Разработка и обоснование целесообразности комплекса технических и технологических решений по строительству резервуара РВСП-10000

Оглавление
Введение………………………………………………………………………………………..8
1. Описательная  часть…………….…………………………………………………………..10
1.1 Задание на проектирование……………………………………………………….………….9
1.2 Физико-географические условия……………………………………………………………10
1.3 Климатические условия………………………………………………………………………11
1.4 Геологические условия……………………………………………………………………….14
1.5 Характеристика НПС……………………………………………………………………….14
2. Расчетная часть  ……. …………………..…………………………………………………..17
2.1  Исходные данные…………………………………………………………………………….18
2.2 Расчет полезной емкости резервуара………………………………………………………..19
2.2.1  Расчет минимально допустимого уровня взлива………………………………………..19
2.2.2 Расчет максимально допустимого уровня взлива ………………………….….………...20
2.3 Расчет минимальной  толщины  поясов стенки  резервуара………………………………20
2.4 Расчет стенки резервуара на прочность……………………………………………...……..22
2.5  Расчет стенки резервуара на устойчивость    …………….………………………………. 27
2.6 Расчет срока службы резервуара………………………..………………………………….. 31
3. Строительная часть…………………………………………………………………………..34
3.1 Транспортная схема доставки строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования…………………………….……………………………………….………………. 34
3.2 Состав строительно-монтажных работ ……………………………….……….…………….34
3.3  Производство строительно-монтажных работ……………………………….……………. 35
3.4  Монтажные и сварочные работы на резервуарах ………………………….………………36
3.5 Последовательность выполнения работ при полистовом монтаже резервуара методом наращивания стенки………………..………………………………….……….………………….38
3.6 Монтаж купольной крыши……..…………………………………….….……………………40
3.7 Монтаж понтона на стационарных опорах…………………..………………………………40
3.8  Гидравлические испытания резервуаров………………………………..…………………..40
3.9  Контроль качества изготовления и монтажа резервуаров……………..…………………..42
4. Установка оборудования на резервуаре РВСП-10000 м3……………….………………. 46
4.1 Наружные нефтепродуктоводы………………………………………….………………….46
4.1.1 Система компенсации нагрузок на стенку резервуара (СКНР)………….……………..46
4.1.2 Приемо-раздаточное устройство…………..……….……………………………………47
4.2 Наружные сети канализаци……………………….….……………………………………48
4.3 Устройство для удаления подтоварной воды…….………………………………………49
4.4  Патрубки и люки  РВСП…………………………………………………………………..50
	5  Пожаротушение…………………………………………..…………………………..50
5.1 Установка комбинированного пенного пожаротушения……………………..................51
5.2 Расчет  установок комбинированного пенного пожаротушения………………………51
5.2.1 Исходные данные………………………………………………………………………..52
5.2.2 Установка пожаротушения низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность горючего……………………………..…………………………………………. 52
5.2.3  Установка подслойного пожаротушения (УПТ)53……………………………………52
5.2.4  Установка комбинированного пожаротушения (УКП)……………………………….55
5.3  Расчет установок водяного охлаждения резервуара…………………………………….57
5.3.1 Расчет установки водяного охлаждения резервуаров………………………………….58
	6 Защита от коррозии…………….……………………………………………………..61
6.1 Антикоррозионная защита…………………………………………………………………61
6.1.1 Подготовка поверхности…………………………………………………………………61
6.1.2 Нанесение покрытия……………………………………………………………………...61
6.1.3 Схема защиты……………………………………………………………………………..62
6.2 Электрохимическая защита………………………………………………………………..63
	7  Электротехническая часть………………………………………………….………..66
7.1 Молниезащита и защита от статического электричества………………………………..66
7.2  Заземление………………………………………………………………………………….66
	8. Автоматизация…………………………………………………………………..……68
8.1 Объемы автоматизации…………………………………………………………………….68
8.2  Приборы и средства автоматизации……………………………………………………...68
8.3 Размещение и монтаж средств автоматизации…………………………………………...69
	9. Охрана окружающей среды……………………………………………………….…70
9.1  Проектные решения, обеспечивающие экологическую безопасность…………………70
9.2  Охрана воздушного бассейна района проведения работ………………………………..72
9.2.1 Воздействие на приземный слой атмосферы в период строительства и характеристика источников выброса загрязняющих веществ………………………………73
9.2.2  Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу…….77
9. 3  Охрана поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения………………77
9. 3.1 Воздействие объекта строительства на состояние поверхностных и подземных вод……………………………………………………………………………………………….77
9.3.2 Мероприятия по охране поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения…………………………………………………………………...…………………78
9.4 Охрана и рациональное использование земельных ресурсов…………………………...78
9.4.1 Воздействие объекта на территорию, условия землепользования и геологическую среду…………………………………………………………………………………………….78
9.4.2 Отвод земель и рекультивация…………………………………………………………..80
9.5.  Основные требования к местам и способам временного хранения отдельных видов отходов………………………………………………………………………………………….81
9.6  Воздействие на растительный и животный мир…………………………………………83
	10  Охрана труда………………………….……………………………………..………84
10.1  Меры безопаности при организация строительной площадки………………………..84
 10.2  Меры безопасности при проведении земляных работах………..……………………84
10.3  Меры безопасности при производстве бетонных и железобетонных работ………….85
10.4  Меры безопасности при монтаже технологических металлоконструкций…………...88
10.5  Меры безопасности при работе на высоте……………………………………………...90
	Заключение……………………………………………………………………………….91
	Список использованной литературы…………………………………...………………92







