浮顶原油储罐范文

浮顶原油储罐范文（精选7篇）

浮顶原油储罐 第1篇

进入21世纪后, 我国迈入世界经济大国的行列, 经济的高速发展导致了石油需求量的猛增, 我国已成为世界第二大石油消费国和第二大石油进口国。巨大的石油需求促使石油储运业的飞速发展, 全国各地, 特别是沿海、沿江建立了众多的石油仓储企业, 拥有大量用于储备原油、成品油的油罐。储备油品相当部分均为高凝点、高粘度油品, 因此需要使用蒸汽加热油罐内的油品以确保储运安全和油品品质。油罐的保温效果决定了石油仓储企业消耗的蒸汽, 因此降低油罐的散热成为企业节能减排的重要环节。

1 背景

石油储罐从油罐顶部结构来看可以分为拱顶油罐和浮顶油罐, 浮顶油罐又分为单盘浮顶和双盘浮顶。拱顶罐由于这几类油罐各有特点和优势, 在石油仓储企业都有广泛的运用。单盘浮顶罐由于浮顶重量轻, 耗材少, 减少油气排放和安全性高等特点在大型 (5000m3以上) 油罐中多被采用, 单盘浮顶结构如图1所示。

在油罐保温方面, 这三类油罐的罐壁都安装了保温材料进行保温, 而罐底由于在埋在底下, 散热也很少。三类油罐罐顶的保温效果因为结构不同而有差异, 拱顶罐由于拱顶下面的空气层能起到一定的保温作用, 其传热系数在1.16～2.33 W/ (㎡.℃) 之间, 因此一般无需采用保温措施。双盘浮顶由于采用双层钢板, 钢板中间充满静止的空气层, 其传热系数与空气在标准状态下的导热系数0.0244W/ (㎡.℃) 相当。单盘浮顶仅为一层钢板, 其导热性能很好, 因此存在很大的散热, 特别是在冬季和多风季节。

随着油罐建设趋于大型化, 单盘浮顶的面积占整个油罐表面积的比重也相当大。表1是10000m3以上储罐的相关参数。可以看出单盘面积占总面积的比重基本上都在20%以上, 而且上述数据是按照满罐 (罐内液位为安全液位) 的情况下计算的, 而实际上油罐大多数时候并非满罐, 这时单盘面积占总面积的比重还会增大。

因此单盘浮顶油罐罐顶保温对于油罐减少散热损失有着举足轻重的作用。下面将通过理论计算和实例来阐明。

2 理论计算[1,2,3,4]

单盘浮顶保温油罐的总传热系数K:

K油罐总体换热系数, W/m2℃

Kwall、Kbottom、Ktop、Kfloat罐壁、罐底、罐顶、浮舱的换热系数, W/m2℃

Fbottom、Fwall、Ftop、Ffloat罐壁、罐底、罐顶、浮舱的换热面积, m2

Fbottom=πR2bottom

Fwall=2πRbottomH

Ftop=πR2top

Ffloat=π (R2float-R2top)

