Nagy átmérőjű, stratégiai olajtárolók hengeres köpenyének optimalizálása
Konzulensek:
Dr. Nagy András, Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
e-mail: drnagyandras@freemail.hu
Dr. Székelyhídi Elek, Olajterv Zrt.
e-mail: SzekelyhidiE@olajterv.hu
A dolgozatban, egy 40000 m3-es stratégiai olajtároló hengeres köpenyének optimalizálását végeztem el. A vizsgálat során meghatároztam a hengeres palást övszámának gazdasági optimumát.
Elsőként az iparban használatos szabványok (API 650 és EN 14015) alapján megvizsgáltam a tartály felépítését és a gyártás folyamatát. Ezt követően került sor a részletes számításra, melynek során először meghatároztam az alapgeometriát, mely estemben 2:1-es D:H arányt feltételezve az átmérőre 47,74 m, a köpeny magassága pedig 22,34 m adódott. Ezek a tartályok nagyságuk miatt több hengerelt táblalemezből vannak összehegesztve. Egy 40000 m3-es tartály esetében 6000xH táblalemez esetében 25 darab lemez kell övenként. Meghatároztam még a legnagyobb falvastagságot is, mely 27 mm-re adódott. A kiadódott falvastagság és a táblalemez számok miatt módosítani kellett a magasságot, mely végül 22,97 m lett.
Az alapgeometria meghatározása után megvizsgáltam, hogy övek magasságának változtatása milyen következményekkel jár. A számítás két módszer alapján történt, az első esetben a falvastagság növekmény állandósága mellett az övek magassága változott, második esetben pont fordítva az övek magassága volt állandó és a falvastagság-növekmények változtak. A két számolási metódust összehasonlítottam a feszültség kihasználás, felhasznált-, beépített- és hulladék tömeg alapján. Végeredményül megállapítottam, hogy állandó övmagasság esetén a kisebb felhasznált tömeg mellett a beépített tömeghez képest 3 nagyságrenddel kisebb hulladék tömeget kapok. Mivel a feszültség kihasználtságban nem volt szignifikáns különbség a két metódusnál, ezért az optimalizálást az állandó övmagasság alapján folytattam.
Mivel a vizsgált olajtartályoknál a beruházási költséget nagymértékben befolyásolja a hegesztés költsége, ezért ennek a vizsgálatával folytattam az optimalizálást. Megvizsgáltam, hogy változó övmagasságoknál mekkora lesz a hegesztési varrat tömege. A számítás eredményként kijött, hogy az iparban használatos táblalemez méretek közül a DH=3 m az ideális.
Végezetül megvizsgáltam a hengeres tárolótartály köpenyében ébredő feszültségeket. A vizsgálat során csak a belső olaj hidrosztatikai nyomásával számoltam.
Irodalom:
1. API Standard 650,American Petroleum Institute, 10. kiadás (2007 június).
2. Siew Xeng Kuan: Design, Construction and Operating of the Floating Roof Tank, 2009. október 29.
3. BS EN 14015:2004 (E), European Standard, 2004
