I. Analiza constructiv-funcional a princioalelor tipuri de rezervoare atmosferice de depozitare a produselor volatilePrin rezervoare se neleg recipientele avnd capaciti de depozitare mai mari de 3 m3, forme i dimensiuni variate i diferite, executate din diferite materiale i destinate recepionrii, depozitrii, desfacerii i prelucrrii tehnologice a diferitelor produse n stare lichid sau semilichid. Recipientele cu capaciti reduce (de obicei, ntre 3 m3 si 100 m3), destinate transportului diferitelor medii aflate n stare lichid sau semilichid, se numesc cisterne.n cadrul unei anumite variante de depozitare, alegerea tipului corespunztor de rezervor se face n funcie de mai muli factori, dintre care cei mai importani sunt urmtorii:- condiiile de lucru impuse i condiiile climatice;-caracteristicile constructive ale rezervoarelor de diferite tipuri;- indicatorii tehnico-economici ai proiectrii, construciei, montajului i exploatrii (ntreinerii) rezervoarelor;Din punctul de vedere al condiiilor de lucru, rezervoarele trebuie s corespund urmtoarelor cerine;- s fie impermeabile i etane n raport cu produsul depozitat;- snuse aprind,sfie durabile i puin sau de loc sensibile la aciunea chimic, electrochimic sau mecanic a produsului depozitat;- s permit o uoar curare de depuneri, precipitri sau decantri;- sfieprevzut cuechipamentul necesar, coreapunztor att umplerii (ncrcrii), ct i golirii (descrcrii) lor;- s asigure o perfect securitate a depozitrii produsului;- s fie eoonomice n exploatare i usor de deservit, supravegheat, controlat etc.Avnd n vedere caracteristicile constructive, rezervoarele trebuie s corespund urmtoarelor cerine:- soluiile constructive adoptate i formele rezervoarelorsfie simple, iar n cazul rezervoarelor cilindrice verticale,s asigure posibilitatea montrii i funcionrii corecte a capacelor plutitoare, ecranelor plutitoare etc.;- capacitatea lor de depozitare s fie optim;- construcia rezervoarelor s permit executarea i montarea rapid a tuturor elementelor lor componente, iar dimensiunile semifabricatelor s se nscrie n limitele gabaritelor transportabile pe drumuri, osele auto, autostrzi, calea ferat etc.;- dimensiunile rezervoarelor i ale elementelor lor componente s fie tipizate;- s fie folosite, la maximum i n mod efectiv, caracteristicile mecanice ale materialelor de construcie, fraadiminuacapacitateaportantarezervorului, asigurndu-se, astfel, unconsum specific de metal minim.Indicatorii tehnico-economici ce se pot meniona, n cazul rezervoarelor sunt:- costul rezervorului propriu-zis;-costulinstalaiilor anexeale parcului derezervoare (instalaiile deprotecie,prevenirei combatere a incendiilor;conducte tehnologice; conducte de ap i canalizare; conducte de nclzire etc.), bineneles, raportal la fiecare rezervor n parte;- consumul de metal (n special sub form de tabl i profiluri);- consumulde beton i de beton armat;- volumul lucrrilor de construcie etc. Clasificarea rezervoarelorConstruciaderezervoare, dediferitetipuri, formeidime nsiun i, s-adezvoltat,peplan mondial, nconcordancucerineleactivitii industrialendiferitedomenii, npascutehnica modern.1S-aajuns, astfel, ssedispundeomarevarietatedesoluii constructivederezervoare. Clasificarea lor se poate face dup numeroase criterii, urmnd a se trata numai criteriile de clasificare determinante.a) Dup poziia fa de suprafaa solului, se deosebesc:- rezervoareledesuprafa (rezervoarelesupraterane), dincategoriacrorafac parte rezervoarele montate direct pe sol sau deasupra solului(supranlate), precum i rezervoarele ngropate pe mai puin de jumtate din nlimea lor;- rezervoarele semingropate, din categoria crora fac parte rezervoarele ngropate pemai multdejumtate din nlimea lor,far ca nivelul maximalprodusuluidepozitats depeasc nlimea de 2 m fa de suprafaa solului;- rezervoarele ngropate, din categoria crora fac parte rezervoarele n care nivelul maxim posibil al produsului depozitat se afl cu 0,2 m sub nivelul solului.b) Dup forma geometrica:- rezervoare cilindrice verticale (fig. 1.1) sau orizontale (fig. 1.2)- rezervoare sferice (fig. 1.3);- rezervoare sferoidale (fig. 1.4);- rezervoare torosferoidale (fig. 1.5);- rezervoare paralelipipedice;- rezervoare de form special (fig. 1.6);c) Dup capacitatea de depozitare:- rezervoaredecapacitatemic, pnla100m3, cucapacconicsusinut deo construcie metalic uoar;- rezervoare de capacitate mijlocie i mare, ntre 100 m3 i 50000 m3, cu capac plat peconstruciemetaliccuforme-pentru100... 1000m3, cucapacconicpegrinzi i stlpi de susinere - pentru 1000 ... 5000 m3i cu capac bombat, cu capac n form de umbrel sau cu capac plat pe stlpi - pentru 30000 ...50000 m3;- rezervoare de capacitate foarte mare, de peste 50000 m3;d) Dup natura materialelor din care se execut:- rezervoare metalice, cuprinznd rezervoarele sudate i nituite, cilindrice verticale sau orizontale, sferice, sferoidale i sub forme i construcii speciale;rezervoarenemetalice, cuprinzndrezervoareledinbeton, betonarmat, piatr, crmid, pmnt, materiale plastice obinuite sau armate etc.;e) Dup presiunea interioar maxim de depozitare:- rezervoare de joas presiune, denumite i rezervoare atmosferice, care sunt, n general, rezervoare cilindrice verticale;- rezervoare de medie presiune, din categoria crora fac parte, n general, rezervoarele cilindrice orizontale, rezervoarele sferoidale, rezervoarele cilindrice verticale cu capac bombat etc.;- rezervoare de presiune ridicat, din categoria crora fac parte rezervoarele cilindriceorizontaledeconstruciespecial, rezervoarelesfericei alterezervoaredeconstrucie special.Fig. 1.1 Rezervoare cilindrice verticale.2Fig. 1.2 Rezervoare cilindrice orizontale.Fig. 1.3 Rezervorul sferic Fig. 1.4 Rezervorul sferoidal axial simetricRezervoarele cilindrice verticale de depozitare atmosferic.Urmrindu-seformeleconstructivederezervoareatmosfericecilindriceverticale, sepoate constata o mare varietate a acestora, dintre care cele mai importante sunt: rezervoarele atmosferice cu capac fix (forma capaoului fiind plat, conic sau bombat, denumite i rezervoare de tip standard; rezervoarele atmosferice cu capac plutitor, de mare i foarte mare capacitate; rezervoarele atmosferice cu capac respirator (rezervoarele cu capac autoportant fr moment).Din punct de vedere constructiv, mantaua i fundul acestor rezervoare se soluioneaz n mod identic, de la caz la caz diferind doar construcia capacului.Rezervoarele cilindrice verticale cu capac fix sunt rezervoare mult utilizate n practica curent, datoritsimplitii construciei iproblemelor demontaj uorrezolvabile. Acesterezervoaresunt echipate cu dispozitive de deservire i exploatare comune echipamentului obligatoriu al rezervoarelor atmosferice. n figura 1.7 se prezint, schematic, structurarea constructiv a unui rezervor atmosferic cu capac fix.n general, aceste rezervoare se compun din fund, manta, construcie metalic de susinere i capac.Clasificarea acestor tipuri de rezervoare se poate face dup mai multe criterii, i anume:a) dupa forma capacului:- rezervoare atmosferice cu capac plat, la care unghiul fcut de capac i orizontal () este mai mic de 3;- rezervoare cu capac conic, la care = 7 ... 15;- rezervoare cu capac autoportant, fr moment (fig. 1.8);- rezervoare cu capac fix i ecran plutitor rigid cu ponton inelar (fig. 1.9);- rezervoare cu capac bombat;b) dup construcia metalic de susinere a capacului: rezervoare cu construcie metalic de tip ferme i stlpi intermediary; rezervoare de construcie metalic de tip ferme i stlp central; rezervoare cu construcie metalic autoportant; rezervoare far construcie metalic (cu capac autoportant);c) dup modul de realizare constructiv a mantalei: rezervoare cu manta d econstrucie normal, din virole sudate, fie cap la cap, fie telescopice, fie alternante; rezervoare cu manta execuatte prin sudare elicoidal; rezervoare cu manta realizat din rulouri prefabricate n uzin (cu manta rulat);d) dup modul de rezemare: rezervoare montate pe fundaie continu din beton cazul rezervoarelor de mic capacitate; rezervoare montate pe fundaie de tip pat elastic; rezervoare montate pe fundaie elastic cu inel de beton.3 Fig. 1.5 Rezervorul torosferoidal Fig. 1.6 Rezervorul de tip traneeFig. 1.7 Vedere de ansamblu a rezervorului atmospheric cu capac fix:1-mantaua; 2-fundul; 3-construcia de susinere a capacului; 4-nvelitaorea capacului; 5-fundaia; 6-gura de vizitare; 7-racordul echipamentului de ventilaie; 8- racordul pentru loat probe;9-racordul echipamentului respirator; 10-racordul de tragere (descrcare, golire); 11-racordul de mpingere (ncrcare, umplere); 12-racorduri pentru intrare abur; 13-racorduri pentru ieire condens; 14-racordul ncrctor spum.4 Fig. 1.8 Rezervorul cu capac autoportant fr Fig. 1.9 Rezervorul cu capac fix i ecran plutitor moment:rigid cu pontoon inelar:1-mantaua rezervorului; 2-fundul; 1-mantaua rezervorului; 2-capacul fix;3-fundul;3-capacul autoportant; 4- stlpul4-ecranul plutitor rigid cu pontoon; 5-stlpul decentral; 5-carcasa de rigidizare.ghidare; 6-sistem de etanare; 7-reazemul de fund; 8-pontoanele; 9-gura de luat probe; 10-supapa de respiraie.II. Alegerea pe criterii tehnico-economice a materialelor, determinarea caracteristicilor mecanice, elastice i fizice ale acestora, stabilirea coeficientului de rezisten al mbinrilor sudate i calculul rezistenelor admisibileMaterialeleutilizatenconstruciautilajului petrolier trebuiessatisfacanumitecerine tehnice i economice. Principalii indicatori tehnico-economici folosii la alegerea materialelor sunt:- indicatorul tehnico-economicderezistena, acestaimpunealegereaunuimaterial cares prezinte o rezistent ridicat n condiiile unui cost cat mai mic;- indicatorultehnico-economic de coroziune, acesta reprezintcostul unitii devolumde materialcorodatntr-un interval de timp. In acest caz se impune ca materialul sa prezinte o bun rezistenta la coroziune;5- indicatorul eficacitii economiceautilizrii unor materialebimetalice, aceastaimpune elaborarea unor tehnologii de obinere i de mbinare a bimetalului conducnd n acest fel la o cretere a costului instalaiei.Notaiile folosite n acest capitol sunt: c - limita de curgere convenional, care reprezint efortul unitar er corespunztor seciunii iniiale ale epruvetei pentru care lungirea specific remanent plastic e atinge valoarea prescris de 0,2%; fN/mm2]r - rezistena la rupere care reprezint raportul dintre sarcina maxim Fmax suportat de ctre epruvet i aria Ao a seciunii transversale iniiale a epruvetei;[N/mm2]KCU -reziliena materialului care se definete ca fiind raportul dintre lucrul mecanic necesar ruperii dintr-o singur lovitur a unei epruvete de ncovoiere, i aria seciunii transversale iniiale a epruvetei n dreptul crestturii. Forma geometric a crestturii este U";[J/cm2]KV - energia de rupere este energia consumat la ruperea epruvetei cu cresttura n form de V; [J]HB - duritate Brineil care este raportul dintre sarcina de ncercare F i aria amprentei sferice lsat de bila penetratoare de diametru D pe piesa de ncercat;Deoarece rezervorul ce urmeaz a fi proiectat este destinat depozitrii propanului lichefiat la temperaturi sczute, se vor alege oelurile de tip R.Materialele se vor alege n funcie de mediul tehnologic i temperatura de calcul. In acest sens se aleg oeluri slab aliate de uz general destinate pentru temperaturi ambiante i sczute.Materialele alese sunt: - pentru tablele virolelor i fundurilor: S235J2G3 din SR EN 10025+A 1/1994; - pentru tuurile racordurilor: P275NL1din SR EN 10028-3/96; - pentru flane: P280 GL; - pentru uruburi: 21CrMoV5-7 din SR EN 10269-2; - pentru piulie: 25CrMo4 dinSR EN 10269-2. Caracteristicile mecanice pentru S235J2G3 din SR EN 10025+A1/1994 sunt prezentate n tabelul 1, iar compoziia chimic este prezentat n tabelul 2.Tabelul 1.MarcaoeluluiGrosimeat[mm]Caracteristici mecanicemin CR[MPa]mR[MPa]minA ,%minKV[J]ndoire50 80 2005,650S0900180S235J2G32,0...2,5235360-18--(020 C)27- ->2,5...3,0 510 19 -3,0...16340..47024Tabelul 2.MarcaoeluluiGrosimeat[mm]Compoziia chimic %C Mn Si P S AlS235J2G3 2,0...16 max 0,17 max 1,4 - 0,035 0,035 -Caracteristicile mecanice pentru P275NL1 din SR EN 10028-3/96 sunt prezentate n tabelul 3, iar compoziia chimic n tabelul 4.Tabelul 3.MarcaoeluluiGrosimeat[mm]Caracteristici mecaniceminA ,%minKV ndoire6min CR[MPa]mR[MPa][J] 50 80 2005,650S0900180P275NL1 2,0...35 275390...510- - - 24(050 C)27/16- -Tabelul 4.MarcaoeluluiCompoziia chimic %CmaxMnSimaxP SAlminCrmaxMomaxNimaxCumaxNbmaxTimaxVmaxNmaxP275NL10,160,501,500,400,0300,0350,0200,3 0,08 0,5 0,3 0,05 0,03 0,050,020Caracteristicile mecanice pentru P280GL sunt prezentate n tabelul 5, iar compoziia chimic n tabelul 6. Tabelul 5. MarcaoeluluiGrosimeat[mm]Caracteristici mecanicemin CR[MPa]mR[MPa]minA ,%minKV[J]P280 GL 1.5.sm,2 atunci rezervoarele se consider rigideb) sm11.56,85 11,84>10,27 rezervorul este de mare rigiditateSe consider c avem un rezervor de mare rigiditateTcrHDp 02075 , 6 unde:

