Contramedidas y medidas de análisis de seguridad de tanques de petróleo grandes (1)
Resumen: Los grandes tanques de almacenamiento tienen las ventajas de ahorrar acero, ocupar menos espacio, ahorrar inversión y ser fáciles de operar y gestionar. Los países desarrollados han construido y utilizado grandes tanques de almacenamiento durante casi 30 años, pero nuestro país todavía está en su infancia. Hay muchos factores que afectan el funcionamiento seguro de los grandes tanques de almacenamiento. Una vez que ocurre un accidente, puede provocar un accidente grave y las pérdidas serán muy importantes. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de resumir la experiencia de manera oportuna y proponer medidas de mejora. Analizamos los principales problemas de seguridad y proponemos contramedidas para proporcionar referencia para el diseño de ingeniería.
Palabras clave: Medidas de mejora del análisis de seguridad de los tanques de petróleo
1. Análisis de peligros de la ingeniería de grandes tanques de almacenamiento de petróleo crudo
1 Análisis de peligros del petróleo crudo
El petróleo crudo es un líquido inflamable de Clase A y B, que es inflamable. El rango del límite de explosión es estrecho, pero el valor es bajo y tiene un cierto riesgo de explosión. Al mismo tiempo, el petróleo crudo es propenso a hervir y. desbordamiento, al que se debe prestar especial atención durante las labores de extinción de incendios.
2 Análisis de causas de accidentes por incendio y explosión
Las características del crudo determinan que el riesgo de incendio y explosión sea el principal y más importante factor de riesgo para los grandes tanques de almacenamiento de crudo . Las tres condiciones necesarias para que se produzca un accidente por incendio son: fuente de ignición, combustibles y aire.
El problema de las fuentes de ignición se resuelve principalmente fortaleciendo la gestión, mientras que el problema de las fugas de combustible debe prevenirse y controlarse durante el proceso de diseño del tanque.
El petróleo crudo filtrado se vuelve inflamable cuando se expone al aire. Las fugas de petróleo crudo ocurren con frecuencia en el almacenamiento y el transporte. Las principales causas incluyen fugas de petróleo de los tanques, fugas de petróleo por deshidratación, fugas de petróleo de equipos, tuberías y válvulas debido a daños y volatilización del petróleo causada por un sellado deficiente. también soldaduras agrietadas en el fondo del tanque y hundimiento de la placa flotante. Posibilidad de accidentes por fugas extremadamente grandes.
La corrosión es uno de los factores importantes que provocan fugas. Ha habido muchos accidentes por fugas de petróleo en el país y en el extranjero causados por la corrosión en el fondo de los tanques de petróleo. Los resultados de la investigación preliminar de la situación de corrosión en el tanque de almacenamiento de petróleo crudo muestran que la situación de corrosión en el fondo del tanque es grave, principalmente corrosión por picaduras en forma de úlcera, que ocurre principalmente en la zona de soldadura afectada por el calor, depresiones y deformaciones, seguidas por corrosión en la parte superior del tanque, que va acompañada de corrosión por picaduras es una corrosión desigual y completa, y la corrosión de la pared del tanque es más ligera y es una corrosión por picaduras uniforme, que ocurre principalmente en la interfaz aceite-agua y en la interfaz aceite-aire. Relativamente hablando, la corrosión externa en el fondo del tanque es más grave y ocurre principalmente en el lado donde la placa del borde hace contacto con la base de la viga anular.
El accidente de la placa flotante que se hunde hasta el fondo es uno de los accidentes de equipo graves y malignos que es muy tabú durante la operación de producción de tanques de petróleo con techo flotante. La ocurrencia de tales accidentes, por un lado, refleja graves defectos de diseño, construcción, gestión, etc., por otro lado, provocará la fuga de una gran cantidad de petróleo crudo, afectando gravemente la producción, contaminando el medio ambiente; presentando un riesgo de incendio.
2. Análisis de la inestabilidad del techo del tanque Los tanques de petróleo con techo flotante son el equipo más importante en los grandes depósitos de almacenamiento.
Con la necesidad de ampliar la capacidad de los depósitos de petróleo, a lo largo de los años se han producido muchas veces accidentes de hundimiento y bloqueo de techos flotantes en el país y en el extranjero, lo que ha provocado enormes pérdidas económicas y se ha convertido en un problema urgente que debe resolverse. Con base en años de experiencia en diseño y analizando las estructuras de los tanques de petróleo con techo flotante en el país y en el extranjero, se propusieron medidas para evitar accidentes por atascos y hundimientos del techo flotante.
1 Análisis de carga del techo flotante
El techo flotante del tanque de aceite de techo flotante (Figura 1) está sujeto a cargas más complejas Además de la flotabilidad causada por el medio, existen. También el viento, la lluvia, las condiciones de funcionamiento y su propia estructura, especialmente la estructura del tubo guía (o tubo guía de aceite) y el tubo guía, tienen una gran influencia en si el techo flotante se atasca cuando se inclina. El factor en el techo flotante se describe a continuación.
Depende de la calidad del techo flotante y los accesorios, el tamaño y dirección de la fricción entre el raspador de cera y el mecanismo de sellado en la pared del tanque, y el tamaño y dirección de la fricción entre el tubo guía. y el tubo guía y el tubo de medición. Sin embargo, cuando el compartimiento está dañado y hay fugas de aceite, se acumula agua en el techo flotante, se produce fuerza del viento y el techo flotante está bloqueado por el tubo guía (o tubo de medición), la profundidad de inmersión cambiará con diferentes profundidades, causando que el techo flotante flote. techo para inclinar.
2) Fuerza del viento
Los vientos fuertes producen momentos de flexión adicionales en el techo flotante y hacen que el techo flotante se desplace en la dirección del viento. Cuando el fuerte viento sopla sobre el tanque, la densidad lineal de la fuerza del viento cambia y cambia de dirección. Se sumerge hacia el techo flotante en un ángulo α con la parte superior del tanque y se bloquea en el deflector de fuego. La fuerza de subducción T se puede descomponer en T2 perpendicular al techo flotante (ignorando la pendiente de drenaje del techo flotante) y T1 paralela al techo flotante.
En el extremo de la cola de la fuerza de subducción, es decir, la zona por donde entra inicialmente el viento fuerte, debido al cambio repentino de la línea de fuerza del viento, según el principio aerodinámico, se generará un cierto grado de vacío, que es equivalente a una fuerza de succión ascendente T3 en el techo flotante. De esta manera, T2 y T3 de T1 generan un empuje sobre el deflector contra incendios, lo que hace que el techo flotante se desplace en la dirección del viento y genera un momento de vuelco M en el techo flotante. cuya dirección se superpone al momento anterior. Y la fuerza del viento es una carga dinámica que varía de grande a pequeña.
3) El impacto de las fuertes lluvias
Cuando no hay viento durante las fuertes lluvias, el impacto sobre el techo flotante es uniforme y hacia abajo, lo que solo afecta la profundidad de inmersión del Techo flotante. Sin embargo, cuando una lluvia intensa va acompañada de fuertes vientos, desviará la línea de lluvia. La fuerza de impacto de la línea de lluvia sobre el techo flotante se puede descomponer en una fuerza perpendicular al techo flotante y una fuerza paralela a la parte superior del tanque, y su fuerza actúa sobre el deflector contra incendios y el protector contra la lluvia porque la línea de lluvia forma un impacto. En el techo flotante bajo la acción del viento, en un ángulo incidente, la parte izquierda del techo flotante no se ve afectada por la línea de lluvia, lo que hace que el techo flotante esté sesgado, por lo que se forma un momento de vuelco en el centro del Techo flotante, que se superpone con el momento anterior.
4) La fuerza de la acumulación desigual de agua en el techo flotante
Cuando las fuertes lluvias impiden que el agua del techo flotante se drene lejos de la tubería de drenaje central, se produce una cierta profundidad de acumulación de agua. Debido a la inclinación del techo flotante, el agua se acumula más profundamente en el lado de la dirección del viento, lo que genera un momento de vuelco en el techo flotante en la misma dirección que el frente.
2 Medidas preventivas
1) Aumentar el número de tubos guía
Las diferentes direcciones de instalación de los tubos guía y varillas en relación a la dirección del viento tienen un Mayor impacto en el momento de vuelco del techo flotante. Si se añaden dos tubos guía a ambos extremos del techo flotante en la dirección del viento, se dificultará el vuelco del techo flotante y se reducirá el momento de flexión de vuelco del tubo guía (o tubo de medición de aceite). Para tanques de almacenamiento grandes, debido a sus diámetros más grandes, se pueden agregar tuberías guía apropiadamente para proporcionar una mayor resistencia al vuelco del techo flotante en cualquier dirección del viento. Los mayores costos son mucho menores que las pérdidas económicas causadas por los accidentes de hundimiento del techo flotante.
2) Disponga los tubos guía y los tubos de medición en ambos extremos según la dirección del viento.
Cuando la capacidad del tanque de almacenamiento es pequeña, solo se pueden disponer dos tubos guía y los tubos de medición según la dirección del viento. la estructura de techo flotante existente. La tubería de aceite debe estar dispuesta en ambos extremos de acuerdo con la dirección real del viento del lugar donde está construido el tanque, y la tubería de medición de aceite debe ubicarse al final del viento de verano. De esta manera, el momento de reacción del brazo de momento del tubo guía en el techo flotante aumentará cientos de veces.
3) Mejorar la rigidez del tubo guía (o varilla de nivel)
La inestabilidad de deformación del tubo guía y la varilla de nivel se debe principalmente a una rigidez insuficiente. Por esta razón, el diámetro de. el tubo guía y la varilla medidora se pueden ajustar y el espesor de la pared aumenta, desde el extremo inferior fijo actual y el extremo superior libre (puede moverse axialmente) hasta fijo en ambos extremos (o el extremo superior es fijo, el extremo inferior puede deslizarse axialmente) . A algunas personas les puede preocupar que el extremo superior original quede libre para resolver la expansión y contracción térmica del tubo guía debido a los cambios de temperatura. El autor cree que las condiciones de trabajo del tubo guía son casi las mismas que las de la pared del tanque, porque aunque la diferencia de temperatura entre el tanque de almacenamiento de crudo y la atmósfera es grande, debido al aislamiento de la pared del tanque y a la delgada Estructura de la pared del tanque en la parte expuesta, la humedad a la misma temperatura que la del tubo de medición es El cambio es pequeño, y la expansión y contracción causada por esta diferencia puede ser absorbida por los soportes en ambos extremos del tubo guía. Siempre que los brackets estén diseñados de manera razonable, no causarán estrés adicional maligno.
4) Agregue un anillo de posicionamiento en el techo flotante.
Algunos de los tanques de aceite de techo flotante existentes tienen varios bloques de límite distribuidos uniformemente debajo del techo flotante. El tamaño radial es aproximadamente 1. /2 del espacio entre el techo flotante y la pared del tanque Cuando entra en contacto con la pared del tanque, la fuerza de reacción de la pared del tanque contra ella genera un momento en el centro del techo flotante, provocando que el techo flotante se vuelque. El vuelco es provocado por el bloqueo límite en la dirección del viento. El momento simplemente se superpone al momento de vuelco antes mencionado, lo que agrava el vuelco del techo flotante, lo cual es muy desfavorable. Si se cambia a la parte superior del techo flotante y se hace que tenga un cierto grado de flexibilidad, por un lado, se puede invertir el momento y se puede ralentizar el vuelco del techo flotante. La flexibilidad puede absorber parte de la energía del impacto entre el bloque de posicionamiento y la pared del tanque, lo que ralentiza el techo flotante. La fuerza de impacto generada por el techo flotando bajo un fuerte viento reducirá el coeficiente de carga dinámica y no es adecuado para causar inestabilidad general. y daños al techo flotante.
5) Instalar tuberías de conexión en los compartimentos externos del techo flotante
Durante fuertes tormentas, la tubería de drenaje central y la tubería de drenaje de emergencia han perdido su forma original debido a la inclinación del techo flotante. La función del techo flotante provoca una gran acumulación de agua local en la dirección del viento sobre el techo flotante. Es un factor importante en el daño del techo flotante y debe eliminarse a tiempo. Si se agrega una cantidad adecuada de tubos de conexión a la cabina flotante en el área más externa de la dirección del viento de verano del techo flotante, el agua acumulada en el techo flotante se puede drenar al tanque a tiempo a través de los tubos de conexión, reduciendo así la Se elimina la carga externa causada por el agua acumulada en el techo flotante.
6) Diseño de compartimentos cerrados
Los tanques de petróleo con techo flotante existentes en el país y en el extranjero son todos compartimentos no cerrados, y la mayoría de las bocas de acceso de cada compartimento son máquinas de apertura rápida. La cubierta plana conectada, en caso de accidente, puede provocar fácilmente que agua de lluvia o aceite se vierta en el tanque, aumentando la carga sobre el techo flotante y empeorando las condiciones de hundimiento. La placa superior del tanque flotante y el mamparo del tanque flotante están conectados principalmente mediante soldadura flash. Si hay aceite o agua en uno de los compartimentos, cuando el nivel del líquido excede la costura de soldadura flash entre la placa del techo y el mamparo. Inevitablemente se producirá un desbordamiento de líquido, lo que también empeorará el problema del tanque flotante si el diseñador o la unidad de construcción del tanque de aceite hace que la partición del techo flotante y la placa inferior del techo flotante formen una soldadura de flor, siempre que un compartimento esté sumergido. En el líquido, todo el pontón quedará sumergido en la misma profundidad de líquido, lo que inevitablemente ocurrirá. El techo flotante se hundirá.