油品储运设计手册[整理版]

油品储运设计手册[整理版] 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、H02 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。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?见表5-1-2; (2)拱顶储罐系列?见表5-1-3; (3)拱顶储罐系列?见表5-1-4; (4)浮顶储罐系列?见表5-1-5; (5)浮顶储罐系列?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? 罐高，m 序工程容积计算容积罐直径 拱顶曲率设备总号 ? ? m 半径m 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 110280 14 10000 10700 31.12 37.27 17.50 14.07 210450 表5-1-3拱顶储罐系列? 罐高，m 序工程容积计算容积罐直径 拱顶曲 设备总重 号 ? ? m 率半径m 总高 壁高 kg 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 180697 11 20000 20200 39.70 39.99 21.44 16.09 449793 表5-1-4拱顶储罐系列? 罐高，m 序工程容积计算容积罐直径 拱顶曲率 设备总号 ? ? m 半径m 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 102025 12 10000 10440 28.00 33.60 20.04 16.96 198735 13 20000 21612 37.00 37.00 25.05 20.10 359000 14 30000 32490 46.00 46.00 25.98 19.55 563300 表5-1-7内浮顶储罐系列 罐高，m 序工程容积计算容积罐直径 拱顶曲率 设备总号 ? ? m 半径m 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 102025 12 10000 10440 28.00 33.60 20.04 16.96 198735 13 20000 21612 37.00 37.00 25.05 20.10 359000 14 30000 32490 46.00 46.00 25.98 19.55 563300 注:设备总重不包括浮盘部分。 表5-1-8卧式储罐系列 序工程容积计算容积罐直径 筒体长度 罐体总设备总重号 ? ? m m 长m kg 1 10 11.20 1.75 4.13 4.82 1103 2 15 16.08 1.75 6.16 6.85 1555 3 20 22.54 1.75 8.89 9.58 2153 4 25 24.92 1.75 9.59 10.28 2283 5 30 30.92 1.75 12.32 13.01 2872 6 35 35.82 1.75 14.35 15.04 3330 7 10 11.78 2.10 2.80 3.61 1074 8 15 16.38 2.10 4.13 4.94 1400 9 25 25.88 2.10 6.86 7.67 2134 10 35 35.28 2.10 9.59 10.40 2865 11 45 44.78 2.10 12.32 13.13 3596 12 55 54.08 2.10 15.05 15.86 4335 13 20 21.05 2.54 3.43 4.42 1554 14 25 24.05 2.54 4.13 5.11 1758 15 35 34.85 2.54 6.16 7.14 2468 16 45 48.55 2.54 8.89 9.87 3368 17 50 52.15 2.54 9.56 10.57 3568 18 60 62.45 2.54 11.62 12.60 4288 19 65 66.15 2.54 12.32 13.30 4488 20 75 76.15 2.54 14.35 15.36 5188 21 80 79.15 2.54 15.05 16.06 5388 22 40 40.56 3.20 4.13 5.38 3248 23 55 56.76 3.20 6.16 7.41 4470 24 60 62.46 3.20 6.86 8.11 4800 25 75 78.46 3.20 8.89 10.41 6022 26 85 84.26 3.20 9.59 10.84 6352 27 100 102.66 3.20 11.62 12.87 7475 28 105 106.66 3.20 12.32 13.57 7904 29 120 122.46 3.20 14.35 15.60 9120 注:表中所列卧式储罐可用于地上或地下，用于地下时敷土厚度不超过2m。 第二节 储 罐 附 件 一、附 件 简 介 储罐罐体上设置的附件，是储罐的重要组成部分，设置附件的主要目的如下: 确保石油化工厂品在正常运行情况下的接受、储存、发送、计量和监测。 便于设备(储罐)的正常维护和管理，便于操作。 保证设备(储罐)和操作人员的安全。 、梯子、平台 1 设置梯子、平台的目的，是为了保证操作人员能顺利的到达储罐上予定的部位，进行液位计量、采样作业、对储罐上附件的维护和管理，并确保操作人员在进行上述作业过程中的人身安全。常用的梯子有罐壁式盘梯和斜梯两种(很少采用直梯)，梯子的宽度以650mm为宜，踏步的宽度取200mm，踏步的高度取250mm。 2、透光孔 设在罐顶上的透光孔，主要供施工安装、储罐清洗以及检修时采光和通风使用，透光孔的直径为500mm。 3、人孔 人孔的主要作用是供安装工人施工、操作人员进出储罐时使用，同时也兼有对罐内进行通风及采光的作用。人孔的直径取600mm，孔中心距罐底板的距离取750mm。 4、清扫孔 清扫孔主要是用来清除罐内的沉积杂物，兼有对罐内进行通风及采光的作用。 5、防水管 放水管设置在储罐罐壁的下部或底部，用以排除储罐底部的积水和部分杂物。常用放水管分为固定式放水管和安装在排污孔(或清扫孔上)的排水管。 排污孔主要用于清扫油罐时，清除沉积于罐底的杂质，它适于设置在含杂物较少的储罐上。 6、进出口接合管 进出接合管是确保石油化工液态产品进出储罐的接口，除特殊要求外，一般应设在罐壁的下部，可分别设置进、出口接合管，或进出口合为一个接合管，需 设调和喷嘴、安全活门及浮动式吸入管等时，储罐的内侧应增加一对法兰。沸溢性石油化工产品的进出接合管，应布置在储罐的顶部。 7、量油孔 量油孔主要用来测量储罐内石油化工产品的液面高度，以便计算出罐内的储存量，同时也可以通过此孔进行取样，供化验使用。随着液面计量自动化水平不断的提高，以及取样器不断地完善，量油孔的作用越来越小。 8、通气管 通气管装在储存重质石油化工产品储罐的罐顶上，其主要作用是使罐内的气体空间与大气连通，当进行接收及发送产品作业、或外界气温变化时，通气管将成为罐内气体呼吸的重要通道。 9、呼吸阀 呼吸阀是轻质石油化工产品储罐上的安全装置之一，主要用来减少产品的蒸发损耗，并保证罐内气体压力在一定范围内正常运行。它由压力阀和真空阀两部分组成，通过这两个阀使储罐平时保持密闭状态，并可以控制罐内的最大正、负工作压力。当罐内的压力达到储罐设计的允许压力时，压力阀开启，气体从罐内排至大气，当罐内的压力降至允许的真空度时，真空阀开启，外界空气进入储罐内。 呼吸阀分为一般型和防冻型(全天候)两种。 10、液压安全阀 为防止呼吸阀因锈蚀、或气温较低时出现的堵塞和冻结，阻碍罐内气相的正常呼吸，罐顶还需要设置液压安全阀(或采取其他)。由于液压安全阀控制的压力和真空度都比呼吸阀高，所以正常运行情况下，不会产生动作，只有在呼吸阀失灵的情况下，馆内的压力或者真空度达到了液压安全阀的控制值时，才会长生动作。为使液压安全阀的运行不受外界气温的影响，阀内充装的液体应当是凝固点低、沸点高、不易挥发的介质。 11、阻火器 通过呼吸阀排出的的罐内气体，与空气混合后若遇明火就有产生爆炸和燃烧的可能性，并将危及整个储罐的安全，阻火器能阻止火焰由外部向储罐内未燃烧混合气体的传播，从而保证储罐的安全。 12、安全活门 安全活门是安装在进出口接合管罐内侧的安全开启及关闭装置。其作用是防止储罐控制阀破损或检修时罐内介质流出。正常情况下活门靠自身的重力及油品的静压力，自动关闭，物料进入储罐时活门被打开。发送物料时通过设在罐外侧的操作机构打开活门。 13、浮动式吸入管 浮动式吸入管安装在出口接合管罐内一侧，吸入管的管口随物料的升降而上下变化，从而可使发出的物料全部处于储罐的上层，储罐上部的物料的质量较好，加热时上部的温度较高，多装于设于润滑油等储罐。 14、加热器 对于罐内储存高凝点、高粘度的石油化工产品，为满足输送的要求;或工艺要求需对物料进行加热脱水、调和等时应设置加热器。 储罐加热器分为排管式、U型管式、局部式。排管式加热器适用于加热面积较小、要求物料温度较为均匀的储罐。对于加热面积较大，对物料均匀程度要求 不高，或有搅拌器配合可以达到物料均匀时，宜采用U型管加热器。某些为了保证输送而需较高储存温度的储罐，由于其经常性的热能损耗较大，因此运行费用大大提高。若采用降低油品储存温度的方法，可大大减少能耗。此时为了保证物料的正常输送，可在输送前进入局部加热器(或集中加热)加热升温，使其升至要求的输送温度。 15、搅拌器 搅拌器有固顶角度式和可调角度式，其中固顶角度式搅拌器主要用于进行罐内物料的调合，这种调合方式与一般的机泵、喷嘴以及其他方式的调和相比，物料的混合比较均匀，而且动力消耗小，可调角式搅拌器多用于防止罐内沉积物的堆积，从而可以大大的减少储罐的清扫次数，提高储罐的利用率。 16、取样器 以往为解决物料化验分析过程中取样的需要，往往是由操作人员从设置在罐顶上的量曲孔直接手工采取物料。取样器设置在储罐的下部，除了了可以减轻取样操作人员的劳动强度外，采物取样的准确性也大大提高了。 17、仪表 除上述储罐附件外，生产过程中常用的附件还有液面、高低液位报警器、温度以及压力等测量仪表。 二、附件的选用 (一)固定顶储罐 地上固定顶储罐，应该设置呼吸阀(通气管)、量油口、透光孔、清扫孔(排污孔)和放水管。