,_

21mmss 72 , 185 , 684 , 1121 mmss94 , 1 ; 04 , 1898 , 1885 , 6 50 5020Dsm28870119001898004 , 18 04 , 18 94 , 1 75 , 62 crpPa;5 , 1crepp ( ) ( ) 85 , 738 85 , 738 ; 525 max ; max2 1 e e ep p p;5 , 12887085 , 738 < 19246 85 , 738 Dn, supapa este bine aleas; n caz contrar, este necesar s se modifice numrul de supape sau s se aleaga o supap de dimensiuni mai mari.250 , 0 260 , 0 > n gD d32IX. Dimensionarea din punct de vederetehnological supapei (supapelor)de securitate hidraulicnchiderile de securitate hidraulice se folosesc pentru protejarea antiexploziv a generatoarelor de acetilen, a rezervoarelor atmosferice, a conductelor tehnologice de gaze, a colectoarelor tubulare de facl, a condensatoarelor barometrice, a gazometrelor umede i a altor utilaje tehnologice ce conin gaze explozive sau care sunt exploatate sub vacuum. -Din punct de vedere al criteriilor tehnologice nchiderile de securitate hidraulice sunt de dou tipuri:-nchiderideschise,lacare spaiul de deasupra lichidului de reinere a flcriiseafl n comunicaie direct cu atmosfera i din categoria crora fac parte nchiderile propriu-zise, opritoarele de flcri umede i supapele de securitate hidraulice (fig. 11); -nchideri aa-numite nchise,care funcioneaz sub presiune nefiind n comunicatie direct cuatmosferai dincategoriacarorafacpartenchiderilepropriu-zisei dispozitivelehidraulice (umede) de protecie antidetonant.Cerintele fundamentale ce se impun oricrui tip de nchidere de securitate hidraulic sunt:- s mpiedice, n mod cert, propagarea undei de explozie, asigurnd totodat blocarea prin obturare a liniilor aductoare de gaze inflamabile- smpiediceoantrenareminimdelichidobturat, subformdestropi, ncondiiile funcionrii normale;- s prezinte rezisten hidraulic minim cu scopul final de a diminua ptrunderile energetice privind vehicularea mediilor tehnologice gazoase prin sistemul dat. Supapele de securitate hidraulice au funcia principal de a proteja rezervoarele petroliere atmosferice cilindrice verticale n alternativa defectrii supapelor mecanice de respiraie sau atunci cnd capacitatea de evacuare a supapelor de respiraie mecanice se dovedete a fi insuficient pentru echilibrarea presiunii n spaiul de gaze-vapori. 1. Calculul tehnologic de alimentareCalculul tehnologic de dimensionare a supapelor de securitate hidraulice se rezum la determinarea unei seciuni de trecere necesare, pentru un fluid dat, n condiii de lucru prestabilite. Se impune s se cunoasc debitul de fluid care trebuie evacuat din sistemul aflat sub presiune, astfel nct s nu se depaeasc o anumit suprapresiune n recipient.Pentruacest calcul s-auutilizat aseriedeipoteze, verificateexperimental, prezentaten continuare, conform schiei din fig. 9.1.Fig. 9.1 Date privind dimensionarea supapei de securitate.33Seciunile de trecere conform fig 10 sunt:1 Seciune circular de diametru D1:4211DA [m2];2 Seciune inelar delimitat de diametrele D i D3, a carei arie este:( )42 233 D DA [m2];3 Seciune inelar delimitat de cercurile de diametru D1 i D2, a crei arie este:( )421222D DA [m2];4 Seciune cilindric de diametru D2 i nlime ph, a crei arie este:ph D A 2 4 [m2];5 Seciune inelar delimitat de diametrele D3 i D2, a crei arie este:( )422235D DA [m2].2. Ipoteze de calculA.Raportul dintrevitezanfazagazoasnseciuneacircular(1), (1w )i vitezanfaza gazoas n seciunea inelar (2), (2w ) este constant i se determin cu relatia: 1906 , 10221 cww; Necesitatea ca 2ws fie de c2 mai mic dect 1wrezult din condiia de neantrenare a fluidului hidraulic, sub form de stropi n condiii de inspiraie.B. Viteza n seciunea inelar w (3) n faza gazoas s fie egal cu cea din seciunea inelar (2) 2w , adic s avem ndeplinit relatia: w w 2C. Volumuldelichidvehiculat ncondiiideexpiraie3Vesteegal cuvolumuldelichid vehiculat n conditii de inspiraie 2V : con cilcon cilV V VV V VV V3 3 23 3 32 3+ ;+ [m3];D. Pentru a nu se ajunge la trangularea seciunii, la trecerea din seciunea circular (1) n cea inelar (2) ntre ariile A2 i 5A trebuie s existe relatia:0474 , 0325 cAAunde: c3 =coeficient determinat experimental;E.nlimea de prag (ph) se determin cu condiia ca ntre ariile seciunilor (3) i (4) s existe relaia: 2 3 3 4A c A A ; F.Volumuldeumplere, (uV), nfunciedecaresedeterminnlimeadeumplere(uh) trebuie s fie egal cu volumul de lichid la prag (pV), sumat cu volumul n cilindrul (2) (n condiii de inspiraie) sau cu volumul vehiculat n cilindrul (3) (n condiii de expiraie).34Exprimat mathematic, aceast ipotez este definit de urmatoarea relatie:3 2V V V V Vp p u+ + [m3].3. Calculul dimensiunilor cu rol funcionala) Diametrul D1 se alege egal cu diametrul anterior al tuului supapei mecanice de respiraie:2501 D D Dn mm;b) Calculul diametrului D2Conform ipotezei A i innd cont de legea continuitii, se pot scrie relaiile: 3 , 836 1906 , 10 1 250 12 1 22 2 1 1221 + + ; c D Dw A w A Qcww mm;c) Calculul diametrului D3Conform ipotezei D,rezulta urrnatoarele: ( ) ( )3 2 2 1 32122322232 3 514 4c c c D DD DcD DA c A+ + + 2 , 1157 0474 , 0 1906 , 10 2 1 2503 + + Dmm;d) Calculul diametrului D Conform ipotezei C, avem:con cilV V V3 3 2+ [m3];( )21 22122 2R c h h R R Vv v [m3];( ) ( )21 3 2 1 3 2 2212223 31 1 R c c h c c c c R h h R R Vv v v cil + + [m3];Volumul conV3 se determin innd seama de notaiile din fig.10 i de teorema Pappus-Guldin, conform dezvoltarilor: - baza seciunii conice (transversale), se determin cu relaia:R R B 2 [m];- (2.14 a) - nlimea seciunii transversale conice este: v gh h h ;- aria seciunii transversale conice este:( ) ( )2 21 2 v gcon trh h R Rh BA [m2];-- raza centrului de mas323223R R BR Rconcg [m];Conform relaiei Pappus-Guldin, volumul V3con se determin cu relatia: 332concg con tr conR A V sau( ) ( )3222223R Rh h R RVv gcon Prelucrnd matematic relaiile de mai sus, se ajunge la urmtoarea ecuaie de unde poate fi determinat valoarea luiR:02 + + E R D R 35unde: 1 , 418 1906 , 10 1 125 12 1 + + c R Dmm;( ) ) (31 2321 2221 v gv gh c hh hR cc R E + ( ) 275 , 0 ) 35 0474 , 0 200 (35 200125 1906 , 10 31906 , 10 1 125 222 + E m2;rezulta: 210 275 4 1 , 418 1 , 418243 2 2 + t t E D DR4 , 355 R mm.e) Calculul unghiului i al diametrului D40 22 28 , 2035 2004 , 355 15 , 418arctgh hR Rarctgh hR RhR Rtgv gv g con Diametru1D4sealegeconstructivpentrufiecaremrimedesupapnparte, funciede diametrul D1, cu relaia:625 250 5 , 2 5 , 21 4 D Dmm;Poriunea tronconic a deversorului se extinde la limita diametrelor D2 i D4. f) Calculul nlimii de prag Se determin innd cont de ipoteza E i relaia 2 3 4A c A .Exprimnd n funcie de raze se obine:( ) 02 , 91906 , 10 1 20474 , 0 1906 , 10 1251 2223 2 1 2122 3 2+ + cc c Rh R R c h Rp p mm H2O4. Calculul mrimilor cu rol funcional- a) nlimea de umplere (uh),se determin conform ipotezei F i relaiei: 2V V Vp u+ [m3]. -Exprimnd volumele funcie de raze i n1imi relaia devine:4 , 42 350474 , 0 1102 , 9113 ++ ++ v p uhch h mm H2Ob) Volumu1 de umplere se determin n funcie de hu cu relaia:( ) ( )6 2 2 212310 5 , 42 4 , 42 125 6 , 578 u uh R R Vmm3c)n1imile de gard au ca scop prentmpinarea pierderilor de lichid, de nchidere hidraulic, care, n regimurile de funcionare de expiraie - inspiraie, este antrenat de ctre debitele de faz gazoas sub form de stropi peste nivelul de lichid static.nlimile de gard (Hg, respectiv Hv) se calcu1eaz cu metoda propus de Constantinov, care determin aceste nlimi cu relaia genera1izat:( )11]1

+ + i i iii idh g A c QQh H2 11 [m];unde: 'H lui calculul pentru035 , 0H lui calculul pentru2 , 0vgvgihhh[m];36Ai seciunea de trecere:- pentru calculul inaItimii Hg :( ) ( ) 502 , 0 3 , 836 2 , 11574 42 2 2223 D D Ag m2; - pentru calculul inaltimii vH: ( ) ( ) 5 , 0 250 3 . 8364 42 2 2122 D D Av m2;g acceleraia gravitaional, 10 g 2/ s m ;dhi diametrul hidraulic determinat cu relaia: - pentru calculul nlimii Hg : m mmD Ddhg996 , 0 75 , 99622 , 1157 3 , 83623 2 ++ ;- pentru calculul nlimii vH: m mmD Ddhv543 , 0 54323 , 836 25022 1 ++ ;'vgH lui calculul pentru,H lui calculul pentru,vgiQQQ ] / [3s m ;c i sunt coeficienii determinai cu relaiile:aiG c log 182 , 0 + ;aiG log 780 , 0 + unde: 23iiaidh gG dhi diametrul hydraulic calculate anterior;g acceleraia gravitaional, 10 g 2/ s m ;v vscozitatea dinamic determinat considernd, dupa fiecare caz, fie amestecul aer-gaze (pentru calculullui Hg), fie aer pur (pentru calculullui Hv).Se consider: 31 v g s m /2.01 , 031996 , 0 102323ggagdh gG;0016 , 031543 , 0 102323vvavdh gG;81 , 1 01 , 0 log 182 , 0 log 182 , 0 + + ag gG c;5 , 0 0016 , 0 log 182 , 0 log 182 , 0 + + av vG c;22 , 1 01 , 0 log 780 , 0 log 780 , 0 + + ag gG ;2 0016 , 0 log 780 , log 780 , 0 + + av vG ;( ) 11]1

+ + g g g g gg gg gdh g A c QQh H2 11;( )( )089 , 0996 , 0 10 2 502 , 0 81 , 1 22 , 1 1 4 , 22622 , 1 4 , 2261 2 , 0 11]1

+ + gH m;37( )11]1

+ + v v v v vv vv vdh g A c QQh H2 11;( )( )011 , 0543 , 0 10 2 5 , 0 5 , 0 2 1 5662 5661 035 , 0 11]1

+ + vH m.Fig. 9.2 Supapa de secutitate hidraulic:1- corp exterior; 2- corp interior; 3- capac; 4- record; 5- sistem de umplere;6- flan disc; 7- garnitur; 8- urub cu cap necat; 9- piuli M6; 10- prezon M6;11- sit de protecie; 12- urub M6/16; 13- garnitur; 14- piuli olandez; 15- niplu; 16- eav; 17- teac; 18- tub de nivel; 19- siguran; 20- eav de retur; 21- urub M8/16; 22- garnitur; 23- capac; 24- lan; 25- garnitur.X. Alegerea tipului i stabilirea principalelor elemente dimensionale ale 38opritoarelor de flcriOpritoareledeflcri sunt dispozitiveceaurolul deampiedicapropagareaninteriorul rezervoarelor a flcrii sau scnteilor,n cazul cand acestea ar ptrunde prin supape, racorduri de ventilaie. Principiul lor de funcionare avnd la baz mecanismul stingerii flcrii i scnteii la ptrunderea n canale de laminare (canale nguste); flacra intrnd n opritor este obligat s treac printr-un sistem de canale de seciune redus, divizndu-se i orientndu-se dup mai multe directii; n acest mod suprafaa de contact cu elementele de rcire stindere crete, se intensific schimbul de cldur cu pereii canalelor i flacra se stinge.La dimensionarea opritoarelor de flcri se va ine seama de condiia ca, la o vitez a aerului sau a amestecului de aer i gaze n seciunea sa de trecere de 14 m/s, pierderile de presiune n opritor s nu depeasc 25 mm H20. Corpul opritoarelor de flcri trebuie s reziste la presiunea ce ar apare n interiorul lui, la explozia amestecului de aer i gaze aflat sub o suprapresiune initial de 600 mm H20.Pentru buna funcionare a opritoarelor de flcri este foarte important ca icanele pentru rcire - stingere s fie permanent curate, nenfundate i controlate frecvent.Clasificarea opritoarelor de flcri se poate face dup mai mu1te criterii i anume: criteriul naturii stratului, opritoarele pot fi: uscate sau umede; criteriul plasrii opritoarelor de flacari: de descrcare; de comutaie; de blocare; criteriu1 constructiv (al elementelor componente): - cu umplutur din materiale granu1are: bile de porelan sau sticla, bile metalice, gruni de cuar, alte materiale necombustibile; - cu benzi casetate;- cu plci casetate;- cu site metalice;- metaloceramice; criteriul tehnologic, opritoarele pot fi:- rezistente la explozii;- rezistente la foc;- rezistent la ocuri de presiune;- rezistente la ocuri termice.Construcie Opritoarele de flcri se compun dintr-un corp, de obicei turnat din font, prevzut cu dou racorduri flan i cu dou capace laterale ptrate sau dreptunghiulare, n interiorul cruia este fixat o caset metalic detaabil care cuprinde elementele cu icane pentru stingerea flcrii. Elementele cuicaneseexecutdinbenzi sauplci metalicesubiri ondulate, alternndcubenzi sauplci metalice subiri plate, bune conductoare de cldur i rezistente la coroziunea mediului n care se lucreaz. Grosimeaplcilor saubenzilor estede0.3... 0.5mm, distanantreeledeobicei nu depete 1 mm, iar materialele folosite sunt: aluminiu, alam, cuprul . -Avantaje: - construcie simpl; - rezisten hidraulic mic;- exploatare nepretenioas.Alegerea tipului i stabilirea principalelor elemente dimensionale ale opritorului de flcri -Larezervoarelepetroliere, opritoareledeflcrisemonteaz nseriecateunulcusupapa mecanic de respiraie i cu supapa hidraulic de securitate n paralel. Acesteopritoaredeflcri suntdetipuscat, cudiscuri casetate. Casetaesteobateriede elemente din Al, Cu executat sub forma nfurrii pe o inim (buc central) a unor benzi late i profilate (ondulate) care au funcie de laminare a flcrii i de stingerea acesteia. Eficacitatea tehnologic a opritoarelor de flcri depinde de dimensiunea canalelor de stingere (de laminare), de limea lor i mai putin de lungimea lor. Structura casetei, schema opritorului de flcri tip O.F.R.G.-U.P.G. Ploieti, precum i prile 39componente sunt date n fig.10.1 i fig. 10.3. Fig. 10.1 Caseta opritorului de flcri:1-inelul superior al casetei; 2-gila superioar; 3-inelul inferior al casetei;4-grila inferioar; 5-elementul distanier; 6-piulia; 7-prezonul.Realizareagrilei pentruopritoareledeflcri detipO.F.R.G.-U.P.G. Ploieti sefaceprin rularea succesiv, fig 10.2, a benzilor netede (l) i a celor ondulate (2).Fig. 10.2 Construcia benzilor casetate.Fig. 10.3 Opritorul de flcri cu benzi casetate:1-racordurile opritorului, de intrare i de ieire; 2-corpul port caset; 3,14-garniturile de montare i de etanare; 4-inelul superior al casetei; 5-elementul distanier; 6-inelul inferior al casetei; 7-grilele casetei; 8,9-uruburile i piuliele de strngere i de fixare ale casetei; 10-mnerul corpului port-caset; 11,12,13-uruburile de montaj, cu guler i piuliele corespunztoare; 15-balamaua de pivotare; 16- inelul de rezemare.XI. Alegerea tipului i stabilirea principalelor elemente dimensionale ale 40instalaiei de ncrcare-descrcare i ale robinetului de sifonare 1. Racordul de ncrcare-descrcare Racordul de ncrcare-descrcare este elementul care face legtura ntre conducta de ncrcare-descrcare i sorbul mobil montat n interiorul rezervorului. Numrul de racorduri se stabilete n funcie de frecventa i productivitatea pomprii. Racordurile se monteaz pe virola de baz (pe prima virol).Diametrul racordului de ncrcare-descrcare se poate determina, n funcie de productivitatea pomprii i devitezaadmisibilalichidului princonduct, conformmonogramei dinfig. 11.1. Asemenea grafice se pot construi pentru diferitele categorii de lichide volatile pentru productiviti de pompare diferite ntlnite n practic. Controlul racordurilor de ncrcare-descrcare se face la fiecare operaie de pompare, dar nu mai rar dect de dou ori pe luna.innd seama de datele iniiale 25 , 1 ws m/i Z=100s m /3 se alege conform nomogramei racordul de ncrcare-descrcare Dn 200.Fig. 11.1 Grafic pentru alegerea diametrului racordului de ncrcare-descrcare al rezervorului.Fig. 11.2 Racord de ncrcare-descrcare vedere1-mantaua rezervorului; 2-inel de consolidare; 3-racord; 4-flane;5-fundul rezervorului; 6-racord de ncrcare cu ajutaj.41Fig. 11.3 Racord de ncrcare-descrcare:1-mantaua rezervorului; 2-inel de consolidare; 3-racord; 4-flane; 5-fundul rezervorului.Principalele elemente dimensionare ale racordului de ncrcare-descrcare, fig.11.3, sunt:350 icD mm; 320 fD mm; 280 csD mm;L=350 mm; l=250 mm;h=325 mm; 22 fh mm; 12 ih mm;e=8 mm; s=6 mm.2. Armturile de drenare (scurgere) a rezervoarelor Pentru drenarea sau scurgerea din rezervoare a apei decantate se folosesc robinete de sifonare, montate pe virola inferioar a mantalei clindrice. Poziiilecaracteristicealerobinetului desifonare, caresepot stabili prinsimplarotirea mnerului prevzut pentru aceasta, sunt urmatoarele: - poziia A, de lucru, corespunde scurgerii din rezervor a apei decantate sub aciunea presiunii hidrostatice,golirea din rezervor a apei se face pn cnd nivelul de separare ap-lichid depozitat atinge nlimea de 3040 [mm] deasupra fundului, aceasta fiind considerat ca ntime normal a pernei de ap; - poziia B, de splare, corespunzatoare splrii robinetului de lichid depozitat, aceast splare se face n scopul ndeprtrii apei, pentru a evita nghearea robinetului pe timp de iarn;- poziia C, de repaus, cnd robinetul nu funcioneaz.42XII. Mijloace de combatere a pierderilor de produse petroliere din rezervoare. S se estimeze pierderile totale anuale pentru RCV dimensionat.Produsele petroliere, ndeosebi cele uoare, depozitate la presiunea atmosferic au puncte de fierbere (temperatura la care: se produce vaporizarea), ncadrate n domeniul de variaie al temperaturii ambiante. Ca urmare n orice rezervor se gsesc n prezen o faz gazoas, compus dintr-un amestec de aer i produs petriler n faz de vapori, i o faz lichid. Aflate n echilibru la presiunea corespunzatoare tensiunii de vapori (care variaz cu temperatura) cele dou faze ocupa din volumul geometrical rezervorului, primavolumul suplimentar, cea deadouavolumul util de umplere. Dac rezervorul fie prin neetanietai fie prin orificii special amenajate n scopul de a proteja capacul mpotrivasuprapresiunilor i vacumurilor arescpri nmodconitinuundeosebi pentru temperaturi ridicate, din faza lichid, (n funcie de nivelul termic), trece n faza gazoas oanumit cantitate de produs, care, fie c oprete vaporizarea pe mai departe (prin creterea presiunii n volumul auplimentar),fie c expandnd n aer se pierde, conducnd la binecunoscutele pierderi de produse prin respiraie.Pierderile de produse n faz gazoas se produc n dou condiii: prin respiraii mici i prin respiraii mari.Prima categorie de pierderi se produc atunci cnd numai sub aciunea variaiei temperaturii mediului ambient, seprodusnsuccesiune: vaporizareafazei lichide, cretereasuprapresiunii din spaiul suplimentar, expandarea amestecului de vapori de produs i aer n exteriorul rezervorului, cu consecina pierderilor de produse petroliere.Cea de a doua categorie de pierderi (prin respiraii mari) se produc n condiiile ncrcrii, cndalturi depierderileceseproducdupschemadescrismai susintervini pierderileprin dislocuire (lichidul ncrcat dislocuiete amestecul de aer i produs n faz gazoas), i care pierderi sunt tot att de mari.Pierderile de produse deci implicit pierderile valorice prin evaporare, n cazul depozitrii n rezervoare atmosferice sunt foarte mari.Pentru combaterea acestor pierderi s-a recurs la succesiunea de soluii constructiv-de exploatare, care se pot ngloba n urmtoarele categorii de rezolvri:1. Rezolvri privind schimbarea tehnologiei de depozitare.n aceast categorie nelimitativ se include:a) depozitareaproduselor subomicsuprapresiunenrezervoaredetiphybrid. Aceast soluie prezint urmtoarele dezavantaje:- complic construcia capacului;- necesitatea testrii rezervoarelor pentru a asigura stabilitatea, protejarea mbinrilor fund-manta, micorarea pierderilor prin fund.b) echiparea rezervoarelor standard normale cu capac fix cu system de colectare, recomprimare i stabilizare a gazelor pierdute prin respiraii mici i mari.c) alte sisteme mai complicate de recuperare de vapori2. Rezolvri privind perfecionarea constructiv a rezervoarelor de depozitare.Aceast categorie se exemplific prin:a) echiparea rezervoarelor cu capac fix, cu ecrane plutitoare din mase plastice, aluminiu;b) folosirea n cazul acelorai rezervoare, a straturilor de microsfere plutitoare;c) folosire tot n cazul rezervoarelor cilindrice cu capac fix a variantelor constructive cuspaiul suplimentar variabil;d) utilizarea rezervorului cu capac plutitor care reduce la minim spaiul suplimentar, ideci, este cel mai efficient mijloc de combatere a pierderilor. Pentru o etanare ct mai bun acapacului plutitor de mantaua rezervorului se folosesc diverse tipuri de sisteme de etanare cumar fi:43- sisteme de etanare mecanice, semirigide, a cror utilizare este, n general, limitat(fig.12.1);- sisteme de etanare hidropneumatice, elastice, flexibile, a cror utilizare este mult mailarg (fig. 12.2 i fig 12.3).Fig.12.1Sistemul de etanare mecanic:1- sabotul de etanare la mntaj; 2- articulaia cu contra greutate i arc; 3- membranea elasticde etanare; 4- pontonul . Fig.12.2Sistemele de etanare cu garnitur n form de bucl:a-cu bucl simpl; b-cu bucl dubl; 1-cornierul de fixare; 2-mantaua; 3-garnitura; 4-contraplaca de strngere; 5-uruburile. Fig.12.3a) Sistemul de etanare cu garnitur- inel: 1-spaiul de vapori; 2-garnitur-inel; 3-sistemul de fixare; 4-pontonul;b) Sistemul de etanare cu garnitur toroidal umplut cu aer sau ap: 1- spaiul de vapori; 2-garnitur umplut cu ap; 3-sistem de fixare; 4-pontonul.e) rezolvri privind mbuntirea constructive-de exploatare arezervoarelor dedepoziatre.n aceast categorie se include:- izolarea termic mpotriva nclzirii prin radiaie;- rcirea cu stropire cu ap;- rcirea prin injecie cu gaz inert;- amplasarea subteran a rezervoarelor.2.1 Metoda de calcul a pierderilor de produse petroliere la depozitare, n cazulRCV c u capac fix.44Rezervoarele cilindrice verticale, cucapac fix, produc emisii de compui organici prin evaporare, grupate n dou categorii: - prin respiraie, produse de dilatarea i contractarea spaiului de vapori ca rezultat al variaiei temperaturii mediului pe parcursul a 24 ore; - de lucru, produse prin modificarea nivelului de lichid, care includ att vaporii eliminai la ridicareanivelului (umplerearezervorului) ct i vaporii produi laintrareaaerului proaspt (la golirea rezervorului). Pierderile totale se obin dinnsumarea celor dou valori. Pierderile prin respiraie la rezervoare cilindrice verticale, cu capac fix, se pot determina cu relatia: p VAV RK C F t H DP PPM P

