Технико-экономические показатели сооружения и эксплуатации резервуаров и хранилищ

 

Наличие различных типов и конструкций резервуаров и хранилищ делает необходимым экономически обосновывать их выбор.

Экономическая эффективность применения различных хранилищ проводится на основе "Типовой методики определения экономической эффективности капитальных вложений", "Методики (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве ново техники, изобретений и рационализаторских предложений" и с учетом СН-509-78 "Инструкции по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений".

За основной технико-экономический критерий выбора наилучшего типа хранилищ по сравнению с конкурирующими базовым вариантом хранилища принимают годовые приведенные расходы:

 

S = Σ Э_i + E Σ К_i,

 

где Э_i - суммарные эксплуатационные расходы по i-му варианту;

Е - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, равный 0,12;

K_i - суммарные капительные затраты на сооружение данного типа резервуара (хранилища) по i-му варианту.

Капитальные вложения на сооружение хранилища включают стоимости всех видов строительно-монтажных работ, работ по монтажу оборудования, инструмента и др.

При сравнении вариантов хранилищ, отличающихся различной продолжительностью строительства, распределением капитальных вложений по периодам строительства или вводом объекта по очередям, необходимо учитывать влияние разновременности капитальных вложений. Если по рассматриваемым вариантам капитальные вложения осуществляются в разные сроки, а текущие затраты меняются во времени, то для приведения по фактору времени используют формулу:

 

α_t = (1-Е_п)^t,

 

где α_t - коэффициент приведения;

Е_п - норматив для приведения разновременных затрат, равный 0,1;

t - период времени приведения в годах, т. е. число лет, определяющих затраты и результаты данного года от начала расчетного года.

Затраты и результаты, осуществляемые и получаемые до начала расчетного года, умножают на коэффициент приведения α_t, а после начала расчетного года - делят на этот коэффициент, т. е.

 

S = Σ Э_i α_t + E Σ К_i α_t.

 

Выбор типа и числа резервуаров в составе общего парка нефтебаз следует проводить на основании определения минимума приведенных затрат по каждому варианту с учетом обеспечения: необходимой оперативности нефтебазы при заданных условиях эксплуатации и возможности своевременного ремонта резервуаров; минимальных потерь нефтепродуктов от испарений; минимальных затрат металла, сырья и энергоресурсов; требований возможно большей однотипности резервуаров Для одного сорта нефти и нефтепродукта следует предусматривать не менее двух резервуаров, если операции по приему и отпуску происходят непрерывно и в случаях, когда при периодическом совмещении операций требуется проводить отстой или подогрев. При прочих равных условиях экономические показатели эксплуатации резервуаров зависят от загруженности и полноты их использования, которая определяется коэффициентом оборачиваемости.

При выборе варианта компоновки резервуарного парка нефтебазы необходимо проводить сравнение получаемых затрат с нормативными (табл.). Выбирать следует резервуар возможно большего объема, так как с увеличением объема уменьшается удельный расход металла на 1 м³ резервуара. Технико-экономические показатели резервуаров различных конструкций приведены в табл.

При определении экономической эффективности применения подземных хранилищ, сооружаемых в соляных отложениях для сжиженных углеводородных газов в качестве базы сравнения используют резервуарные парки, состоящие из наземных стальных шаровых резервуаров объемом 600 и 900 м³ для пропана и 600-2000 м³ для бутана. При хранении нефтепродуктов в качестве базы сравнения используют стальные цилиндрические резервуары с рулонированным корпусом и щитовой кровлей объемом 10000 и 20000 м³ при низком давлении насыщенных паров и резервуары с понтоном объемом 10000 и 20000 м³ при хранении бензинов.

Экологическая часть

Потери нефти и нефтепродуктов, их влияние на окружающую среду, методы сокращения потерь

Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов, которые нужно учитывать при наливе, сливе, хранении и выполнения других операций на нефтебазах, - это взрывоопасность, пожароопасность, способность к электризации, токсичность, испаряемость.

Взрывоопасность паров нефти и нефтепродуктов наступает при определенном процентном содержании их в воздухе.

Наименьшее и наибольшее процентные содержания паров нефтепродуктов в смеси с воздухом, при которых может произойти взрыв при внесении в эту смесь источника зажигания, называют соответственно нижним и верхним пределами взрываемости.