Введение

      В данной работе  рассмотрен  вопрос по разработке и обоснование целесообразности комплекса технических и технологических решений по строительству  резервуара   РВСП-10000 м3  № 14 ЛПДС «Воскресенка»  АО «Транснефть-Дружба»
       Проектные решения разработаны с учетом положений и требований основных нормативно–технических документов Российской Федерации и отраслевых руководящих документов ПАО «Транснефть».
      Принятые проектные решения обеспечивают выполнение необходимых функций контроля технологических параметров и управления при соблюдении всех необходимых технологических параметров и режимов работы резервуарного парка ЛПДС «Воскресенка».
            Современные условия эксплуатации трубопроводного транспорта характеризуются повышенными требованиями к экологической безопасности, необходимостью поддержания линейной части магистральных трубопроводов и резервуарных парков работоспособном состоянии при их естественном старении для бесперебойного оказания транспортных услуг потребителям нефтепродукта.
      С каждым годом система магистральных нефтепродуктопроводов нуждается во все больших объемах капитальных вложений для уменьшения разрыва между старением и обновлением мощностей.
      Предоставление услуг надежного и качественного транспорта нефтепродукта при высокой промышленной и экологической безопасности объектов трубопроводного транспорта является важным направлением деятельности ОАО «АК «Транснефтепродукт». Техническая политика компании связана со стратегической установкой на сохранение долговременного потенциала действующей системы нефтепродуктопроводов.
      Резервуарные парки – это неотъемлемая часть любой трубопроводной системы. Строительство  резервуаров требует значительных инвестиционных вложений, и её необходимость определяется предварительным технико-экономическим расчетом.
      В настоящее время действующий резервуарный парк ЛПДС «Воскресенка» состоит из 3 резервуаров объемом 5000 м3, 1 резервуара объемом 7500 м3,  5 резервуаров объемом 10000 м3. 
      Главной задачей ЛПДС является выполнение операций приема и хранения светлых нефтепродуктов от 2-х нефтеперерабатывающих заводов (КНПЗ и НкНПЗ) а также технологического процесса перекачки  нефтепродукта на обслуживаемом участке нефтепродуктопровода согласно маршрутных поручений.
      Вновь построенный резервуар № 14 будет соответствовать всем современным требованиям нормативных документов, касающихся эксплуатации,  ремонта и обслуживания резервуаров и резервуарных парков. РВСП будет с понтоном, и на нем будут установлены:
     -   система подслойного пожаротушения
     -   уровнемер  3950 REX TANK-RADAR (фирмы Saab)
     -   устройство для измерения температуры нефтепродукта  (фирмы Saab)
     -  система   контроля   аварийных   уровней   нефтепродукта  (максимального   и минимального)
     -   система контроля скорости наполнения и опорожнения резервуара
      Строительство нового резервуара, несмотря на единовременные инвестиционные вложения позволит снизить годовые затраты на ремонт и повысить надёжность эксплуатации резервуарного парка.
      



































