Резервуары для хранения — это контейнеры, в которых хранятся жидкости, сжатые газы (резервуар для газа или в США «сосуд под давлением», который обычно не маркируется и не регулируется как резервуар для хранения) или среды, используемые для краткосрочного или долгосрочного хранения тепла или холода. . [1] Термин может использоваться как для водоемов (искусственных озер и прудов), так и для промышленных емкостей. Использование слова «танк» для обозначения резервуаров редко встречается в американском английском , но умеренно распространено в британском английском . В других странах этот термин обычно относится только к искусственным контейнерам.
В США резервуары для хранения работают под нулевым (или очень небольшим) давлением, что отличает их от сосудов под давлением . Резервуары для хранения часто имеют цилиндрическую форму, перпендикулярны земле, с плоским дном и фиксированной хрупкой или плавающей крышей. Обычно к проектированию и эксплуатации резервуаров для хранения применяется множество экологических норм, часто в зависимости от природы содержащейся в них жидкости. Наземные резервуары для хранения (AST) отличаются от подземных резервуаров для хранения (UST) по типу применяемых правил. Надземные резервуары для хранения можно использовать для хранения таких материалов, как нефть, отходы, вода, химикаты и другие опасные материалы, при этом соблюдая строгие отраслевые стандарты и правила. [2]
Резервуары могут быть закрытыми, и в этом случае их можно назвать закрытыми или подземными резервуарами или резервуарами. Крытые резервуары для воды распространены в городских районах.
Резервуары для хранения доступны во многих формах: вертикальные и горизонтальные цилиндрические; открытый верх и закрытый верх; плоское дно, конусное дно, наклонное дно и дно тарелки. Большие резервуары, как правило, имеют вертикальную цилиндрическую форму или имеют закругленные углы, переходящие от вертикальной боковой стенки к профилю днища, чтобы легче выдерживать гидравлическое гидростатическое давление содержащейся жидкости. Большинство контейнеров-цистерн для работы с жидкостями во время транспортировки рассчитаны на различную степень давления.
Помимо конструкции и применения, техническое обслуживание и проверка резервуаров для хранения играют решающую роль в обеспечении их безопасности и эффективности. Регулярные проверки необходимы для выявления потенциальных проблем, таких как коррозия, утечки, структурные недостатки и соответствие экологическим нормам. Эти проверки могут различаться по частоте и детализации в зависимости от типа резервуара, хранящегося материала и нормативных требований, применимых в месте использования резервуара. Например, резервуары, в которых хранятся опасные материалы, могут потребовать более частых и тщательных проверок по сравнению с резервуарами, используемыми для неопасных материалов. Протоколы технического обслуживания, включая очистку, ремонт и профилактические меры, одинаково важны для продления срока службы резервуаров и предотвращения загрязнения окружающей среды или аварий. Передовые технологии, такие как дистанционное зондирование, ультразвуковое тестирование и роботизированные инструменты контроля, такие как дроны ROV, все чаще используются для повышения эффективности и безопасности этих процессов контроля. Понимание и внедрение соответствующих графиков проверок и технического обслуживания имеет первостепенное значение для операторов резервуаров для обеспечения эксплуатационной надежности и соблюдения стандартов безопасности. [4]
Для использования измерений объема резервуара необходимо иметь таблицу вместимости, составленную с использованием соответствующих стандартов. [3] Каждая строка таблицы емкости содержит значение уровня заполнения и соответствующее значение объема (и другие связанные данные).
Большой резервуар для хранения иногда монтируют на грузовом автомобиле (грузовике) или на сочлененном грузовом прицепе, который тогда называют цистерной .
В США выбросы в воздух, которые соответствуют потерям годных к употреблению жидких товаров и/или продаваемых продуктов, обычно должны пройти процедуру получения разрешения на качество воздуха в соответствии с Федеральным законом о чистом воздухе. Количественная оценка потенциальных выбросов для целей получения разрешений чаще всего осуществляется путем применения уравнений выбросов, опубликованных в главе 7.1 документа AP-42 Агентства по охране окружающей среды США: Сборник коэффициентов выбросов в атмосферу.
