки;
- трудоемкость изготовления чертежа «Генеральный план склада ГСМ»;
- трудоемкость составления спецификации «Спецификация оборудования»;
- трудоемкость изготовления спецификации;
- трудоемкость изготовления спецификации;
- трудоемкость изготовления чертежа «Зоны поражения»;
- трудоемкость изготовления чертежа «Резервуар»;
- трудоемкость изготовления спецификации.
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов,
нормо-часов.
Результаты расчетов каждого вида работ занесены в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 - Результаты расчетов трудоемкости КПП
Этапы КПП |
Наименование узла изделия |
Виды работ по КПП |
Количество листов формата А4 |
Категория новизны |
Группа сложности |
Норма времени часы. |
Трудоемкость |
Классификация исполнителя |
|
Техническое задание |
Без деления на узлы |
5 |
Б |
III |
8 |
40 |
Ведущий конструк-тор |
||
Технический проект |
Ведомость технического проекта |
65 |
Б |
III |
0,5 |
1,5 |
Инженер II категории |
||
Пояснительная записка |
III |
4,1 |
254,2 |
Ведущий конструк-тор |
|||||
Рабочий проект |
Генплан склада ГСМ |
Генплан |
49 |
Б |
III |
7 |
56 |
Инженер II категории |
|
Спецификация |
1 |
1 |
Инженер II категории |
||||||
Спецификация оборудования |
Спецификация |
III |
1 |
8 |
Инженер II категории |
||||
Спецификация трубопроводов |
Спецификация |
III |
1 |
8 |
Инженер II категории |
||||
Зоны поражения |
Зоны пор |
III |
7 |
56 |
Инженер II категории |
||||
Резервуар |
Резервуар |
III |
7 |
56 |
Инженер II категории |
||||
Спецификация насосных агрегатов и арматуры |
Спецификация |
III |
1 |
8 |
Инженер II категории |
||||
Итого |
119 |
57 |
488,7 |
На основе проведенных расчетов определим общую трудоемкость работ КПП: нормо-часов
На стадии предварительных расчетов при определении дополнительных затрат на КПП учитывают:
· затраты времени на руководство КПП;
· затраты времени на контроль конструкторской документации;
· затраты времени на согласование конструкторской документации с заказчиком.
Затраты времени на руководство КПП определяются по формуле:
,
где 0,1 - коэффициент, характеризующий долю затрат времени на руководство КПП.
нормо-часов
Затраты времени на контроль конструкторской документации определяются по формуле:
,
где 0,1 - коэффициент, характеризующий долю затрат времени на контроль конструкторской документации в общей трудоемкости КПП.
нормо-часов
Затраты времени на согласование конструкторской документации с заказчиком определяются по формуле:
,
где 0,2 - коэффициент, характеризующий долю затрат времени на согласование конструкторской документации в общей трудоемкости КПП.
нормо-часов
Окончательная трудоемкость КПП с учетом всех видов затрат определяется по следующей формуле:
,
нормо-часа
3.1.2 Расчет численности исполнителей КПП
Расчетная численность основных работников, выполняющих КПП, определяется по формуле:
,
где = 176 ч/месяц - эффективный фонд времени одного исполнителя в месяц;
- средний процент выполнения норм.
человек
Списочная численность определяется по формуле:
,
где к = 1,1 - коэффициент, учитывающий не выходы на работу по уважительной причине.
человек
Определим численность вспомогательного персонала, участвующего в КПП (например, оператор копировальной техники), по формуле:
,
человека
Общая численность персонала, занятого в КПП, определим следующим образом:
,
человек
3.1.3 Расчет стоимости КПП по разработке проекта склада ГСМ с очисткой ГСМ в Волгодонском районе
Таблица 3.4 - Должностные оклады работников КБ
Должность |
Средний оклад, руб |
|
Ведущий конструктор |
20000 |
|
Конструктор II категории |
16000 |
Основная и дополнительная заработная плата основных работников (конструкторов) за смену определяется по формуле:
,
где = 56 р/час - средняя часовая тарифная ставка инженера-конструктора;
= 8 часов - время 1-й рабочей смены;
= 1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (доплата к тарифу).
рублей
Фонд заработной платы основных рабочих определим по формуле:
где 61 - число дней, за которые была выполнена конструкторская подготовка производства.
рублей
Фонд заработной платы вспомогательных рабочих определим следующим образом:
,
рубля
Определим отчисления на социальные нужды:
,
где 0,26 - единый социальный налог (ЕСН = 26 %).
рубля
Накладные расходы:
,
где 0,87 - процент от заработной платы (87%).
рубля
Определим величину суммарных затрат на КПП:
,
Все данные по затратам на КПП приведены в таблице 3.5:
Таблица 3.5 - Затраты на выполнение КПП
Наименование статей затрат |
Сумма, рубли |
|
Материалы |
180 |
|
Амортизация |
534,4 |
|
Основная заработная плата |
120048 |
|
Заработная плата вспомогательных рабочих |
9603,84 |
|
Единый социальный налог |
33709 |
|
Накладные расходы |
112797 |
|
НДС |
49837 |
|
Итого |
326709,24 |
Выводы
В соответствии с проведенными расчетами конструкторская подготовка производства в полном объеме должна быть выполнена за 61 день. При этом затраты на заработную плату основного и вспомогательного персонала составляют 129651,84, при общей численности персонала - 7 человек. Общие затраты на конструкторскую подготовку производства составляют 326709,24 рубля.
Раздел 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данном разделе дипломного проекта рассматривается охрана труда, обеспечение безопасности в ЧС и экологическая безопасность.
В подразделе охрана труда рассматриваются требования безопасности при проектировании складов ГСМ и требования безопасности при эксплуатации складов ГСМ.
В подразделе обеспечение безопасности в ЧС рассматриваются чрезвычайные ситуации связанные с длительными отключениями электроэнергии и водоснабжения, отказами насосного оборудования, разгерметизацией резервуаров, разгерметизацией трубопроводов, обеспечение пожаротушения.
В подразделе экологическая безопасность рассмотрим оценку выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (кг/ч):
1) Из резервуаров за счёт испарения;
2) При наливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны и нефтеналивные суда;
3) При сливе нефтепродуктов из железнодорожных цистерн и нефтеналивных судов;
4) Среднее количество валовых выбросов в атмосферу из емкостей технологических установок и реагентного хозяйства.
4.1 Охрана труда
В данном подразделе рассмотрим требования безопасности при проектировании и эксплуатации складов ГСМ.
4.1.1 Требования безопасности при проектировании складов ГСМ
Для входа на территорию резервуарного парка по обе стороны обвалования должны быть установлены лестницы-переходы с перилами:
для отдельно стоящего резервуара - не менее двух;
для группы резервуаров - не менее четырех.
Переходы должны устанавливаться по наиболее удобным для работников маршрутам и местам. Переход через обвалование в неустановленных местах запрещается.
По краю крыши резервуара в обе стороны от лестницы по всему периметру резервуара должны быть установлены перила высотой 1,0 м, примыкающие к перилам лестницы.
Площадка для обслуживания оборудования на кровле резервуара должна жестко соединяться с верхней площадкой маршевой лестницы. Применение для площадок настила из досок запрещается.
Тарные хранилища легковоспламеняющихся и горючих жидкостей должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения.
Люк резервуара должен быть снабжен неискрообразующей накладкой для движения измерительной ленты.
Пробоотборник должен иметь покрытие или быть изготовлен из материала, не дающего искру при ударе.
Пробоотборник должен быть снабжен приваренным к его корпусу токопроводящим медным тросиком.
Для защиты обслуживающего персонала от попадания под опасное напряжение при повреждении изоляции должно быть предусмотрено защитное заземление и зануление.
