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    儲罐知識,系統學習儲罐知識

      發布時間:2015/12/15 4:06:39    點擊:70    此文由 鋼襯塑儲罐 塑料儲罐:www.kellyfrankson.com提供 編輯:偉龍

    儲罐概念及用途:即儲存原油、汽油、煤油、石腦油以及各種不具有揮發性化學品的儲存設備,是儲運系統設施、煉油、化工裝置的重要組成部分。
    一、儲罐發展簡介

      20世紀70年代以來,內浮頂儲油罐和大型浮頂油罐發展較快。

      第一個發展油罐內部覆蓋層的是法國。

      1955年美國也開始建造此種類型的儲罐。

      1962年美國德士古公司就開始使用覆蓋浮頂罐,并在紐瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。

      1972年美國已建造了600多個內浮頂油罐。

      1978年美國API650附錄H對內浮盤的分類、選材、設計、安裝、檢驗及標準載荷、浮力要求等均做了一系列修訂和改進。先進國家都有較齊全的儲罐設計專用軟件,靜態分析、動態分析、抗震分析等,如T形腳焊縫波帶分析。近20年也相繼出現各種形式和結構的內浮盤或覆蓋物。

      1978年國內3000m3鋁浮盤投人使用,通過測試蒸發損耗,收到顯著效果。

      1985年中國從日本引進第一臺10?104m3,全部執行日本標準JISB8501,同時引進原材料,零部件及焊接設備。

      目前國內對10 3104m3油罐有比較成熟的設計、施工和使用的經驗,國產大型儲罐用高強度剛材已能夠批量生產。15 3104m3目前國內正在建設。
    二、儲罐分類及特點


      a.按制造材料分:非金屬儲罐、塑料防震儲罐、軟體儲罐、金屬儲罐(鋼殼襯里、鋁及合金等)。

      b.按壓力分:

      常壓儲罐:儲罐的氣相側壓力與大氣壓相同或小于1/3大氣壓(表)時,稱常壓儲罐。

      低壓儲罐:大于1/3大氣壓(表)、小于0.1MPa時,稱為低壓儲罐。

      可見低壓儲罐的工作壓力大于常壓儲罐,但是其壓力小于0.1MPa。

      c.按所處環境分:地上儲罐、半地下儲罐、地下儲罐、洞中儲罐、海中儲罐

    地上儲罐:指儲罐的罐底位于設計標高±0.00及其以上;罐底在設計標高±0.00以下但不超過油罐高度的1/2,也稱為地上油罐。

      半地下儲罐:指儲罐埋入地下深于其高度的1/2,而且油罐的液位的最大高度不超過設計標高±0.00以上0.2m。

      地下儲罐:指罐內液位處于設計標高±0.00以下0.2m的油罐。

      d.按幾何形狀分:

      立式圓柱形儲罐:按其罐頂結構又可分為固定頂儲罐(錐頂儲罐、拱頂儲罐、傘形頂儲罐、網殼頂儲罐(球面網殼)、滴形儲罐)和活動頂儲罐(外浮頂罐、內浮頂罐無力矩儲罐)。

      臥式圓柱形儲罐:適用于儲存容量較小且需壓力較高的液體。

      球形儲罐:適用于儲存容量較大有一定壓力的液體,如液氨、液化石油氣、乙烯等。

      下面我們分別看一看各種儲罐的結構及特點:
    錐頂儲罐

      自支撐錐頂罐簡圖

      錐頂儲罐又可分為自支撐錐頂和支撐錐頂兩種。錐頂坡度最小為1/16,最大為3/4,錐形罐頂是一種形狀接近于正圓錐體表面的罐頂。自支撐錐頂其錐頂荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上,自支撐錐頂又分為無加強肋錐頂和加強肋錐頂兩種結構.儲罐容量一般小于1000m3。支承式錐頂其錐頂荷載主要布梁或鑲條(架)及柱來承擔。

      柱子可采用鋼管或型鋼制造。采用鋼管制造時,可制成封閉式,也可設置放空孔和排氣孔。柱子下端應插人導座內,柱子與導座不得相焊,導座應焊在罐底板上。其儲罐容量可大于1000m3以上。

      錐頂罐制造簡單,但耗鋼量較多,頂部氣體空間最小.可減少“小呼吸”損耗。自支撐。錐頂還不受地基條件限制。支撐式錐頂不適用于有不均勻沉陷的地基或地荷載較大的地區。除容量很小的罐(200m3以下)外,錐頂罐在國內很少采用,在國外特別是地震很少發生的地區,如新加坡、英國、意大利等用得較多。

    拱頂儲罐

    傘形頂儲罐

      自支撐傘形頂是自支撐拱頂的變種,其任何水平截面都具有規則的多邊形。罐頂荷載靠傘形板支撐于罐壁上,傘形罐頂的強度接近于拱形頂,但安裝較容易,因為傘形板僅在一個方向彎曲。傘形罐頂在美國API650和日本JISB8501油罐規范中被列為罐頂的一種結構形式。但在國內很少采用。網殼頂儲罐(球面網殼)

      鋼網殼結構形式在近代大型體育館屋頂結構中已有成熟的設計經驗工程實踐證明它具有足夠的剛性和可靠性,顯示了網殼結構罐頂具有廣泛的推廣和使用價值。
    浮頂儲罐

      這種罐的浮動頂(簡稱浮頂)漂浮在儲液面上。浮頂與罐壁之間有一個環形空間。環形空間中有密封元件。浮頂與密封元件一起構成了儲液面上的覆蓋層,隨著儲液上下浮動,使得罐內的儲液與大氣完全隔開.減少儲液儲存過程中的蒸發損耗,保證安全.減少大氣污染。

      浮頂的形式有雙盤式、單盤式、浮子式等。浮頂罐的使用范圍在一般情況下.原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發損耗及大氣污染,控制放出不良氣體,有著火危險的液體化學品都可采用浮頂罐。浮頂罐按需要可采用二次密封。
    雙曲率儲罐(滴形儲罐)

      罐壁受力很小,可以大大節約鋼材,但自出現后由于結構復雜,施工困難,造價高,國內沒建造過,國外也很少采用,實際上己被淘汰。
    懸鏈式儲罐

      在國內又稱為無力矩儲罐,它是根據懸鏈線理論,用薄鋼板制造的。其頂板縱斷面

      呈懸鏈曲線狀。由于這種形狀的罐頂板只受拉力作用而不產生彎矩,所以稱為無力矩頂油罐,這種結構國內在20世紀50--60年代曾建造過.但由于頂板過薄易積水,銹蝕遭損壞,目前已被淘汰。
      優點:頂板隨罐內壓力變化而起伏,在一定程度上可以減少蒸發損耗。
      缺點:1、懸鏈最低點易積雨水腐蝕
       2、板薄易腐蝕穿
       3、量油操作行走不便
       4、罐頂易疲勞破壞
       5、結構抗震性差
    三、儲罐設計

    1儲罐設計的基本要求:

      a.安全可靠:材料的強度高、韌性好;材料與介質相容;結構有足夠的剛度和抗失穩能力;密封性能好.

      b.滿足過程要求:功能要求;壽命要求;

      c.綜合經濟好:生產效率高、消耗系數低;結構合理、制造簡便;易于運輸和安裝.

      d.易于操作操作、維護和控制:操作簡單;可維護性和可修理性好;便于控制.

      e.優良的環境性能:
    2儲罐容積

      a.計算容積(幾何容積):是指按罐壁高度和內徑計算的圓筒幾何容積。

      b.名義容積(公稱容積):是指儲罐的圓簡幾何容積(計算容積)圓整后,以整數表示的容積,通常所說的10000m3儲罐是指公稱容積。

      c.實際容積(儲存容積):是指儲罐實際上可儲存的最大容積。計算容積減去A部分的容積,便是實際容積.如圖1-3(b)所示。A一般是根據油罐結構及罐壁上部的附件(如泡沫發生器,罐壁通氣孔等)決定的。?A的取值根據儲罐的形式和容積大小可在300~1100范圍內確定。

      d.操作容積(工作容積):是指儲罐液面上、下波動范圍內的容積(即在儲罐的操作過程中輸出最大的滿足質量要求容積)。也就是說油罐使用時,進出油管下部的一些油品不能發出,這些油品通常稱“死量”,其高度為B。該容量通常是油庫計量員、司泵員等所必須掌握的,以便合理調度和安全收發,如圖1(c)所示實際容積減去B部分的容積,便是操作容積。B值與儲罐出料口結構有關,如圖所示。


    3設計條件與考慮因素

      1)建罐地區的溫度

      建罐地區的溫度高低與儲液的蒸發損失、能量損耗、儲罐材料和檢測儀表的選用密切相關,或者說對儲液的儲存成本產生直接影響。

      對同一種介質氣溫越高和持續天數越長,儲罐內儲液溫度也增高.相應其氣壓越大.燕發損失越多(建罐地區的晝夜溫差和大氣壓的變化越大所引起的儲罐“小呼吸”也會使蒸發損失增加)。為降低其蒸發損失,在高溫季節往往對儲罐采用水噴淋裝里以降低其罐體溫度。對一些液體需要在低于室溫狀態下儲存(如液化氣、液態氧、氨和氯乙烯等),除保冷措施外,還需要采用冷凍裝置供給其冷以維持其較低溫度。在這里儲存壓力和儲存溫度是互相依賴的,在儲罐能承受一定壓力的情況下,要尋找一個適當的儲存溫度.以盡可能減少冷凍裝的能量。

      在寒冷季節,對儲存黏性較大或凝固點較低的介質,儲罐除保溫外還需加熱,使其保持便于輸送的流動狀態。

      2)風載荷

      建罐地區的風荷載,對儲罐的穩定性和經濟性產生影響.在風荷載較大地區,往往把儲罐設計成“矮胖”較為經濟。在強風季節要注意儲罐的位移和傾覆(空罐或儲液很少時)。在計算風力時,必須考慮儲罐的絕熱層厚度、梯子、平臺、管線、頂蓋的形狀等產生的影晌。在風沙較多較大的地區,為了保證儲液的純度和潔凈必須十分注意儲罐形式的選擇。

      3)雪荷載

      建罐地區的雪荷載,對儲罐的罐頂設計和運行都產生影響,特別是雪荷載較大地區,對直徑較大的大型儲罐的罐頂荷載增大了,對儲液的潔凈度或純度有要求的介質更要注意儲罐類型的選擇。對儲罐的附加設施,如泵、呼吸閥、阻火器、檢測儀表、絕熱層等,要采取防凍、保溫、防水措施或采用全天候結構產品。

      4)地震荷載

      地震時,儲罐是受地震損害最嚴重設備之一,因此在地震烈度為7度或7度以上的地區建罐時(烈度為9度區是不適宜建罐地區)應采取抗震措施。

      5)地基的地耐力和地價

      建罐地區的地耐力對一定容積儲罐的高徑比選擇和儲罐基礎費用起決定性作用。

      地耐力較高的地區,不但可大大降低處理地基的費用.而且儲罐的高徑比可取得大些.這樣儲堆本身占地面積少,且儲罐間的間距也相應縮小,對地價較高的地區其面積更能得到充分的利用。因此,地耐較大且地價又適中的地區,可大大節約罐區的投資公用。

      6)外部環境腐蝕(包括大氣和土坡腐蝕)

      儲罐外表面的腐蝕往往比內表面腐蝕更不好處理。特別在化工區大氣中經常有酸霧、堿或鹽塵,這些雜質與露水或蒸汽和大氣中的氧形成一個活潑的腐蝕介質。

      幾乎每一種腐蝕(一般腐蝕、點腐蝕、局部漫出腐蝕、電化學腐蝕、縫隙晶間腐蝕和應力腐蝕),都可能在儲罐中發生。

      對儲罐來說常見外部環境腐蝕有:

      安置在基礎上的儲罐底板的腐蝕;

      空中夾雜的氯化物引起的不銹鋼儲罐應力腐蝕;

      冷凝的水蒸氣,特別是在絕熱層下冷凝的水蒸汽腐蝕;焊接、加強板、螺栓的縫隙腐蝕。

      儲罐的外部環境腐蝕,使儲罐的維護檢修周期縮短,甚至使儲罐提前報廢,影響了儲運的正常運行。
    4儲存液體的性質

      儲存液體的性質是選擇儲罐形式和儲罐工藝系統設計的重要因素。

      主要化學和物理性質有:閃點、沸點、(在一個大氣壓下的沸點)飽和蒸汽壓(簡稱蒸氣壓)、毒性、腐蝕性、化學反應活性、密度等。

      1)閃點、沸點和蒸氣壓

      儲存液體的閃點、沸點和蒸氣壓都與液體的可燃性和揮發性密切相關,是選擇儲罐的形式和安全附件的主要依據。

      2)毒性

      儲存有毒介質的儲罐需要考慮一些特殊的問題,如防止環境污染和確保操作人員的安全。因此,呼出氣體不能直接在罐區中排放,而要經過特別處理,脫除其中有害成分。所有檢測儀表和附件最大限度地減少操作人員中毒的可能性,罐內所有搭接焊縫不能間斷焊,應采用密封焊,有毒介質不能進人縫隙中存留。為便于儲罐完全清洗,儲液管口結構應能完全排盡等。

      3)化學反應活性

      儲液的化學反應活性包括在一定溫度下進行聚合反應、分解反應以及儲液因被空氣污染或與空氣發生化學反應等。前者一般采取攪拌、添加阻聚劑,防止聚合沉降、噴水、冷凍降溫措施。后者采用充填氣體保護。常用的為氮氣,儲罐的氮封壓力為0.5~2.0kPa,氮氣的純度由被保護液體的要求而定。

      對高溫儲罐切忌把低沸點液體加入存有高沸液體的罐中(例如水加入盛有油的儲罐)以免發生爆炸性汽化,并使儲罐破裂。

      4)腐蝕性

      儲液的腐蝕性是選擇儲罐材料的根據。在儲罐選材設計中除了要考慮腐蝕裕量外,還要注意罐體材料對儲液的污染。如碳素鋼材料的Fe離子污染和是否降低產品的純度(尤其是液體化學品)。不銹鋼材料要考慮不同牌號的不銹鋼對儲液的晶間腐蝕和應力腐蝕性能。
    5密度


      儲液的密度影響罐壁和罐基礎。罐壁的厚度與密度成正比。對某些液體化學品介質如硫酸、液堿等密度較大,這些儲罐對基礎的附加外壓力一般都超過200kN/m2,對弱地基,防止造成不均勻沉降或基礎沉降量過大是儲罐基礎設計中值得注意的問題。
    四、儲罐本體

      罐底:立式圓柱形油罐底部不受力,油品和油罐本身的重量均經底板直接作用在基礎。底板的外表面與基礎接觸,容易受潮,底板的內表面又經常接觸油料中沉積的水分和雜質,所以底板容易受到腐蝕。再加上底板不易檢查和修理,所以盡管它不受力,一般采用5MM以上的鋼板。

      為防油品計量時量油尺尺砣對地板的損蝕,目前新建油罐一般在量油孔的正下方鋪設一塊5mmx500mmx500mm的鋼板,它還可起到計量基準本板的作用。

      罐壁:油罐的主要受力構件,它是由若干層的圈板組裝而成,每層圈板上的豎直焊縫均采用對接,圈板與圈板之間的環向焊縫則可根據使用要求采用對接或搭接方式。在液體壓力作用下承受環向拉應力。液體的壓力是隨液面的高度增加而增大,壁板下部的環向拉力大于上部,因此在等應力原則下由計算決定的罐壁厚度上面小,下面大。

      罐頂:依據罐頂命名
    固定頂儲罐、錐頂儲罐、拱頂儲罐、傘形頂儲罐、網殼頂儲罐(球面網殼)、雙曲率儲罐(滴形儲罐)、活動定頂儲罐:懸鏈式儲罐(無力矩儲罐)、浮頂儲罐(外浮頂罐)、內浮頂罐(帶蓋浮頂)

    五、拱頂罐簡介

    1拱頂罐結構特點


      拱頂儲罐的罐頂是一種接近于球形形狀的一部分,其結構一般只有自支撐拱頂一種。

      自支撐拱頂又可分為無加強肋拱頂(容量小于1000m3)、有加強肋拱頂(容量大于1000~20000m3)。

      有加強肋拱頂由4~6mm薄鋼板和加強肋(通常用扁鋼構成),以及由拱形架(用型鋼組成)和薄鋼板構成拱頂。拱頂R=0.8~1.2D,它可承受較高的剩余壓力,蒸發損耗較少,它與錐頂罐相比耗鋼量少但罐頂氣體空間較大,制作需用胎具,是國內外廣泛采用的一種儲罐。罐頂與罐壁項部圈板的連接部位不僅承受鉛垂壓力,同時也要承受環向壓力或環向拉力。為了增強罐體上部的鋼度,罐頂圈板的端部必須加強,但罐壁與罐頂結合處的強度必須減弱,其目的在于一旦油罐發生爆炸,可以先將該可以先將該處炸開,保護罐底和罐壁不受損害,油品不外泄,從而減少火災范圍。因此,建議采用“弱頂”結構。

    2拱頂罐附件

      儲罐除罐頂、罐壁、罐底外,還有一系列附件。

      1)、梯子、欄桿與平臺

      盤梯自上而下沿罐壁作逆時針方向盤旋,使工作人員上梯時能右手扶欄桿。梯子坡度30-40?,踏步高度不超過25cm,踏板寬度20cm,梯寬一般為0.65m。梯子外則設1m高的欄桿作扶手。罐頂周圍設0.8-1m高的欄桿,或至少在量油孔和透光孔周圍設欄桿。

      2)、人孔:

    人孔
    1-罐壁;2-人孔加強板;3-人孔蓋;4-人孔結合管

      人孔設在罐壁最下圈鋼板上,直徑600mm,人孔中心距底板750mm。3000m3以下的油罐設1個人孔,3000—5000m3的油罐設l—2個人孔;5000m3以上的油罐設兩個人孔。人孔的安裝位置應與進出口管線相隔不大于90°。如果設一個人孔,則應置于罐頂透光孔的對面。如果設2個人孔,則一個設在罐頂透光孔對面,另一個應至少與第一個人孔相隔90°。

      3)、透光孔

    透光孔
    1-油罐頂板;2-加強板;3-透光孔接合管;4-透光孔蓋

      作用:設在罐頂,用于油罐安裝和清掃時采光和通風。

      結構透光孔直徑為500mm,設置的數目與人孔相同。如果油罐只設一個透光孔時,它應位于進出油管線上方的罐頂上。設兩個透光孔時,則透光孔與人孔應盡可能沿圓周均勻分布,以利采光和通風,但至少有一個透光孔設在罐頂平臺附近,其邊緣距罐壁常為800~1000mm。

      4)、量油孔

      作用:測量油面高低、取樣、通風。

      結構特點:每個油罐設一個量油孔,DN150。裝設在梯子平臺附近,以利操作。量油孔一般為鑄鐵的,在量油孔一側裝有銅制或鋁制的導向槽,以便測量油高時每次沿導向槽下尺。這樣既可減少測量誤差,又可避免由于測量時鋼卷尺與量油孔側壁摩擦而產生火花。正對量油孔下方的油罐底部不應有焊縫,必要時可在該處焊接一塊計量基準板,以減少各種測量的相對誤差。量油孔距罐壁的距離一般不小于1m。

      5)、呼吸閥

      呼吸閥是維護儲罐氣壓平衡,減少介質揮發的安全節能產品,呼吸閥充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質排放,其原理是利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓。

      6)、阻火器(防火器)

      作用:用來阻止易燃氣體和易燃液體蒸汽的火焰蔓延的安全裝置,油罐上的阻火器通常與呼吸閥配套使用。阻火器也常用在輸送易燃氣體的管道上。假若易燃氣體被引燃,氣體火焰就會傳播到整個管網。為了防止這種危險的發生,也要采用阻火器。阻火器也可以使用在有明火設備的管線上(加熱爐燃燒器管線),以防止回火事故。

      結構原理:


     ?。?)傳熱作用:阻火器的濾芯是由許多細小通道或孔隙組成的,當火焰進入這些細小通道后,就形成許多細小的火焰流。由于通道的傳熱面積大,火焰通過通道壁進行熱交換后,溫度下降,達到一定程度火焰可以熄滅。根據英國羅卜爾(M2Roper)對波紋型阻火器進行的試驗表明,當把阻火器材料的導熱性提高460倍時,其熄滅直徑僅改變216%。這說明材質問題是次要的。也就是說傳熱作用是熄滅火焰的一種原因,但不是主要的原因。

     ?。?)器壁效應:根據燃燒與爆炸連鎖反應理論,認為燃燒與爆炸現象不是分子間直接作用的結果,而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學能等)的激發下,使分子鍵受到破壞,產生具備反應能力的分子(稱為活性分子),這些活性分子發生化學反應時,首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基?;瘜W反應是靠這些自由基進行的。自由基與另一分子作用的結果除了生成物之外,還能產生新的自由基。這些新的自由基反復地反應,消耗又生成,不斷地進行下去。由此可知易燃混合氣體自行燃燒(在開始燃燒后,沒有外界能源的作用)的條件是:新產生的自由基數等于或大于消失的自由基數。隨著阻火器通道尺寸的減小,自由基與反應分子之間碰撞幾率隨之減少,而自由基與通道壁的碰撞幾率反而增加,這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減少到某一數值時,這種器壁效應就造成了火焰不能繼續傳播的條件,火焰即被阻止,因此器壁效應是阻止火焰的主要機理。由此也可以看出阻火器是不能阻止敞口燃燒的易燃氣體和液體的明火燃燒。

      分類選型:常用的是波紋阻火器,常與呼吸閥配套使用。

      7)、液壓安全閥

      作用:液壓安全閥又稱Y型液壓安全閥。Y型液壓安全閥它是裝設在油罐頂上,保護油罐安全的一個重要附件。當機械呼吸閥銹蝕或凍結不能動作時,液壓安全閥就能代替機械呼吸閥進行排氣或放氣,保證油罐安全。其壓力和真空值一般比機械式呼吸閥高出10%。正常情況下并不動作,只在機械式呼吸閥不起作用時工作。為確保證在各種溫度下均能工作,閥內裝有沸點高,不易揮發、凝固點低的液體作為液封,如變壓器油、輕柴油等。

      結構原理:當罐內壓力增高時,罐內的氣體通過中心管的內環空間,把油封擠入外環空間(如a圖);若壓力繼續升高,內環油面和中間隔板下緣相平時,罐內氣體通過隔板下緣逸入大氣,使罐內氣體壓力不再上升。反之,當罐內出現負壓時,外環空間的油封被大氣壓入內環空間(如b圖),外環液面到達中間隔板的下緣時,空氣進入罐內,使罐內壓力不再下降。

      因液壓安全閥經常發生噴油現象,影響安全和污染罐頂,近來已逐漸被淘汰,而采用兩個機械呼吸閥或對液壓安全閥進行改型。特別要強調的是,不論用兩個呼吸閥還是一個呼吸閥、一個液壓閥,安裝時應保持在同一水平高度,避免有高差存在。

      8)、空氣泡沫發生器

      作用:火災時吸入滅火泡沫和空氣,產生泡沫到罐內,隔離油面與空氣,火焰熄滅。?結構原理:空氣泡沫產生器是一種固定安裝在油罐上,產生和噴射空氣泡沫的滅火設備。泡沫發生器一端和泡沫管線相連,一端帶有法蘭焊在罐壁最上一層圈板上。當泡沫比例混合裝置通過固定消防泵供給的泡沫混合液,流經輸送管道,通過泡沫產生器時產生一定壓的力,從而與空氣接觸,形成泡沫,撲滅油類火災。

      9)、保險活門

      安裝在進出油管罐內一側,防止油罐控制閥破裂時罐內油品流出。無收發油作業時,活門靠自重和油品靜壓力處于關閉狀態;進油時,被油品頂開,發油時,通過罐壁外側的操縱機構打開活門?;铋T上系有鋼索,另一端接到透光孔側壁的掛鉤上。必要時可打開透光孔蓋,拉起鋼索開啟活門。安裝起落管的油罐不設保險活門

      10)、進出油結合管

      進出油結合管裝在油罐最下層的圈板上,其外側與進出油管道連接,內側與保險活門或起落管連接。進出油接合管的底緣距罐底一般不小于200mm(以防沉積在罐底的水和雜質隨油品排除)。內側大多設成呈450角坡口朝上形式,以利導出靜電。

      11)、放水管與排污孔

      常用的放水管有固定式放水管和裝在排污孔蓋上的放水管。容積小于3000m3的油罐多采用DN50和DN80的放水管,容積等于或大于3000m3的油罐多采用DN100的放水管。放水管出口中心線距罐底板300mm,進口距罐底板的垂直距離為20~50mm。

      排污孔是沿軸線剖分的DN600mm?鋼管制成,排污孔設置在油罐底板下面,伸出罐外一端有排污孔法蘭蓋,法蘭蓋上附設放水管。平時可從放水管排出底水。清掃油罐時,打開排污孔法蘭蓋,從排污孔清掃出沉積于罐底的污泥。

      12)、清掃孔

      作用:清掃孔是為了清除罐底積物而設置的,清掃孔多用于大型原油罐和重油罐。

      結構特點:它是一個上邊帶圓角的矩形孔,孔的高、寬均不超過1200mm,底邊與罐底平齊。

      13)、脹油管和進氣支管

      收發作業后不放空的管路,由于受熱膨脹使路內形成很高的壓力。為防止造成管路漏泄,保證管路和閥門安全脹油管安裝。在罐進出油管線閥門的外側,上端與罐頂氣體空間接通。油品膨脹時可經脹油管入罐,以免管內壓力升高。脹油管多為DN20一DN25(40mm)的無縫鋼管。用球心閥控制,也可安全閥自行控制。進氣支管是裝在進出油管線閥門外側的一根DN25mm(40mm)的小管上,用于管路放空時進氣。

      14)、防雷、防靜電裝置

      a.防雷與接地線:

      作用:防止靜電積聚,提供靜電荷消散通道,保證足夠的消散時間,泄漏和導走靜電荷。

      結構要求:當貯存易燃、可燃油品的油罐其頂板厚度小于4mm時應裝設防直擊雷設備,如避雷針或半導體消雷器等。

      當貯存易燃、可燃油品的油罐其頂板厚度大于、等于4mm時可不裝設防直擊雷設備。但在多雷區(注),當油罐頂板厚度大于、等于4mm時仍可裝設防直擊雷設備。(注:多雷區通常指年雷暴日大于40天的地區)。金屬油罐必須作環型防雷接地,其接地點不應少于兩處,其間弧形距離不應大于30m。接地體距罐壁的距離應大于3m,當罐頂裝有避雷針或利用罐體作接閃器時,每一接地點的沖擊接地電阻不應大于10Ω。浮頂金屬油罐可不裝設防直擊雷設備,但必須用兩根截面不小于25mm2的軟銅絞線將浮船與罐體作電氣連接,其連接點不應小于兩處,連接點沿油罐周長的間距不應大于30m。浮頂油罐的密封結構宜采用耐油導靜電材料制品。

      b.人體靜電消除器:

