Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12750
Title: Αντικεραυνική προστασία δεξαμενών διυλιστηρίου
Other Titles: Lightning protection of refinery tanks
Authors: Γιαννοπούλου, Μαρία
Keywords: Κεραυνικά πλήγματα
Δεξαμενές διυλιστηρίου
Προσομοίωση
Keywords (translated): Lightning strikes
Refinery tanks
Simulation
Abstract: Τα διυλιστήρια πετρελαίου είναι μια εγκατάσταση βιομηχανικής επεξεργασίας του αργού πετρελαίου , το οποίο διυλίζεται σε προϊόντα όπως βενζίνη, πετρέλαιο θέρμανσης, κηροζίνη κα. Είναι εκτεταμένα βιομηχανικά συγκροτήματα στα οποία μετά την διύλιση του αργού πετρελαίου, τα προϊόντα διύλισης αποθηκεύονται σε μεγάλες δεξαμενές που τοποθετούνται σε συγκεκριμένη περιοχή της έκτασης του διυλιστηρίου. Αναλόγως τα προϊόντα, επιλέγονται διάφοροι τύποι δεξαμενών. Σε τέτοιους βιομηχανικούς χώρους οι κίνδυνοι ανάφλεξης είναι αρκετοί και πρώτη προτεραιότητα των υπευθύνων είναι να λαμβάνουν αυστηρά μέτρα προστασίας για την ασφάλεια των κατασκευών και του ανθρωπίνου δυναμικού. Ο κίνδυνος ανάφλεξης μιας δεξαμενής σε βιομηχανική εγκατάσταση οφείλεται στον στατικό ηλεκτρισμό και την πτώση κεραυνού. Ο κεραυνός ορίζεται ως μία ηλεκτρική διάσπαση, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλά ρεύματα και συμβαίνει σε μεγάλα διάκενα. Για να κατανοηθεί καλυτέρα το ηλεκτρικό φαινόμενο αυτό, αρχικά γίνεται μια περιγραφή της ηλεκτρικής κατάστασης της γης, του φαινομένου που λαμβάνει χώρα μέσα στο νέφος, καθώς και οι επιπτώσεις του κεραυνικού πλήγματος τόσο στον άνθρωπο, όσο και στις κατασκευές που πλήττει. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση ενός κεραυνικού πλήγματος στην επιφάνεια μια δεξαμενής πλωτής οροφής , και η επίδραση του πλήγματος αυτού σε κρίσιμα σημεία της. Η προσομοίωση αυτή έγινε με τη χρήση του προγράμματος COMSOL Multiphysics, ώστε να γίνει μια εκτίμηση για το κίνδυνο που διατρέχουν η κατασκευή αλλά και το προσωπικό που βρίσκεται στο χώρο αυτό. Στο 1ο κεφάλαιο, εξηγείται πως προκαλείται το κεραυνικό πλήγμα, κατά τη διάρκεια των εκκενώσεων. Γίνεται αναφορά σε μεγέθη και παραμέτρους σχετιζόμενα με τους κεραυνούς, καθώς και τα είδη των κεραυνών. Στη συνέχεια ορίζεται το ρεύμα του κεραυνού, καθώς και η εξίσωση που το διέπει. 7 Στο 2ο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η χρήση των δεξαμενών στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις, με ιδιαίτερη έμφαση στις δεξαμενές τύπου πλωτής οροφής. Αναφέρονται τα προϊόντα αποθήκευσης , τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά τους, η πυροπροστασία τους καθώς και οι μέθοδοι που αντιμετωπίζονται τυχόν πυρκαγιές. Ακόμα παρουσιάζεται το προτεινόμενο από τα διεθνή πρότυπα Σύστημα Αντικεραυνικής Προστασίας. Τέλος, γίνεται αναφορά στο τρόπο σχεδίασης του 3D μοντέλου της δεξαμενής, που θα αξιοποιηθεί για την προσομοίωση. Ο σχεδιασμός του τρισδιάστατου μοντέλου έγινε με τη χρήση του AutoCAD. Στο 3ο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η διαδικασία της προσομοίωσης. Γίνεται αναλυτική περιγραφή της εισαγωγής του μοντέλου στο περιβάλλον του προγράμματος, της εισαγωγής και επιλογής των υλικών, της επιλογής εξισώσεων καθώς και της διακριτοποίησης του μοντέλου. Παρουσιάζονται όλα τα απαιτούμενα βήματα για την εκτέλεση της προσομοίωσης. Στο 4ο κεφάλαιο, γίνεται η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης. Παρουσιάζονται γραφικές παραστάσεις από τα σημεία μετρητικών που έχουμε ορίσει καθώς και 3D απεικονίσεις του μοντέλου. Οι μετρήσεις που λαμβάνουμε είναι για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και την πυκνότητα ρεύματος. Αυτά τα μεγέθη θα μας δώσουν εκτίμηση του κινδύνου. Στο 5ο κεφάλαιο, εξάγονται συμπεράσματα βασισμένα στα αποτελέσματα της προσομοίωσης .
Abstract (translated): Petroleum refineries are a crude oil processing plant, where crude oil is refined in products such as gasoline, heating oil, kerosene, and so on. They are extensive industrial facilities in which, after refining crude oil, refinery products are stored in large tanks located in a specific area of the refinery's area. Depending on the products, different types of tanks are selected. In such industrial areas the ignition risks are numerous and the first priority of the refinery’s supervisors is to take strict safety measures for the construction and the human resources. The ignition risk of a tank in an industrial facility is due to static electricity and lightning strikes. Lightning strike is defined as an electrical disruption, characterized by high currents and occurs in large gaps. In order to understand better this electrical phenomenon, a description of the electrical state of the earth, the phenomenon that takes place in the cloud, and the effects of the lightning strike both on man and on the structures it hits, are presented and explained. The purpose of this diploma thesis is to simulate a lightning strike on the surface of a floating roof tank, and the effect of this strike on some critical points. This simulation was done using the COMSOL Multiphysics program to make an assessment of the risk of construction and of the personnel in the area. In chapter 1, it is explained how the lightning strike is caused during the evacuations. Reference is made to lightning-related sizes and parameters, as well as the types of lightning strikes. The lightning current and the equation governing it are defined. In chapter 2, there is a short presentation of the use of tanks in industrial plants, with particular emphasis on floating roof tanks. There are presented their storage products, their design features, their fire protection and the methods to be used to deal with any fires. In addition, the proposed International Lightning Protection System is presented. Finally, reference is made to the design of the 3D model of the tank, which will be used for the simulation. The design of the 3D model was done using AutoCAD. In Chapter 3, the simulation process is presented. There are given a detailed description of the import of the model into the program environment, the introduction and selection of the materials, the selection 9 of equations as well as the model discretization. All steps required to perform the simulation are shown. In Chapter 4, the results of the simulation are presented. There are presented graphs from the measurement points we have set as well as 3D model depictions. The measurements we receive are for the intensity of the electric field and the current density. These figures will give us a risk assessment. In Chapter 5, conclusions based on the results of the simulation are derived.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Giannopoulou(ele).pdf3.71 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons