儲罐
一、儲罐的用途:用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲罐,鋼制儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎設施,我們的經濟生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐,鋼制儲罐在國民經濟發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體(或氣體)原料及成品的專用設備,對許多企業(yè)來講沒有儲罐就無法正常生產,特別是國家戰(zhàn)略物資儲備均離不開各種容量和類型的儲罐。我
一、儲罐的用途:用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲罐,鋼制儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎設施,我們的經濟生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐,鋼制儲罐在國民經濟發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體(或氣體)原料及成品的專用設備,對許多企業(yè)來講沒有儲罐就無法正常生產,特別是國家戰(zhàn)略物資儲備均離不開各種容量和類型的儲罐。我
一、儲罐的用途:
用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲罐,鋼制儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎設施,我們的經濟生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐,鋼制儲罐在國民經濟發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體(或氣體)原料及成品的專用設備,對許多企業(yè)來講沒有儲罐就無法正常生產,特別是國家戰(zhàn)略物資儲備均離不開各種容量和類型的儲罐。我國的儲油設施多以地上儲罐為主,且以金屬結構居多。
二、儲罐的分類:
由于儲存介質的不同,儲罐的形式也是多種多樣的。
1. 按位置分類:可分為地上儲罐、地下儲罐、半地下儲罐、海上儲罐、海底儲罐等。
2. 按油品分類:可分為原油儲罐、燃油儲罐、潤滑油罐、食用油罐、消防水罐等。
3. 按用途分類:可分為生產油罐、存儲油罐等。
4. 按形式分類:可分為立式儲罐、臥式儲罐等。
5. 按結構分類:可分為固定頂儲罐、浮頂儲罐、球形儲罐等。
6. 按大小分類:200m3以上為大型儲罐,多為立式儲罐;200m3 以下的為小型儲罐,多為臥式儲罐。
三、儲罐的標準: 常用儲罐標準:
1. 美國石油學會標準 API650 ;
2. 英國標準 BS2654 ;
3. 日本標準 JISB8501 ;
4. 德國標準 DIN4119 ;
5. 石油行業(yè)標準 SYJ1016 ;
6. 石化行業(yè)標準 SH3046。
四、儲罐的材料 :
儲罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設施材料。
罐體材料可按抗拉屈服強度或抗拉標準強度分為低強鋼和高強鋼,高強鋼多用于5000m3以上儲罐;附屬設施(包括抗風圈梁、鎖口、盤梯、護欄等)均采用強度較低的普通碳素結構鋼,其余配件、附件則根據不同的用途采用其它材質。制造罐體常用的國產鋼材有 20、20R、 Q245R、Q345R、Q370R、 16MnDR 以及 Q235 系列等。
五、儲罐的結構:
目前我國使用范圍最廣泛、制作安裝技術最成熟的是拱頂儲罐、浮頂儲罐和臥式儲罐。
1. 拱頂儲罐的構造
拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,所以在國內外許多行業(yè)應用最為廣泛,最常用的容積為 1000 -10000m3,目前,國內拱頂儲罐的最大容積已經達到 150000m3。
1.1罐底:罐底由鋼板拼裝而成,罐底中部的鋼板為中幅板,周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板,也可采用弓形板。一般情況下,儲罐內徑<16.5m 時,宜采用條形邊緣板,儲罐內徑 ≥ 16.5m 時,宜采用弓形邊緣板。
1.2罐壁:罐壁由多圈鋼板組對焊接而成,分為套筒式和直線式。
套筒式罐壁板環(huán)向焊縫采用搭接,縱向焊縫為對接。拱頂儲罐多采用該形式,其優(yōu)點是便于各圈壁板組對,采用倒裝法施工比較安全。
直線式罐壁板環(huán)向焊縫為對接。優(yōu)點是罐壁整體自上而下直徑相同,特別適用于內浮頂儲罐,但組對安裝要求較高、難度亦較大。
1.3罐頂:罐頂有多塊扇形板組對焊接而成球冠狀,罐頂內側采用扁鋼制成加強筋,各個扇形板之間采用搭接焊縫,整個罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱鎖口)焊接成一體。
2. 浮頂儲罐的構造
浮頂儲罐是由漂浮在介質表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構成。浮頂隨罐內介質儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內介質始終被內浮頂直接覆蓋,減少介質揮發(fā)。
2.1罐底:浮頂罐的容積一般都比較大,其底板均采用弓形邊緣板。
2.2罐壁:采用直線式罐壁,對接焊縫宜打磨光滑,保證內表面平整。浮頂儲罐上部為敞口,為增加壁板剛度,應根據所在地區(qū)的風載大小,罐壁頂部需設置抗風圈梁和加強圈。
2.3浮頂:浮頂分為單盤式浮頂、雙盤式浮頂和浮子式浮頂等形式。
2.3.1單盤式浮頂:由若干個獨立艙室組成環(huán)形浮船,其環(huán)形內側為單盤頂板。單盤頂板底部設有多道環(huán)形鋼圈加固。其優(yōu)點是造價低、好維修。
2.3.2雙盤式浮頂:由上盤板、下盤板和船艙邊緣板所組成,由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨立的環(huán)形艙。其優(yōu)點是浮力大、排水效果好。
3. 內浮頂儲罐的構造
內浮頂儲罐是在拱頂儲罐內部增設浮頂而成,罐內增設浮頂可減少介質的揮發(fā)損耗,外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進入罐內,保證罐內介質清潔。這種儲罐主要用于儲存輕質油,例如汽油、航空煤油等。內浮頂儲罐采用直線式罐壁,壁板對接焊制,拱頂按拱頂儲罐的要求制作。目前國內的內浮頂有兩種結構:一種是與浮頂儲罐相同的鋼制浮頂;另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。
4.臥式儲罐的構造
臥式儲罐的容積一般都小于200mm3 ,通常用于生產環(huán)節(jié)或加油站。臥式儲罐環(huán)向焊縫采用搭接,縱向焊縫采用對接。圈板交互排列,取單數,使端蓋直徑相同。臥式儲罐的端蓋分為平端蓋和碟形端蓋,平端蓋臥式儲罐可承受 40kPa內壓,碟形端蓋臥式儲罐可承受 0.2Mpa內壓。地下臥式儲罐必須設置加強環(huán),加強還用角鋼煨制而成。
六、儲罐基礎選型:
1. 當地基土層能滿足承載力設計值和沉降差的要求且場地不受限制時,宜采用護坡式或外環(huán)墻式基礎;
2. 當地基土層不能滿足承載力設計值要求、但沉降量不超過允許值時,可采用環(huán)墻式或外環(huán)墻式基礎;
3. 當地基土層為軟土層時,宜對地基處理后再采用外環(huán)墻式基礎;
4. 當場地受限時,可采用環(huán)墻式基礎。
七、儲罐基礎施工:
1. 土方開挖:基坑夯實;
2. 鋼筋混凝土與磚石工程:(略);
3. 土方回填:機械夯實,回填土層大于 500mm ;
4. 砂墊層:選用中、粗砂,鋪設厚度 200~ 250mm ,用平板振蕩器灑水夯實;
5. 瀝青砂墊層:選用中、粗砂和 60號甲道路石油瀝青加熱制成瀝青砂,分層分塊鋪設平整,其厚度為 80~ 100mm,儲罐基礎頂面由中心向四周的坡度為 15~35‰ ;
6. 護坡施工:儲罐進行水壓試驗之后進行護坡施工,護坡寬度為800~1000mm 。護坡與儲罐底板之間采用瀝青瑪蹄脂填塞。
7. 儲罐基礎設計與施工過程中請認真參閱 SH/T3083《石油化工鋼儲罐地基處理技術規(guī)范》和 SH3086《石油化工鋼儲罐地基與基礎設計規(guī)范》。
八、儲罐制作與安裝
1. 儲罐建造過程分為半成品預制和現場組對安裝兩部分。
2. 半成品預制:罐底、罐壁、罐頂等部件都需要進行預制(具體預制方法略)。
3. 現場組對安裝方法:大致分為倒裝法施工工藝、正裝法施工工藝和特殊法施工工藝。
九、儲罐附件
1. 油罐附件是油罐自身的重要組成部分。它的設置按其作用可分成4種類型:1.1保證完成油料收發(fā)、儲存作業(yè),便于生產、經營管理。1.2保證油罐使用安全,防止和消除各類油罐事故。1.3有利油罐清洗和維修。1.4能降低油品蒸發(fā)損耗。
2. 盤梯(或直梯):帶休息平臺,寬度為 650mm ,逆時針旋轉。罐頂設有防滑踏步。扶梯是專供操作人員上罐檢尺、測溫、取樣、巡檢而設置的。它有直梯和旋梯兩種。一般來說,小型油罐用直梯,大型油罐用旋梯。2. 護欄:高度為 800~1000mm 。
3. 天橋:用于罐間連接,寬度為 650mm 。
4. 人孔:常用有三種規(guī)格:DN500、DN600、DN750。人孔是供清洗和維修油罐時,操作人員進出油罐而設置的。一般立式油罐,人孔都裝在罐壁最下層圈板上,且和罐頂上方采光孔相對。人孔直徑多為600mm,孔中心距罐底為750 mm。通常3000立方米以下油罐設人孔1個,3000~5000立方米設1~2個人孔,5000立方米以上油罐則必須設2個人孔。
5. 透光孔:常用規(guī)格:DN500 。透光孔又稱采光孔,是供油罐清洗或維修時采光和通風所設。它通常設置在進出油管上方的罐頂上,直徑一般為500mm,外緣距罐壁800~1000mm,設置數量與人孔相同。
6. 清掃孔或排污孔:輕質油用排污孔,重油用清掃孔。有DN50、DN80、DN100三種型號。
7. 量油孔:常用規(guī)格:DN150。量油孔是為檢尺、測溫、取樣所設,安裝在罐頂平臺附近。每個油罐只裝一個量油孔,它的直徑為150mm,距罐壁距離多在1m。
8. 放水管和自動切水器:脫水管亦稱放水管,它是專門為排除罐內水雜和清除罐底污油殘渣而設的。放水管在罐外一側裝有閥門,為防止脫水閥不嚴或損壞,通常安裝兩道閥門。冬天還應做好脫水閥門的保溫,以防凍凝或閥門凍裂。
9. 進出口接合管。
10. 消防泡沫室:消防泡沫室又稱泡沫發(fā)生器,是固定于油罐上的滅火裝置。泡沫發(fā)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。滅火泡沫在流經消防泡沫室空氣吸入口處,吸入大量空氣形成泡沫,并沖破隔離玻璃進入罐內(玻璃厚度不大于2mm),從而達到來火目的。
11. 接地線:接地線是消除油罐靜電的裝置。
12. 輕質油專用附件
輕質油(包括汽油、煤油、柴油等)屬粘度小、質量輕、易揮發(fā)的油品,盛裝這類油品的油罐,都裝有符合它們特性并滿足生產和安全需要的各種油罐專用附件。
12.1 油罐呼吸閥:油罐呼吸閥是保證油罐安全使用,減少油品損耗的一種重要設備。
12.2 液壓安全閥:液壓安全閥是為提高油罐更大安全使用性能的又一重要設備,它的工作壓力比機械呼閥要高出5~10%。正常情況下,它是不動的,當機械呼吸閥因閥盤銹蝕或卡住而發(fā)生故障或油罐收付作業(yè)異常而出現罐內超壓或真空度過大時,它將起到油罐安全密封和防止油罐損壞作用。
12.3阻火器:阻火器又稱油罐防火器,是油罐的防火安全設施,它裝在機械呼吸閥或液壓安全閥下面,內部裝有許多銅、鋁或其它高熱容金屬制成的絲網或皺紋板。當外來火焰或火星萬一通過呼吸閥進入防火器時,金屬網或皺紋板能迅速吸收燃燒物質的熱量,使火焰或火星熄滅,從而防止油罐著火。
12.4噴淋冷卻裝置:噴淋冷卻裝置是為降低罐內油溫,減少油罐大小呼吸損失而安裝的節(jié)能設施。
13. 內浮頂油罐專用附件
內浮頂油罐和一般拱頂油罐相比,由于結構不同,并根據其使用性能要求,它裝有獨特的各種專用附件。
13.1 通氣孔:內浮頂油罐由于內浮盤蓋住了油面,油氣空間基本消除,因此蒸發(fā)損耗很少,所以罐頂上不設機械呼吸閥和安全閥。但在實用中,浮頂環(huán)形間隙或其它附件接合部位,仍然難免有油氣泄漏之處,為防止油氣積聚達到危險程度,在油罐頂和罐壁上都開有通氣孔。
13.2靜電導出裝置:內浮頂油罐在進出油作業(yè)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。一般為2根軟銅裸絞線,上端和采光孔相連,下端壓在浮盤的蓋板壓條上。
13.3防轉鋼繩:為了防止油罐壁變形,浮盤轉動影響平穩(wěn)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。
13.4自動通氣閥:自動通氣閥設在浮盤中部位置,它是為保護浮盤處于支撐位置時,油罐進出油料時能正常呼吸,防止浮盤以下部分出現抽空或憋壓而設。
13.5浮盤支柱:內浮頂油罐使用一段時間后,浮頂需要檢修,油罐需清洗,這時浮頂就需降到距罐底一定高度,由浮盤上若干支柱來支撐。
13.6擴散管:擴散管在油罐內與進口管相接,管徑為進口管的2倍,并在兩側均勻鉆有眾多直徑2mm的小孔。它起到油罐收油時降低流速,保護浮盤支柱的作用。
十、原油存儲及裝車過程排放
主要包括:儲罐大、小呼吸損失、油品的跑冒滴漏和裝車損失。
1. 儲罐大呼吸損失
大呼吸是指油罐進發(fā)油時的呼吸。油罐進油時,由于油面逐漸升高,氣體空間逐漸減小,罐內壓力增大,當壓力超過呼吸閥控制壓力時,一定濃度的油蒸氣開始從呼吸閥呼出,直到油罐停止收油,所呼出的油蒸氣造成油品蒸發(fā)的損失。
油罐向外發(fā)油時,由于油面不斷降低,氣體空間逐漸減小,罐內壓力減小,當壓力小于呼吸閥控制真空度時,油罐開始吸入新鮮空氣,由于油面上方空間油氣沒有達到飽和,促使油品蒸發(fā)加速,使其重新達到飽和,罐內壓力再次上升,造成部分油蒸氣從呼吸閥呼出。影響大呼吸的主要因素有:
1.1 油品性質。油品密度越小,輕質餾分越多,損耗越大;
1.2 收發(fā)油速度。進油、出油速度越快,損耗越大;
1.3油罐耐壓等級。油罐耐壓性能越好,呼吸損耗越小。當油罐耐壓達到5kPa時,則降耗率為25.1%,若耐壓提高到26kPa時,則可基本上消除小呼吸損失,并在一定程度上降低大呼吸損失。
1.4與油罐所處的地理位置、大氣溫度、風向、風力及管理水平有關。
采取的措施:本項目存儲的油品為原油,較汽油和柴油揮發(fā)性低,各個儲罐管道互通相聯(lián),同時采用內浮頂罐,因此原油大呼吸損失量較少。
2. 儲罐小呼吸損失
油罐在沒有收發(fā)油作業(yè)的情況下,隨著外界氣溫、壓力在一天內的升降周期變化,罐內氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油氣濃度和蒸汽壓力也隨之變化。這種排出石油蒸氣和吸入空氣的過程造成的油氣損失,叫小呼吸損失。小呼吸損失的影響因素主要有以下幾點:
2.1晝夜溫差變化。晝夜溫差變化愈大,小呼吸損失愈大。
2.2油罐所處地區(qū)日照強度。日照強度愈大,小呼吸損失愈大。
2.3儲罐越大,截面積越大,小呼吸損失越大。
2.4大氣壓。大氣壓越低,小呼吸損失越大。
2.5油罐裝滿程度。油罐滿裝,氣體空間容積小,小呼吸損失小。
采取的措施:本項目存儲的油品為原油,各個儲罐管道互通相聯(lián),同時采用內浮頂罐,在夏季定時會有冷卻水噴淋,防止小呼吸產生,因此原油小呼吸損失量較少。
2.6儲罐附件不嚴密造成損耗。
采取的措施:加強油罐附屬設備的維修、保持油罐的嚴密性、改進油罐的操作管理,當作最廉價而又十分有效的減少損耗,防止污染的措施。對阻火器、液封油、機械呼吸閥瓣、消防泡沫玻璃室、量油孔,每年徹底檢查兩次,做到氣密性符合要求。盡可能使油罐裝滿到允許程度,充滿程度越低,損失越大。
2.7原油裝車損失
原油裝車損失主要指原油向汽車槽車裝油過程產生的損失。原油50%采用管道運出裝船運輸,50%裝車運輸。裝船為平衡裝船,帶回氣系統(tǒng),因此損失量極小。裝車為浸沒式裝車。
采取的措施:采用鶴管裝車,采用浸沒式裝車。