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储罐概念及用途：即储存原油、汽油、煤油、石脑油以及各种不具有挥发性化学品的储存设备，是储运系统设施、炼油、化工装置的重要组成部分。 一、储罐发展简介 20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。 第一个发展油罐内部覆盖层的是法国。 1955年美国也开始建造此种类型的储罐。 1962年美国德士古公司就开始使用覆盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft(61.6m)的带盖浮顶罐。 1972年美国已建造了600多个内浮顶油罐。 1978年美国API650附录H对内浮盘的分类、选材、设计、安装、检验及标准载荷、浮力要求等均做了一系列修订和改进。先进国家都有较齐全的储罐设计专用软件，静态分析、动态分析、抗震分析等，如T形脚焊缝波带分析。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物。 1978年国内3000m3铝浮盘投人使用，通过测试蒸发损耗，收到显著效果。 1985年中国从日本引进第一台10?104m3，全部执行日本标准JISB8501，同时引进原材料，零部件及焊接设备。 目前国内对10 3104m3油罐有比较成熟的设计、施工和使用的经验，国产大型储罐用高强度刚材已能够批量生产。15 3104m3目前国内正在建设。 二、储罐分类及特点 a.按制造材料分：非金属储罐、塑料防震储罐、软体储罐、金属储罐（钢壳衬里、铝及合金等）。 b.按压力分： 常压储罐：储罐的气相侧压力与大气压相同或小于1/3大气压（表）时，称常压储罐。 低压储罐：大于1/3大气压（表）、小于0.1MPa时，称为低压储罐。 可见低压储罐的工作压力大于常压储罐，但是其压力小于0.1MPa。 c.按所处环境分：地上储罐、半地下储罐、地下储罐、洞中储罐、海中储罐 地上储罐：指储罐的罐底位于设计标高±0.00及其以上；罐底在设计标高±0.00以下但不超过油罐高度的1/2，也称为地上油罐。 半地下储罐：指储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过设计标高±0.00以上0.2m。 地下储罐：指罐内液位处于设计标高±0.00以下0.2m的油罐。 d.按几何形状分： 立式圆柱形储罐：按其罐顶结构又可分为固定顶储罐（锥顶储罐、拱顶储罐、伞形顶储罐、网壳顶储罐(球面网壳)、滴形储罐）和活动顶储罐（外浮顶罐、内浮顶罐无力矩储罐）。 卧式圆柱形储罐：适用于储存容量较小且需压力较高的液体。 球形储罐：适用于储存容量较大有一定压力的液体，如液氨、液化石油气、乙烯等。 下面我们分别看一看各种储罐的结构及特点： 锥顶储罐 自支撑锥顶罐简图 锥顶储罐又可分为自支撑锥顶和支撑锥顶两种。锥顶坡度最小为1/16，最大为3/4，锥形罐顶是一种形状接近于正圆锥体表面的罐顶。自支撑锥顶其锥顶荷载靠锥顶板周边支撑于罐壁上，自支撑锥顶又分为无加强肋锥顶和加强肋锥顶两种结构.储罐容量一般小于1000m3。支承式锥顶其锥顶荷载主要布梁或镶条(架)及柱来承担。 柱子可采用钢管或型钢制造。采用钢管制造时，可制成封闭式，也可设置放空孔和排气孔。柱子下端应插人导座内，柱子与导座不得相焊，导座应焊在罐底板上。其储罐容量可大于1000m3以上。 锥顶罐制造简单，但耗钢量较多，顶部气体空间最小.可减少“小呼吸”损耗。自支撑。锥顶还不受地基条件限制。支撑式锥顶不适用于有不均匀沉陷的地基或地荷载较大的地区。除容量很小的罐(200m3以下)外，锥顶罐在国内很少采用，在国外特别是地震很少发生的地区，如新加坡、英国、意大利等用得较多。 拱顶储罐 伞形顶储罐 自支撑伞形顶是自支撑拱顶的变种，其任何水平截面都具有规则的多边形。罐顶荷载靠伞形板支撑于罐壁上，伞形罐顶的强度接近于拱形顶，但安装较容易，因为伞形板仅在一个方向弯曲。伞形罐顶在美国API650和日本JISB8501油罐规范中被列为罐顶的一种结构形式。但在国内很少采用。网壳顶储罐(球面网壳) 钢网壳结构形式在近代大型体育馆屋顶结构中已有成熟的设计经验工程实践证明它具有足够的刚性和可靠性，显示了网壳结构罐顶具有广泛的推广和使用价值。 浮顶储罐 这种罐的浮动顶(简称浮顶)漂浮在储液面上。浮顶与罐壁之间有一个环形空间。环形空间中有密封元件。浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮动，使得罐内的储液与大气完全隔开.减少储液储存过程中的蒸发损耗，保证安全.减少大气污染。 浮顶的形式有双盘式、单盘式、浮子式等。浮顶罐的使用范围在一般情况下.原油、汽油、溶剂油以及需控制蒸发损耗及大气污染，控制放出不良气体，有着火危险的液体化学品都可采用浮顶罐。浮顶罐按需要可采用二次密封。 双曲率储罐（滴形储罐） 罐壁受力很小，可以大大节约钢材，但自出现后由于结构复杂，施工困难，造价高，国内没建造过，国外也很少采用，实际上己被淘汰。 悬链式储罐 在国内又称为无力矩储罐,它是根据悬链线理论，用薄钢板制造的。其顶板纵断面 呈悬链曲线状。由于这种形状的罐顶板只受拉力作用而不产生弯矩，所以称为无力矩顶油罐，这种结构国内在20世纪50--60年代曾建造过.但由于顶板过薄易积水，锈蚀遭损坏，目前已被淘汰。 优点：顶板随罐内压力变化而起伏，在一定程度上可以减少蒸发损耗。 缺点：1、悬链最低点易积雨水腐蚀 2、板薄易腐蚀穿 3、量油操作行走不便 4、罐顶易疲劳破坏 5、结构抗震性差 三、储罐设计 1储罐设计的基本要求： a.安全可靠：材料的强度高、韧性好；材料与介质相容；结构有足够的刚度和抗失稳能力；密封性能好． b.满足过程要求：功能要求；寿命要求； c.综合经济好：生产效率高、消耗系数低；结构合理、制造简便；易于运输和安装． d.易于操作操作、维护和控制：操作简单；可维护性和可修理性好；便于控制． e.优良的环境性能： 2储罐容积 a.计算容积（几何容积）：是指按罐壁高度和内径计算的圆筒几何容积。 b.名义容积（公称容积）：是指储罐的圆简几何容积(计算容积)圆整后，以整数表示的容积，通常所说的10000m3储罐是指公称容积。 c.实际容积（储存容积）：是指储罐实际上可储存的最大容积。计算容积减去A部分的容积，便是实际容积.如图1-3(b)所示。A一般是根据油罐结构及罐壁上部的附件（如泡沫发生器，罐壁通气孔等）决定的。?A的取值根据储罐的形式和容积大小可在300～1100范围内确定。 d.操作容积（工作容积）：是指储罐液面上、下波动范围内的容积(即在储罐的操作过程中输出最大的满足质量要求容积)。也就是说油罐使用时，进出油管下部的一些油品不能发出，这些油品通常称“死量”，其高度为B。该容量通常是油库计量员、司泵员等所必须掌握的，以便合理调度和安全收发，如图1(c)所示实际容积减去B部分的容积，便是操作容积。B值与储罐出料口结构有关，如图所示。 3设计条件与考虑因素 1）建罐地区的温度 建罐地区的温度高低与储液的蒸发损失、能量损耗、储罐材料和检测仪表的选用密切相关，或者说对储液的储存成本产生直接影响。 对同一种介质气温越高和持续天数越长，储罐内储液温度也增高.相应其气压越大.燕发损失越多(建罐地区的昼夜温差和大气压的变化越大所引起的储罐“小呼吸”也会使蒸发损失增加)。为降低其蒸发损失，在高温季节往往对储罐采用水喷淋装里以降低其罐体温度。对一些液体需要在低于室温状态下储存(如液化气、液态氧、氨和氯乙烯等)，除保冷措施外，还需要采用冷冻装置供给其冷以维持其较低温度。在这里储存压力和储存温度是互相依赖的，在储罐能承受一定压力的情况下，要寻找一个适当的储存温度.以尽可能减少冷冻装的能量。 在寒冷季节，对储存黏性较大或凝固点较低的介质，储罐除保温外还需加热，使其保持便于输送的流动状态。 2）风载荷 建罐地区的风荷载，对储罐的稳定性和经济性产生影响.在风荷载较大地区，往往把储罐设计成“矮胖”较为经济。在强风季节要注意储罐的位移和倾覆(空罐或储液很少时)。在计算风力时，必须考虑储罐的绝热层厚度、梯子、平台、管线、顶盖的形状等产生的影晌。在风沙较多较大的地区，为了保证储液的纯度和洁净必须十分注意储罐形式的选择。 3）雪荷载 建罐地区的雪荷载，对储罐的罐顶设计和运行都产生影响，特别是雪荷载较大地区，对直径较大的大型储罐的罐顶荷载增大了，对储液的洁净度或纯度有要求的介质更要注意储罐类型的选择。对储罐的附加设施，如泵、呼吸阀、阻火器、检测仪表、绝热层等，要采取防冻、保温、防水措施或采用全天候结构产品。 4）地震荷载 地震时，储罐是受地震损害最严重设备之一，因此在地震烈度为7度或7度以上的地区建罐时(烈度为9度区是不适宜建罐地区)应采取抗震措施。 5）地基的地耐力和地价 建罐地区的地耐力对一定容积储罐的高径比选择和储罐基础费用起决定性作用。 地耐力较高的地区，不但可大大降低处理地基的费用.而且储罐的高径比可取得大些.这样储堆本身占地面积少，且储罐间的间距也相应缩小，对地价较高的地区其面积更能得到充分的利用。因此，地耐较大且地价又适中的地区，可大大节约罐区的投资公用。 6）外部环境腐蚀(包括大气和土坡腐蚀) 储罐外表面的腐蚀往往比内表面腐蚀更不好处理。特别在化工区大气中经常有酸雾、碱或盐尘，这些杂质与露水或蒸汽和大气中的氧形成一个活泼的腐蚀介质。 几乎每一种腐蚀(一般腐蚀、点腐蚀、局部漫出腐蚀、电化学腐蚀、缝隙晶间腐蚀和应力腐蚀)，都可能在储罐中发生。 对储罐来说常见外部环境腐蚀有： 安置在基础上的储罐底板的腐蚀； 空中夹杂的氯化物引起的不锈钢储罐应力腐蚀； 冷凝的水蒸气，特别是在绝热层下冷凝的水蒸汽腐蚀；焊接、加强板、螺栓的缝隙腐蚀。 储罐的外部环境腐蚀，使储罐的维护检修周期缩短，甚至使储罐提前报废，影响了储运的正常运行。 4储存液体的性质 储存液体的性质是选择储罐形式和储罐工艺系统设计的重要因素。 主要化学和物理性质有：闪点、沸点、(在一个大气压下的沸点)饱和蒸汽压(简称蒸气压)、毒性、腐蚀性、化学反应活性、密度等。 1）闪点、沸点和蒸气压 储存液体的闪点、沸点和蒸气压都与液体的可燃性和挥发性密切相关，是选择储罐的形式和安全附件的主要依据。 2）毒性 储存有毒介质的储罐需要考虑一些特殊的问题，如防止环境污染和确保操作人员的安全。因此，呼出气体不能直接在罐区中排放，而要经过特别处理，脱除其中有害成分。所有检测仪表和附件最大限度地减少操作人员中毒的可能性，罐内所有搭接焊缝不能间断焊，应采用密封焊，有毒介质不能进人缝隙中存留。为便于储罐完全清洗，储液管口结构应能完全排尽等。 3）化学反应活性 储液的化学反应活性包括在一定温度下进行聚合反应、分解反应以及储液因被空气污染或与空气发生化学反应等。前者一般采取搅拌、添加阻聚剂，防止聚合沉降、喷水、冷冻降温措施。后者采用充填气体保护。常用的为氮气，储罐的氮封压力为0.5～2.0kPa，氮气的纯度由被保护液体的要求而定。 对高温储罐切忌把低沸点液体加入存有高沸液体的罐中(例如水加入盛有油的储罐)以免发生爆炸性汽化，并使储罐破裂。 4）腐蚀性 储液的腐蚀性是选择储罐材料的根据。在储罐选材设计中除了要考虑腐蚀裕量外，还要注意罐体材料对储液的污染。如碳素钢材料的Fe离子污染和是否降低产品的纯度(尤其是液体化学品)。不锈钢材料要考虑不同牌号的不锈钢对储液的晶间腐蚀和应力腐蚀性能。 5密度 储液的密度影响罐壁和罐基础。罐壁的厚度与密度成正比。对某些液体化学品介质如硫酸、液碱等密度较大，这些储罐对基础的附加外压力一般都超过200kN/m2，对弱地基，防止造成不均匀沉降或基础沉降量过大是储罐基础设计中值得注意的问题。 四、储罐本体 罐底：立式圆柱形油罐底部不受力，油品和油罐本身的重量均经底板直接作用在基础。底板的外表面与基础接触，容易受潮，底板的内表面又经常接触油料中沉积的水分和杂质，所以底板容易受到腐蚀。再加上底板不易检查和修理，所以尽管它不受力，一般采用5MM以上的钢板。 为防油品计量时量油尺尺砣对地板的损蚀，目前新建油罐一般在量油孔的正下方铺设一块5mmx500mmx500mm的钢板，它还可起到计量基准本板的作用。 罐壁：油罐的主要受力构件，它是由若干层的圈板组装而成，每层圈板上的竖直焊缝均采用对接，圈板与圈板之间的环向焊缝则可根据使用要求采用对接或搭接方式。在液体压力作用下承受环向拉应力。液体的压力是随液面的高度增加而增大，壁板下部的环向拉力大于上部，因此在等应力原则下由计算决定的罐壁厚度上面小，下面大。 罐顶：依据罐顶命名 固定顶储罐、锥顶储罐、拱顶储罐、伞形顶储罐、网壳顶储罐(球面网壳)、双曲率储罐(滴形储罐）、活动定顶储罐：悬链式储罐（无力矩储罐）、浮顶储罐(外浮顶罐)、内浮顶罐(带盖浮顶） 五、拱顶罐简介 1拱顶罐结构特点 拱顶储罐的罐顶是一种接近于球形形状的一部分，其结构一般只有自支撑拱顶一种。 自支撑拱顶又可分为无加强肋拱顶(容量小于1000m3)、有加强肋拱顶(容量大于1000～20000m3)。 有加强肋拱顶由4～6mm薄钢板和加强肋(通常用扁钢构成)，以及由拱形架(用型钢组成)和薄钢板构成拱顶。拱顶R=0.8～1.2D，它可承受较高的剩余压力，蒸发损耗较少，它与锥顶罐相比耗钢量少但罐顶气体空间较大，制作需用胎具，是国内外广泛采用的一种储罐。罐顶与罐壁项部圈板的连接部位不仅承受铅垂压力，同时也要承受环向压力或环向拉力。为了增强罐体上部的钢度，罐顶圈板的端部必须加强，但罐壁与罐顶结合处的强度必须减弱，其目的在于一旦油罐发生爆炸，可以先将该可以先将该处炸开，保护罐底和罐壁不受损害，油品不外泄，从而减少火灾范围。因此，建议采用“弱顶”结构。 2拱顶罐附件 储罐除罐顶、罐壁、罐底外，还有一系列附件。 1）、梯子、栏杆与平台 盘梯自上而下沿罐壁作逆时针方向盘旋，使工作人员上梯时能右手扶栏杆。梯子坡度30-40?，踏步高度不超过25cm，踏板宽度20cm，梯宽一般为0.65m。梯子外则设1m高的栏杆作扶手。罐顶周围设0.8-1m高的栏杆，或至少在量油孔和透光孔周围设栏杆。 2）、人孔： 人孔 1-罐壁；2-人孔加强板；3-人孔盖；4-人孔结合管 人孔设在罐壁最下圈钢板上，直径600mm,人孔中心距底板750mm。3000m3以下的油罐设1个人孔，3000—5000m3的油罐设l—2个人孔；5000m3以上的油罐设两个人孔。人孔的安装位置应与进出口管线相隔不大于90°。如果设一个人孔，则应置于罐顶透光孔的对面。如果设2个人孔，则一个设在罐顶透光孔对面，另一个应至少与第一个人孔相隔90°。 3）、透光孔 透光孔 1-油罐顶板；2-加强板；3-透光孔接合管；4-透光孔盖 作用：设在罐顶，用于油罐安装和清扫时采光和通风。 结构透光孔直径为500mm，设置的数目与人孔相同。如果油罐只设一个透光孔时，它应位于进出油管线上方的罐顶上。设两个透光孔时，则透光孔与人孔应尽可能沿圆周均匀分布，以利采光和通风，但至少有一个透光孔设在罐顶平台附近，其边缘距罐壁常为800～1000mm。 4）、量油孔 作用：测量油面高低、取样、通风。 结构特点：每个油罐设一个量油孔，DN150。装设在梯子平台附近，以利操作。量油孔一般为铸铁的，在量油孔一侧装有铜制或铝制的导向槽，以便测量油高时每次沿导向槽下尺。这样既可减少测量误差，又可避免由于测量时钢卷尺与量油孔侧壁摩擦而产生火花。正对量油孔下方的油罐底部不应有焊缝，必要时可在该处焊接一块计量基准板，以减少各种测量的相对误差。量油孔距罐壁的距离一般不小于1m。 5）、呼吸阀 呼吸阀是维护储罐气压平衡，减少介质挥发的安全节能产品，呼吸阀充分利用储罐本身的承压能力来减少介质排放，其原理是利用正负压阀盘的重量来控制储罐的排气正压和吸气负压。 6）、阻火器（防火器） 作用：用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置，油罐上的阻火器通常与呼吸阀配套使用。阻火器也常用在输送易燃气体的管道上。假若易燃气体被引燃，气体火焰就会传播到整个管网。为了防止这种危险的发生，也要采用阻火器。阻火器也可以使用在有明火设备的管线上（加热炉燃烧器管线），以防止回火事故。 结构原理： （1）传热作用：阻火器的滤芯是由许多细小通道或孔隙组成的,当火焰进入这些细小通道后,就形成许多细小的火焰流。由于通道的传热面积大,火焰通过通道壁进行热交换后,温度下降,达到一定程度火焰可以熄灭。根据英国罗卜尔(M2Roper)对波纹型阻火器进行的试验表明,当把阻火器材料的导热性提高460倍时,其熄灭直径仅改变216%。这说明材质问题是次要的。也就是说传热作用是熄灭火焰的一种原因,但不是主要的原因。 （2）器壁效应：根据燃烧与爆炸连锁反应理论,认为燃烧与爆炸现象不是分子间直接作用的结果,而是在外来能源(热能、辐射能、电能、化学能等)的激发下,使分子键受到破坏,产生具备反应能力的分子(称为活性分子),这些活性分子发生化学反应时,首先分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基进行的。自由基与另一分子作用的结果除了生成物之外,还能产生新的自由基。这些新的自由基反复地反应,消耗又生成,不断地进行下去。由此可知易燃混合气体自行燃烧(在开始燃烧后,没有外界能源的作用)的条件是:新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。随着阻火器通道尺寸的减小,自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少,而自由基与通道壁的碰撞几率反而增加,这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减少到某一数值时,这种器壁效应就造成了火焰不能继续传播的条件,火焰即被阻止，因此器壁效应是阻止火焰的主要机理。由此也可以看出阻火器是不能阻止敞口燃烧的易燃气体和液体的明火燃烧。 分类选型：常用的是波纹阻火器，常与呼吸阀配套使用。 7）、液压安全阀 作用：液压安全阀又称Y型液压安全阀。Y型液压安全阀它是装设在油罐顶上，保护油罐安全的一个重要附件。当机械呼吸阀锈蚀或冻结不能动作时，液压安全阀就能代替机械呼吸阀进行排气或放气，保证油罐安全。其压力和真空值一般比机械式呼吸阀高出10%。正常情况下并不动作，只在机械式呼吸阀不起作用时工作。为确保证在各种温度下均能工作，阀内装有沸点高，不易挥发、凝固点低的液体作为液封，如变压器油、轻柴油等。 结构原理：当罐内压力增高时，罐内的气体通过中心管的内环空间，把油封挤入外环空间（如a图）；若压力继续升高，内环油面和中间隔板下缘相平时，罐内气体通过隔板下缘逸入大气，使罐内气体压力不再上升。反之，当罐内出现负压时，外环空间的油封被大气压入内环空间（如b图），外环液面到达中间隔板的下缘时，空气进入罐内，使罐内压力不再下降。 因液压安全阀经常发生喷油现象，影响安全和污染罐顶，近来已逐渐被淘汰，而采用两个机械呼吸阀或对液压安全阀进行改型。特别要强调的是，不论用两个呼吸阀还是一个呼吸阀、一个液压阀，安装时应保持在同一水平高度，避免有高差存在。 8）、空气泡沫发生器 作用：火灾时吸入灭火泡沫和空气，产生泡沫到罐内，隔离油面与空气，火焰熄灭。?结构原理：空气泡沫产生器是一种固定安装在油罐上，产生和喷射空气泡沫的灭火设备。泡沫发生器一端和泡沫管线相连，一端带有法兰焊在罐壁最上一层圈板上。当泡沫比例混合装置通过固定消防泵供给的泡沫混合液，流经输送管道,通过泡沫产生器时产生一定压的力，从而与空气接触,形成泡沫，扑灭油类火灾。 9）、保险活门 安装在进出油管罐内一侧，防止油罐控制阀破裂时罐内油品流出。无收发油作业时，活门靠自重和油品静压力处于关闭状态；进油时，被油品顶开，发油时，通过罐壁外侧的操纵机构打开活门。活门上系有钢索，另一端接到透光孔侧壁的挂钩上。必要时可打开透光孔盖，拉起钢索开启活门。安装起落管的油罐不设保险活门 10）、进出油结合管 进出油结合管装在油罐最下层的圈板上，其外侧与进出油管道连接，内侧与保险活门或起落管连接。进出油接合管的底缘距罐底一般不小于200mm（以防沉积在罐底的水和杂质随油品排除）。内侧大多设成呈450角坡口朝上形式，以利导出静电。 11）、放水管与排污孔 常用的放水管有固定式放水管和装在排污孔盖上的放水管。容积小于3000m3的油罐多采用DN50和DN80的放水管，容积等于或大于3000m3的油罐多采用DN100的放水管。放水管出口中心线距罐底板300mm，进口距罐底板的垂直距离为20～50mm。 排污孔是沿轴线剖分的DN600mm?钢管制成，排污孔设置在油罐底板下面，伸出罐外一端有排污孔法兰盖，法兰盖上附设放水管。平时可从放水管排出底水。清扫油罐时，打开排污孔法兰盖，从排污孔清扫出沉积于罐底的污泥。 12）、清扫孔 作用：清扫孔是为了清除罐底积物而设置的，清扫孔多用于大型原油罐和重油罐。 结构特点：它是一个上边带圆角的矩形孔，孔的高、宽均不超过1200mm，底边与罐底平齐。 13）、胀油管和进气支管 收发作业后不放空的管路，由于受热膨胀使路内形成很高的压力。为防止造成管路漏泄，保证管路和阀门安全胀油管安装。在罐进出油管线阀门的外侧，上端与罐顶气体空间接通。油品膨胀时可经胀油管入罐，以免管内压力升高。胀油管多为DN20一DN25（40mm）的无缝钢管。用球心阀控制，也可安全阀自行控制。进气支管是装在进出油管线阀门外侧的一根DN25mm（40mm）的小管上，用于管路放空时进气。 14）、防雷、防静电装置 a.防雷与接地线： 作用：防止静电积聚，提供静电荷消散通道，保证足够的消散时间，泄漏和导走静电荷。 结构要求：当贮存易燃、可燃油品的油罐其顶板厚度小于4mm时应装设防直击雷设备，如避雷针或半导体消雷器等。 当贮存易燃、可燃油品的油罐其顶板厚度大于、等于4mm时可不装设防直击雷设备。但在多雷区(注)，当油罐顶板厚度大于、等于4mm时仍可装设防直击雷设备。（注：多雷区通常指年雷暴日大于40天的地区）。金属油罐必须作环型防雷接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不应大于30m。接地体距罐壁的距离应大于3m，当罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时，每一接地点的冲击接地电阻不应大于10Ω。浮顶金属油罐可不装设防直击雷设备，但必须用两根截面不小于25mm2的软铜绞线将浮船与罐体作电气连接，其连接点不应小于两处，连接点沿油罐周长的间距不应大于30m。浮顶油罐的密封结构宜采用耐油导静电材料制品。 b.人体静电消除器： 作用：用于易燃、易爆和防静电场所的人体静电释放，将人体本身所积累的静电电荷安全地泄放掉，避免因人体静电而引发的火灾爆炸事故和人体电击现象的发生。 结构原理：触摸头采用“静电亚导体”材质，减缓放电速度，避免产生电火花，消除操作过程中接触打火的隐患。静电亚导体是介于导体和非导体之间的材料，其表面电阻率大于10的6次方小于10的10次方欧姆。采用亚导体材质的好处：在电荷泄露时，因为亚导体具有较高的电阻率，其泄漏电流十分微弱，处于μA级，不会产生瞬间电击现象，避免因电火花引爆可燃性气体，从而达到导电防爆的目的。亚导体更适用易燃易爆等危险防爆区域，像石油库、炸药库、煤矿等对静电特别敏感的场所。还有一种消除静电方式是利用一段扶梯（约1m长），不涂防腐涂料，供人体放电使用。 六、内浮顶罐简介 1内浮顶罐结构特点 内浮顶油罐罐体外形结构与拱顶油罐大体相同。与浮顶油罐相比较，它多了一个固定顶，这对改善油品调度的储存条件，特别是对防止雨水杂质进入油罐和减缓密封圈的老化有利。同时，内浮顶也能有效地减少油品损耗，所以，内浮顶油罐同时兼有固定顶油罐和浮顶油罐的优点。 美国石油学会认为:设计完善的内浮顶是迄今为控制固定顶油罐蒸发损耗研究出来的和投资最少的方法。 大量减少蒸发损耗。 由于液面上有浮动顶覆盖，储液与空气隔离，减少空气污染和着火爆炸危险，易于保证储液质量。 易于将已建固定顶罐改造为内浮顶罐，并取消呼吸阀、阻火器等附件，投资少、经济效益明显。 因有固定顶，能有效地防止风砂、雨雪或灰尘污染储液，在各种气候条件下保证储液的质量，有“全天候储罐”之称。同时也减少了内浮盘上的荷载，可以省去浮盘上的中央排水管、转动浮梯等附件，使结构简单、轻便，易于施工和维护。密封部分的材料可以避免日光照射而老化。 在密封效果相同情况下，与浮顶罐相比，能进一步降低蒸发损耗。 2优势对比 1）“固定顶罐VS内浮顶罐--物料损失与环境污染 “大呼吸”损失：这是油罐进行收发作业所造成。当油罐进油时，由于罐内液体体积增加，罐内气体压力增加，当压力增至机械呼吸阀压力极限时，呼吸阀自动开启排气。当从油罐输出油料时，罐内液体体积减少，罐内气体压力降低，当压力降至呼吸阀负压极限时，吸进空气。这种由于输转油料致使油罐排除油蒸气和吸入空气所导致的损失叫“大呼吸”损失。 “小呼吸”损失：静止储存的油品，白天受太阳辐射使油温升高，引起上部空间气体膨胀和油面蒸发加剧，罐内压力随之升高，当压力达到呼吸阀允许值时，油蒸汽就逸出罐外造成损耗。夜晚气温下降使罐内气体收缩，油气凝结，罐内压力随之下降，当压力降到呼吸阀允许真空值时，空气进入罐内，使气体空间的油气浓度降低，又为温度升高后油气蒸发创造条件。这样反复循环，就形成了油罐的小呼吸损失。 2）外浮顶罐VS内浮顶罐—物料污染与结构复杂 尘埃、雨水易积聚，甚至污染油品，增设雨水排放系统，密封元件易老化 3内浮顶罐专有附件 内浮盘附件是直接安装在浮盘上的附件，它们与内浮盘的浮动过程及检修有关。 1）、浮盘人孔与带芯人孔 在内浮盘上通常设有2个人孔，其结构及作用也是检修时通风及操作人员进出。相对浮顶油罐，一般类型油罐的人孔与罐壁结合的筒体是穿过罐壁的，这种人孔不利于浮盘升降和密封。带芯人孔是在人孔盖内加设一层与罐壁弧度相等的芯板，并与罐壁齐平。为便于启闭，在孔口结合筒体上还装有转臂和吊耳，操作时人孔盖仍不离开油罐。 内浮顶油罐罐体人孔一般至少设2个：一个与一般油罐一样，设在底部圈板，高度约700mm，常称为底部位人孔，用于清洗油罐及检修人员进入；另一个设在第二圈板中部，高度约在2.5m左右，为操作人员进入浮盘上部时用，常称作高部位人孔。 2）、支柱套管和支柱 支柱的作用是在油罐放空时，支撑内浮盘，使其与罐底板保持一定高度。内浮盘有2个控制高度，第一控制高度由支柱套管控制，支柱套管穿过浮盘，并以加强圈和筋板与浮盘焊接。在浮盘加强环板处的支柱套管高出浮盘900mm，其余部位的套管高出浮盘400mm。支柱套管高出浮盘面的一端都设有法兰与盲板，平时用密封垫圈和螺栓、螺母紧固严实。浮盘以下支柱套管长度均为500mm。这样在平时收发油作业时，浮盘下降的最低高度便控制在500mm。 当需对内浮盘或油罐底部进行检修时，一般将浮盘控制在距罐底1800mm左右高度。方法是选用外径小于支座套管内径（间隙应稍大些）的无缝钢管，每个支柱一端设有与支柱套管法兰相同型号的法兰，如需要将浮盘控制在检修高度，可先向罐内注水使浮盘上升到带芯人孔下缘部位，然后打开人孔进入浮盘上面，取下支柱套管顶端的盲板，将备用支柱插入套管，并将支柱上的法兰与套管上的法兰用螺栓连接紧固。 3）、自动通气阀 作用：a.避免在用支柱支撑浮顶时，使罐内的液体能继续输出； b.防止负压损害浮盘； c.防止进油时浮盘卡住而损坏; 为保证内浮盘被支撑在距罐底500mm时，仍能顺利进出油料，在内浮盘与罐底部组成的这一局部空间，自动通气阀类似于固定顶罐在收发油作业时的呼吸用的作用。 4）、通气孔 储存在内浮顶油罐的油料，液面已全部为内浮盘覆盖，所以在罐顶不再安装呼吸阀。但在实际使用时，还会有油气逸出；在浮盘下降时，粘附在罐壁上的油膜也要蒸发，故在浮盘与拱顶间的空间，仍会有油蒸气积聚。为及时稀释并扩散这些油气，防止油蒸气浓度增大到燃、瀑极限，罐顶与罐壁周围开有通气孔。 内浮顶油罐通气孔安装在拱顶中间，孔径不小于250mm，周围及顶部以金属丝网和防雨罩覆盖。 罐壁通气孔，安装在罐壁顶部周围。每个孔口的环向间距应不大于10m，每个油罐至少应设4个，总的开孔面积要求按油罐直径每一米不少于0.06m2，通气孔出入口安装有金属防护罩。 罐壁通气孔在储油液位超高和自动报警系统装置失灵时，还兼起溢流作用。 5）、量油导向管 由于内浮盘的缘故，罐顶量油孔下连接一根钢管穿过浮盘直插罐底部，内浮顶油罐内油品的计量、取样都通过该导管进行。该管还兼防止浮盘水平漂移和限止浮盘只能沿管道上下浮动等导向作用，故称为量油导向管。为避免浮盘升降时与导向管摩擦产生火花，在浮盘上安装有导向轮座和铜制导向管；为防止油品泄漏，导向轮座与浮盘连结处以及导向管与罐顶连接都安装有密封填料盒和填料箱。 6）、防转钢绳 为了防止油罐壁变形，浮盘转动影响平稳升降，在内浮顶罐的罐顶和罐底之间垂直地张紧两条不锈钢缆绳，两根钢绳在浮顶直径两端对称布置。浮顶在钢绳限制下，只能垂直升降，因而防止了浮盘转动。 7）、静电导出装置 内浮顶油罐在进出油作业过程中，浮盘上积聚了大量静电荷，由于浮盘和罐壁间多用绝缘物作密封材料，所以浮盘上积聚的静电荷不可能通过罐壁导走。为了导走这部分静电荷，在浮盘和罐顶之间安装了静电导出线。在选用静电导线时，一方面要选择合适的截面积，另一方面要选择足够的强度。对于内浮顶油罐，浮盘上没有感应雷电荷，只需导走油品传到金属浮盘上的静电荷。因此钢质浮盘连接导线用横截面积不小于16mm2的软铜复绞线、铝质浮盘油罐连接导线用直径不小于1.8mm的不锈钢钢丝绳就可以了。而对于浮顶罐，为了导走浮盘上的感应雷电荷和油品传到金属浮盘上的静电荷，浮顶油罐要采用2根横截面积不小于25mm2的软铜复绞线将金属浮顶与罐体进行电气连接。 8）、浮盘密封装置 4内浮顶罐使用注意事项 由于内浮顶油罐比拱顶罐多了一个内浮盘和一些专用附件，使用中应注意以下几点： （1）防止油品溢到内浮盘 油品溢到内浮盘上是一种较严重的事故，它不仅会造成大量的损耗，而且对油罐安全不利，并且也很难处理，一般只能让油品自然蒸发完后才能进入罐内浮盘上进行检修。 油品的溢出一般从密封圈处或从自动通气阀处溢出，原因是浮盘下油压过大，浮盘被卡住或浮盘起浮前进油太快。为防止溢油，必须在以下三方面引起重视： a．严格把好浮盘建造和验收关，严格检验浮盘的起浮性能。 b．精确测量浮盘在不同部位浮动过程中压力，然后用人工监测或自动监测方法控制进油。 c．严格控制浮盘起浮前进油流量。 (2)定期检修内浮盘起浮的密封 内浮盘与罐壁间的密封，现大多为弹性密封，弹性密封主要有两个缺点，一是材料易老化和可能会出现的原因（如罐体或内浮盘过大的椭圆度、内浮盘的不平度及过大的水平偏移或罐壁局部过大的粗糙度）会使密封圈与罐壁间摩擦力过大而影响内浮盘的正常浮起动作，并都有可能导致罐壁与密封圈的间隙扩大而增加蒸发损耗。平时使用时，应定期进罐检查。 (3)自动通气阀不能常开 自动通气阀的打开应具有下述条件中的一个：一是在浮盘正常下降到接近罐底730mm时阀杆触及罐时会自动打开；二是油压过大。这里指在平时使用时应规定油罐最低油位，使浮盘的高度略高于730mm，不让自动通气阀有打开的可能，以免造成损耗。 (4)罐底水垫层不宜过高 罐底水垫层不能高于量油导管入口，否则将影响油品的计量和取样。油品水垫层通常以8～12cm为宜。 量油导向管与罐内顶部应设防火通气孔，避免管内压缩气体造成增压或在液位下降时形成负压。 (5)防止静电导出装置松动和缠绕 应注意保持静电导出装置处于良好的技术状态。静电导出装置的局部松动反而会形成尖端放电的条件，增加危险性。防静电导出装置一头接在浮盘上，浮盘是要经常上下或水平浮动的，这都有可能造成静电导出装置局部松动。在浮盘上下浮动时，导线与其它部也可能产生缠绕现象，而被拉断，平时也应定期检查。另外也应注意导线的使用期限，用到一定年限时应及时更换。 (6)要定期检修清罐 内浮盘上部实际上是长期处在有一定浓度的油蒸气中，各种部件很容易受到腐蚀，其中特别是浮盘立柱套管插销或法兰螺栓等，如长期不检修，很可能会完全锈蚀，无法打开和插入支柱。内浮顶油罐由于比拱顶油罐多一个内浮盘，因此其检修周期也应短些。 需要特别强调的是，进罐检修前应先用清水反复清洗。注水使浮盘浮在检修高度，才能进罐操作，如放下立柱等，同时，进罐前还应检查罐内油气浓度。 结合内浮顶油罐清洗，应注意油罐底板的腐蚀情况，尤其是在人孔附近和浮盘立柱附近，腐蚀特别严重。人孔附近腐蚀严重的主要原因是由于施工过程中或清罐结束后人员进出频繁，致使防腐涂料脱落，并加剧腐蚀速度。浮盘立柱附近腐蚀严重主要原因是浮盘经常工作在底部区域，致使浮盘立柱经常工作造成，长期闲置不用也会造成锈蚀。 七、爆炸危险区域划分方法 我们国家对危险区域划分主要依据《爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类》GB3836.14-2000，该标准等同于IEC60079-10:1995。标准将危险区域分为0区、1区、2区。 ０区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境； １区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境； ２区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 八、常见技术问答 1、大型油罐的进出口管线上为什么安装有金属软管？ 主要是由从以下几方面考虑： （1）油罐在进出油前后由于罐内油量的变化，油罐整体的标高会有几个mm的变化，而管线在管墩上的标高基本不变，这样就会在管线和罐壁之间产生一定的剪切应力。 （2）在经过几年的运行后，一般油罐的基础由于有承力桩的支承，不会发生大的沉降，而管线管墩的沉降量较大，尤其是在南方地区的松软地基上建设的罐区，管墩的沉降量可以几十厘米，管线和阀门的重力会全部加到罐壁上，造成罐壁的变形、破裂。 （3）在地震的作用下，由于罐壁发生翘离或罐基础发生不均匀沉降、倾斜，使油罐和配管连接处遭到破坏是常见的地震灾害之一。为防止上述几种情况的发生，在与罐壁连接的管道上设置金属软管就可以使管道有足够的柔性，可以适应各种变形，避免在罐壁的连接处产生不利的应力，还可以吸收管道的热伸缩变形，降低管道的热应力。 2、汽油（石脑油）罐的哪些部位需要做内防腐？ 汽油与其它油种相比腐蚀性比较大，因些与汽油接触的各个表面都要做内防腐。考虑到成本等问题时，首先要保证罐底板的内防腐，再考虑罐壁和浮顶下表面的防腐。石脑油的含硫视加工工艺的不同差别较大，未经过脱硫的石脑油储罐应该对所有的内表面做防腐处理，以确保油罐的安全长周期运行。 3、大型油罐需要设避雷针吗？ 大型油罐在罐底外部都有多处的防雷接地，通过接地扁钢将罐体与大地相连，间距不超过30米，接地电阻不大于10欧姆。对于有固定顶的油罐，需要设避雷针（网）对油罐进行防雷保护。浮顶油罐或内浮顶油罐不应设避雷针，但应将浮顶与罐体用导线连接。装于罐上的各种信息系统的配线电缆应采用屏蔽电缆。电缆穿钢管配线时，其钢管上下2处应与罐体做电气连接并接地。 4、如何降低油罐的呼吸损失？ a、夏季高温时对油罐进行淋水降温处理； b、合理选用油罐外部涂料，减少光照吸热能力； c、多采用内浮顶加氮封措施； d、对内浮顶罐、拱顶罐进行油气回收； e、合理安排油品倒罐、收付料作业：倒罐操作应安排在夜间温度较低时进行，付油操作应安排在白天温度较高时； f.冬季加温油罐控制好温度。
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发表于 2023-3-22 11:08:38
