Magazynowanie ropy

naftowej

Dr hab. inż. Zbigniew Fąfara

Paw. A1, parter, pok. 21

Literatura

Jewulski J.

– „Napowierzchniowe zagospodarowanie

złóż kopalin ciekłych”. SU 1657, Wydawnictwa
Naukowo-

Dydaktyczne AGH, Kraków 2003.

Materiały szkoleniowe firmy LOTOS.
Gmiński Z. – „Magazynowanie ropy naftowej i gazu
ziemnego” – poradnik ucznia. Instytut Technologii
Eksploatacji

– Państwowy Instytut Badawczy, Radom

2007.

Część 1. Wprowadzenie

Tematyka:

1.

Magazynowanie ropy naftowej i jej produktów – ogólna
charakterystyka

Magazynowanie ropy

Magazynowanie ropy naftowej i jej produktów:

1.

Kopalnia ropy naftowej

2.

System transportu dalekosiężnego ropy naftowej

3.

Rafineria

4.

Bazy paliwowe

5.

Magazynowanie rezerw strategicznych paliw

Kopalnia ropy naftowej

Przygotowana do transportu ropa naftowa na kopalni jest

magazynowana w zbiornikach magazynowanych zwykle
o małej pojemności, od kilkudziesięciu do kilku tysięcy
m

3

– uzależniona od wydatku złoża oraz warunków

odbioru ropy. Większe zbiorniki są rzadkością.

Kopalnia Dębno

Transport dalekosiężny

Z kopalni ropa jest transportowana do zbiorników

magazynowych systemu transportu dalekosiężnego ropy
naftowej. Zbiorniki magazynowe w tym przypadku
posiadają bardzo duże pojemności, od kilkunastu tysięcy
do ponad 100.000 m

3

. Największe produkowane obecnie

w Polsce naziemne zbiorniki magazynowe ropy naftowej
posiadają pojemność 125.000 m

3

. W innych krajach

nawet 200.000 m

3

.

Ich zadaniem jest zapewnienie równomierności przepływu

transportowanej ropy naftowej

– magazynowanie

nadwyżek przy dostawach większych od wysyłek i
odwrotnie.

Transport dalekosiężny

Transport dalekosiężny zwykle odbywa się:

Rurociągami lądowymi i podmorskimi
Zbiornikowcami drogą morską

Przykładem w Polsce tego typu zbiorników magazynowych

ropy naftowej są:
Zbiorniki magazynowe na trasie rurociągu
dalekosiężnego w Adamowie, Płocku i Gdańsku
Zbiorniki magazynowe w naftoporcie

w Gdańsku

PERN -

Adamów

Rafineria w Gdańsku

Naftoport

w Gdańsku

Cykl ropy naftowej

Poprzez system transportu dalekosiężnego ropa naftowa

jest przesyłana do rafinerii w celu jej przeróbki. Rafinerie
ropy naftowej posiadają zbiorniki magazynowe:
Ropy naftowej przed przeróbką
Produktów finalnych przeróbki ropy naftowej

Zbiorniki magazynowe mają na celu uniezależnić, do

pewnego stopnia, pracę rafinerii od nierównomiernych
dostaw ropy naftowej i nierównomiernego odbioru
produktów jej przeróbki.

Rafineria w Gdańsku

Rafineria w Gdańsku

Rafineria w Gdańsku

Cykl ropy naftowej

Produkty finalne przerobu ropy naftowej w rafineriach

(szczególnie paliwa) są przez rafinerie sprzedawane
odbiorcom, którzy magazynują je w bazach paliwowych.

Z baz paliwowych paliwa po dodaniu dodatków

uszlachetniających są sprzedawane do stacji paliw, skąd
trafiają do odbiorców detalicznych.

Baza paliwowa Rejowiec

Cykl ropy naftowej

Duże zbiorniki magazynowe ropy naftowej wykorzystywane

są również do przechowywania strategicznych rezerw
ropy naftowej. W Polsce stanowią je:
Naziemne sztuczne zbiorniki magazynowe ropy naftowej
i jej produktów
Zbiorniki magazynowe w kawernach solnych

Pojemność naziemnych sztucznych zbiorników

magazynowych wynosi około 3.000.000 m

3

.

Kawernowy

zbiornik magazynowy ma pojemność

1.500.000 m

3

.

Część 2. Magazynowanie ropy

naftowej i jej produktów

Tematyka:

1.

Regulacje prawne

2.

Ogólna charakterystyka zbiorników magazynowych
ropy naftowej i jej produktów

3.

Sztuczne zbiorniki magazynowe ropy naftowej i jej
produktów

4.

Magazynowanie ropy naftowej i jej produktów w
kawernach solnych

Obowiązujące prawo

Dz. U. 05.243.2063 z dnia 21.11.2005 roku, Dz. U.
07.240.1753

– rozporządzenie MG w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy i stacje
paliw płynnych oraz rurociągi przesyłowe dalekosiężne
służące do transportu i magazynowania ropy naftowej i
jej produktów oraz ich usytuowanie.
Dz. U. 01.113.1211 z dnia 18.09.2001, Dz. U. 08.60.371
– rozporządzenie MG w sprawie warunków technicznych
dozoru technicznego, jakim powinny odpowiadać
zbiorniki bezciśnieniowe przeznaczone do
magazynowania materiałów ciekłych zapalnych.

Obowiązujące prawo

§1. Użyte w rozporządzeniu określenia oznaczają:

1.

Produkty naftowe

– produkty otrzymane z ropy

naftowej, a w szczególności:

a)

paliwa płynne

b)

oleje opałowe

c)

gaz płynny – skroplone węglowodory gazowe (C3 –C4)

d) oleje i smary

2.

Baza paliw płynnych (terminal) – obiekt budowlany
przeznaczony do magazynowania lub przeładunku ropy
naftowej i produktów naftowych

Obowiązujące prawo

2.

Ściana osłonowa zbiornika – ściana usytuowana wokół
zbiornika w odległości od 2 m do 2,5 m od jego
płaszcza, wykonana w celu zabezpieczenia przed
rozlaniem ropy naftowej lub produktów naftowych w
przypadku awarii zbiornika

3.

