РД 34.23.601-96 (РД 34.23.601-96)

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

ДЕПАРТАМЕНТ НАУКИ И ТЕХНИКИ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО РЕМОНТУ И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МАЗУТА

РД 34.23.601-96

Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"

Исполнители В.П. ОСОЛОВСКИЙ, Г.М. КОРОЛЕВ

Утверждено Департаментом науки и техники 15.07.96 г.

Начальник А.П. БЕРСЕНЕВ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

На тепловых электростанциях и в тепловых сетях Единого энергетического комплекса России в эксплуатации находится более 1800 резервуаров для хранения мазутного топлива, 26% емкостей представляет собой железобетонные резервуары, остальные — стальные вертикальные цилиндрические резервуары.

Железобетонные резервуары выполняются в двух вариантах: монолитные малоразмерные приемные емкости в основном до 500 м³ и сборные — вместимостью до 1000 м³ прямоугольные и цилиндрические преднапряженные, вместимостью 10000 м³, 20000 м³ и 30000 м³ — цилиндрические преднапряженные по проектам Союзводканалпроекта, Гидроспецстроя и других организаций. По срокам эксплуатации они распределяются следующим образом: более 50 лет — 8%, более 30 лет — 20%, более 20 лет — 50%, более 10 лет — 15%, менее 10 лет — 7%.

Железобетонные резервуары , используемые на ТЭС, предназначены для хранения топочных мазутов всех марок с плотностью до 1,0 т/м³. При этом предусмотрен коэффициент перегрузки, равный 1,1.

Во всех типовых проектах резервуаров применены сборные конструкции стен и кровли и монолитные днища. Резервуары возведены в двух вариантах — заглубленном на всю высоту емкости и надземном обвалованном.

Стальные цилиндрические резервуары составляют 3/4 парка мазутохранилищ энергообъектов, имеют вместимость от 100м³ до 30000 м³, выполнены по проектам институтов ЦНИИПСК, Южгипронефтепровод, Гипронефтеспецмонтаж и др. Резервуары большой вместимости (10000 м³ и более) начали вводиться в эксплуатацию с 1965 г. Резервуары вместимостью 30000 м³ высотой 12 м (проект 704-1-71) вводились в эксплуатацию с 1981 г., а высотой 18 м (проект 704-1-172) — с 1987 г.

На ТЭЦ Мосэнерго по проектам Мосэнергоремонта взамен подземных железобетонных резервуаров, оказавшихся недостаточно герметичными, в 70-х годах были возведены металлические подземные резервуары вместимостью 10000 м³ с наружной ограждающей подпорной стенкой кольцевого сечения. При этом нагрузка от действия грунта передается на окружающие каждый бак кольцевые подпорные стенки, которые выполнены частично из сборных бетонных блоков (3,75 м) и частично из кирпичной кладки (1,75 м толщиной стенки 510 мм и 1,6 м толщиной 380 мм). Между наружной кольцевой подпорной стенкой и стенкой металлического бака предусмотрен зазор 250 мм, который заполнен минеральной теплоизоляцией. Днище металлического резервуара установлено на монолитной железобетонной плите толщиной 200 мм из бетона М200, на которую также устанавливается и кольцевая подпорная стенка. Внутри резервуара установлены непосредственно на стальные листы днища сборные железобетонные конструкции фундаментов стаканного типа, колонн, балок плит кровельного покрытия по схеме проекта сборного железобетонного резервуара вместимостью 10 тыс. м³ Союзводканалпроекта. Кровля выполнена железобетонной из сборных элементов. С наружной стороны металлическая стенка резервуара окрашена стойкой масляной краской, а днище уложено на битумную смазку, нанесенную на монолитную железобетонную плиту. Эта конструкция резервуара по сравнению с железобетонными резервуарами, облицованными металлом, имеет преимущество, заключающееся в том, что металлическая облицовка железобетонного резервуара прогревается раньше бетона стенки и деформируется, так как не имеет возможности свободно расширяться. В случае высокого уровня грунтовых вод при опорожнении резервуара возможен отрыв и разрушение днища и смещение облицовки стен внутри резервуара.

Стальные резервуары вместимостью 10, 20 и 30 тыс.м³, используемые на электростанциях, не предназначены для хранения в них мазута с плотностью 1,015 т/м³ и в связи с этим в местных инструкциях по эксплуатации максимальный уровень залива мазута определен ниже допустимой проектом высоты (0,95). Температура хранения мазута в резервуарах не превышает 90°С. Цикличность изменения уровня топлива более чем на 50% высоты в резервуарах в проектах не учтена. На большинстве резервуаров (90%) она не превышает 12 циклов в год, в то же время на остальных резервуарах она достигает 550 циклов в год.

Проектом предусмотрена антикоррозионная защита внутренней поверхности кровли и двух верхних поясов, которую последующими постановлениями Госстроя СССР разрешено не выполнять.

Не предусматривается проектами катодная и протекторная защита днища резервуаров от почвенной коррозии и коррозии блуждающих токов.

Состав эксплуатируемых металлических резервуаров в зависимости от сроков эксплуатации и их единичной вместимости имеет следующее распределение (табл. 1):

Таблица 1

Таким образом, основная часть парка резервуаров имеет срок эксплуатации, превышающий 20 лет (с учетом железобетонных резервуаров).

Обеспечение при строительстве и сохранение на весь период эксплуатации герметичности резервуаров является главным условием надежности их эксплуатации.

2. СОСТОЯНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МАЗУТА,

ХАРАКТЕР И ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ РЕЗЕРВУАРОВ

Анализ многолетних данных обследования состояния строительной части резервуаров и опыта их технического обслуживания и ремонта по материалам, представленными энергопредприятиями, выявил следующие наиболее характерные недостатки конструкций резервуаров.