1. Описательная часть


1.1 Задание на проектирование

     Заданием на дипломное проектирование является разработка и обоснование целесообразности комплекса технических и технологических решений по строительству  резервуара   РВСП-10000 м3  № 14 ЛПДС «Воскресенка» ОАО «Юго-Запад транснефтерподукт»
     Основание для проектирования - повышение надежности работы резервуарных парков.
     Проектом  решено предусмотреть:
     -     демонтаж  существующего вертикального  стального  резервуара  РВСП-5000 м?
     -   монтаж  вертикального  стального  резервуара  РВСП-10000 м? с алюминиевым понтоном и стационарной сферической крышей,  реконструкция основания;
-    монтаж новой стальной задвижки DN 500 PN 2,5 МПа с электроприводом; 
     - монтаж приемно-раздаточного устройства ПРУ-500,  Ду- 500.
     - внутреннее и наружное покрытие резервуара осуществить с учетом применения   современных технологий;
     -  защиту днища средствами ЭХЗ;
     - площадку обслуживания задвижки приемо-раздаточного устройства;
     -  предусмотреть стальные задвижки клиновые  ручные DN 150;
     -   управление приемо-раздаточной задвижки  вывести  на пульт управления в  операторной  ЛПДС.
     -   установку и обвязку на резервуаре уровнемера радиолокационного типа и    системы замера средней температуры нефтепродукта  в резервуаре с их автоматическим измерением и выводом информации на АРМ в операторной ЛПДС «Воскресенка»;
     - монтаж и обвязку автоматических пожарных извещателей с выводом сигнализации в операторную НППС, при монтаже пожарного извещателя указать подключение к силовому щиту;
     - установку на резервуаре датчика аварийного уровня нефтепродукта с выводом сигнализации в операторную НППС;
     - устройство переходных лестниц через обвалование;
     - реконструкцию промышленной и ливневой канализации;
     - систему орошения резервуара;
     - монтаж внутренней разводки системы пожаротушения «легкой водой» с учетом подключения к комплексной автоматической системе пожаротушения;
     - установку ручных пожарных извещателей по периметру обвалования резервуара;
     - вывод цепей сигнализации о пожаре на РВС и от ручных пожарных извещателей в операторную ЛПДС;
     - электроснабжение электрических приемников от существующих РЩ;
         -     оборудование управлением электроприводом задвижки и электроприводом «ЭПЦ» установить в шкафах управления типа РУСМ;
     - подводку кабельных линий к электроприемникам задвижек выполнить в металлических трубах кабелем с медными жилами. Подключение электродвигателя «ЭПЦ» выполнить медным гибким кабелем;
     - предусмотреть  РУСМ задвижек;
     - выполнить защиту внутренней поверхности резервуара средствами ЭХЗ;
     - пешеходные дорожки в каре резервуара (выложить тротуарной плиткой);

     1.2 Физико-географические условия

     Описываемая территория расположена в центральной части Восточно-Русской впадины, на южном склоне Волго-Уральского свода. В тектоническом строении ее принимают участие четыре крупных тектонических элемента: Жигулевская дислокация, Пугачевский вал, Иргизская впадина и Заволжский прогиб.
      Формирование наиболее крупных структур, имеющих развитие в пределах исследуемой территории - Жигулевской складки и Пугачевского вала, происходило в нижнем и среднем палеозое на фоне общего поднятия и окончательно завершилось в миоценовую эпоху.
      Более молодые тектонические движения не оказали существенного влияния на морфологию тектонических структур района, но обусловили, в основном, рельеф последнего.
      Вертикальные движения земной коры в пределах исследуемой территории в неотектонический период незначительные, для района работ характерным являются опускания на 1-6 мм/год, что существенного влияния на проектируемые сооружения оказывать не будет.
      Фоновая сейсмичность района работ не достигает 6 баллов по шкале MSK-64.
      
      
1.3 Климатические условия

      Характерными особенностями климата являются: континентальность, преобладание в течение года малооблачных и ясных дней, холодная и малоснежная зима, короткая весна, жаркое и сухое лето, непродолжительная осень, сравнительно большая вероятность ранних осенних и поздних весенних заморозков. 
      Годовая сумма выпадающих осадков распределяется неравномерно и изменяется в пределах от 360 мм на юго-востоке области до 582 мм на северо-востоке. Наибольшая толщина снегового покрова наблюдается в северо-восточных районах, где она достигает 40 см, на юге и юго-востоке не превышает 25 см. 
      Характерной особенностью ветрового режима является преобладание в холодную часть года юго-западных и южных ветров, в теплую - западных и северо-западных. Наиболее сильные ветры южного направления. Близость безводных азиатских полупустынь сказывается на климате южных регионов области, что выражается в периодических засухах.
      Оценка основных элементов климата выполнена на основании данных по метеостанции Самара и представлена в таблице 1.1.
Таблица 1.1  - Основные климатические характеристики.
Наименование
Величина
Источник информации
Средняя годовая температура воздуха, оС
+4,2?С
СНиП 23-01-99
Абсолютная максимальная температура воздуха, оС
+39?С
СНиП 23-01-99
Абсолютная минимальная температура воздуха, оС
минус 43?С
СНиП 23-01-99
Средняя месячная и средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, оС
+20,4?С
+25,9?С
СНиП 23-01-99
Средняя месячная температура воздуха за самый холодный месяц, оС
минус 13,5?С
СНиП 23-01-99
Продолжительность периода с отрицательными температурами, сут
149
СНиП 23-01-99
Средняя месячная относительная влажность воздуха, %
- в январе
- в июле

84
63
СНиП 23-01-99
Количество осадков за год, мм
483
СНиП 23-01-99
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с
Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с
5,4

3,2

СНиП 23-01-99
Преобладающее направление ветра
- холодный период
- теплый период
ЮВ
З
СНиП 23-01-99
Климатический подрайон по строительной климатологии
II В
СНиП 23-01-99
Ветровой район
III 
СНиП 2.01.07-85
Снеговой район
IV 
СНиП 2.01.07-85
Коэффициент температурной стратификации атмосферы
160
ОНД-86
Коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности
1,0
ОНД-86

      Зима (середина ноября - конец марта) умеренно холодная, с доминированием облачной погоды. Температура воздуха наиболее холодных суток - минус 32°С, наиболее холодной пятидневки - минус 28°С. Преобладающая дневная температура воздуха минус 5°С - минус 9°С, ночная -минус 10°С - минус 12°С. Абсолютный минимум температуры воздуха - минус 38°С. Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха минус 4,7°С составляет 125 дня, с температурой минус 1,6°С - 194 дней, с температурой минус 0,7°С - 211 дня.
      Устойчивый снежный покров (толщина 30-45 см) устанавливается в конце ноября - начале декабря. Глубина промерзания почвы в зависимости от высоты снежного покрова и температуры воздуха варьируется от 28 до 139 см. В течение зимы бывает до семи дней с метелями (преимущественно в феврале). Средняя глубина промерзания грунта в зимний период по СНиП 23-01-99 составляет 0,97 м.
      Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца -84%, количество осадков в ноябре - марте составляет 194 мм.
      Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль - южное, максимальная из средних скоростей за январь - 4 м/с.
      Весна (конец марта - конец мая) прохладная, с неустойчивой погодой, частыми похолоданиями, при которых температура воздуха ночью, даже в мае, опускается до 6°С и ниже. Осадки выпадают преимущественно в виде дождя, иногда в виде мокрого снега.
      Лето (конец мая - конец августа) умерено теплое. Температура воздуха обеспеченностью 0,95 - плюс 22,5°С, средняя максимальная температура наиболее теплого месяца - плюс 24°С. Преобладающая дневная температура воздуха- 16··20°С, ночная - 10··15°С. Абсолютный максимум температуры воздуха - плюс 38°С.
      Летом выпадает наибольшее количество осадков в виде кратковременных ливней, нередко с грозами и ветрами. Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца - 69%, количество осадков в апреле - октябре составляет 436 мм. Преобладающее направление ветра за июнь - август - северо-западное, минимальная из средних скоростей за июль – 3,4 м/с.
      Осень приходится на конец августа - середину ноября. В сентябре погода сравнительно теплая с преобладанием малооблачной. В середине октября температура воздуха быстро понижается, устанавливается пасмурная погода, по ночам бывают заморозки; в ноябре наступает резкое похолодание. Осадки выпадают в виде моросящих дождей. В середине возможны снегопады. Ежемесячно 5-7 дней бывают с туманами.
      Площадка работ, в соответствии с районированием территории страны по условиям для строительства, относится к климатическому подрайону I В.
Согласно СНиП 23-01-99 район по снеговой нагрузке - IV, район по ветровой нагрузке - IV, район по гололёду - III.
Сейсмичность района расположения объекта по шкале MSK-64 не достигает 6 баллов.


1.4 Геологические условия

      В геоморфологическом отношении участок производства работ приурочен к верхней части Волжского склона Волго-Самарского водораздела.
      Земельный участок, отводимый под строительство РВСП-10000 м3, находится на территории Волжского района Самарской области, которая в геоморфологическом отношении входит в Провинцию Низменного Заволжья.
      Территорию провинции пересекают левые притоки Волги, такие как Самара, Чапаевка, Чагра, Большой Иргиз и др. Из притоков Волги наибольшей шириной речных террас отличается р. Самара, ширина которой в среднем течении, при слиянии с Б. Кинелем, свыше 5,5 км.
      По данным инженерно-геологических изысканий (ноябрь 2010 г.) подземные воды вскрыты на глубине от 2,00 м до 2,45 м. Это воды первого от поверхности водоносного горизонта, водовмещающими породами являются тонкие прослои водонасыщенных песков.
      Вода гидрокарбонатно-хлоридная натриевая, хлоридно-гидрокарбонатная магниево-натриевая, сульфатно-гидрокарбонатная натриевая, сильносолоноватая, очень жёсткая (жёсткость карбонатная). Вода не агрессивна к железобетонным конструкциям при постоянном смачивании, средне агрессивна при периодическом смачивании, проявляет среднюю агрессивность к свинцовым оболочкам кабеля и высокую агрессивность к оболочкам кабеля на основе алюминия.
      В соответствии с Пособием по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83*, площадка относится ко II типу по подтопляемости, при этом время, за которое площадка может быть подтоплена, составляет 10-15 лет (из расчета 0,1··0,15 м/год). То есть, для сооружений I уровня ответственности, территорию условно можно считать потенциально подтопляемой.
      Участок работ находится на территории ЛПДС «Воскресенка», расположенной с юго-востока от г. Новокуйбышевска Самарской области. Территория насыщена надземными и подземными коммуникациями. Поверхность спланирована. Отметки поверхности земли изменяются от 101,4 м до 109,6 м. 
      Геологическое строение исследуемого участка определяется развитием делювиальных среднеплейстоценовых отложений (dQII), представленных суглинком тугопластичным, глиной полутвердой и твердой. С поверхности они перекрыты техногенными грунтами.
      Из физико-геологических явлений и факторов, неблагоприятных для строительства и эксплуатации проектируемых сооружений, необходимо отметить высокое положение подземных вод.
      
1.5 Характеристика НПС

      Объект строительства размещается в Самарской области, г. Новокуйбышевск, ул. Шоссейная 6
      Линейная производственно-диспечерская станция (ЛПДС) «Воскресенка» предназначена для приема, временного хранения и перекачки соглас маршуртных поручений светлых нефтепродуктов с Куйбышевского и Новокуйбышевского нефтеперерабатывающих заводов.
      Новые резервуары размещаются внутри ограждения существующей ЛПДС и находятся в пределах установленной санитарно-защитной зоны.
      На территории ЛПДС действуют инженерные коммуникации:
     надземные – трубные и кабельные эстакады 
     подземные – сети канализации, водопровода, силовые электрические кабели и кабели связи.
      В настоящем проекте выполняется подключение запроектированных резервуаров к существующим коммуникациям на станции.
      Строящиеся резервуары оснащаются сетями канализации, водоснабжения, оборудуются системами пожаротушения и орошения.
      Строительство РВСП №14 находится в г. Новокуйбышевск  Самарской области в 1,5 км южнее г.Новокуйбышевск на территории ЛПДС «Воскресенка». Ближайшими населёнными пунктами являются г. Новокуйбышевск (~1,5  км южнее), п. Воскресенка (~3 км севернее).
      Резервуар №14, РВСП-10000 м? предназначен для приема,  хранения и перекачки светлых нефтепродуктов.
      Помещения с электроприводными задвижками запроектированы за обвалованием парка: №1 к Западу от резервуара №16, и существующее №2 к Востоку от резервуара №15.
      В состав строительной площадки входят следующие здания и сооружения:
     - резервуарный парк;
     - эстакада ТМП и ЭТ;
     - трасса КИП;
     - молниеприемники;
     - помещения с электроприводными задвижками. 

2 Расчетная часть

     Целью механического расчета проекта по «Сооружению РВСП-10000 м? на ЛПДС «Воскресенка» являются поверочные расчеты стенки резервуара на прочность и устойчивость,  расчет технологических параметров  и срока службы  резервуара.
     
