1500立方米內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐套圖
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1500 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)
1 綜述
1.1國內(nèi)外汽油儲(chǔ)罐的發(fā)展概況
長期以來，我國庫存輕質(zhì)油品，廣泛采用固定頂油罐和浮頂油罐。由于固定頂油罐在存貯和收發(fā)油品時(shí)存在“小呼吸” 和“大呼吸”，油品蒸發(fā)損耗較大，而且會(huì)因?yàn)橛蜌庖萆⒌娇諝庵性斐森h(huán)境污染，危害人們身體健康。因此油品及化學(xué)品的蒸發(fā)損耗一直是石油、化學(xué)工業(yè)關(guān)心的問題。人們最初關(guān)心的是經(jīng)濟(jì)損失和安全，近年來還關(guān)心生態(tài)、環(huán)境保護(hù)方面的問題。為了較經(jīng)濟(jì)有效地解決這個(gè)問題，世界上發(fā)達(dá)國家如美國、法國、前蘇聯(lián)早在五、六十年代相繼開始研制浮頂油罐。我國直到70年代末期才開始研制。由于浮頂罐能降低損耗，減少環(huán)境污染，主要用于儲(chǔ)存原油、汽油、柴油等介質(zhì)。隨著內(nèi)浮頂技術(shù)的發(fā)展，汽油和航空煤油大多數(shù)采用內(nèi)浮頂罐，新建的外浮頂罐幾乎都用于儲(chǔ)存原油。
1955年前后，第一次實(shí)際采用塑料泡沫浮頂這個(gè)充氣的救生筏形的構(gòu)件漂浮在液面上，能減少汽油罐的蒸發(fā)損失85%。法國還研制了由硬聚氯乙烯浮動(dòng)蓋板組成并以同樣材料作為浮子支撐的內(nèi)浮頂罐。前蘇聯(lián)從1961年起開始使用合成材料做內(nèi)浮蓋，到1970年末已有300622 容量的儲(chǔ)罐裝配了合成材料做的內(nèi)蓋。1962年美國在組瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。到1972年美國已建造了600多個(gè)內(nèi)浮頂油罐。
由于塑料浮頂耐溫較差及使用壽命等問題, 從20世紀(jì)50年代開始，非鋼內(nèi)浮頂罐開始出現(xiàn)，其材料有鋁、環(huán)氧及聚酯玻璃鋼、聚氯乙烯塑料和聚氨酯泡沫塑料等。加拿大歐文煉廠在直徑為28.65m油罐中就采用了全鋁制的內(nèi)浮頂。
與鋼制內(nèi)浮頂相比,非鋼內(nèi)浮頂具有質(zhì)輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),但強(qiáng)度較差,有的價(jià)格較貴,使其應(yīng)用受到限制。20世紀(jì)80年代以前以鋼制內(nèi)浮頂?shù)膽?yīng)用為主，但此后,耐腐蝕能力和綜合力學(xué)性能較好的鋁合金在內(nèi)浮頂制造上得以應(yīng)用,用其制造的裝配式鋁制內(nèi)浮頂油罐的降耗率能夠達(dá)到96%,而且現(xiàn)場安裝時(shí)的動(dòng)火量比鋼盤式內(nèi)浮頂減少95%以上,因此得到廣泛的推廣應(yīng)用。為了更好的設(shè)計(jì)和發(fā)展內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，1978年美國API650附錄H對(duì)內(nèi)浮盤的分類、設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)荷載、浮力要求等作了一系列的修訂和改進(jìn)。
國內(nèi)于20世紀(jì)70年代后期，開始使用淺盤式鋼制內(nèi)浮頂。由于淺盤式鋼制內(nèi)浮頂?shù)目钩列圆睿?0世紀(jì)80年代中后期開始使用鋁制內(nèi)浮頂，鋼制內(nèi)浮頂已使用得很少。1978年國內(nèi)3000 鋁盤儲(chǔ)罐投入使用，通過測試蒸發(fā)損耗標(biāo)定，收到顯著效果，近20年也相繼出現(xiàn)了各種形式和結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或覆蓋物。