,_

5 , 0 51 , 0 73 , 168 , 01196887 , 0[kg/an] (12.1)unde: RP1 reprezint pierderile prin respiraie, [kg/an]; VM masa molecular a vaporilor din rezervor; P presiunea de vapori a lichidului din rezervor, la temperatura de stocare, [mm Hg] AP presiunea atmosferic medie n zona de amplasare a rezervoruIui, [mm Hg]; D diametrul rezervorului, [m]; H nlimea medie a spaiuluidevapori (se consider egal cu jumtate dinnlimea rezervoruIui), [m]; t variaia medie diurn de temperatur a mediului ambiant, din zona de amplasare a rezervoruIui, C (n lipsa datelor se poate lua egal cu 10-12C); Fv factor de vopsea; C factor de corecie pentru rezervoare cu diametre mici; Kp factor de produs (pentru iei Kp = 0,65; pentru celelalte produse Kp = 1,0).Masa molecular a vaporilor din rezervor (MV) se poate estima pentru produse petroliere i pentru anumiticompuiorganici din tabelul 12, iar pentru amestecuri de compozitie cunoseuta cu relatia: i ii i iVP XP X MM (12.2)unde: Mi reprezint masa molecular a componentului i;Xi fraciamolar a componentului i n lichid; Pi presiunea de vapori a componentului la temperatura de depozitare.Presiunea de vapori a lichidului din rezervor (P), la temperatura de stocare poate fi calculata din tabelul 12, saudincorelaiigrafice.Temperatura medie de stocare se determin nfunciede temperatura medie anual TAla care se adaug un coeficient care depinde de culoarea rezervorului. Valoarea coeficienilor este prezentata in tabelul 12.Tabelu1 12Caracteristicile fizice ale unor produse petroliere i lichide organice volatile45ProduseMVPresiunea de vapori, torr la40F 50F 60F 70F 80F 90F 100FProduse petroliereBenzin uoar 62 243 285 357 429 512 605 713Benzin medie 66 176 217 269 321 383 455 543Motorin 68 119 150 181 222 269 321 383iei50 93 119 145 176 207 248 295Benzin avio 80 41 52 67 83 98 124 140Petrol turbo 130 0,2 0,3 0,4 0,7 0,8 1,1 1,5Comb. Distilat 130 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,1Pcur 190 0,001 0,002 0,002 0,003 0,005 0,007 0,01Lichide organiceAceton 58 88 114 150 191 243 305 377Benzen 78 31 47 62 78 103 134 171Ciclohexan 84 36 47 62 83 109 134 165Toluen 92 10 10 15 21 31 41 52Alcool metilic 32 36 52 72 103 134 181 33MEC 72 36 47 62 78 109 140 171- -FactoruldevopseaFVsedeterminnfunciedeculoarearezervorului dintabelul 14, iar factorul de corecie pentru rezervoare cu diametre mici cu relaia:c = - 0,073+ 0,2379D - 0,013185D2 . (12.3) Pierderiledelucru1arezervoarelecilindriceverticale, cucapacfix, sepot detenninacu relaia: P1L = 5,5632x10-5 MvPVNKNKp, [kg/an];(12.4)unde: P1L reprezint pierderile de lucru, [kg/an];V volumul rezervorului, [m3]; N numr de goliri pe an; KN factor de golire; Kp factor de produs (pentru iei Kp= 0,84, pentru celelalte produse Kp= 1,0); MV masa molecular a vaporilor din rezervor;P presiunea de vapori a lichidului din rezervor, la temperatura de stocare, [mm Hg] Tabelul 13Temperatura de stocareCuloarea rezervorului Temperatura de stocare TS, cAlb TAAluminiu TA + 1Gri TA+2NeQru TA +3unde : TA = temperatura mediului ambientFactorul de golire are valoarea 1 pentru maxim 36 goliri pe an, iar pentru un numr mai mare de goliri (n) poate fi calculat cu relaia: 14 , 54956 , 47542 , 0 2501 , 0 + nNe K(12.5)Pierderile totale de compui organici volatili la rezervoarele verticale cu capac fix (P1T) rezulta prin nsumare: P1T = P1R + P1L Tabelul 14Factori de vopsea pentru rezervoarele cu capac fix46Culoarea rezervorului FV pentru starea culoriiCapac Corp Buna ReaAlb Alb 1 1,15Aluminiu refr. Alb 1,04 1,18A1b Aluminiu refr. 1,16 1,24Aluminiu refr. Aluminiu refr. 1,20 1,29Alb Aluminiu difuz 1,30 1,38Aluminiu difuz Aluminiu difuz 1,39 1,46Alb Gri 1,30 1,38Gri deschis Gri deschis 1,33 1,44Gri nchis Gri nchis 1,40 1,582.2 Metoda de calcul a pierderilor de produse petroliere la depozitare, n cazulRCV cu ecran plutitor Rezervoarele cu ecranp1utitor, datorit micorrii spaiu1ui de vapori, reduce considerabil pierderile de compui organici vo1atili, fiind folosite la depozitarea produselor cu volatilitate mare, ca benzine sau iei.Se cunosc mai multe tipuri de rezervoare cu ecran plutitor, cele mai rspndite fiind rezervoarele cu ecran plutitor cu un singur sistem de etanare. Emisiiletotaledecompuiorganicivolatili dinrezervoarelecuecranplutitordeacest tip includ:pierderilepelamargineadispozitivului deetanare, pierderilepelatuuri, armturi,garnituri, fitinguri, precum i pierderile pe la mbinri. Pierderile pe la dispozitivu1 circular de etanare se calculeaza cu re1aia:P2C =1,48817KsP*DMvKp, [kg/an]; (12.6) unde:P2C reprezint pierderile pe la dispozitivul circular de etanare, [kg/an];KS factor de etanare, are valoarea 3 pentru etanare pe lichid, rezervor cu ercran plutitor fabricat prin sudare i poate fi determinat n funcie de tipu1 rezervorului;P* funcie a presiunii de vapori, se calculeaz cu relaia:( ) [ ]25 , 0*/ 1 1/AAP PP PP +(12.7)unde: P presiunea de vapori a lichidului din rezervor, la temperatura de stocare, [mm Hg];AP presiunea atmosferic medie n zona de amplasare a rezervoruIui, [mm Hg];Kp - factor de produs, pentru ieiul brut Kp = 0,4 iar pentru celelalte produse Kp =1; D diametrul rezervorului, [m];VM masa molecular a vaporilor din rezervor;Pierderile de lucru se caleuleaza cu relaia:

,_

+ DF NDd c QPC CL1 00685 , 02, [kg/an];(12.8)unde:P2L reprezint pierderile de lucru la rezervoarele cu ecran plutitor, cu un singur sistem de etanare, [kg/an]; Q cantitatea de produs depozitat anual n rezervor, [m3]; c factorul peliculei de aderen; d densitatea lichidului la temperatura de depozitare, [kg/m3];Nc numrul de stlpi de susinere a capacuIui; Fc diametrul efectiv al stlpului, [m]. Valoarea factorului peliculei de aderen (c) depinde de caracteristicile lichidului depozitat i 47de starea rezervorului. Ea poate fi estimat din tabelul 15. Numruldestlpidesusinere (Nc)depinde de tipul rezervorului. Dac nu se cunosc date referitoare la rezervor, Nc se poate estima n funcie de diametrul rezervoruIui, din tabelul 16. Diametrul efectiv specific al stlpului (FC) are valoarea 1,1 pentru stlpi cu diametrul evii de 228,60mm, 0,7pentrustlpicudiametrul eviide203,20 mmsau 1,0 dacnu se cunoscdetalii privitoare la execuia stlpului. Pierderile pe la fitinguri se calculeaza cu relaia: P2F = 0,4536 FF P MV Kp, [kg/an]; (12.9) unde: P2F reprezint pierderi pe la fitinguri, [kg/an];FF factorulpierderilor pe la fitinguri, [kg mol/an]; Kp factor de produs, are valoarea 0,4 pentru iei i 1,0 pentru alte lichide organice;P* funcie a presiunii de vapori;MV masa molecular a vaporilor din rezervor;Factorul pierderilor pe la fitinguri poate fi calculat cu relaiile urmtoare:FF = 0,5177 D2 + 4,5669 D + 134,2 (12.10)FF = 0,4144 D2 + 4,5669 D + 134,2 (12.11)Prima relaie se aplic la platforme nituite, iar a doua relaie la platforme sudate. Pierderile totale (P2T) reprezint suma celor trei tipuri de pierderi prezentate anterior:P2T =P2C + P2L + P2F Tabelul 15Factorii de etanare pentru rezervoarele cu ecran plutitorTipul etanrii KsEtanare flexibil montat pe inel lichid- Numai etanare primar 3,0- Cu etanare secundar 1,6Etanare flexibil montat pe inel de vapori- Numai etanare primar 6,7 - Cu etanare secundar 2,5Tabelul 16Factorul peliculei de aderenta (c)LichidStarea pereteluiRugin uoar Rugin puternic mpucturiBenzin 0,0015 0,0075 0,15Component pur 0,0015 0,0075 0,15iei 0,0060 0,03 0,60 Tabelul 17Numrul de stlpi de susinere pentru rezervoare cu capacDiametrul rezervorului, m Numr stlpi, Nc480 < D 25 125 < D 30 630 < D 37 737 < D 41 841 < D 46 946 < D 52 1652 < D 58 1958 < D 67 2267 < D 72 3172 < D 82 3782 < D 84 4384 < D 89 4989 < D 100 61100 < D 110 71110 < D 122 81Seprezintncontinuareoexemplificareamatodelor decalcul apierdelor deproduse petroliere, n cele dou variante constructive de RCV: cu capac fix / cu capac fix i ecran plutitor. Estimareapierderilortotaleanuale dintr-unrezervorverticalcucapacfix, ncareafastdepozitata motorini, s-a fcut pe baza urmtoarelor date: Caracteristicile rezervorului:capacitate: 3150 m3; diametrul: 18,980 m;nlimea: 11,830 m;culoarea corpului - gri inchis;culoarea capacului - gri inchis; Numrul de goliri anuale: 36; Condiii meteorologice: - temperatura medie a mediului ambiant - 10,6 C; - temperatura maxim medie a mediului ambiant - 16,6 C; - temperatura minim medie a mediului ambiant - 5 C; - viteza medie a vantului n zona de amplasare - 2,7 m/s; - presiunea medie atmosferica - 760 mm Hg. Estimarea pierderilor totale anuale din RCV cu capac fixPierderile prin respiraie se calculeaz cu relaia Estimarea pierderilor totale anuale din RCV cu capac fix i ecran plutitorPierderile pe la sistemul de etanare se calculeaz 49(12.1).Iniial se determin termenii necunoscui astel:- din tabelul 12 pentru benzin rezult: MV=66;- din tabelul 13, temperatura de stocare:TS=10,6+2=12,6 C = 54,68 F;- din tabelul 12, pentru benzin la TS rezult P=217 torr;- t=16,6-5=11,6 C;- H=11830/2=5915 mm = 5,915 m;- din tabelul 14 rezult FV=1,33;- factorul de corecie c=1;- KP=1.1 1 33 , 1 11 915 , 598 , 18217 76021766 196887 , 05 , 0 51 , 073 . 168 , 01

