faridbensaeed
25th June 2011, 06:23 PM
مخازن
اصطلاح عمومى مخزن را مىتوان از نظر ساختار به دو دسته كلى مخازن با اجزاى داخلى (مثل پوسته مبدلهاى حرارتى، ظروف همزن دار، برج تقطير و...) و مخازن بدون اجزاء داخلى كه تانكرها و درامها مىباشند محدود كرد. تفاوت تانك و درام در اندازه آنها مي‍باشد كه زمان اقامت يك جريان مداوم در درام از چند دقيقه تجاوز نمىكند در صورتى كه اين زمان اقامت براى تانكها به چندين ساعت مىرسد. درامها در خطوط فرايند قبل يا بعد از دستگاههاى فرايندى استفاده مىشوند كه به عنوان مثال مىتوان به درام واقع در قبل از كمپرسورها اشاره كرد كه قطرات مايع را از جريان گازى جدا مىكند. درام قبل از ديگ مانع از آن مىشود كه دستگاه در وضعيت خشك كار كند. درام پس از كمپرسور رفت و برگشتى ضربه آن را متعادل مىكند. تانكها مخازن بزرگترى هستند كه مىتوان به تانك خوراك (FEED TANK) برج تقطير ناپيوسته كه ممكن است خوراك چندين روز را در خود نگهدارد و همينطور مخازن ذخيره اشاره كرد.
مخازن از نظر كاربرد به دو دسته مخازن ذخيره و تحت فشار تقسيم مىشوند كه هر كدام در موارد خاص فرايندى مورد استفاده قرار مىگيرند.
انواع مخازن ذخيره
به طور كلى فراوردههاى نفتى را از نظر انباشتن در مخزنها مىتوان به سه دسته تقسيم كرد:
1 - فرآورده هايى كه فشار بخار آنها از 1/5 پوند بر اينچ مربع كمتر است معمولاً در مخزنهاى سقف ثابت نگهدارى مىشوند.
2 - فرآورده هايى كه فشار بخار آنها بيشتر از 1/5 پوند بر اينچ مربع است در مخزنهاى سقف شناور نگهدارى مىشوند.
3 - فرآورده هايى كه داراى فشار بخار زيادتر يا نزديك 100 پوند بر اينچ مربع هستند، در مخزنهاى كروى يا استوانهاى نگهدارى مىشوند.
مخزنهاى سقف ثابت:
اين نوع مخزنهاى استوانهاى، قائم، و با سقف ثابت مخروطى شكل بوده، بر پايه مناسبترين اندازه قطر و بلندى براى تأمين ظرفيت مورد نياز استاندارد شده است و براى انباشتن فرآوردههاى گوناگون نفتى مورد استفاده قرار مىگيرد. عواملى كه در گزينش قطر و بلندى مخزن مؤثرند اينها هستند:
فضاى موجود براى نصب مخزن، تحمل فشار، خاك زير مخزن، فراريت فرآورده هايى كه بايد در مخزن انبار شود، سرعت ته نشين شدن مواد نفتى مورد نظر و ناخالصيهايى كه در مخزن انبار مىگيرد. مخزنهايى كه براى انباشتن مايعات فرار ساخته مىشوند بايد بدون منفذ (GAS TIGHT) بوده و تغييرات فشار ميان 6 تا 20 سانتى‌متر آب را تحمل نمايد تغييرات فشار بوسيله شير اطمينان ويژهاى خنثى مىگردد. ديگر تجهيزات اين مخزنها عبارتند از حوضچه و شير زير آب، لولههاى مارپيچ بخار، پروانه همزن براى آميختن فرآوردهها، عمق سنج خودكار، دماسنج و غيره.
ديسك شكست (RUPTURE DISK) قسمتى روى سقف تانك است كه ضعيفتر از قسمتهاى ديگر ساخته مىشود و در مواقعى كه كنترل كنندهها خوب عمل نكنند و همينطور براى شيرهاى اطمينان مشكل بوجود آمده باشد پاره شده و مانع از صدمه ديدن برج مىشوند.
