Расчет фундамента под сепаратор

Обновлено: 16.05.2024

По своим динамическим свойствам сепаратор является быстроходной машиной, у которой частота вращения веретена достигает 5500-5600 мин-1 со значительной вращающейся массой барабана (до 300 кг и более). Поэтому к его монтажу предъявляют повышенные требования. При неправильно выполненном монтаже пуск и эксплуатация сепаратора становятся опасными как для монтажников, так и для обслуживающего персонала. Монтаж сепараторов должен выполняться с особой тщательностью и с соблюдением всех требований, приведенных в инструкции завода - изготовителя.

Сепаратор устанавливают на фундаменте посредством фундаментных болтов 1 (рис. 16.1), на которые надевают резиновые прокладки 5, 7, поставляемые вместе с сепаратором. Если фундамент под сепаратор выполнен с колодцами для анкерных болтов, то болты устанавливают по шаблону или вместе с сепаратором и заливают колодцы цементным раствором состава 1:3. Монтаж сепаратора продолжают после затвердевания подливки до 60% проектной прочности. Сепаратор устанавливают на фундамент так, чтобы веретено находилось в строго вертикальном положении, а фундаментные болты не касались стенок отверстий в лапах станины.

Рис. 16.1. Крепление сепаратора на фундаменте:

1 - фундаментный болт; 2 - колпачковая контргайка; 3 - гайка; 4 — колпачок; 5,7— амортизаторы (резиновые прокладки); 6 - верхний колпачок; 8 - нижний колпачок

При установке сепаратора на перекрытии с креплением сквозными анкерными болтами, резиновые прокладки помещают как под лапами станины, так и со стороны головки болтов под перекрытием.

Положение сепаратора выверяют по уровню и линейке, укладываемыми на верхнюю обработанную кромку чаши машины в двух взаимно перпендикулярных направлениях при снятых крышке и барабане сепаратора. Уровень укладывают в первую очередь по оси сепаратора, совпадающей с осью электродвигателя, а затем уже по второй, перпендикулярной оси. Отклонение от горизонтальности в обоих направлениях должно быть не более 0,02-0,05 мм на 1000 мм диаметра чаши сепаратора. Положение сепаратора регулируют тонкими кольцевыми жестяными прокладками, укладываемыми под лапы станины между фундаментом и амортизатором. После выверки сепаратора по уровню на фундаментные болты поверх лап надевают резиновые прокладки 5 с колпачками 4 и навинчивают гайки 3, которыми закрепляют сепаратор на фундаменте. Гайки на фундаментных болтах следует затягивать равномерно и плавно. После затяжки гаек и установки колпачковых контргаек 2 сепаратор должен быть плотно, прижат к фундаменту, но стоять на нем «мягко», чтобы резиновые прокладки не потеряли эластичность.

Монтаж открытых сепараторов

К этой группе относятся сепараторы СОМ-3-1000 и ОСД-500.

При монтаже сепараторов СОМ-3-1000 следует учесть следующие особенности.

Сепаратор устанавливают на фундаменте на резиновых амортизаторах, которые надевают на анкерные болты под металлической плитой агрегата.

Барабан сепаратора собирают в такой последовательности: в кольцевую канавку основания 2 (рис. 16.2) вкладывают резиновое уплотнительное кольцо 1 и устанавливают тарелкодержатель 13 Так, чтобы в его отверстие попал установочный штифт 17. Затем устанавливают пакет промежуточных тарелок 3, разделительную тарелку 7 со вставкой, куда ввинчивают регулировочный винт 11. После этого устанавливают кожух 12 в таком положении, чтобы он фиксировался штифтом 16. Вслед за этим надевают шайбу 6 Для направления струи молока и навинчивают на хвостовик основания зажимную гайку 8. Гайку сначала завинчивают вручную, затем закрепляют барабан в сборочном зажимном приспособлении (входящем в комплекс поставки) и гайку 8 затягивают до совпадения отметок на кольце и хвостовике основания барабана.

Собранный барабан устанавливают на веретено так, чтобы поводок барабана 5 попал в вырез на конце веретена 4. Для этого одной рукой поворачивают бандаж сепаратора, а другой придерживают барабан. После этого закрепляют на станине сепаратора приемник обезжиренного молока 15. Расстояние между нижней кромкой окна в конусе барабана и кромкой конуса приемника должно быть в пределах 2-3 мм. Затем в приемник обезжиренного молока вставляют приемник сливок 14. При этом нижняя кромка отверстия регулирующего винта 11 должна быть выше кромки конуса приемника сливок на 3-4 мм.

