Защита хранилищ ГСМ с плавающей крышей от статического электричества

Тэги: молниезащита правила и нормативная документация заземление инструкции и рекомендации полезные публикации
Внимание!

Защита хранилищ ГСМ с плавающей крышей от статического электричества

При хранении горюче-смазочных материалов (ГСМ) серьезной проблемой является расширение и сжатие жидкости в зависимости от температуры окружающей среды. В том случае, если хранилище представляет собой жесткий металлический бак, то в нем оставляется некоторое пространство, заполненное воздухом, чтобы из-за сжатия-расширения не произошло деформации емкости. В это пространство происходит испарение ГСМ. Когда хранилище небольшое и к его безопасности не предъявляется особых требований, эти пары просто отводятся в атмосферу. Тем самым происходят потери хранимого вещества, а также загрязнение воздуха вредными для здоровья парами.

Принцип работы хранилища ГСМ с плавающей крышей

Выход из такой ситуации давно существует — сделать крышу хранилища плавающей в жидкости, которая в нем размещена. При этом поверхность жидкости закрыта, что защищает ее от испарения. Между крышей и стенками резервуара устанавливается уплотнитель из эластичного материала, не пропускающего воздух, пары и саму жидкость. При этом потери в результате испарения жидкости становятся настолько малыми, что ими можно пренебречь.
Наиболее распространенной конструкцией плавающей крыши является понтонная. Внутри крыши находится полость с воздухом, разделенная на несколько частей герметичными переборками. Благодаря этому небольшое повреждение в одном месте крыши не приведет к тому, что она утонет в жидкости. Такая крыша изготавливается из металла. Обычно это — низкоуглеродистая сталь, собственно, из нее же, как правило, изготавливают и стенки резервуаров для хранения ГСМ.
В северных регионах для защиты от осадков над плавающей крышей дополнительно возводят защитную стационарную крышу.

Преимущества и недостатки использования плавающей крыши

Сейчас существует множество других, более современных способов хранения ГСМ, обеспечивающих отсутствие потерь жидкости из-за испарения. Например, можно хранить топливо или смазку в мягких резервуарах из специального пластика. Или же использовать систему рекуперации паров, обеспечивающей возврат испарившейся жидкости обратно в хранилище. Первый вариант больше пригоден для малых объемов и временного хранения. Второй вариант предусматривает использование дорогостоящего оборудования, обслуживать которое должны квалифицированные специалисты.
Вот и получается, что плавающая крыша — до сих пор наиболее надежное, проверенное временем и адекватное по цене решение. Кстати, понятие «проверенное временем» для хранения таких опасных веществ как нефтепродукты, отнюдь не лишняя характеристика. Эластичные резервуары из ПВХ используются сравнительно недавно, сколь-нибудь большой статистики по их применению пока не накоплено.
Недостаток у хранилищ ГСМ с плавающей крышей, по сути, только два. Во-первых, их нельзя использовать для хранения авиатоплива. Во-вторых, их недопустимо применять для хранения нефтепродуктов, которые в данном климате могут замерзнуть (для хранения нефтепродуктов с точкой замерзания выше 0°C – категорически запрещено действующими нормами). Также есть проблема, связанная с эксплуатацией таких хранилищ, которая, впрочем, вполне преодолима. Во время грозы, а также в предгрозовое время, на крыше индуцируется статическое электричество. При этом может проскакивать искра между крышей и стенками резервуара, что для хзранилища ГСМ ведет к трагическим последствиям. Чтобы этого не произошло, нужно предусмотреть систему уравнивания потенциалов крыши и стенок резервуара. На этот счет существует несколько официальных документов.

Нормы защиты

В п. 2.21 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122-87 указано: «...На резервуарах с плавающими крышами или понтонами необходимо устанавливать не менее двух гибких стальных перемычек между плавающими крышами или понтонами и металлическим корпусом резервуара или токоотводами установленных на резервуаре молниеотводов.»
В ПАО «Роснефть» защита плавающих крыш от статического электричества регламентируется «Правилами технической эксплуатации нефтебаз». П. 6.15.3. этих Правил гласит: «Заземляющие устройства для защиты от статического электричества следует, как правило, объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования и молниезащиты. Такие заземляющие устройства должны быть выполнены в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП 3.05.06-85, ГОСТ 12.1.030, РД 34.21.122-87.
Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, допускается не выше 100 Ом.»
Нормы ПАО «Транснефть», ОР-13.02-45.21.30-КТН-002-1-03, п. 5.1, требуют: «На резервуарах с плавающими крышами или понтонами необходимо устанавливать три перемычки из гибкого медного изолированного провода сечением не менее 16 кв. мм между плавающей крышей (понтоном) и металлическим корпусом резервуара. Конструкции для крепления гибких перемычек (токоотводов) в резервуарах с плавающими крышами (понтонами) необходимо приваривать к патрубку светового люка... Заземляющие устройства для защиты от статического электричества следует объединять с заземляющими устройствами электрооборудования и молниезащиты. Величина сопротивления заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества должна быть не более 100 Ом».
Итак, «Роснефть» и «Транснефть» имеют общее требование — сопротивление заземления для статического электричества не более 100 Ом. Далее требования расходятся. «Роснефти» достаточно норм РД 34.21.122-87, «Транснефть» предъявляет более жесткие требования — три гибкие перемычки, изготовленные из меди.

Катушки вместо гибких шунтов

Шунт должен обеспечивать свободное движение плавающей крыши вниз, вплоть до положения, соответствующего практически полному опустошению хранилища. Это необходимо для обеспечения обслуживания резервуара. Согласно ГОСТ 31385-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия» высота стенок хранилища может достигать 18 м. Соответственно, максимальную длину шунта можно определить примерно тем же значением.

Классический шунт, свободно свисающий с вершины резервуара, при его наполнении на крыше располагается хаотично, часто собираясь в петли. Это обстоятельство увеличивает индуктивное сопротивление шунта и создает риск повреждения оборудования или конструкции плавающей крыши затягивающейся петлей шунта при опустошении резервуара. Увеличение индуктивности шунта заставляет стекать электричество с плавающей крыши с задержкой, по времени. Которой, при определенных условиях, достаточно, чтобы проскочила искра. К тому же важно учесть специфику условий эксплуатации шунта. К примеру сталь, и медь в условиях содержания сероводорода внутри хранилища подвергаются сильному коррозионному воздействию, что заметно снижает срок службы шунта и со временем увеличивает его сопротивление.

Обычный шунтирующий проводник, когда крыша находится в верхнем положении
Обычный шунтирующий проводник, когда крыша находится в верхнем положении.
Обратите внимание, как проводник беспорядочно сложен, что приводит к высокому сопротивлению

Решение проблемы требует реализации двух мер. Во-первых, наматывание провода шунта на катушку с пружинным механизмом, обеспечивающим его постоянное натяжение. Тогда статическое электричество пойдет по самому короткому пути и будет обеспечено минимально возможное сопротивление. Во-вторых, шунт должен быть изготовлен из материала учитывающего специфику условий эксплуатации.

Устройство RGA, когда крыша находится в верхнем положении
Устройство RGA, когда крыша находится в верхнем положении

 В качестве примера устройства, обладающего обоими свойствами, можно привести самовтягивающиеся катушки типа RGA производства компании Lightning Eliminators.

Соответствие инструкциям заказчика

В приводившихся выше отраслевых и корпоративных нормах, о самовтягивающихся катушках нет ни слова. Основанием их применения является удобство и выгоды при эксплуатации, а так же долговечность и надежность устройства. В России такие катушки все еще редкость. Плюсы их применения нефтяным компаниям пока еще предстоит испытать. Для помощи в правильном выборе подходящих катушек заземления уже сегодня лучше обратиться к инженерам Технического Центра ZANDZ. Опытные специалисты помогут разобраться с условиями применения катушек и их соответствии внутренним стандартам компании-заказчика.
 


Смотрите также: