大型外浮頂儲罐結(jié)構(gòu)、使用、維護(hù)

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靜設(shè)備專業(yè)技術(shù)、技能培訓(xùn)教材------大型外浮頂儲罐結(jié)構(gòu)、使用、維護(hù)2024/1/42

一、儲罐簡介及大型外浮頂儲罐發(fā)展

二、大型外浮頂儲罐主要結(jié)構(gòu)及附件

三、大型外浮頂儲罐使用四、維護(hù)及檢修主要內(nèi)容

培訓(xùn)講義提綱2024/1/4一、儲罐簡介及大型儲罐發(fā)展現(xiàn)狀332024/1/4

（一）、儲罐簡介

（二）、大型外浮頂儲罐發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

（一）、儲罐簡介儲罐是儲存各種油品或液體化工品的設(shè)備，是石油化工裝置和儲運(yùn)設(shè)施的重要組成部分。隨著儲罐設(shè)計、建造技術(shù)的發(fā)展，儲罐按照用途、結(jié)構(gòu)形式、容量存在很多分類。如下：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。

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。

按用途分類：可分為生產(chǎn)油罐、存儲油罐等。

按形式分類：可分為立式儲罐、臥式儲罐等。

按結(jié)構(gòu)分類：可分為固定頂儲罐、浮頂儲罐、球形儲罐

等。

（二）、大型儲罐發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)大型浮頂油罐（一般認(rèn)為容積在5X104m3～10X104m3

為大型浮頂油罐，容積≥10X104m3

為超大型浮頂油罐）的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代。1975年，我國首先在上海陳山碼頭建成國內(nèi)第一臺5X104m3單盤浮頂油罐，從此以后各石油石化企業(yè)先后建造了多臺5X104m3浮頂油罐。

1985年，石油天然氣管道局秦皇島輸油公司引進(jìn)兩臺10X104m3超大型單盤浮頂油罐。20世紀(jì)90年代以后便拉開了國內(nèi)建造超大型浮頂油罐的序幕，秦皇島、大慶、儀征、鐵嶺、舟山、大連、鎮(zhèn)海、黃島、上海高橋、寧波大榭、燕山等地相繼建造了數(shù)百臺10X104m3超大型浮頂油罐，中國石化自己設(shè)計與建造的第一臺10X104m3超大型浮頂油罐于1997年在大連西太平洋石油化工有限公司建成。國內(nèi)超大型浮頂油罐的發(fā)展，概括起來經(jīng)歷了四個階段。第一階段為整套技術(shù)引進(jìn)，包括設(shè)計、高強(qiáng)度鋼板、熱處理成品部件和施工技術(shù)。如20世紀(jì)80年代中后期在秦皇島、大慶、舟山建造的10X104m3超大型浮頂油罐。第二階段為國內(nèi)自己設(shè)計和施工，僅引進(jìn)高強(qiáng)度鋼板和熱處理成品部件。如20世紀(jì)90年代在鎮(zhèn)海、舟山、上海、蘭州等建造的10X104m3超大型浮頂油罐。第三階段為國內(nèi)自己設(shè)計，僅引進(jìn)高強(qiáng)度鋼板，壁板開口焊后消除應(yīng)力熱處理在國內(nèi)完成。如20世紀(jì)末本世紀(jì)初在鎮(zhèn)海、寧波大榭、上海金山、中化舟山等建造的10X104m3超大型浮頂油罐。第四階段從設(shè)計、高強(qiáng)度鋼板和熱處理全部國產(chǎn)化。如1999年北京燕山石化公司建造的4臺10X104m3超大型浮頂油罐和2004年后建成的我國一期四大國家石油儲備基地以及近幾年中石化、中石油的商業(yè)儲備，中海油、中國化工進(jìn)出口總公司及沿海地帶的民間儲備油庫等。772024/1/4經(jīng)過上述四個階段，我們的設(shè)計和施工水平有了大幅度的提高，尤其經(jīng)過發(fā)改委組織的中國石化牽頭的國家石油儲備基地建設(shè)用高強(qiáng)度鋼板國產(chǎn)化攻關(guān)，使我們的大罐整體水平又上了一個新臺階。到目前為止，國內(nèi)建成的15X104m3超大型浮頂油罐已有三十多臺。

我公司大型外浮頂儲罐共計8臺，分別為4臺5X104m3柴油罐，4臺10X104m3原油罐。

大型外浮頂儲罐主要結(jié)構(gòu)有浮頂、中央排水系統(tǒng)、浮盤密封（一、二次密封）、罐壁、罐底、轉(zhuǎn)動扶梯、盤梯、靜電導(dǎo)出裝置、消防設(shè)施等。1、浮頂結(jié)構(gòu)

浮頂主要有單盤式和雙盤式這2種。單盤式浮頂建造費(fèi)用低于雙盤式，通常采用單盤式。當(dāng)單盤式浮頂漂浮在700kg／m3的液體上時，應(yīng)保證在單盤板和任意2個艙室泄漏或在整個罐頂上平均有250mm雨水積存在單盤上時浮頂不沉沒，且能保持結(jié)構(gòu)的完整性，不產(chǎn)生強(qiáng)度和穩(wěn)定性破壞。此外，正常操作條件下，單盤與儲液之間不應(yīng)存在油氣空間。單盤下設(shè)置一定數(shù)量的徑向和周向加強(qiáng)筋，單盤上剛性較大的附件周邊300mm范圍內(nèi)的搭接焊縫上下表面采用連續(xù)焊，邊緣浮艙與單盤之間采用環(huán)形板連接。二、大型外浮頂儲罐主要結(jié)構(gòu)及附件992024/1/4采取這些措施可提高單盤板的強(qiáng)度，減小施工時的焊接變形，緩和由強(qiáng)風(fēng)引起的波動，提高抗疲勞能力，使單盤邊緣受力趨于均勻。單盤根據(jù)直徑大小需要設(shè)置中央浮艙。

中央浮艙的作用是增強(qiáng)單盤整體剛性，并在單盤破裂或浮頂積水時為單盤提供浮力，減小單盤向下的撓度，減輕邊緣浮艙承受的載荷。我公司8臺大型儲罐浮頂都采用單盤式浮頂，原油罐單盤中間設(shè)有浮倉，柴油罐中間未設(shè)置浮倉。2024/1/42、中央排水系統(tǒng)目前，國內(nèi)大型外浮頂儲罐使用的中央排水系統(tǒng)主要有旋轉(zhuǎn)接頭式排水系統(tǒng)、樞軸式排水系統(tǒng)、全軟管式排水系統(tǒng)、分規(guī)式排水系統(tǒng)。2.1旋轉(zhuǎn)接頭式排水系統(tǒng)回轉(zhuǎn)接頭式中央排水裝置主要由回轉(zhuǎn)接頭與鋼管連接形成的，其中回轉(zhuǎn)接頭又是由有相對運(yùn)動副的套管、滾珠等部件組成，套管之間由密封圈形成密封結(jié)構(gòu)，既確保了排水管內(nèi)的介質(zhì)不外漏，也阻斷了油罐內(nèi)的介質(zhì)泄漏到排水管中?；剞D(zhuǎn)接頭與鋼管相連，隨著浮頂?shù)纳舷逻\(yùn)行而轉(zhuǎn)動，形成折疊管，以滿足浮頂運(yùn)行的需要?；剞D(zhuǎn)接頭具有通用性強(qiáng)、易加工、價格相對較低的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于回轉(zhuǎn)接頭存在相對運(yùn)動副，密封圈本身會磨損，同時存在法蘭靜密封點(diǎn)，回轉(zhuǎn)接頭式中央排水泄漏2024/1/4概率較大。2.2樞軸式排水系統(tǒng)樞軸式中央排水裝置主要由撓性接頭和鋼管組成(稱為靜密封結(jié)構(gòu))，其折疊管直管段間的連接旋轉(zhuǎn)頭由撓性管替代，具有密封性好、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行軌跡穩(wěn)定等特點(diǎn)。但是，目前回轉(zhuǎn)接頭剖面圖樞軸式接頭2024/1/4常用撓性管的撓曲性有限，曲率半徑大，頻繁的低液位運(yùn)行，撓性管易出現(xiàn)疲勞損壞，制造工藝要求嚴(yán)格，局部接頭處易產(chǎn)生開裂。2.3全軟管式排水系統(tǒng)全軟管式排水系統(tǒng)其整體結(jié)構(gòu)形式僅為一根柔性管，兩端通過法蘭與進(jìn)水口單向閥、出水口與罐壁接管相連，中間既不用回轉(zhuǎn)接頭，也不用樞軸式接頭，既消除了磨損泄漏，又消除了撓曲疲勞破壞，受浮盤漂移的影響小，有效地降低了泄漏的可能性。但是，安裝時應(yīng)避開浮頂支柱、加熱盤管及其它可能相碰附件。2024/1/42.4分規(guī)式排水系統(tǒng)分規(guī)式排水系統(tǒng)采用的是在兩硬管的連接處用復(fù)合軟管連接，上下鉸鏈也同樣用復(fù)合軟管過渡到硬管連接的結(jié)構(gòu)。該形式相對于樞軸式增加了撓性管曲率半徑，降低油罐軟管疲勞破裂的風(fēng)險。

