油品儲運技術(shù)

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第五章灌區(qū)設(shè)計

第一節(jié)儲罐的類型及系列

一、儲罐分類

在煉油、石油化工企業(yè)和各類石油庫中，廣泛地使用著各種類型的儲罐，儲存不同性質(zhì)的液態(tài)和氣態(tài)石油化工產(chǎn)品。根據(jù)這些儲罐建筑的特點，可分為地上儲罐和地下儲罐兩種類型。地上儲罐大多采納鋼板焊接而成，由于它的投資較少、建設(shè)周期短、日常維護(hù)和管理比較便利，因而煉油、石油化工和各類石油庫中的儲罐絕大多數(shù)為地上式；地下儲罐多采納鋼板或鋼板與鋼筋混凝土兩種材料建筑，但由于這種儲罐的投資較高、建設(shè)周期長、施工難度較大、操作及維護(hù)不如地上儲罐便利，故只有當(dāng)工藝條件有特別要求時才選用。

（一）地上鋼儲罐1、立式圓筒形儲罐

這種儲罐由罐底、罐壁及罐頂組成，罐壁為立式圓筒形結(jié)構(gòu)。依據(jù)其罐頂結(jié)構(gòu)的特點又可分為固定頂、浮頂、內(nèi)浮頂三種型式。

1）固定頂罐

固定頂儲罐的罐頂結(jié)構(gòu)有多重型式，目前使用最普遍的為拱頂罐，這種罐頂為球缺形，球缺的半徑一般為罐直徑的0.8-1.2倍，拱頂本身是承重的構(gòu)件，有較強(qiáng)的剛性，能承受肯定的內(nèi)部壓力，拱頂儲罐的承受壓力一般為2KPa，由于受到自身結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性的限制，儲罐的容量不宜過大，容量大于1*10^4㎡時，多采納網(wǎng)架式拱頂罐，目前拱頂罐的最大容量已達(dá)3*10^4㎡。

2）浮頂罐

浮頂儲罐的罐頂是一個浮在液面上并隨液面升降的盤狀結(jié)構(gòu)，浮頂分為雙盤式和單盤式兩種。雙盤式由上、下兩層蓋板組成，兩層蓋板之間被分隔成若干個互不相通的隔艙。單盤式浮頂?shù)闹苓厼榄h(huán)形分隔的浮艙，中間為單層鋼板。浮頂外緣的環(huán)板和罐壁之間有200-300mm的間隙，其間裝有固定在浮頂上的密封裝置。密封裝置的結(jié)構(gòu)形式較多，有機(jī)械式、管式以及彈性填料式等。管式和彈性填料式是目前應(yīng)用較為廣泛的密封裝置，這種密封裝置主要采納軟質(zhì)材料，所以便于浮頂?shù)纳?，?yán)密性能較好。為了進(jìn)一步降低物料靜止儲存時的蒸發(fā)損耗，可在上述單密封的基礎(chǔ)上再增加一套密封裝置，稱之為二次密封。

浮頂結(jié)構(gòu)儲罐的容量較大，目前國內(nèi)已使用最大浮頂儲罐的容量達(dá)10*10^4㎡。

3）內(nèi)浮頂罐

內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)的特點是：在拱頂罐內(nèi)加一個掩蓋在液面上、可隨介質(zhì)的液面升降的浮動頂，同時在罐壁的上部增加通風(fēng)孔，這種儲罐與拱頂罐，受自身結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性的限制，儲罐的容量也不宜過大。

2、臥式圓筒形儲罐

這種儲罐由罐壁及端頭組成，罐壁為臥式圓筒形結(jié)構(gòu)，端頭為橢圓形封頭。臥式圓筒形儲罐多用于要求承受較高的正壓和負(fù)壓的場合。由于臥式圓筒形儲罐結(jié)構(gòu)的限制，容量不大，因而便于在工廠里整體制造，質(zhì)量也易于保證，運輸及現(xiàn)場施工都比較便利，臥式圓筒形儲罐的主要不足在于單位容積耗用的鋼材較多，且占地面積也較大。

3、球形儲罐

球形結(jié)構(gòu)的儲罐，由于承壓的性能良好，單位容積的耗鋼量較少，故多用于儲存要求承受內(nèi)壓較高，容量較大的介質(zhì)。罐體可在工廠預(yù)制成半成品（組裝件）然后運至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝、焊接。這種罐對施工的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。目前已建成球形儲罐的最大容量為4000㎡，受自身結(jié)構(gòu)的限制，球形儲罐的容量不宜太大。

4、氣罐

常用氣罐分濕式和干濕兩種，濕式氣罐是由一組倒扣的鐘罩扣在水槽內(nèi)，通過鐘罩升降的變化，轉(zhuǎn)變著儲罐容量的大小。儲罐內(nèi)儲存的氣體壓力通過設(shè)置在頂層鐘罩上的配置重塊的數(shù)量來掌握，轉(zhuǎn)變儲罐容量的大小。每節(jié)鐘罩之間、鐘罩與底層水槽之間的連接處有水封裝置，使罐內(nèi)氣體不致泄露。由于儲罐結(jié)構(gòu)的緣由，儲罐的設(shè)計壓力不宜大于4KPa（400mmH20）。當(dāng)需要儲罐壓力大于4KPa、容積更大時（大于1*10^4㎡），應(yīng)考慮選用干式儲氣罐的可行性。干式儲罐的主要優(yōu)點在于儲罐的設(shè)計壓力提高，因此單位體積內(nèi)的儲氣量大大高于濕式氣罐，相同容積下的儲罐，其單位容積的耗鋼量及總投資都低于濕式氣罐。

（二）地下儲罐常用地下儲罐，有立式圓筒形及臥式圓筒形兩種，由于儲罐設(shè)置在地面以下，所以土壤的地質(zhì)條件、腐蝕性及地下水的狀況，是地下儲罐結(jié)構(gòu)設(shè)計時主要考慮的因素。

1、立式圓筒形儲罐

地下立式圓筒形儲罐的頂板、壁板以及底板，一般狀況下多采納鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為了防止儲存介質(zhì)滲漏，儲罐的壁板及底板的內(nèi)側(cè)襯一層鋼板，這樣結(jié)構(gòu)的儲罐、施工技術(shù)較為簡單、要求嚴(yán)格、施工周期較長、投資較大。

2、臥式圓筒形儲罐煉油、石油化工企業(yè)及油庫中常用直接埋于地下的臥式圓筒形儲罐，多為一般碳鋼鋼板制造，由于實際需求的容積不大（大多小于50㎡），故便于廠家整體制造、運輸及施工。

二、儲罐的選用

（一）地上儲罐1、拱頂儲罐

這種結(jié)構(gòu)的儲罐，使用比較廣泛，通常狀況下多用于閃點大于60℃的石油化工產(chǎn)品，它既可以用于儲存常溫狀態(tài)下的介質(zhì)，還可以儲存溫度較高（200℃）的介質(zhì)。

2、浮頂儲罐

罐頂掩蓋的儲存介質(zhì)的液面上，并隨著液面升降，浮頂與液面之間基本沒有氣體空間，從而大大降低了氣體的蒸發(fā)損耗，同時也削減了氣體對四周環(huán)境的污染程度。由于罐頂?shù)膫?cè)面與罐壁之間存在著肯定的間隙，少量的雨雪及風(fēng)砂有可能滲入罐內(nèi)，所以僅適于儲存一些對防水及防塵要求不是非常嚴(yán)格的輕質(zhì)（閃點小于60℃）的液態(tài)石油化工產(chǎn)品。這種結(jié)構(gòu)更適用于容積大于1*10^4㎡的儲罐，對于需選用大容量儲罐的輕柴油，當(dāng)拱頂儲罐的容積不能滿意要求時，應(yīng)選用浮頂罐。受密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，介質(zhì)的操作溫度一般不高于70℃.

3、內(nèi)浮頂儲罐

內(nèi)浮頂儲罐是在拱頂罐的基礎(chǔ)上增加一個浮頂，除可以降低物料的蒸發(fā)損耗、削減氣體對四周環(huán)境的污染外，與浮頂罐相比較，內(nèi)浮頂罐的防水、防塵性

能比較好，因而更適合于儲存對產(chǎn)品質(zhì)量要求較為嚴(yán)格的石油化工產(chǎn)品。當(dāng)物料的閃點小于60℃、儲罐的容積小于1*10^4㎡時，宜選用內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)的儲罐。

4、球形及臥式圓筒形儲罐

此類結(jié)構(gòu)的儲罐，可依據(jù)其設(shè)計壓力的大小，用于儲存液化石油氣類、輕汽油、液氨以及惰性氣體等。此外，臥式圓筒形儲罐亦常用于儲存油氣放空系統(tǒng)中回收的殘液、化學(xué)試劑以及用作真空系統(tǒng)中的儲罐。

5、氣罐

常用的濕式氣罐，主要用于收集、儲存油氣放空系統(tǒng)中的可燃?xì)怏w，以及惰性氣體。

（二）地下儲存

如前所述，由于地下儲罐的投資大、施工周期長等因素的影響，很少采納這種類型的儲罐，只有那些工藝上有某些特別要求的場合才選用地下儲罐。比如石油化工企業(yè)中的自用加油站、城市中的加油站，所用儲罐多為地下直埋式（臥式圓筒形結(jié)構(gòu)），火車下卸原油時的中轉(zhuǎn)儲罐也是地下直埋式等。

綜上所述，不同外界的環(huán)境下儲存石油化工產(chǎn)品和其他介質(zhì)時，應(yīng)依據(jù)各自的狀況選用不同結(jié)構(gòu)和不同敷設(shè)方式的儲罐。表5-1-1儲罐選型中給出了各種結(jié)構(gòu)的地上鋼儲罐適于儲存的石油化工產(chǎn)品及其他介質(zhì)。

三、儲罐系列

儲罐的結(jié)構(gòu)型式、罐容及個數(shù)，應(yīng)依據(jù)工藝條件確定。下面給出的資料，是有關(guān)設(shè)計部門結(jié)合本系統(tǒng)的特點而形成的各自獨立的系列，這些系列的差別不大。

（1）拱頂儲罐系列Ⅰ見表5-1-2；（2）拱頂儲罐系列Ⅱ見表5-1-3；（3）拱頂儲罐系列Ⅲ見表5-1-4；（4）浮頂儲罐系列Ⅰ見表5-1-5；（5）浮頂儲罐系列Ⅱ見表5-1-6；（6）內(nèi)浮頂儲罐系列見表5-1-7；（7）臥式儲罐系