Zbiorniki naziemne

– zbiorniki znajdujące się na

otwartej przestrzeni lub przysypane warstwą ziemi o
grubości do 0,5 m lub umieszczone w pomieszczeniu

4.

Zbiorniki podziemne-zbiorniki przykryte lub obsypane
warstwą ziemi o grubości co najmniej 0,5 m oraz
zbiorniki o osi pionowej, gdy ich dach znajduje się co
najmniej 0,5 m poniżej powierzchni terenu

Obowiązujące prawo

5.

Rurociąg technologiczny – zespół odpowiednio
połączonych elementów służących do transportu ropy
naftowej i produktów naftowych w obrębie określonej
instalacji usytuowanej na terenie bazy paliw płynnych

§ 2. Ropę naftową i produkty naftowe, z wyjątkiem gazu

płynnego, w zależności od temperatury zapłonu zalicza
się do następujących klas:

Klasa

Produkt

Temperatura zapłonu

I

Ropa naftowa i jej produkty

Do 294,15 K (21



C)

II

Ropa naftowa i jej produkty

294,15

– 328,15 K (21 – 55



C)

III

Ropa naftowa i jej produkty 328,15

– 373,15 K (55 – 100



C)

Obowiązujące prawo

§11.1. Bazy paliw płynnych powinny być wyposażone w

instalacje, urządzenia lub systemy przeznaczone do:

1.

Zabezpieczania przed przenikaniem produktów
naftowych do gruntu, wód powierzchniowych i
gruntowych oraz emisją par tych produktów do
powietrza atmosferycznego w procesach ich
przeładunku i magazynowania

2.

Pomiaru i monitorowania stanu magazynowanych
produktów naftowych oraz sygnalizacji przecieków tych
produktów do gruntu, wód powierzchniowych i
gruntowych

Obowiązujące prawo

3.

Hermetycznego magazynowania, napełniania i
opróżniania produktami naftowymi I klasy,
ograniczające roczne straty tych produktów naftowych
w instalacji magazynowej bazy paliw płynnych do
wartości poniżej 0,01 % ich wydajności

Obowiązujące prawo

§176. Bazy paliw płynnych wybudowane albo użytkowane

przed dniem wejścia w życie tego rozporządzenia
powinny być do dnia 31 grudnia 2007 roku wyposażone
w instalacje, urządzenia lub systemy przeznaczone do:

1.

Zabezpieczania przed przenikaniem produktów
naftowych do gruntu, wód powierzchniowych i
gruntowych

2.

Pomiaru i monitorowania stanu magazynowanych
produktów naftowych oraz sygnalizacji przecieków tych
produktów do gruntu, wód powierzchniowych i
gruntowych.

Magazynowanie naziemne

Magazynowanie naziemne ropy i paliw płynnych to

składowanie ropy w specjalnie do tego celu
przeznaczonych zbiornikach. Zbiorniki na ropę w
zależności od przeznaczenia można podzielić na grupy:
Zbiorniki roboczo

– technologiczne,

Zbiorniki magazynowe.

W zbiornikach roboczo - technologicznych gromadzona jest

ropa naftowa bezpośrednio po jej wydobyciu z odwiertu i
wstępnej separacji. Zazwyczaj zbiorniki naziemne tworzą
tzw. ,,zespół zbiorników” połączonych ze sobą
rurociągami, z możliwością przetłaczania ropy pomiędzy
zbiornikami.

Zbiorniki magazynowe

Zbiorniki magazynowe węglowodorów na kopalni ropy

naftowej wykonuje się w formie cylindrów ustawionych:
Poziomo

– zbiorniki mniejsze o pojemności nie

przekraczającej 200 m

3

, wygodniejsza forma

Pionowo

– zbiorniki duże

Cylindryczny kształt wynika ze sposobu produkcji

zbiorników – spawanie z arkuszy stalowej blachy

kotłowej.

Zbiorniki poziome i mniejsze zbiorniki pionowe (zwykle o

pojemności do 600 m

3

) wykonywane są z blachy

jednolitej (o stałej grubości). Większe zbiorniki pionowe

robione są z blachy o zmiennej grubości – na dole

grubszej, u góry cieńszej.

Zbiorniki magazynowe

Grubość blachy można wyliczyć z równania:

gdzie:



-

wymagana grubość blachy



-

gęstość właściwa cieczy w zbiorniku

g

– przyspieszenie ziemskie

H

– wysokość słupa cieczy

D

– średnica zbiornika magazynowego



-

dopuszczalne naprężenie na rozciąganie

















2

D

H

g

Zbiorniki magazynowe

Zbiorniki magazynowe węglowodorów ciekłych

wykorzystywane są do przechowywania:
Ropy naftowej

Gazoliny
Gazu płynnego
Płynnych innych produktów naftowych

Stosowane w przemyśle naftowym zbiorniki magazynowe

węglowodorów płynnych są znormalizowane
(zoptymalizowane pod kątem zużycia materiałów).

Zbiorniki magazynowe

Małe, poziome zbiorniki magazynowe o pojemnościach do

55 m

3

, stosowane są w instalacji napowierzchniowej na

kopalni ropy oraz do przechowywania gazoliny i gazu
płynnego jako zbiorniki ciśnieniowe. Generalnie różnią
się one ciśnieniami przechowywanej cieczy:
Ropa naftowa

– ciśnienie atmosferyczne lub inne,

wynikające z przeznaczenia i procesu technologicznego
Gazolina

– 19,6-686,5 kPa

Gaz płynny – 686,5-2451,7 kPa

Zbiorniki magazynowe

Zbiorniki hermetyczne muszą być wyposażone w zawory

oddechowe i zawory bezpieczeństwa, przeciwdziałające

ich rozerwaniu. Stosowane są dwa rodzaje zaworów:
Mechaniczne (oddechowe)

– zawór podstawowy

Hydrauliczne (bezpieczeństwa) – zawór dodatkowy,

zabezpieczający przed nie zadziałaniem zaworu

mechanicznego, np. na skutek przymarznięcia

W trakcie pracy hermetycznego zbiornika magazynowego

cieczy, ciśnienie w nim zmienia się:
Zbiornik pełny – ciśnienie podwyższone
Zbiornik opróżniony – podciśnienie (vacuum)

Zbiorniki magazynowe

Zawory oddechowe i bezpieczeństwa powinny być tak

wyregulowane, by otwierać się po przekroczeniu
maksymalnego ciśnienia w zbiorniku (pierwszy
oddechowy) w celu wypuszczenia na zewnątrz powietrza
nasyconego parami węglowodorów, oraz po obniżeniu
ciśnienia poniżej dopuszczalnego podciśnienia w celu
wpuszczenia do środka czystego powietrza
atmosferycznego.

Oddychanie paliw

Magazynowane produkty naftowe ulegają procesowi

parowania, a zwłaszcza produkty o najniższych
temperaturach wrzenia. Straty parowania benzyny
zmagazynowanej w zbiorniku z dachem stałym
spowodowane są trzema zasadniczymi czynnikami:
nasycaniem się powietrza w wolnej przestrzeni ponad
magazynowanym produktem naftowym parami
węglowodorów,
tzw. „dużym oddechem”,
tzw. „małym oddechem”.

Rys. Mechanizm
strat paliwa
spowodowanych
„małym” i
„dużym”
oddechem.

Oddychanie paliw

Nad powierzchnią ciekłej benzyny znajduje się powietrze

zawierające pary benzyny. Zawartość par wzrasta wraz
ze wzrostem temperatury w zbiorniku. Po przekroczeniu
pewnego ciśnienia otwierają się zawory bezpieczeństwa.

W trakcie napełniania benzyną zbiornika z dachem stałym

wzrasta ciśnienie mieszaniny powietrza i pary benzyny,
ponieważ maleje wolna przestrzeń, aż do otworzenia się
zaworów oddechowych nadciśnieniowych. W efekcie
pary benzyny wraz z powietrzem wydostają się ze
zbiornika.

Oddychanie paliw

Podczas opróżniania zbiornika w jego wnętrzu powstaje

podciśnienie i w konsekwencji przez zawory
podciśnieniowe do zbiornika napływa powietrze. Paliwo
znajdujące się w zbiorniku paruje, aż do nasycenia
świeżego powietrza parami benzyny. Powietrze
nasycone parami benzyny jest wytłaczane ze zbiornika
podczas jego napełniania. Straty powstałe w trakcie
uzupełniania i opróżniania zbiornika, nazywane „dużym
oddechem”, mogą być znaczne. Straty te zależą od
temperatury otoczenia oraz siły i częstości wiejących
wiatrów.

Oddychanie paliw

Straty „dużego oddechu” można radykalnie zmniejszyć

przez ograniczenie przestrzeni nad zwierciadłem paliwa
w zbiorniku. Zrealizować to można stosując zbiorniki z
dachem pływającym.

Rys. Napełnianie zbiornika z dachem

pływającym.

Oddychanie paliw

Straty paliwa wywołane tzw. „małym oddechem” związane

są z dobowymi zmianami temperatury i ciśnienia.

W dzień promienie słoneczne ogrzewają zbiornik i

przestrzeń nad zwierciadłem znajdującego się w nim
paliwa. Wzrost temperatury powoduje wzrost ciśnienia
powietrza zawierającego parę benzyny, które po
otwarciu zaworów oddechowych zostaje wydalone na
zewnątrz.

Oddychanie paliw

Nocą temperatura obniża się i w zbiorniku powstaje

podciśnienie. Otwierają się zawory, przez które napływa
do wnętrza zbiornika powietrze. Benzyna paruje, aż do
nasycenia powietrza parą i cykl się powtarza.

Wpływ na straty parowania ma również prędkość wiatrów

występujących na terenie, gdzie usytuowany jest
zbiornik. Skutkiem podciśnienia wywołanego przez
wiejący wiatr, powietrze zawierające parę benzyny jest
odsysane ze zbiornika, co powoduje bardziej intensywne
parowanie.

Oddychanie paliw

Stosunkowo duże straty magazynowanych produktów

naftowych próbuje sie zmniejszyć różnymi sposobami:
Połączenie systemem rur przestrzeni znajdujących się
ponad lustrem magazynowanego paliwa kilku
zbiorników. Przy opróżnianiu jednego ze zbiorników i
jednoczesnym napełnianiu innego, do przestrzeni
gazowej opróżnianego zbiornika nie wpływa powietrze
atmosferyczne, lecz mieszanka par węglowodorów i
powietrza z innych zbiorników.
Podwyższenie nadciśnienia eksploatacyjnego do
wartości maksymalnej 25 kPa.

Składowanie a jakość paliw

Składowanie paliw w zbiornikach magazynowych ma

wpływ na jakość paliw.

Jakość paliw jest czynnikiem bardzo istotnym, szczególnie

uwzględniając fakt rosnących wymagań urządzeń i
sprzętu mechanicznego zasilanego paliwami. Bardzo
ważne jest więc utrzymanie wysokiej jakości paliw w
procesie ich magazynowania.

Składowanie a jakość paliw

Szczególna uwagę należy zwrócić na zanieczyszczenie

paliw. Zanieczyszczenia mogą mieć postać substancji
stałych, ciekłych lub gazowych. Niektóre z
zanieczyszczeń to:
zanieczyszczenia mechaniczne,
zanieczyszczenia wodą w postaci odrębnej fazy,
rozpuszczone sole, przechodzące w procesie spalania w
popiół,
substancje powierzchniowo czynne,

mikroorganizmy.

Składowanie a jakość paliw

Zanieczyszczenia mechaniczne to drobiny dostające się do

magazynowanego paliwa ze ścian i armatury zbiornika
oraz z atmosfery.

Inne źródło tych zanieczyszczeń stanowią osady

powstające w procesie starzenia się paliwa. Jednak jak
wykazują obserwacje, zanieczyszczenia mechaniczne
przechowywanych w zbiornikach paliw są niewielkie w
porównaniu z ilością zanieczyszczeń, jaka powstaje w
czasie transportu.

Istnieje cały szereg sposobów mających na celu

zapobieganie powstawaniu zanieczyszczeń.