مخزنهاى سقف شناور:
در اين مخزنها سقف روى مايع شناور بوده و با مايع به بالا و پايين حركت مىكند معمولاً دو نوع از اين مخزنها بيش از انواع ديگر به كار گرفته مىشوند.
- سقفهاى ماهيتابه شكل (PAN TYPE): اين سقفها مسطح بوده و از فولاد ساخته مىشوند و داراى پايههاى عمودى هستند كه به محيط سقف متصل مىباشد. نقطه ضعف اين سقفها اين است كه به مجرد سوراخ شدن غرق مىشوند.
- سقفهاى خزينه دار (PONTOON TYPE): در این نوع خزينه جعبه مانند و تو خالى پيرامون سقف نصب شده، آن را شناور كرده است. برترى اين نوع سقف در اين است كه با سوراخ شدن يك يا چند خزينه غرق نخواهد شد.
: مخزنهاى كروى و استوانهاى
مخزنهاى كروى يا استوانهاى براى مقاومت در برابر فشارهاى بالا به كار مىرود و ممكن است تا 100 پوند بر اينچ مربع (Psi) يا بيشتر را تحمل كنند اين نوع مخزنها جهت نگهدارى بوتان و پروپان و گاز مايع و بنزينهاى سبك و بطور كلى مواد شيميايى سبك كاربرد دارد.
مشخصات عمومى مخازن تحت فشار
شكل اكثر مخازن تحت فشار استوانهاى يا كروى بوده كه فرم استوانهاى آن با كلگى كروى يا بيضوى يا كاسهاى قابل ساخت و مونتاژ مىباشد. و كليگهاى كروى به دو حالت نورد گرم و سرد توليد مىشوند.
استاندارد ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE براى مخازن ذخيرهاى نيز استفاده مىشود، طبق استاندارد موجود بعد از مشخص بودن پارامترهاى اصلى ياد شده ضخامت و مشخصات هندسى و جوشكارىهاى مختلف و جنس مواد تعين شده با امكانات كارگاهى نيز تهيه مىگردد.
اتصالات مختلفى كه روى مخازن تعبيه مىگردد از قبيل محل مورد نصب فشار سنج، شير تخليه اضطرارى، ترمومتر، سطح سنج مي‌باشند و در صورتى كه مخزن جهت كارهاى پيچيدهتر استفاده شود طبعاً نيز اتصالات مربوط به آن نيز اضافه خواهد شد.
: خصوصيات فنى مخازن تحت فشار
طراحى و ساخت مخازن تحت فشار بر اساس پارامترهاى مختلف فنى از قبيل فشار، درجه حرارت، نوع فولاد مصرفى، امكانات كارگاهى، تأثير عوامل جوى از قبيل باد و برف و باران و زلزله، عمر مفيد مقاومت مصالح و مواد مصرفى در مقابل خوردگى شيميايى و مكانيكى به شرح زير طراحى مىشود:
1 - فشار مخزن با توجه به استاندارد (ASME CODE) با ضخامت، تنش مجاز مواد مصرفى، امكانات جوشكارى ارتباط دارد.
2 - درجه حرارت كه عاملى مؤثر در طراحى و ساخت بوده يكى ديگر از عوامل مهم در طراحى مىباشد.
3 - مواد مصرفى در مخازن تحت فشار و ذخيرهاى معمولاً از انواع مختلف كربن استيل بوده كه انتخاب هر كدام از اين فولادها با توجه به تنش مجاز درجه حرارت كارى و فرم پذيرى فولاد و جوشكارى آن و... انجام مىگيرد.
4 - عامل حجم مخزن با در نظر گرفتن موقعيت محل نصب و با تغيير اندازه قطر و ارتفاع بر اساس استاندارد مربوطه و با حفظ تناسب اجزاء مطابق با نياز طراحى و ساخته مىشود.
5 - پارامتر تأثيرات جوى بصورت بار اضافى در شرايط مختلف محاسبه مىشود.