2.1    Исходные  данные

Исходные данные:
Характеристики резервуара и нагрузки:
     - высота резервуара, Н=12000 мм; 
     - диаметр резервуара, D=34200 мм;
     R – радиус резервуара, R=17100 мм;
     - расстояние от верха стенки до оси камеры низкократной пены,  мм; 
     - расстояние от оси КНП до нижней образующей КНП,   мм;
     100 мм - запас емкости на температурное расширение (Регламент расчета полезной емкости ОР-23.020.00-КТН-256-07 п.2);
     - высота понтона с учетом его погружения,  мм; 
     - высота стойки понтона в рабочем положении Нст = 1200 мм; 
      - высота погружения понтона,    мм;
     - минусовой допуск на толщину проката,  мм;
     - минусовой допуск на коррозию,  мм;
     - масса крыши резервуара,   кг , (403849 Н);
     - масса оборудования резервуара, 2500 кг (24525 Н);
     - масса утеплителя, кг;
     - вакуумметрическоё давление газов нормативное,  Па; 
     - избыточное давление газов нормативное, Па; 
     - расчетное значение веса снегового покрова, =2,4 кПа (IV р-он, снег);
     - коэффициент перехода веса снегового покрова  ;
     - ветровое давление нормативное,=0,38  кПа (IIIр-он, ветер);
     - коэффициент изменения ветрового давления ,;
     - аэродинамические коэффициенты, 
внешнего ветрового давления, ;
     Коэффициенты:
     - коэффициент надежности по назначению ;
     - при расчете стенки на прочность ,;
     - при расчете стенки на устойчивость ,;
     – коэффициент надежности по материалу ;
     Коэффициенты надежности по нагрузкам: 
     -  коэффициент, учитывающий вес металлоконструкций ;
     - коэффициент вес стационарного оборудования , ;
     - коэффициент перегрузки от гидростатического давления , ;
      - коэффициент, учитывающий избыточное давление газов  ;
     - ветровое давление внешнее ,   ;
     Коэффициенты сочетаний нагрузок для основных сочетаний :
     - коэффициент сочетания особо длительных нагрузок, ;
     - коэффициент сочетания  длительных нагрузок, ;
     - коэффициент сочетания, соответствующий основной  кратковременной нагрузке, ;
     - коэффициент сочетания, соответствующий  второй кратковременной нагрузке, ;
      - коэффициент условий работы:
     - = 0,7  для нижнего пояса;
     - = 0,8  для всех остальных поясов.
     Постоянные величины: 
     - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
     -  удельный вес стали,   кг/м3;
     - расчетное сопротивление металла, МПа, 
     - модуль упругости, МПа;
     - плотность хранимого нефтепродукта,  = 840 кг/м3 = 0,84 т/м3;
      - плотность жидкости при гидроиспытании,  кг/м3;
     
          2.2  Расчет полезной ёмкости резервуара

           2.2.1  Расчет минимально допустимого уровня взлива

     Отметка верхней точки фланца:
       мм ;
     Минимально допустимый уровень взлива для алюминиевых понтонов типа «настил на поплавках»: 
       мм
     
2.2.2 Расчет максимально допустимого уровня взлива.

      мм
     
       мм
Итак, потенциальная полезная емкость резервуара:
     Vпп=(Нmaxдоп –Нminдоп)·ПR2= (11,260-1,380)·3,14·17,12= 9071 м3
     
2.2.3 Расчет  минимальной  толщины  поясов стенки  резервуара

     При расчете оптимальных размеров резервуара и основных элементов его конструкции руководствуются следующим. Толщина днища и покрытия являются нерасчетными параметрами и рекомендуемые их величины, соответственно ?дн =5-6 мм, ?покр= 3 - 4 мм. Выбираем ?дн = 6 мм, ?покр= 4 мм. Для изготовления резервуаров емкость 10000 м3 и более используется как Ст-3, так и низколегированные стали марок 09Г2С, 16Г2АФ, и другие. Используются так же комбинированные конструкции - нижние пояса стенки изготовляются из сталей 09Г2С, 16Г2АФ, верхние из стали Ст-3.
     Размеры листового проката выбираются из стандартного ряда. При этом руководствуются следующим: длина листа должна быть по возможности кратной периметру пояса, ширина листа - кратной высоте резервуара. При этом длина и ширина листа должны быть возможно большими с целью уменьшения количества сварных швов. 
     Принимаем в качестве материала стенок, днища и покрытия сталь марки 09Г2С, справочное значение предела текучести = 325 МПа,
                                                        
       Где:
     – коэффициент надежности по материалу – 1,025 (СНиП II-23-81)
      – коэффициент надежности по назначению – 1,1.
     Тогда, расчетное предельно допустимое напряжение:
     для первого пояса  МПа
     для остальных поясов  МПа
     Высоту пояса стенки резервуара берут исходя из стандартов листового проката. Выбираем лист 2 х 8 м ; припуск на коррозию ? = 0,7 мм
     Тогда число поясов получится   nп = 12,00 м : 2 м =  6 поясов
     Длина окружности L = 34,2   3,14 = 107,39 м - округляем до 108 м
     Число листов в поясе получится   nл =  108 : 8 = 14 шт
     Определим геометрический объем резервуара:
     
     Определяем толщину стенок поясов для режима эксплуатации по формуле:
     ,  м
     Определяем высотные координаты для  поясов:
     - 0 = 11,2  м
      м
      м
      м
      м
      м
     Определяем толщину стенок поясов:
       м
      м
     Исходя из РД–23.020.00–КТН–018-14 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Резервуары стальные вертикальные для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 100-50000 м3. Нормы проектирования» для резервуаров  диаметром от 25 до 40 м включительно, минимальная конструктивная толщина стенки должна быть не менее 8 мм, принимаем: 
     t1= 9 мм, t2– t6= 8 мм.
     Определяем толщину стенок поясов для режима гидроиспытанийпо формуле:
     ,  м               
     Определяем толщину стенок поясов:
      м
      м 
     Исходя из РД–23.020.00–КТН–018-14 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Резервуары стальные вертикальные для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 100-50000 м3. Нормы проектирования» для резервуаров  диаметром от 25 до 40 м включительно, минимальная конструктивная толщина стенки должна быть не менее 8 мм, принимаем: 
     t1= 10 мм , t2– t8= 8 мм.
     
2.4  Расчет стенки резервуара на прочность

     Поверочный расчет на прочность для каждого пояса стенки резервуара производится в соответствии с требованиями СП 16.13330.2011 по следующему неравенству:
     
где: 
     - меридиональные напряжения в i-м поясе стенки, МПа;
     – кольцевое напряжение в i-м поясе стенки, МПа.
     Меридиональные напряжение в нижней точке каждого пояса резервуара со стационарной крышей вычисляется по формуле:
. ,Па
     где - масса кровли резервуара с площадками,  кг = 0,403849 МН
     - вес стационарного оборудования, МН.  МН
     - вес утеплителя,  МН
     Се – безразмерный коэффициент, учитывающий снос снега с крыши под действием ветра. Се=0,85 + 0,00375 · (D-60) = 0,85;
     - вакуумметрическое давление газов,  Па;
     r- радиус резервуара, м;
tir= ti- iс-im  - расчетная толщина i-го пояса стенки, м.
     Вес стенки резервуара выше расчетной точки определяется по формуле:
     
     - высота резервуара, м.
     Рассчитаем вес стенки в каждой расчетной точке:
     I точка:   
        Н
     
     II точка:   
       Н
     III точка:   
         Н
     IV точка:   
        Н
     V точка:   
      Н
     VI точка:   
      Н
     Рассчитаем меридиональные напряжения в поясах резервуара:
     I пояс:   
  = 2,9  МПа
     II пояс:
  =  3,5 МПа
     III пояс: 
   = 3,3  МПа
     IV пояс :
  = 3,1  МПа
     V пояс:
  = 2,9  МПа
     VI пояс:
  = 2,8 МПа

     Кольцевые напряжение в каждом поясе резервуара вычисляется по формуле:
, МПа;                                       
     Рассчитаем кольцевые напряжения в поясах резервуара:
     I пояс:   
  МПа
     II пояс:
  МПа
     III пояс: 
  МПа
     IV пояс :
  МПа
     V пояс:
 МПа;
     VI пояс:
 МПа;
     Выполним поверочный расчет неравенства на прочность для каждого пояса и проверим выполнение условий:
     I пояс:  
      
     156,4 МПа ? 202 МПа;
     II пояс: 
      
     127,9 МПа ? 231 МПа
     III пояс:
     
     99,9 МПа ? 231 МПа
          IV пояс :
        
       71,8 МПа ? 231 МПа
     V пояс:
       
      43,7 МПа ? 231 МПа
     VI пояс:
        
        14,9 МПа ? 231 МПа
     
     По результатам расчетов видно, что условие прочности по каждому поясу стенки выполняется, для наглядности результаты расчетов сведены в таблицу 2.1


     Таблица 2.1 –Результаты расчета стенки РВСП – 10000 м? на прочность.
Но-мер пояса
Высо-та поя-са,  м
Расчет-ная толщи-на ti, мм
Расчетные меридиональ-ные напряжения D1, МПа
Расчетные кольцевые напряжения D2, МПа
Поверочный расчет, МПа

Но-мер пояса
Высота пояса, м

1
2,0
10,0
2,9
157,8
156,4
202
Выполняется
2
2,0
8,0
3,5
129,6
127,9
231
Выполняется
3
2,0
8,0
3,3
101,5
99,9
231
Выполняется
4
2,0
8,0
3,1
73,3
		71,8
231
Выполняется
5
2,0
8,0
2.9
45,1
43,7
231
Выполняется
6
2,0
8,0
2.8
16,9
14,9
231
Выполняется

     2.5  Расчет стенки резервуара на устойчивость

     Расчет стенки резервуара на устойчивость должен выполняться в соответствии с требованиями СП 16.13330.2011 и включать проверку толщин поясов стенки, учет наличия и предполагаемого расположения промежуточных колец жесткости при необходимости их установки.
     Устойчивость стенки считается обеспеченной при выполнении следующего условия:
     ,
где:
     и - соответственно расчетные меридиональные и кольцевые напряжения в стенке резервуара. МПа;
      и - соответственно критические меридиональные и кольцевые напряжения. МПа.
     Расчет меридиональные напряжение каждого пояса резервуара со стационарной крышей вычисляется по формуле:
, МПа Результаты расчета меридиональных напряжений по каждому поясу смотри п.2.3.
     Кольцевые напряжения в каждом поясе стенки для резервуаров со стационарной крышей определяются по формуле:
     , МПа                               
где: 
     - нормативное вакуумметрическое давление газов, МПа;
     Pw – нормативное значение ветрового давления, МПа;
     - коэффициент сочетания  длительных нагрузок, ;
     - коэффициент сочетания, соответствующий  второй кратковременной нагрузке, ;
     ? –безразмерный параметр, определяемый по формуле:
     ,                                                  
     r- радиус резервуара, м;
tmr= tms - ic -im  - расчетная толщина самого тонкого пояса стенки,                                          tmr = 0,008 – 0,0007  - 0,0003  =  0,007 мм
Тогда,            = 2443

Рассчитаем кольцевые напряжения в поясах стенки резервуара:
     = 0,42 МПа
     Критические меридиональные напряжения  определяются по формуле:
     ,
     где:   С0- безразмерный коэффициент, определяемый при 1220?2443<2500 по формуле:
     ;
              Е – модуль упругости стали, МПа.
     С0 = 0,085-10-5 ? 2443 = 0,06
     Рассчитаем критические меридиональные напряжения:
       МПа
     Критические кольцевые напряжения определяются по формуле, МПа:
     
     где r- радиус резервуара, м;
           Е – модуль упругости стали, МПа;
           Нr– редуцированная высота стенки, м;
     ? –безразмерный параметр.определяемый по формуле 
     Редуцированная высота стенки определяется по формуле, м: 
      
     
     
     
     Рассчитаем редуцированную высоту стенки:


     Рассчитаем критические кольцевые напряжения в поясах стенки резервуара:
     
     Проверим, выполняется ли условие устойчивости стенки резервуара. Результаты расчетов на устойчивость стенки резервуара сведены в таблице 2.2.
     Таблица 2.2 –Результаты расчетов напряжений и значение устойчивости            РВСП-10000 м3.
№
пояса
?1i,
МПа
,МПа
?1i/?cr1МПа
?2i,
МПа
?cr2,
МПа
?2i/?cr2,МПа
?1i/?cr1 + ?2i/ ?cr2
МПа
Проверка условия
?1i/?cr1 + ?2i/ ?cr2 1
1
2,9
4,91

0,59


0,42





1,95





0,22



0,81
Удовлетворяет
2
3,5

0,71



0,95
Удовлетворяет
3
3,3

0,67



0,89
Удовлетворяет
4
3,1

0,63



0,85
Удовлетворяет
5
2,9

0,59



0,81
Удовлетворяет
6
2,8

0,57



0,79
Удовлетворяет
     
     По результатам расчета стенки резервуара на устойчивость видно, что стенка резервуара соответствует требованиям устойчивости (?1i/?cr1 + ?2i/ ?cr2 1) и способна выдержать нагрузки, действующие на резервуар.
     
     
2.6  Расчет срока службы резервуара

     Вертикальные стальные резервуары работают в условиях статического и малоциклового нагружения, поэтому при их проектировании необходим расчет остаточного ресурса при статическом нагружении с учетом коррозии металла и при малоцикловом нагружении.  
     Остаточный ресурс стенки резервуара при циклическомнагружении до образования макротрещин определяется по формуле:
               
     где: 
     - число циклов до образования макротрещин;
     - относительное сужение, определяемое экспериментальным путем или по справочным данным, ;
     - коэффициент запаса по напряжениям, ;
     -амплитуда условных напряжений в расчетной точке стенки резервуара;
     - предел вын.......................