Для насосов и сливо-наливной автомобильной эстакады в качестве молниеприемника должен быть предусмотрен металлический навес. Токоотводы от металлического навеса должны прокладываются к заземлителям не менее чем в двух местах.
4.1.2 Требования безопасности при эксплуатации складов ГСМ
Территории резервуарных парков и особенно площадок внутри обвалования должны быть очищены от жидкости, мусора, сухой травы и листьев. Запрещается складировать на этой территории горючие материалы.
Обваловка резервуара или группы резервуаров должна находиться в исправном состоянии.
Площадки внутри обвалований должны быть спланированы. Поврежденные обвалования и площадки следует немедленно восстановить.
Для предотвращения воздействия солнечных лучей наземные резервуары для хранения ЛВЖ должны быть окрашены светлой краской.
На каждый резервуар должна быть составлена технологическая карта, в которой указывают номер резервуара, его назначение, максимальный уровень налива, минимальный остаток, скорость наполнения и опорожнения, а также максимальную температуру подогрева продукта, если в резервуаре хранится продукт, требующий подогрева.
Наполнять или опоржнять резервуар можно только после проверки правильности открывания и закрывания соответствующих задвижек. Продукт должен поступать под слой жидкости. Не разрешается подавать продукт в резервуар 'падающей струей'.
В процессе эксплуатации резервуаров необходимо постоянно контролировать герметичность резервуаров, состояние сифонных кранов, прокладок фланцевых соединений, сальниковых задвижек и т.д.
Обнаружение неисправности следует немедленно устранять.
Дыхательная арматура и огнепреградители, установленные на резервуарах, должны быть правильно отрегулированы и содержаться в исправном состоянии. Площадка, где они расположены должна соединяться с лестничной площадкой резервуара мостиком. Ходить непосредственно по крыше резервуаров запрещается.
При осмотрах дыхательной арматуры необходимо очистить клапаны и стеки от грязи, зимой - от льда; в гидравлических клапанах проверить уровень жидкости. Дыхательные клапаны должны быть с непримерзающими тарелками.
Пользоваться для освещения спичками, факелами, свечами, керосиновыми лампами запрещается. Запрещается отбирать пробы ЛВЖ через верхний люк резервуара во время закачки или откачки продукта.
Группа резервуаров и отдельно стоящие резервуары должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения.
Если резервуары оборудованы стационарными системами пожаротушения, их проверяют в сроки, установленные инструкцией.
Сливоналивные сооружения и рабочие пути железнодорожных эстакад должны быть в исправном состоянии и надежно заземлены.
Площадки, на которых размещают сливоналивные сооружения, должны иметь гладкую поверхность; должна быть обеспечена возможность беспрепятственного стока пролитой жидкости. Неровности, выбоины, ямы, появляющихся на площадке, должны быть немедленно устранены.
Подача под слив и налив транспортных средств допускается только после тщательной очистки площадок и железнодорожных путей от ранее пролитой жидкости.
Запрещается принимать под налив вагоны-цистерны без отметки технического осмотра, а также с явными признаками течи или других неисправностей, препятствующих наливу в них жидкости.
При наливе или сливе жидкостей с температурой вспышки паров 45°С и ниже обслуживающий персонал должен особенно осторожно открывать и закрывать крышки люков цистерн, присоединять шланги и другие приборы к цистернам, не допуская при этом ударов. Инструмент, применяемый во время операций слива и налива, должен быть изготовлен из металла, исключающего при ударах искрообразование.
Чтобы при наливе жидкости не было разбрызгивания, наконечник шланга должен быть опущен до дна цистерны.
Если в процессе налива обнаружится течь цистерны, то налив необходимо прекратить до полного устранения неисправности. В случае невозможности ее устранения жидкости из цистерны удаляют и цистерну возвращают на станцию отправления.
Отогревать застывшие жидкости в сливоналивных стояках и устройствах цистерн следует только паром, горячей водой или нагретым песком. Для отогревания запрещается применять открытый огонь (факелы, паяльные лампы, жаровни и т.п.).
Для местного освещения мест во время проведения сливоналивных операций можно применять только аккумуляторные фонари во взрывозащищенном исполнении.
Запрещается проводить сливоналивные операции во время грозы.
Сливоналивные устройства должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с установленными нормами. Состояние имеющихся стационарных систем пожаротушения необходимо систематически проверять.
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в таре можно хранить в зданиях (хранилищах), под навесами и на открытых площадках, отвечающих требованиям Строительных норм и правил, и в количествах, предусмотренных этими нормами.
На территорию склада ЛВЖ и ГЖ запрещается въезд автомобилей, колесных тракторов и другого механизированного транспорта, не оборудованного специальными искрогасителями и средствами пожаротушения.
Не допускается эксплуатация резервуаров, давших осадку, имеющих негерметичность, а также с неисправностями оборудования.
Ямы и траншеи, вырытые для проведения ремонтных работ внутри обвалования, должны быть ограждены.
Не допускается протирать лестницы и перила промасленными тряпками.
Не допускается использовать в работе неисправные лестницы.
Очистку от снега металлических люков колодцев, резервуарных лестниц и крыш резервуаров допускается производить только деревянными лопатами.
Территория резервуарного парка должна быть спланирована и своевременно очищена от мусора, сухой травы и листьев.
Heдопускается засорять территорию резервуарного парка промасленными тряпками и другими отходами; они должны собираться в предназначенные для этой цели ящики с крышками.
Перед отбором пробы пробоотборник должен быть надежно заземлен путем подсоединения медного тросика к клеммному зажиму, располагаемому преимущественно на перильном ограждении крыши резервуара.
Целостность тросика должна проверяться перед каждым использованием пробоотборника.
Отбирать пробы нефтепродуктов во время заполнения или опорожнения резервуара не допускается.
Пробу нефтепродукта из резервуара следует отбирать не ранее чем через 2 часа после окончания его заполнения.
Измерение уровня нефтепродукта должно производиться аккуратно, с целью избежания искрения, ударов лотом о края замерного люка, а также трения измерительной ленты о стенки направляющей трубы.
Обтирать ленту рулетки следует хлопчатобумажной ветошью. Использование для этой цели шерстяной или шелковой ветоши запрещается.
При разливе нефтепродукта на крыше резервуара при измерении уровня или отборе пробы все пятна нефтепродукта должны быть убраны, а крыша резервуара насухо вытерта.
При отборе проб в неосвещенных местах для освещения должны применяться переносные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжением не более 12 В.
Дыхательная арматура резервуаров и пространство над ней, а также пространство над срезом горловины цистерн, ограниченное зоной высотой 2,5 м с диаметром 3м должна быть защищена от прямого попадания ударов молнии.
Защита от вторичных проявлений молнии предусматривает присоединение металлических корпусов резервуаров и насосов к горизонтальным заземлителям защиты от прямых ударов молнии.
В целях защиты от проявлений статического электричества, заземлению подлежат:
- наземные резервуары с ЛВЖ;
- наземные трубопроводы через каждые 200 м и дополнительно на каждом ответвлении с присоединением каждого ответвления к заземлителю;
- металлические оголовки и патрубки рукавов;
-железнодорожные рельсы сливоналивных участков, электрически соединенные между собой, а также металлические конструкции сливоналивных эстакад с двух сторон по длине;
- металлические конструкции автоналивных устройств;
Резинотканевые рукава спиральные заземляются путем присоединения (пайкой) медного многожильного провода сечением более 6 мм2 к ершу и металлической обмотке, а гладкие рукава - путем пропуска внутри рукава такого же провода с присоединением его к ершам.
Заземляющее устройство для защиты от статического электричества объединяется с заземляющим устройством для защиты электрооборудования и молниезащиты. Для заземления автомобилей, производящих налив нефтепродуктов на сливо - наливной эстакаде выполняется открытый узел заземления с применением устройств заземления автоцистерн.
4.2 Обеспечение безопасности в ЧС
В данном подразделе рассмотрим чрезвычайные ситуации, связанные с длительными отключениями электроэнергии и водоснабжения, отказами насосного оборудования, разгерметизацией резервуаров, разгерметизацией трубопроводов, обеспечение пожаротушения.
4.2.1 Длительные отключения электроэнергии и водоснабжения
Поскольку топливо хранится в резервуарах при температуре окружающей среды под давлением, близкое к атмосферному, резервуары оборудованы дыхательными клапанами - один рабочий и один резервный, отключения, на какое угодно время электроэнергии, водоснабжения могут привести только к остановке процесса, но не приведут к разгерметизации оборудования.
Отключение электроэнергии и водоснабжения даже на длительное время не могут привести к авариям на складе.
При отключеньях электроэнергии вся регулирующая и отсечная арматура переводится в положение, обеспечивающее безопасную остановку процесса.
4.2.2 Отказы насосного оборудования
Отказ или остановка насосов, входящих в состав склада, не вызывают непосредственно аварийной ситуации на складе. При их остановке просто прекращается процесс наливных операций. Для локализации возможных загораний на складе сооружения оборудуются полным набором огнетушителей и др. средств, согласно ВППБ-01-01-94 (Правила пожарной безопасности при эксплуатации предприятий нефтепродуктообеспечения).
4.2.3 Разгерметизация резервуаров
Резервуары должны быть изготовлены с выполнением требований всех действующих нормативных документов по технологии сварки с контролем качества применяемого материала и сварных швов. Опасности, связанные с коррозией, практически отсутствуют, так как нефтепродукт не является коррозийной средой, а снаружи резервуары будут окрашены, за состоянием наружных поверхностей будет установлен постоянный контроль. Опасности разгерметизации корпуса резервуара, связанные с усталостью его металла из-за цикличности нагрузок, могут начать проявляться не раньше, чем через 15-20 лет эксплуатации. При этом будут организованы технический надзор и освидетельствование резервуаров, которые позволяют заранее выявить недопустимые дефекты. Так как вероятность разрушения корпуса резервуара под давлением оценивается как 3x10-6 в год, то принимая во внимание что резервуары работают без давления, будут изготовлены с повышенными требованиями к качеству, а нефтепродукты не вызывает коррозии, резервуары установлены в саркофагах, вероятность их катастрофического разрушения можно оценить не выше, чем 10-7 в год (1 раз за 10 миллионов лет).
4.2.4 Разгерметизация трубопроводов
По данным, опубликованным в зарубежной печати примерно половина аварийных выбросов происходит из-за разрушения трубопроводов. К основным типам отказов трубопроводов, приводящих к значительным утечкам, относится образование протяжённых трещин с эквивалентным диаметром более 20мм. Отечественная статистика по отказам технологических (не магистральных) трубопроводов с нефтепродуктом отсутствует. Вероятность крупномасштабной разгерметизации трубопроводов под давлением до 3,0Мпа оценивается как 2x10-7 на п.м./год Для трубопровода более низкого давления, не подвергающего действию коррозийных и эрозивных факторов, температурных напряжений, она будет не выше 10-7 (и даже ниже) на п.м./год. Поэтому для участка трубопровода подачи топлива в автоцистерны, при его длине, равной 21м, её можно ориентировочно оценить не выше чем 9x10-5 в год (1 раз за 11000 лет).
Принимая во внимание гораздо более высокий уровень защиты, принятый проектом для склада ГСМ, можно считать, что вероятность пожара на нём будет значительно ниже чем на нефтехранилищах, для которых она оценивается как 4x10-4 в год.
4.2.5 Обеспечение пожаротушения
Проектом предусматривается устройство подъездов к зданиям и сооружениям предприятия.
