儲罐

一、儲罐的用途：

用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲罐，鋼制儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施，我們的經(jīng)濟(jì)生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐，鋼制儲罐在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體（或氣體）原料及成品的專用設(shè)備，對許多企業(yè)來講沒有儲罐就無法正常生產(chǎn)，特別是國家戰(zhàn)略物資儲備均離不開各種容量和類型的儲罐。我國的儲油設(shè)施多以地上儲罐為主，且以金屬結(jié)構(gòu)居多。

二、儲罐的分類：

由于儲存介質(zhì)的不同，儲罐的形式也是多種多樣的。

1. 按位置分類：可分為地上儲罐、地下儲罐、半地下儲罐、海上儲罐、海底儲罐等。

2. 按油品分類：可分為原油儲罐、燃油儲罐、潤滑油罐、食用油罐、消防水罐等。

3. 按用途分類：可分為生產(chǎn)油罐、存儲油罐等。

4. 按形式分類：可分為立式儲罐、臥式儲罐等。

5. 按結(jié)構(gòu)分類：可分為固定頂儲罐、浮頂儲罐、球形儲罐等。

6. 按大小分類：200m3以上為大型儲罐，多為立式儲罐；200m3 以下的為小型儲罐，多為臥式儲罐。

三、儲罐的標(biāo)準(zhǔn)： 常用儲罐標(biāo)準(zhǔn)：

1. 美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn) API650 ；

2. 英國標(biāo)準(zhǔn) BS2654 ；

3. 日本標(biāo)準(zhǔn) JISB8501 ；

4. 德國標(biāo)準(zhǔn) DIN4119 ；

5. 石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SYJ1016 ；

6. 石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH3046。

四、儲罐的材料 :

儲罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設(shè)施材料。

罐體材料可按抗拉屈服強(qiáng)度或抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度分為低強(qiáng)鋼和高強(qiáng)鋼，高強(qiáng)鋼多用于5000m3以上儲罐；附屬設(shè)施（包括抗風(fēng)圈梁、鎖口、盤梯、護(hù)欄等）均采用強(qiáng)度較低的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其余配件、附件則根據(jù)不同的用途采用其它材質(zhì)。制造罐體常用的國產(chǎn)鋼材有 20、20R、 Q245R、Q345R、Q370R、 16MnDR 以及 Q235 系列等。

五、儲罐的結(jié)構(gòu)：

目前我國使用范圍最廣泛、制作安裝技術(shù)最成熟的是拱頂儲罐、浮頂儲罐和臥式儲罐。

1. 拱頂儲罐的構(gòu)造

拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉，所以在國內(nèi)外許多行業(yè)應(yīng)用最為廣泛，最常用的容積為 1000 -10000m3，目前，國內(nèi)拱頂儲罐的最大容積已經(jīng)達(dá)到 150000m3。

1.1罐底：罐底由鋼板拼裝而成，罐底中部的鋼板為中幅板，周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板，也可采用弓形板。一般情況下，儲罐內(nèi)徑＜16.5m 時，宜采用條形邊緣板，儲罐內(nèi)徑 ≥ 16.5m 時，宜采用弓形邊緣板。

1.2罐壁：罐壁由多圈鋼板組對焊接而成，分為套筒式和直線式。

套筒式罐壁板環(huán)向焊縫采用搭接，縱向焊縫為對接。拱頂儲罐多采用該形式，其優(yōu)點是便于各圈壁板組對，采用倒裝法施工比較安全。

直線式罐壁板環(huán)向焊縫為對接。優(yōu)點是罐壁整體自上而下直徑相同，特別適用于內(nèi)浮頂儲罐，但組對安裝要求較高、難度亦較大。

1.3罐頂：罐頂有多塊扇形板組對焊接而成球冠狀，罐頂內(nèi)側(cè)采用扁鋼制成加強(qiáng)筋，各個扇形板之間采用搭接焊縫，整個罐頂與罐壁板上部的角鋼圈（或稱鎖口）焊接成一體。

