RU2493083C2

RU2493083C2 - Method of upping fire safety of oil and oil product tanks

Info

Publication number: RU2493083C2
Application number: RU2011143495/12A
Authority: RU
Inventors: Павел Рувимович Ривкин; Елена Павловна Воронина; Оксана Павловна Сафонова
Original assignee: Павел Рувимович Ривкин; Елена Павловна Воронина; Оксана Павловна Сафонова
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-09-20
Also published as: RU2011143495A

Abstract

FIELD: transport, distribution.

SUBSTANCE: proposed method may be used in storing of oil and oil products at main oil lines, oil processing plants, oil production plants, oil storage depots and gas filling stations. To prevent thunderbolt at vent and safety valves of the tanks said valves are electrically insulated from tank cover and body by fitting insulator gasket between valves and their mount pipes while fastening steel bolts or studs are replaced by those made of electric insulator materials.

EFFECT: higher fire safety.

3 dwg

Description

Предлагаемый способ предназначен для повышения пожаробезопасности емкостей, используемых для хранения нефти и нефтепродуктов на магистральных нефтепродуктопроводах, нефтебазах, нефтеперерабатывающих предприятиях, в нефтедобывающей промышленности, на автозаправочных терминалах.The proposed method is intended to increase the fire safety of containers used for storing oil and oil products at main oil pipelines, oil depots, oil refineries, in the oil industry, at gas stations.

Известны случаи удара молнии в дыхательную и предохранительную арматуру емкостей с нефтью и нефтепродуктами с последующим возгоранием самих емкостей.There are known cases of lightning strikes in the respiratory and safety valves of containers with oil and oil products, followed by ignition of the tanks themselves.

Предлагаемый способ базируется на достигнутых к настоящему времени познаниях физики образования молний, знаниях конструктивных и технологических особенностей эксплуатации нефтяных емкостей.The proposed method is based on the knowledge achieved so far of the physics of lightning formation, knowledge of the design and technological features of the operation of oil tanks.

В специальной литературе (см. Базелян Э.М. Райзер Ю.П. Искровой разряд, изд. МФТИ, 1997 г., 320 с.; Базелян Э.М. Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. М. Физматлит, 2001 г., 320 с.) приведены научные объяснения возникновения и описаны свойства молний.In the special literature (see Bazelyan E.M. Raizer, Yu.P. Spark discharge, ed. MIPT, 1997, 320 pp .; Bazelyan E.M. Raizer, Yu.P. Physics of lightning and lightning protection. M. Fizmatlit, 2001, 320 pp.) Provides scientific explanations for the occurrence and describes the properties of lightning.

В предгрозовой период, когда капельки воды, из которых состоят облака, вследствие трения о воздух заряжаются отрицательно. В облаках накапливается большой избыток электронов, возникает значительный отрицательный потенциал. Поверхность земли имеет потенциал равный нулю. Между землей и облаком возникает разность потенциалов и сильнейшее поле статического электричества. Электрический разряд в газовой среде (воздухе) между облаками и землей - это и есть молния.In the pre-storm period, when the water droplets that make up the clouds are negatively charged due to friction against the air. A large excess of electrons accumulates in the clouds, a significant negative potential arises. The surface of the earth has a potential equal to zero. Between the earth and the cloud there is a potential difference and a strong field of static electricity. An electric discharge in a gaseous medium (air) between clouds and earth - this is lightning.

Обычно пробой носит необратимый характер, то есть, если молния началась, то прекратиться на пол дороге она уже не может, а сам характер течения пробоя - лавинообразный (чем дольше, тем сильнее) и хаотичный - путь трассы фактически непредсказуем, однако он все равно закончится на земле или на молниеотводе.Typically, the breakdown is irreversible, that is, if the lightning has begun, then it can no longer stop on the floor of the road, and the nature of the breakdown flow is avalanche-like (the longer, the stronger) and chaotic - the path of the track is practically unpredictable, but it will end anyway on the ground or on a lightning rod.

