儲罐基礎(chǔ)知識講義

1、儲罐講義一、儲罐及其發(fā)展概況儲罐是存儲各種油品和各種液體化工品的設(shè)備，是石油化工裝置和儲運系統(tǒng)設(shè)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24X 104 m3。儲罐的分類：1、 按存儲物質(zhì)的介質(zhì)溫度劃分：分為低溫儲罐，常溫儲罐（90） .2、按壓力劃分分為：接近常壓儲罐（-4902000Pa）低壓儲罐（2000Pa0.1Mpa）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

2、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(jié)構(gòu)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?shù)男问椒譃殄F頂儲罐、拱頂儲罐、傘形頂儲罐，和網(wǎng)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，儲罐的容量一般為1

3、000m3 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。見下圖：（ 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(jié)構(gòu)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1000m320000 m3）,拱頂?shù)幕《纫话阍O(shè)計為 R=0.8D1.2D。（ 3）傘形頂儲罐自支撐傘形頂是自支撐拱頂?shù)淖兎N，其任何水平截面積都具有規(guī)則的多變形。罐頂載荷靠傘形板支撐罐壁上，傘形罐頂?shù)膹姸冉咏绊?，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(guī)范中列為罐頂?shù)囊环N結(jié)構(gòu)形式。在國內(nèi)很少采用。（ 4

4、）網(wǎng)殼頂儲罐在我公司現(xiàn)場大型儲罐就采用此種結(jié)構(gòu)，1.5萬采用子午線和三角形結(jié)構(gòu)，球面網(wǎng)殼頂?shù)闹黧w結(jié)構(gòu)是一個與罐壁相連并置與罐頂鋼板內(nèi)單層球面網(wǎng)殼（網(wǎng)格），當罐頂受外壓載荷時，網(wǎng)格對外面的薄鋼板起支撐作用，受內(nèi)壓時，對包邊角鋼起支撐作用。外面的鋼板只是在承受內(nèi)壓時產(chǎn)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(nèi)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(huán)形空間，環(huán)形空間中密封元件，浮頂與密封元件一起構(gòu)成儲液面上的覆蓋層，隨著儲液上下浮動，使罐內(nèi)的儲液與大氣完全隔開，減少儲液儲存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全，

5、減少大氣污染。浮頂?shù)男问接须p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(fā)損耗及大氣污染、控制放出不良氣體，有著火災(zāi)危險的液體化工品都可采用浮頂罐。（ 2）內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)浮頂儲罐是在固定頂儲罐內(nèi)部再加一個浮動頂蓋，主要由罐體、內(nèi)浮盤、密封裝置、導向和防轉(zhuǎn)裝置、靜電導線、高低液位報警器等組成。內(nèi)浮盤的材質(zhì)根據(jù)儲存物料的性質(zhì)分別采用碳鋼、鋁、不銹鋼、硬泡沫塑料、各種復合材料等。內(nèi)浮頂儲罐與外浮頂儲罐的比較。其儲存物料的收發(fā)過程是相同的。內(nèi)浮頂儲罐與固定頂及外浮頂儲罐的比較有以下優(yōu)點：1、大量減少蒸發(fā)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

6、和著火爆炸危險，易于保證儲液質(zhì) 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(zhì)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(fā)損耗，這是固定頂?shù)恼趽跫肮潭?頂與內(nèi)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(nèi)浮頂罐的內(nèi)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(nèi)浮盤上載荷少， 結(jié)構(gòu)簡單、輕便，可以省掉浮盤上的中央排水管、轉(zhuǎn)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(nèi)浮頂罐具有許多優(yōu)點，應(yīng)用范圍越來越廣

7、，是一種有發(fā)展前途的儲罐，設(shè)計完善的內(nèi)浮頂罐是迄 今為止為控制固定頂罐蒸發(fā)損耗研究出來的最好和投資最少的方法。內(nèi)浮頂罐可以用來存儲汽油、 噴氣燃料等易揮發(fā)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。三、儲罐的選型首先根據(jù)儲液的性質(zhì)和儲液的需要，確定選用浮頂罐還是固定頂罐，若是常壓儲罐，主要為了減少 蒸發(fā)損耗或防止污染環(huán)境，保證儲液不受空氣污染、要求干凈等宜選用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐。 若是常壓或低壓存儲，蒸發(fā)損耗不是主要問題，環(huán)境污染也不大，可不必設(shè)置浮頂，且需要適當加 熱存儲，宜選用固定頂儲罐。各類固定頂儲罐的選型見下表：固定頂罐選型罐頂

8、表面形狀受力分析儲罐特點及適用范圍備注錐 頂 罐自 支 撐 式接近于正圓錐體載荷靠錐頂周 邊支撐于罐壁 上Vn 1000m3坡度較自支撐式小，頂 部氣體空間小，可減少 “小呼吸”損耗不適用地基用不均勻沉 降，耗鋼量較自支撐式 多拱頂罐 （一般 只有自 支撐式）接近于球形表面拱頂K=0.81.2D載荷靠拱頂板 周邊支撐于罐 壁受力狀況好，結(jié)構(gòu)簡單， 剛性好能承受較舒剩余 壓力，耗鋼量小。氣體空間較錐頂大，制 造需胎具，單臺成本高 分后尢加強肋和無加強 肋兩種拱頂罐傘形頂 罐（一般 只有自 支撐式）一種修定的拱頂， 其任一截面都是 規(guī)則的多邊形載荷靠傘形板 支撐在罐壁上，強度接近于拱頂，安裝 較拱

9、頂容易國內(nèi)很少使用網(wǎng)殼 儲罐一種球面形狀載荷靠網(wǎng)格支 撐在罐壁上剛性好，受力好，可用于Vn 20000m3以上的固定頂可制造成部件，在現(xiàn)場 組裝成整體結(jié)構(gòu)四、儲液的損失石油類或液體化工品的損耗不但使資源浪費、降低儲液的質(zhì)量、造成經(jīng)濟損失，而且嚴重污染環(huán)境，危害生活質(zhì)量和生存。作為儲運系統(tǒng)重要組成部分的儲罐技術(shù)發(fā)展標志就是有效控制和盡量減少儲液的損耗。1、 損耗類型石油類或液體化工品的損耗可分為蒸發(fā)損耗和殘漏損耗兩種類型。蒸發(fā)損耗和殘漏損耗是指儲液在生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售中由于受到工藝技術(shù)和設(shè)備的限制，有一部分較輕的液態(tài)組分氣化而造成的在數(shù)量上不可回收的損失和在作業(yè)中未能避免的的滴灑、滲漏、儲罐

10、內(nèi)壁的黏附，車、船底部余液未能卸凈等造成的數(shù)量損失。2、 儲液損耗的危害（1 ）儲液數(shù)量減少，造成經(jīng)濟損失（2） 儲液品質(zhì)降低由于儲液的蒸發(fā)都是儲液中最輕的部分，因此會降低儲液質(zhì)量。如汽油等（3） 環(huán)境污染3、 儲液損耗的原因蒸發(fā)是儲液損耗的主要原因，引發(fā)蒸發(fā)的外部原因主要有溫度、儲罐的承壓能力、儲罐氣相空間大小、儲罐的密封程度、儲罐的大小呼吸等（ 1 ） 溫度 對于同一種儲液，大氣溫度和儲液溫度的高低是決定蒸發(fā)速度的主要原因，溫度越高儲液蒸發(fā)越劇烈。同時溫度升高，儲罐氣相空間的壓強越高，增大的壓強一旦超過儲罐的安全控制壓力使呼吸閥打開，大量的儲液蒸汽就會排出罐外，造成損耗。（ 2） 儲罐的承

11、壓能力儲罐的承壓能力較低，儲液蒸汽在較短的時間內(nèi)達到呼吸閥的開啟壓力，儲液蒸汽排入大氣，使儲罐內(nèi)壓力降低，這樣呼吸閥的開啟頻率增加，蒸發(fā)速度加快，蒸發(fā)損耗增加，儲罐的承壓能力較高，導致蒸發(fā)速度減慢，蒸發(fā)損耗減少。（ 3） 儲罐氣相空間儲罐中儲液上方的氣相空間越大，蒸發(fā)損耗量越大。根據(jù)計算，在相同的溫度和密封條件下存儲同一種牌號汽油，進油量為儲罐容量積的25%蒸發(fā)損耗比進油量為儲罐容量積的95%時大8 倍。（ 4） 儲罐的密封程度若儲罐上部密封不嚴即有孔隙，隨著儲罐內(nèi)部或外部氣壓的波動，儲液蒸氣就會從孔隙排除或空氣被吸入?？紫恫恢挂粋€，就會因空氣流動形成自然通風，會使儲罐內(nèi)儲液蒸氣濃度降低，又會

12、使儲液不斷蒸發(fā)，形成惡性循環(huán)。（ 5） 儲罐的大呼吸儲罐的大呼吸是指儲罐收、發(fā)儲液時的呼吸。儲罐收液時，由于液面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐內(nèi)氣相壓力增大，當壓力超過儲罐安全控制壓力時呼吸閥打開，一定濃度的儲液蒸氣從呼吸閥排出，直到儲罐停止收液，所呼出的儲液蒸氣造成儲液的蒸發(fā)損耗。當儲罐向外發(fā)液時，液面逐漸降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當壓力小于呼吸閥的真空度時，儲罐開始呼吸新鮮空氣。由于液面上方油氣沒有達到飽和，促使儲液蒸發(fā)速度加快，使儲液蒸氣重新達到飽和，罐內(nèi)氣相壓力再次上升，可能因壓力過大，從呼吸閥排出。影響大呼吸損耗的因素主要有如下幾點：、儲液密度小，輕質(zhì)組分越多，損耗越大，沸點越低，損耗

13、越大，蒸氣壓越大，損耗越大。、收、發(fā)儲液速度，收、發(fā)儲液速度越快，損耗越大。、儲罐的承壓能力對常壓敞口的或未采用呼吸閥的儲罐其呼吸損耗量最大，儲罐承壓能力越大，大呼吸損耗量越小。、儲罐的收、發(fā)周轉(zhuǎn)次數(shù)儲罐周轉(zhuǎn)次數(shù)越多，大呼吸損耗量越大。、儲罐所處地區(qū)、大氣溫度、風向、風力及儲液管理水平。（ 6） 儲罐的小呼吸儲罐內(nèi)儲液在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止存儲情況下，隨著環(huán)境氣溫，壓力在一天晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲液的蒸發(fā)速度、蒸氣濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種排出或通過呼吸閥儲液蒸氣和吸入空氣的過程所造成的儲液損耗稱為小呼吸損耗，生產(chǎn)上也叫儲罐靜止儲存損耗。在蒸發(fā)損耗中，小呼吸損耗占10%。影響小呼吸損

14、耗的因素主要有以下幾點：、晝夜溫差變化晝夜溫差變化越大，小呼吸損耗越大；、儲罐所處地區(qū)的日照系數(shù)日照系數(shù)越大，小呼吸損耗越大；、儲罐容量大小儲罐容量越大，截面積越大，蒸發(fā)面也越大，小呼吸損耗越大；、大氣壓大氣壓越低，小呼吸損耗越大；、儲罐儲液裝滿程度儲罐裝液較滿，氣相空間容積小，小呼吸損耗變?。?、儲液性質(zhì)如組分組成、沸點、蒸氣壓及儲運系統(tǒng)管理水平。4、 降低儲液損耗的措施儲液蒸氣密度由儲液的組成來決定，一般無法改變，因此設(shè)法減少儲液濃度和排出的蒸氣混合物體積則可達到降耗目的，減少蒸氣損耗的措施如下：5、 1 ） 、建立健全的規(guī)章制度，減少操作環(huán)節(jié)，合理使用儲罐，儲液在運輸過程中大呼吸的次數(shù)應(yīng)減少到最低限度，因此盡量減少中間環(huán)節(jié)，加強對儲罐的管理，盡量減少不必要的到換儲罐，要減少儲罐的空容量，保持儲罐有較高的嚴滿程度。6、 2） 、合理安排儲運作業(yè)，減少呼吸損耗，加強設(shè)備維護保養(yǎng)，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，小呼吸每天都在進行，可以利用大呼吸的吸氣和排氣來抵消小呼吸的進氣和排氣，儲罐發(fā)油可安排在溫度升高或儲罐要排氣時來進行，用發(fā)液（油）來減少罐內(nèi)罐