2. 浮頂儲罐的構(gòu)造

浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。

2.1罐底：浮頂罐的容積一般都比較大，其底板均采用弓形邊緣板。

2.2罐壁：采用直線式罐壁，對接焊縫宜打磨光滑，保證內(nèi)表面平整。浮頂儲罐上部為敞口，為增加壁板剛度，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的風(fēng)載大小，罐壁頂部需設(shè)置抗風(fēng)圈梁和加強(qiáng)圈。

2.3浮頂：浮頂分為單盤式浮頂、雙盤式浮頂和浮子式浮頂?shù)刃问健?/span>

2.3.1單盤式浮頂：由若干個獨立艙室組成環(huán)形浮船，其環(huán)形內(nèi)側(cè)為單盤頂板。單盤頂板底部設(shè)有多道環(huán)形鋼圈加固。其優(yōu)點是造價低、好維修。

2.3.2雙盤式浮頂：由上盤板、下盤板和船艙邊緣板所組成，由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨立的環(huán)形艙。其優(yōu)點是浮力大、排水效果好。

3. 內(nèi)浮頂儲罐的構(gòu)造

內(nèi)浮頂儲罐是在拱頂儲罐內(nèi)部增設(shè)浮頂而成，罐內(nèi)增設(shè)浮頂可減少介質(zhì)的揮發(fā)損耗，外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進(jìn)入罐內(nèi)，保證罐內(nèi)介質(zhì)清潔。這種儲罐主要用于儲存輕質(zhì)油，例如汽油、航空煤油等。內(nèi)浮頂儲罐采用直線式罐壁，壁板對接焊制，拱頂按拱頂儲罐的要求制作。目前國內(nèi)的內(nèi)浮頂有兩種結(jié)構(gòu)：一種是與浮頂儲罐相同的鋼制浮頂；另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。

4.臥式儲罐的構(gòu)造

臥式儲罐的容積一般都小于200mm3 ，通常用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)或加油站。臥式儲罐環(huán)向焊縫采用搭接，縱向焊縫采用對接。圈板交互排列，取單數(shù)，使端蓋直徑相同。臥式儲罐的端蓋分為平端蓋和碟形端蓋，平端蓋臥式儲罐可承受 40kPa內(nèi)壓，碟形端蓋臥式儲罐可承受 0.2Mpa內(nèi)壓。地下臥式儲罐必須設(shè)置加強(qiáng)環(huán)，加強(qiáng)還用角鋼煨制而成。

六、儲罐基礎(chǔ)選型：

1. 當(dāng)?shù)鼗翆幽軡M足承載力設(shè)計值和沉降差的要求且場地不受限制時，宜采用護(hù)坡式或外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

2. 當(dāng)?shù)鼗翆硬荒軡M足承載力設(shè)計值要求、但沉降量不超過允許值時，可采用環(huán)墻式或外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

3. 當(dāng)?shù)鼗翆訛檐浲翆訒r，宜對地基處理后再采用外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

4. 當(dāng)場地受限時，可采用環(huán)墻式基礎(chǔ)。

七、儲罐基礎(chǔ)施工：

1. 土方開挖：基坑夯實；

2. 鋼筋混凝土與磚石工程：（略）；

3. 土方回填：機(jī)械夯實，回填土層大于 500mm ；

4. 砂墊層：選用中、粗砂，鋪設(shè)厚度 200~ 250mm ，用平板振蕩器灑水夯實；

5. 瀝青砂墊層：選用中、粗砂和 60號甲道路石油瀝青加熱制成瀝青砂，分層分塊鋪設(shè)平整，其厚度為 80~ 100mm，儲罐基礎(chǔ)頂面由中心向四周的坡度為 15~35‰ ；

6. 護(hù)坡施工：儲罐進(jìn)行水壓試驗之后進(jìn)行護(hù)坡施工，護(hù)坡寬度為800~1000mm 。護(hù)坡與儲罐底板之間采用瀝青瑪蹄脂填塞。