Высоту барабана по отношению к приемникам для обезжиренного молока и сливок регулируют винтом подпятника, находящимся в нижней части корпуса сепаратора, снаружи его. Для этого отворачивают колпачковую гайку на нижнем конце вертикального вала, на 2-3 оборота ослабляют контргайку и вворачивают или выворачивают винт подпятника. Отрегулировав высоту

Рис. 16.2. Барабан и приемно-отводящее устройство сепаратора СОМ-3-1000

I - уплотнительное кольцо; 2 - основание; 3 - пакет промежуточных тарелок; 4 - веретено; 5 - поводок барабана; 6 - шайба; 7 - разделительная тарелка; 8 - зажимная гайка/ 9 - поплавок; 10 - поплавковая камера;

II - регулирующий винт; 12 - кожух; 13 - тарелкодержателъ; 14 - приемник сливок; 15 - приемник обезжиренного молока; 16, 17-штифты

Барабана, в приемник сливок устанавливают поплавковую камеру 10 с поплавком 9 и подключают трубопровод так, чтобы поплавок находился на уровне 2/3 высоты поплавковой камеры.

При монтаже сепаратора СОМ-3-1000 необходимо также выверить установку электродвигателя по клиноременным шкивам.

*Учитывают степень динамичности машин с помощью коэффициента «α», изменяющегося от 0,3 до 1. Чем выше степень динамичности, тем меньше значение коэффициента «α» (приложение В).

1. Фундамент не должен давать значительной осадки, что достигается, если фактическое давление на грунт Р, кПа, основания системы «аппарат + фундамент» будет меньше нормативного

Р = (G_м + G_ф)/(α F) ≤ R_н ,

(45)

где G_м – вес фундамента:

V – объем фундамента, м 3

Н – общая высота фундамента, м

Н = Н₁ + Н₂

(48)

Н = 100 + 500 = 600 мм = 0,6 м

F – площадь фундамента, м 2

F = (А + 2∆) (В + 2∆)

(49)

∆ - припуск на каждую сторону, ∆ = 0,1 м

F = (1880 + 2∙0,1)(1300 + 2∙0,1) = 6,36 м 2

V = 6,36∙0,6 = 3,8м 3

Р = (14,7 + 76)/0,5∙6,36 = 28,5 кН

2. Определяем возможное отклонение оси аппарата от оси фундамента – эксцентриситеты е и е₁, которые не должны превышать 5% от соответствующей стороны фундамента

Из пропорций находим предельные эксцентриситеты е и е₁, мм

е = 2080∙5/100 = 104мм

е₁ = 1500∙5/100 = 75 мм

Расчет приспособлений для монтажа оборудования.

Расчет строп.

Стропы из стальных канатов применяются для соединения монтажных полиспастов с подъемно-транспортными средствами, якорями и строительными конструкциями, а также для строповки поднимаемого или перемещаемого оборудования и конструкций с подъемно-транспортными механизмами.

Для строповки тяжеловесного оборудования преимущественно используются инвентарные витые стропы, выполняемые в виде замкнутой петли, путем последовательной параллельной укладки перевитых между собой витков каната вокруг начального центрального витка. Эти стропы имеют ряд преимуществ: равномерность распределения нагрузки на все ветви, сокращение расхода каната, меньшая трудоемкость строповки. Технические данные рекомендуемых типов канатов приведены в приложении Г (таблица 1).

Канатные стропы рассчитываются в следующем порядке (рисунок 10).

1. Определяем натяжение в одной ветви стропа, кН:

где P – расчетное усилие, приложенное к стропу, без учета коэффициентов перегрузки и динамичности, кН;

m – общее количество ветвей стропа;

- угол между направлением действия расчетного усилия и ветвью стропа, которым задаемся исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки (этот угол рекомендуется назначать не более 45⁰, имея ввиду, что с его увеличением усилие в ветви стропа резко возрастает).

2. Находим разрывное усилие в ветви стропа, кН:

где k_з- коэффициент запаса прочности для стропа, в зависимости от типа стропа (приложении Г(таблица 2)).

3. По расчетному разрывному усилию, пользуясь таблицей 1.приложения Г, подбираем наиболее гибкий стальной канат и определяем его технические данные: тип и конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие и диаметр.

