Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Нефтегазовое дело, химия и экология»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

____________ Л.И. Никитина

«____» ___________ 2017 г.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕЗЕРВУАРОВ

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе бакалавра

ВКР 21.03.01 – 946.2017 ПЗ

Студент гр. 946 _____________ Н.М. Герасимчуков

Руководитель

(доцент, к.т.н, доцент) _______________ В.Г. Кочерга

Нормоконтроль

(доцент, к.т.н, доцент) ______________ Е.В. Муромцева

Хабаровск, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 3

1. СОКРАЩЕНИЯ 5

2. СПОСОБЫ И ЭТАПЫ ЗАЧИСТКИ ОТ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 8

2.1. Подготовительные работы 8

2.2. Способы очистки донных отложения 11

2.2.1 Технология размыва отложений раздельным способом 13

2.2.2 Особенности размыва отложений совмещенным способом 14

2.2.3 Технология размыва отложений устройством «Диоген» 14

2.3. Вывод резервуара из эксплуатации 17

2.4. Зачистка от донных отложений внутренней поверхности резервуара РВС -5000 м³ 20

3.4.1 Предварительная дегазация резервуарам 23

3.4.2 Параметры размыв донных отложений и мойка внутренней поверхности резервуара водой 26

3.4.2 Мойка резервуаров 27

3.4.3 Пропарка 28

3.4.4 Дозачистка 29

3.4.5 Контроль качества зачистки резервуара от донных отложений 29

3. ОЧИСТКА РЕЗЕРВУАРОВ С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКА (КАВИТАЦИОННЫЙ МЕТОД) 33

3.1. Общий принцип очистки металлических объектов с помощью ультразвука 33

3.2. Общая схема действия системы 39

3.3. Конструкторская часть 40

3.4. Расчет акустического поля излучения ультразвуковых волн в металле днища резервуара 41

3.5. Подбор центробежного насоса 44

4. Утилизация твердых донных отложений и нефтешламов 45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 55

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 56

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 57

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 60

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 61

ВВЕДЕНИЕ

Резервуары предназначены для приемки, хранения, отпуска, учета нефти и нефтепродуктов и являются ответственными инженерными сооружениями. Резервуары – мера вместимости со своими градуировочными характеристиками.

Основные элементы резервуаров (стенки, крыша, днище) в эксплуатационных условиях испытывают значительные быстроменяющиеся температурные режимы, повышенное давление, вакуум, осадки, коррозию.

В процессе эксплуатации резервуаров вертикальных стальных (РВС) наиболее опасным видом износа является образование течей в листовых элементах стенок и днища, вследствие коррозии, возникающей от воздействия внешней среды и возможных загрязнений (осадков) в хранимом нефтепродукте. Соответственно возможны потери нефти и нефтепродуктов, повышение взрывопожароопасности, загрязнение окружающей среды, подмыв основания резервуара. В связи с этим «Правилами технической эксплуатации нефтебаз» предусмотрены периодические меры по диагностике резервуаров.

Наибольшему коррозионному износу подвержены днища резервуаров, на которых накапливаются различные отложения, а также вследствие того, что днища воспринимают коррозию от испарений грунтовой влаги.

Таким образом, одной из самых существенных проблем является подготовка резервуара под проведение диагностических работ. Технология методов контроля, применяемых при диагностике днищ, предъявляет к их подготовке очень высокие требования, а именно:

• вакуумно-жидкостный метод – полное удаление маслосодержащих отложений на поверхности сварных швов и околошовных зон;

• ультразвуковой метод – зачистку от коррозии околошовных зон и точек замера толщины до степени не грубее Rz 80;

• магнитопорошковый и капиллярный методы – зачистку зон контроля до металлического блеска.

Следует отметить, что на резервуарах, имеющих признаки негерметичности днища, выборочный контроль неоправдан, в этих случаях необходим полный контроль всей площади днища, следовательно, и стопроцентная его зачистка. В современных условиях это связанно с высокими трудозатратами. В зависимости от степени загрязнения резервуара бывают случаи, когда продолжительность его подготовки занимает значительно больше времени, чем само диагностирование.

Одним из перспективных методов очистки днищ резервуаров является метод, основанный на использовании механических колебаний ультразвукового (УЗ) диапазона (ультразвуковых колебаний). В настоящее время он широко используется в промышленности для мойки ответственных деталей, полировки металлических поверхностей, а также в медицине.

Целью данной работы является задача разработать устройство для очистки металла днища резервуара от загрязнений и продуктов коррозии с помощью эффекта акустической (ультразвуковой) кавитации. Произвести подбор и реконструкция типового магнитостриктора, рассчитать необходимые параметры и выполнить подбор насоса.

1. СОКРАЩЕНИЯ

В данной работе используются следующие сокращения:

ГВС – газовоздушная среда;

ГУС – газоуравнительная система;

ДТ – дизельное топливо;

ЖБР – железобетонный резервуар;

ЖБРП – железобетонный резервуар прямоугольной формы;

ЖБРПК – железобетонный резервуар с плавающей крышей;

КИП и А – контрольно-измерительные приборы и автоматика;

ЛПДС – линейная производственно-диспетчерская станция;

ОС – очистные сооружения;

ОЭН – отдел эксплуатации нефтепроводов;

ПАВ – поверхностно-активные вещества (биологически разлагаемые);

ПДВК – предельно допустимая взрывобезопасная концентрация;

ПДК – предельно допустимая концентрация;

ПДПН – предельно допустимая пожарная нагрузка;

ПК – плавающая крыша;

ПКУ – передвижная котельная установка;

ПМЛЛА – план мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на опасном производственном объекте;

ПМТ – полевой магистральный трубопровод;

ПНБ – перевалочная нефтебаза;

ППР – проект производства работ;

ППУ – передвижная паровая установка;

ПРП – приемо-раздаточный патрубок;

ПРУ – приемо-раздаточное устройство;

ПШ – противогаз шланговый;

ПШ-1 – противогаз шланговый;

ПШ-2 – противогаз шланговый с принудительной подачей воздуха;

РВС – резервуар вертикальный стальной;

РВСП – резервуар вертикальный стальной со стационарной крышей и понтоном;

РВСПА – резервуар вертикальный стальной с понтоном и алюминиевой крышей;

РВСПК – резервуар вертикальный стальной с плавающей крышей;

РНПУ – районное нефтепродуктопроводное управление;

РНУ – районное нефтепроводное управление;

РЭН – ремонтно-эксплуатационные нужды;

СБ – служба безопасности;

СИЗ – средства индивидуальной защиты;

СИЗ ОД – средства индивидуальной защиты органов дыхания;

СОТ – служба охраны труда;

СПБ – служба пожарной безопасности;

СПБ и ПК – служба промышленной безопасности и производственного контроля;

УПТ – установка подслойного пожаротушения;

СРТ – сборно-разборный трубопровод;

ССРДО – стационарная система размыва донных отложений, системы размыва донных отложений с трубной разводкой, кольцевыми веерными соплами;

СЭН – служба энергонадзора;

ТБО – твердые бытовые отходы;

ТМС – технические моющие средства;

ТС-1 – топливо самолетное;

ТТО – товарно-транспортный отдел;

ТЭС – тетраэтилсвинец;

УЗО – устройство защитного отключения;

УМН – управление магистральных нефтепроводов;

ЩРСП – щит распределительный строительной площадки;

ЩСУ – щит станции управления;

ЩУ – щит управления;

ЭБ и РП – экологическая безопасность и рациональное природопользование;

ЭХЗ – электрохимическая защита.

1. СПОСОБЫ И ЭТАПЫ ЗАЧИСТКИ ОТ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

1. Подготовительные работы

Прежде чем приступить к зачистки донных отложений необходимо провести комплекс подготовительных работ который включает в себя:

1. Разработка дефектной ведомости на зачистку резервуара.

Дефектная ведомость на зачистку резервуара от донных отложений необходима для определения объёма работ, а именно количества техники, оборудования, материала и персонала.

2. Замер уровня твердых донных отложений.

3. Разработка технологической карты для дополнительного размыва резервуара перед выводом из эксплуатации.

Технологическая карта размыва резервуара разрабатывается за три месяца до вывода резервуара из эксплуатации с учетом последующего проведения ремонта (огневых работ).

4. Разработка проекта производства работ (ППР) на вывод резервуара из эксплуатации.

ППР на вывод резервуара из эксплуатации, должен содержать в себе:

– технологический план-график производства работ;

– план-график сменности персонала;

– мероприятия по производству работ;

– технологическую схему освобождения резервуара и ПРП от нефти;

– мероприятия по сохранению и контролю качества нефти;

– мероприятия по охране окружающей среды;

– схему организации связи и перечень используемой техники, оборудования и материалов;

– мероприятия по расстановке оборудования;

– обеспечению безопасного подъезда техники к резервуару при производстве работ;

– мероприятия по обеспечению охраны труда, промышленной безопасности при проведении подготовительных и основных работ;

– организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности при проведении подготовительных и основных работ;

– мероприятия по обеспечению пожарной безопасности при проведении подготовительных и основных работ;

– мероприятия по заполнению подводящих технологических трубопроводов в работу после окончания работ.

5. Разработка технологической карты эксплуатации резервуаров товарного парка с учетом выведенного из эксплуатации зачищаемого резервуара.

6. Разработка ППР по зачистке внутренней поверхности резервуара

ППР по зачистке внутренней поверхности резервуара, должен содержать в себе:

– технологический план-график производства работ;

– ведомость объемов работ;

– план-график сменности персонала;