Влияние использования газовой изоляции с инертным газом в резервуарах с внутренним плавающим дном на безопасную работу резервуаров

Thread Content

Влияние использования инертного газа в качестве средства герметизации резервуаров с внутренним плавающим дном на их безопасную эксплуатацию. В настоящее время в Китае наблюдается тенденция к использованию инертного газа для герметизации «боковых вентиляционных отверстий» резервуаров с внутренним плавающим дном, а также к переработке выходящих газов. Однако необходимость применения этой технологии требует дальнейшего обсуждения; здесь мы пока не будем этим заниматься. Однако этот метод требует закрытия «боковых вентиляционных отверстий» резервуаров с внутренней плавающей крышкой (или их отсутствия), что представляет серьезную угрозу для безопасной эксплуатации таких резервуаров. Поэтому необходимо тщательно проанализировать ситуацию и принять решение с осторожностью. При проектировании резервуаров с внутренним плавающим дном требуется предусмотреть «боковые вентиляционные отверстия», причем устанавливаются четкие требования к их площади и местоположению. Во всех странах ситуация подобна, и правила в основном одинаковы. В нашей стране стандарты разработки соответствуют API650. См. таблицу ниже: расположение отверстий для вентиляции, их общая площадь, расстояние между отверстиями. Номер, название стандарта/код, расположение отверстий для вентиляции, общая площадь отверстий, расстояние между ними и их количество: 1 GB50341-2014 – Стандарты проектирования вертикальных цилиндрических стальных сварных резервуаров. Отверстия должны быть расположены на стенке резервуара или на фиксированной крыше выше уровня жидкости в резервуаре. Общая площадь отверстий должна быть не менее 0,06D м², где D – внутренний диаметр резервуара в метрах. Расстояние между отверстиями не должно превышать 10 м; их количество должно быть не менее 4, причем они должны быть равномерно распределены по окружности. 2. Согласно стандарту API650-2007, для стальных сварных резервуаров отверстия для вентиляции должны располагаться на фиксированной крыше (если покупатель не предусмотрел иное). Общая площадь всех отверстий в диаметральной плоскости должна быть не меньше 0,2 фут² на фут. Максимальное расстояние между отверстиями для вентиляции составляет 32 фута; при этом должно быть не менее 4 равномерно расположенных отверстий. Примечания: 1. Согласно стандарту GB50341, при отсутствии требований к герметичности резервуаров с внутренней плавающей крышей необходимо предусмотреть отверстия для вентиляции. 2. Согласно стандарту API650, если отверстия для вентиляции установлены не в соответствии с требованиями, необходимо использовать защиту инертными газами или другие меры для предотвращения накопления горючих газов. Кроме того, в случае необходимости следует принимать меры по снижению давления в чрезвычайных ситуациях. Примечание редактора: Согласно API650, при отсутствии периферийных вентиляционных отверстий необходимо сохранить их функцию предотвращения накопления горючих газов и сброса давления. Однако при применении этого положения внутри страны функцию «окон для вентиляции» понимают исключительно как обычную функцию вентиляции в процессе эксплуатации резервуаров; они устанавливаются тогда, когда это не требуется с точки зрения условий герметичности, а при наличии таких требований никаких правил не существует, без каких-либо дополнительных условий (в отличие от API650-2007). Это неверное понимание. Если речь идет только о процессе вентиляции, то это не может объяснить следующих вопросов: а) почему необходима такая большая площадь отверстий? б) Почему необходимо равномерно распределять их вдоль периметра резервуара, на его верхней части, а не сосредотачивать их на самой крыше резервуара? Наиболее эффективен вентиляционный эффект у верхней части бака. На самом деле «вентиляционные отверстия по периметру» являются важным элементом обеспечения безопасной работы резервуаров с внутренней плавающей крышкой. Их основная функция заключается в предотвращении и защите от чрезвычайных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации резервуара. (Можно подтвердить по API650) Профилактика: во время нормальной работы резервуаров с внутренним плавающим дном, благодаря тому, что они установлены равномерно вдоль всей поверхности резервуара, за счёт циркуляции воздуха происходит разбавление небольшого количества жидкости, просачивающейся через уплотнительные элементы резервуара. Это предотвращает накопление газов, способных вызвать взрыв. Защита: в случае возникновения чрезвычайной ситуации «окна вентиляции по периметру» позволяют снизить нагрузку от газов, образующихся в результате аварии, что предотвращает разрыв корпуса резервуара и снижает ущерб от аварии. Заполнение резервуара инертным газом обеспечивает защиту от возникновения внутри резервуара пространства, где могут скопиться взрывоопасные газы. Поэтому не требуется наличие «вентиляционных отверстий по периметру». Однако этот вывод следует делать осторожно, с учетом определенных условий; к тому же существуют дополнительные предпосылки: в любых условиях эксплуатации и при любой погоде в резервуар не должен попадать воздух. Возникновение внутри резервуара пространства, где могут скопиться взрывоопасные газы, является необходимым условием для отсутствия (или закрытия) «вентиляционных отверстий по периметру». Кроме того, API650 требует соблюдения условий сброса в чрезвычайных ситуациях. Для крупных резервуаров с внутренним плавающим дном защита инертным газом ограничена условиями: из-за изменений погоды и других факторов невозможно обеспечить её круглосуточно и на всей поверхности резервуара. Когда температура вспышки хранилища ниже 37,8°C, объем воздуха, поступающего в резервуар из атмосферы из-за сжатия газов внутри резервуара под действием максимального падения температуры, и объем газа, выходящего из резервуара из-за расширения газов внутри резервуара под действием максимального повышения температуры, приведены в таблице ниже: (SH/T3007-2014). Объем резервуара, м³; Объем воздуха, поступающего в резервуар (отрицательное давление), м³/ч; Объем газа, выходящего из резервуара (положительное давление), м³/ч: 500 – 84,5; 84,5; 1000 – 169,0; 169,0; 2000 – 338,0; 338,0; 3000 – 507,0; 507,0; 5000 – 787,0; 787,0; 10000 – 1210,0; 1210,0; 20000 – 1877,0; 1877,0; 30000 – 2495,0; 2495,0. Из таблицы видно, что при максимальном падении температуры объем воздуха, поступающего в резервуар, очень велик. Поскольку падение температуры обусловлено климатическими факторами, это влияет на все резервуары в данной области. Необходимо подавать инертный газ как в несколько десятков, так и в сотни резервуаров одновременно, что с точки зрения инженерии является невозможным. Следовательно, условия для возникновения в резервуаре зоны с газом, представляющим опасность взрыва, являются абсолютными, а их отсутствие — относительным. Недопустимо, проблематично и требует обсуждения то, что в резервуарах с плавающей верхней частью, для которых предусмотрены строгие требования к герметичности, не устанавливаются «вентиляционные отверстия по периметру». «Окружающие вентиляционные отверстия» резервуаров с внутренней плавающей крышкой, являясь элементами безопасности, обычно не используются и не включаются, что считается нормальным; к тому же они способствуют предотвращению накопления взрывоопасных газов. Например, предохранительные клапаны на большинстве устройств никогда не срабатывали, но их обязательно нужно устанавливать. Следовательно, закрытие «окон для вентиляции по периметру» резервуаров с внутренней плавающей крышкой влияет на безопасную работу резервуаров и представляет серьезную угрозу безопасности; это необходимо исправить. Если в вышеизложенных мнениях есть какие-либо недостатки, просим всех критиковать и указывать на них.