Рисунок 10. Расчетная схема.

Пример расчета.

Рассчитать стальной канат для стропа, применяемого при подъеме при подъеме горизонтального цилиндрического теплообменного аппарата массой G_o=15000кг.

1. Определить натяжение одной ветви стропа, задаваясь общим количеством ветвей m = 4 и углом наклона их =45⁰ к направлению действия расчетного усилия P.

2. Находим разрывное усилие в ветви стропа.

временное сопротивление разрыву, МПа…………………..1960

масса 1000м каната, кг………………………………………. 2130

Расчет траверс.

В практике монтажа оборудования применяются траверсы двух видов – работающие на изгиб и на сжатие. Первые конструктивно более тяжелые, но обладают значительно меньшими высотными габаритами, что имеет существенное значение при подъеме оборудования в помещениях с ограниченной высотой, а также при недостаточных высотах подъема крюка грузоподъемного механизма.

Расчет траверс, работающих на изгиб.

1. Подсчитываем нагрузку, действующую на траверсу, кН

где G_O – масса поднимаемого груза, кг,

k_П – коэффициент перегрузки, k_П=1,1

k_Д – коэффициент динамичности, k_Д=1,1

2. Определяем изгибающий момент в траверсе,

где а – длина плеча траверсы, см.

3. Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы, см 3 .

где m и R выбирают по приложению Г (таблицы 3 и 4).

Рисунок 11. Расчетная схема траверсы, работающей на изгиб.

4. Выбираем для траверсы сплошного сечения одиночный швеллер, двутавр или сплошную трубу, и по приложению Г (таблицы 5, 6, 7) определяем момент сопротивления W_X, ближайший больший к W_ТР. В случае невозможности изготовления траверсы большого сечения при больших значениях W_ТР балки траверсы изготавливаются либо сквозного сечения из парных швеллеров или двутавров, а также из труб, усиленных элементами жесткости, либо, наконец, решетчатой конструкции.

Пример расчета.

Подобрать и рассчитать сечение балки траверсы, работающей на изгиб, для подъема ротора турбины массой G_O =24тонны с расстоянием между стальными подвесками l = 4м (рисунок 11).

1. Подсчитываем нагрузку, действующую на траверсу:

2. Определяем изгибающий момент в траверсе:

3. Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы:

4. Выбираем по табличным данным конструкцию балки траверсы сквозного сечения, состоящую из двух двутавров, соединенных стальными мостиками на сварке.

5. Подбираем по таблице ГОСТ (приложение Г таблица 5) два двутавра №40 с =953 см 3 , определяем момент сопротивления сечения траверсы в целом:

что удовлетворяет условию прочности расчетного сечения траверсы.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.01)

5.1.1. Рекомендуется, что перечень исходных данных для проектирования основания и фундамента под резервуар входят данные инженерно-геологических изысканий (для районов распространения многолетнемерзлых грунтов - данные инженерно-геокриологических изысканий).

СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства" одобренный письмом Госстроя РФ от 17 февраля 2004 года N 9-20/112 устанавливает состав, объемы, методы и технологию производства инженерно-геологических изысканий для обоснования проектной подготовки строительства, а также инженерно-геологических изысканий, выполняемых в период строительства, эксплуатации и ликвидации сооружения.

5.1.2. Материалы инженерно-геологических изысканий площадки строительства содержат следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:

литологические колонки;
физико-механические характеристики грунтов (плотность грунтов p, удельное сцепление грунтов с, угол внутреннего трения φ, модуль деформации Е , коэффициент пористости е , показатель текучести IL и др.);
расчетный уровень грунтовых вод с учетом прогноза изменения гидрогеологического режима грунтовых вод на период срока службы резервуаров без учета их объемов.

В районах распространения многолетнемерзлых грунтов проводятся изыскания с целью получения сведений о составе, состоянии и свойствах мерзлых и оттаивающих грунтов, криогенных процессов и образованиях, включая прогнозы изменения инженерно-геокриологических условий проектируемых резервуаров с геологической средой.

5.1.3. Число геологических выработок определяется проектной организацией с учетом наличия ранее проведенных инженерно-геологических изысканий. В случае строительства резервуара на месте демонтированного осуществляется подтверждение ранее проведенных изысканий бурением одной скважины на периметре с исследованием геологии грунтовых вод и проведением расчетов с использованием геодезических наблюдений за маркерами в период эксплуатации демонтированного резервуара.

5.1.4. При разработке проектной документации оснований и фундаментов рекомендуется руководствоваться положениями СП 22.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 28 декабря 2010 года N 823, СП 24.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 786, СНиП 2.02.04-88 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах", утвержденного Приказом Минрегиона РФ от 29 декабря 2011 года N 622, СП 14.13330.2011 "Свод правил "СНиП II-7-81* Общие правила производства работ. Строительство в сейсмических районах", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 779, СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты", утвержденного приказом Минрегиона РФ от 29 декабря 2011 года N 635/2 и рекомендациями настоящего Руководства по безопасности.

5.2. Рекомендации к проектным решениям оснований

5.2.1. Грунты, деформационные характеристики которых обеспечивают допустимые осадки резервуаров, рекомендуется использовать в естественном состоянии как основание для резервуара.

5.2.2. Для грунтов, деформационные характеристики которых не обеспечивают допустимые осадки резервуаров, предусматривают инженерные мероприятия по их упрочнению либо устройство свайного фундамента.

5.2.3. Для просадочных грунтов рекомендуется предусматривать устранение просадочных свойств в пределах всей просадочной толщи или устройство свайных фундаментов, полностью прорезающих просадочную толщу.

5.2.4. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на набухающих (пучинистых) грунтах, в случае, если расчетные деформации основания превышают предельные, предусматривают проведение следующих мероприятий:

полная или частичная замена слоя набухающего (пучинистого) грунта ненабухающим;
применение компенсирующих песчаных или гравийных подушек;
устройство свайных фундаментов.

5.2.5. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на водонасыщенных пылевато-глинистых, биогенных грунтах и илах, в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, рекомендуется предусматривать проведение следующих мероприятий:

устройство свайных фундаментов;
для биогенных грунтов и илов - полная или частичная замена их песком, щебнем, гравием и т.д.;
предпостроечное уплотнение грунтов временной пригрузкой основания (допустимо проведение уплотнения грунтов временной нагрузкой в период гидроиспытания резервуаров по специальной программе).

5.2.6. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на подрабатываемых территориях, в случае если расчетные деформации основания превышают допустимые, рекомендуется предусматривать проведение следующих мероприятий:

устройство сплошной железобетонной плиты со швом скольжения между днищем резервуара и верхом плиты;
применение гибких соединений (компенсационных систем) в узлах подключения трубопроводов;
устройство приспособлений для выравнивания резервуаров.

5.2.7. При проектировании оснований резервуаров, возводимых на закарстованных территориях, предусматривают проведение следующих мероприятий, исключающих возможность образования карстовых деформаций:

заполнение карстовых полостей;
прорезка карстовых пород глубокими фундаментами;
закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов.

Размещение резервуаров в зонах активных карстовых процессов не допускается.

5.2.8. При применении свайных фундаментов концы свай заглубляют в малосжимаемые грунты и обеспечивают требования к предельным деформациям резервуаров.

Свайное основание может быть как под всей площадью резервуара - "свайное поле", так и "кольцевым" - под стенкой резервуара.

5.2.9. Если применение указанных мероприятий согласно подпунктам 5.2.7, 5.2.8 не исключает возможность превышения предельных деформаций основания проектная организация предусматривает специальные устройства (компенсаторы) в узлах подключения трубопроводов, обеспечивающие прочность и надежность узлов при осадках резервуаров, а также устройство для выравнивания резервуаров.

5.2.10. При строительстве в районах распространения многолетнемерзлых грунтов при использовании грунтов основания по первому принципу (с сохранением грунтов в мерзлом состоянии в период строительства и эксплуатации) предусматривается их защита от воздействия положительных температур хранимой в резервуарах нефти и нефтепродукта. Это достигается устройством проветриваемого подполья "Высокий ростверк" или применением теплоизоляционных материалов в сочетании с принудительным охлаждением грунтов - "термостабилизацией".

5.2.11. Грунтовые подушки выполняются из послойно уплотненного при оптимальной влажности грунта, модуль деформации которого после уплотнения составляет не менее 15 МПа, коэффициент уплотнения - не менее 0,90.

Уклон откоса грунтовой подушки рекомендуется выполнять не более 1:1,5.

Рекомендованная ширина горизонтальной части поверхности подушки за пределами окрайки:

0,7 м - для резервуаров объемом не более 1000 м 3 ;
1,0 м - для резервуаров объемом более 1000 м 3 и для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов (независимо от объема) по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64".

Поверхность подушки за пределами периметра резервуара (горизонтальная и наклонная части) защищается отмосткой.

5.3. Рекомендации к проектным решениям фундаментов

5.3.1. В качестве фундамента резервуара рекомендуется использовать грунтовую подушку (с железобетонным кольцом под стенкой и без него) либо железобетонная плита.

5.3.2. Для резервуаров объемом 2000 м 3 и более под стенкой резервуара устанавливается железобетонное фундаментное кольцо шириной не менее 0,8 м для резервуаров объемом не более 3000 м 3 и не менее 1,0 м - для резервуаров объемом более 3000 м 3 . Толщина кольца принимается не менее 0,3 м.

5.3.3. Для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64" фундаментное кольцо рекомендуется устраивать для всех резервуаров, независимо от объема, шириной не менее 1,5 м, а толщину кольца принимать не менее 0,4 м. Фундаментное кольцо рассчитывается на основное, а для площадок строительства с сейсмичностью 7 баллов и более по шкале MSK-64 "Шкала сейсмической интенсивности MSK-64" также на особое сочетание нагрузок.

5.3.4. Под всем днищем резервуара рекомендуется предусматривать гидроизолирующий слой, выполненный из песчаного грунта, пропитанного нефтяными вяжущими добавками, или из рулонных материалов. Рекомендуется применять песок и битум без содержания коррозионно-активных агентов.

5.3.5. При устройстве фундамента резервуара рекомендуется предусматривать проведение мероприятий по отводу грунтовых вод и атмосферных осадков из-под днища резервуара.

5.4. Рекомендуемый расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара

5.4.1. Нагрузки, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице 19 настоящего Руководства по безопасности.

Таблица 19. Сочетания воздействий для расчета нагрузок на фундаменты

Вид нагрузки	Сочетание воздействий для расчета нагрузок на фундаменты
Вид нагрузки	1, 2	3	4
Условия эксплуатации и гидравлических испытаний	Проверка на опрокидывание пустого резервуара	Условия землетрясения
Вес продукта (или воды)	+	-	+
Вес корпуса и крыши резервуара	+	+	+
Вес стационарного оборудования	+	+	+
Вес теплоизоляции	+	+	+
Внутреннее избыточное давление	-	+	+
Вакуум	+	-	-
Снеговая нагрузка	+	-	+
Ветровая нагрузка	+	+	-
Сейсмическая нагрузка	-	-	+

5.4.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.

Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:

вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;
снеговую нагрузку;
избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.

Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.

Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.

5.4.3. Перечень рекомендуемых расчетов:

определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- и пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;
расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;
проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;
проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;
расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;
расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;
расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.

5.4.4. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении рекомендуется производить специализированными организациями.

5.4.5. Опрокидывающий момент Mw, МН·м, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, рекомендуется вычислять по формуле:

где опрокидывающий момент от действия ветра на стенку Mws, МН·м, определяется по формуле:

Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу определяется по формуле:

(43)

где b₀=10m- базовый параметр;

Yn- коэффициент надежности по опасности;

Hs- высота стенки, м;

D- диаметр резервуара, м;

Pw- нормативное значение ветрового давления, МПа.

5.4.6. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента в соответствии с рисунок 28 настоящего Руководства по безопасности. Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара рекомендуется определять по формулам:

Рисунок 28

5.4.7. Расчетная вертикальная нагрузка Qmax, МН на фундамент резервуара, соответствующая расчетному сочетанию нагрузок 1 (см. таблицу 19), составляет:

где Yn- коэффициент надежности по опасности;

Gr- вес листов настила крыши, МН;

Gs- вес стенки, МН;

Gs0- вес оборудования на стенке, МН;

Gr0- вес оборудования на крыше, МН;

Gst- вес теплоизоляции на стенке, МН;

Gr- вес крыши, МН;

Grt- вес теплоизоляции на крыше, МН;

p_s- расчетная снеговая нагрузка на поверхности земли, МПа, определяемая по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787;

pv- нормативное значение вакуума, МПа;

ce= 0,85 при D≤60 м;

ce= 1,0 при D>100 м;

ce= 0,85 + 0,00375•( D- 60) - в промежуточных случаях;

D- диаметр резервуара, м;

ψ1, ψ2, ψ3- коэффициенты сочетаний для длительных нагрузок, назначаемые в соответствии с СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденным приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787, (пп.6.2, 6.3) для основной по степени влияния нагрузки ψ=1, для остальных ψ=0,95.

5.4.8. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- и пневмоиспытания). Эту нагрузку рекомендуется определять по формулам:

а) нагрузка pf, МПа, на основание под центральной частью днища при эксплуатации:

б) нагрузка pfg, МПа, на основание под центральной частью днища при гидро- и пневмоиспытаниях:

где Yn- коэффициент надежности по ответственности;

g- ускорение свободного падения, м/с 2 ;

p- плотность продукта, т/м 3 ;

pg- плотность воды, используемой для гидравлических испытаний, т/м 3 ;

ps- плотность металла, т/м 3 ;

H- высота налива продукта при эксплуатации, м;

Hg- высота налива воды при гидравлических испытаниях, м;

p- нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа;

t_bc- номинальная толщина центральной части днища резервуара, м.

5.4.9. Рекомендации по установке анкеров

5.4.9.1. Анкеровка корпуса резервуара рекомендуется если:

происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;
момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.

5.4.9.2. В случаях, указанных в подпункте 5.4.9.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.

5.4.9.3. Рекомендуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям подпункта 5.4.9.1:

, (48)

Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая - опрокидывающий момент, определяемый по пункту 5.4.5.

5.4.9.4. Подъемная сила Fwvr, MН, от действия ветра на крышу рекомендуется определять по формуле:

где Yn- коэффициент надежности по опасности;

r- радиус резервуара, м;

pw- нормативное значение ветрового давления, МПа, определяется по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 года N 787, (таблица 11.1).

Для конических крыш с углом наклона ar≥5 и сферических крыш высотой fr≥0,1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять Fwvr =0.

5.4.9.5. Расчетную минимальную вертикальную нагрузку на фундамент резервуара Qmin, MН, рекомендуется вычислять для расчетного сочетания нагрузок 3 (см. таблицу 19) составляет:

где Yn- коэффициент надежности по опасности;

r- радиус резервуара, м;

Gs- вес стенки, МН;

Gr- вес стенки, МН;

Gs0- вес оборудования стенки, МН;

Gr0- вес оборудования крыши, МН;

Gst- вес теплоизоляции на стенке, МН;

Grt- вес теплоизоляции на крыше, МН;

p- нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа.

5.4.9.6. Расчетное усилие Na, MH, в одном анкерном болте рекомендуется определять по формуле:

10.1.1. Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008, СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.04-88; СНиП II-7-87 и дополнительных требований настоящего Стандарта.

10.1.2. Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:

- литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам;

- физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения φ, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε);

- расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м 3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м 3 .

Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации.

Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения.

При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерно-геологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.

10.1.3. Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию резервуара и его долговечность.

10.1.4. Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины.

В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых принимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09.

Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.

10.1.5. Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли должна быть не менее 0,15 м.

10.1.6. В проекте КМ должно быть представлено задание для проектирования основания и фундаментов под резервуар, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент, а также величины допустимых деформаций основания.

10.2. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара

10.2.1. Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице П.4.6 Приложения П.4.

10.2.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.

Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:

- вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;

- избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.

10.2.3. Перечень необходимых расчетов включает:

- определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;

- расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;

- проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;

- проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;

- проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;

- расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;

- расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;

- расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.

Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении приведен в п. 9.6.6.

10.2.4. Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, вычисляется по формуле:

10.2.5. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рис. 10.1). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара определяется по формулам:

Рис. 10.1. Нагрузки на фундамент, передаваемые по контуру стенки резервуара

10.2.6. Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара, соответствующая 1-му расчетному сочетанию нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4), составляет:

10.2.7. Если теплоизоляция, или вакуум, или снеговая нагрузка отсутствуют, формула 10.2.6 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

10.2.8. Коэффициент fs назначается согласно указаниям п. 9.2.3.1.7.

10.2.9. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- пневмоиспытания). Эту нагрузку следует определять по формулам:

pf = γn[0,001g(ρH + ρstbc) + 1,2p],

Pfg = γn[0,001g(ρgH0g + ρstbc) + 1,25p].

10.2.10. Требования по установке анкеров

10.2.10.1. Анкеровка корпуса резервуара требуется если:

- происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;

- момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.

10.2.10.2. В случаях, указанных в п. 10.2.10.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.

10.2.10.3. Требуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям п. 10.2.10.1:

Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая - опрокидывающий момент, определяемый по формуле п. 10.2.4.

10.2.10.4. Подъемная сила от действия ветра на крышу определяется по формуле:

Для конических крыш с углом наклона αr ≥ 5° и сферических крыш высотой fr ≥ 0,1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять Fwvr = 0.

10.2.10.5. Расчетная минимальная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара вычисляется для 3-го расчетного сочетания нагрузок (таблица П. 4.6 Приложения П.4) и составляет:

Q_min = γn[(Gs + Gr) + 0,95(Gs0 + Gr0 + Gst + Grt) - 1,2·0,95р π r2].

10.2.10.6. Если теплоизоляция или избыточное давление отсутствуют, формула 10.2.10.5 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

10.2.10.7. Расчетное усилие в одном анкерном болте определяется по формуле:

10.3. Конструктивные решения фундаментов

10.3.1. Устройство фундаментов под резервуары рекомендуется выполнять с применением следующих конструктивных решений:

- грунтовая подушка (рис. 10.2);

- кольцевой железобетонный фундамент (рис. 10.3);

- сплошная железобетонная плита (рис. 10.4).

10.3.2. Для устройства грунтовой подушки используются чистые и прочные сыпучие материалы - песок и щебень.

Рис. 10.2. Грунтовая подушка

Формирование подушки осуществляется слоями толщиной около 150 мм с утрамбовкой слоев катками массой от 5 до 10 тонн. Высота подушки должна составлять не менее 0,5 м.

По верху подушки устраивается гидрофобный слой из битумно-песчаной смеси толщиной не менее 50 мм, состоящей из формованной в горячем состоянии смеси следующих компонентов: 9 % битума, растворенного в чистом керосине, 10 % портландцемента и 81 % чистого песка.

Дренаж грунтовой подушки и контроль протечек через возможные повреждения днища обеспечивается путем установки по периметру фундамента на расстоянии не более 5 м друг от друга радиальных дренажных трубок диаметром 75 мм, закрытых с торцов пластиковой сеткой 10 × 10 мм.

Рис. 10.3. Кольцевой железобетонный фундамент

10.3.3. Кольцевой железобетонный фундамент используется при наличии значительных контурных нагрузок по периметру стенки или при необходимости установки анкеров.

Ширина кольцевого фундамента должна быть не менее 0,8 м для резервуаров объемом до 3000 м 3 и не менее 1,0 для резервуаров объемом свыше 3000 м 3 . Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0,3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0,4 м.

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

10.3.4. Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немерзлых грунтах, для всех резервуаров на мерзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1 % от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

Монтаж сепараторов

Сепаратор по динамическим свойствам является быстроходной машиной (частота вращения веретена 5500— 6500 об/мин) со значительной вращающейся массой, поэтому к его монтажу предъявляются повышенные требования. Сепаратор необходимо устанавливать строго в вертикальном положении, что выверяют по базовой поверхности (контрольной базе). В качестве такой поверхностн используют верхнюю проточенную кромку чаши станины.

На кромку в двух взаимно перпендикулярных направлениях укладывают линейку, а на нее — монтажный уровень, по которому определяют ее горизонтальное положение. При этом вертикальность веретена и всего сепаратора обеспечивается конструкцией машины.

Рис. 1. Способы крепления отечественных сепараторов на фундаменте и их выверка:
а — без обечаек; б — с обечайками: 1 — фундаментный болт, 2 и 4 — резиновые амортизаторы, 3 — лапа станины, 5 — металлический колпачок, 6 — гайка, 7 _ контргайка, 8 — обечайка; в — выверка по горизонтали и вертикали: 1—линейка, 2 — уровень.

При монтаже сепараторов следует учитывать необходимость компенсации колебаний, возникающих при их работе, что обеспечивается мягкой установкой станины на точках опоры (резиновых амортизаторах). Несколько сепараторов монтируют электродвигателями в одну сторону на расстоянии не менее 0,8 м между машинами. Их устанавливают непосредственно на фундаменте, на фундаментной плите или на анкерных ножках и крепят на трех или четырех точках. За исключением сепараторов для высокожирных сливок, которые монтируют, как правило, на общем фундаменте, остальные располагают на отдельных фундаментах. Место установки выбирают с учетом удобства обслуживания сепаратора: наблюдение за контрольно-измерительными приборами, контроль уровня масла в картере, возможность демонтажа электродвигателя сепаратора. Габариты фундамента определяют по схеме расположения фундаментных болтов, приведенной в заводской инструкции с припуском от осей болтов по 100— 150 мм на сторону.

Сепараторы на фундамент устанавливают после затвердевания цементного раствора в колодцах. При монтаже отечественных сепараторов на фундаментные болты вначале надевают резиновые амортизаторы, на них устанавливают лапы станины сепаратора, затем — вторые резиновые амортизаторы, металлические колпачки (для предотвращения смятия верхних амортизаторов), поверх которых на болты навинчивают гайки и контргайки. В сепараторах ОСН нижние амортизаторы заключают между металлической обечайкой (снизу) и колпачком (сверху). При установке сепаратора фундаментные болты не должны касаться стенок отверстий в лапах станины.

При монтаже сепаратор выверяют по уровню. Его помещают на верхнюю проточенную кромку чаши станины (базовая поверхность) в двух взаимно перпендикулярных положениях. Положение сепаратора при выверке изменяют, устанавливая под нижние амортизаторы металлические шайбы или незначительно подтягивая гайки фундаментных болтов. Затягивают гайки крест-накрест равномерно и плавно, без рывков. Усилие при этом должно быть таким, чтобы высота резиновых амортизаторов уменьшилась не более чем на 20% от первоначальной.

Зарубежные сепараторы монтируют следующим образом. Поверх фундамента устанавливают чугунную фундаментную плиту, выверяют ее по уровню и заливают цементным раствором вместе с фундаментными болтами. Устанавливают сепаратор на трех ножках, зафиксированных на штифтах в плите. Герметические сепараторы монтируют на анкерных ножках. В ножки ввинчивают шпильки, на них укладывают регулировочные шайбы, резиновые прокладки, на которых располагают сепаратор, вторые резиновые подкладки и колпачковые гайки.

Все принадлежности для монтажа (болты, подкладки, плиты, анкерные ножки) входят в комплект, поставляемый заводами-изготовителями.

Перед пуском сепаратор помещают в сухое помещение не менее чем на 3 суток для просушки обмоток электродвигателя. Затем электродвигатель подключают к сети. Кнопка управления электродвигателем сепаратора должна быть смонтирована вблизи машины. Подходы к кнопке должны быть свободными. Все металлические нетоковедущие части электрооборудования и станину заземляют. Для защиты электродвигателя от перегрузок предусматривается тепловая защита — тепловое реле, вмонтированное в магнитный пускатель, и защита от коротких замыканий плавкими предохранителями со вставками, соответствующими мощности электродвигателя.

Рис. 2. Установка зарубежных сепараторов:
a — MZE -5: 1 — фундаментная плита, 2 — шлицевое кольцо, 3 — шайба, 4— резиновый буфер, 5 —гайка, 6 — ножка станины, 7 — шпилька, 8 — фундаментный болт, 9 — гайка, 10 — шайба; б — SMVN : 1 — гайка, 2 — винт, 3 — резиновый амортизатор, 4 — крышка, 5 — шайба, 6 — винт, 7 — стопорный винт, 8 — ножка сепаратора, 9 — штифт, 10 — фундаментная плита; в — герметического: 1 — анкерная ножка, 2 — шпилька, 3 и 4 — резиновые амортизаторы, 5 — колпачковая гайка.

После подключения электродвигателя производят промывку картера и пробный пуск сепаратора. Пуск сепаратора. Перед пуском сепаратора освобождают тормоза и стопора, в масляную ванну заливают масло до середины маслоуказателя. Затем на несколько секунд включают электродвигатель для определения правильности вращения ротора электродвигателя и веретена, которое должно вращаться по часовой стрелке, если смотреть на него сверху. Направление вращения вала электродвигателя указано стрелкой на ограждении вентилятора электродвигателя. Закрашивать стрелку запрещается. При правильном вращении вновь включают электродвигатель на 10—15 мин при снятом барабане.

Продолжительность разгона барабана колеблется в пределах 4—8 мин для разных моделей сепараторов. Если продолжительность разгона до полного числа оборотов при нормальном напряжении в электросети больше паспортного или число оборотов падает, значит на накладки колодок центробежно-фрикционной муфты попала смазка или сработались накладки, что вызвало пробуксовку. В данном случае удаляют смазку или заменяют накладки.

Правильность работы тахометра определяют по числу толчков пульсатора в минуту, которое должно соответствовать паспортному.

Читайте также: