3. Определение типа и количества резервуаров Экономическая оценка вариантов

Объемный ряд типовых конструкций стальных вертикальных цилиндрических резервуаров (выборка) следующий:

… 1000, 2000, 3000, 5000, 10000, 15000, 20000, 30000, 50000 м³.

Минимальное количество резервуаров одного типоразмера принимается равным п=2-3, что диктуется технологическими требованиями. Следует также учитывать то, что резервуары большого объема требуют относительно меньших затрат на эксплуатацию, и на их сооружение требуется меньший расход стали, у них меньшие потери на испарение.

Для проведения экономической оценки вариантов можно воспользоваться следующим справочным материалом по стальным вертикальным цилиндрическим резервуарам (см. таблицу).

Объем резервуара, м^3	Тип резервуара
	РВ-…-СК		РВ-…СП (с понтоном)		РВ-…ПК (с плавающей крышей)
	масса, т	стоимость, руб.	масса, т	стоимость, руб.	масса, т	стоимость, руб.
100,00	7,8	117000	9,88	148200	-	-
200,00	10,4	156000	13,13	196950	-	-
300,00	13,0	195000	16,76	251400	-	-
400,00	14,7	220500	18,76	281400	-	-
700,00	20,94	314100	26,71	400650	-	-
1000,00	25,81	387150	33,27	499050	39,57	593550
2000,00	48,16	722400	54,84	822600	62,84	942600
3000,00	68,1	1.021500	78,49	1.177350	81,23	1.218450
5000,00	99,46	1.491910	109,12	1.636800	114,34	1.715100
10000,00	212,84	3.192600	226,71	3.400650	221,45	3.321750
20000,00	404,39	6.065850	443,14	6.647100	407,59	6.113850
30000,00	541,84	8.127600	591,94	8.879100
50000,00					810,29	12.154350

Для резервуаров других объемов, ориентировочная масса и стоимость могут быть получены экстраполяцией приведенных данных.

Рассматриваем два варианта, из которых выбираем оптимальный.

Суммарные капиталовложения определяются как

К=С·n , (3.1)

где С– стоимость одного резервуара, млн.руб.;

n – количество резервуаров.

Суммарная металлоемкость определяется как

М= m·n, т.,(3.2)

где m– масса одного резервуара, т.

По данным сравнительной оценки, оптимальным считается вариант с наименьшими капитальными затратами и наименьшей металлоемкостью.

4. Расчет оптимальных размеров резервуара

При расчете оптимальных размеров резервуара и основных элементов его конструкции руководствуются следующим. Толщины днища и покрытия являются нерасчетными параметрами и рекомендуемые их величины, соответственно, б_дн=4:5 мм,б_покр= 3:4мм плюс припуск на коррозию 1-2 мм.

Для изготовления резервуаров относительно небольшой емкости (<3000 м³)используется в качестве материала стенки, днища и покрытия сталь марки Ст-3 и ее модификации с расчетным сопротивлениемR_y=230 МПа.

Для изготовления резервуаров емкостью >5000 м³используется как Ст-3, так и низколегированные стали марок 9Г2С, 16Г2АФ и другие сR_y=310 МПа иR_y=400 МПа, соответственно. Используются также комбинированные конструкции – нижние пояса стенки изготовляются из сталей 9Г2С, 16Г2АФ, верхние из стали Ст-3. Сортамент и характеристики указанных сталей приводятся в прил. 2. Необходимо выбрать марку стали.

Размеры листового проката выбираются из стандартного ряда. При этом руководствуются следующим: длина листа должна быть по возможности кратной периметру пояса, ширина листа –кратной высоте резервуара. При этом длина и ширина листа должны быть возможно большими с целью уменьшения количества сварных швов.

Оптимальный радиус резервуара находится из формулы [3]

г

R_опт=

(4.1)

деV– объем резервуара, м³;

• α =(3:6)·10^-3м.

О

(4.2)

птимальная высота резервуара находится из формулы [3]

Д

Н_опт=

ействительные размеры вычисляются по выбранному сортаменту листового проката.

Толщина стенки каждого пояса определяется из формулы

З

(4.3)

десьk_п1– коэффициент перегрузки от гидростатического давления;k_п1=1,1;

k_п2– коэффициент перегрузки от избыточного давления;k_п2=1,2;

k_м– коэффициент надежности по материалу;k_м=1,0:1,1;

k_p– коэффициент условий работы;k_p- 0,8;

х– высотная координата пояса, м;

R – радиус резервуара, м.

При расчетной толщине поясов стенки б<… мм(в зависимости от ГОСТа 31385-2008,)принимаетсяб=… мм. При расчетной толщине пояса стенкиб>18÷20ммуменьшается высота резервуара и увеличивается его радиус. К расчетной толщине прибавляется припуск на коррозию 1-2 мм и допуск на прокат.

По полученным действительным размерам определяется полная масса стенки резервуара и решается вопрос о количестве рулонов. Максимальная масса рулона не должна превышать 64 т, они по возможности должны быть одинаковы по массе, а диаметр их не должен превышать 3,2 м.