Объект имеет два въезда на территорию.
Для целей пожаротушения предприятие оборудуется первичными средствами пожаротушения (пожарные щиты, ящики с песком, огнетушители).
Автоматическая пожарная сигнализация не требуется (за исключением лаборатории), т.к. в зданиях объекта предусматривается круглосуточное нахождение персонала.
Наружное пожаротушение предусматривается при помощи передвижной пожарной техники, привлекаемой по договору с органами пожарной охраны.
Запас пенообразователя в объеме 7,1 м3 хранится в емкости в специальном помещении при температуре не ниже +50 С.
Необходимый запас воды хранится в двух противопожарных резервуарах объемом по 500 м3 каждый, имеется один резервуар объемом 100 м3. На территории резервуарного парка и на участках железнодорожного и автомобильного приема и отпуска нефти и нефтепродуктов планировочные отметки проезжей части внутренних автомобильных дорог должны быть выше планировочных отметок прилегающей территории не менее чем на 0,3м. Наземные резервуары объемом 400 м3 и менее, проектируемые в составе общей группы, следует располагать на одной площадке (или фундаменте), объединяя в отдельные группы общей вместимостью до 4000 м3 каждая, при этом расстояние между стенками резервуаров в такой группе не нормируется, а расстояние между ближайшими резервуарами таких соседних групп следует принимать 15 м.
4.3 Экологическая безопасность
В данном подразделе рассмотрим оценку выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (кг/ч):
1) Из резервуаров за счёт испарения;
2) При наливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны и нефтеналивные суда;
3) При сливе нефтепродуктов из железнодорожных цистерн и нефтеналивных судов;
4) Среднее количество валовых выбросов в атмосферу из емкостей технологических установок и реагентного хозяйства.
4.3.1 Расчёт выбросов углеводородов при хранении нефтепродуктов
1. Количество выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (кг/ч) из резервуаров за счёт испарения рассчитывается по формуле:
,
где Vжр - объём жидкости, наливаемой в резервуар в течение года (м3/год);
Мп - молекулярная масса паров жидкости;
h - коэффициент эффективности газоулавливающего устройства резервуара (доли единицы);
К5х, К5т - поправочные коэффициенты, зависящие от давления насыщенных паров и температуры газового пространства соответственно в холодное и тёплое время года;
К6 - поправочный коэффициент, зависящий от давления насыщенных паров и годовой оборачиваемости резервуаров;
К7 - поправочный коэффициент, зависящий от технической оснащенности и режима эксплуатации;
РS(38) - давление насыщенных паров жидкости при температуре 38оС (гПа).
Определение коэффициента К5.
Для расчёта температуры газового пространства ёмкостей необходимо иметь замеренные значения средних температур нефти и нефтепродуктов, находящихся в соответствующих ёмкостях, за шесть наиболее холодных и шесть наиболее тёплых месяцев года. Для наземных металлических необогреваемых и подземных железобетонных резервуаров температура за шесть наиболее холодных месяцев определяется по формуле:
а за шесть наиболее тёплых месяцев по формуле:
,
где tах и tат - средние арифметические значения температуры атмосферного воздуха соответственно за шесть наиболее холодных и шесть наиболее тёплых месяцев года (оС);
К1т, К2т, К3т и К1х, К2х, К3х - коэффициенты за шесть наиболее холодных и шесть наиболее тёплых месяцев;
К4 для подземных резервуаров равен единице, а для наземных металлических необогреваемых резервуаров принимается в зависимости от окраски поверхности резервуара и климатической зоны;
tржт, tржх - средние температуры нефтепродуктов в резервуарах в шесть тёплых и шесть холодных месяцев.
Средняя температура газового пространства обогреваемых резервуаров принимается равной температуре жидкости в резервуаре.
,
,
К5х=0,034,
К5т=0,877.