2.1. Состояние железобетонных резервуаров

Монолитные железобетонные резервуары, являющиеся, как правило, приемными емкостями, выполнены в заглубленном варианте. Большая их часть имеет течи мазута вследствие низкого качества монолитного железобетона (сквозные трещины в стенах с раскрытием до 4 мм, рыхлый бетон) и ухудшения со временем его состояния под воздействием грунтовых вод (Иркутская ТЭЦ-3, Соликамская ТЭЦ-12, Мурманская ТЭЦ и др.). Наиболее эффективным решением по восстановлению герметичности монолитных резервуаров является облицовка его стен и днища металлическим листом, что было выполнено на ряде объектов (Ефремовская ТЭЦ, Ульяновская ТЭЦ-1, Иркутские тепловые сети, Свердловская ТЭЦ и др.).

Прямоугольные сборные железобетонные резервуары вместимостью 1000 м³ оказались чувствительными к температурным перепадам в стеновом ограждении, что неизбежно в условиях эксплуатации. В стыках между панелями образуются сквозные трещины, устранение которых эпоксидными составами или торкретированием давали кратковременный эффект. Так как эти резервуары выполнены в заглубленном варианте (Краснодарская ТЭЦ и др.) или с обвалованием (Архангельская ТЭЦ и др.), то если вытекающий мазут не попадает в подземные коммуникации, установить наличие и места протечек возможно только при вскрытии обвалования или обратной засыпки.

Железобетонные цилиндрические резервуары вместимостью 10, 20 и 30 тыс.м³ за счет кольцевой напряженной арматуры, навиваемой по всей высоте стенок резервуара, должны были обеспечить герметичность стыков стеновых панелей, чего в определенной мере удалось добиться. Но из-за несоблюдения в ряде случаев технологии навивки, последующей релаксации напряжения арматуры, усадки бетона и других процессов предварительного обжатия стыков оказалось недостаточно и течи мазута в стыках между панелями появились на многих баках (Рязанская, Заинская ГРЭС и др.).

Наиболее часто утечки мазута наблюдаются в местах прохода металлических трубопроводов через железобетонную панель из-за частых температурных перепадов в двух различных по теплопроводности материалах (Чебоксарская ТЭЦ-1, Дзержинская ТЭЦ, Губкинская ТЭЦ, ТЭЦ-14 Ленэнерго, Рязанская ГРЭС и многих др.). Имеются течи в местах примыкания стен и днища (Верхнетагильская ГРЭС, Конаковская ГРЭС и др.), а также через образовавшиеся сквозные трещины в боковых поверхностях и днищах резервуаров (Мурманская ТЭЦ, Иркутская ТЭЦ-3, Орская ТЭЦ-1, Конаковская ГРЭС и др.). На многих электростанциях места утечек мазута из резервуаров не определены, так как нахождение утечки после обвалования резервуара затруднено. На некоторых электростанциях (Ульяновская ТЭЦ-1, Комсомольская ТЭЦ-3, Архангельская ТЭЦ, Смоленская ТЭЦ и др.) при проведении гидравлических испытаний резервуаров утечки воды были выше допустимых норм и для восстановления герметичности было выполнено покрытие внутренних поверхностей стен и днища резервуаров металлическим листом.

По представленным энергопредприятиями данным на 01.1990 г. имелись течи в железобетонных преднапряженных цилиндрических резервуарах:

в 66 из 133 резервуаров вместимостью 10000 м³, возведенных по проектам 7-02-152, 7-02-158, 7-02-308, 7-02-896;

в 14 из 24 резервуаров вместимостью 20000 м³, возведенных в основном по проекту 7-02-310;

в 6 из 13 резервуаров вместимостью 30000 м³, возведенных по проекту 7-04-1-65.

В резервуарах вместимостью 10000 м³, возведенных по проекту 7-02-156, армирование оголовков колонн, несущих кровлю, было недостаточным, вследствие чего на нескольких объектах произошло обрушение железобетонных плит кровли резервуаров. В последующем было выполнено усиление оголовков колонн металлоконструкциями, а в ряде случаев замена части колонн и внутреннего опорного кольца (Новочебоксарская ТЭЦ-3, Заинская ГРЭС, ТЭЦ-22 Мосэнерго, Конаковская ГРЭС, Воронежская ТЭЦ-1, Воронежская ТЭЦ-2 и др.). Уплотнение стыков стеновых панелей торкретом не исключило утечек мазута через стены. Частичное обрушение торкрета наблюдалось через несколько лет после начала эксплуатации резервуаров вместимостью 30000 м³ на Рязанской ГРЭС и др.

Неплотность в днище и в сопряжениях стен с днищем приводят к обводнению мазута за счет попадания грунтовых вод (ТЭЦ-3 Мосэнерго, Соликамская ТЭЦ-12 и др.). В меньшей мере обводнение мазута происходит атмосферными осадками при недостаточной гидроизоляции кровли и отсутствии необходимых уклонов.

В верхней части резервуаров имеют место разрушения сборных железобетонных плит покрытия, а также железобетонных балок, на которые они опираются. У указанных элементов со стороны мазута имеет место коррозионный износ защитного слоя бетона: отслоение бетона и обрушение его до обнажения арматуры, которая часто провисает по всей площади элемента и корродирует. Имелись случаи обрушения плит покрытия. Наблюдаются сквозные зазоры между плитами покрытия — раствор, которым были замоноличены стыки плит, прокорродировал и разрушился.

На внутренних поверхностях верхних участков стен под плитами перекрытия часто наблюдаются подтеки белесого цвета: продукты коррозии бетона (гидрат окиси кальция) как результат выщелачивания свободной извести из цементного камня бетона.