Los accesorios de respiración son un conjunto de medios técnicos diseñados para garantizar los valores de diseño de presión interna y vacío dentro de las instalaciones de almacenamiento de petróleo de varios diseños.
Los accesorios de respiración se instalan en el techo estacionario de los tanques para garantizar los valores de diseño de presión interna y vacío . Los accesorios de respiración se fabrican en forma de válvulas de respiración para regular el exceso de presión y el vacío (vacío), válvulas de seguridad, así como en forma de conductos o aberturas de ventilación.
En general, las válvulas difieren en el tipo de obturador, con un obturador mecánico e hidráulico. Las primeras se utilizan como válvulas respiratorias y de seguridad, las segundas, solo como válvulas de seguridad, lo que se asocia con una desventaja objetiva de tales válvulas: la pérdida de líquido de sello hidráulico durante la operación.
Los requisitos de la documentación reglamentaria [1] prevén la instalación de válvulas de seguridad sintonizadas a alta presión y vacío de actuación en una cantidad igual al número de válvulas de respiración con el fin de duplicar estas últimas durante las operaciones de aceptación y distribución, así como en casos de emergencia. . La válvula de seguridad se ajusta a una presión más alta y un vacío más bajo en un 5-10 % en comparación con la válvula de respiración. También se instalan válvulas de seguridad si existe la posibilidad de falla del sistema de ecualización de gas o la posibilidad de que ingrese aceite no desgasificado al tanque.
La capacidad de rendimiento mínima de las válvulas de respiración y seguridad, las tuberías de ventilación se determina en función del rendimiento máximo de las operaciones de recepción y distribución, incluidas las situaciones de emergencia.
La instalación de equipos de respiración y ventilación se realiza utilizando bridas de montaje que tienen dimensiones de conexión de bridas diseñadas para una presión de 0,16-0,25 MPa [2] .
Teniendo en cuenta las cargas de viento significativas en los equipos de respiración y ventilación, bajo ciertas condiciones de funcionamiento, el cuerpo y la carcasa se fabrican para crear una resistencia hidráulica aerodinámica mínima. Con el fin de aumentar la estabilidad y reducir la probabilidad de daños en el conjunto de unión de la tubería de montaje en el techo del tanque, la instalación del equipo se lleva a cabo mediante la colocación simétrica de cables de sujeción. Se fijan en el equipo con la ayuda de piezas destinadas al transporte.
en la URSS desde la década de 1960. Las válvulas respiratorias de la serie KD fueron ampliamente utilizadas. Actualmente, la industria nacional produce válvulas de respiración como KDS, SMDC [3] , etc.
Las válvulas de respiración están diseñadas para sellar el espacio de gas de los tanques con aceite y productos derivados del petróleo y mantener la presión en este espacio dentro de los límites especificados, así como para proteger contra la penetración de llamas en el tanque. El propósito de todas las válvulas de respiración es el mismo, sin embargo, se utilizan diferentes válvulas en diferentes instalaciones y tienen diferentes parámetros de rendimiento y respuesta. Por lo tanto, las válvulas de respiración mecánicas combinadas SMDK se utilizan en tanques horizontales y en tanques de estaciones de servicio, válvulas de respiración de tipo cerrado KDZT, en sistemas para capturar vapores de productos de petróleo volátiles que excluyen la liberación de vapores a la atmósfera, válvulas de respiración combinadas KDS o mecánicas válvulas de respiración KDM - en tanques cilíndricos verticales para productos de petróleo ligero y, a veces, para petróleo.
El uso de válvulas de ventilación en tanques con productos petrolíferos es uno de los métodos destinados a preservar las propiedades beneficiosas de los productos petrolíferos ligeros almacenados (índice de octano, según el contenido de fracciones de hidrocarburos ligeros) y reducir la contaminación atmosférica. Esta es una forma menos eficiente de ahorrar productos derivados del petróleo en comparación con el uso de pontones, pero sigue siendo atractiva en términos del período de recuperación de las inversiones y el tiempo mínimo dedicado a la instalación [4] .
Las válvulas de respiración con cierres mecánicos contienen cierres de presión y vacío normalmente cerrados. Cuando los productos calentados durante el día se evaporan (pequeñas respiraciones) o cuando se llena el depósito (grandes respiraciones), aumenta la presión en el espacio vapor-aire del depósito. Si esta presión alcanza la presión de apertura de la compuerta de presión, su placa se levanta del asiento y la mezcla vapor-aire escapa a la atmósfera. Durante el enfriamiento o el bombeo del producto de petróleo del tanque, el vacío en el espacio de vapor excede el vacío de activación del obturador y su placa se eleva desde la silla. En este caso, la mezcla de vapor y aire ingresa al tanque desde la atmósfera. La masa de las placas (es decir, la presión y el vacío de funcionamiento) se puede ajustar colgando o quitando las arandelas de peso.
Hay dos formas principales de fijar los discos de válvula en el cuerpo: con varillas de guía centrales rígidas (diseños del tipo KD2, SMDC de algunos fabricantes) y con suspensión periférica o central de las placas utilizando abrazaderas flexibles (diseños del tipo KDS) . El diseño del primer tipo se usa principalmente para válvulas pequeñas, ya que cuando se usa en válvulas grandes, es muy difícil asegurar la precisión del movimiento del disco de la válvula a lo largo de la guía.
Se imponen los siguientes requisitos en el diseño de válvulas de respiración mecánicas: no congelación de las superficies de contacto de las persianas (placas de persianas y sus elementos de fijación, así como asientos), las válvulas deben tener un número mínimo de superficies horizontales para evitar la acumulación. de condensación sobre ellos y su congelación sobre los elementos de persiana. La no congelación de los elementos del obturador está garantizada por el uso de materiales con baja fuerza adhesiva de materiales con hielo, una amplia gama de operaciones (por ejemplo, telas lacadas a base de fluoroplásticos ). Las superficies de los pesos de ajuste de los discos de válvula deben cubrirse con capas de pintura y barniz para proteger contra la pérdida de peso de los discos como resultado de la corrosión durante el funcionamiento. La tendencia actual es hacer que los diseños de válvulas sean modulares para facilitar el mantenimiento, la reparación y la instalación: los módulos de presión y vacío están separados. Los dispositivos de seguridad contra incendios se utilizan como parte de las válvulas. Para facilitar el acceso a los arrestallamas, algunos diseños de válvulas los colocan directamente debajo de las cubiertas climáticas en el techo de la válvula.
La válvula se llena con un líquido de baja viscosidad que no se congela y se evapora ligeramente: combustible diesel, aceite diesel, una solución acuosa de glicerina, etilenglicol u otros líquidos que forman un sello hidráulico.
Las válvulas hidráulicas deben nivelarse estrictamente en forma horizontal, de lo contrario operarán con vacío y presión reducidos debido al menor volumen y peso del líquido sobre la parte elevada y el flujo de líquido hacia la pendiente.
A veces, para el almacenamiento de productos con mayor volatilidad, se requiere una mayor hermeticidad del obturador mecánico y, en este caso, se realiza un obturador hidromecánico: una membrana móvil que separa el espacio de vapor-gas del tanque y la atmósfera presiona constantemente contra el asiento de la válvula por la presión de la columna de líquido ubicada en la membrana. La válvula proporciona extinción de llamas en respiraciones bajas ya debido al diseño del obturador, y en caudales altos, la extinción de llamas es proporcionada por un fusible de incendio incorporado.
Este dispositivo se utiliza para reducir la pérdida de productos derivados del petróleo por evaporación y reducir la contaminación ambiental y se instala debajo de las válvulas de ventilación a cierta distancia debajo de la tubería de montaje .
El principio de funcionamiento del disco reflector se basa en la eliminación de las capas de hidrocarburos menos saturados de vapor del yacimiento cuando se inyecta un nuevo producto petrolero en el yacimiento o debido a un aumento de la temperatura en el yacimiento, así como como reducir la mezcla de capas con diferentes concentraciones de vapor cuando se vacía el depósito.