經(jīng)過長時(shí)期的使用及探索,近年來,內(nèi)浮頂?shù)目傮w結(jié)構(gòu)有了較大改進(jìn),相繼開發(fā)了多種新型的裝配式鋁浮頂,使內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐技術(shù)得到較快發(fā)展。目前新建的內(nèi)浮頂罐，絕大多數(shù)采用鋁制內(nèi)浮頂。在用的罐，當(dāng)需要改造成內(nèi)浮頂罐時(shí)，采用鋁制內(nèi)浮頂是最佳的選擇。
1.2儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)型式的選擇
油品儲(chǔ)罐的選型應(yīng)考慮的主要因素是盡量降低油品損耗，避免油品在儲(chǔ)存期間變質(zhì)，減輕大氣污染與火災(zāi)的危險(xiǎn)性，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)合理。
控制和減少儲(chǔ)液的蒸發(fā)是儲(chǔ)罐技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。油品在儲(chǔ)存過程中的蒸發(fā)損失不僅可以造成儲(chǔ)液量的損失，還導(dǎo)致油品質(zhì)量的下降，使油品變質(zhì)。減少儲(chǔ)罐的蒸發(fā)損失有很多措施，如用水噴淋可基本消除固定頂罐的小呼吸損失，但這要浪費(fèi)大量的冷卻水，將罐體外表面涂成白色或使用熱絕緣材料可降低小呼吸損耗60％ ，還有提高儲(chǔ)罐承載能力等措施。但是，以上這些措施都不能從根本上減少儲(chǔ)罐的蒸發(fā)損失，采用內(nèi)浮頂罐是迄今為止控制油品蒸發(fā)損失所采用的技術(shù)中最有效的解決辦法之一。
儲(chǔ)存汽油，柴油的儲(chǔ)罐原則上既可以選擇固定頂油罐,也可選用內(nèi)浮頂油罐。但不同罐型的防火距離要求是不同的,一般而言(容量大于1000 的油罐),固定頂油罐之間的距離為0.6D(D為罐直徑)，內(nèi)浮頂油罐之間的距離為0.4D。對(duì)固定頂與內(nèi)浮頂油罐的選型進(jìn)行分析比較,當(dāng)土地價(jià)格與地基處理費(fèi)用較高時(shí),從經(jīng)濟(jì)合理性上來講,選用內(nèi)浮頂油罐是恰當(dāng)?shù)摹?br />
考慮到本油罐所盛的介質(zhì)為汽油，而汽油為易揮發(fā)的輕質(zhì)油品，為降低汽油的蒸發(fā)損耗，減少環(huán)境污染，以及減少油庫的占地面積，選用內(nèi)浮頂罐最合適。
1.3內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐概述
1.3.1內(nèi)浮頂罐的構(gòu)成及特點(diǎn)
內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐主要由罐體、內(nèi)浮盤、密封裝置、導(dǎo)向和防轉(zhuǎn)裝置、靜電導(dǎo)出設(shè)施、通氣孔、高液位報(bào)警器等組成。為避免浮頂漏損沉沒，多采用帶有環(huán)形隔艙的內(nèi)浮頂，或采用雙盤式內(nèi)浮頂以增加浮盤的浮力及安全性（后者還起隔熱作用）。
鋼制的內(nèi)浮盤的浮頂儲(chǔ)罐在美國石油學(xué)會(huì)（API）稱為“帶蓋的浮頂罐”，而稱鋁制（或非金屬）浮盤為“內(nèi)浮頂罐”，而這兩種形式的的儲(chǔ)罐在國內(nèi)均稱為內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。這種罐的頂部為拱頂與浮頂?shù)慕Y(jié)合，外部為拱頂，內(nèi)部為浮頂。內(nèi)部的浮頂可減少油品的蒸發(fā)損耗，而外部的拱頂又可避免雨水、塵土等異物從環(huán)形空間進(jìn)入罐內(nèi)。由于具有浮頂罐和拱頂罐的優(yōu)點(diǎn)，這種罐主要用于儲(chǔ)存航空煤油、汽油等要求高的油品。
內(nèi)浮頂油罐罐體外形結(jié)構(gòu)與拱頂油罐大體相同。與浮頂油罐相比，它多了一個(gè)固定頂，這對(duì)改善油品的儲(chǔ)存條件，特別是防止雨水雜質(zhì)進(jìn)入油罐和減緩密封圈的老化有利。同時(shí)內(nèi)浮頂也能有效的減少油品的損耗，所以內(nèi)浮頂油罐同時(shí)兼有固定頂油罐和浮頂油罐的特點(diǎn)。從耗鋼量比較，雖然內(nèi)浮頂油罐比浮頂油罐增加了一個(gè)拱頂，但也省去了罐壁和罐頂周圍的抗風(fēng)圈、加強(qiáng)環(huán)、滑動(dòng)扶梯和折水管等，因此總耗鋼量仍略少于浮頂油罐。內(nèi)浮頂罐的詳細(xì)特點(diǎn)如下：
1）、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐不是固定頂罐和浮頂罐的簡單迭加，由于結(jié)構(gòu)上的特殊性，與固定頂儲(chǔ)罐相比有以下特點(diǎn)：
①、儲(chǔ)液的揮發(fā)損失少。由于內(nèi)浮盤直接與液面接觸，液相無揮發(fā)空間，從而減少發(fā)損失85%～90%。
②、由于液面沒有氣相空間，所以減輕了罐體（罐壁與罐頂）的腐蝕，延長了儲(chǔ)罐的壽命。
③、由于液面覆蓋內(nèi)浮盤，使儲(chǔ)液與空氣隔離，故大大地減少了空氣的污染，減少了著火爆炸的危險(xiǎn)，易于保證儲(chǔ)液的質(zhì)量。特別適用于儲(chǔ)存高級(jí)汽油和噴氣燃料，也適合儲(chǔ)存有害的石油化工產(chǎn)品。
④、在結(jié)構(gòu)上可取消呼吸閥及罐頂冷卻噴淋設(shè)施。
⑤、易于老罐改造成內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
2）、內(nèi)浮頂罐與外浮頂罐相比有如下特點(diǎn)：
①、內(nèi)浮頂罐又稱“全天候”儲(chǔ)罐，由于有頂蓋密封能有效地防止風(fēng)、沙、雨、
雪灰塵污染儲(chǔ)液，在各種氣候條件下均能正常操作，不管寒冷多雪、風(fēng)沙頻繁或是炎熱多雨地區(qū)儲(chǔ)存高級(jí)油品或噴氣燃料等嚴(yán)禁污染的儲(chǔ)液特別適宜。
②、在相同密封的條件下，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐可以進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。這是因?yàn)楣潭數(shù)恼趽跻约肮潭斉c內(nèi)浮盤之間靜止的空氣層，有較好的隔熱效果，并使蒸發(fā)損失進(jìn)一步減少。
③、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的內(nèi)浮盤沒有雨雪載荷，浮盤負(fù)荷小，結(jié)構(gòu)簡單、輕便。浮盤上可以省去中央排水罐、轉(zhuǎn)動(dòng)扶梯、擋雨板等，易于施工和維護(hù)。
④、由于有固定頂?shù)恼趽酰瑑?nèi)浮盤周邊的密封裝置避免了日光直接照射而老化。
⑤、節(jié)省材料，易于施工和維護(hù)。
3）、內(nèi)浮頂罐的缺點(diǎn)：與拱頂罐相比耗鋼量多一些,施工要求高一些,與浮頂罐相比密封結(jié)構(gòu)檢查維修不便,儲(chǔ)罐不易大型化,目前容量一般不超過10000 。
1.3.2浮盤的選擇
根據(jù)不同材料的性質(zhì)以13.5m浮盤為例，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50341-2003 ...
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