内浮顶储罐（精选3篇）
内浮顶储罐 篇1
在2003年北京某化工厂的一次扩建中, 罐区内原有的一台10000m3拱顶储罐将由储存重油改为储存原油。由于原油具有较强的挥发性, 为降低被储存原油的挥发损失, 减轻空气污染, 避免原油蒸汽着火爆炸的危险, 并减轻储罐罐顶和罐壁的油气气相腐蚀, 延长储罐的寿命, 准备将该储罐内部加装内浮顶。出于对安全和工期进度的考虑, 内浮顶形式选择为装配式铝制内浮顶。
1 装配式铝制内浮顶特点
装配式铝制内浮顶是内浮顶众多形式中的一种, 与钢制内浮顶相比, 装配式铝制内浮顶采用铝合金制造, 重量轻, 并实现了零部件全部预制加工成型, 零部件可通过储罐人孔送入罐内, 用螺栓进行安装, 安装时可不必进行动火, 现场安装方便迅速。
由浮筒、构架、铺板、支腿、密封圈等主要部件和一些配套部件组成, 用卷制的密封铝合金浮筒作浮力构件, 支撑整个构架, 使内浮顶能够漂浮在储存介质的液面上。浮筒的设计浮力一般不小于浮顶自重的2倍。装配式铝制内浮顶设置有量油孔、真空阀、人孔、防静电装置和防旋装置等附件。
2 铝浮顶安装之前对储罐的改造
2.1 对储罐附件的改造
原储罐的一些附件是适应储存重油特点而安装的, 如分布罐底部的加热盘管就是为了避免重油凝固而设计的, 会妨碍铝浮顶支腿的安装, 其它的一些内部附件也会妨碍内浮顶的上下浮动, 所以这些原附件均需在安装铝浮顶之前拆除。
2.2 罐壁打磨
本储罐罐壁板环向焊缝是搭接焊接, 纵向焊缝是对接焊接而成, 这种罐壁焊接型式常见于九十年代之前建造的储罐。罐壁内侧搭接焊缝必刮蹭内浮顶的橡胶密封圈, 严重的甚至会损坏密封圈, 使其密封失效。
为使铝浮盘在设计最高位置和最低位置之间浮动时, 避免搭接环焊缝损坏浮盘密封圈, 需将罐体内壁搭接环焊缝打磨至无毛刺并成45°角光滑过渡, 见图1。
内壁对接纵焊缝的毛刺、焊瘤也应进行打磨, 在内浮顶工作行程之外的罐壁焊缝不需打磨。
2.3 罐壁的开孔
(1) 进油口与出油口。
原储罐的储存介质为重油, 其性质粘稠, 故原来采用罐壁上部进油、底部出油的方式, 在改造为原油储罐后, 则采用底部进油, 底部出油, 原有的进油管需切除。
新增进油孔与出油孔扩孔均需进行补强板补强。这是因为尽管储罐为常压容器, 但由于罐底板的约束, 使最靠近罐底的罐壁环向应力较小, 最大环向应力的位置上移, 若在该位置开孔, 则会形成应力集中现象, 一旦应力超过焊缝及钢板的许用应力便会造成该处罐体的的破坏, 发生事故。因此虽然储罐有别于压力容器, 但其开孔或补强圈离纵向焊缝、环向焊缝的距离有严格要求。根据GB150-89, 需满足开孔接管补强圈外缘与罐壁板的纵缝或环缝之间的距离应大等于200mm, 根据JB/T4736-95, DN500的开孔接管补强圈的尺寸为:Φ840mm (外径) /Φ534mm (内径) 。
(2) 人孔。