全軟管式排水系統(tǒng)分規(guī)式排水系統(tǒng)2024/1/4全軟管式排水系統(tǒng)在罐內(nèi)運(yùn)動軌跡所占區(qū)域較大，影響浮頂支柱及罐內(nèi)其它設(shè)施的布置，且價格比較昂貴，但壽命較長。旋轉(zhuǎn)接頭排水裝置在罐內(nèi)比較固定，但動密封點(diǎn)較多，且壽命相對較短，但價格便宜。樞軸式排水裝置在罐內(nèi)比較固定，若儲罐長期低液位運(yùn)行，可能引起疲勞損壞，容易降低壽命，但價格便宜，容易維護(hù)。分規(guī)式排水裝置操作簡單、安裝方便、運(yùn)動軌跡簡單且價便宜，但在國內(nèi)使用時間不長，有待進(jìn)一步使用觀察。我公司4臺柴油罐采用的是樞軸式中央排水系統(tǒng)，3臺原油罐采用的是回轉(zhuǎn)接頭式中央排水系統(tǒng)，1臺原油罐（1200-T-003）采用的是全軟管式排水系統(tǒng)。到目前為止只有柴油罐在開工初期發(fā)生過金屬軟管滲漏，其它運(yùn)行狀況良好。2024/1/43、一、二次密封裝置設(shè)置在罐壁與浮頂外圈板的環(huán)形空間之上，用以屏蔽該處氣相的蒸發(fā)，以減少儲存物料的損耗，操作中要求密封裝置與罐體緊密接觸，隨浮頂一起在罐內(nèi)升降。密封件與浮頂?shù)挠行ЫY(jié)合，才能降低浮頂油品蒸發(fā)損耗。

密封的種類很多，常見的密封主要有以下幾種形式：3.1機(jī)械密封依靠機(jī)械力將密封鋼板緊密地壓靠在罐壁上，使之能夠在罐壁上滑動，又盡量不產(chǎn)生間隙。機(jī)械密封使用的歷史較長、形式多樣、結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，但缺點(diǎn)是油氣損耗大，對罐壁的幾何形狀如橢圓度、垂直度及局部凸凹度等要求較高，適應(yīng)性差，因而目前新建儲罐很少使用。2024/1/43.2彈性填充密封在一個密封的封套內(nèi)，填充彈性好、易變形的物體如泡沫塑料，或填充適當(dāng)?shù)牧黧w，依靠填充物的受壓變形達(dá)到密封的目的。這種密封的效果較機(jī)械密封好，對罐壁的橢圓度、垂直度及局部凸凹度等要求不是太高，適應(yīng)性較強(qiáng)，不易發(fā)生浮頂卡死現(xiàn)象。但這類密封功能單一，需要配套其它如擋雨板、刮蠟機(jī)構(gòu)等設(shè)備，另外該密封還存在耐磨性差、泡沫塑料長期處于壓縮狀態(tài)易產(chǎn)生塑性變形，尤其是當(dāng)儲罐變形較大、有局部受力時容易損壞。2024/1/43.3唇(舌)形密封依靠彈性唇(舌)片與罐壁滑動接觸起到密封作用。這種密封適應(yīng)性較強(qiáng)，但制造工藝和材料選用要求很高，同時也存在上述彈性填充密封的缺點(diǎn)。3.4二次密封二次密封是在一次密封(上述三種密封均為一次密封)的基礎(chǔ)上再增加一道密封。通過實驗證實，采用二次密封后可減少5O%～98%的油氣損耗。并且在安全性、環(huán)境保護(hù)方面有更為顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。9O年代中期，我國開始使用二次密封技術(shù)。2024/1/4我公司大型外浮頂儲罐密封采用泡沫填充密封加二次密封裝置，密封效果較好。

泡沫填充一、二次密封裝置2024/1/4大型外浮頂儲罐使用按照《大型浮頂儲罐安全設(shè)計施工、管理規(guī)定》執(zhí)行，定期對儲罐本體、附件以及安全設(shè)施進(jìn)行檢查，及時整改不完善項，并做好記錄。檢查記錄包括《大型儲罐外部檢查記錄》、《大型儲罐全面檢查記錄》、《可燃?xì)怏w濃度測試記錄》。

日常收付油作業(yè)嚴(yán)格按照操作規(guī)程、工藝卡片執(zhí)行，盡量避免超溫、液位超限、收付油超速運(yùn)行，尤其是避免浮頂落盤，減少浮頂支柱對罐底板的沖擊。如果工藝需要超工藝卡片運(yùn)行，需填寫《工藝參數(shù)審批記錄單》，并落實好防護(hù)措施。三、大型外浮頂儲罐使用2024/1/4大型外浮頂儲罐日常維護(hù)主要內(nèi)容包括：1）外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)日常巡檢、維護(hù)，檢查保護(hù)電位、電流情況；2）浮頂上表面、罐外壁、盤梯、轉(zhuǎn)動扶梯等局部防腐；3）轉(zhuǎn)動扶梯轉(zhuǎn)軸加潤滑脂潤滑；4）靜電導(dǎo)出線檢查、更換；5）浮頂衛(wèi)生清理，尤其是積水坑內(nèi)部及濾網(wǎng)；6）浮艙、單盤漏點(diǎn)檢查、臨時封堵；7）中央排水管檢查排水情況，是否排水順暢，是否帶油，做好清污分流；8）檢查緊急排水管內(nèi)水封；9）檢查自動通氣閥密封是否嚴(yán)密性，檢查活動是否靈活；10）檢查浮頂上呼吸閥閥盤及阻火網(wǎng)；四、維護(hù)及檢修主要內(nèi)容2024/1/411）檢查一、二次密封是否嚴(yán)密；12）浮頂防轉(zhuǎn)裝置檢查；13）罐底板周圍防水破損部分修補(bǔ)；14）罐壁攪拌器檢查、保養(yǎng)；15）浮頂防轉(zhuǎn)裝置檢查；16）儲罐附屬儀表檢查、校驗；17）泡沫發(fā)生器檢查。

大型外浮頂儲罐檢修按照《SY/T6620-2005“油罐檢驗、修理、改建和翻建”》等效API653、《SY/T5921-2000“立式圓筒形鋼制焊接原油罐修理規(guī)程”》執(zhí)行。維護(hù)及檢修主要內(nèi)容包括：1）罐內(nèi)支柱墊板檢查、更換；2）陽極塊檢查、更換；2024/1/43）一次密封不嚴(yán)、損壞部分更換；4）檢查刮蠟裝置（或限位裝置）是否好用；5）中央排水管外觀檢查、試壓；6）加熱盤管試壓；7）底板漏磁檢查、大角焊縫檢查、罐體焊縫檢查、浮盤板及浮倉內(nèi)焊縫試漏檢查