Поскольку большинство жидкостей могут пролиться, испариться или просочиться даже через самое маленькое отверстие, необходимо уделить особое внимание безопасному и надежному обращению с ними. Обычно это включает в себя строительство обваловки или защитной дамбы вокруг резервуара, чтобы можно было безопасно локализовать любую утечку.
Некоторым резервуарам для хранения требуется плавающая крыша в дополнение к фиксированной крыше и конструкции или вместо нее. Эта плавающая крыша поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости внутри резервуара, тем самым уменьшая паровое пространство над уровнем жидкости. Плавающие крыши считаются требованием безопасности, а также мерой предотвращения загрязнения во многих отраслях промышленности, включая нефтепереработку.
В США металлические резервуары, контактирующие с почвой и содержащие нефтепродукты, должны быть защищены от коррозии , чтобы предотвратить утечку продукта в окружающую среду. [5] Наиболее эффективным и распространенным методом борьбы с коррозией стали, контактирующей с почвой, является катодная защита . За пределами Соединенных Штатов и в некоторых местах в Соединенных Штатах часто используются приподнятые опорные фундаменты резервуаров с отделкой из песчано-битумной смеси. Фундаменты такого типа защищают днища резервуаров от воды, тем самым предотвращая коррозию.
Емкости для конкретной жидкости выбираются в зависимости от температуры вспышки этого вещества. Обычно на нефтеперерабатывающих заводах, особенно для жидкого топлива , используются резервуары с фиксированной крышей и резервуары с плавающей крышей.
Баки IFR используются для жидкостей с низкой температурой вспышки (например, ATF , бензина MS , этанола ). Эти резервуары представляют собой не что иное, как резервуары с конической крышей и плавающей крышей внутри, которая перемещается вверх и вниз вместе с уровнем жидкости. Эта плавающая крыша удерживает пары топлива с низкой температурой вспышки. Плавающие крыши поддерживаются ножками или тросами, на которых они опираются. Резервуары FR не имеют фиксированной крыши (она открыта сверху), а имеют только плавающую крышу. В этих резервуарах хранятся жидкости со средней температурой вспышки, такие как нафта , керосин , дизельное топливо и сырая нефть .
Одним из лучших типов резервуаров, встречающихся в горнодобывающих районах, является резервуар с открытой крышей, обычно предназначенный для хранения рудных шламов. Это самые простые в изготовлении резервуары для хранения.
Другие классификации резервуаров для хранения основаны на их расположении на нефтеперерабатывающем заводе:
Поскольку температура вспышки топлива очень низкая, резервуары обычно имеют сферическую форму (известные как сферы) для хранения сжиженного нефтяного газа, водорода, гексана, азота, кислорода и т. д.
Атмосферный резервуар — это емкость для хранения жидкости при атмосферном давлении . Основными нормами проектирования сварных атмосферных резервуаров являются API 650 и API 620. API 653 используется для анализа находящихся в эксплуатации резервуаров для хранения. В Европе нормой проектирования является EN14015 с использованием вариантов нагрузки из Еврокода 3 (EN 1993), часть 4-2.
В случае сжиженного газа, такого как водород или хлор , или сжатого газа, такого как сжатый природный газ или MAPP , резервуар для хранения должен быть изготовлен так, чтобы выдерживать иногда огромное давление, оказываемое содержимым. Эти резервуары можно назвать баллонами , и, поскольку они являются сосудами под давлением , их иногда исключают из класса «цистерн».
Одной из форм сезонного хранения тепловой энергии (СТЭС) является использование больших резервуаров для поверхностной воды, которые изолируются, а затем покрываются земляными насыпями, чтобы обеспечить возможность круглогодичного использования солнечно-термального тепла, которое собирается в основном летом для круглогодичного отопления. . [6] Похожая технология получила широкое распространение в системах централизованного теплоснабжения Дании. Теплоаккумулирующей средой является гравий и вода в больших, неглубоких, облицованных ямах, покрытых изоляцией, почвой и травой. [7]
Резервуары для льда и слякоти используются для кратковременного охлаждения в системах кондиционирования воздуха, что позволяет включать холодильное оборудование в ночное время, когда электроэнергия дешевле, но при этом обеспечивает охлаждение в жаркие дневные часы.