Rbottom油罐底部半径, m

Rfloat油罐罐顶单盘半径, m

Rtop油罐罐顶单盘半径, m

H油罐油品液位高度, m

2.1 罐壁换热系数Kwal

αw1油品至油罐内壁的内部换热系数, W/m2℃

αw2油罐罐壁材料的导热系数, W/m2℃

αw3油罐外壁至周围介质的外部换热系数, W/m2℃

αw4油罐外壁至周围介质的辐射换热系数, W/m2℃

δw1罐壁保温层平均厚度, m

λ1罐壁钢板的导热系数, W/m℃

λ2罐壁保温层的导热系数, W/m℃

λoil油品在定性温度的导热系数, W/m℃

twall油罐壁面平均温度, ℃

tair空气平均温度, ℃

toild油品的定性温度, ℃

ε油罐外壁的黑度, 取0.9

C0黑体的辐射系数, 为5.6710-8W/m2℃

λair空气在定性温度的导热系数, W/m℃

coil定性温度下油品的比热容, J/kg℃

ρoil油品在定性温度下的密度, kg/m3

g重力加速器, 为9.81m/s2

βoil定性温度下流体的体积膨胀系数, ℃-1

v空气的平均速度, m/s

voil定性温度下油品的运动粘度, m2/s

vair定性温度下空气的运动粘度, m2/s

ρoil定性温度下油品的密度, kg/m3

λoil定性温度下油品的导热系数, W/m℃

系数c1, n1, c2, n2, β由下表确定。

αw1、αw3、计算式中相关参数的定性温度分别为 (twall+toil) /2、 (twall+tair) /2。

由于上面计算中均用到中间温度, 可通过以下平衡方程用试算法求得

2.2 罐底换热系数

αb1油品至油罐底板的内部换热系数, W/m2℃

λbc罐底各层的平均导热系数, 取2.37W/m℃

δ罐底各层的平均厚度, 取0.8m

λearth罐底土壤的导热系数, W/m℃

e修正系数

油品的格拉晓夫准则数

系数c3, n3由下表确定

αb1计算式中相关参数的定性温度为 (tair+toil) /2

2.3 罐顶浮舱换热系数Kfloat

af1油品至油罐浮舱内壁的内部换热系数, W/m2℃

af2油罐浮舱内空气的导热系数, W/m℃

af3油罐外壁至周围介质的外部换热系数, W/m℃

油品的格拉晓夫准则数

空气的格拉晓夫准则数

罐顶的外界空气雷诺准则数

δfloat浮舱平均厚度, m

系数c4, n4, c5, n5由下表确定

at1、at2计算式中相关参数的定性温度分别为: (ttop+toil) /2、 (tair+ttop) /2。

2.4 罐顶单盘换热系数Ktop

2.4.1 单盘未保温时

at1油品至油罐内顶板的内部换热系数, W/m2℃

at2油罐单盘至周围介质的外部换热系数, W/m2℃

at3油罐单盘至周围介质的辐射换热系数, , W/m2℃

δw2罐顶单盘钢板平均厚度, m

ttop灌顶单盘平均温度, ℃

油品的格拉晓夫准则数系数c6, n6由下表确定

at1、at2计算式中相关参数的定性温度分别为: (ttop+toil) /2、 (tair+ttop) /2。

由于上面计算中均用到中间温度ttop, 可通过以下平衡方程用试算法求得

2.4.2 单盘保温时

δw3罐顶单盘保温材料平均厚度, m

λ3灌顶单盘保温层的导热系数, W/m℃

at1、at2计算式中相关参数的定性温度、平衡方程式同2.4.1

3 计算实例

5万m3单盘浮顶油罐为例:Rbottom=30.075m, Rfloat=30m, Rtop=25.75m, H=15.55m, δfloat=0.65m, 罐壁保温层厚度[5]δw1=0.06m, 导热系数λ1=0.033W/m℃。油罐内存有原油, toil=55.69℃, ρoil=820kg/m3, voil=41.5mm2/s, 大气日平均温度tair=19.61℃, 平均风速v=4.4m/s, 土壤平均导热系数λearth=2.37W/m℃。单盘浮顶保温层厚度δw3=0.045m, 导热系数λ3=

0.0255W/m℃。计算结果如下:

单盘保温后可节约的热流量为

ΔK单盘保温时的总体传热系数与单盘未保温时的差值, W/m℃

按照燃油锅炉燃烧180燃料油产生蒸汽, 热能价格为6.71610-5元/KJ, 则5万立方米油罐每天节能的经济价值为:3829元。如果5万立方米油罐一年保温时间分别为100天及200天, 则年节约价值为:38.29万及76.58万元。同时由于减少对燃料油的消耗, 也减少了二氧化碳的排放, 具有较高的环保效益。

目前国内大型石油仓储企业油罐容量大多数都在100万立方米以上, 其中保温罐容也十分巨大, 因此对单盘浮顶进行保温对成本的节约和环境的保护有着显著的意义。

4 结论

通过定性分析和传热学理论推导, 可以看出在单盘浮顶油罐罐壁保温的基础上, 单盘成为油罐主要的热损耗环节, 将产生大量的热损失。对单盘进行保温后, 单盘和油罐整体传热系数都大大降低, 节能降耗效果明显, 将为企业降低大量的能耗成本。从项目实例中可以定量的看出单盘保温前后油罐保温效能的提升以及产生的经济效益和环保的社会效益, 因此单盘浮顶油罐用于保温油品储存时, 对单盘进行保温将是必须考虑的问题。

摘要：本文首先定性分析得出, 单盘浮顶保温油罐只限于对罐壁进行保温是不够的, 罐顶单盘成为主要的散热环节, 对其进行保温将大大减少油罐的热损耗。然后通过传热学理论分析, 推导出保温油罐各环节的传热计算公式, 进而得出油罐的总体传热系数。最后通过实例阐明单盘保温后油罐保温性能的显著提升和带来的经济效益。

关键词：单盘浮顶,保温,节能

参考文献

【1】杨世铭, 陶文铨.传热学 (第四版) [M].北京, 高等教育出版社.2006:229-277

【2】梁文杰.石油化学[M].东营:石油大学出版社, 1995:88-123

【3】李德海.原油库加热节能研究, 41-52

【4】候威.原油大浮顶储罐罐顶保温设计经济分析.石油商技.1998.5:30-33.

浮顶原油储罐 第2篇

随着我国国民经济的迅速发展, 石油用量也日益增加。近几年来, 为适应国家石油战略储备计划的实施, 我国已进入一个大型储油罐建设的高峰期, 原油储存项目无论是总库容还是单台储罐的规模越来越大。大规模的石油储备势必造成高成本的投入, 高成本的投入使得防止储罐腐蚀, 延长储罐使用寿命尤为重要。原油储罐一旦发生腐蚀, 不仅影响了储罐的使用寿命, 还会因发生泄漏而污染环境, 浪费油料, 严重时甚至会发生火灾、爆炸等危险事故。要延长储罐的寿命, 防止事故的发生, 首先要解决腐蚀问题, 所以, 储罐的防腐和维护是一项非常重要的工作。

1 储罐各部位腐蚀介质和腐蚀机理

1.1 储罐底板下表面

储罐底板下表面的腐蚀为土壤腐蚀和水腐蚀。储罐基础的一般为砂层和沥青砂结构, 储罐底板下表面直接与之接触, 但由于沥青砂在储罐装油、卸油的反复作用下发生开裂, 当土壤含水较多, 受到毛细作用的影响, 水分及潮气通过沥青砂裂缝到达罐底板下表面, 引起罐底板下表面的腐蚀。另外, 储罐底板的外边缘与基础连接处密封不严导致进水, 从而造成储罐底板下表面的腐蚀。

1.2 储罐罐体内表面

储罐罐体内表面的腐蚀为介质腐蚀。外浮顶油罐内的介质始终被浮顶和浮顶外缘与罐壁之间的环形密封装置所覆盖, 浮顶随着介质储量的增加和减少而升降。原油中的杂质含量较多, 含有多种盐类、硫化物、微生物菌类、腐蚀性污泥及水等, 这些杂质沉积在储罐的底部, 对罐底板和罐壁造成一定的腐蚀, 主要表现为溃疡状和坑点, 严重时可能形成穿孔, 致使原油泄漏, 而高硫高酸原油腐蚀性更为强烈。另外, 由于原油粘度较大, 为便于运转和输送, 往往在储罐的底部设置加热器以降低原油的粘度, 这样当介质达到一定的温度蚀, 在降低原油粘度的同时, 使得介质对罐壁及罐底的腐蚀加剧。罐壁中间部分和浮盘下表面由于原油与其表面接触, 腐蚀较轻。

1.3 储罐罐体外表面

储罐罐体外表面的腐蚀为大气腐蚀。大气中含有水、氧及酸性污染物等物质, 特别是沿海地区及海港码头周围, 大气环境中还夹杂着大量的盐类和氯化物, 在空气湿度较大的情况下, 这些杂质极易对储罐罐体外表面造成腐蚀。外浮顶原油储罐的罐体外表面分为两部分, 即保温部分和非保温部分。保温部分仅在施工过程进行保温工程施工之前裸露在大气中, 故储罐罐体外表面所遭受到大气腐蚀的主要为罐体的非保温部位。

3 储罐腐蚀的防护措施

根据以上储罐各部位的腐蚀情况, 按照G B50393-2008《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》和S H/T3022-2011《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》的相关规定及要求, 结合近几年来国内油品储运工程中外浮顶原油储罐的使用及腐蚀情况, 推荐外浮顶原油储罐各部位的腐蚀防护措施如下:

(1) 储罐的罐底板下表面采用涂料和强制电流阴极保护系统联合保护, 强制电流阴极保护系统设计寿命按20年。

(2) 储罐的罐底板上表面, 采用非金属涂层和牺牲阳极联合保护。涂层设计寿命按7年;牺牲阳极设计寿命按20年。牺牲阳极保护范围:罐底板上表面及距罐底板上表面约1米高的罐内壁, 牺牲阳极材料采用耐高温的铝锌铟合金。

(3) 其它部位均采用非金属涂层保护。

(4) 罐底边缘板与罐基础连接处采用弹性防水涂料贴覆无蜡中碱玻璃布进行防雨水保护。

(5) 储罐的涂料防腐结构

储罐的涂层结构及材质要求见表1, 表1中所表述的各部位, 其范围如下:

a罐体内表面 (下) 包括:距罐底板上表面2m高范围内的罐壁内表面及罐底板上表面;

b罐体非保温部位包括:距罐壁包边角钢上表面2米高范围内的罐壁内表面、浮顶顶板上表面、加强圈和抗风圈、梯子平台、盘梯、转动扶梯及浮顶附件伸出顶板以上部位的外表面等;

c罐体内表面 (中) 是指除上述a、b两条之外的其余罐壁内表面及所有与油品接触的碳钢表面, 如浮顶底板下表面、浮顶边缘板外表面、支柱表面、排水管外表面、量油导向管外表面及盘管支架等;

d浮顶浮舱内表面包括其中的钢结构。

4 储罐防腐施工要求及验收

(1) 防腐工程应由具有成熟施工经验的专业施工单位施工, 施工单位必须熟练掌握有关标准规范, 具有必要的施工机具、质检手段和完善的质量保证体系。

(2) 防腐工程施工前, 应详细了解防腐材料的特性及施工要求, 并制定出合理的施工方案。并对防腐材料进行抽检合格后, 方可按预先制定的施工方案进行施工。

(3) 需防腐的金属表面, 在涂敷之前应进行彻底除锈。金属表面除锈等级应符合GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中的Sa2.5级。

(4) 除罐底板下表面外, 所有焊缝在充水试验前不允许进行涂料的涂敷。

(5) 防腐施工中各道工序间 (如除锈、底漆涂敷、中间漆涂敷、面漆涂敷) 必须进行质量检查, 合格后方可进行下道工序的施工。最后一道工序完毕后, 应进行彻底检查, 如有不合格缺陷, 应及时进行修复。

(6) 防腐材料表面实干后, 应分别对底层、中间层、面层漆膜进行干膜测厚, 各层干膜厚度及涂层总干膜厚度应满足要求。

5 结束语

对外浮顶原油储罐采取非金属涂料、牺牲阳极以及强制电流阴极保护系统进行联合防护, 在油品储运工程中已得到了广泛的应用, 并收到了良好的防腐效果。罐底边缘板与罐基础连接处采用弹性防水涂料贴覆无蜡中碱玻璃布进行防雨水保护的防水效果也远远优于其它型式的密封的效果。这些防护措施对于储罐的安全运营及环境保护等都起到了积极的作用。

参考文献

[1]《石油工业中的腐蚀与防护》中国腐蚀与防护学会主编化学工业出版社2001.9

[2]GB50393-2008《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》

浮顶储罐在核电厂的应用 第3篇

1 浮顶储罐的介绍

金属储罐的分类方法有很多种, 但是根据顶部结构, 基本上可以分为固定顶储罐, 外浮顶储罐和内浮顶储罐。下面分别对3种顶部结构的储罐进行介绍。

1.1 固定顶储罐

固定顶储罐也叫拱顶储罐, 其罐顶大都为球冠状, 罐体为圆筒形, 罐顶靠其周边支撑于罐壁上的一种金属容器。根据介质压力等要求, 拱顶储罐配备一定的附件比如呼吸孔或者气体稳压系统等。但是拱顶储罐制造简单、造价低廉的优点, 使其在国内外许多行业应用最为广泛。

1.2 外浮顶储罐

外浮顶储罐其灌顶为漂浮在介质表面上的浮顶, 罐体一般为立式圆柱形罐壁。浮顶可以随着罐内介质储量的增减而上下升降。一般情况下, 浮顶的外缘与筒体内壁之间有环形密封装置, 确保了罐内始终只有介质, 减少了介质与空气或其他保护气体的接触, 从而减少介质挥发。

1.3 内浮顶储罐

内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶, 三拱顶储罐和外浮顶储罐的组合。其包含了外浮顶的优势, 减少介质的挥发损耗;同时, 外部的拱顶又可以防止浮顶部件的灰尘沉积, 室外罐体还可以防止日晒、雨水、积雪等条件, 保证罐内介质清洁, 降低了内部橡胶材质的老化和金属材质的腐蚀。

2 核电厂浮顶储罐

根据浮顶储罐隔绝介质与气体的接触等特点, 核电厂的部分储罐也使用浮顶储罐, 但是相比于普通的浮顶油罐, 核电厂所使用的浮顶储罐有其特殊性。浮顶油罐主要是减少挥发, 而核电厂主要是减少储罐内介质与空气等气体的接触, 保证介质氧含量等指标, 因而核电厂主要使用了隔绝空气最好的具有薄膜套[1]的浮顶结构 (如图1) , 且由于该储罐容积较小, 安置于室内, 以及便于巡检与维修, 采用的是外浮顶储罐。主要涉及的储罐设备有补给水罐、蒸馏液监测槽和浓缩液监测槽。

2.1 密封的必要性

核电厂对于补给水的质量要求极为严格, 主要要求电导率 (25℃) ≤0.1μS/cm (回收处理后蒸馏液要求≤0.5μS/cm) 、溶解氧浓度 (>120℃) ≤0.1ppm、悬浮物浓度≤0.1ppm, 卤素浓度≤0.1ppm, 至于其他矿物离子如钾、钠、镁、钙二氧化硅等等都有要求。而补给水经水箱储存后, 高纯度的补给水极易受空气中的二氧化碳、氧和灰尘等污染, 导致水质变差, 影响系统运行, 甚至发生严重后果。

空气中的CO2进入补给水后立即形成各种含碳化合物 (H2CO3、HCO3-、CO32-) , 导致水质PH下降, 会造成设备管道的腐蚀。而空气中的O2进入补给水后会使其溶解氧浓度大幅提升, 而氧浓度的提升会加速设备管道的腐蚀, 另外补给水还用于冲洗部分设备系统内的氢气, 若溶解氧浓度提升后, 容易导致氢氧混合, 发生爆炸等隐患。

因而控制补给水的水质极为重要, 从而其储罐对空气的密封性显得非常重要。

2.2 浮顶储罐的密封结构

普通油罐的浮顶密封主要有舌型密封, 囊状密封[2]、填料式密封[3]等等如图2。整体来说, 密封组件安装在浮顶四周, 浮顶升降时, 密封组件与罐体内壁有相对滑动, 为动密封。该浮顶结构虽然大大降低了储油罐内部介质的挥发, 但是其密封效果还是会使得部分空气进入油罐内部。

核电厂采用的是具有薄膜套的浮顶结构, 其密封件为隔膜套, 隔膜套的一端密封固定在筒体 (一般在中部) , 另一端密封固定在浮顶边缘如图3。浮顶在储罐内的上下升降时, 隔膜随着浮顶移动, 而两端的密封条不动, 属于静密封。储罐内的介质与空之间被隔膜隔开, 而连接处的密封, 可以通过普通的静密封即可达到良好的密封效果。

2.3 薄膜套浮顶的背压水

大部分普通油罐浮顶, 由于其密封组件的原因, 导致其浮顶需要单独设计一个浮筒或浮船结构。而核电厂所使用的薄膜套浮顶结构因而其背压水的存在 (如图1) , 无需单独设计制造浮力组件。

而背压水的存在不仅仅是保证浮顶的浮力, 更重要的是确保薄膜套处于自由或拉伸状态。若无背压水或背压水不足则会在浮顶上下升降的过程中, 薄膜套堵塞通道, 甚至会使得薄膜套被浮顶挤碎的风险。而背压水过多则会导致在浮顶处于地位的时候, 背压水过多溢流, 因而产生浮顶下沉或者倾翻的风险。

因而背压水的存在及其控制对浮顶储罐的正常运行具有重要意义。

2.4 核电厂浮顶储罐的易发问题及处理

沉盘和卡盘是普通浮顶油罐的严重问题[4], 而核电厂使用的薄膜套浮顶由于浮顶结构不同, 发生概率也大大降低。而且诱发原因除设备质量问题外, 基本上源于背压水、薄膜鼓包变形及浮顶倾斜。所以预防及及时处理以上问题, 即可避免事故的发生。

针对背压水, 由于背压水一直存在已浮顶薄膜套上, 正常运行时只有挥发消耗, 而且与空气接触面较小, 挥发量少, 只要定期适当补充即可避免背压水引起的问题。

薄膜鼓包和浮顶倾斜问题一般会同时发生, 其主要由于一定量的气体进入薄膜套中段位置引起的。处理时, 打开相应位置的排气阀进行排气, 若气体无法排除, 则将储罐内的介质排到最低液位, 然后打开排气阀, 并充入介质, 即可将气体排除恢复浮顶的水平和薄膜的自由或拉伸状态。

另外针对核电厂的特殊性, 保证介质的含氧量等指标, 必须保证浮顶的绝对密封 (图3密封条处的密封) 。即使发生意外泄漏也需进行密封条更换, 确保介质达标。

3 结论

浮顶储罐有其独有的优势, 而薄膜套浮顶储罐即保证了储罐介质隔绝空气的密封性, 又保证了储罐内介质充排时储罐的安全。而其在核电厂多年的使用一直良好。相信随着浮顶的不断发展, 其在核电厂的应用也将更加广泛。

摘要：本文介绍了核电厂内浮顶储罐的应用, 并针对核电厂的特殊性, 研究该浮顶储罐的结构、作用及其必要性。同时探讨该浮顶储罐的易发问题和解决方法。

关键词：浮顶,储罐,核电,薄膜

参考文献

[1]贾艳波, 左树春.具有薄膜套浮顶结构的容器[J].广州化工, 2013, 41 (7) :142-144.

[2]孔昭瑞.我国组装式浮盘的发展与建议[J].油气储运, 2010, 29 (11) :801-805.

[3]付宏翔, 刘国红.内浮顶油罐浅析[J].节能技术, 1999, 93 (1) ;22-23.

采用大型浮顶储罐工艺设计要点 第4篇

当前, 原油储罐向大型化发展, 国家石油储备库、商业储备库广泛采用10万m3或以上容量浮顶储罐储存原油。

储备库储存的原油主要来源于进口, 基本以船运的方式入库、出库。现世界船舶运输正向大型化发展, 各吨级油轮中以20万t~30万t级所占比重最大。根据《石油化工码头装卸工艺设计规范》, 20万t~30万t级船舶装船时间一般在20h, 卸船时间一般在30h~40h。为了在规定时间内完成装卸船任务, 装船流量应保证在12 000m3/h~18 000m3/h;卸船流量应保证在8 000m3/h~10 000m3/h。

1 装卸船工艺流程及设计要点

1) 油库采用大型浮顶储罐储存原油, 原则工艺流程一般为:码头上的装卸臂与油轮接驳, 启动油轮上的卸船泵, 将原油经管道输送至储罐;装船时将储罐内的原油利用装船泵经管道输送至码头, 装卸臂与油轮接驳, 完成装船过程。

2) 罐壁开口规格

装卸油管道在罐壁上的开口孔径取决于开孔补强。开孔直径与孔边最大应力值之间的关系见图1。

从图1中的关系曲线看出, 没有补强圈时, 孔边应力值任何口径下均高于有补强圈时, 最大已经超出罐壁及补强板材料的许用应力值。显然罐壁开孔必须采用补强圈, 以降低应力值。当有补强圈在开孔直径700mm以下时, 孔边应力水平满足罐壁材料强度要求, 因此罐壁开孔直径不宜大于700mm。受此制约, 对任何流量下的装卸船管道罐壁开孔直径应控制在700mm及以下。

3) 装卸油管道流速

原油经管道、罐壁开口进出储罐, 在大流量操作情况下, 管道与罐壁开口直径应经分析后确定。

首先介质在罐壁开口处的流速最大不能超过4.5m/s。中国石化《大型浮顶储罐安全设计、施工、管理规定》指出, 应控制油品输入输出的初始流速和最大流速, 待浮顶完全浮起后最大流速不大于4.5m/s。再比较罐壁开孔直径不大于700mm, 计算可见每个管口进出6 000m3/h的流量已经达到了进出储罐流量的极限。

其次, 在一定的装卸船流量下, 应合理确定输送管道内介质的流速。不论是《石油库设计规范》, 还是《石油化工码头装卸工艺设计规范》, 对油品流速的限制值都是4.5m/s。那么输送管道内介质流速与罐壁开口处流速均可取4.5m/s。但一般情况下, 流速设计值多取3m/s或更小, 以防止静电危害, 并实现建设费用和运行费用的最佳匹配。由此, 对大型储罐, 装卸20万t~30万t级船舶, 所需管道口径将达到1 500mm。如此大口径管道对安装、运行均带来极大不便, 只能采用双管道同时运行, 以实现减小管径的目的。

那么单个罐壁开孔在700mm时, 同样是6 000m3/h的流量, 设计时输送管道内流速取小于管口处的流速, 对应的管径应该在800mm或更大一些是合适的。

4) 浮盘升降速度

在大型浮顶储罐结构中, 与浮盘升降密切相关的部件有量油管、导向管、转动浮梯及轨道、密封装置。

量油管、导向管与浮盘之间的环形空间小, 结构紧凑, 如有浮顶倾斜, 可能产生卡阻。

浮盘在升降过程中, 转动浮梯在轨道上滑行, 仰角不断变化, 因浮梯轨道采用防止滚轮脱轨的结构, 所以浮盘升降速度与转动浮梯间影响较小。

大型浮顶储罐均要求设置一次密封和二次密封, 一次密封和二次密封的复杂结构特点要求浮顶运动时尽量避免对其造成伤害。

因此, 与浮盘升降有关的部件绝大多数要求浮盘升降速度不宜过快。

再看油品进出操作时浮盘的升降速度。前述可知, 单个管口进出流量在6 000m3/h时已是进出流量的最大值, 此时对于10万m3储罐, 直径80m、高度21.8m, 可推算出浮盘的升降速度在1.2m/h。从保证浮盘平稳运行, 防止造成卡盘、倾覆事故考虑, 大型浮顶储罐的浮盘升降速度应控制在1m/h左右。实践中用10万m3储罐储存原油的企业操作时一般控制单台储罐进出流量在5000m3/h, 折算成浮盘升降速度也就在1 m/h。

5) 大流量装卸船流程设计

在装卸20万t~30万t级或更大吨级油轮时, 流量在18000m3/h以上, 为保证管内介质在合理的流速内, 只有采用双管道或多管道同时运行。而每台储罐的进出流量因受浮盘升降速度的制约, 不会超过5 000m3/h, 为了保证总装卸船流量, 只有同时开通3个储罐以上, 才能满足收发作业流量。因此, 大流量装卸船流程设计时应采用多管道、多储罐同时操作的方案。

2 结论

采用大型浮顶储罐装卸船工艺设计, 罐壁开口直径最大不超过700mm, 装卸油管道设计流速在罐壁开口处不超过4.5m/s, 输送管道设计流速不超过3m/s, 浮盘升降速度控制在1m/h左右。在装卸大型船舶时采用多管道、多储罐同时操作的设计方案。

摘要：本文阐述了采用大型浮顶储罐储存原油时, 装卸船储运工艺设计重点环节, 并给出了大流量操作时船舶装卸工艺方案。

关键词：大型储罐,工艺,设计

参考文献

[1]潘海涛, 傅蓉华.国家战略石油储备基地对港口条件的要求[J].港工技术, 2003, 3.

[2]李玉坤, 何茂林, 段冠.大型油罐罐壁开孔补强应力分析[J].油气田地面工程, 2009, 28 (9) .

[3]大型浮顶储罐安全设计、施工、管理规定.中国石化安[2008]183号.

[4]石油库设计规范 (GB50074-2002) .中国计划出版社.

内浮顶储罐油进出管结构设计与研究 第5篇

1 油进出管结构型式

目前成品油库中储罐的油进出管结构型式主要有两种, 第一种可称为不扩散式, 第二种可称为扩散式, 具体结构如下:

1.1 结构型式 (一)

油进管和油出管设置为同1个管口, 其内伸长度较小, 一般约500mm, 内伸部分不设置带孔的扩散管和防冲板, 仅设1个异径接头。具体结构如图1所示。

1.2 结构型式 (二)

油进管和油出管也为同1个管口, 但内伸部分伸至储罐中心, 同时内伸部分设置较长的扩散管和防冲板。具体结构如图2所示。

2 现有结构的优缺点及存在的问题

2.1 结构型式 (一)

2.1.1 优点:

(1) 结构型式较简单, 现场施工方便;

(2) 油进出管仅与罐壁想焊接, 内伸部分不设置支撑, 且内伸长度较小, 若储罐地基发生沉降现象, 不会引起油进出管的倾斜, 则不会对罐壁产生较大的拉力, 不会使罐壁与油进出管焊接部位产生较大的应力;

2.1.2 缺点及存在的问题:

(1) 该结构由于内伸部分没有设置扩散管和防冲板, 油品会以较高的速度进入罐内, 容易产生静电, 留下火灾隐患;

(2) 由于内伸长度较小, 一般约500mm, 则油品可视为是从储罐的边缘进入储罐, 容易使罐内介质产生旋转运动, 容易对罐内部件产生冲击作用;

2.2 结构型式 (二)

2.2.1 优点:

(1) 该结构由于设置有带孔的扩散管以及防冲板, 因此可有效降低油品进入罐内的速度, 从而避免引起静电;

(2) 该结构由于内伸至罐中心, 因此油品可视为从储罐中心漫流至储罐四周, 流动较为平稳, 不会对浮盘等部件产生冲击和旋转作用;

2.2.2 缺点及存在的问题:

(1) 该结构由于内伸较长, 一直内伸至罐中心, 对1万方以上的储罐, 油进出管均达到10m以上, 储罐水压试验完成后, 若发生地基沉降, 油进出管随之发生弯曲, 极易对罐壁焊接处产生非常大的拉力, 使罐壁与油进出管焊接部位产生很大应力;

(2) 此外由于罐底均有一定的坡度, 当油进出管中心高度较低时, 极易使油进出管的防冲板或扩散管与罐底碰撞;

3 新结构的设计方案

基于以上两种油进出管结构存在的问题, 在综合考虑储罐的地基沉降、油品流动速度和流动状态等因素的基础上提出新型油进出管结构型式, 具体结构如图3所示。

该种结构分为两段, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 设置带小孔的扩散管和防冲挡板;两段之间不采用焊接方式连接, 仅需两段的中心线对齐即可, 这样油品在通过第一段, 可顺利流至第二段, 通过扩散管和防冲板的作用降低流速。同时油进出管内伸为0.4D (D为储罐内径) , 且不应大于10m。

该结构的优点:

3.1 设置有扩散管和防冲挡板, 可以有效降低油品的流速, 避免产生静电;

3.2 第一段与第二段不进行焊接, 当发生地基沉降时, 不会对罐壁产生拉力, 避免油进出管与罐壁焊接部位产生过大的应力;

3.3 油进出管内伸为0.4D, 可使出口尽量靠近罐中心, 不使罐内介质产生旋转运动;

3.4 同时, 油进出管内伸不超过10m, 当扩散管直径较大时, 可有效避免油进出管与罐底发生碰撞。

4 结语

4.1 油进出管设计应考虑地基沉降作用, 避免地基沉降使油进出管对罐壁产生过大拉力;

4.2 油进出管设计应考虑油品出口流速过大引起的摩擦静电;

4.3 油进出管设计应使罐内油品流动平稳, 避免形成油品旋转运动;

4.4 油进出管设计应避免扩散管或防冲板与罐底的碰撞;

4.5 综合考虑多种因素, 建议油进出管的结构设计为两段, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 设置带开孔的扩散管和防虫挡板;两段之间不需焊接, 仅需两段的中心线对齐即可, 油进出管内伸为0.4D (D为储罐内径) , 且不大于10m。

摘要：本文对目前成品油库储罐的油进出口结构进行总结与分析, 分析了已有结构的优缺点及存在的问题, 并针对已有结构存在的问题, 提出了油进出口的新型结构:两段式, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 两段之间不需焊接。

关键词：成品油库,储罐,油进出管

参考文献

[1]GB50341立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[S].北京:中国石油天然气集团公司, 2003API650.

大型储罐浮顶的焊接变形与防治措施 第6篇

1 浮顶焊接变形的原因分析

1.1 浮顶常见的变形形式

(1) 浮顶顶板铺设焊接后对接焊缝产生线性缩短的变形, 包括纵向缩短和横向缩短。

(2) 环板及隔板与顶板的角焊缝焊接后角变形。

(3) 顶板与桁架焊接后产生的局部变形引起浮顶顶板的弯曲变形。

(4) 浮顶顶板整体焊接后产生的收缩及波浪变形。

以上的各种变形相互叠加极易造成顶板的表面凹凸不平, 最终产生复杂的变形。

1.2 浮顶变形的原因分析

从焊接角度进行分析, 焊接变形产生的主要原因是由于焊接过程中, 对焊接件造成了局部的、不均匀的加热, 以及对焊接件的不均匀的冷却作用、外加的刚性拘束作用, 通过力、温度等因素的变化, 在焊接接头处产生的不均匀的塑性变形。由于顶板纵向和横向焊接较多, 这些焊缝的焊接引起的纵向缩短和横向长度缩短是引起浮顶顶板各种复杂变形的根本原因。

针对以上四种常见的变形形式, 分析影响浮顶顶板的焊接变形的因素有:

(1) 浮顶铺设后并不是立即进行焊接, 而且焊接周期很长, 钢板具有热胀冷缩的特性, 导致钢板组对好的焊缝偏移以及焊接后焊缝收缩产生的变形。

(2) 浮顶的浮舱是由65个船舱组成的, 每个船舱由若干个桁架支撑, 环板及径向隔板将顶板分割成几部分。当浮船顶板焊缝布置不对称时, 焊接后会引起弯曲变形;当焊缝截面重心偏离接头焊缝截面重心时, 焊接后会产生角变形。环板及径向隔板大多数采用单面焊接, 如焊接操作不当, 极易使顶板发生变形。

