Если добиться изотермического хранения нефтепродуктов или значительно уменьшить колебания температуры газового пространства и поверхности нефтепродукта, то можно полностью устранить потери от «малых дыханий».
В летнее время суточные колебания температуры газового пространства резервуара достигают 30…40 %, а поверхность нефтепродукта изменяет температуру на 10…15 °С.
Наиболее простыми и дешевыми способами уменьшения суточных колебаний являются окраска резервуаров и сооружение защитных экранов, более сложными и дорогими – тепловая изоляция, орошение резервуаров и их подземное размещение. Окраска резервуара применяется в любых условиях как способ борьбы с испарениями, так и для защиты резервуара от коррозии. Цвет окраски сильно влияет на нагрев стенок резервуара и соответственно на нагрев нефтепродукта, находящегося в резервуаре.
Бензин, находящийся в одинаковых условиях в резервуарах, выкрашенных в разные цвета, имеет следующие температуры: алюминиевая окраска – 11,5 °С; серая – 14,6 °С; сурик – 16,6 °С; зеленая – 22 °С; черная – 30 °С, т.е. нефтепродукты, хранимые в резервуарах, окрашенных в светлые тона, имеющие лучшую отражательную способность, значительно меньше подвержены суточным
колебаниям температуры. Наибольшей отражательной способностью обладает белая окраска. При хранении бензина в наземном горизонтальном резервуаре, окрашенном белой краской, потери уменьшаются в два раза по сравнению с алюминиевой, в которую обычно выкрашены резервуары на нефтескладах. Кроме того, белая краска сохраняется 3–4 года, а алюминиевая (АЛ-177) – 1,5 – 2 года.
Сооружение защитных экранов реализуется посадкой деревьев лиственных пород вблизи резервуаров, а так же помещение наземных резервуаров под навесы. В южных районах применяют отражательную изоляцию резервуаров, состоящую из крыши – экрана и боковых стенок, установленных на расстоянии 0,1…0,5 м от поверхностей резервуара. Применение защитных экранов позволяет сократить потери нефтепродуктов в 2–3 раза.
Изолировать поверхности резервуаров можно материалами, обладающими низкой теплопроводностью, такими, как пеностекло, пенобетон, шлакостекловата, но при этом надо учитывать высокую стоимость самих укрывных материалов и то, что они сами нуждаются в защите от атмосферных осадков и ухудшают контроль, за техническим состоянием поверхностей резервуара.
Самым популярным методом для борьбы с испарениями топлива из резервуаров и с нагревом низкотемпературного энергоносителя чаще всего является метод тепловой изоляции со стандартным набором материалов: классические теплоизоляционные материалы (минеральная вата, пенополиуретан, пенополистирол и т.п.) и кожух из оцинкованной стали.
Такой метод достаточно устарел, не отвечает высоким требованиям энергетической эффективности и имеет ряд негативных сторон:
- сложный и трудоемкий процесс монтажа, требующий высокую квалификацию рабочих;
- большой объем складирования и хранения используемых материалов;
- высокая стоимость материалов и работ;
- невозможность защиты верхней части резервуара;
- большой вес конструкции теплоизоляции и эффект парусности;
- невозможность контроля, за техническим состоянием стенок резервуара в процессе эксплуатации;
- сложность при ремонтных работах;
- коррозия металла под теплоизоляцией;
- низкий процент отражения тепловой энергии солнечного излучения;
- отсутствие защиты от конденсата;
- незащищенность теплоизоляции от влаги;
- низкая пожарная безопасность;
- ускоренное старение материалов теплоизоляции и быстрое снижение теплотехнических характеристик;
предрасположенность к разграблению либо вандализму.
С принятием федеральных, региональных и ведомственных программ по энергосбережению требуется инновационные решения тепловой защиты резервуаров, и такие решения есть.
Для выполнения этих задач во многих странах на протяжении многих лет используются инновационные системы теплозащиты, одной из таких систем является система покрытий, разработанных и производимых компанией ООО «Инновационные технологии» (Россия). Система состоит из двух покрытий: NANO-FIX ANTICOR™ и RE-THERM™.
NANO-FIX ANTICOR™ – однокомпонентная антикоррозионная грунтовка по ржавчине.
В грунтовке NANO-FIX ANTICOR™ воплощен принципиально новый подход к коррозионной защите, заключающийся в сложном химическом взаимодействии молекул компонентов с окислами железа и атомами металлической решетки. В состав NANO-FIX ANTICOR™ входит наноразмерный золь кремниевой кислоты и алюмозоль (бемит). Добавка наноразмерных золей в состав NANO-FIX ANTICOR™ обеспечивает существенное снижение содержания органического связующего при сохранении эластичности покрытия и значительном увеличении адгезии к различным поверхностям, а также когезионной прочности самого покрытия. При этом покрытие NANO-FIX ANTICOR™ практически не дает усадки из-за высокого процентного содержания сухого остатка, и обладает высокой термостойкостью. Диапазон рабочих температур от -70С до +230С. Грунтовка обладает способностью проникать в микротрещины и поры металла с одновременным подавлением начавшихся процессов коррозии. При этом на поверхности металла образуются прочные хелатные комплексы с полимерной составляющей грунтовки, надежно защищающие металл от внешнего воздействия. Такой механизм действия позволяет грунтовке прочно связывать слой ржавчины до 100 микрон.
Высокая антикоррозионная стойкость NANO-FIX ANTICOR™ позволяет свести к минимуму значительные трудозатраты на подготовку металлических поверхностей под окрашивание, особенно в труднодоступных местах конструкций. Применение грунтовки позволяет отказаться от дорогостоящей дробеструйной очистки металлических поверхностей от продуктов коррозии перед окрашиванием.
RE-THERM™ – однокомпонентное жидкое теплозащитное покрытие на водной основе с наполнением из комбинации силиконовых и керамических микросфер, эффективно отражающее тепловое и солнечное излучение.
Кроме эффекта «зеркала» материал имеет низкий коэффициент теплопроводности, который не меняется во время эксплуатации. Покрытие экологически чистое и не оставляет после себя отходы, оно вандалоустойчиво и не представляет интерес для разграбления, оно мало весит и не имеет эффекта парусности, оно пожаробезопасно, как во время работ, так и при эксплуатации. Покрытие легко наносится как обыкновенная краска любыми способами и не требует высокого мастерства от рабочих. Средняя толщина покрытия от 1.5 до 2 мм, средний расход – 1,5 литра на 1м2 поверхности, вес материала 0.55 — 0.6 кг/литр. Выпускается модификация для работы в зимнее время, до — 20°С.
Все материалы и производство, сертифицированы.
Основные преимущества применения системы покрытий NANO-FIX ANTICOR™ + RE-THERM™:
- минимальный объем для складирования и охраны;
- возможность проведения работ (с люлек) без устройства строительных лесов;
- минимальные подготовительные работы с исключением дорогостоящей пескоструйной обработки;
- небольшая стоимость работ и быстрая окупаемость;
- полное отсутствие нагрузки на экологию, как во время работ, так и в процессе эксплуатации;
- высокий срок эксплуатации без изменения технических характеристик;
- значительное уменьшение общего веса теплозащиты, снижение нагрузки на фундамент;
- минимальная нагрузка на крышу резервуара;
- свободный доступ к контролю, за состоянием сварных швов и других элементов резервуара;
- полное отсутствие коррозионных процессов;
- не изменяет своих свойств от ультрафиолетового излучения, от перепадов температур и не боится влаги.
Следует отметить, что классическая теплоизоляция за счет своего теплового сопротивления лишь замедляет процесс проникновения тепловой энергии солнечного излучения в резервуар, в то время как покрытие RE-THERM™ практически полностью отражает тепловое излучение, не давая тепловой энергии проникать в резервуар и нагревать энергоноситель, а так же, не давая остыть или замерзнуть содержимому резервуара в зимнее время.
Пример применения аналогичной системы покрытий в компании Pemex Oil (Мексика).
После проведения тщательного анализа данной системы внимание специалистов компании сосредоточилось на вопросе, насколько можно сократить расходы на техобслуживание, используя сочетание покрытий – «Эффективная грунтовка» и «Жидкая теплозащита».
Такая инновационная система покрытий не только обеспечила превосходную изоляцию и защиту от коррозии, но и позволила отказаться от стандартных методов работ, исключающих несколько их видов, например таких трудоемких и дорогостоящих, как пескоструйная обработка. Благодаря использованию такой системы теплозащиты срок службы резервуаров удалось продлить с 4,5 до 10-15 лет, а экономия за десятилетний период составила $300 млн.
Существенно сократились расходы на техобслуживание, да так, что проблема испарения топлива отошла на второй план из-за десятикратной экономии при устранении ряда процедур техобслуживания резервуаров. Увеличение интервалов техобслуживания позволило сэкономить значительно больше средств.
Пример экономии трудозатрат при использовании инновационной системы покрытий на резервуаре емкостью 80 тыс. баррелей:
резервуары перекрашиваются каждые 4-5 лет;
расходы на оплату труда и материалы для перекрашивания одного резервуара составляют примерно $65 тыс.;
используя инновационную систему покрытий, интервал перекрашивания можно эффективно увеличить в 2 — 2,5 раза, до 10 лет;
экономия на оплате труда и материалах за 10 лет составит 1 — 1,5 раза;
экономия на каждом резервуаре в денежном выражении составит от $65 тыс. до $97 тыс. на протяжении 10 лет;
принимая число резервуаров равное — 3000, суммарная экономия за 10 лет составит от $195 до $300 млн.;
суммарная экономия за 10 лет от применения покрытий «Эффективная грунтовка» + «Жидкая теплозащита» для предотвращения испарения топлива и ржавления резервуаров составит от $213 до $322,5 млн.;
учитывая экономию от сокращения испарения и увеличения интервала перекрашивания, срок окупаемости составит не менее 3,2 лет или 68%.
Среди основных областей применения рассматриваемой системы покрытий можно выделить:
резервуары и коммуникации с нефтепродуктами, топливом, сжиженными углеводородами;
резервуары и коммуникации с низкотемпературными энергоносителями;
нетехнологическое оборудование для предотвращения нагрева от теплового излучения.
Если сравнивать «новую» систему с «традиционной», то можно коротко обозначить различия:
традиционная — громоздкая, дорогая и трудоемкая;
новая – экологичная, экономичная и энергоэффективная.
Сегодня аналогичная технология успешно применяется на различных предприятиях по всему миру. Множество компаний с мировым именем включили инновационную технологию в свои стандарты по обеспечению энергетической эффективности производственных процессов. России еще предстоит пройти по этому пути и инновационные материалы производства ООО «Инновационные технологии» во многом этому поспособствуют.