Резервуар для охлаждения бестарного молока — это резервуар для хранения, расположенный в молочном цехе молочной фермы и используемый для охлаждения и хранения жидкого молока при низкой температуре до тех пор, пока его не сможет забрать молоковоз. Поскольку молоко покидает вымя при температуре примерно 35 °C, необходимы емкости для молока для быстрого охлаждения свежего сырого молока до температуры хранения от 4 °C до 6 °C, тем самым замедляя рост микроорганизмов. [8] Резервуары-охладители молока обычно изготавливаются из нержавеющей стали и изготавливаются в соответствии с санитарными нормами. Его необходимо очищать после каждого сбора молока. Резервуар для охлаждения молока может быть собственностью фермера или может быть арендован им у молочного завода.
Септик является частью небольшой системы очистки сточных вод , которую часто называют септической системой. Септические системы обычно используются для очистки сточных вод из домов и малых предприятий в сельских и пригородных районах. [9] Он состоит из резервуара и дренажного поля для септика . Сточные воды попадают в резервуар, где твердые частицы могут оседать, а пена плавает. Анаэробное сбраживание происходит на осевших твердых веществах, уменьшая объем твердых веществ. Вода, выбрасываемая системой, обычно поглощается дренажным полем без необходимости какой-либо дополнительной обработки.
Хотя мобильные резервуары не являются строго резервуарами для хранения, они имеют многие из тех же характеристик, что и резервуары для хранения. Кроме того, они должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать тяжелую расплескивающую нагрузку и риск столкновения или другой аварии. Некоторые из них включают океанские нефтяные танкеры и танкеры СПГ ; железнодорожные цистерны ; и автоцистерны , путешествующие по дорогам и шоссе . Также включены сборные цистерны, в которых хранятся туалетные отходы на автофургонах , лодках и самолетах.
Хотя сталь и бетон остаются одними из самых популярных вариантов изготовления резервуаров, популярность резервуаров из стеклопластика , термопластика и полиэтилена растет. Они обеспечивают более низкую стоимость сборки и большую химическую стойкость, особенно для хранения специальных химикатов. Существует несколько соответствующих стандартов, таких как Британский стандарт 4994 (1989 г.), DVS (Немецкий институт сварки) 2205 и ASME (Американское общество инженеров-механиков) RTP-1 [10] , которые дают рекомендации по толщине стенок, процедурам контроля качества, испытаниям. процедуры, аккредитация, критерии изготовления и проектирования конечного продукта.
Произошло множество катастрофических поломок резервуаров для хранения, одна из самых громких из которых произошла в Бостоне , штат Массачусетс, США, 14 января 1919 года. Большой резервуар был наполнен всего восемь раз, когда он вышел из строя, в результате чего волна патоки убила 21 человека . люди поблизости. Катастрофа с патокой в Бостоне была вызвана плохим проектированием и строительством: стена была слишком тонкой, чтобы выдерживать повторяющиеся нагрузки от содержимого. Цистерна не подвергалась испытаниям перед применением наполнением водой, а также была плохо проклепана. Владелец резервуара, компания United States Industrial Alcohol Company , выплатила 300 тысяч долларов (почти 4 миллиона долларов в 2012 году) в качестве компенсации жертвам или их родственникам.
С тех пор произошло много других аварий, вызванных танками, часто из-за неправильной сварки или некачественной стали . Новые изобретения, по крайней мере, решили некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с уплотнением резервуаров. [11] [12] Однако, как ни удивительно, резервуары для хранения представляют собой еще одну проблему, когда они пусты. Если они использовались для хранения нефти или нефтепродуктов, таких как бензин , атмосфера в резервуарах может быть очень взрывоопасной, поскольку пространство заполняется углеводородами . Если начать новые сварочные операции, искры могут легко воспламенить содержимое, что приведет к катастрофическим последствиям для сварщиков. Проблема аналогична проблеме пустых бункеров на танкерах , которые теперь обязаны использовать подушку из инертного газа для предотвращения образования взрывоопасной атмосферы из остатков.
Слово «танк» первоначально означало «искусственное озеро» и пришло из Индии, возможно, через португальский танк . Это может иметь некоторую связь с:
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )