储罐知识全面解析：从基础到应用

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储罐，作为储存液体或气体的钢制密封容器，在多个行业中扮演着不可或缺的角色。从石油、化工到粮油、食品，再到消防、交通、冶金和国防，这些行业都离不开储罐这一关键基础设施。钢制储罐不仅在国民经济发展中占据着举足轻重的地位，更是众多企业正常生产不可或缺的设备。特别是在国家战略物资储备方面，各类容量和类型的储罐都发挥着至关重要的作用。在我国，地上储罐尤其是金属结构储罐，是储油设施的主要形式。

1. 位置分类

储罐可按其所在位置分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐，以及海上和海底储罐等。

2. 油品分类

根据所储存的油品，储罐可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐以及消防水罐等。

3. 用途分类

储罐还可按其用途进一步细分为生产油罐和存储油罐等。

4. 形式分类

储罐的形式可分为立式和卧式两种，其中，大型储罐（通常超过100m3）多为立式设计，而小型储罐（100m3以下）则常采用卧式结构。

5. 结构分类

此外，储罐的结构也可分为固定顶储罐、浮顶储罐以及球形储罐等类型。

储罐的标准：在制定和使用储罐时，需要遵循一系列的标准和规范，以确保储罐的安全、稳定和高效运行。这些标准涵盖了设计、制造、安装、使用和维护等多个方面，是保障储罐性能和质量的重要依据。
储罐的标准：在储罐的设计、制造、安装、使用及维护过程中，必须遵循一系列的标准和规范，以确保其安全、稳定和高效运行。这些标准涵盖了储罐的各个方面，是保障储罐性能和质量的关键依据。

储罐的材料：储罐工程所需材料主要包括罐体材料和附属设施材料。罐体材料根据其抗拉屈服强度或抗拉标准强度，可分为低强钢和高强钢，其中高强钢常用于容积超过5000m3的储罐。而附属设施，如抗风圈梁、锁口、盘梯和护栏等，则通常采用强度较低的普通碳素结构钢。此外，其他配件和附件的材质选择将根据其具体用途而定。国产钢材中，常用的制造罐体的材质包括20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列等。

储罐的结构：在我国，拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐是使用最广泛且制作安装技术最为成熟的储罐类型。
拱顶储罐的构造：
拱顶储罐，其罐顶设计成球冠状，罐体则为圆柱形，是一种常见的钢制容器。这种储罐结构简单，制造成本相对较低，因此在国内外多个行业中都有着广泛的应用。通常，其容积范围在1000至10000m3之间，而目前国内已经成功制造出最大容积高达150000m3的拱顶储罐。
罐底构造：
拱顶储罐的罐底由钢板精心拼装而成。其中，中幅板是位于罐底中部的关键钢板，而周边的钢板则被称为边缘板。边缘板的设计灵活多样，既可以选择条形板，也可以采用弓形板。在选择时，通常遵循这样的原则：当储罐的内径小于16.5米时，更倾向于使用条形边缘板；而当储罐的内径达到或超过16.5米时，则弓形边缘板成为更合适的选择。
罐壁构造：
罐壁的搭建是由多圈钢板通过组对焊接而成，其形式主要分为套筒式和直线式。在套筒式罐壁中，环向焊缝采用搭接方式，而纵向焊缝则进行对接。这种构造在拱顶储罐中较为常见，其优势在于各圈壁板的组对简便，同时采用倒装法施工也确保了安全性。另一方面，直线式罐壁板的环向焊缝采用对接方式，使得罐壁自上而下直径保持一致，特别适用于内浮顶储罐。然而，这种形式的组对安装要求较高，难度也相对较大。

6.3 罐顶构造：

罐顶由多块扇形板通过组对焊接的方式构成球冠状。其内侧则采用扁钢制成加强筋，以增强结构稳定性。各扇形板之间通过搭接焊缝相连结，确保了罐顶的完整性和密封性。此外，整个罐顶还与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）进行焊接，从而确保了罐顶与罐壁的牢固连接。

7. 浮顶储罐构造：

浮顶储罐以其独特的构造著称，它包括漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁。随着罐内介质储量的变化，浮顶会相应地升降，始终保持与介质表面的紧密接触。浮顶的外缘与罐壁之间设有环形密封装置，这一设计使得罐内介质能够被内浮顶直接覆盖，有效减少了介质的挥发。

8.1 罐底设计：

浮顶罐由于其庞大的容积，通常采用弓形边缘板作为其底板设计。

9.2 罐壁构造：

这些储罐采用直线式罐壁，并确保对接焊缝的光滑度，以维持内表面的平整。由于浮顶储罐的上部为敞口设计，因此，根据所在地区的风载大小，罐壁顶部会设置抗风圈梁和加强圈，以增强壁板的刚度。

10.3 浮顶类型：

浮顶储罐的浮顶部分，常见的有单盘式浮顶、双盘式浮顶以及浮子式浮顶等多种形式。其中，单盘式浮顶由若干独立舱室组成的环形浮船和单盘顶板构成，底部则通过环形钢圈进行加固，其优势在于造价经济且易于维修；而双盘式浮顶则由上盘板、下盘板及船舱边缘板等组件构成，通过径向和环向隔板划分为若干独立的环形舱室，其特点在于浮力强大且排水效果出色。

11. 内浮顶储罐构造：

内浮顶储罐是在拱顶储罐的基础上增设了浮顶设计。这种设计不仅减少了介质的挥发损耗，而且外部的拱顶还能有效防止雨水、积雪及灰尘等外界杂质进入罐内，从而保持了罐内介质的清洁。内浮顶储罐主要适用于轻质油的储存，例如汽油、航空煤油等。其罐壁设计同样采用直线式并对接焊制，而拱顶部分则按照拱顶储罐的标准进行制作。目前，国内的内浮顶储罐主要采用两种结构：一种是与浮顶储罐相似的钢制浮顶；另一种则是拼装成型的铝合金浮顶。

12. 卧式储罐的构造：

卧式储罐，其容积通常小于100m3，常被用于生产流程或加油站中。在构造上，其环向焊缝采用搭接方式，而纵向焊缝则采用对接。圈板以单数交互排列，确保端盖直径一致。卧式储罐的端盖可分为平端盖和碟形端盖，其中，平端盖能承受40kPa以内的内压，而碟形端盖则能抵抗0.2Mpa的内压。此外，地下卧式储罐还需增设加强环，通常由角钢煨制而成。

13. 储罐基础选型：
1. 若地基土层能满足承载力设计值和沉降差的要求，且场地无限制，则推荐使用护坡式或外环墙式基础。

• 若地基土层无法达到承载力设计值，但沉降量控制在允许范围内，可选择环墙式或外环墙式基础。
• 在软土层地基上，建议先处理地基，再选用外环墙式基础。
• 若场地条件有限，环墙式基础将是合适的选择。
  

接下来，我们将探讨储罐基础的施工方法。

• 土方开挖与夯实：首先进行基坑的夯实工作，为后续施工奠定基础。
• 钢筋混凝土与砖石工程：该步骤涉及储罐基础的主体结构施工，具体细节请参照相关规范。
• 土方回填与夯实：回填土层应大于500mm，并采用机械进行夯实，确保基础稳固。
• 砂垫层铺设：选用中、粗砂，铺设厚度控制在200~250mm范围内，然后使用平板振荡器洒水夯实。
• 沥青砂垫层施工：将中、粗砂与60号甲道路石油沥青加热混合制成沥青砂，分层分块铺设，厚度为80100mm。同时，确保储罐基础顶面从中心向四周呈现1535‰的坡度。
• 护坡施工：在水压试验完成后，进行护坡施工。护坡宽度设定为800~1000mm，并与储罐底板之间用沥青玛蹄脂填塞，以确保稳固性。
• 规范参阅：在储罐基础的设计与施工过程中，务必参照SH/T3083《石油化工钢储罐地基处理技术规范》和SH3086《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》等相关规范，确保施工质量和安全。
  

接下来，我们将继续探讨储罐的制作与安装方法。

• 储罐建造流程概述：储罐的制造过程可划分为半成品预制与现场组对安装两大环节。
• 半成品预制详解：这涉及罐底、罐壁、罐顶等关键部件的预先制作，具体预制方法详见相关规范。
• 现场组对安装方法：该环节主要采用倒装法、正装法及特殊法等施工工艺，具体选择需根据实际情况而定。
  

接下来，我们将深入探讨储罐附件的安装与配置。

14. 油罐附件的重要性：

油罐附件作为油罐不可或缺的组成部分，其设置目的各异，可概括为四种类型。
1.1 确保油料收发与储存作业的顺畅进行：油罐附件的配置首要目的是为了保障油料收发和储存作业的高效完成，从而支持生产与经营管理的顺畅进行。
1.2 保障油罐使用安全，预防和减少事故发生：油罐附件的配置不仅关乎油料收发与储存的效率，更对油罐的使用安全至关重要。其核心目标在于预防和减少各类油罐事故，确保生产与经营管理的持续稳定。
1.3 促进油罐清洗与维修的便捷性：
油罐附件的合理配置，不仅有助于提升油料收发与储存的效率，还能为油罐的清洗和维修工作带来诸多便利。通过科学的设计和选型，可以确保清洗和维修过程更加高效、安全，从而延长油罐的使用寿命。
1.4 降低油品蒸发损耗：通过合理配置油罐附件，不仅能提升油料收发与储存的效率，还能有效减少油品的蒸发损耗。这些附件的设计和选型都经过科学论证，旨在确保油罐清洗和维修过程的高效与安全，从而延长油罐的使用寿命。

152.1 油罐呼吸阀

此设备对于确保油罐的安全使用至关重要，能有效减少油品的损耗。

162.2 液压安全阀

为进一步提升油罐的安全性，液压安全阀被引入。其工作压力较机械呼吸阀高出5~10%，在机械呼吸阀出现故障或油罐收付作业异常时，它能发挥关键作用，保护油罐免受损坏。

172.3 阻火器

又称油罐防火器，是油罐防火安全的重要组成部分。它安装在机械呼吸阀或液压安全阀下方，内部由铜、铝等高热容金属制成的丝网或皱纹板构成。当外来火焰或火星通过呼吸阀进入防火器时，金属网或皱纹板能迅速吸收热量，使火焰熄灭，从而有效防止油罐火灾。

182.4 喷淋冷却装置

为降低罐内油温、减少油罐大小呼吸损失，喷淋冷却装置被广泛采用，成为节能的重要设施。

193. 内浮顶油罐专用附件

与一般拱顶油罐不同，内浮顶油罐因其独特结构和使用性能，配备了各种专用的附件，以确保其高效且安全的使用。

203. 内浮顶油罐专用附件：

与一般拱顶油罐不同，内浮顶油罐因其独特结构和使用性能，配备了各种专用的附件，以确保其高效且安全的使用。这些附件包括：

13.1 通气孔：尽管内浮顶油罐的设计使得油气空间基本消除，蒸发损耗极少，但难免会有油气泄漏。因此，在罐顶和罐壁上都设有通气孔，以防止油气积聚到危险程度。

13.2 静电导出装置：在进出油过程中，内浮顶油罐的浮盘上会积聚静电荷。为了安全导走这些静电荷，特别在浮盘和罐顶之间安装了静电导出线。

13.3 防转钢绳：为了保持油罐壁的稳定性和防止浮盘转动，内浮顶罐的罐顶和罐底之间张紧了两条不锈钢缆绳。这些钢绳确保了浮顶只能垂直升降。

13.4 自动通气阀：此阀设在浮盘中部，旨在保护浮盘在支撑位置时能正常呼吸，从而防止浮盘以下部分出现抽空或憋压。

13.5 浮盘支柱：当内浮顶油罐需要检修或清洗时，浮盘会降至一定高度，此时由浮盘上的支柱来支撑。

13.6 扩散管：它连接在油罐的进口管上，管径是进口管的2倍，并钻有许多小孔。其主要作用是在收油时降低流速，保护浮盘支柱。

此外，原油储存及装车过程中还可能产生其他排放，如储罐的大、小呼吸损失、油品的跑冒滴漏以及装车损失等。

21. 储罐大呼吸损失

大呼吸，即油罐在进发油过程中的呼吸现象。当油罐进油时，随着油面的逐渐上升，气体空间被逐渐压缩，罐内压力随之增大。一旦压力超出呼吸阀的设定上限，油蒸气便开始通过呼吸阀排出，直至收油结束，这段时间内所呼出的油蒸气便构成了油品的蒸发损失。

同样，在油罐向外发油时，随着油面的下降，气体空间再次变化，罐内压力降低。当压力降至呼吸阀的设定真空度以下时，油罐会吸入新鲜空气。由于油面上方的空间油气未达到饱和状态，因此会加速油品的蒸发，直至重新达到饱和状态，这一过程中部分油蒸气会再次通过呼吸阀排出。影响大呼吸损失的主要因素包括：
1.1 油品性质的影响
油品的密度及其轻质馏分的含量，对大呼吸损失有着显著的影响。一般来说，油品密度越小，所含轻质馏分越多，其蒸发损耗也会相应增大。
1.2 收发油速度的影响
在收发油过程中，进油和出油的速度也会直接影响损耗量。速度越快，损耗通常也会越大。

22.3 油罐耐压等级的影响

油罐的耐压性能对其呼吸损耗有着显著的影响。具体来说，油罐的耐压等级越高，其呼吸损耗越小。例如，当油罐的耐压达到5kPa时，可以减少25.1%的损耗；而如果耐压进一步提升至26kPa，则基本上能够消除小呼吸损失，并进一步降低大呼吸损失。
1.4 其他影响因素
油罐的呼吸损耗不仅与耐压等级紧密相关，还受到地理位置、大气温度、风向、风力以及管理水平等多重因素的影响。然而，对于本项目所存储的原油而言，由于其较低的挥发性以及储罐管道的互通设计，再辅以内浮顶罐的应用，使得其大呼吸损失量得到了有效的控制。

23. 储罐小呼吸损失

当油罐处于静止状态，即没有进行收发油作业时，其内部气体空间的温度、油品的蒸发速率、油气浓度以及蒸汽压力会随着外界气温和压力的日变化而发生周期性波动。这一过程中，由于排出石油蒸气并吸入空气所导致的油气损失，被称为小呼吸损失。这种损失受到多个因素的影响，主要包括：

    （此处可接续具体的影响因素）

2.1 昼夜温差变化
昼夜温差越大，小呼吸损失也相应增大。

2.2 日照强度

油罐所在地的日照强度也是一个关键因素，因为强日照会导致更高的蒸发速率，从而增加小呼吸损失。

2.3 储罐尺寸

储罐的截面积越大，其小呼吸损失也越大。这是因为更大的截面积意味着更多的油气可以与外界空气进行交换。

2.4 大气压

大气压的降低会使得小呼吸损失增加，因为压力差增大，促进了油气的逸出。

2.5 油罐装满程度

油罐的装满程度也会影响小呼吸损失。当油罐满装时，其内部气体空间的容积减小，从而减少了油气与外界空气的交换，降低了小呼吸损失。

针对上述影响因素，本项目采取了相应的措施来减少原油的小呼吸损失。由于存储的油品为原油，且各个储罐管道互通相联，同时采用了内浮顶罐设计，因此在夏季会定时进行冷却水喷淋，以防止小呼吸的产生。这些措施有效地减少了原油的小呼吸损失量。
2.6 储罐附件的严密性
储罐附件的不严密性是导致损耗的一个重要原因。为了减少这种损耗，我们采取了多项措施。首先，加强了油罐附属设备的维修工作，确保这些设备能够保持其应有的密封性能。其次，我们改进了油罐的操作管理，通过优化操作流程来减少不必要的损耗。此外，我们还对阻火器、液封油、机械呼吸阀瓣、消防泡沫玻璃室以及量油孔等关键部件进行了定期检查，确保其气密性达到要求。最后，我们尽可能将油罐装满至其允许的最大程度，因为装满程度越低，小呼吸损失就会越大。
2.7 原油装车损失
原油装车损失主要发生在原油向汽车槽车装油的过程中。由于原油的运输方式包括管道运出装船和装车运输，其中50%的原油采用管道运输，而另外50%则通过装车方式运输。在装船过程中，由于采用了平衡装船并配备了回气系统，因此损失量非常小。然而，在装车过程中，我们采用了浸没式装车方式，这可能会产生一定的损失。为了减少这种损失，我们采取了相应的措施，包括使用鹤管进行装车以及采用浸没式装车技术。