По мере продвижения лидера заряда (стримера) молнии к земле напряженность поля на его конце усиливается и под его воздействием из выступающих над поверхностью земли предметов выбрасывается ответный стример (плазма), соединяющийся с лидером молнии, происходит разряд молнии. То есть, изначально молния бьет сверху вниз, а на конечной стадии из земли идет встречный удар и электрический потенциал молнии нейтрализуется.As the leader of the lightning charge (streamer) moves toward the ground, the field strength at its end increases and under its influence, a response streamer (plasma) is ejected from the objects protruding above the surface of the earth, connecting with the leader of the lightning, a lightning discharge occurs. That is, initially lightning strikes from top to bottom, and at the final stage a counter strike comes from the earth and the electric potential of lightning is neutralized.

Это свойство молнии и использовано для создания молниеотводов, головная (приемная для молнии) часть которых устраивается значительно выше защищаемого объекта, и чем выше, тем эффективнее работает молниеотвод.This property of lightning was used to create lightning rods, the head (receiving for lightning) part of which is located much higher than the protected object, and the higher, the more efficient the lightning rod works.

Внешняя молниезащита (ВМЗ) для нефтяных объектов с помощью молниеприемников проектируется в соответствии с требованиями «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, соружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-343.21.122-2003) с расчетной надежностью 0,995. Это означает, что с вероятностью 0,005, молния может ударить и в нефтяные емкости, что неоднократно уже имело место на практике.External lightning protection (VMZ) for oil facilities using lightning rods is designed in accordance with the requirements of the "Instructions for the installation of lightning protection of buildings, structures and industrial communications" (СО 153-343.21.122-2003) with an estimated reliability of 0.995. This means that with a probability of 0.005, lightning can strike in oil tanks, which has already taken place in practice more than once.

В соответствии с Правилами эксплуатации резервуаров все типы емкостей, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов, оборудуют дыхательной и предохранительной арматурой - клапанами различной конструкции (например, см. Авторское свидетельство СССР №707855, (51) М. кл.², В65D 87/32, 1978 г.; Авторское свидетельство СССР №707855 (доп.), (51) М. кл.³, В65D 90/22, 1980 г.).In accordance with the Tank Operating Rules, all types of containers intended for storing oil and oil products are equipped with breathing and safety valves — valves of various designs (for example, see USSR Author's Certificate No. 707855, (51) M. class ² , B65D 87/32 , 1978; USSR author's certificate No. 707855 (add.), (51) M. Cl. ³ , B65D 90/22, 1980).

На фиг.1 представлена принципиальная схема вертикального цилиндрического резервуара для нефти и нефтепродуктов, где 1 - дыхательный и предохранительный клапаны, 2 - крыша резервуара, 3 - корпус резервуара, 4 - заземление резервуара, 5 - заземляющий контур резервуарного парка. Корпус, крыша, днище резервуара изготавливают из листовой, а заземление из полосовой стали.Figure 1 presents a schematic diagram of a vertical cylindrical tank for oil and oil products, where 1 is the breathing and safety valves, 2 is the roof of the tank, 3 is the tank body, 4 is the grounding of the tank, 5 is the grounding circuit of the tank farm. The body, roof, bottom of the tank are made of sheet, and the grounding of strip steel.

Дыхательная и предохранительная арматура монтируется на фланцах монтажных патрубков, привариваемых к крыше емкостей (см. фиг.2, где 1 - дыхательный клапан, 3 - монтажный патрубок, 4 - воротник для приварки патрубка, 5 - крыша резервуара. В комплект дыхательно-предохранительной арматуры входит обязательно огнепреградитель - 2. Последний предназначен для предотвращения проникновения искр и пламени через дыхательную арматуру в емкость.Breathing and safety fittings are mounted on the flanges of the mounting pipes welded to the tank roof (see figure 2, where 1 is the breathing valve, 3 is the mounting pipe, 4 is the collar for welding the pipe, 5 is the roof of the tank. a flame arrester is necessarily included - 2. The latter is designed to prevent the penetration of sparks and flame through the breathing arm into the container.

Все известные конструкции дыхательных и предохранительных клапанов, в том числе и применяемые на практике по названным выше авторским свидетельствам, имеют следующие недостатки.All known designs of breathing and safety valves, including those used in practice according to the above copyright certificates, have the following disadvantages.

Дыхательно-предохранительную арматуру изготавливают из различного рода металлов. Арматура обычно возвышается над уровнем земли на 14 и 20 м в зависимости от вместимости емкости. Арматура находится в заземленном состоянии через крепежные стальные шпильки или болты фланцевых соединений с монтажным патрубком, через монтажный патрубок, крышу и корпус емкостей (см. фиг.3, где 1 - стальная гайка, 2 - стальная шайба, 3 - стальной болт, 4 - фланец огнепреградителя, 5 - кольцевая герметизирующая прокладка, 6 - фланец монтажного патрубка, 7 - стенка монтажного патрубка). Поэтому при несрабатывании комплекса внешней молниезащиты (ВМЗ) емкостей, заземленная и приподнятая над землей дыхательная и предохранительная арматура может сыграть роль дополнительного молниеприемника и проводника для разряда молнии в землю. Если клапан на крыше емкостей рассматривать как конечную точку приземления (удара) молнии, то высокая температура в шнуре молнии или в плазме ответного стримера вызовет возгорание паровоздушной смеси, выходящей в этот момент из клапана, и даже разрушить клапан с последующим возгоранием самой емкости.Respiratory safety fittings are made of various kinds of metals. The fittings usually rise above the ground by 14 and 20 m depending on the capacity of the tank. The fittings are in the grounded state through mounting steel studs or bolts of flange connections with the mounting pipe, through the mounting pipe, roof and tank body (see Fig. 3, where 1 is a steel nut, 2 is a steel washer, 3 is a steel bolt, 4 is flame arrester flange, 5 - ring sealing gasket, 6 - mounting pipe flange, 7 - mounting pipe wall). Therefore, if the external lightning protection complex (VMZ) of the tanks does not work, the grounded and elevated breathing and safety valves may play the role of an additional air terminal and conductor for discharging lightning into the ground. If the valve on the roof of the tanks is considered as the final point of landing (shock) of lightning, then the high temperature in the lightning cord or in the plasma of the return streamer will ignite the vapor-air mixture leaving the valve at this moment, and even destroy the valve with the subsequent ignition of the tank itself.

Цель способа - повышение пожаробезопасности емкостей с нефтью и нефтепродуктами за счет предотвращения возможного удара молнии в дыхательную и предохранительную арматуру.The purpose of the method is to increase the fire safety of containers with oil and oil products by preventing a possible lightning strike in the respiratory and safety valves.

Эта цель достигается за счет электрической изоляции дыхательной и предохранительной арматуры от крыши и корпуса емкости («убрать землю») путем вставки электроизолирующей кольцевой прокладки между дыхательно-предохранительной арматурой и монтажным патрубком, на котором она устанавливается, а крепежные стальные болты или шпильки заменить на болты или шпильки с использованием электроизоляционных материалов.This goal is achieved by electrically isolating the breathing and safety fittings from the roof and the tank body (“remove the ground”) by inserting an electrically insulating ring gasket between the breathing and safety fittings and the mounting pipe on which it is installed, and replace the steel fastening bolts or studs with bolts or studs using electrical insulating materials.

Claims

A way to increase the fire safety of containers with oil and oil products, characterized in that to prevent lightning strikes in the respiratory and safety valves of the tanks, this armature is electrically insulated from the roof and the tank body by inserting an electrical insulating gasket between the valves and pipes on which they are installed, and steel fastening bolts or studs are replaced with bolts or studs using electrical insulating materials.