Если процентное содержание паров нефтепродуктов меньше нижнего предела взрываемости, то даже при наличии открытого огня взрыва и воспламенения не произойдет. Если процентное содержания паров нефтепродуктов больше верхнего предела взрываемости, то при наличии огня начнется горение. Горение смеси паров нефтепродуктов с воздухом может кончиться взрывом, так как содержание паров в воздухе при сгорании будет уменьшаться и достигнет верхнего предела взрываемости.

Пожароопасность характеризует такое состояние объекта, при котором возможно возникновение пожара. Смесь паров нефтепродуктов с воздухом может вспыхивать (воспламеняться) при соприкосновении с открытым огнем и самовоспламеняться при нагреве до определенной температуры.

Температурой вспышки нефтепродукта называют температуру, при которой пары, при определенных условиях образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Нефтепродукты, способные самостоятельно греть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 334 К (в закрытом тигле) или 339 К (в открытом тигле), называют горючими жидкостями (ГЖ), а имеющие температуру вспышки ниже указанных называют легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ).

При нагревании до определенной температуры нефтепродукты могут воспламенятся без поднесения пламени. Такая температура называется температурой самовоспламенения.

Способность к электризации. При наливе, сливе, хранении, перекачке по трубопроводам и перевозке в железнодорожных и автомобильных цистернах нефти и нефтепродуктов образуется статическое электричество вследствие трения нефти и нефтепродуктов о стенки труб, емкостей и цистерн.

Нефтепродукты являются хорошими диэлектриками и способны длительное время сохранять электрические заряды. Искровой заряд накопленного в нефтепродуктах статического электричества может привести к взрыву или пожару. При надежном заземлении резервуаров, трубопроводов и других объектов нефтебазы статическое электричество отводится в землю.

Токсичность нефти и нефтепродуктов проявляется в ряде опасных свойств, вредно влияющих на здоровье человека. Сернистые пары нефтепродуктов обладают опасными для жизни отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол, этилированные бензины. Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке недостаточно дегазированных резервуаров, цистерн, колодцев, насосных и других помещений.

Наличие газов в воздухе определяют газоанализаторами, газоиндикаторами и газосигнализаторами.

Испаряемость- переход нефти и нефтепродуктов из жидкого состояния в газообразное. Испарение увеличивается с повышением температуры и понижением давления. Испарение нефти и нефтепродуктов характеризуется давлением насыщенных паров. Чем оно выше, тем больше испарение.

Воздействие разлитой нефти на экологию окружающей среды заключается в загрязнении почвенно-растительного комплекса, поверхностных и подземных вод, а также приземного слоя атмосферы.

Характер и степень воздействия хранимого продукта определяется составляющими ингредиентами, их свойствами, видовым составом фауны и флоры, атмосферными процессами и другими факторами.

Разлитая на почву нефть оказывает губительное действие на почвенно-растительный комплекс. В загрязнённых нефтью почвах нарушается экологическое равновесие, биологическая активность почвенно-растительного комплекса резко снижается. Нефтяное загрязнение приводит к гибели микрообитателей почвы, растительного покрова, деревьев, а также птиц и животных. В результате воздействия нефти снижается водопроницаемость почвы, резко возрастает соотношение между углеродом и азотом в сторону углерода нефти, из почвы вытесняется кислород, необходимый для биологических процессов в грунте.

Загрязнение почвенно-растительного комплекса приводит к значительному экологическому и экономическому ущербу:

снижает плодородие почвы;

падает урожайность сельскохозяйственных культур;

уменьшает продуктивность лесных ресурсов;

изымает из хозяйственного землевладения большие площади.

Воздействие нефти на почву может оказать пагубное влияние на человека через пищевые цепи, при этом возможно возникновение канцерогенного эффекта.

Разлитая на поверхность воды нефть оказывает отрицательное воздействие на качество воды и на жизнь обитателей водоёмов.

Нефтяная плёнка препятствует естественной аэрации, вызывает дефицит кислорода, нарушает нормальное биологические процессы в водоёмах на длительное время, изменяет состав воды.

Воздействие нефти на обитателей водоёмов и рек при соответствующей концентрации нефти в воде:

,05 - 0,1мг/л - погибает икра и молодь рыб;

,1 - 1,0 мг/л - погибает планктон;

,0 - 15 мг/л - гибнут взрослые особи рыб;

При концентрации нефти в воде 0,05 - 0,5 мг/л рыба приобретает неприятный «керосиновый запах».

Загрязнение водоёмов и рек нефтью сохраняется довольно значительное время. Скорость самоочищения воды зависит от её температуры, содержания в ней кислорода, которые определяют биологическую активность микроорганизмов и процесса минерализации.

Загрязнение приземного слоя атмосферы парами нефти приводит к подавлению роста растений, гибели животных, оказывает вредное действие на здоровье людей.

Разлитая нефть является источником повышенной взрывопожароопасности.

Классифицировать потери нефти и нефтепродуктов при хранении можно как количественные и количественно-качественные, когда количественные потери сопровождаются ухудшением качества нефти и нефтепродуктов.

Количественные потери происходят в результате: утечек через неплотности оборудования, сварных швов, фланцевых соединений и др.; разливов и разбрызгивания; неполного слива нефтеналивных судов, железнодорожных и автомобильных цистерн; переливов резервуаров, цистерн и др.; аварий.

Всех указанных потерь можно избежать, осуществляя профилактические ремонты, внимательно относясь к работе и систематически повышая квалификацию персонала нефтебазы.

Количественно-качественные потери происходят от испарения нефти и нефтепродуктов от малых и больших "дыханий", смешения, обводнения и др.

Потери больших "дыханий" происходят в результате вытеснения паровоздушной смеси при заполнении и сливе резервуара.

Потери от малых "дыханий" происходят в результате вытеснения паровоздушной смеси при повышении давления в газовом пространстве выше давления открытия дыхательного клапана в результате суточных изменений температуры и давления атмосферного воздуха.

Так как в процессе испарения теряются наиболее легкие фракции, то качество хранимого продукта ухудшается за счет изменения фракционного состава, повышения температуры начала кипения, понижения октанового числа, ухудшения пусковых свойств и др.

Для уменьшения потерь от малых и больших "дыханий" необходимо:

хранить легкоиспаряющиеся нефтепродукты в резервуарах с плавающей крышей или понтоном;

повысить расчетное давление в газовом пространстве;

иметь рабочий объем "дышащей" крыши или газгольдера в долях суммарного объема газового пространства всех присоединенных резервуаров;

доводить заполнение в резервуарах со стационарной крышей до верхнего максимального предела;

хранить нефтепродукты в резервуарах больших объемов, для которых удельные потери будут меньшими;

использовать газовую обвязку резервуаров с одинаковым нефтепродуктом в одной группе резервуаров;

установить диск-отражатель под дыхательным клапаном внутри резервуара, с помощью которого изменяется направление входящего воздуха с вертикального на горизонтальное;

улавливать пары нефтепродуктов и конденсировать их при помощи искусственного холода и сорбции. Процесс сорбции основан на поглощении паров или газов поверхностью жидких или твердых сорбентов;

окрашивать резервуары в светлые тона, что дает хороший эффект и не требует больших затрат.

Сбор основной массы нефти производится механическими методами с использованием специальных технических средств, остаточное количество нефти собирается с помощью сорбентов и диспергентов.

Сорбенты - материалы, которые способны поглощать и удерживать нефть. Они классифицируются:

по материалу - на минеральные и органические;

по типу сорбента - на природные и синтетические;

по гидромеханическим свойствам - на тонущие с поглощенной нефтью и плавающие на поверхности воды;

по состоянию поверхности - на естественные и модифицированные.

Сорбент наносится на нефтяное пятно, и после насыщения нефтью собирается одним из механических способов (нефтесборщиком, бульдозером, вручную и т.д.).

Способ нанесения сорбента на поверхность нефти зависит от вида сорбента. Порошки и гранулы наносят на нефть путём их распыления струёй воздуха или вручную. Отработанный сорбент вывозится на специальные пункты, где он очищается для повторного использования (утилизируется), или уничтожается.

Экологически недопустимо:

засыпать загрязненные участки, ямы-накопители. Дренажные канавы с наличием в них нефти;

сжигать разлившуюся нефть на поверхности почвы;

снимать и вывозить в отвалы загрязненную почву.