Монтаж изотермических резервуаров

В последние годы на нефтехимических комбинатах страны для сжиженных газов сооружают изотермические резервуары, обеспечивающие хранение газов при отрицательных температурах до – 195° С и давлении, близком к атмосферному, что делает такое хранение весьма экономичным и менее взрывоопасным в сравнении с хранением в газообразном состоянии при высоком давлении в сферических резервуарах. Низкая температура хранения продукта обусловливает конструктивные особенности изотермических резервуаров: применение хладостойких сталей; увеличение высоты по сравнению с обычными резервуарами; наличие двойной стенки для размещения теплоизоляции и соответствующего фундамента, предотвращающего промерзание грунта; устройство анкерных креплений.

При сооружении изотермических резервуаров применяют следующие способы их монтажа: полистовой с наращиванием поясов, полистовой с подращиванием поясов, укрупненными картами 4х12м, индустриальный из рулонных заготовок, комбинированный (сочетающий монтаж из рулонных заготовок с полистовой сборкой).

Способы монтажа резервуаров полистовой сборкой и даже укрупненными картами мало отвечают современным требованиям индустриализации строительства. Сооружение изотермических резервуаров большой вместимости, имеющих, как правило, высоту стенок 24м, наиболее рационально с применением индустриальных заготовок; при этом возможны шесть вариантов монтажа (рис. 9.40).

Вариант I предусматривает монтаж нижней части стенок резервуара из рулонных заготовок с последующим полистовым наращиванием стенок до проектных отметок. При монтаже верхних стенок снаружи в межстенном пространстве и внутри резервуара устанавливают леса. К листам верхних поясов стенок приваривают приспособления для сборки и крепления лесов, которые после завершения монтажа срезают, места срезки зачищают и проверяют на наличие трещин.

Вариант II отличается от варианта тем, что листы верхних частей стенок предварительно укрупняют в карты (секции) в горизонтальном положении на стенде, куда их укладывают с необходимым прогибом. Конструкция стенда предусматривает кантовку карт (секций) для выполнения сварных швов с обеих сторон.

Рис. 9.40. Варианты (I-VI) монтажа изотермического резервуара с применением рулонных заготовок

По варианту III изготовленные на заводе рулоны для верхних частей стенок вместе с опорной платформой устанавливают на катушку, освободившуюся после разворачивания полотнища нижней части стенки. Для обеспечения большей устойчивости основание катушки пригружают. Свободную кромку рулона балкой жесткости закрепляют на нижней части стенки, и рулон разворачивают. Нижнюю горизонтальную кромку удерживают специальные ловители. При необходимости обеспечить жесткость полотнища в процессе монтажа на развернутой части стенки устанавливают вертикальные балки жесткости.

По варианту IV – на наружном днище разворачивают рулоны нижней части наружной стенки и верхних частей наружной и внутренней стенок. В центральной части днища устанавливают в вертикальном положении рулоны нижней части внутренней стенки. На установленных на наружном днище верхних частях стенок монтируют внутреннюю и наружную крыши. Затем собранный блок, состоящий из верхних частей стенок и крыш, поднимают в проектное положение, создавая избыточное давление воздуха внутри резервуара. Для предотвращения утечки воздуха по контуру поднимаемого блока устраивают временный уплотняющий затвор. Во избежание перекосов поднимаемый блок обеспечивают стабилизирующей канатно-блочной системой. После установки поднятого блока в проектное положение разворачивают рулоны нижней части внутренней стенки и соединяют верхние кромки разворачиваемых полотнищ с нижней кромкой подвешенной части внутренней стенки.

В соответствии с вариантом V рулоны нижних и верхних частей стенок резервуара разворачивают в горизонтальном положении на специальной площадке. Кромки развернутых полотнищ соединяют встык, после чего полотнище наворачивают на специально изготовленную катушку увеличенного диаметра с использованием канатов, проложенных под полотнищем и наматываемых на тракторную лебедку. Готовый рулон накатывают на днище, устанавливают в вертикальное положение и разворачивают.

С точки зрения технологии монтажа, сооружение резервуара из готовых заводских рулонов высотой до 24м (вариант VI) является менее трудоемким, однако требует значительных капитальных вложений для оснащения завода-изготовителя стендом по рулонированию полотнищ шириной 24м.

По расчетам, вариант VI, с учетом капитальных вложений, оказывается экономичным при строительстве не менее четырех изотермических резервуаров в год вместимостью по 20 тыс. м³ при условии размещения стенда для рулонирования полотнищ шириной 24м в существующем здании. При необходимости строительства специального цеха со стендом капитальные затраты значительно возрастают. В этом случае они окупаются при условии сооружения более 15 резервуаров в год.

Среди вариантов монтажа комбинированными методами наиболее экономичным является вариант IV с использованием пневмоподъема. Экономичность этого способа обусловлена малой величиной капиталовложений в машины и механизмы и низкой стоимостью вспомогательных приспособлений на монтаже. Варианты с применением разворачивания рулонов на высоте (III) и с укрупнением полотнищ на специальной площадке (V) уступают по суммарным приведенным затратам методу пневмоподъема, однако экономичнее варианта I.

Рулоны наружной и внутренней стенок изотермических резервуаров разворачивают так же, как и цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. После разворачивания рулона внутренней стенки (на днище наружного резервуара) и сварки монтажных стыков ее поднимают на проектную отметку (после раскрепления тягами), например, с помощью реечных домкратов и на наружное днище резервуара укладывают блоки пеностекла, а затем производят полистовой монтаж внутреннего днища.

Известен пример монтажа крыши внутреннего резервуара полностью в собранном состоянии тремя кранами. Крышу собирали на предварительно выверенных и забетонированных закладных деталях из уголков на специальной площадке. После предварительного усиления мест строповки и приварки ловителей внутреннюю крышу массой 140т и диаметром 34,2м тремя кранами (двумя КС-8161 и одним СКГ-63) с предварительным перемещением с места сборки установили на внутреннюю стенку резервуара. Несмотря на простоту монтажа, подгонка кромки крыши и стенки оказалась трудоемкой и потребовала значительного времени.

Крышу наружного резервуара обычно монтируют с помощью стрелового крана укрупненными щитами.

При изготовлении, укрупнительной сборке и монтаже внутреннего корпуса изотермического резервуара из хладостойкой никелевой стали некоторую сложность представляет выполнение сварных соединений, так как требуемые качество и герметичность швов на этой стали достигаются при температуре основного металла не ниже +5°С и применении специальной технологии, техники сварки и соответствующих сварочных материалов.

После монтажа резервуаров и проверки качества и герметичности сварных швов внутренний резервуар испытывают на прочность и плотность гидравлическим и пневматическим способами, для чего резервуар заливают на 24ч водой до проектной отметки и создают в течение 0,5ч избыточное давление, равное 12кПа. Для испытания наружного резервуара в межстенном пространстве создают давление 1кПа.

После испытаний резервуара навешивают теплоизоляцию (минеральные маты) на внутреннюю стенку и засыпают перлит в межстеновое пространство.