趙德君

（中國石油集團東北煉化工程有限公司錦州設計院，遼寧錦州 121001）

拱頂罐改造成內(nèi)浮頂罐的幾點設計體會

趙德君

（中國石油集團東北煉化工程有限公司錦州設計院，遼寧錦州 121001）

近年來，隨著煉油廠規(guī)模的不斷擴大及沿海地區(qū)儲運業(yè)的快速發(fā)展，同時從生態(tài)、環(huán)保、能耗及安全等方面綜合考慮，許多舊的拱頂儲罐相繼改造成了內(nèi)浮頂儲罐。拱頂儲罐改造為內(nèi)浮頂罐所需投資少，見效快，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

儲罐；內(nèi)浮頂；結構；設計

1 設計改造內(nèi)容

把舊的拱頂儲罐改造成內(nèi)浮項罐，關鍵在于根據(jù)現(xiàn)有的罐體尺寸，確定內(nèi)浮盤的合理直徑，并合理選擇內(nèi)浮盤。新增罐壁通氣孔，罐頂通氣孔、檢修人孔、油品入口擴散管、高高、低低位報警等，取消原拱頂罐的罐頂呼吸閥、液壓安全閥、阻火器等（適用于新改造的內(nèi)浮頂罐不加氮封的裝置）。

1.1 確定內(nèi)浮盤的合理直徑

改造的拱頂儲罐，舊的罐體，罐底及罐頂已經(jīng)存在且應經(jīng)過專業(yè)部門檢驗可繼續(xù)使用。由于舊拱頂罐罐壁環(huán)縫多采用搭接結構，下部直徑較大，上部直徑較小，又加上施工質(zhì)量或地基不均勻沉降引起變形，所以罐壁各點到中心的距離差別較大，不能按罐的公稱直徑去決定內(nèi)浮盤直徑，而應按下述步驟進行。

（1）確定罐壁實際變形范圍。采用徑向偏差儀測出整個罐壁的實際最大半徑 Rmax 與實際最小半徑 Rmin，罐壁實際變形范圍 =Rmax-Rmin。

（2）選擇彈性密封斷面尺寸。所選彈性密封元件彈性工作范圍不應小于罐壁實際變形范圍，需滿足下式：Rmax-Rmin＜ Cmax-Cmin（1-1）

Cmax指彈性元件最大允許寬度；Cmin指彈性元件最小允許寬度，對于聚氨酯泡沫塑料，取 Cmax=0.35b；b 指彈性元件自由狀態(tài)下寬度，m

當上式不能滿足要求時，可適當增大彈性元件寬度b，但不宜超過密封間隙太多，而是盡量采取措施使罐壁偏差降低。

（3）確定合理的內(nèi)浮盤直徑。，應使罐壁的變形范圍在彈性元件許用彈性工作范圍之中，合理的浮盤半徑 Ro及直徑 Ro為：Ro=（Rmax+Rmin）/2-（Cmax+Cmin）/2

Do=Rmax+Rmin-Cmax-Cmin

1.2 內(nèi)浮盤的選擇

目前裝置中內(nèi)浮頂罐采用的浮盤主要有以下幾種類型：鋼浮艙式內(nèi)浮盤、夾板式內(nèi)浮盤、浮筒式內(nèi)浮盤、全接液式內(nèi)浮盤等。鋼浮艙式內(nèi)浮盤結構性強、承重性佳，但其造價高、笨重、不易施工，在工程上應用較少。夾板式內(nèi)浮盤重量輕、浮力強、施工簡易，但其浮力單元黏合膠與介質(zhì)接觸，會受浸潤而崩體，所以實際工程中也沒有大量得到應用。浮筒式內(nèi)浮盤具有結構簡單、質(zhì)量小、現(xiàn)場組裝方便、造價和維修費用低等優(yōu)點，在實際工程中得到了廣泛應用。