Składowanie a jakość paliw

Niektóre z nich to: odstawianie paliw, całkowite napełnianie

zbiorników, stosowanie filtrów, regularne czyszczenie
zbiorników.

Woda zanieczyszczająca paliwo dostaje się do niego z

atmosfery, w czasie dystrybucji, wskutek skraplania się
pary wodnej spowodowanego zmianami temperatury.
Inna przyczyna to nieszczelność zbiorników.

Usunięcie wody z paliwa jest szczególnie istotne w

przypadku paliw lotniczych, co związane jest z
bezpieczeństwem lotów. Jedną z metod usuwania wody
jest wymrażanie.

Składowanie a jakość paliw

Mikroorganizmy to szczególny rodzaj zanieczyszczeń.

Warunkiem ich rozwoju jest obecność wody na dnie lub
na ściankach zbiornika. Rozwojowi mikroorganizmów
sprzyja obecność powietrza. Obecność
mikroorganizmów jest wybitnie szkodliwa, powoduje
bowiem wytwarzanie substancji o działaniu korozyjnym.

Ponadto skutek obecności mikroorganizmów to

niekorzystne zmiany właściwości fizykochemicznych
paliw (biodegradacja paliw). Profilaktyka polega na
regularnym odwadnianiu i oczyszczaniu zbiorników oraz
odkażaniu z użyciem biocydów.

Rodzaje zbiorników

Rodzaje zbiorników:

Cylindryczne zbiorniki pionowe z dachem stałym
Cylindryczne zbiorniki pionowe z dachem pływającym
Cylindryczne zbiorniki pionowe z dachami stałymi i
pływającymi pokryciami
Cylindryczne zbiorniki pionowe podziemne

Cylindryczne zbiorniki poziome

Rodzaje zbiorników

Wymienione wyżej warunki spowodowały, że najczęstszym

kształtem budowanych zbiorników jest forma
cylindryczna. Zbiorniki cylindryczne są stosunkowo łatwe
do wykonania, a co za tym idzie tanie. Dla pojemności
do ok. 200 m

3

zbiorniki cylindryczne budowane są jako

poziome, a o wyższych pojemnościach, dochodzących
do kilkudziesięciu tysięcy m

3

buduje się je w formie

walca o osi pionowej.

Rodzaje zbiorników

Dachy zbiorników o osiach pionowych mogą być stałe lub

pływające. Zbiorniki cylindryczne poziome i pionowe z
dachami stałymi mogą być budowane jako naziemne lub
podziemne. Zbiorniki o osi pionowej -

stalowe muszą być

usytuowane w obwałowaniu. W tym przypadku
wewnętrzna powierzchnia obwałowania powinna być
szczelna uniemożliwiając przenikanie produktów
naftowych do gruntu.

Rodzaje zbiorników

Zbiorniki cylindryczne pionowe z dachami stałymi ze

względu na łatwy montaż uważane są za najbardziej
ekonomiczne. Pojemności projektowanych i budowanych
zbiorników mają znaczną rozpiętość (od ok. 200 m

3

do

kilkudziesięciu tysięcy m

3

). Konstrukcje dachowe tych

zbiorników projektowane są na niskie nadciśnienie,
rzędu 2-2,5 kPa.

Główne ich przeznaczenie to magazynowanie olejów

napędowych i opałowych oraz olejów smarowych.

Schemat konstrukcji zbiornika przedstawia rysunek.

Rys. Schemat konstrukcji zbiornika cylindrycznego pionowego z
dachem stałym: 1 – płaszcz zbiornika, 2 – środkowa część dna zbiornika,
3

– pierścień obrzeżny dna, 4 – właz wyczystkowy, 5 – właz dolny, 6 – właz

wentylacyjny, 7

– zawór oddechowy, 8 – właz oświetleniowy, 9 –

balustrada, 10

– schody.

Rys. Zbiornik z dachem stałym, pojedynczym

dnem i pojedynczym płaszczem

Rys.

Zakończenie rurociągu ssącego widziane z wnętrza

zbiornika. Tak zwana „fajka” umożliwia znacznie obniżyć
poziom cieczy w zbiorniku.

Rys. Zbiornik z dachem stałym, podwójnym

dnem i podwójnym płaszczem

Rys. Przejście rurociągu ssącego przez przestrzeń
międzypłaszczową - kompensacja służy łagodzeniu
naprężeń związanych z osiadaniem zbiornika.

Zabezpieczenie zbiorników

Zbiorniki o osi pionowej buduje się z kopulastym lub

stożkowym kształtem dachu. W przypadku dachów
kopulastych strzałka łuku kopuły wynosi w przybliżeniu
0,1 średnicy płaszcza zbiornika. W przypadku dachu
stożkowego nachylenie wynosi 3÷12°. Dach zbiornika
powinien posiadać na całym obwodzie balustradę o
odpowiedniej wysokości.

Płaszcz zbiornika mocuje sie do fundamentu szeregiem

kotew. Górne cienkie powierzchnie płaszcza wzmacnia
sie żebrami usztywniającymi.

Zabezpieczenie zbiorników

W zbiornikach o mniejszej pojemności (do 750 m

3

) stosuje

się drabiny z osłoną koszową. W przypadku zbiorników o
większej pojemności instaluje sie schody, które
najczęściej montowane są na wspornikach
zamocowanych do płaszcza zbiornika. Kąt nachylenia
schodów powinien być nie większy niż 45°, a stopnie o
szerokości 800 mm i głębokości 120 mm powinny być
wykonane z krat przeznaczonych na stopnie i podesty.

Zabezpieczenie zbiorników

Zbiorniki z dachami stałymi muszą mieć zainstalowane

niezawodne zawory oddechowe. Zawory te utrzymują
nadciśnienie i podciśnienie w zbiorniku na odpowiednim
dla danego zbiornika poziomie. Aby podnieść
niezawodność tych urządzeń, instaluje się na jednym
króćcu zawór mechaniczny i hydrauliczny.

Rys.

Zawory oddechowe dla dolnego położenia dachu

pływającego.

