Rozšíření centrálního tankoviště ropy v Nelahozevsi – VII. etapa

• Foto

Pro Metrostav, je to v pořadí již sedmá nádrž na Centrálním tankovišti ropy v Nelahozevsi. V předchozích etapách byly vybudovány čtyři nádrže v letech 2000 až 2004 a dvě nádrže v letech 2006 až 2008. Všechny zmíněné tanky jsou dvouplášťové s plovoucí dvoupalubovou střechou a vakuovaným dnem, každá o objemu 125 000 m³ ropy. Nádrže těchto rozměrů jsou ve světě výjimečné. Jejich životnost se při odpovídající péči předpokládá minimálně 50 let. 

Aktuálně byla na nově budované nádrži úspěšně ukončena hydrostatická zkouška a probíhají práce na protikorozní ochraně, jakož i potrubářské práce pro její připojení na stávající potrubní rozvody na CTR. Na základě zkušeností s realizací předchozích šesti tanků byly vygenerovány optimální technologické postupy a nejlepší technická řešení.

Od předchozích realizací se však situace na trhu stavební prací výrazně změnila, proto jsme byli nuceni investovat do lepšího strojního a technologického řešení, abychom nahradili chybějící vysoce kvalifikovanou pracovní sílu. Zároveň jsme se zaměřili na zvýšení kvality a četnosti mezioperačních kontrol, abychom zásadně snížili nezbytnost následných oprav, které navyšují náklady a prodlužují dobu výstavby. Ta byla investorem stavby, společností MERO ČR, a. s., stanovena na 26 měsíců, a to od podpisu smlouvy do předání hotového díla – po komplexních zkouškách.

Celou zakázku lze rozdělit do těchto celků:

• Stavební část tvoří základ pod samotnou nádrž (včetně železobetonového prstence) a nezbytných zemních prací pro podzemní vedení potrubí, jakož i realizace dvou elektrodomků.
• Strojní část zahrnuje dodávku a montáž jednotlivých součástí dna, plášťů a střechy samotné nádrže, jakož i veškeré nadzemní a podzemní potrubní vedení.
• Elektrotechnickou součástí je soubor nezbytných přístrojů a zařízení vzájemně propojených kabeláží a napojených na stávající provoz CTR.

Samostatnou kapitolou je logistika výroby a přepravy jednotlivých dílů „lego skládačky“ plášťů nádrže a ochranné jímky, jakož i poměrně sofistikované zařízení staveniště. Součástí zakázky je i tvorba realizační dokumentace pro všechny jednotlivé části stavby. Ta je zpracovaná na základě zadávací dokumentace a případných připomínek provozu CTR.

STAVEBNÍ ČÁST

Stavba nádrže H13 se rozkládá na ploše cca čtyř hektarů a přímo navazuje na již zbudovaný komplex šestnácti nádrží s objemem od 50 000 m³ do 125 000 m³. Součástí díla je i vypracování realizační dokumentace, která vznikla po provedení inženýrsko-geologického průzkumu. Ten určil například niveletu základové spáry a únosnost jednotlivých vrstev násypu pod budoucí nádrží. Snažili jsme se v maximální míře využít stávající vytěžený materiál, ovšem doplněný o nový, který vylepšoval vlastnosti stávajícího. Základ nádrže má průměr cca 92 metrů. Je tvořen vrstvami tříděného důsledně hutněného zásypového materiálu frakce až 32 mm, jehož vhodnost byla posouzena právě při průzkumu.

V průběhu vrstvení násypu bylo nutné provést velice podrobné a přesné zkoušky zhutnění. Pro tento účel jsme přemístili 23 000 m³ materiálu. Po obvodu je základ vyztužen železobetonovým prstencem, který je osazený cca 1,5 metru za lícem ochranné jímky. Násyp je v horní vrstvě zakončen betonovou deskou z prostého betonu a asfaltovým kobercem.

Precizní příprava základu a jeho rovnoměrné zhutnění má význam především pro zajištění rovnoměrnosti sedání pláště nádrže a pláště jímky, jakož i celé nádrže naplněné 125 000 m³ vody při hydrostatické zkoušce. Vzhledem k její menší hustotě se další výrazný pokles nádrže nepředpokládá. Po vodní zkoušce již bude nádrž plněna pouze ropou.

Stavba dvou elektrodomků je jednoduchou součástí celého díla. Naproti tomu výkopové a zásypové práce pro podzemní potrubní vedení představuje přemístění 4 000 m³ zeminy. Jako opěrná konstrukce pro nadzemní vedení potrubí a elektrolávky jsou použity pouze prefabrikované patky. Veškerá potrubí a šachty jsou též prefabrikované. To je rozdíl od předchozích realizací, kdy nebyl takový nedostatek kapacit stavebních dělníků.

STROJNĚ TECHNOLOGICKÁ ČÁST

Strojně technologickou část tvoří především velkoobjemová nádrž s ochrannou jímkou, zařízení pro hašení a chlazení střechy a plášťů nádrže a jímky, napojené do stávající čerpací stanice požárních vod a podzemních zásobníků. Dále zde patří rozvody odpadních vod dešťových, zaolejovaných a čistých, a dále rozvody ropy. Všechna potrubní vedení jsou napojena do stávajícího systému CTR.

Výroba a montáž velkoobjemových nádrží

Jedná se o dvouplášťovou (ocelovou) svařovanou nádobu, tedy svařovanou nádrž, umístěnou v ocelové ochranné jímce s meziprostorem širokým tři metry.

Vnitřní nádoba – nádrž je smontována z 9 lubů, každý lub pak z 27 plechů o rozměru cca 2,5 × 10 m.

Vnější nádoba – ochrannou jímku tvoří 8 lubů, každý lub pak z 29 plechů téhož rozměru.

Dvojité dno tanku se skládá ze 160 plechů dna jímky tloušťky 8 mm o rozměru 3 × 12 metrů a 320 plechů dna nádrže tloušťky 6 mm o rozměru 1,5 × 12 metrů.

Technická data

• Průměr nádrže 84,5 m
• Výška nádrže 24,0 m
• Průměr jímky 90,5 m
• Výška jímky 19,5 m
• Objem nádrže 125 000 m³
• Hmotnost nádrže 3 500 t
• Skladovací medium ropa
• Prováděcí normy ČSN EN 14015-1

Materiál nádrže

V rámci realizace nádrží byly použity tyto materiály:

• Nelegovaná ušlechtilá jemnozrnná ocel P355 NL2 (podle ČSN EN 10028-3) pro tloušťky plechů od 39 mm do 29 mm. Ocel zaručuje vrubovou houževnatost minimálně 40 J při teplotě – 40 °C.
• Nelegovaná jakostní jemnozrnná ocel P355 NL1 (podle ČSN EN 10028-3) pro tloušťky plechů od 25 mm do 11 mm. Ocel zaručuje vrubovou houževnatost minimálně 36 J při teplotě – 40 °C.
• Nelegovaná jakostní ocel S235 J2G3 (podle ČSN EN 10025+A1) pro ostatní tloušťky plechů jednotlivých lubů. Ocel zaručuje vrubovou houževnatost minimálně 27 J při teplotě – 20 °C.

Konstrukce nádrže

Nádrž je kruhová, svařovaná ze skružovaných plechů na daný průměr. Spoj zesíleného okraje dna (okolkem) s pláštěm nádrže a jímky byl předem vyroben dílensky, podobně pak většina prostupů pláštěm jako jsou čistící otvory a hrdla pro produktovody a mixery ropy.

Skružené plechy byly částečně povrchově upraveny a měly již z výroby připraveny svarové plochy podle typu spoje předepsaného výkresovou dokumentací. Hmotnost jednotlivých plechů činí pro 1. lub od 6 do 10 tun. K montáži jsou využívány věžové jeřáby, které zaručují rychlé usazování plechů s dostatečnou rychlostí a přesností na jednotlivá pracoviště v nádrži.

Svařování obvodového svaru nádrže a jímky

Jde o svařování tupého nesymetrického X-svaru na tloušťkách plechu 10 až 39 mm v poloze vodorovný svár na svislé stěně (PC). Délka obvodového svaru nádrže je 266 metrů, jímky 282 metrů a svarový spoj mezi 1. a 2. lubem tvoří 30 až 35 housenek. Na tyto svary byly aplikovány dva způsoby svařování. Jeden metodou svařování pod tavidlem (121), druhý metodou svařování plněným drátem v ochranné atmosféře (136).

Metoda svařování pod tavidlem využívá nesporně velkého výkonu v kg odtaveného kovu za jednotku času, jak se osvědčilo v poloze vodorovné shora a zvláště pak do úžlabí. V poloze PC se odlaďují parametry s ohledem na vlastnosti tavidla, které má za úkol, kromě jiného „podržet“ svarovou lázeň proti přetečení a tím zabránit nežádoucímu vytvoření studeného spoje, nebo nadměrného převýšení s následným mezihousenkovým vrubem.

U metody svařování plněným drátem v ochranné atmosféře má svářeč, provádějící svár, automaticky nespornou výhodu v tom, že vidí přímo do oblouku a může tak okamžitě reagovat na změnu dráhy svařovací hlavy či úpravu svařovacích parametrů. Pro tuto polohu byly zkoušeny a osvědčily se plněné dráty o průměru 1,2 a 1,4 mm. Pulzní režim používaný převážně pro krycí housenky umožňuje svařování tenkými vrstvami, jejich vzhlednou skladbu s plynulým napojením a přechodem do základního materiálu.

Svařování svislých svarů nádrže a jímky

Jde o svařování tupého symetrického X-svaru na tloušťkách plechu 10 až 39 mm v poloze svislý svár na svislé stěně nahoru (PF). Svár je prováděn automaticky s využitím tzv. pendlovací jednotky. Náročnost svařování není v docílení homogenity svarového spoje, kterého je dosahováno velmi úspěšně trubičkovým drátem s rutilovou náplní, ale především v neustálém sledování geometrie svaru s ohledem ke značně se projevujícím příčným a úhlovým deformacím.

Svařování dna a střechy

Dno nádrže i jímky je konstruováno z rovných plechů tloušťky 8 a 6 mm o rozměru 3 × 12 metrů. Plechy jsou spojovány většinou přeplátovaným způsobem a svařeny symetrickým koutovým svarem obalenou elektrodou a automatickým svařováním pod tavidlem. Všechny svary dna byly podrobeny těsnostní zkoušce.

Prostor mezi dnem nádrže a dnem jímky je rozdělen na šest sekcí, každá je samostatně vakuována pro zajištění kontroly těsnosti dna nádrže.

Plovoucí střecha je dvojpalubová, montovaná z přesně dílensky vyrobených komponent, montážně spojovaná těsnostními tupými a koutovými svary. Všechny svary jsou opět prověřeny těsnostní vakuovou zkouškou, navíc je zkoušena vzájemná těsnost sousedních komor střechy.

Montážní podmínky

Už samy montážní podmínky kladou veliké nároky jak na techniky, tak svářeče a montážní dělníky. Ustavování a fixace několikatunových plechů do přesné polohy v milimetrové přesnosti, volba správných postupů stehování a svařování, dodržování předehřevu a správného vysoušení základního materiálu před svařováním, zajištění ochrany před povětrností při svařování jak obalenou elektrodou, tak svařováním v ochranné atmosféře, navíc často v nepříznivých a komplikovaných polohách, vyžaduje precizní přístup každého zúčastněného.

Geometrie nádrže je jedním z mnoha technologických „oříšků“ celé montáže. Desítky kilometrů svarových spojů se stovkami křížení a navíc v různých tloušťkách plechů jsou takovým zdrojem pnutí a následných elastických a plastických deformací, že je velice náročné dosáhnout normou předepsané geometrie. A to nejen pro boulení dvojitého dna, ale především pro dosažení požadované svislosti plášťů a kruhovitosti nádrže, jež se navíc výrazně mění s každou drobnou změnou okolní teploty vzduchu.

V souvislosti se stavbou nádrží jsou realizovány dále uvedené technologické a provozní soubory:

Rozvody ropy
Napojují se na stávající rozvod ropy v centrálním tankovišti, a to potrubím o průměru DN 700. To je ustaveno na patkách a povrchově rozvedeno k budoucí nádrži.

Rozvody stabilního hasicího zařízení
Skládají se ze dvou částí. První část zahrnuje nadzemní rozvody hasicích a chladících vod ze zásobních nádrží a čerpacích stanic k nádržím v případě požáru. Druhá část jsou vlastní rozvody hasícího a chladícího média po nádržích v podobě trubních prstenců s tryskami.

Rozvody odpadních vod
Rozvody odpadních vod musí zabezpečit odvod srážek ze střechy nádrže a z ochranné jímky tak, aby byla zajištěna bezpečnost životního prostředí.

ELEKTROTECHNICKÁ ČÁST

Celé Centrální tankoviště ropy je řízeno z velína. Téměř všechna zařízení a armatury jsou zapojeny do systému, který v každém okamžiku vyhodnocuje fungování jednotlivých zařízení a provozních úseků a podle výstupů se rozhoduje o případných opatřeních.

Cílem je především zajištění bezpečného provozu celého tankoviště, jakož i okamžitá reakce v případě poruchy jednotlivých zařízení či provozní havárie.

Elektrotechnická část zahrnuje automatizovaný systém řízení, bezpečnostní systémy, katodovou ochranu, přístroje pro řízení a regulaci, systém požární ochrany a prvky telekomunikace.

Dokončení a předání stavby je plánováno na leden příštího roku. Věřím, že budeme úspěšní a stavbu předáme zákazníkovi v termínu a v požadované kvalitě.

Autor

• Ing. Riedl Daniel