(3) 桁架的作用为刚性固定浮顶的顶板与底板, 同时又束缚了顶板焊接后的自由收缩, 应力无法释放, 使顶板产生变形。

(4) 浮顶顶板焊接后产生的收缩变形主要由组装形式及焊接顺序决定的。从组装形式角度分析, 结构复杂焊接件的整体刚性是随着装配焊接过程形成的。对于结构截面不对称、焊缝布置不对称的简单焊接结构, 是产生变形的主要因素。从焊接顺序角度分析, 由于焊接时每道焊缝焊接所引起的变形不能相互抵消, 一般情况下, 先焊的焊缝变形量较大, 最终的变形方向和先焊的焊缝的变形方向相一致的。由于焊接的顺序不当, 浮船往往会产生较大的波浪变形。

此外, 焊接的方向和焊接的操作方法对焊接变形也有一定的影响。

2 预防措施

本文以10104m3双盘外浮顶储罐为例介绍对浮顶顶板变形的预防措施:

(1) 在浮顶顶板铺设的同时, 采用点焊固定, 将铺设好的顶板刚性固定, 避免浮顶顶板对接焊缝产生线性缩短的变形, 包括纵向缩短和横向缩短。

(2) 环板及隔板的焊接采用分段焊, 使钢板由于局部受热产生的变形, 均匀分布在整条焊缝上, 避免因连续焊产生角变形。

(3) 桁架的安装可以在顶板铺设时进行, 先进行点焊固定, 待顶板焊接后, 应力全部释放完成剩余部分的焊接。

(4) 针对浮顶顶板焊接产生很难修复的凹凸变形首先要制定合理的组装顺序, 浮舱顶板铺设顺序为:中幅板扇形板异形板。中幅板按照先中心板然后以中心条带分别向两侧进行, 顶板铺设搭接宽度按30mm设置。采用对称的结构, 有利于整体结构在焊接时受力均匀, 大大减少了变形。

选择合理的焊接顺序, 焊接正面焊缝时, 要采取多名焊工均布, 从浮顶的中心开始, 按照先焊短缝后焊长缝的原则, 采取分段跳焊及分段退焊法进行施焊 (如图1所示) 。同时, 在焊接过程中如出现后焊的部位因焊接应力造成局部凹凸变形过大时, 要将变形部位的焊道或固定焊的焊点磨开或铲掉, 再重新点固后方可继续进行焊接。

对于焊接过程中拘束程度过大的部位, 为防止焊接应力过大造成局部变形超标, 要采取强制性成型的焊接方法。

对于浮顶上的开口部位及其补强板的焊接, 要随开孔随焊接, 并采取相应的防止焊接变形的措施。

3 焊接变形的治理

焊接变形的治理常用的矫正变形的方法主要有机械矫正和火焰矫正两种:

机械矫正法, 机械矫正法就是利用外加机械力的作用, 矫正焊接变形, 常用的有卡具固定法 (如图2所示) 和锤击法。

火焰矫正法, 火焰矫正法就是利用钢板受火焰局部加热后的收缩所引起新变形来矫正已存在的变形方法。火焰矫正的关键在于掌握火焰局部加热所引起的变形规律。决定火焰矫正效果的因素主要是火焰加热位置和火焰能量。不同的加热位置及火焰能量可以获得不同的矫正变形的能力。一般来说, 火焰能量越大矫正变形能力越强, 矫正变形量越大。

4 结论

在施工中, 我们积极吸取了经验教训, 总结了浮顶的焊接变形的原因、改进措施及变形后的治理方法, 通过实践, 取得了良好的效果。

摘要：本文针对大型储罐浮顶焊接易产生变形, 从组装浮顶顶板实践出发, 对浮顶顶板焊接变形产生的原因、预防措施、治理方法进行阐述, 实际应用效果良好。

关键词：储罐,浮顶,焊接变形,预防,治理

参考文献

[1]新型储罐浮盘设计与应用.中国石化出版社, 2008.1.

浮顶原油储罐 第7篇

由中国石化工程建设公司和安全工程研究院、上海交大、江苏防雷中心、镇海石油储备基地等五家单位共同完成的“大型浮顶储罐成套防雷技术研究”, 于2011年12月22日通过中国石油化工股份有限公司科技开发部组织的技术鉴定。

该项目在分析大型原油储罐雷击事故的基础上, 通过理论计算和仿真分析, 开发了可伸缩式接地装置、机械密封更换为软密封、二次密封上的导电片改为液下导电的方式、对导向柱等设施采取电气绝缘和电气仪表控制系统防雷的成套防雷技术。有效降低了大型原油储罐雷击事故风险, 为大型浮顶储罐防雷工程的设计、施工及相关标准的制 (修) 订提供了重要依据。该成果中可伸缩式接地装置获国家发明专利授权。

鉴定专家组认为, 该技术整体达到国际先进水平, 具有自主知识产权, 建议推广应用该项成果。