Zabezpieczenie zbiorników

Zawór hydrauliczny spełnia funkcje zaworu

bezpieczeństwa i wyregulowany jest na nadciśnienie i
podciśnienie wyższe niż zawór mechaniczny. Włącza się
on do pracy w przypadku niezadziałania zaworu
mechanicznego. Obudowa zaworu hydraulicznego
wypełniona jest olejem o niskiej temperaturze
krzepnięcia lub glikolem olejowym. Minimum raz w
miesiącu należy sprawdzać poziom płynu w obudowie.

Zawory oddechowe montuje się na bezpieczniku

przeciwogniowym, który zabezpiecza zbiornik przed
przedostaniem się płomienia z zewnątrz do jego strefy
gazowej.

Rys. Zasada działania zaworu oddechowego

hydraulicznego:

a) równowaga ciśnień,

b) nadciśnienie w zbiorniku,

c) podciśnienie w zbiorniku.

Rys. Przerywacz płomienia montowany za

zaworze oddechowym (mechanicznym)

Rodzaje zbiorników

Cylindryczny zbiornik pionowy z dachem

pływającym

Główną zaletą rozwiązania konstrukcyjnego polegającego

na zastosowaniu dachu pływającego w zbiornikach
cylindrycznych pionowych jest całkowite wyeliminowanie
strat powodowanych „dużym oddechem” i „małym
oddechem”. Uzyskuje się to przez likwidację przestrzeni
między lustrem paliwa a dachem zbiornika.

Rodzaje zbiorników

Dachy pływające stosuje się szczególnie do

przechowywania lekkich paliw płynnych przy częstej
rotacji magazynowanego paliwa.

Zbiorniki tego typu mają znaczne pojemności. W Polsce

ten typ zbiorników ma pojemność do 50.000 m

3

, a za

granicą do 200.000 m

3

.

Rys. Schemat konstrukcji zbiornika cylindrycznego pionowego z
dachem pływającym:
1

– płaszcz zbiornika, 2 – środkowa część dna zbiornika, 3 – pierścień

obrzeżny dna, 4 – schody przesuwne, 5 – podpierak dachowy, 6 – schody
zewnętrzne, 7 – prowadnice schodów przesuwnych, 8 – ponton, 9 –
membrana, 10

– pierścień wiatrowy.

Rodzaje zbiorników

Konstrukcja dachu pływającego ma średnicę mniejszą o

300

÷800 mm od średnicy płaszcza zbiornika. W

szczelinie między płaszczem zbiornika i dachem
pływającym montowane są elementy uszczelniające.

Zbiorniki o małej pojemności nie przekraczającej 5.000 m

3

najczęściej przykryte są dachami o konstrukcji
dwupłytowej.

Rodzaje zbiorników

Ponton tworzący pierścień podzielony jest na ogół na

szereg komór oddzielonych od siebie hermetycznymi
grodziami. Zabezpiecza to dach przed zatopieniem w
przypadku przedostania się magazynowanego paliwa do
jednej z komór, na skutek awarii.

Dodatkową zaletą tego rozwiązania jest izolacja

przechowywanego paliwa przez wypełnioną powietrzem
przestrzeń między dolną i górną płytą.

Większe dachy wykonane są w formie kratownicy, w której

osadzone są płyty z blachy aluminiowej z pianką
poliuretanową w środku.

Rys. Zbiornik z dachem pływającym

dwupłytowym

Dachy pływające

Uszczelnienie dachu pływającego powinno zapewnić

możliwie wysoką szczelność zbiornika nawet w
przypadku niedokładności montażowych oraz
odkształceń wywołanych działaniem wiatru i słońca.
Spełnienie warunku szczelności jest trudne biorąc pod
uwagę fakt, że nie może być osiągnięta w wyniku
działania dużej siły poziomej dociskającej uszczelnienie
do płaszcza zbiornika. Dużą liczbę stosowanych
rozwiązań konstrukcji uszczelnienia można podzielić na
dwie grupy:

uszczelnienia mechaniczne,
uszczelnienia miękkie.

Dachy pływające

Uszczelnienia mechaniczne tworzą na ogół blachy

ślizgowe dociskane do płaszcza zbiornika, połączone z
pontonem dachu pływającego elementem elastycznym z
tworzywa benzyno odpornego. Uszczelnienia
mechaniczne nie zapewniają całkowitej szczelności
dachów pływających.

W uszczelnieniach miękkich element uszczelniający

wykonany jest z elastycznego tworzywa.

Schematy przykładowych rozwiązań pokazano na rysunku.

Rys. Schematy uszczelnień dachu

pływającego

Opis rysunku

a)

uszczelnienie mechaniczne typu Horton:

1.

płaszcz zbiornika,

2.

blacha ślizgowa,

3.

membrana gumowa,

4.

pantograf dźwigniowy,

5.

ponton dachu pływającego,

6.

obciążnik pantografu;

b)

uszczelnienia miękkie:

1.

płaszcz zbiornika,

2.

ponton dachu pływającego,

3.

uszczelnienie elastyczne,

4.

blacha osłaniająca.

Rodzaje zbiorników

Cylindryczne zbiorniki pionowe z dachami

stałymi i pływającymi pokryciami

Ten typ zbiorników łączy cechy zbiorników z dachami

stałymi i z dachami pływającymi. Szczególnie wskazana
jest ich budowa, gdy magazynujemy paliwa w rejonach,
w których występują okresowo duże opady śniegu i
deszczu. Jeżeli dodatkowo zanieczyszczenie
magazynowanych paliw wodą opadową jest
niedopuszczalne, najbardziej odpowiednie są zbiorniki
zabezpieczone dachem stałym i wewnętrznym
pokryciem pływającym.

Rodzaje zbiorników

Stały dach chroni przed zanieczyszczeniem paliwa

magazynowanego w zbiorniku, a pokrycie pływające
zabezpiecza zawartość zbiornika przed stratami, które
mogłyby powstać wskutek parowania.

W Polsce stosuje się pokrycia wykonane z płyt o

wymiarach 2,5x1,0 m i grubości 40 mm. Część
zewnętrzna każdej płyty jest wykonana z blachy
aluminiowej. Wewnątrz płyt jest się pianka porowata.
Płyty ułożone są w kratownicach wykonanych z
aluminiowych kształtowników. Uszczelnienie pomiędzy
pokryciem dachowym a płaszczem ma formę kołnierza z
pianki poliuretanowej pokrytej na zewnątrz nylonem.

Rys.

Schemat zbiornika z dachem stałym i pokryciem

pływającym: 1-płaszcz zbiornika, 2-dach stały, 3-słup
podpierający, 4-pokrycie pływające, 5-podpierak
pokrycia pływającego.

Rodzaje zbiorników

Zbiorniki cylindryczne pionowe podziemne

Zbiorniki podziemne służą do składowania benzyn przez

dłuższy czas. Ponieważ ich usytuowanie zapewnia
prawie stałą temperaturę w zbiorniku, zlikwidowane
zostają praktycznie straty „małego oddechu”. Zbiorniki
wykonywane są w żelbetowych obudowach, których
zadaniem jest przejąć parcie gruntu. Dach zbiornika,
często podparty w środku słupem, pokryty jest warstwą
izolacji termicznej i warstwą gruntu. Schemat zbiornika
przedstawia rysunek.

Rys. Zbiornik cylindryczny pionowy podziemny: 1-izolacja
termiczna dachu, 2-

obudowa żelbetowa, 3-słup

podpierający konstrukcję dachu, 4-kratownica wiązara
dachowego, 5-

kanał wentylacyjny.

Rodzaje zbiorników

Zbiorniki cylindryczne poziome

Pojemność cylindrycznych poziomych zbiorników nie

przekracza na ogół 200 m

3

. Wymiary ich są ograniczone

możliwością transportu. Wykonane są najczęściej w
całości i transportowane na miejsce posadowienia.
Umiejscawiane mogą być na powierzchni i pod ziemią.
Konstrukcja tego typu zbiorników dopuszcza znaczne
nadciśnienie - do ok. 60 kPa, mogą wiec one służyć do
przechowywania lekkich paliw płynnych.

Rodzaje zbiorników

Zbiorniki poziome najczęściej budowane są jako zbiorniki

podziemne. Żywotność zbiorników, szczególnie tych
częściowo lub całkowicie zakopanych w ziemi, można
znacznie wydłużyć przez zwiększenie liczby powłok
ochronnych. Przykładem mogą być zbiorniki wykonane
w technologii Con Vault

, w której na stalową ściankę

wewnętrzną nakłada się cienką warstwę pianki
styropianowej, na nią warstwę polietylenu, a zewnętrzną
kilkunastocentymetrową warstwę wykonuje sie z żelbetu.

Rodzaje zbiorników

Eksploatowane zbiorniki

jednopłaszczowe można

modernizować korzystając z technologii Tank System,
polegającej na nakładaniu specjalnej tkaniny wykonanej
z kompozytu odpowiednio dobranych żywic na wnętrze
oczyszczonego płaszcza zbiornika.

Rysunek przedstawia schematycznie usytuowanie

zbiorników poziomych.

Rys. Zbiornik cylindryczny poziomy, usytuowanie

naziemne: 1-

usztywnienie płaszcza

Rys. Zbiornik cylindryczny poziomy, usytuowanie

podziemne; 1-

usztywnienie płaszcza, 2 - zasypka

piaskowa.

Rodzaje zbiorników

Zbiorniki ogrzewane

Zbiorniki, w których przechowuje się paliwa o dużej

lepkości, w tym niektóre rodzaje ropy naftowej, oraz
ciężkie pozostałości z destylacji ropy naftowej
przechowuje się w zbiornikach wyposażonych w
instalację ogrzewczą. Paliwo podgrzewa się, aby
zmniejszyć jego lepkość umożliwiając tym samym jego
pompowanie, a także po to, aby zapobiec wydzieleniu
się z niego parafiny.

Rodzaje zbiorników

W celu ogrzewania paliwa, w zbiorniku najczęściej

umieszcza się wężownicę ogrzewczą, przez którą
przetłaczany jest czynnik ogrzewczy, np. para wodna,
gorąca woda lub gorący olej.

Stosuje się też nagrzewnice elektryczne, najczęściej w

małych zbiornikach, w których przechowywane są masy
bitumiczne.

Układ automatycznej regulacji czuwa nad właściwą

temperaturą przechowywanego paliwa, która nie może
być ani zbyt wysoka, ani zbyt niska.

Osprzęt zbiorników

Podstawowy osprzęt zbiorników

Zbiorniki magazynowe nadziemne muszą być wyposażone

w instalację gaśniczą pianową. Instalacja pianotwórcza
zależnie od pojemności zbiornika może być stała lub
półstała, do której płyn pianotwórczy dowożony jest
samochodami, a woda dostarczana ze zbiorników
przeciwpożarowych usytuowanych w sąsiedztwie.
Szybkie pokrycie zwierciadła palącego sie produktu
naftowego warstwą piany jest najskuteczniejszym
sposobem gaszenia pożaru w zbiorniku.

Osprzęt zbiorników

Wydajność pianowej instalacji przeciwpożarowej powinna

zapewnić pokrycie zwierciadła palącej się cieczy 60-
centymetrową warstwą piany.

Oprócz pianotwórczej instalacji przeciwpożarowej zbiornik

wyposażony musi być w instalację zraszającą. Zadaniem
instalacji zraszającej jest zmniejszenie skutków
promieniowania cieplnego działającego na zbiorniki
usytuowane w sąsiedztwie oraz zabezpieczenie
płaszcza płonącego zbiornika przed zniszczeniem na
skutek rozgrzania.

Osprzęt zbiorników

Jest to bardzo ważne, bowiem na płaszczu zbiornika

zainstalowana jest sieć pianotwórcza. Instalacja
zraszająca winna zapewnić równomierne
rozprowadzenie cienkiej warstwy wody po płaszczu
zbiornika.

Na rysunku przedstawiono schematycznie usytuowanie

dyszy pianotwórczej na zbiorniku z dachem pływającym.

Rys.

Prądownica pianowa na dachu pływającym: 1 –

prądownica, 2 – przewód doprowadzający, 3 – płaszcz

zbiornika, 4

– ponton dachu, 5 – burta osłaniająca.

Rys. Stanowisko

ppoż przy zbiorniku. Po lewej stronie

instalacja pianowa z przyłączami dla wozów strażackich.

Po prawej stronie instalacja zraszacza.

Rys.

Podstawowe wyposażenie dachu pływającego.

Opis rysunku

1.

odwodnienie dachu pływającego

2.

drabina na rolkach

3.

prowadnica drabiny rolkowej

4.

platforma pomiarowa

5.

schody prowadzące do platformy pomiarowej

6.

podpierak dachowy

7.

odprowadzenie powietrza z oparami paliwa z obrzeża
dachu pływającego

8.

właz do zbiornika

9.

właz do wnętrza pontonu

Opis rysunku

10.

odwodnienie powierzchni dachu pływającego, gdy
zbiornik jest pusty i nieużywany

11.

burta osłaniająca (utrzymuje pianę w ograniczonej

przestrzeni)

12.

automatyczny zawór oddechowy

13.

prowadnica słupowa dachu pływającego

14.

prowadnica słupowa dachu pływającego

15.

kanał (zamykany) do pobierania próbek i dokonywania

pomiarów

16.

uszczelnienie dachu pływającego

Osprzęt zbiorników

Inne elementy osprzętu zbiorników cylindrycznych to:

króćce produktów, do których podłączone są rurociągi
ssące i tłoczące,
włazy o średnicy 600 mm umożliwiające wejście do
pustego zbiornika. Dolny właz usytuowany jest na
wysokości ok. 750 mm nad dnem, natomiast włazy
górne, o nieco mniejszej średnicy, spełniają role
oświetleniową i wentylacyjna w czasie przeprowadzania
remontu.

Ponadto zbiornik powinien mieć zamontowane schody i

balustrady.

Osprzęt zbiorników

Zbiorniki z dachem pływającym powinny być wyposażone

w schody przesuwne, umożliwiające zejście na dach w
dowolnym położeniu dachu, które zależy od stopnia
napełnienia zbiornika.

Dach pływający powinien być wyposażony w podpieraki

dachowe, które służą do utrzymania dachu na określonej
wysokości nad dnem.

Osprzęt zbiorników

Podpieraki

dachowe zbudowane są z dwóch rur ułożonych

teleskopowo. Konstrukcja

podpieraków powinna

pozwolić na utrzymanie dachu w dwóch położeniach:
niższym – eksploatacyjnym (0,8÷1 m) oraz wyższym –
na okres remontu i konserwacji (1,8

÷2 m). Regulacja

długości podpieraków powinna być możliwa od strony
zewnętrznej dachu pływającego na powierzchni cieczy.

Osprzęt zbiorników

W płaszczach zbiorników magazynujących produkty

naftowe, z których mogą wytrącać sie osady, należy
zaprojektować włazy „wyczystkowe”. Właz taki powinien
być tak usytuowany, by jego dolna krawędź pokrywała
się z poziomem dna zbiornika.

Odprowadzenie wody opadowej z dachu pływającego

odbywa sie ze studzienki znajdującej się na środku
dachu. Woda ze studzienki odprowadzana jest
elastycznym przewodem benzynoodpornym lub
systemem rur połączonych przegubowo.

Przyrządy pomiarowe

Przyrządy pomiarowe

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dn.

21.11.2005 roku, zbiorniki powinny być wyposażone w
urządzenia do ustalania aktualnego stanu napełnienia
zbiornika oraz urządzenia sygnalizujące najwyższy i
najniższy dopuszczalny poziom napełnienia zbiornika.

W obrocie paliwami płynnymi mamy do czynienia z trzema

typowymi operacjami: przyjęcie, magazynowanie i
wydanie.

Najczęściej produkty naftowe poddane tym operacjom

występują w dużych ilościach i posiadają znaczną
wartość materialną.

Przyrządy pomiarowe

Dlatego pomiary związane z każdą z tych operacji należą

do ważnych czynności i stawia się im duże wymagania.
Prócz aspektu finansowego również ważne jest
zagadnienie dotyczące ochrony środowiska. Dokładny
pomiar pozwala odpowiednio szybko zlokalizować każdą
niezgodność spowodowaną niekontrolowanym
wyciekiem czy ubytkiem. W fazie magazynowania
opomiarowanie

zbiorników polega na ciągłej obserwacji

ilości paliwa płynnego zmagazynowanego w zbiorniku.

Przyrządy pomiarowe

Wyróżnić można dwie zasadnicze metody pomiarów

ilościowych w zbiornikach:
pomiar masy

pomiar objętości.

W metodzie opartej na pomiarze masy wykorzystywany

jest pomiar ciśnienia hydrostatycznego wywieranego
przez słup produktu.

W metodzie objętościowej pomiar ilościowy oparty jest na

pomiarze poziomu i temperatury.

Przyrządy pomiarowe

Niezależnie od stosowanej metody dokładność należy do

najważniejszych parametrów. Przy zbiorniku o
pojemności przykładowo 10000 m

3

, błąd pomiaru

wynoszący 0,01% odpowiada 1 m

3

.

Wymagania dotyczące opomiarowania:

bezpieczeństwo,
dokładność i powtarzalność pomiarów,
niezawodność,
kompatybilność urządzeń pomiarowych,
łatwa obsługa i konserwacja.

Przyrządy pomiarowe

Sondy ultradźwiękowe (np. sondy VEGASON seria 50, 80,

70) to urządzenia do ciągłego, bezkontaktowego
pomiaru poziomu cieczy i materiałów sypkich. Mają
możliwość komunikacji cyfrowej z innym urządzeniem
(np. sterując zaworami) i mogą być obsługiwane zdalnie
przy pomocy komputera z odpowiednim programem.
Pomiar polega na określeniu czasu pomiędzy wysłaniem
sygnału ultradźwiękowego a odebraniem echa.

Rys. Pomiar poziomu sondą ultradźwiękową.

Przyrządy pomiarowe

Sondy pojemnościowe do ciągłego pomiaru poziomu

cieczy i materiałów sypkich.

Sonda pojemnościowa składa się z dwóch podstawowych

elementów — głowicy i elektrody prętowej lub kablowej
(napiętej obciążnikami lub sprężyną).

Zasada działania polega na pomiarze pojemności

elektrycznej, która zmienia sie wraz ze zmiana poziomu
medium wokół elektrody. Elektroda tworzy ze
zbiornikiem i mierzonym medium kondensator.

Rys. Pomiar poziomu sondą pojemnościową

Przyrządy pomiarowe

Sondy hydrostatyczne służą do pomiaru poziomu cieczy w

zbiornikach otwartych i ciśnieniowych. Wyróżniają się
wysoką dokładnością pomiaru (błąd ok. 0,1%).

Pomiar polega na określeniu ciśnienia hydrostatycznego

słupa cieczy działającego na membranę pomiarową
sondy. Ugięcie membrany powoduje zmianę pojemności
kondensatora pomiarowego, a układ elektroniczny
przetwarza sygnał wejściowy na sygnał prądowy.

Rys. Pomiar poziomu sondą hydrostatyczną.

Przyrządy pomiarowe

Sondy elektromechaniczne do pomiaru poziomu cieczy i

materiałów sypkich. Urządzenie opuszcza ciężarek
zawieszony na lince pomiarowej w głąb zbiornika, a po
dotknięciu powierzchni materiału następuje zmiana
kierunku obrotów silnika. Podczas ruchu w górę
mierzona jest długość linki i na tej podstawie określany
jest poziom. Ciężarek w formie pływaka może
spoczywać cały czas na powierzchni cieczy i w ten
sposób podawać natychmiastową informację,

Magazynowanie podziemne

Podziemne magazynowanie paliw płynnych (ropy naftowej i

produktów jej przetworzenia w postaci benzyn i olejów
opałowych) w formie ciekłej odbywa się w naturalnych
magazynach zlokalizowanych w:

wyrobiskach w soli kamiennej, tzw. kawernach solnych
wyrobiskach starych kopalń lub grotach skalnych
wyeksploatowanych złożach ropy i gazu ziemnego
poziomach zawodnionych i wodonośnych

Magazynowanie podziemne

Magazynowanie ropy naftowej i paliw w zbiornikach

podziemnych to obecnie obowiązujący w Polsce
standard i konieczność wynikająca z krajowych
przepisów prawnych oraz uregulowań Unii Europejskiej.
Uregulowania te dotyczą zapewnienia bezpieczeństwa
energetycznego państwa, które jest możliwe poprzez
składowanie pod ziemią surowców energetycznych.

Magazynowanie podziemne

Podstawowymi wymogami takich magazynów jest ich:

Bezwzględna szczelność
Brak reakcji paliwa ze skałą otaczającą.
Odpowiednia lokalizacja

Bardzo korzystnym, według ekspertów miejscem

przechowywania paliw (w tym ropy, benzyn i olejów) są
nieczynne wyrobiska w kopalniach soli i specjalnie
stworzone w złożach soli kamiennej kawerny solne.

Sól nie wchodzi w reakcje z zatłoczonym do kawern

paliwem, dlatego nie zmieniają się jego własności
chemiczne ani fizyczne.

Magazynowanie podziemne

Kawerny solne są bardzo szczelne. Wynika to z

plastycznego zachowania się soli kamiennej pod
naciskiem skał otaczających, zatykającej wszelkie
pęknięcia.

Sól kamienna występuje powszechnie na obszarze Polski,

dlatego nie ma problemu z lokalizacją.

Wielkość i kształt solnych magazynów można dowolnie

tworzyć przez wypłukiwanie soli z wnętrza komory.

Zaletą takich zbiorników jest m.in. możliwość

bezpośredniego, szybkiego odbioru lub zatłaczania
magazynowanego surowca.

Magazynowanie podziemne

Pożądana jest też odpowiednia lokalizacja głównego

odbiorcy (aglomeracje miejskie i przemysłowe, bazy
wojskowe NATO) oraz rozbudowana sieć rurociągów
nafto-

gazociągów, stosunkowo niewielka głębokość

występowania (ułatwiająca zatłaczanie i odbiór ropy,
oleju i benzyn) oraz duża pojemność.

Koszt budowy podziemnych magazynów gazu waha się –

zależnie od tego, w jakiej strukturze geologicznej
magazyn powstaje

– od 0,05 do 0,7 dol. za 1 m³.

Najtańsza jest budowa magazynów w pustych złożach
gazu i ropy, ale w eksploatacji tańsze są magazyny w
kawernach solnych.

.

Magazynowanie podziemne

System operowania magazynem podziemnym po jego

napełnieniu węglowodorami jest bardzo prosty.

Opróżnianie zbiornika polega on na zatłaczaniu solanki do

zbiornika z jednoczesnym wypompowywaniem
węglowodorów.

Napełnianie zbiornika polega na wypompowywaniu solanki

i zatłaczaniu węglowodorów.

Wykorzystanie kawerny solnej

Magazynowanie podziemne

Jedynym zakładem w Polsce i jednym z nielicznych w

Europie jest magazyn ropy naftowej znajdujący się w
Górze k/Inowrocławia.

Podziemne magazynowanie ropy naftowej, benzyny

bezołowiowej i oleju napędowego to rzadkość na skalę
krajową.

Magazynowanie podziemne

Warunki takie spełnia omawiany magazyn, który powstał

na bazie komór eksploatacyjnych Kopalni Soli Góra.
Pojemność tego magazynu to 1,5 miliona m

3

pojemności

eksploatacyjnej.

Zaczął on funkcjonować pod koniec 2002 roku i pełni

przede wszystkim rolę strategiczną, operacyjną oraz
interwencyjno-

koniunkturalną. Dzięki temu istnieje

możliwość świadczenia usług przechowywania mediów
(tj. ropy naftowej oraz paliw) na rzecz innych podmiotów.

Makieta naziemnej instalacji podziemnego magazynu

ropy i paliw płynnych (PMRiP) w Górze

k/Inowrocławia

(http://www.logistyafirm.com/sa.php?aid=679&cat=26&catname=)

Koniec