      作用:用于易燃、易爆和防靜電場所的人體靜電釋放,將人體本身所積累的靜電電荷安全地泄放掉,避免因人體靜電而引發的火災爆炸事故和人體電擊現象的發生。

      結構原理:觸摸頭采用“靜電亞導體”材質,減緩放電速度,避免產生電火花,消除操作過程中接觸打火的隱患。靜電亞導體是介于導體和非導體之間的材料,其表面電阻率大于10的6次方小于10的10次方歐姆。采用亞導體材質的好處:在電荷泄露時,因為亞導體具有較高的電阻率,其泄漏電流十分微弱,處于μA級,不會產生瞬間電擊現象,避免因電火花引爆可燃性氣體,從而達到導電防爆的目的。亞導體更適用易燃易爆等危險防爆區域,像石油庫、炸藥庫、煤礦等對靜電特別敏感的場所。還有一種消除靜電方式是利用一段扶梯(約1m長),不涂防腐涂料,供人體放電使用。
    六、內浮頂罐簡介

    1內浮頂罐結構特點

      內浮頂油罐罐體外形結構與拱頂油罐大體相同。與浮頂油罐相比較,它多了一個固定頂,這對改善油品調度的儲存條件,特別是對防止雨水雜質進入油罐和減緩密封圈的老化有利。同時,內浮頂也能有效地減少油品損耗,所以,內浮頂油罐同時兼有固定頂油罐和浮頂油罐的優點。


      美國石油學會認為:設計完善的內浮頂是迄今為控制固定頂油罐蒸發損耗研究出來的和投資最少的方法。

      大量減少蒸發損耗。

      由于液面上有浮動頂覆蓋,儲液與空氣隔離,減少空氣污染和著火爆炸危險,易于保證儲液質量。

      易于將已建固定頂罐改造為內浮頂罐,并取消呼吸閥、阻火器等附件,投資少、經濟效益明顯。

      因有固定頂,能有效地防止風砂、雨雪或灰塵污染儲液,在各種氣候條件下保證儲液的質量,有“全天候儲罐”之稱。同時也減少了內浮盤上的荷載,可以省去浮盤上的中央排水管、轉動浮梯等附件,使結構簡單、輕便,易于施工和維護。密封部分的材料可以避免日光照射而老化。

      在密封效果相同情況下,與浮頂罐相比,能進一步降低蒸發損耗。
    2優勢對比

      1)“固定頂罐VS內浮頂罐--物料損失與環境污染

      “大呼吸”損失:這是油罐進行收發作業所造成。當油罐進油時,由于罐內液體體積增加,罐內氣體壓力增加,當壓力增至機械呼吸閥壓力極限時,呼吸閥自動開啟排氣。當從油罐輸出油料時,罐內液體體積減少,罐內氣體壓力降低,當壓力降至呼吸閥負壓極限時,吸進空氣。這種由于輸轉油料致使油罐排除油蒸氣和吸入空氣所導致的損失叫“大呼吸”損失。

      “小呼吸”損失:靜止儲存的油品,白天受太陽輻射使油溫升高,引起上部空間氣體膨脹和油面蒸發加劇,罐內壓力隨之升高,當壓力達到呼吸閥允許值時,油蒸汽就逸出罐外造成損耗。夜晚氣溫下降使罐內氣體收縮,油氣凝結,罐內壓力隨之下降,當壓力降到呼吸閥允許真空值時,空氣進入罐內,使氣體空間的油氣濃度降低,又為溫度升高后油氣蒸發創造條件。這樣反復循環,就形成了油罐的小呼吸損失。

      2)外浮頂罐VS內浮頂罐—物料污染與結構復雜

      塵埃、雨水易積聚,甚至污染油品,增設雨水排放系統,密封元件易老化
    3內浮頂罐專有附件

      內浮盤附件是直接安裝在浮盤上的附件,它們與內浮盤的浮動過程及檢修有關。

      1)、浮盤人孔與帶芯人孔

      在內浮盤上通常設有2個人孔,其結構及作用也是檢修時通風及操作人員進出。相對浮頂油罐,一般類型油罐的人孔與罐壁結合的筒體是穿過罐壁的,這種人孔不利于浮盤升降和密封。帶芯人孔是在人孔蓋內加設一層與罐壁弧度相等的芯板,并與罐壁齊平。為便于啟閉,在孔口結合筒體上還裝有轉臂和吊耳,操作時人孔蓋仍不離開油罐。

      內浮頂油罐罐體人孔一般至少設2個:一個與一般油罐一樣,設在底部圈板,高度約700mm,常稱為底部位人孔,用于清洗油罐及檢修人員進入;另一個設在第二圈板中部,高度約在2.5m左右,為操作人員進入浮盤上部時用,常稱作高部位人孔。

      2)、支柱套管和支柱

      支柱的作用是在油罐放空時,支撐內浮盤,使其與罐底板保持一定高度。內浮盤有2個控制高度,第一控制高度由支柱套管控制,支柱套管穿過浮盤,并以加強圈和筋板與浮盤焊接。在浮盤加強環板處的支柱套管高出浮盤900mm,其余部位的套管高出浮盤400mm。支柱套管高出浮盤面的一端都設有法蘭與盲板,平時用密封墊圈和螺栓、螺母緊固嚴實。浮盤以下支柱套管長度均為500mm。這樣在平時收發油作業時,浮盤下降的最低高度便控制在500mm。

      當需對內浮盤或油罐底部進行檢修時,一般將浮盤控制在距罐底1800mm左右高度。方法是選用外徑小于支座套管內徑(間隙應稍大些)的無縫鋼管,每個支柱一端設有與支柱套管法蘭相同型號的法蘭,如需要將浮盤控制在檢修高度,可先向罐內注水使浮盤上升到帶芯人孔下緣部位,然后打開人孔進入浮盤上面,取下支柱套管頂端的盲板,將備用支柱插入套管,并將支柱上的法蘭與套管上的法蘭用螺栓連接緊固。

      3)、自動通氣閥

      作用:a.避免在用支柱支撐浮頂時,使罐內的液體能繼續輸出;

      b.防止負壓損害浮盤;

      c.防止進油時浮盤卡住而損壞;

      為保證內浮盤被支撐在距罐底500mm時,仍能順利進出油料,在內浮盤與罐底部組成的這一局部空間,自動通氣閥類似于固定頂罐在收發油作業時的呼吸用的作用。

      4)、通氣孔

      儲存在內浮頂油罐的油料,液面已全部為內浮盤覆蓋,所以在罐頂不再安裝呼吸閥。但在實際使用時,還會有油氣逸出;在浮盤下降時,粘附在罐壁上的油膜也要蒸發,故在浮盤與拱頂間的空間,仍會有油蒸氣積聚。為及時稀釋并擴散這些油氣,防止油蒸氣濃度增大到燃、瀑極限,罐頂與罐壁周圍開有通氣孔。

      內浮頂油罐通氣孔安裝在拱頂中間,孔徑不小于250mm,周圍及頂部以金屬絲網和防雨罩覆蓋。

      罐壁通氣孔,安裝在罐壁頂部周圍。每個孔口的環向間距應不大于10m,每個油罐至少應設4個,總的開孔面積要求按油罐直徑每一米不少于0.06m2,通氣孔出入口安裝有金屬防護罩。

      罐壁通氣孔在儲油液位超高和自動報警系統裝置失靈時,還兼起溢流作用。

      5)、量油導向管

      由于內浮盤的緣故,罐頂量油孔下連接一根鋼管穿過浮盤直插罐底部,內浮頂油罐內油品的計量、取樣都通過該導管進行。該管還兼防止浮盤水平漂移和限止浮盤只能沿管道上下浮動等導向作用,故稱為量油導向管。為避免浮盤升降時與導向管摩擦產生火花,在浮盤上安裝有導向輪座和銅制導向管;為防止油品泄漏,導向輪座與浮盤連結處以及導向管與罐頂連接都安裝有密封填料盒和填料箱。

      6)、防轉鋼繩

      為了防止油罐壁變形,浮盤轉動影響平穩升降,在內浮頂罐的罐頂和罐底之間垂直地張緊兩條不銹鋼纜繩,兩根鋼繩在浮頂直徑兩端對稱布置。浮頂在鋼繩限制下,只能垂直升降,因而防止了浮盤轉動。

      7)、靜電導出裝置

      內浮頂油罐在進出油作業過程中,浮盤上積聚了大量靜電荷,由于浮盤和罐壁間多用絕緣物作密封材料,所以浮盤上積聚的靜電荷不可能通過罐壁導走。為了導走這部分靜電荷,在浮盤和罐頂之間安裝了靜電導出線。在選用靜電導線時,一方面要選擇合適的截面積,另一方面要選擇足夠的強度。對于內浮頂油罐,浮盤上沒有感應雷電荷,只需導走油品傳到金屬浮盤上的靜電荷。因此鋼質浮盤連接導線用橫截面積不小于16mm2的軟銅復絞線、鋁質浮盤油罐連接導線用直徑不小于1.8mm的不銹鋼鋼絲繩就可以了。而對于浮頂罐,為了導走浮盤上的感應雷電荷和油品傳到金屬浮盤上的靜電荷,浮頂油罐要采用2根橫截面積不小于25mm2的軟銅復絞線將金屬浮頂與罐體進行電氣連接。

      8)、浮盤密封裝置

    4內浮頂罐使用注意事項


      由于內浮頂油罐比拱頂罐多了一個內浮盤和一些專用附件,使用中應注意以下幾點:

     ?。?)防止油品溢到內浮盤

      油品溢到內浮盤上是一種較嚴重的事故,它不僅會造成大量的損耗,而且對油罐安全不利,并且也很難處理,一般只能讓油品自然蒸發完后才能進入罐內浮盤上進行檢修。

      油品的溢出一般從密封圈處或從自動通氣閥處溢出,原因是浮盤下油壓過大,浮盤被卡住或浮盤起浮前進油太快。為防止溢油,必須在以下三方面引起重視:

      a.嚴格把好浮盤建造和驗收關,嚴格檢驗浮盤的起浮性能。

      b.精確測量浮盤在不同部位浮動過程中壓力,然后用人工監測或自動監測方法控制進油。

      c.嚴格控制浮盤起浮前進油流量。

      (2)定期檢修內浮盤起浮的密封

      內浮盤與罐壁間的密封,現大多為彈性密封,彈性密封主要有兩個缺點,一是材料易老化和可能會出現的原因(如罐體或內浮盤過大的橢圓度、內浮盤的不平度及過大的水平偏移或罐壁局部過大的粗糙度)會使密封圈與罐壁間摩擦力過大而影響內浮盤的正常浮起動作,并都有可能導致罐壁與密封圈的間隙擴大而增加蒸發損耗。平時使用時,應定期進罐檢查。

      (3)自動通氣閥不能常開

      自動通氣閥的打開應具有下述條件中的一個:一是在浮盤正常下降到接近罐底730mm時閥桿觸及罐時會自動打開;二是油壓過大。這里指在平時使用時應規定油罐最低油位,使浮盤的高度略高于730mm,不讓自動通氣閥有打開的可能,以免造成損耗。

      (4)罐底水墊層不宜過高

      罐底水墊層不能高于量油導管入口,否則將影響油品的計量和取樣。油品水墊層通常以8~12cm為宜。

      量油導向管與罐內頂部應設防火通氣孔,避免管內壓縮氣體造成增壓或在液位下降時形成負壓。

      (5)防止靜電導出裝置松動和纏繞

      應注意保持靜電導出裝置處于良好的技術狀態。靜電導出裝置的局部松動反而會形成尖端放電的條件,增加危險性。防靜電導出裝置一頭接在浮盤上,浮盤是要經常上下或水平浮動的,這都有可能造成靜電導出裝置局部松動。在浮盤上下浮動時,導線與其它部也可能產生纏繞現象,而被拉斷,平時也應定期檢查。另外也應注意導線的使用期限,用到一定年限時應及時更換。

      (6)要定期檢修清罐

      內浮盤上部實際上是長期處在有一定濃度的油蒸氣中,各種部件很容易受到腐蝕,其中特別是浮盤立柱套管插銷或法蘭螺栓等,如長期不檢修,很可能會完全銹蝕,無法打開和插入支柱。內浮頂油罐由于比拱頂油罐多一個內浮盤,因此其檢修周期也應短些。

      需要特別強調的是,進罐檢修前應先用清水反復清洗。注水使浮盤浮在檢修高度,才能進罐操作,如放下立柱等,同時,進罐前還應檢查罐內油氣濃度。

      結合內浮頂油罐清洗,應注意油罐底板的腐蝕情況,尤其是在人孔附近和浮盤立柱附近,腐蝕特別嚴重。人孔附近腐蝕嚴重的主要原因是由于施工過程中或清罐結束后人員進出頻繁,致使防腐涂料脫落,并加劇腐蝕速度。浮盤立柱附近腐蝕嚴重主要原因是浮盤經常工作在底部區域,致使浮盤立柱經常工作造成,長期閑置不用也會造成銹蝕。

    七、爆炸危險區域劃分方法


      我們國家對危險區域劃分主要依據《爆炸性氣體環境用電氣設備第14部分危險場所分類》GB3836.14-2000,該標準等同于IEC60079-10:1995。標準將危險區域分為0區、1區、2區。

     ?。皡^:連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境;

     ?。眳^:在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境;

     ?。矃^:在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。

    八、常見技術問答


      1、大型油罐的進出口管線上為什么安裝有金屬軟管?

      主要是由從以下幾方面考慮:
    (1)油罐在進出油前后由于罐內油量的變化,油罐整體的標高會有幾個mm的變化,而管線在管墩上的標高基本不變,這樣就會在管線和罐壁之間產生一定的剪切應力。

     ?。?)在經過幾年的運行后,一般油罐的基礎由于有承力樁的支承,不會發生大的沉降,而管線管墩的沉降量較大,尤其是在南方地區的松軟地基上建設的罐區,管墩的沉降量可以幾十厘米,管線和閥門的重力會全部加到罐壁上,造成罐壁的變形、破裂。

     ?。?)在地震的作用下,由于罐壁發生翹離或罐基礎發生不均勻沉降、傾斜,使油罐和配管連接處遭到破壞是常見的地震災害之一。為防止上述幾種情況的發生,在與罐壁連接的管道上設置金屬軟管就可以使管道有足夠的柔性,可以適應各種變形,避免在罐壁的連接處產生不利的應力,還可以吸收管道的熱伸縮變形,降低管道的熱應力。

      2、汽油(石腦油)罐的哪些部位需要做內防腐?

      汽油與其它油種相比腐蝕性比較大,因些與汽油接觸的各個表面都要做內防腐??紤]到成本等問題時,首先要保證罐底板的內防腐,再考慮罐壁和浮頂下表面的防腐。石腦油的含硫視加工工藝的不同差別較大,未經過脫硫的石腦油儲罐應該對所有的內表面做防腐處理,以確保油罐的安全長周期運行。

      3、大型油罐需要設避雷針嗎?

      大型油罐在罐底外部都有多處的防雷接地,通過接地扁鋼將罐體與大地相連,間距不超過30米,接地電阻不大于10歐姆。對于有固定頂的油罐,需要設避雷針(網)對油罐進行防雷保護。浮頂油罐或內浮頂油罐不應設避雷針,但應將浮頂與罐體用導線連接。裝于罐上的各種信息系統的配線電纜應采用屏蔽電纜。電纜穿鋼管配線時,其鋼管上下2處應與罐體做電氣連接并接地。

      4、如何降低油罐的呼吸損失?

      a、夏季高溫時對油罐進行淋水降溫處理;

      b、合理選用油罐外部涂料,減少光照吸熱能力;

      c、多采用內浮頂加氮封措施;

      d、對內浮頂罐、拱頂罐進行油氣回收;

      e、合理安排油品倒罐、收付料作業:倒罐操作應安排在夜間溫度較低時進行,付油操作應安排在白天溫度較高時;

      f.冬季加溫油罐控制好溫度;

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