7. 儲罐基礎(chǔ)設(shè)計與施工過程中請認(rèn)真參閱 SH/T3083《石油化工鋼儲罐地基處理技術(shù)規(guī)范》和 SH3086《石油化工鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》。

八、儲罐制作與安裝

1. 儲罐建造過程分為半成品預(yù)制和現(xiàn)場組對安裝兩部分。

2. 半成品預(yù)制：罐底、罐壁、罐頂?shù)炔考夹枰M(jìn)行預(yù)制（具體預(yù)制方法略）。

3. 現(xiàn)場組對安裝方法：大致分為倒裝法施工工藝、正裝法施工工藝和特殊法施工工藝。

九、儲罐附件

1. 油罐附件是油罐自身的重要組成部分。它的設(shè)置按其作用可分成4種類型：1.1保證完成油料收發(fā)、儲存作業(yè)，便于生產(chǎn)、經(jīng)營管理。1.2保證油罐使用安全，防止和消除各類油罐事故。1.3有利油罐清洗和維修。1.4能降低油品蒸發(fā)損耗。

2. 盤梯（或直梯）：帶休息平臺，寬度為 650mm ，逆時針旋轉(zhuǎn)。罐頂設(shè)有防滑踏步。扶梯是專供操作人員上罐檢尺、測溫、取樣、巡檢而設(shè)置的。它有直梯和旋梯兩種。一般來說，小型油罐用直梯，大型油罐用旋梯。2. 護(hù)欄：高度為 800~1000mm 。

3. 天橋：用于罐間連接，寬度為 650mm 。

4. 人孔：常用有三種規(guī)格：DN500、DN600、DN750。人孔是供清洗和維修油罐時，操作人員進(jìn)出油罐而設(shè)置的。一般立式油罐，人孔都裝在罐壁最下層圈板上，且和罐頂上方采光孔相對。人孔直徑多為600mm，孔中心距罐底為750 mm。通常3000立方米以下油罐設(shè)人孔1個，3000~5000立方米設(shè)1~2個人孔，5000立方米以上油罐則必須設(shè)2個人孔。

5. 透光孔：常用規(guī)格：DN500 。透光孔又稱采光孔，是供油罐清洗或維修時采光和通風(fēng)所設(shè)。它通常設(shè)置在進(jìn)出油管上方的罐頂上，直徑一般為500mm，外緣距罐壁800~1000mm，設(shè)置數(shù)量與人孔相同。

6. 清掃孔或排污孔：輕質(zhì)油用排污孔，重油用清掃孔。有DN50、DN80、DN100三種型號。

7. 量油孔：常用規(guī)格：DN150。量油孔是為檢尺、測溫、取樣所設(shè)，安裝在罐頂平臺附近。每個油罐只裝一個量油孔，它的直徑為150mm，距罐壁距離多在1m。

8. 放水管和自動切水器：脫水管亦稱放水管，它是專門為排除罐內(nèi)水雜和清除罐底污油殘渣而設(shè)的。放水管在罐外一側(cè)裝有閥門，為防止脫水閥不嚴(yán)或損壞，通常安裝兩道閥門。冬天還應(yīng)做好脫水閥門的保溫，以防凍凝或閥門凍裂。

9. 進(jìn)出口接合管。

10. 消防泡沫室：消防泡沫室又稱泡沫發(fā)生器，是固定于油罐上的滅火裝置。泡沫發(fā)生器一端和泡沫管線相連，一端帶有法蘭焊在罐壁最上一層圈板上。滅火泡沫在流經(jīng)消防泡沫室空氣吸入口處，吸入大量空氣形成泡沫，并沖破隔離玻璃進(jìn)入罐內(nèi)（玻璃厚度不大于2mm），從而達(dá)到來火目的。

11. 接地線：接地線是消除油罐靜電的裝置。

12. 輕質(zhì)油專用附件

輕質(zhì)油（包括汽油、煤油、柴油等）屬粘度小、質(zhì)量輕、易揮發(fā)的油品，盛裝這類油品的油罐，都裝有符合它們特性并滿足生產(chǎn)和安全需要的各種油罐專用附件。

