油品储运设计手册

来源:互联网 编辑:李元芳 手机版

第五章 灌区设计

第一节 储罐的类型及系列

一、储罐分类

在炼油、石油化工企业和各类石油库中,广泛地使用着各种类型的储罐,储存不同性质的液态和气态石油化工产品。按照这些储罐建造的特点,可分为地上储罐和地下储罐两种类型。地上储罐大多采用钢板焊接而成,由于它的投资较少、建设周期短、日常维护和管理比较方便,因而炼油、石油化工和各类石油库中的储罐绝大多数为地上式;地下储罐多采用钢板或钢板与钢筋混凝土两种材料建造,但由于这种储罐的投资较高、建设周期长、施工难度较大、操作及维护不如地上储罐方便,故只有当工艺条件有特殊要求时才选用。

(一)地上钢储罐

1、立式圆筒形储罐

这种储罐由罐底、罐壁及罐顶组成,罐壁为立式圆筒形结构。根据其罐顶结构的特点又可分为固定顶、浮顶、内浮顶三种型式。

1)固定顶罐

固定顶储罐的罐顶结构有多重型式,目前使用最普遍的为拱顶罐,这种罐顶为球缺形,球缺的半径一般为罐直径的0.8-1.2倍,拱顶本身是承重的构件,有较强的刚性,能承受一定的内部压力,拱顶储罐的承受压力一般为2KPa,由于受到自身结构及经济性的限制,储罐的容量不宜过大,容量大于1*10^4㎡时,多采用网架式拱顶罐,目前拱顶罐的最大容量已达3*10^4㎡。

2)浮顶罐

浮顶储罐的罐顶是一个浮在液面上并随液面升降的盘状结构,浮顶分为双盘式和单盘式两种。双盘式由上、下两层盖板组成,两层盖板之间被分隔成若干个互不相通的隔舱。单盘式浮顶的周边为环形分隔的浮舱,中间为单层钢板。浮顶外缘的环板和罐壁之间有200-300mm的间隙,其间装有固定在浮顶上的密封装置。密封装置的结构形式较多,有机械式、管式以及弹性填料式等。管式和弹性填料式是目前应用较为广泛的密封装置,这种密封装置主要采用软质材料,所以便于浮顶的升降,严密性能较好。为了进一步降低物料静止储存时的蒸发损耗,可在上述单密封的基础上再增加一套密封装置,称之为二次密封。

浮顶结构储罐的容量较大,目前国内已使用最大浮顶储罐的容量达10*10^4㎡。

3)内浮顶罐

内浮顶储罐结构的特点是:在拱顶罐内加一个覆盖在液面上、可随介质的液面升降的浮动顶,同时在罐壁的上部增加通风孔,这种储罐与拱顶罐,受自身结构及经济性的限制,储罐的容量也不宜过大。

2、卧式圆筒形储罐

这种储罐由罐壁及端头组成,罐壁为卧式圆筒形结构,端头为椭圆形封头。卧式圆筒形储罐多用于要求承受较高的正压和负压的场合。由于卧式圆筒形储罐结构的限制,容量不大,因而便于在工厂里整体制造,质量也易于保证,运输及现场施工都比较方便,卧式圆筒形储罐的主要不足在于单位容积耗用的钢材较多,且占地面积也较大。

3、球形储罐

球形结构的储罐,由于承压的性能良好,单位容积的耗钢量较少,故多用于储存要求承受内压较高,容量较大的介质。罐体可在工厂预制成半成品(组装件)然后运至施工现场进行组装、焊接。这种罐对施工的质量要求比较严格。目前已建成球形储罐的最大容量为4000㎡,受自身结构的限制,球形储罐的容量不宜太大。

4、气罐

常用气罐分湿式和干湿两种,湿式气罐是由一组倒扣的钟罩扣在水槽内,通过钟罩升降的变化,改变着储罐容量的大小。储罐内储存的气体压力通过设置在顶层钟罩上的配置重块的数量来控制,改变储罐容量的大小。每节钟罩之间、钟罩与底层水槽之间的连接处有水封装置,使罐内气体不致泄露。由于储罐结构的原因,储罐的设计压力不宜大于4KPa(400mm)。当需要储罐压力大于4KPa、容积更大时(大于1*10^4㎡),应考虑选用干式储气罐的可行性。干式储罐的主要优点在于储罐的设计压力提高,因此单位体积内的储气量大大高于湿式气罐,相同容积下的储罐,其单位容积的耗钢量及总投资都低于湿式气罐。