ايمنى در مخزنهاى ذخيره
از ديدگاه ايمنى مخزنها بايد موارد زير رعايت شوند:
سقف شناور: براى كاهش ميزان تبخير مواد سبك و جلوگيرى از آتش سوزى، مخزنهاى فرآوردههاى سبك و فرار با سقف شناور ساخته مىشوند اين نوع سقفها از ورود هوا به مخزن و همآميزى با بخارهاى نفتى ممانعت مىكند و از اين راه از انفجار و آتش سوزى كه ممكن است از جرقه ساكن ايجاد گردد جلوگيرى مىنمايند.
رنگ مخزنها: مخزنهاى محصولات سبك و ميان تقطير به رنگ سفيد رنگآميزى مىشود تا كمترين گرما را از محيط و انرژى تابشى جذب كرده دماى محتواى مخزنها در كمترين حد ممكن نگهداشته شود نتيجتاً مقدار تبخير و هدر رفتن مواد سبك نفتى كمتر شده شرايط خطرناكى در بالاى مخزن پديد نمىآيد.
خطر الكتريسيته ساكن در مخزن
خطرهاى الكتريسيته ساكن را كه به هنگام نقل و انتقال مواد نفتى ايجاد مىشود نبايد از نظر دور داشت. هنگام نقل و انتقال مواد آتش زا دو عامل سبب بارور شدن مخزن با الكتريسيته ساكن مىگردد: يكى پخش شدن مايعات به قطرات كوچك و ديگرى اصطكاك مايعات هنگام جريان در خطوط لوله. پس از ورود مايع به مخزن، حتى جرقه كوچكى در آميزه بخارات نفتى و هواى موجود در بالاى مخزن، سبب انفجار و آتش سوزى مىشود. ديواره همه مخزنها بايد به وسيله سيم به زمين متصل شود (EARTHING WIRE) كار اين سيم هدايت بار الكتريسيته ساكن از مخزن به زمين و جلوگيرى از تراكم الكتريسيته در بدنه مخزن مىباشد.
اصطلاح عمومى مخزن را مىتوان از نظر ساختار به دو دسته كلى مخازن با اجزاى داخلى (مثل پوسته مبدلهاى حرارتى، ظروف همزن دار، برج تقطير و...) و مخازن بدون اجزاء داخلى كه تانكرها و درامها مىباشند محدود كرد. تفاوت تانك و درام در اندازه آنها مي‍باشد كه زمان اقامت يك جريان مداوم در درام از چند دقيقه تجاوز نمىكند در صورتى كه اين زمان اقامت براى تانكها به چندين ساعت مىرسد. درامها در خطوط فرايند قبل يا بعد از دستگاههاى فرايندى استفاده مىشوند كه به عنوان مثال مىتوان به درام واقع در قبل از كمپرسورها اشاره كرد كه قطرات مايع را از جريان گازى جدا مىكند. درام قبل از ديگ مانع از آن مىشود كه دستگاه در وضعيت خشك كار كند. درام پس از كمپرسور رفت و برگشتى ضربه آن را متعادل مىكند. تانكها مخازن بزرگترى هستند كه مىتوان به تانك خوراك (FEED TANK) برج تقطير ناپيوسته كه ممكن است خوراك چندين روز را در خود نگهدارد و همينطور مخازن ذخيره اشاره كرد.
مخازن از نظر كاربرد به دو دسته مخازن ذخيره و تحت فشار تقسيم مىشوند كه هر كدام در موارد خاص فرايندى مورد استفاده قرار مىگيرند.
انواع مخازن ذخيره
به طور كلى فراوردههاى نفتى را از نظر انباشتن در مخزنها مىتوان به سه دسته تقسيم كرد:
1 - فرآورده هايى كه فشار بخار آنها از 1/5 پوند بر اينچ مربع كمتر است معمولاً در مخزنهاى سقف ثابت نگهدارى مىشوند.
2 - فرآورده هايى كه فشار بخار آنها بيشتر از 1/5 پوند بر اينچ مربع است در مخزنهاى سقف شناور نگهدارى مىشوند.
3 - فرآورده هايى كه داراى فشار بخار زيادتر يا نزديك 100 پوند بر اينچ مربع هستند، در مخزنهاى كروى يا استوانهاى نگهدارى مىشوند.
مخزنهاى سقف ثابت:
اين نوع مخزنهاى استوانهاى، قائم، و با سقف ثابت مخروطى شكل بوده، بر پايه مناسبترين اندازه قطر و بلندى براى تأمين ظرفيت مورد نياز استاندارد شده است و براى انباشتن فرآوردههاى گوناگون نفتى مورد استفاده قرار مىگيرد. عواملى كه در گزينش قطر و بلندى مخزن مؤثرند اينها هستند:
فضاى موجود براى نصب مخزن، تحمل فشار، خاك زير مخزن، فراريت فرآورده هايى كه بايد در مخزن انبار شود، سرعت ته نشين شدن مواد نفتى مورد نظر و ناخالصيهايى كه در مخزن انبار مىگيرد. مخزنهايى كه براى انباشتن مايعات فرار ساخته مىشوند بايد بدون منفذ (GAS TIGHT) بوده و تغييرات فشار ميان 6 تا 20 سانتى‌متر آب را تحمل نمايد تغييرات فشار بوسيله شير اطمينان ويژهاى خنثى مىگردد. ديگر تجهيزات اين مخزنها عبارتند از حوضچه و شير زير آب، لولههاى مارپيچ بخار، پروانه همزن براى آميختن فرآوردهها، عمق سنج خودكار، دماسنج و غيره.
ديسك شكست (RUPTURE DISK) قسمتى روى سقف تانك است كه ضعيفتر از قسمتهاى ديگر ساخته مىشود و در مواقعى كه كنترل كنندهها خوب عمل نكنند و همينطور براى شيرهاى اطمينان مشكل بوجود آمده باشد پاره شده و مانع از صدمه ديدن برج مىشوند.
مخزنهاى سقف شناور:
در اين مخزنها سقف روى مايع شناور بوده و با مايع به بالا و پايين حركت مىكند معمولاً دو نوع از اين مخزنها بيش از انواع ديگر به كار گرفته مىشوند.
- سقفهاى ماهيتابه شكل (PAN TYPE): اين سقفها مسطح بوده و از فولاد ساخته مىشوند و داراى پايههاى عمودى هستند كه به محيط سقف متصل مىباشد. نقطه ضعف اين سقفها اين است كه به مجرد سوراخ شدن غرق مىشوند.
- سقفهاى خزينه دار (PONTOON TYPE): در این نوع خزينه جعبه مانند و تو خالى پيرامون سقف نصب شده، آن را شناور كرده است. برترى اين نوع سقف در اين است كه با سوراخ شدن يك يا چند خزينه غرق نخواهد شد.
: مخزنهاى كروى و استوانهاى
مخزنهاى كروى يا استوانهاى براى مقاومت در برابر فشارهاى بالا به كار مىرود و ممكن است تا 100 پوند بر اينچ مربع (Psi) يا بيشتر را تحمل كنند اين نوع مخزنها جهت نگهدارى بوتان و پروپان و گاز مايع و بنزينهاى سبك و بطور كلى مواد شيميايى سبك كاربرد دارد.
مشخصات عمومى مخازن تحت فشار
شكل اكثر مخازن تحت فشار استوانهاى يا كروى بوده كه فرم استوانهاى آن با كلگى كروى يا بيضوى يا كاسهاى قابل ساخت و مونتاژ مىباشد. و كليگهاى كروى به دو حالت نورد گرم و سرد توليد مىشوند.
استاندارد ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE براى مخازن ذخيرهاى نيز استفاده مىشود، طبق استاندارد موجود بعد از مشخص بودن پارامترهاى اصلى ياد شده ضخامت و مشخصات هندسى و جوشكارىهاى مختلف و جنس مواد تعين شده با امكانات كارگاهى نيز تهيه مىگردد.
اتصالات مختلفى كه روى مخازن تعبيه مىگردد از قبيل محل مورد نصب فشار سنج، شير تخليه اضطرارى، ترمومتر، سطح سنج مي‌باشند و در صورتى كه مخزن جهت كارهاى پيچيدهتر استفاده شود طبعاً نيز اتصالات مربوط به آن نيز اضافه خواهد شد.
: خصوصيات فنى مخازن تحت فشار
طراحى و ساخت مخازن تحت فشار بر اساس پارامترهاى مختلف فنى از قبيل فشار، درجه حرارت، نوع فولاد مصرفى، امكانات كارگاهى، تأثير عوامل جوى از قبيل باد و برف و باران و زلزله، عمر مفيد مقاومت مصالح و مواد مصرفى در مقابل خوردگى شيميايى و مكانيكى به شرح زير طراحى مىشود:
1 - فشار مخزن با توجه به استاندارد (ASME CODE) با ضخامت، تنش مجاز مواد مصرفى، امكانات جوشكارى ارتباط دارد.
2 - درجه حرارت كه عاملى مؤثر در طراحى و ساخت بوده يكى ديگر از عوامل مهم در طراحى مىباشد.
3 - مواد مصرفى در مخازن تحت فشار و ذخيرهاى معمولاً از انواع مختلف كربن استيل بوده كه انتخاب هر كدام از اين فولادها با توجه به تنش مجاز درجه حرارت كارى و فرم پذيرى فولاد و جوشكارى آن و... انجام مىگيرد.
4 - عامل حجم مخزن با در نظر گرفتن موقعيت محل نصب و با تغيير اندازه قطر و ارتفاع بر اساس استاندارد مربوطه و با حفظ تناسب اجزاء مطابق با نياز طراحى و ساخته مىشود.
5 - پارامتر تأثيرات جوى بصورت بار اضافى در شرايط مختلف محاسبه مىشود.
ايمنى در مخزنهاى ذخيره
از ديدگاه ايمنى مخزنها بايد موارد زير رعايت شوند:
سقف شناور: براى كاهش ميزان تبخير مواد سبك و جلوگيرى از آتش سوزى، مخزنهاى فرآوردههاى سبك و فرار با سقف شناور ساخته مىشوند اين نوع سقفها از ورود هوا به مخزن و همآميزى با بخارهاى نفتى ممانعت مىكند و از اين راه از انفجار و آتش سوزى كه ممكن است از جرقه ساكن ايجاد گردد جلوگيرى مىنمايند.
رنگ مخزنها: مخزنهاى محصولات سبك و ميان تقطير به رنگ سفيد رنگآميزى مىشود تا كمترين گرما را از محيط و انرژى تابشى جذب كرده دماى محتواى مخزنها در كمترين حد ممكن نگهداشته شود نتيجتاً مقدار تبخير و هدر رفتن مواد سبك نفتى كمتر شده شرايط خطرناكى در بالاى مخزن پديد نمىآيد.
خطر الكتريسيته ساكن در مخزن
خطرهاى الكتريسيته ساكن را كه به هنگام نقل و انتقال مواد نفتى ايجاد مىشود نبايد از نظر دور داشت. هنگام نقل و انتقال مواد آتش زا دو عامل سبب بارور شدن مخزن با الكتريسيته ساكن مىگردد: يكى پخش شدن مايعات به قطرات كوچك و ديگرى اصطكاك مايعات هنگام جريان در خطوط لوله. پس از ورود مايع به مخزن، حتى جرقه كوچكى در آميزه بخارات نفتى و هواى موجود در بالاى مخزن، سبب انفجار و آتش سوزى مىشود. ديواره همه مخزنها بايد به وسيله سيم به زمين متصل شود (EARTHING WIRE) كار اين سيم هدايت بار الكتريسيته ساكن از مخزن به زمين و جلوگيرى از تراكم الكتريسيته در بدنه مخزن مىباشد.