12.1 油罐呼吸閥：油罐呼吸閥是保證油罐安全使用，減少油品損耗的一種重要設(shè)備。

12.2 液壓安全閥：液壓安全閥是為提高油罐更大安全使用性能的又一重要設(shè)備，它的工作壓力比機(jī)械呼閥要高出5~10%。正常情況下，它是不動的，當(dāng)機(jī)械呼吸閥因閥盤銹蝕或卡住而發(fā)生故障或油罐收付作業(yè)異常而出現(xiàn)罐內(nèi)超壓或真空度過大時，它將起到油罐安全密封和防止油罐損壞作用。

12.3阻火器：阻火器又稱油罐防火器，是油罐的防火安全設(shè)施，它裝在機(jī)械呼吸閥或液壓安全閥下面，內(nèi)部裝有許多銅、鋁或其它高熱容金屬制成的絲網(wǎng)或皺紋板。當(dāng)外來火焰或火星萬一通過呼吸閥進(jìn)入防火器時，金屬網(wǎng)或皺紋板能迅速吸收燃燒物質(zhì)的熱量，使火焰或火星熄滅，從而防止油罐著火。

12.4噴淋冷卻裝置：噴淋冷卻裝置是為降低罐內(nèi)油溫，減少油罐大小呼吸損失而安裝的節(jié)能設(shè)施。

13. 內(nèi)浮頂油罐專用附件

內(nèi)浮頂油罐和一般拱頂油罐相比，由于結(jié)構(gòu)不同，并根據(jù)其使用性能要求，它裝有獨特的各種專用附件。

13.1 通氣孔：內(nèi)浮頂油罐由于內(nèi)浮盤蓋住了油面，油氣空間基本消除，因此蒸發(fā)損耗很少，所以罐頂上不設(shè)機(jī)械呼吸閥和安全閥。但在實用中，浮頂環(huán)形間隙或其它附件接合部位，仍然難免有油氣泄漏之處，為防止油氣積聚達(dá)到危險程度，在油罐頂和罐壁上都開有通氣孔。

13.2靜電導(dǎo)出裝置：內(nèi)浮頂油罐在進(jìn)出油作業(yè)過程中，浮盤上積聚了大量靜電荷，由于浮盤和罐壁間多用絕緣物作密封材料，所以浮盤上積聚的靜電荷不可能通過罐壁導(dǎo)走。為了導(dǎo)走這部分靜電荷，在浮盤和罐頂之間安裝了靜電導(dǎo)出線。一般為2根軟銅裸絞線，上端和采光孔相連，下端壓在浮盤的蓋板壓條上。

13.3防轉(zhuǎn)鋼繩：為了防止油罐壁變形，浮盤轉(zhuǎn)動影響平穩(wěn)升降，在內(nèi)浮頂罐的罐頂和罐底之間垂直地張緊兩條不銹鋼纜繩，兩根鋼繩在浮頂直徑兩端對稱布置。浮頂在鋼繩限制下，只能垂直升降，因而防止了浮盤轉(zhuǎn)動。

13.4自動通氣閥：自動通氣閥設(shè)在浮盤中部位置，它是為保護(hù)浮盤處于支撐位置時，油罐進(jìn)出油料時能正常呼吸，防止浮盤以下部分出現(xiàn)抽空或憋壓而設(shè)。

13.5浮盤支柱：內(nèi)浮頂油罐使用一段時間后，浮頂需要檢修，油罐需清洗，這時浮頂就需降到距罐底一定高度，由浮盤上若干支柱來支撐。

13.6擴(kuò)散管：擴(kuò)散管在油罐內(nèi)與進(jìn)口管相接，管徑為進(jìn)口管的2倍，并在兩側(cè)均勻鉆有眾多直徑2mm的小孔。它起到油罐收油時降低流速，保護(hù)浮盤支柱的作用。