De hecho, la concentración máxima de vapores de productos derivados del petróleo se observará en el ambiente vapor-aire cerca de las fases líquida y gas-aire en el tanque. Cuando el tanque está vacío, el disco reflectante debajo del tubo de montaje desvía el flujo de gas entrante y la dirección de su entrada en el tanque cambia de vertical a horizontal. Hay un "descenso" de la capa saturada junto con una disminución en el nivel del producto de petróleo. Durante el posterior llenado del tanque, la mezcla vapor-aire de las capas superiores de hidrocarburos insaturados con vapor será desplazada a la atmósfera. De ello se deduce que el uso de discos reflectantes es efectivo con un breve tiempo de inactividad del tanque y su llenado máximo.
Al instalar reflectores de disco, es necesario garantizar completamente el rendimiento de las boquillas. Los discos deflectores se pueden montar en adaptadores de válvulas de ventilación, en espaciadores entre válvulas de ventilación y bridas de espita, y en las espigas mismas. Recientemente, los discos-reflectores se han fabricado con un diseño universal con espacios ajustables entre el tubo de montaje y la superficie del disco. Dichos DO son adecuados para la instalación en boquillas de montaje de varias longitudes. Los DO se suministran principalmente junto con válvulas de respiración.
Las tuberías de ventilación están diseñadas para su uso en tanques RVS de acero verticales con productos derivados del petróleo difíciles de evaporar y se utilizan para ventilación y para evitar que entren objetos extraños en los tanques.
Las tuberías de ventilación fotovoltaica difieren en el diámetro del diámetro nominal de la tubería (capacidad) y en el diseño del material del cuerpo hecho de aluminio, acero resistente a la corrosión, acero al carbono.
Los conductos de ventilación constan de una carcasa y una carcasa de intemperie situada coaxialmente con ella, que están conectadas entre sí mediante abrazaderas. Para evitar que entren objetos extraños en el tanque, se proporciona una malla protectora en el diseño, la mayoría de las veces ubicada verticalmente. El suministro de aire y la eliminación de la mezcla de vapor y aire se realiza a través del espacio anular entre la cubierta exterior y la carcasa.
Cuando se utilizan tuberías de ventilación en RVS, es obligatorio el uso de fusibles contra incendios (para líquidos inflamables con un punto de inflamación de vapor de menos de 120 grados C). No se permite el uso de tuberías de ventilación en RVSP debido a la presencia de "bolsillos" en su diseño.
Las ventanas de ventilación (aberturas, respiraderos) se instalan directamente en el techo estacionario de los tanques RVSP y sirven para ventilar el espacio sobre el pontón. Se diferencian en la forma en que se colocan: en el techo o la pared del tanque, rendimiento y ejecución del material del cuerpo hecho de aluminio, acero resistente a la corrosión, acero al carbono y, a veces, de no metales.
La concentración de vapores sobre el pontón durante el funcionamiento normal de las compuertas es significativamente menor que la concentración mínima de ignición. Si se viola la estanqueidad del obturador del pontón, aumenta, por lo tanto, es necesario crear un proceso de ventilación del espacio sobre el pontón, una resistencia mínima al movimiento del aire y eliminar las zonas muertas sin ventilación en el techo. Por ello, se instalan ventanas de ventilación a diferentes alturas para crear un sifón de gas que intensifica la ventilación. Las ventanas están espaciadas uniformemente a lo largo del perímetro a una distancia de no más de 10 m entre sí (pero no menos de dos) y una ventana en el centro [1] . El área abierta total de las ventanas debe ser de al menos 0,06 m² por 1 m de diámetro del tanque, para ventilar el espacio sobre el pontón para evitar la formación de una mezcla inflamable. Las ventanas deben estar cubiertas con una malla de acero inoxidable con malla de 10×10 mm y provistas de una carcasa protectora para proteger contra las precipitaciones atmosféricas.
Para dar servicio a las ventanas de ventilación, se recomienda instalar pasarelas directamente encima de las mismas (en el caso de ventanas de gran paso) o diseñar plataformas de servicio alrededor de las ventanas instaladas (en el caso de diámetros equivalentes pequeños).
Los fusibles contra incendios (FS) están diseñados para evitar temporalmente la penetración de llamas en tanques con productos derivados del petróleo al encender mezclas explosivas de gases y vapores con aire que sale, para evitar la propagación de llamas a lo largo de la red de GUS y tuberías tecnológicas que conectan los tanques
El principio de funcionamiento del OP se basa en la extinción de la llama en canales con un diámetro menor que el diámetro del retroceso debido a la eliminación del calor de la zona de combustión hacia el material de la pared del canal. Los diámetros de los canales OP, según la composición de la mezcla combustible, se dan en la tabla.
| disulfuro de carbono | Etileno | etanol | metanol | Metano | Benceno | Acetileno | Mezclas de hidrocarburos saturados |
| 0.15 | 1.25 | 3.0 | 2.7 | 3.5 | 1.93 | 0,65 | 2.5-3.0 |
Los principales indicadores del funcionamiento efectivo del OP son la resistencia mínima al movimiento del flujo, una resistencia al fuego suficientemente alta. Dado que el área de la sección efectiva del OP no debe ser menor que el área del diámetro de la tubería en la que está instalado, los diámetros de los casetes OP se seleccionan más grandes que el diámetro de la tubería, y los fusibles mismos están instalados en las partes difusoras de los adaptadores. Para reducir la resistencia al flujo, uno debe esforzarse por instalar fusibles contra incendios en difusores (confusores) con un ángulo de expansión (estrechamiento) que no exceda los 8 grados. Los fusibles contra incendios se clasifican:
Los OP finales se instalan en válvulas de respiración y tuberías de ventilación, sistemas de bengalas, válvulas flotantes de pontón para la ventilación segura del espacio del subpontón en el tanque, en las tuberías secundarias de las tuberías guía de los techos flotantes para la ventilación de su espacio de gas.
Los OP de comunicación se instalan en tuberías de proceso y sistemas de ecualización de gas. En el diseño de dichos OP, a menudo se usan ventanas para quitar el casete sin desmontar todo el OP.
OP para evitar la deflagración combustión - movimiento lento de la llama, detonación - para evitar una explosión.
Los OP de cinta de canal recto son tiras corrugadas y planas enrolladas juntas (o anillos Raschig ). La sección transversal efectiva del OP es aproximadamente el 80% de la sección del casete OP. La desventaja del OP de canal recto es la baja resistencia al fuego y el desplazamiento de las cintas entre sí durante la combustión, la dificultad de garantizar la limpieza en los puntos de contacto de las cintas. Sin embargo, la cinta OP se puede utilizar para localizar la llama durante la detonación. Con este fin, tales fusibles contra incendios se fabrican en conjuntos de varios casetes y elementos elásticos entre ellos.
Los OP empaquetados se fabrican mediante pulvimetalurgia a partir de polvos de metales o compuestos. Dichos PO pueden tener un elemento ignífugo poroso enmarcado o estar formados por gránulos no compactados. La velocidad máxima de propagación de la llama en OP empaquetados no puede exceder los 0,5 m/s. Las ventajas del OP empaquetado son una mayor resistencia al fuego en comparación con los de canal recto. Dichos OP tienen las siguientes desventajas: alta resistencia hidráulica y, en consecuencia, bajo rendimiento, dificultad para controlar el diámetro de los canales a lo largo de la altura del elemento de barrera, altas resistencias térmicas en los puntos de contacto de partículas y pequeñas dimensiones máximas (debido a el tamaño limitado del equipo de prensado). Los OP compactos y empaquetados a granel no se utilizan para la instalación en el VST.
Los principales requisitos para los fusibles contra incendios se presentan en NPB 254-99.