,_

RP75 , 123751RPkg/an;Piederile de lucru se calculeaz cu relaia (12.4) n care KN=1 i KP=11 1 36 3150 217 66 10 5632 , 551 LP ;75 , 903521LPkg/an;Pierderile totale rezultate prin nsumare:L R TP P P1 1 1+ kg/an;5 , 102728 75 , 90352 75 , 123751 + TPkg/an.cu relaia (12.6).Iniial se determin termenii necunoscui astel:- din tabelul 13, temperatura de stocare:TS=10,6+2=12,6 C = 54,68 F;- din tabelul 12, pentrubenzinlaTSrezultP=150 torr;( ) [ ]0838 , 0760 / 217 1 1760 / 21725 , 0* + P-KS=3;66 , 468 1 66 98 , 18 0838 , 0 3 48817 , 12 CP kg/anPiederile de lucru se calculeaz cu relaia (12.8). Termenii necunoscui se deduc asfel:- din tebelul 16, c=0,015;- din tabelul 17, NC=1;- FC=1;

,_

+ 98 , 184 , 0 1198 , 18750 015 , 0 36 315000685 , 02LP 12 , 4702LPkg/an;Pierderile pe la fitinguri se calculeazcu relaia (12.9)Iniial, se calculeaz FF din relaia (12.10)2 , 134 98 , 18 5669 , 4 98 , 18 5177 , 02+ + FF; 16 , 370 FF [kg mol/an];1 66 0838 , 0 16 , 370 4536 , 02 FP ;6 , 9282FPkg/an;Pierderile totale rezultate prin nsumare:F L C TP P P P2 2 2 2+ + kg/an4 , 1867 6 , 928 12 , 470 66 , 4682 + + TPkg/an.50XIII. Monitorizarea i reducerea emisiilor de vapori prin utilizarea instalaiilor de recuperare de vapori (VRU)n parcurile de rezervoare1. Redefinirea criteriilor pentru opritoarele de flcri i crearea nevoii de dezvoltare a opritoarelor de explozii n contextul noilor reglementri referitoare la protecia mediului, eliminarea n atmosfer a vaporilor i gazelor volatile trebuie reanalizat. Introducerea ultimelor reglementri legislative are un impact deosebit asupra activitilor de stocare de lichide inflamabile i alte produse volatile. Tendina de moment este dezvoltarea de sisteme nchise de distribuire sau colectare a vaporilor (vezi fig. 13.1 i fig. 13.2) n care toi vaporii sunt colectai i redistribuii spre alte locaii de procesare (epurator de gaze, facl, dispozitiv de racire etc.). Fig. 13.1 Sistem de recuperare a vaporilor.Dinmotiveeconomice, launitateadeprocesaretrebuielegatemai mult deunrezervor. Aceastanseamncparcurilederezervoare "independente"sunt legate prin sisteme deconducte comune. Vaporii inflamabili care nainte, erau eliberai n atmosfera, acum sunt nchii, prini n acest sistem. nchiderea vaporilor inflamabili ntr-un sistem de conducte de colectare a vaporilor i legarea mai multor rezervoarelauncentrudeprocesare, daunatereunor serii depericolecetrebuie controlate i care nu apreau n vechile sisteme "independente". Transportul prin conducte n acest sistem tip manifold este n general mai lung i mai complex dect n vechile sisteme. n plus, chiar n sistemul de colectare a vaporilor pot apare surse poteniale de aprindere a vaporilor inflamabili din conducte. Sursele de aprindere din afara rezervorului nu mai sunt o preocupare primordial. Opritoareledeflcri poziionatelacaptulliniei saumontatenlinie, dacsuntmontate corect, sunt nite dispozitive de siguran foarte eficiente. n sistemele de rezervoare legate, opritoarele de flcri proiectate special pentru rezervoarele independente pot fi montate greit, destul deuor. Eficienaunui opritor deflcri depindenmoddirect delocalizareasansistemul de conducte. 51Fig.13.2 Sistem de recuperare a vaporilor,cu montarea n sistemul de conducte al opritoarelor de detonaie.O deflagraie nchis este o flacr care traverseaz o zon nchis (n acest caz conducta) cu o vitez mai mic dect viteza sunetului. Presiunea din interiorul conductei este creat de gazele de combustiecaresedilat. Turbulenavaporilorneari careseaflchiarnfaaflcrii determin accelerarea rapid a flcrii (fig. 13.3)Fig. 13.3 Deflagraie n spaiu nchis, n interiorul tubulaturii.Pe o distan relativ scurt aceast flacr se poate transforma ntr-o explozie. O explozie este naintarea flcrii prin gaz sau vapori cu viteza sunetului (denumit i detonaie stabil). Deoarece turbulenadinvaporii neari esteceacareprovoac mecanismul deaccelerareaflcrii, orice iregularitate din interiorul sistemului de conducte, cum ar fi schimbrile de seciune date de coturi sau reducii, tinde s creasc turbulena, facilitnd accelerarea flcrii i producerea detonrii. Testeleefectuatepediferiteconfiguraii idimensiuni deconducteaudemonstrat nmod concludent faptul c o flacr care nainteaz cu o viteza sub viteza sunetului (deflagraie nchis) poate accelera i se poate transforma ntr-o flacr ce nainteaz cu viteza sunetului (detonaie) n interiorul sistemului de conducte. Mai poate fi ntlnit i fenomenul numit detonaie supraaccelerat,cnd flacra circul cu o vitez mult peste viteza detonrii stabile (vezi fig. 13.4).52Fig. 13.4 Diagrama vitezei flcrii prin tubulatur.Un opritor convenional supap-linie, n-linie, proiectat pentru aopri deflagraiile de viteze relativ mici,nu va oferi nici oprotecie fa de deflagraiile nchise de vitez mare, detonaii sau detonaii supraacelerate. 2. Prezentarea constructiva a opritoarelor de flcri Opritorul e un dispozitiv static. Miezul unui opritor de flcri este "elementul" su, element care este format din mici ci de trecere sau orificii. Construciaacestei treceri permite vaporilor s treac liber prin opritor,dar nu va permite trecerea frontului flcrii prin opritor. Astfel, opritorul interzice transmiterea frontului flcrii din partea neprotejat npartea protejat a dispozitivului, n prezena amestecurilor de gaze sau vapori inflamabili, (vezi fig. 13.5). Fig. 13.5 Principiul de funcionare al opritorului de flacr.Opritorul acioneaznmodsimultanatt pentrudispersiact i pentrurcireafrontului flcrii care se apropie la o temperatur aflat sub punctul de aprindere a amestecului de gaze sau vapori. Acesta are rolul de a lamina, stinge flacra. Capacitatea unui opritor de flacra simplu sau a unui opritor pentru ardere cu explozie, de a preveni propagarea frontului flcrii, depinde de modul n care opritorul este proiectat i construit. Opritoareletrehuiesrealizezesimultan mai multe funcii critice.n condiii normale de operare, trebuie s permit o trecere relativ liber a gazelor sau vaporilor prin sistemul de conducte. n cazul unei aprinderi opritorul trebuie s aib capacitatea de a face fa forei asociate frontului flcrii care se apropie i n acelai timp s asigure dispersia i stingerea flcrii. Este important studierea proiectrii i caracteristicilor de construcie ale opritorului, pentru a putea nelege care este tipul de opritor necesar ntr-o situaie specific.Parametrii de construcie - cheie Dimensiunea orificiilor de trecere din elementul opritorului Un front al flcrii este direcionat prin grila de orificii a elementului opritorului ( fig. 13.6).Dimensiunea i forma fizic a acestor orificii sunt reglate cu grij i pot fi definite printr-un 53parametru denumit diametru hidraulic (Dh). Acest diametru hidraulic este o caracteristic a elementului opritorului. Pentru orice deschidere (orificiu) specific se aplic formula:( )perimetruale transvers sectiunii suprafata 4hDFig. 13.6 Grila.orificiilor opritorului de flacr. Lungime necesar trecerii prin orificiile elementului Sedirecioneazoflacr prinorificiile care auundiametruhidraulic specific.Lungimea trecerii prin aceste orificii (lungimea de stingere) care va asigura stingerea flcrii poate fi estimat pentru orice vitez a flcrii.n general, pe masur ce crete viteza flcrii, dimensiunea cerut diametrului hidraulic scade i lungimea trecerii prin element crete. Astfel se menin proprietile corespunzatoare ale elementului, absorbie caldur/dispersie. Att diametrul hidraulicct i lungimeatrecerii prinelement, sunt parametrii eseniali n proiectarea elementului. Dac parametrii sunt determinai corect, frontul flcrii care se apropie i va reduce semnificativ viteza i va fi ulterior stins (fig. 13.7,a i 13.7,b).Fig. 13.7, a Funcionarea opritorului de flacr.Fig. 13.7, b Functionarea opritorului de flacrn general, datorit faptului c trebuie s fac fa unor viteze ale flcrii mai mari, construcia unui opritor de flcri destinat arderilor cu explozie va avea diametre hidraulice mai mici i lungimi de trecere mai mari dect un opritor destinat s fac fa cerinelor unor situaii normale. Observaie:54Termenul diametru de stingere este adesea utilizat incorect cusensul de dimensiune a deschiderii pentru elementu uniu opritor de flcri. Este important s se neleag faptul c diametrul de stingere este o caracteristic a unui vapor sau gaz particular. Diametrulhidrauliclungimea de stingere pentru un element sunt caracteristici ale nsui dispozitivului de oprire a flcrii. Localizarea opritorului in sistemOpritoarele de flacr i detonare sunt produse i proiectate conform condiiilor specifice. Opritor de flacr la capt de linie Aacums-aartat mai devreme, sistemelederezervoareindependenteimpunmontarea opritorului de flcri la captul liniei de supape a rezervorului (vezi fig.13.8, a). Aceasta pentru a preveni ntoarcerea unei deflagraii deschise (aprinderea unui nor de vapori gazoi n atmosfer) i propagarea prin opritor napoi n spaiul de vapori al rezervorului. n aceast aplicaie rezervorul este izolat de celelalte rezervoare i opritorul de flcri, de cap de linie, este sufficient pentru a preveni patrunderea flcrii n rezervor.Fig. 13.8, a Opritor de flacr la capat de linie (oprete ntoarcerea unei deflagraii deschiseOpritor de flacr de linie / montat n linie Aceast aplicaie poate fi folosit i n cazul rezervoarelor independente. Opritorul poate fi localizat n amontele unui dispozitiv de eliberare a presiunii/vacuum sau la o distan specificat de captul unei conducte drepte cu supap deschis. Opritorul trebuie s poata face fa unei deflagraii nchise, adic o deflagraie n cadrul creia vaporii inflamabili se aprind i formeaz frontul flcrii dinconductsaueav, careatraversat doar oscurtdistanninteriorul sistemului nchisde conducte. Presiunile sunt joase i vitezele flcrii sunt relative sczute. Opritorul de flacr previne ptrunderea unei surse exteme de aprindere n rezervor. (vezi fig. 13.8, b). Din nou rezervorul este izolat de alte rezervoare. 