十、原油存儲及裝車過程排放

主要包括：儲罐大、小呼吸損失、油品的跑冒滴漏和裝車損失。

1. 儲罐大呼吸損失

大呼吸是指油罐進(jìn)發(fā)油時的呼吸。油罐進(jìn)油時，由于油面逐漸升高，氣體空間逐漸減小，罐內(nèi)壓力增大，當(dāng)壓力超過呼吸閥控制壓力時，一定濃度的油蒸氣開始從呼吸閥呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸氣造成油品蒸發(fā)的損失。

油罐向外發(fā)油時，由于油面不斷降低，氣體空間逐漸減小，罐內(nèi)壓力減小，當(dāng)壓力小于呼吸閥控制真空度時，油罐開始吸入新鮮空氣，由于油面上方空間油氣沒有達(dá)到飽和，促使油品蒸發(fā)加速，使其重新達(dá)到飽和，罐內(nèi)壓力再次上升，造成部分油蒸氣從呼吸閥呼出。影響大呼吸的主要因素有：

1.1 油品性質(zhì)。油品密度越小，輕質(zhì)餾分越多，損耗越大；

1.2 收發(fā)油速度。進(jìn)油、出油速度越快，損耗越大；

1.3油罐耐壓等級。油罐耐壓性能越好，呼吸損耗越小。當(dāng)油罐耐壓達(dá)到5kPa時，則降耗率為25.1%，若耐壓提高到26kPa時，則可基本上消除小呼吸損失，并在一定程度上降低大呼吸損失。

1.4與油罐所處的地理位置、大氣溫度、風(fēng)向、風(fēng)力及管理水平有關(guān)。

采取的措施：本項目存儲的油品為原油，較汽油和柴油揮發(fā)性低，各個儲罐管道互通相聯(lián)，同時采用內(nèi)浮頂罐，因此原油大呼吸損失量較少。

2. 儲罐小呼吸損失

油罐在沒有收發(fā)油作業(yè)的情況下，隨著外界氣溫、壓力在一天內(nèi)的升降周期變化，罐內(nèi)氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油氣濃度和蒸汽壓力也隨之變化。這種排出石油蒸氣和吸入空氣的過程造成的油氣損失，叫小呼吸損失。小呼吸損失的影響因素主要有以下幾點：

2.1晝夜溫差變化。晝夜溫差變化愈大，小呼吸損失愈大。

2.2油罐所處地區(qū)日照強(qiáng)度。日照強(qiáng)度愈大，小呼吸損失愈大。

2.3儲罐越大，截面積越大，小呼吸損失越大。

2.4大氣壓。大氣壓越低，小呼吸損失越大。

2.5油罐裝滿程度。油罐滿裝，氣體空間容積小，小呼吸損失小。

采取的措施：本項目存儲的油品為原油，各個儲罐管道互通相聯(lián)，同時采用內(nèi)浮頂罐，在夏季定時會有冷卻水噴淋，防止小呼吸產(chǎn)生，因此原油小呼吸損失量較少。

2.6儲罐附件不嚴(yán)密造成損耗。

采取的措施：加強(qiáng)油罐附屬設(shè)備的維修、保持油罐的嚴(yán)密性、改進(jìn)油罐的操作管理，當(dāng)作最廉價而又十分有效的減少損耗，防止污染的措施。對阻火器、液封油、機(jī)械呼吸閥瓣、消防泡沫玻璃室、量油孔，每年徹底檢查兩次，做到氣密性符合要求。盡可能使油罐裝滿到允許程度，充滿程度越低，損失越大。

2.7原油裝車損失

原油裝車損失主要指原油向汽車槽車裝油過程產(chǎn)生的損失。原油50%采用管道運(yùn)出裝船運(yùn)輸，50%裝車運(yùn)輸。裝船為平衡裝船，帶回氣系統(tǒng)，因此損失量極小。裝車為浸沒式裝車。

采取的措施：采用鶴管裝車，采用浸沒式裝車。