(二)地下储罐

常用地下储罐,有立式圆筒形及卧式圆筒形两种,由于储罐设置在地面以下,所以土壤的地质条件、腐蚀性及地下水的情况,是地下储罐结构设计时主要考虑的因素。

1、立式圆筒形储罐

地下立式圆筒形储罐的顶板、壁板以及底板,一般情况下多采用钢筋混凝土结构,为了防止储存介质渗漏,储罐的壁板及底板的内侧衬一层钢板,这样结构的储罐、施工技术较为复杂、要求严格、施工周期较长、投资较大。

2、卧式圆筒形储罐

炼油、石油化工企业及油库中常用直接埋于地下的卧式圆筒形储罐,多为普通碳钢钢板制造,由于实际需求的容积不大(大多小于50㎡),故便于厂家整体制造、运输及施工。

二、储罐的选用

(一)地上储罐

1、拱顶储罐

这种结构的储罐,使用比较广泛,通常情况下多用于闪点大于60℃的石油化工产品,它既可以用于储存常温状态下的介质,还可以储存温度较高(200℃)的介质。

2、浮顶储罐

罐顶覆盖的储存介质的液面上,并随着液面升降,浮顶与液面之间基本没有气体空间,从而大大降低了气体的蒸发损耗,同时也减少了气体对周围环境的污染程度。由于罐顶的侧面与罐壁之间存在着一定的间隙,少量的雨雪及风砂有可能渗入罐内,所以仅适于储存一些对防水及防尘要求不是十分严格的轻质(闪点小于60℃)的液态石油化工产品。这种结构更适用于容积大于1*10^4㎡的储罐,对于需选用大容量储罐的轻柴油,当拱顶储罐的容积不能满足要求时,应选用浮顶罐。受密封系统结构的限制,介质的操作温度一般不高于70℃.

3、内浮顶储罐

内浮顶储罐是在拱顶罐的基础上增加一个浮顶,除可以降低物料的蒸发损耗、减少气体对周围环境的污染外,与浮顶罐相比较,内浮顶罐的防水、防尘性能比较好,因而更适合于储存对产品质量要求较为严格的石油化工产品。当物料的闪点小于60℃、储罐的容积小于1*10^4㎡时,宜选用内浮顶结构的储罐。

4、球形及卧式圆筒形储罐

此类结构的储罐,可根据其设计压力的大小,用于储存液化石油气类、轻汽油、液氨以及惰性气体等。此外,卧式圆筒形储罐亦常用于储存油气放空系统中回收的残液、化学试剂以及用作真空系统中的储罐。

5、气罐

常用的湿式气罐,主要用于收集、储存油气放空系统中的可燃气体,以及惰性气体。

(二)地下储存

如前所述,由于地下储罐的投资大、施工周期长等因素的影响,很少采用这种类型的储罐,只有那些工艺上有某些特殊要求的场合才选用地下储罐。比如石油化工企业中的自用加油站、城市中的加油站,所用储罐多为地下直埋式(卧式圆筒形结构),火车下卸原油时的中转储罐也是地下直埋式等。

综上所述,不同外界的环境下储存石油化工产品和其他介质时,应根据各自的情况选用不同结构和不同敷设方式的储罐。表5-1-1储罐选型中给出了各种结构的地上钢储罐适于储存的石油化工产品及其他介质。

表5-1-1储罐选型表

储 存 介 质

储罐结构

原油、汽油、溶剂油、灯用煤油以及性质相似的产品

浮顶、内浮顶

航空汽油、喷气燃料油

内浮顶

柴油、重油、润滑油及性质相似的产品

拱 顶

液化石油气、轻汽油)(初馏点至60℃)、戊烷、惰性气体

球形、卧式

芳烃、醇类、酮类、醛类、酯类、清类

拱顶、卧式

酸类、碱类

拱顶、卧式

液氨

球形、卧式

氨水

拱顶、卧式

放空油气、惰性气体

气罐

注:当拱顶罐的罐容不能满足储存轻柴油的要求时,应选用浮顶罐。

三、储罐系列

储罐的结构型式、罐容及个数,应依据工艺条件确定。下面给出的资料,是有关设计部门结合本系统的特点而形成的各自独立的系列,这些系列的差别不大。

(1)拱顶储罐系列Ⅰ见表5-1-2;