原储罐的两个人孔均设置在距罐底面高度为0.7m处。为能使人员进到罐内对浮盘上表面进行修复和清扫, 在储罐罐壁上需新增开一个人孔, 中心高度超过浮盘最低工作高度上表面0.8m。该人孔为带芯人孔, 其形式如图2所示。人孔芯处的弧板曲率半径与储罐相同, 这是为了在人孔封闭后, 该处弧板与罐壁近似为一个完整的曲面, 这样能够在浮顶浮起时, 减轻人孔接管对浮盘密封圈的刮蹭, 以保护密封圈不被损坏。
(3) 通气孔设置。
原储罐的罐壁上没有通气孔, 而GBJ128-90规定:内浮顶储罐应设置环向通气孔, 位置设在内浮顶最高行程以上高度的罐壁或固定顶上。本次改造中, 罐壁上新开12组通气孔, 沿圆周均匀分布, 通气孔设置应在铝浮盘安装之前完成。
2.4 罐底板的清洗
原有重油储罐内的残留重油需清除干净, 在罐底的加热盘管拆除后, 可使用溶解性较强的煤油将罐底的重油清洗除去。
3 装配式铝浮顶安装方法要点
3.1 铝浮顶安装施工顺序
边缘支腿及边缘梁安装→主梁及支腿安装→边缘浮筒安装→中间浮筒安装→浮顶铺板安装→密封胶带安装→各种零配件安装→浮顶水试升降试验。
3.2 安装验收规定
铝制内浮顶的水平偏差不得大于1 0mm;防旋装置 (导向柱) 安装垂直度应保持在1mm/m;边缘构件接头处必须对接整齐, 不允许出现缝隙, 上表面必须齐平;铺板搭接处及铺板现边缘构件结合处必须接触紧密, 不允许出现缝隙, 并涂刷耐油密封胶。用手电筒作透光检查, 不得有漏光现象;铝制内浮顶所有零部件及密封胶带均不得有损坏。防静电导线的接头必须牢固, 其结合面的锈迹必须打磨干净;铝浮筒的纵向焊缝应全部置于浮筒顶部;所有连接接头及螺栓必须紧固可靠, 而且所有螺栓均不得上紧过度使螺纹损坏以至松动。
3.3 充水试验要求
铝制内浮顶安装完毕并经检验合格以后可进行充水试验。在充水试验过程中, 应保证控制铝制内浮顶升起的最初速度V≤1m/12h, 根据储罐的内径值 (31308mm) , 可计算出此时要求的最大罐进水流量Q=π× (Di/2) 2/12=64.12m3/h;待内浮顶升高至距罐底4.5米的高度 (即升至本储罐下数第三道环焊缝处) 后可加大升起速度至V≤1m/6h。观测铝浮盘的上升速度, 我们可采用在罐顶部用目测方法监控液位上升情况, 以各条罐壁板环焊缝为参照, 可估计铝浮盘的升起速度。若浮盘升起异常, 应立即停止充水, 待处理后方可继续进行充水试验。充水试验应以铝制内浮顶升降平稳、无倾斜;内浮盘框架无异常变形;密封胶带应和罐壁及导向管接触良好并且无卡涩现象为合格。
4 结语
由于本次重油储罐改造采用装配式铝制内浮顶结构, 使正在处于生产状态的罐区内的改造施工减少了大量的焊接和切割的动火工作量, 而且现场安装方便, 在安装过程中不需要起重设备, 节约了工期和人力。
参考文献
[1]孙晋坡.大型储罐设计[M].上海科学技术出版社, 1986钢制压力容器GB150-89.
[2]立式原筒形钢制焊接油罐施工及验收规范GBJ128-90[S].
[3]柯堤主.国外储罐技术的现状和动向[J].石油化工技术, 1994, (15) 3.
内浮顶储罐 篇2
关键词：拱顶罐,内浮顶罐,储存油品
长庆油田第三采气厂苏里格第四天然气处理厂罐区共有稳定凝析油储罐、污油罐2具、含醇污水接收罐2具、含醇污水原料罐3具、甲醇产品罐2具, 均为拱顶罐。
1 内浮顶罐和拱顶罐的概念及分类
1.1 拱顶罐
拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉。
罐底由钢板拼装而成, 罐底中部的钢板为中幅板, 周边的钢板为边缘板。罐壁由多圈钢板组对焊接而成, 分为套筒式和直线式。罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状, 罐顶内侧采用扁钢制成加强筋, 各个扇形板之间采用搭接焊缝, 整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈 (或称锁口) 焊接成一体。
1.2 内浮顶罐
内浮顶储罐, 在其内部轴心线上安装一轴, 以其剖面大小置放一个由特殊的轻质材料制作的顶盖, 它可以随内部的物体的增多或减少而上下移动, 起到限制作用。
内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成, 罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗, 外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内, 保证罐内介质清洁。
1.3 储罐分类及现场常用储罐
苏里格天然气处理厂储运罐区储罐按结构分类:可分为固定顶储罐及浮顶储罐, 拱顶储罐属于固定顶储罐, 内浮顶储罐属于浮顶储罐, 苏里格第四天然气处理厂稳定凝析油储罐和污油储罐均为拱顶罐, 苏里格第二天然气处理厂凝析油原料罐和凝析油储罐均为内浮顶储罐。
2 拱顶罐和内浮顶罐储存油品效果对比分析
2.1 理论优缺点比较
(1) 内浮顶罐就是拱顶罐里面加了浮盘, 和同种罐容得拱顶比较, 内浮顶应该比较高点, 内浮顶罐和拱顶罐相比, 减少了因呼吸作用浪费的油气, 同时还有保温的作用。
(2) 内浮顶储罐具有独特优点:一是与浮顶罐比较, 因为有固定顶, 能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入, 绝对保证储液的质量。同时, 内浮盘漂浮在液面上, 使液体无蒸汽空间, 减少蒸发损失85%~96%;减少空气污染, 减少着火爆炸危险, 易于保证储液质量, 特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品;由于液面上没有气体空间, 故减少罐壁罐顶的腐蚀, 从而延长储罐的使用寿命, 二是在密封相同情况下, 与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。
(3) 内浮顶罐使用中存在的问题:使用内浮顶技术既可以降低产品的蒸发损耗, 又可以减少环境污染。但由于内浮顶储罐存在浮顶下部油气空间偏大、浮顶整体结构强度较差、浮筒结构及所产生的浮力状态等问题, 易导致浮盘整失去平衡或产生沉卡事故, 因此不适应直径大于21m的储罐。
3 现实运行情况比较
(1) 苏里格第四天然气处理厂储罐区设2具稳定凝析油储罐和2具污油罐, 均为拱顶罐, 在现场运行时, 采用氮气密封技术, 在储罐顶部的空间形成氮气保护层, 防止挥发的凝析油和空气接触混合, 形成安全隐患, 自投用以来, 运行效果良好, 其氧含量检测数据如下表1所示:
(2) 苏里格第二天然气处理厂设凝析油原料罐2具、凝析油储罐2具, 均为内浮顶储罐。未进行技术改造之前, 运行期间其氧含量检测数据如下表2所示:
在氮封改造以前凝析油原料罐和凝析油产品罐、含醇污水原料罐的可燃气体含量为100%, 由上表看出氧含量都在20%左右, 由于当混合性爆炸气体中的氧含量大于12%时, 在有火源的情况下就会发生爆炸和燃烧, 所以显而易见罐区的储罐处于不安全的状态, 存在很大的安全隐患。
(3) 苏里格第二天然气处理厂凝析油产品罐和凝析油罐经技术改造后的运行效果如下:
自从氮封系统投入使用以来, 技术改造后, 罐体内的氧含量有了明显的降低 (改造后达到3%左右) 。各罐在不同时间的氧含量如下表3所示:
(4) 由以上数据看出:
①内浮顶罐在没有任何措施的情况下, 存储油品运行时氧含量为20%左右, 即2008年12月份苏里格第二天然气处理厂罐区凝析油罐在没有任何措施的情况下氧含量在20%左右
②内浮顶罐在通气孔未封闭, 且通氮气的情况下, 运行期间氧含量在10%左右, 即苏里格第二天然气处理厂2009年的1至7月份, 在储罐通气孔半封闭的情况下, 通入氮气后储罐的氧含量大约在10%左右。
③内浮顶罐在将通气孔封闭, 罐顶加装液压安全阀及全天候呼吸阀后, 在通氮气的情况下, 和拱顶罐存储油品效果大致相同, 及在运行期间罐区氧含量在3%以内, 即苏里格第二天然气处理厂2009年7月份之后, 在将敞口式呼吸阀更换为全天候呼吸阀、增设液压式安全阀并对储罐通气孔进行全封闭后, 进行氮气密封以后, 储罐的氧含量降至2-3%左右, 苏里格第三天然气处理厂对储罐通气孔进行全封闭并进行氮气密封以后, 储罐的氧含量降至3%以下。
④可燃气体的燃烧和爆炸是由3个基本因素决定的, 即可燃气体、火源和氧气。只有在可燃气体浓度达到爆炸的极限和混合物中含有足够的氧气才有可能发生爆炸。在氮封改造以后储罐的氧含量很低 (2%-3%) 并不能达到混合气体的最大允许氧含量, 所以不会发生爆炸和爆燃现象, 消除了安全隐患。
4 结论及建议
(1) 拱顶罐在天然气处理厂储存油品方便具有施工简单、钢板消耗量小、经济效益高、维修方便的特点, 适用于储罐直径小于21m的储油储罐。
(2) 内浮顶罐的结构具有减少罐内介质的蒸发损耗及着火的危险性, 减轻对空气的污染及对罐底和罐壁的腐蚀, 延长储罐的使用寿命等特点, 但是, 也正是内浮顶罐比固定顶罐多出的内浮盘及其配套部件, 导致它在使用过程中的局限性和操作复杂性, 且在处理厂的生产过程中, 凝析油的进罐作业及凝析油的频繁外运作业会造成内浮顶的频繁上下动作, 影响内浮顶的寿命。
(3) 苏里格天然气处理厂储罐区凝析油储罐宜采用拱顶罐加氮封保护的运行模式, 即有了内浮顶罐减少罐内介质的蒸发损耗及着火的危险性的优点, 又秉承了拱顶罐经济高效的特性, 运行效果好, 经济性效益高, 方便快捷。
参考文献
[1]刘元法.拱顶罐改内浮顶罐应注意的问题, 油气储运, 2001[1]刘元法.拱顶罐改内浮顶罐应注意的问题, 油气储运, 2001
[2]安汝文.拱顶罐的内浮顶改造、用及效果分析, 临淄:255411, 2001[2]安汝文.拱顶罐的内浮顶改造、用及效果分析, 临淄:255411, 2001
内浮顶储罐 篇3
本油库内建构筑物主要由油罐区、卸油/供油站、发油站、铁路油品装卸栈桥、桶装油品库房、消防泵房、消防水池及含油污水处理设施等组成, 主要储存喷气燃料、航空汽油、轻柴油、航空煤油等油品。本油库中, 储存乙A类油品 (喷气燃料) 的地上立式油罐选用内浮顶油罐。在航煤储油罐组设置1000m3立式内浮顶油罐3座, 油罐直径10.8m, 罐壁高度12.83m, 储存3号喷气燃料;本文将重点介绍1000m3立式内浮顶油罐消防设计。
1 油罐消防冷却水系统设计
1.1 消防冷却水的一般要求
按照《石油库设计规范》 (GB50074-2002) 规定, 该航空企业位于城区内, 要求消防设施非常齐全, 1000m3的立式内浮顶油罐采用固定式消防冷却水系统。
1.2 消防冷却水系统
本油库为四级油库, 消防给水系统与生产、生活给水系统分开设置, 采用独立的消防给水系统。
(1) 消防冷却水管网和消防总用水量
消防冷却水系统从消防泵房引出两条出水管道, 在油罐区环状敷设, 每条管道可以通过全部消防用水量。四级以上的油库一次最大消防用水量在油罐区, 所以本油库的消防用水量应按油罐区的消防用水量计算确定, 它包括扑救油罐火灾配置泡沫最大用水量和冷却油罐最大用水量的总和。
(2) 消防冷却水供水范围、供给强度和用水量
立式内浮顶油罐:根据《石油库设计规范》规范, 冷却水供给时间为4h。经计算确定设计消防水量为32.63L/s, 总用水量为470m3。
(3) 固定式消防的冷却方式。
采用的是固定式消防冷却, 冷却喷水环管上设置水幕喷头, 喷头采用耐腐蚀材料制作, 应能方便的拆下检修。喷头布置间距不宜大于2m, 喷头的出水压力不应小于0.1MPa。油罐冷却水的进水立管下端应设清扫口, 清扫口下端应高于罐基础顶面, 其高差不应小于0.3m。消防冷却水管道上应设控制阀和放空阀。控制阀、放空阀设在防火堤外。根据水量和水压要求, 在罐周围均匀布置26个SMTBD-40-120型水幕喷头, 间距为1.45m, 工作压力0.3MPa。
(4) 消火栓的设置
内浮顶油罐组的防火堤外布置2个SA100/65型消火栓。
(5) 消防冷却水压力
本油库采用高压消防给水系统, 给水压力不应小于达到设计消防水量时最不利点灭火所需要的压力。本系统最不利点应为固定式水幕喷头处, 起点为水泵的吸水口, 末端所需压力为0.3MPa, 经计算确定冷却水泵扬程需要70m, 流量20-40L/s。
2 油罐泡沫灭火系统设计
根据《石油库设计规范》规范, 本设计1000m3的立罐采用低倍数固定式液上喷射泡沫灭火系统。
2.1 立罐的泡沫灭火系统
扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和来确定。
罐内用量:固定式液上喷射泡沫灭火系统的燃烧面积, 按油罐横截面面积计算, 混合比3%, 供给强度5 L/min·m2, 供给时间45min, 经计算确定混合液供给量为7.67L/s。依据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》 (GB50151-92) 规定, 选PC8型泡沫产生器2个, 对称布置, 实际混合液供给量为16L/s, 45分钟的供给量为43.2m3, 其中水成膜的量为1.3m3, 水量为41.9m3。
辅助泡沫枪用量:按照《低倍数泡沫灭火系统设计规范》 (GB50151-92) 要求, 本设计中设2支PQ4泡沫枪, 设2个泡沫消火栓 (间距不大于60m) , 用于连接泡沫枪扑救防火堤内流散火灾。经计算确定扑救流散火需要的泡沫混合液量为4.8m3, 其中水成膜的量为0.144m3, 水量为4.656m3。
管道剩余量:埋地的干管选DN150, 上油罐的支管选DN80, 经计算确定管道容积为5.3m3, 即泡沫混合液的量为5.3m3, 其中水成膜的量为0.16m3, 水量为5.14m3。
经计算最终确定泡沫罐的贮量为2.08m3, 配置泡沫液所需的水量为51.7m3。
此系统除设置固定式泡沫灭火设备外, 同时还应设置泡沫钩管、泡沫枪和泡沫消防车等移动泡沫灭火设备。
2.2 泡沫灭火压力
本系统最不利点为固定式液上喷射空气泡沫产生器处, 起点为水泵的吸水口, 末端所需压力为0.5MPa, 经计算确定泡沫泵扬程需要80m, 流量30-50L/s。
3 消防泵房及消防水池
本系统设计的消防冷却水泵和泡沫混合液泵均采用自灌启动。冷却水泵和泡沫泵各设置一台备用泵, 一用一备, 自动切换。工作泵和备用泵各自配有吸水管从消防水池中吸水, 且每条吸水管均能通过全部用水量, 以保证供水的可靠性。
由前面的计算可得泡沫储罐的贮量为3.5m3, 故选用YPHN型压力式胶囊泡沫比例混合装置一台, 其参数:储罐容积3500L, 工作压力0.5-1.0MPa, 混合液流量32-48L/s, 混合比3%, 水成膜灭火剂。