Сравнение эффективности работы установок СПМГ и охлаждающей системы ГЕТ на примере температурной стабилизации грунтов основания резервуара нефти (С.А. Бекирова, Е.А. Посконина, ООО НПО «Фундаментстройаркос»)

В данной статье рассматриваются результаты сравнительного прогнозного расчета температурного режима грунтов основания резервуара нефти при работе следующих охлаждающих систем и установок: стабилизаторов пластично-мерзлых грунтов (СПМГ); СПМГ с подключением холодильных машин в летние периоды; системы ГЕТ.

Целью данной работы являлось выполнение сравнительного прогнозного расчета температурного режима грунтов основания резервуара нефти при работе:

√ охлаждающих установок СПМГ производства ОАО «Фундаментпроект»;

√ охлаждающих установок СПМГ с подключением в летнее время холодильных машин (ХМ), обеспечивающих температуру в испарительной части СПМГ минус 7 ºС;

√ охлаждающей системы ГЕТ производства ООО НПО «Фундаментстройаркос».

В качестве сооружения принят резервуар нефти объемом 50000 м3 с температурой нефти +60 ºС. Под резервуаром предусмотрена укладка теплоизоляционного экрана из Пеноплэкса (коэффициент теплопроводности λ = 0,033 Вт/м•ºС) толщиной 400 мм.

Грунты основания резервуара используются по I принципу  (СНиП 2.02.04-88). Для передачи полной нагрузки на основание резервуара необходимо обеспечить твердомерзлое состояние грунтовой толщи без оттаивания грунтов под теплоизоляцией.

Температура наружного воздуха, скорость ветра и высота снежного покрова были приняты на основании материалов наблюдений по метеостанции Варандей. Среднегодовая температура воздуха составляет минус 5,6 ºС. Среднемесячная температура самого холодного месяца (февраля) равна минус 19,2 ºС, самого теплого (июля) – плюс 8,9 ºС.

Для прогнозных расчетов приняты следующие инженерно-геологические условия. Температура грунтов на глубине нулевых амплитуд (Т0) составляет минус 0,2 ºС. Грунты засолены. В разрезе выделены следующие грунты:

√ песок желтовато-серый, с глубины 0,6 м светло-серый, серый, мелкий, в интервале 4,8-5,2 м – прослой песка пылеватого, с тонкими прослойками черного суглинка, до глубины 1,4 м с редкими линзами торфа (0-5,7 м);

√ суглинок темно-зеленовато-серый с примесью органических веществ, с прослойками песка мощностью 2-3 см, талый, текучепластичный, Dsal=0,34 %, Tbf=-1,02 ºС (5,7-6,8 м);

√ супесь темно-серая, с тонкими прослойками черного суглинка, талая, пластичная Tbf=- 0,1 ºС (6,8-7,6 м);

√ песок серый, мелкий, насыщенный водой (7,6-12,4 м);

√ супесь серая, охлажденная, текучая, Dsal=0,40 %, Tbf=-1,65 ºС (12,4-13,1 м);

√ суглинок темно-серый, с включениями гравия и гальки до 1-3 %, с редкими прослойками пылеватого песка мощностью до 1-3 см, Dsal=1,03 %, Tbf=- 3,2 ºС (ниже 13,1 м).

Мощность насыпного грунта, учтенного в прогнозном расчете, составляет 2 м.

Прогноз температурного режима грунтов основания выполнен по специальной программе “FROST (DK)” (сертификат соответствия № 06.0001.0314 от