(2)拱顶储罐系列Ⅱ见表5-1-3;

(3)拱顶储罐系列Ⅲ见表5-1-4;

(4)浮顶储罐系列Ⅰ见表5-1-5;

(5)浮顶储罐系列Ⅱ见表5-1-6;

(6)内浮顶储罐系列见表5-1-7;

(7)卧式储罐系列见表5-1-8;

(8)球形储罐系列见表5-1-9。

由于不同地域的水文、地质、地貌及气象等条件的差异较大,加上平面布局等因素的影响,储罐的罐容量以及结构尺寸的大小,往往需要因地制宜的确定,所以目前各有关单位非系列储罐的结构尺寸很多,不再叙述。

表5-1-2 拱顶储罐系列Ⅰ

序号

工程容积㎡

计算容积㎡

罐直径 m

拱顶曲率半径m

罐高,m

设备总重kg

总高

壁高

1

20

22

2.65

3.50

3.99

3.72

1379

2

40

44

3.52

4.50

4.48

4.11

2146

3

60

66

3.98

5.00

5.20

4.78

2780

4

100

110

5.14

6.13

5.87

5.30

4238

5

200

220

6.58

7.86

7.20

6.47

6717

6

300

330

7.71

9.22

7.92

7.07

8820

7

400

440

8.24

9.85

9.15

8.24

10590

8

500

550

8.92

10.67

9.79

8.81

13860

9

700

770

10.20

12.20

10.53

9.41

17385

10

1000

1100

11.50

13.73

11.86

10.58

25490

11

2000

2200

15.70

18.76

13.11

11.37

43880

12

3000

3300

18.90

22.61

13.85

11.76

61510

13

5000

5500

23.64

23.30

15.14

12.53

14

10000

10700

31.12

37.27

17.50

14.07

表5-1-3拱顶储罐系列Ⅱ

序号

工程容积㎡

计算容积㎡

罐直径 m

拱顶曲

率半径m

罐高,m

设备总重

kg

总高

壁高

1

100

117

4.97

6.00

6.48

5.94

5006

2

200

236

6.46

7.80

7.83

7.13

7732

3

300

315

7.46

9.00

7.94

7.13

9215

4

500

529

8.95

10.80

9.28

8.31

12793

5

700

745

9.94

12.00

10.58

9.49

15917

6

1000

1077

11.95

14.40

10.83

9.53

24188

7

2000

2096

15.44

18.60

10.80

11.10

40706

8

3000

3229

17.92

21.60

14.66

12.69

58372

9

5000

5426

21.89

26.40

16.68

14.27

96274

10

10000

10116

28.33

34.20

18.97

15.86

11

20000

20200

39.70

39.99

21.44

16.09

表5-1-4拱顶储罐系列Ⅲ

序号

工程容积㎡

计算容积㎡

罐直径

m

拱顶曲率

半径m

罐高,m

设备总重kg

总高

壁高

1

100

110

5.00

6.00

6.15

5.60

5185

2

200

273.5

6.00

7.20

9.06

8.40

8810

3

300

319

6.50

7.80

10.32

9.60

11580

4

400

459

7.50

9.00

11.23

10.40

14919

5

500

523

8.00

9.60

11.28

10.40

16000

6

700

712.5

9.00

10.80

12.19

11.20

19720

7

1000

1100

10.80

13.20

13.88

12.69

27830

8

2000

2200

14.00

16.80

15.81

14.27

46150

9

3000

3127

16.00

19.20

17.61

15.85

67150

10

4000

4232

18.10

21.60

18.59

16.63

86710

11

5000

5049

20.00

24.00

18.28

16.08

12

10000

10440

28.00

33.60

20.04

16.96

13

20000

21612

37.00

37.00

25.05

20.10

14

30000

32490

46.00

46.00

25.98

19.55

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