儲罐講義
一、 儲罐及其發展概況
儲罐是存儲各種油品和各種液體化工品的設備,是石油化工裝置和儲運系統設施的重要組成部分。按容量來說,一般立式圓筒形儲罐的容積大于10000m3以上,稱為大型儲罐。自1927年采用鋼制焊接儲罐后,其容量逐步擴大,目前最大容量已達24×1004 m3。
儲罐的分類:
1、 按存儲物質的介質溫度劃分:分為低溫儲罐,常溫儲罐(<90℃),高溫儲罐(>90℃).
2、 按壓力劃分分為:接近常壓儲罐(-490~2000Pa)低壓儲罐(2000Pa~0.1Mpa)
3、 按照制造儲罐的材料分為:金屬儲罐、塑料儲罐、非金屬儲罐4、 按儲罐所在位置和達到某種目的分為:地上儲罐、半地下儲罐、山洞儲罐、海中儲罐。
二、 儲罐的種類
儲罐的種類是按幾何形狀來劃分,主要有立式圓筒形儲罐、臥式圓筒形儲罐、球形儲罐。臥式圓筒形儲罐適用于存儲容量較小且壓力較高的液體,而球形儲罐適用于存儲容量較大且有一定壓力的液體。
今天在這里主要介紹立式圓筒形儲罐,立式圓筒形儲罐按其罐頂結構可分為固定頂儲罐和浮頂儲罐兩種類型。
1、 固定頂儲罐按罐頂的形式分為錐頂儲罐、拱頂儲罐、傘形頂儲罐,和網殼頂儲罐
(1)錐頂儲罐 錐頂儲罐又可分為自支撐錐頂和支撐錐頂兩種。錐頂坡度最小為1/16,最大為3/4。錐形罐頂是一種形狀接近于正圓錐體表面的罐頂,自支撐錐頂其錐頂載荷靠錐頂周邊支撐于罐壁上,自支撐錐又分為無加強筋罐頂和加強筋罐頂,儲罐罐的容量一般為1000m3以下。
支撐式錐頂其錐頂載荷主要靠梁或檁條(桁架)及柱來承擔。
(2)拱頂儲罐 錐頂儲罐的罐頂是一種接近于球形形狀的一部分,其結構一般只用自支撐拱頂一種,自支撐拱頂分為無加強肋拱頂(容量小于1000m3)、有加強肋拱頂(容量1000m3~20000 m3),拱頂的弧度一般設計為R=0.8D~1.2D。
(3)傘形頂儲罐自支撐傘形頂是自支撐拱頂的變種,其任何水平截面積都具有規則的多變形。罐頂載荷靠傘形板支撐罐壁上,傘形罐頂的強度接近拱頂,安裝較容易,傘形板僅在一個方向彎曲。傘形頂在美國API650和日本JIS B8501油罐規范中列為罐頂的一種結構形式。在國內很少采用。
(4)網殼頂儲罐 在我公司現場大型儲罐就采用此種結構,1.5萬采用子午線和三角形結構,球面網殼頂的主體結構是一個與罐壁相連并置與罐頂鋼板內單層球面網殼(網格),當罐頂受外壓載荷時,網格對外面的薄鋼板起支撐作用,受內壓時,對包邊角鋼起支撐作用。外面的鋼板只是在承受內壓時產生一定的拉力外,主要作為蒙皮起密封作用。
2、浮頂儲罐 浮頂儲罐 儲罐分為外浮頂儲罐和內浮頂儲罐(帶蓋浮頂儲罐)
(1)外浮頂儲罐 外浮頂儲罐的浮動頂漂浮在儲液面上,浮頂與儲罐壁之間有一個環形空間,環形空間中密封元件,浮頂與密封元件一起構成儲液面上的覆蓋層,隨著儲液上下浮動,使罐內的儲液與大氣完全隔開,減少儲液儲存過程中的蒸發損耗,保證安全,減少大氣污染。
浮頂的形式有雙盤式、單盤式、浮子式。浮頂罐的使用范圍,在一般情況下,原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發損耗及大氣污染、控制放出不良氣體,有著火災危險的液體化工品都可采用浮頂罐。
(2)內浮頂儲罐 內浮頂儲罐是在固定頂儲罐內部再加一個浮動頂蓋,主要由罐體、內浮盤、密封裝置、導向和防轉裝置、靜電導線、高低液位報警器等組成。內浮盤的材質根據儲存物料的性質分別采用碳鋼、鋁、不銹鋼、硬泡沫塑料、各種復合材料等。
內浮頂儲罐與外浮頂儲罐的比較。其儲存物料的收發過程是相同的。內浮頂儲罐與固定頂及外浮頂儲罐的比較有以下優點:
1、 大量減少蒸發損耗;
2、 由于液面上有浮動頂覆蓋,儲液與空氣隔離、減少空氣污染和著火爆炸危險,易于保證儲液質量,特別適用于儲存高級汽油和噴氣燃料以及有毒易污染的液體化學品;
3、 因有固定頂,能有效地防止風沙、雨雪或灰塵污染儲液,在各種天氣條件下保證儲液的質量,有“全天候儲罐之稱”
4、 在密封效果相同情況下,與外浮頂罐相比,能進一步降低蒸發損耗,這是固定頂的遮擋及固定頂與內浮盤之間的氣相層比外浮頂罐的雙盤式浮頂具有更顯著的隔熱效果。
5、 內浮頂罐的內浮盤與外浮頂罐上部敞開的浮盤不同,不可能有雨、雪載荷。內浮盤上載荷少,結構簡單、輕便,可以省掉浮盤上的中央排水管、轉動浮梯等附件。易于施工和維護、密封部分的材料可以避免日光照射而老化。
內浮頂儲罐具有許多優點,應用范圍越來越廣,是一種有發展前途的儲罐,設計完善的內浮頂罐是迄今為止為控制固定頂罐蒸發損耗研究出來的最好和投資最少的方法。內浮頂罐可以用來存儲汽油、噴氣燃料等易揮發性油品以及醛類、醇類(甲醇、乙醇)、酮類(丙酮)苯類(苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯)等液體化工品。
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