55Fig. 13.8, b Opritor de flacr de linie / montat n linie(oprete ntoarcerea unei deflagraii nchise).Aplicaii de detonare (Sisteme de parcuri de rezervoare) Dac condiiile sunt propice, flacra va continua s traverseze conducta(odeflagraie nchis). nmomentul ncareflacrtreceprinvaporii turbuleni dininteriorul conductei, crete presiuneai flacraaccelereazrapid. Pescurt, sepoatetransformaintr-odeflagraienchisde vitez mare i se poate transforma ntr-o detonare. ntr-un sistem tipic a unui parc de rezervoare, de colectare a vaporilor, dac nu se poziioneaz corect opritoarele de detonare n cadrul sistemului de conducte, flacra ce se dezvolt n unitatea de distrugere a vaporilor poate nainta i distruge ntregul sistem. Dacaopritoarelededetonaresunt amplasatecorect, flacarapoatefi stinsncondiii de siguran, indiferent dac sursa de aprindere este unitatea de distrugere a vaporilor sau rezervorul de depozitare (vezi fig. 13.9).Fig. 13.9 Frontul de flacr ce trece prin sistemul de conducte.563. Sisteme derecuperare a vaporilor (Hydrocarbon Vapor Recovery Unit) Legislaia n vigoare impune montarea de uniti de recuperare a vaporilor la terminalele de distribuie a benzinei. Fig. 13.10 Uniti de recuperare a vaporilor.Unitile de recuperare a vaporilor permit nlturarea celei mai mari pri a coninutului de hidrocarburidinvaporiiceseevapordin autocisterne laumplere,la orat int de 0,005%din greutatea produsului trecut prin unitate. Aceasta nseamn aproximativ 1,3% vol. sau 35 grame pe metru cub de aer emis dintr-un sistem de recuperare a vaporilor. Lund n considerare c, concentraia devapori dintr-oautocisternpoatefi depnla40%dacsentoarcedintr-ostaiedeservice modern, unitatea de recuperare a vaporilor trebuie s aib ocapacitate de recuperare a hidrocarburilor de cel putin 97%. Dei motivul primordial al montrii unei uniti derecuperareavaporilor estereducerea posibilelor efecte nocive a vaporilor de benzin, sunt i beneficii secundare cum ar fi conditiile de operare mai curate i reducerea cantitii poteniale de vapori inflamabili din jurul terminalului.Sunt trei mari tipuri de uniti de recuperare a vaporilor, folosite n terminalele de distribuie a benzinei: - Adsorbie pe baz de crbune;- ngheare/Condensare;- Sistemul cu membran. Alternativ, la terminalele unde se face ncarcarea pe vase, unde recuperarea este nesigur sau imposibil din punct de vedere tehnic, vaporii pot fi incinerai.Dac investiia initial n achiziionarea i montarea echipamentului este destul de ridicat i costurile de operare i ntreinere sunt de asemenea ridicate, aceste cheltuieli pot fi contrabalansate de veniturile obtinute din cantitatea de produs recuperat. Cantitatea combinat de produs recuperat va fi deaproximativ1,5litri pentrufiecaremetrucubdebenzinncrcat(deex., 0,15%dintoat cantitatea de benzin ncrcatla terminal). Dac vorbim de un produs pentru care costul include i plata taxe1or, se poate determina valoarea real a fiecrui litru. A. Sistem de recuperare a vaporilor pe baza de carbuneAcest sistemeficient derecuperareavaporilor dehidrocarburi utilizeazunproces larg cunoscut i utilizat al absorbiei fizicencombinaiecuprocesul deabsorbiepentruarecupera vaporii de benzin i a retrimite produsul recuperat n unitatea de stocare (fig. 13.11). Unitatea de recuperare a vaporilor de hidroearburi este echipat cu dou adsorbante identice umplute cu crbune activ. Este cea mai comun configuratie. Unitatea este echipat cu doi adsorbani identici, fiecare umplui cu carbon activ. Un vas adsorbant este pe linia deschis i se afl n modul adsorbie,iar cellalt este pe linia nchis i se afl n modul regenerare. Un adsorbant este ntotdeauna pe linia deschis pentru a asigura procesarea nentrerupt a vaporilor. 57Fig. 13.11 Schema funcional a sistemului de recuperare a vaporilor pe baz de crbune.Pentru a procesa amestecul aer-vapori de hidrocarbur, amestecul se ridic mai nti n vasul adsorbant aflat pe linia deschis. Acolo crbunele activ adsoarbe vaporii de hidrocarbur, astfel nct n atmosfer este ventilat aer curat, cu un coninut minim de hidrocarburi.Simultan,aldoileaadsorbant aflat pe linia nchis este regenerat.Regenerarea stratului de crbune se face printr-un proces care combin vacuumul putemic i ventilarea cu aer pentru nlturarea vaporilor de hidrocarbur adsorbii din carbune i red capacitatea carbunelui de a adsorbi vapori n ciclul urmtor. Pompa de vacuum cu inel lichid extrage vaporii de hidrocarbur concentrai nstratuldecrbune iieliminn separatorul(ntrei faze), caresepar lichidul deetanareal pompei de vacuum, condensatul de hidrocarbur i vaporii de hidrocarbur/aer necondensai. Lichidul deetanareestepompatdinseparatorprintr-unracitor, al lichidului deetanare, pentru a nltura cldura de compresie din lichidul de etanare. Lichidul de etanare este apoi retumat n pompa cu inel lichid. n unele aplicaii, cum ar fi recuperarea vaporilor de hidrocarburi clorinate, pompacuinel lichidpoatefi nlocuitcualtetipuri degeneratoaredevacuumpentruaevita incompatibilitatea dintre vapori i lichidul de etanare al pompei cu inel lichid.Apoi,vaporiide hidrocarburi i condensatul, curg din separator ntr-o seciune a coloanei absorbante care funcioneaz ca dispozitiv de recuperare final. Vaporii de hidrocarbur se ridic prin stratul absorbant, unde este recuperat treptat prin absorbie, ntr-un absorbant de hidrocarburi lichid. Absorbantul carecircul, preluat dinprodusul depozitat, ndeplineteofunciedubl: absoarbe 58vaporii dehidrocarburrecuperai i rcetelichidul deetanareal pompei devacuum. Acest absorbant estenmodnormal chiar hidrocarburacareaconstituit sursaformrii vaporilor. De exemplu, benzina dintr-un rezervor de depozitare este fluidul de absorbie n aplicaiile de control al vaporilor de benzin. Produsul recuperat este pur i simplu returnat, odat cu benzina care circul, napoi n rezervorul de depozitare. Pompa de furnizare a absorbantului care nu s-a ncrcat nc cu vapori i pompa de retur a absorbantului care a absorbit vaporii sunt prevzute cu sistemul ADAB pentru a circula absorbantul necesar. n vrful coloanei de absorbie, se creeaz un curs mic de aer i vapori reziduali care intr pe linia deschis, pentru a fi reciclat cu ajutorul stratului de crbune activ, unde vaporii de hidrocarbur reziduali sunt readsorbii . Fig. 13.12 Cornponena sistemului de recuperare a vaporilor: adsorbantul, separatorul, absorbantul. Schema tehnologic a sistemului de recuperare a vaporilor (conform fig. 13.13).1. Coloana de adsorbie realizeaz alternativ procesele de regenerare i adsorbie. n cadrul procesuluideadsorbie, vaporiisunt adsorbii de un adsorbant. n procesul de regenerare,vaporii adsorbii sunt nlturai i crbunele adsorbant este regenerat.2. Vaporii eliberai sunt rcii. 3. Vaporii adsorbii sunt dizolvai n benzin, produse chimice, etc. Pentru a respecta cerinele actuale referitoare la protecia mediului, aceast unitate recupereaz vaporiidebenzin, benzen i alte hidrocarburi poluante de la rezervor sau staiilede cisterne, uzine chimice, centre petroliere, terminale de iei. a~ 59Fig. 13.13 Schema tehnologic a sistemului de recuperare a vaporilor pe baz de crbune.Caracteristici Rata de recuperare excelent, (cel puin 85%, respect cerinele de mediu); Foarte sigure, (fr cldur de absorie, specificai privind protejarea contra exploziei); Durabilitate (rezisten la uzur) deosebit, (adsorbantul are o durat de via de cel putin 8 ani); Economic, (structura simpl reduce costurile de instalare i spaiul necesar); Operare uoar, (complet automatizat).Procesul de recuperare Adsorbia;Suflanta impinge gazul neprocesat n coloana de adsorbie, unde hidrocarburile sunt nlturate. Apoi este eliberat n atmosfer ca aer curat (nepoluat); Regenerarea; Hidrocarburileadsorbitesuntsupuseunei presiuni negativedectrepompadevacuumi eliberate din adsorbant; Recuperarea; Hidrocarburile eliberate din adsorbant sunt rcite cu ajutorul unui rcitor. Apoi, n coloana de recuperare, acesteasunt absorbitei recuperatecuajutorul unui lichidformat dinaceeai compui.Fluide corespunziitoare Vapori de benzin, benzen, toluen i alte hidrocarburi. B. Sistemulde recuperare prin rcire Acestunitatevaasigurareduceri extraordinaredecosturi prinrecuperareagazelorfoarte rarefiate ale compuilor organici volatili, iar gazul astfel recuperat va fi reciclat ca produs. 60Fig. 13.14Uniti de recuperare a vaporilor n sisteme de recuperare prin rcire.Fig. 13.15Schema funcional-tehnologic de recuperare a vaporilor n sisteme derecuperare prin rcire.C. Recuperarea vaporilor de benzin n sistemul cu membran. Staiiledebenzinfolosescpentruminimalizareapierderilor devapori dehidrocarburn atmosfera sisteme de distribuie pe baza de vacuum. Aceste sisteme folosesc o pomp mic pentru a trage aerul i vaporii eliberai prin orificiul de distribuie a benzinei. Pentru fiecare litru de benzin distribuit depomp, nrezervorul dedepozitaresentorcdoi litrii deaer i vapori debenzin. Acumularea aerului n rezervor determin eliberrile n atmosfer.Astfel a fost dezvoltat un sistem, membran de recuperare a vaporilor pentru rezervoarele de stocare a combustibilului din staiile de distribuie a benzinei. Sistemul la care se monteaz acet tip de membrane, recupereaz vaporii de gazolin i i aduce napoi n rezervor. Emisiile de hidrocarburi 61sunt reduse cu 95-99%.Aerul din distribuitorul staiei de benzin este colectat i trimis n rezervorul de stocare. Cnd presiunea din rezervor atinge ovaloare prestabilit, un presostat activeaz un mic compresor care nltur excesul de vapori. O parte din vaporii de hidrocarbur condenseaz i se ntorc n rezervor n formlichid. Parteadevapori ramastreceprinmembrani sentorcnrezervor cavapori concentrai. Aerul, eliberat de 95-99% din hidrocarburi, este ventilat. n afar de faptul ca elimin emisiile de hidrocarburi, contravaloarea unitii este recuperat prin valoarea benzinei recuperate. Fig. 13.16 Recupererea vaporilor de benzin n sistemul cu membran.XIV. Analiza din punct de vedere tehnic i economic a tehnologiei62de montare cu alegerea variantei optime.Capacitatea total de depozitare, capacitile diferitelor percuri, numrul de rezervoare, ca i capacitile unitare arezervoarelor incluse n parcuri, sunt determinate att de ordinul de mrime al capacitilor i combinatelor deservite, ct i de muli ali factori printre care cei mai importani sunt: cerinele de flexibiliate i duratele de depozitare.Definind cerinele capacitilor unitare n condiiile artate mai sus, rezult c pentru raiuni economice trebuiesc stabilite n continuare: tipul constructiv i elementele dimensionale ale rezervoarelor.Primulaspect,urmrind oselecionare a tipurilor, constituie o problem specifictehnico-economic.Fixareaelementelor dimensionale(diametru, nlime, grosimepentrufund, capac, manta) constitueoproblem cucaracter deconstrucie-proiectarepecriterii economice, cunoscutesub denumirea de calculul dimensiunilor optime.n literatura tehnic de specialitate sunt cunoscute dou metode de calcul i anume:- calculul dup metoda costurior minime;- calculul dup metoda consumurilor de emtal minime (Metodele Suhov).Calculul dimensiunilor optim-economice dup ipoteza costurilor unitare.Dimensiunileoptime ale rezervoarelor sunt dependente att de costurile de confecionare a principalelorelementecomponente(manta, fund, capac, inclusivconstruciametalic), ct i costurile, terenului de construcie, i fundaiei, precum i costul montajului.Dup cum rezult i din denumirea n metoda inclus n cadrul API, dimensiunile optime ale rezervoarelor se stabilesc n funcie de costurile unitare (costurile pe unitatea de suprafa), att cele deconfecionare arezervoarelor n uzin(pentrumanta, pentrufund,pentru capac inclusiv construcia metalic),ct i n funcie de costulconstruciei fundaiei, ial costului de revenire al terenului.Metodanuconsidercosturiledemontaj i nspecial influienafactorilordeexploatare, pierderile de produse i consumurile pentrunclzire, care exercit i ele o influien semnificativ asupra stabilirii dimensiunilor rezervoarelor.Pentru rezervoarele de capacitate mic i foarte mic costurile unitare pentru manta,fund i capac sunt constante, grosimile mantalei, fundului si capacului, nu variaz practic cu diametral (D) i nlimea (H) a rezervoarelor.Pentru rezervoarele de mare capacitate, costurile unitare pentru fund si capac sunt constante, grosimile lor nevariind cu diametrul (D) i nlimea(H), n timp ce costul unitar pentru manta este o funcie de diametrul i nlimea rezervoarelor, deoarece grosimea mantaleivariaz cu nlimea i diametrul.Costurile pentru terenul de construcie, costul de construcie a fundaiei i de confecionare n uzin a principalelor elemente componente ale rezervoarelor (capac, fund si manta), se pot exprima n funcie de elementele dimensionale i costurile unitare referite anterior.Calculul dimensiunilor optim-economice dup ipoteza consumului minimde metal (metoda Suhov).Dup cum arat numele, aceast metod de calcul a fost dezvoltat de Suhov n cea de-a doua decad a secolului al-XX-lea. Cu aceast metod se determin dimensiunile optime Hopt i Dopt dup ipoteza fundamental a relizrii unui consum de metalminim.Comparativ cu metoda costurilor unitare, se pot puncta urmtoarele aspecte:a)i nacest caz, dimensiunileoptimesestabilescfrsseinseamadeinfluena exercitat de factorii de exploatare i costurile de montaj.b)n plus, aceast metod nu ine seama de costurile terenului i construciei fundaiei.c)din punct de vedere teoretic, se identific optimul economic, cu consumul minim de metal.63d) la fel ca al metoda precedent, se deosebesc i aici dou cazuri tipice:- cnd grosimea mantalei este constant (Teorema 1 a lui Suhov);- cnd grosimea mantalei este variabil (Teorema 2 a lui Suhov);e)ncazuldimensiuniloroptim economice,se folosesc greutile convenionale,practic, volumele fde metal folosite.Aceast metod a fost dezvoltat n capitolul III al proiectului.XV. Principii economice de realizare a montajului.64Tipul i metode de planificare a lucrrilor de montaj, principiile realizrii graficelor cu aplicarea concret la tehnologia realizrii rezervorului proiectatAnaliza de reea. Schema logic. Drumul critic privind tehnologia de montaj a rezervorului cilindric vertical de 3150 m3.Analiza de reeaEsteuntermengenericcesereferlamai multemetodedeplanificaredeproiect. Spre deosebiredediagramelenfunciedetimpcaresuntreprezentri vizualefoarteclarecenecesit puine explicaii, reelele pot prea greoaie. Ele nu sunt reprezentri ntr-un sistem de coordonate, ci sunt reprezentri n succesiunea lor logic.Dei reeleleaudeficienenreprezentareaactivitilor nfunciedetimpeleauanumite avantaje. Comparate cu diagramele de bare, reelele cu drum critic permit folosirea unui sistem de notaii mult mai succesiv, care permit reprezentarea tuturor interdependenelor dintre diferite operaii. n cazul diagramelor cu bare mai complexe n care nu pot fi afiate sau nregistrate constrngerile existente, asemenea erori pot fi comise uor.Un alt avantaj al reelelor este c permit cuantificarea prioritilor, pe baza analizei estimrilor privind durata diverselor activiti. Activitile care nu pot fi amnate far ca acest lucru s amenine terminarea la timp a proiectului sunt identificate ca fiind critice, celelalte activitti fiind, la rndul lor, clasificate corespunztor n funcie ct de critice sunt.Reelele pot fi utilizate singure la programamrea resurselor dinacest punct de vedere, diagramele de bare sunt superioare i mai uor de neles, cu condiia ca numrul activitilor s fie mai mic.Cu toate acestea, reelele, datorit faptului c stabilesc prioritile i bun n eviden operaiile critice reprezint o contribuie vital la procesul de programare a resurselor.Analiza drumului criticSchema logic:ncentrul oricrui sistemcarereprezintactivitilepesgei seaflaaanumitschema logicsaureea. Aceastasedeosebetedediagramade baredinmaimultepunctedevedere. Digramele cu sgei la fel ca i celelalte metode de analiz a reelelor nu sunt desenate la scar. La construirea fiecrei reele se acord o deosebit atenie reprezentrii ct mai exacte a relaiilor logice i ainterdependenei tuturoractivitilordinproiect. Deaceeareelelesemai numesci scheme logice.Drumul critic:Ori de cte ori se trec ntr-o diagram timpii minimi posibili i maximi admii, cel puin unul dinlanuriledeevenimenteareduratamaximegalcuceaminim, ceeacenseamncareo deosebit atenie i c marjadeeroare este egal cu0. aceste evenimentesunt criticepentru finalizarea cu succes a proiectului n timpul cel mai scurt posibil. Ruta care leag aceste evenimente este numit drumul critic. Dei toate activitile pot fi importante, activitile critice trebuie s aib prioritate n alocarea resurselor i a face obiectul unei ateni deosebite din partea managerilor.Optimizarea msurilor de urgen cu ajutorul analizei drumului critic:Permite utilizarea cu rezultate optime a resurselor limitate, datorit faptului c se identific activitile critice. Exist o explicaie a analizei drumului critic, care are implicaii asupra resurselor, banilor.Presupunndc data de 30de zile a proiectului rezervorului sete inacceptabil pentru beneficiar. Prin uramre trebuie s se intocmeasc un program de lucru ct se poate de scurt, chiar dac acesta va duce la creterea costurilor proiectului. Managerul de proiect are mai multe opiuni printre care de reexaminarea a logicii reelei, pentru a vedea dac exist posibilitatea de a simplifica unele lucruri i reverificarea estimrilor iniiale.65Se pot avea n vedere urmtoarele aciuni: angajareamai multormuncitori, ceeace ducelaoscdereaeficienei, dublareaforei de munc nu duce ntotdeauna la njumtirea timplului de lucru; nchirierea unor utilaje mai puternice sau a mai multor utilaje; orelesuplimentareefectuatenzileledelucrusauncelelibere, ceeaceducelapli suplimentare; lucrulnschimbuldenoapteconducela plisuplimentare, cheltuieli pentrusupervizarea, iluminarea zonei de lucru i a drumului de acces; folosirea de aditivi speciali pentru scurtarea timpului necesar tratrii betonului ceea ce face ca, costurile s creasc;Aplicarea metodei drumului critic n planificarea execuiei metodeiLucrrile de programe i urmrirea execuiei prin metoda drumului critic cuprinde urmtoarele etape: studiere i stabilirea condiiilor de lucru; preciziaobiectivelor urmriteprinaplicarea drumului critic, estimarea duratei de execuie, urmrirea respectrii duratei, reducerea costurilor totale, alternativele unei componente ale acesteia; precizia nivelului e detaliere a graficului; identificarea activitilor; stabilirea intercondiionrii activitilor; elaborarea graficului reea pe baza lidtei de activiti de mai sus; stabilirea duratei activitilor pe baz statistic; calculul termenilor i stabilirea drumului critic efectuarea activitilor periodice.Aplicarea metodei drumului critic pentru executarea lucrrilor deconstrucie-montaj ale unui rezervor cilindric vertical n construcie sudat, cu capacitatea de 3150 m3, cu capac fix.Operaia tehnologic Operaia precedentIndexNr. zile necasar Cod DenumireA Verificarea i transportul ruloului de fundaie 1-2 10B Derularea rulou fund i sudare A 2-3 8C Transportul i ridicarea rulou manta B 3-4 5D Ridicarea i ancprarea stlpului central C 4-5 3E Derularea mantalei C 4-6 12F Prinderea mantalei de fund n dispozitive C 4-7 11G Montarea semifermelor n succesiune semiferm-ferm D-E 8-9 11H Montarea penelor, cpriorilor i contravaluri E-G 10-11 14Indeprtarea capetelor mantalei i prinderean dispozitiveF 7-12 8J Sudarea mantalei pe generatoare F 7-13 8KVerificarea toleranelor i centrarea construciei metaliceJ 13-14 6L Sudarea mantalei pe generatoare K 13-15 12M Montarea i sudarea rozetei stlpului L 15-16 7N Sudarea construciei metalice i a tablelore nvelitoare J 13-16 14O Montarea i sudarea echipamentelor M-N 16-17 6P Proba hidraulic i remedieri M-N 16-18 12R Vopsirea rezervorului P 18-19 12XVI. Avariile rezervoarelor: analiz, prevenire i combatere66Rezervoarele, ca orice sistem tehnic,dup un anumit timp de funcionare ies din serviciu, adic cedeaz, aceasta datornduse anumitor cauze:- modificrii configuraiei ineriale, provacat prin deformaii iremediabile plastice sau de fluaj al structurii, distorsiunii geometrice generate de pierderea stabilitii;- neetaneitii, datorate fisurilor strpunse n materialele de baz folosite ct i n cele de adaos, nsoite de scurgeri mai mult sau mai puin sesizabile n mediu nconjurtor a unor produse periculoase, nocive, inflamabile, fierbini sau explozive;- avarierii, autoavarieriisau distrugerii brutale a sistemuluinsui generate de o stare de defecte acumulate n timp.nprocesul expoaltrii lor ndelungate, RCVpetroliere sunt supuseunui proces lent de distrugere prin coroziune, n asemenea condiii putnd fi distinse urmtoarele trei zone caracteristice ale rezervoarelor respective:a) zona zuperioar, care include capacul, construcia metalic a capacului (fix) i una-dou virole de sus ale mantalei cilindice; dup cum se tie, n aceast zon, mediul corosiv este constituit, n principal, din faza gaze-vapori a hidrocarburilor depozitate n rezervor, consinnd de asemenea oxigen i umiditate, hidrogen sulfurat etc;b) zona mijlocie, cre include mantaua cilindric cu excepia virolei sale de la baz i a una saudouviroledesus; naceast zon, seresimteaciuneacorosivdirect ahidrocarburilor depozitate, care, de regul, conin gaze agresive n soluie;c)zona inferioar,careinclude fundul i virola inferioar a mantalei cilindrice;n aceast zon, principalul agent corosiv este apa, care conine n soluie o ntreag serie de sruri minerale.Principalele tipuri de coroziune sunt:-Coroziuneachimic.Princoroziunechimic senelegecoroziuneadatoritsimplei interaciuni chimice directe, nemijlocite, ntre materialulteh n ic i mediul de lucru, aceasta producndu-se n mediile electrice neconductoare (gaze, lichide neionice). n cazul coroziunii chimice nu apare nici un transport de sarcini electrice,produii de coroziune rmnnd la locul atacat. Ca exempludeastfel deooroziunesepoatecitacazulcoroziunii ("ruginirii")utilajelor amplasaten incinte prost aerisite, n care se degaj vapori agresivi.- Coroziunea electrochimic. Aceast coroziune, fiind nsoit de apariia curentului electric, este condiionat de existena acestuia, de existena a dou metale sau a doi compui metalici i a unui electrolit, caracterizndu-se printr-un nentrerupt transport de sarcini eletrice la limita dintre metal i mediul corosiv. Coroziuneaelectrochimicseproducenmedii electricconductoare- soluii de electrolii n ap (de exemplu, acizi, baze, ap de mare, ap de ru, atmosfer umed), sruri topite -, n acest caz produii de coroziune fiind intotdeauna depui n cu totul alt loc dect cel al coroziunii. Coroziuneaatmoaferic i multealte tipuri decoroziune, ntlnitenpracticatehnologic i a transportrii i depozitrii produselor petroliere i petrochimice, sunt coroziuni electrochimice.Prin coroziune atmoaferic se nelege coroziunea metalelor i aliajelor n stmosfer.Coroziunea electroohimic a metalelor i aliajelor poate avea loc:- subinfluena curentului electric provenit dintr-osursaexterioar, ncare caz se numete coroziune prin curent exterior; dac coroziunea este produs de "cureni vagabonzi" sau de "cureni de dispersie", atunci se numete coroziune prin cureni vagabonzi sau de dispersie;- datorit neomogenitilor structurale (prezena mai multor faze) ale aliajelor, n care caz se numeste coroziune structural;- datorit variaiei concentraiei deoxigennmasaelectrolitului ncareseafl elementul metalic, n care caz se numete coroziune prin aerare diferenial;- prin contactul electric al dou metale cu poteniale de electrod diferite sau al unui metal cu un material nemetalic, n care caz se numeste coroziune prin contact.- Coroziunea microbiologic (biocoroziunea). Aceast coroziune rezult, direct sau indirect, nurmaactivitii metabolice, corosive, aunormicroorganismeimaialesabacteriilorsaprofite anaerobe. Biocoroziuneapunenfaaproiectantului iaconstructorului deutilajetehnologice, ce urmeaz s funcioneze n mediu marin sau ntr-un climat tropical, de exemplu, probleme numeroase i deosebit de complexe. Dup cum se tie, unele materiale metalice se autoapar sau sunt aprate, mpotriva coroziunii, prin acoperirea cu pelicule foarte subiri de oxizi protectori.67- Coroziunealocal(discontinu).Aceast coroziuneatac cuvitezeneuniformeise concentreaznanumiteporiunialesuprafeei materialului, evideniindu-sesubformdepetei plgi, sub forma de puncte i ciupituri, sub form de caverne i perforaii etc.- Coroziunea continu.Aceast coroziune atac simultan, uniform,neuniformsau selectiv, toate punctele suprafeei materialului.-Coroziuneauniform.Aceast coroziunese caracterizeaz printr-o aceeai vitezwcpe ntreaga suprafa a materialului aflat sub aciunea mediului corosiv considerat. n aer, coroziunea uniform aproape nu ne observ, ns, n unele medii chimice, ea poate avansa cu viteze, de exemplu, de ordinul milimetrilor pe an. Dac mediul corosiv este lichid, atunci procesul de coroziune evolueaz ca i cum materialul s-ar dizolva necontenit; dac ns mediul corosiv este gazos, atunci fenomenul respectivaparecaooxidare, pesuprafaamaterialului formndu-sesaudepunndu-seopelicul colorat, de alt compoziie dect cea a materialului de baz, corodat. -Coroziuneanauniform.Aceastcoroziunesecaracterizeazprinvitezewcdiferite, n diferite zone ale suprafeei materialului aflate sub aciunea mediului corosiv considerat. n acest caz este, deci, vorba despre un atac preferenial al coroziunii, acest fenomen ntlnindu-se mai ales acolo unde structura suprafeei materialului este neomogen (n urma prelucrrii mecanice, a oxidrii locale, a dizolvrii aerului n soluiile ce acoper, uneori, poriuni de suprafa etc).- Coroziunea selectiv. Aceasta este o coroziune eleotrochimic prin care se distruge fie un singur component chimic al aliajelor, fie un singur constituent structural al aliajelor.- Corozineanpunctei coroziuneacuciupituri (ptting-ul).Aceastaesteocoroziune puternic, localizat npuncte distincte, care se amorseaz la suprafaa metalului i continu dedesubtul ei, concentrndu-i aciunea n anumite zone ale auprafeei i dup anumite direcii. Este o form primejdioas de coroziune, de cele mai multe ori viteza ei fiind mare. Acest tip de coroziune se ntlnete, mai frecvent, la metalele i aliajele la care, n urma atacului coroziunii, apare pelicula de oxizi protectori, i anume la otelurile inoxidabile.- Coroziuneancavern.Aceastaesteuncazparticular depiting, atacurilefiindfoarte izolate, ns adnci (dar neptrunse). n adnciturile (cavernele)formate astfelapare un produs de coroziune primar, iar vitezade coroziune poate fide miide ori mai mare dect n restul suprafeei materialului.-Coroziuneasubformdepeteiplgi. n general, aceastcoroziuneestegenerat de aceleai cauze ca i pitting-ul. Coroziunea sub form de pete cuprinde poriuni mari de suprafa i are o ptrundere relativ mic, iar coroziunea sub form de plagi se caracterizeaz prin distrugeri mai adnci, localizate pe suprafee relativ mici.- Coroziunea prin contact (fretting-ul). Aceasta, care se mai numete coroziune local prin frecare, se refer la distrugerea metalelor i aliajelor produs prin aciunea concomitent a mediului corosiv i frecrii, respectiv a contactului strns, local, dintre elemente.-Coroziuneangaze. Aceastasereferladistrugereametalelor i aliajelorsubaciunea gazelor. n practic, coroziunea n gaze se produce, de obicei , la temperaturi ridicate.Obosealalacoroziune. Aceastasentelegecafiindoanumitmicorarearezistenei la obosealamaterialelormetalicesubaciuneaconcomitentasolicitrilorvariabileiamediului corosiv.Proteciaanticoroziv.Aprareametalelor i aaliajelor mpotrivacoroziunii senumete protecie anticoroziv, aceasta referindu-se la micoarea sau oprirea coroziunii prin mrirea rezintenei la corozine a materialului metalic sau prin reducerea agresivitii mediului coroziv.Protecia anticorosiv se mai poate asigura prin intermediul acoperirilor (straturilor) protectoare, prin anodizare i prin protecie electrochimic - catodic sau anodic.Stratul care se formeaz pe metal sau aliaj, la interaciunea acestuia cu mediul corosiv ambiant i care mpiedic desfurarea n continuare a proceselor de coroziune, se numete strat protector sau pelicul protectoare.Acoperirile protectoare sunt constituite din straturidepuse pe (la) suprafaa metalelor sau a aliajelor, n scopul de a le izola de mediul exterior i de a realiza, astfel, o diminuare sau o suprimare a coroziunii.Aceste acoperiri pot fi:68a) metalice, din categoria crora fac parte: acoperirile chimice (nichelarea chimic, fosfatarea etc.); acoperirileelectrochimice; acoperirile termice (prin imersare n metale topite); acoperirile prin difuziune (cromarea etc); acoperirile prin metalizarecu piotolul; acoperile prin placare; acoperirile prin vaporizare n vacuum-condensare (aplicare de aluminiu etc);b) nemetalice, dincategoria crora fac parte: acoperirile nemetalice organice (lacuri i vopsele, bitum, cauciuc, materiale plastice etc.); acoperirile nemetalioe anorganice (ciment, batoane, roci, emailuri, fosfai etc.).Anodizarea este procedeul prin care se realizeaz o pelicul protectoare de oxid, la suprafaa materialului metalic, prin tratarea acestuia ntr-o baie electrolitic, n care materialul considerat are rol de anod. Acest procedeu este folosit pentru protejarea aluminiului (eloxare) sau a otelului (brunare).Protecia electrochimiceste o metod general de realizare a proteciei materialelor metalice mpotriva coroziunii prin conectarea lor la surs de curent exterioar. n acest fel, suprafeele metalice atacate de un curent,cu efecte electrochimice,se polarizeaz printr-un curent exterior de sens contrar.Proteciaanodicesteproteciaelectrochimicprincarematerialul metalicestepolarizat anodici devine, astfel, pasivprinformarealasuprafaasaaunei peliculeprotectoare. Aceast protecie se realizeaz atta timp ct este meninut legtura nentrerupt cu sursa de curent exterioar. Pentru o astfel de protecie, foarte important este meninerea continu potenialului la o anumit valoare, deoareoe - n caz oontrar - se risc o coroziune mai intens dect cea corespunztoare absenei totale a proteciei.Protecia catodic(fig. 16.1) este protecia electrochimic prin care materialul metalic este polarizat catodic cel puin pn la valoarea potenialului su de echilibru, devenind, astfel, mai greu corodabil. Prin protecia catodic se mai nelege, de asemenea, i protecia fr surs exterioar de current la care trecerea materialului metalic spre valori catodice mai mari se realizeaz prin conectarea unui anod suplimentar de sacrificiu, care se corodeaz el n locul elementelor (pieselor, structurilor, utilajelor) cosiderate.Fig. 16.1 Protecia catodicDrept anozi sefolosescplci saublocuri metalice, ngropateladistaneconvenabilede elementele metalice protejate, intensitatea curentului de polarizare, n raport cu cea a curentului sau a sumei curenilor agresivi, variind dup natura mediului prin care acetia se propag.Exemplificarea schematic reprezentativ a montajului individual, pentru protecia catodic exterioar, este facut n figurile urmtoare:69Eroziunea reprezint procesul de distrugere fizic a materialelor de ctre mediile tehnologice care au n suspensie particule solide n timpul vehiculrii prin utilajele de transport i depozitare.Atacul hidrogenului, blisteringul, este un proces de deteriorare mecanic a materialului care const n stratificarea interioar, exfolierea sau fisurarea i apoi fracturarea materialului metalic, ca rezultat a ptrunderii hidrogenului atomic n metal. Pricipalele metode de prevenire i combatere a blisteringului, respectiv a atacului prin hidrogen atomic la temperaturi coborte sunt:- purificarea tehnologic corespunztoare a produselor petroliere i a altor medii de lucru, prin ndeprtarea hidrogenului sulfurat i apoi a altor elemente chimice;- folosire de materiale metalice corespunztoare rezistente la blistering, asfel se recomand utilizareaurmtoarelortipuri deoeluri: OLC, OLCX, R, toatebinedezoxidateict maipuine defecte interne;- protejareamaterialelor metalice prin acoperirea suprefeelor de lucru cu vopsele ilacuri speciale sau acoperirea cu straturi nemetalice, de cptuire i izolare, d ediferite tipuri sau cu straturi de acoperir metalice;- folosire de inhibitori;- adoptarea de soluii constructive speciale care s permit evacuarea din sistema hidrogenului atomic format;- adoptarea unor soluii tehnologice i constructive de protecie antihidrogenare tehnologic;- evitarea soluiilor constructive cu icane, deversare afar de scurgere i funduri fr dispozitive de drenare.70Fig. 16.3 Modul distructiv de aciune a hidrogenului atomic:1-material metalic; 2-mediul tehnologic agresiv electrolitic; 3-produi de coroziune;4-discontinuitate sau defect de material; 5-protonii de hidrogen rezultai n urma reaciei anodice de oxidare; 6-electronii liberi rezultai n urma reaciei anodice de oxidare; 7- atomii de hidrogen rezultai n urma reaciei catodice; 8-transformarea defectului de material n microcolector de hidrogen molecular; 9-molecule de hidrogen rezultate la suprafaa exterioar a peretelui metalic.Principalele soluii constructive i tehnologice d ecombatere blisteringului sunt prezentate n fig. 16.4 i fig. 16.5.Fig. 16.4Metodea de combatere a blisteringului prin folosirea unui lainer care va fi hidrogenat n locul peretelui metalic al utilajului: 1-perete metalic ce trebuie protejat anti blistering; 2-cma din tabl subire sensibil la hidrogen atomic; 3-mediul tehnologic; 4-spaiul liber, eventual vacuumat; 5-evacuarea, continu sau periodic a hidrogenului gazos.71 Fig. 16.5 Metode de combatere a blisteringului:a) circulaia la perete a unui gaz inert;b) cptuirea cu tubulatur interioar din oel feritic i practicarea de guri strpunse n peretele de baz protejat;c) perete pe baz multistrat, rulat din band neted sau profilat pe suport tubular interior din oel feriticPe lng coroziune, asupra RCV petroliere, n mod direct, acioneaz, deasemenea, variaile diurne i sezoniere ale temperaturii ambiante, presiunea hidrostatic i hidrodinamic a hidrocarburilor depozitate (care, uneori, genereaz stari de eforturi extrem de periculoase), cmpurile electrostatice, tasarea uniform i mai ales neuniform a terenului de sub rezervor, efectele previzibile sau imprevizibile ale unor manevre i manipulri tehnologice greite sau hazardate, efectele abaterilor de form i ale defectelor de material execuie montare sudare.Subaciuneadistinct, predominantsaucombinat, atuturor acestor factori, ntimp, n componentele alctuitoare ale RCVapar fisuri (unele strpunse), caverne, crpturi etc., care, afectnd etaneitatea de ansamblu, provoac mari pierderi de hidrocarburi preioase i creaz stri de avarie, soldate adeseori cu scoaterea prematur din serviciu a rezervoarelor afectate.72