При наливе жидкостей в железнодорожные цистерны и нефтеналивные суда температура газового пространства составит:
,
где tжх, tжт - средние арифметические значения температуры жидкости в резервуаре за шесть холодных и шесть тёплых месяцев года (оС).
,
,
К5х=0,037,
К5х=0,734.
При сливе жидкости из железнодорожных цистерн и наливных судов средняя температура газового пространства этих ёмкостей принимается равной средней температуре атмосферного воздуха за соответствующий период:
Значение коэффициентов К5Х и К5Т принимаются в зависимости от давления насыщенных паров РS(38) и соответственно средних температур газового пространства резервуара tгх и tгт.
,
,
К5х=0,047 ,
К5х=0,734 ,
кг/ч.
2. При наливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны среднее количество валовых выбросов в атмосферу (кг/ч) рассчитывается по уравнению:
,
где Vжцн - годовой объём наливаемой жидкости (м3/год);
К8 - коэффициент, зависящий от давления насыщенных паров и климатической зоны;
3. При сливе нефтепродуктов из железнодорожных цистерн расчёт среднего количества валовых выбросов (кг/ч) в атмосферу ведётся по формуле:
где Vжцн - годовой объём сливаемой из цистерн (судов) жидкости (м3/год). Принимается, что температура газового пространства равна температуре атмосферного воздуха.
4. Среднее количество валовых выбросов в атмосферу из ёмкостей технологических установок и реагентного хозяйства рассчитывается по формуле:
,
где Vже - объём жидкости, поступающей в ёмкость в течение года (м3/год);
Выводы
В результате расчёта выбросов углеводородов при хранении нефтепродуктов количество выбросов в атмосферу загрязняющих веществ из резервуаров за счёт испарения равно 0,026 кг/ч, при наливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны среднее количество валовых выбросов в атмосферу - 0,03 кг/ч, при сливе нефтепродуктов из железнодорожных цистерн - 0,004 кг/ч.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дипломный проект выполнен в соответствии с требованиями Правил и норм по безопасности.
На основе проведенных расчетов были выбраны минимальные расстояния от технологических блоков до объектов, где располагается персонал. В дипломном проекте было представлено описание оборудования, молниезащиты, технологических трубопроводов. Указаны требования к автоматизированным системам управления технологическими процессами и систем оперативного управления, прогнозирования, обнаружения, предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций.
В специальной части дипломного проекта был произведен расчет радиусов зон разрушений технологических блоков и расчет резервуара на прочность. В экономической части произведен расчет стоимости конструкторской подготовки производства. В разделе безопасность жизнедеятельности было рассмотрено обеспечение безопасности в ЧС, охрана труда и экологическая безопасность.
Список используемых источников
1. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств;
2. ПБ 09-563-03. Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств;
3. ПБ 09-560-03. Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов;
4. ПБ 03-585-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов;
5. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы расчета на прочность;
6. ГОСТ 26202-84. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок;
7. ГОСТ 24.104-85. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования;
8. ГОСТ 12.4.026-2001. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная;
9. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля;
10. ГОСТ 2.785-70. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная;
11. ГОСТ 21.404-85. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. Автоматизация технологических процессов;
12. ВУПП-88. Ведомственные указания по противопожарному проектированию предприятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;
13. ВУП СНЭ-87. Ведомственные указания по проектированию железнодорожных сливо-наливных эстакад легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и сжиженных углеводородных газов;
14. НПБ 104-03. Нормы пожарной безопасности. Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях;
15. НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной безопасности;
16. ВНТП 5-95. Нормы технологического проектирования предприятий по обеспечению нефтепродуктами (нефтебаз);
17. ПУЭ - 03. Правила устройства электроустановок;
18. СНиП 2.04.12-86. Расчёт на прочность стальных трубопроводов;
19. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы;
20. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность сооружений;
21. РТМ 38.001-94. Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов;
22. СанПиН 2.2.1-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.