1.3 罐壁通氣孔和罐頂通氣孔

罐壁通氣孔的安裝位置應當根據(jù)泡沫消防管線的入口位置和內(nèi)浮盤邊緣板高度、內(nèi)浮盤正常漂浮狀態(tài)下的浸液深度來確定。罐壁通氣孔的數(shù)量應不小于4個，最大間距應不小于10m，通氣孔的總面積應不小于0.06D（D 為罐體內(nèi)徑）。罐頂通氣孔可利舊原呼吸閥孔位置，罐頂通氣孔公稱直徑不小于250mm。罐頂通氣孔和罐壁通氣孔都應該設置粗孔金屬網(wǎng)以防止鳥類進入。罐頂通氣孔應設置防水裝置。

1.4 事故泄壓設備

對于儲存輕質(zhì)油及易氧化、易聚合不穩(wěn)定物料的內(nèi)浮頂罐，常設置氮封或其他惰性氣體來覆蓋隔絕空氣。此時內(nèi)浮頂罐不設罐壁通氣孔及罐頂通氣孔，而在罐頂設事故泄壓設備，宜選用直徑不小于 DN500的緊急放空人孔蓋或呼吸人孔。當阻火器呼吸閥正常工作情況下，人孔保持密封狀態(tài)，當呼吸閥正常工作滿足不了因意外原因造成的儲罐急劇超壓時，人孔緊急泄壓，便罐內(nèi)壓力保持正常。

1.5 檢修人孔

對于舊的拱頂罐，通常已設置有人孔，改造設計時只是根據(jù)舊罐大小以及人孔位置考慮是否增設人孔。內(nèi)浮盤固定支撐高度一般分為 1.8m，通常在距罐底 2.5m 處設置一個帶芯人孔，當浮盤處于支撐位置時，檢修人員可以從人孔處進入內(nèi)浮盤頂上進行檢修作業(yè)。人孔的內(nèi)心應與內(nèi)表面保持齊平，以避免刮壞密封件。

1.6 進油擴散管

油品進罐的速度太大，會使油品激烈攪動，增加了油品的蒸發(fā)損耗和油品靜電的危害，也不利于浮頂?shù)钠椒€(wěn)操作，進油擴散管的作用是控制油品進罐的速度不大于 1m/s。擴散管在油罐內(nèi)與進口管相接，管徑為進口管的2倍，并在兩側(cè)均勻鉆有眾多直徑2mm 的小孔，它起到油罐收油時降低流速，保護浮盤支柱的作用。

2 改造設計注意事項

1）由于舊罐投用時間長短不一，儲存的介質(zhì)各不相同，罐體本身不同程度出現(xiàn)腐蝕或變形現(xiàn)象，故舊罐應經(jīng)清洗吹掃并確認安全后方可進入罐內(nèi)，并對罐體進行全面檢測。對罐頂和罐壁腐蝕嚴重的部位，應進行局部更換或修補，并修復儲罐圓度，便其滿足要求。

2）割除或取消影響浮盤正常上下運行的原儲罐內(nèi)的所有內(nèi)伸接管及其他內(nèi)部構件。

3）應將罐內(nèi)壁焊縫的毛刺、尖角、切割后的痕跡等磨平，以免運行過程中造成密封裝置破壞。

3 結束語

實踐證明，拱頂罐改內(nèi)浮頂罐，改造后油品蒸發(fā)損失可減少90% 左右，經(jīng)濟效益及環(huán)保作用明顯。在設計改造中，除應考慮本文中所述事項外，還應綜合考慮實際情況及制定科學合理的方案，以便更好地提高經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率。

[1] 本社.GB50341—2003 立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規(guī)范[M]. 北京：中國計劃出版社，2011.

Several Experiences on Design of Floating Tank Can

Zhao De-jun

In recent years，with the continuous expansion of the size of the refinery and the rapid development of the coastal storage and transportation industry，and from the ecological，environmental protection，energy consumption and safety and other aspects of comprehensive consideration，many of the old vault tank has been transformed into a floating roof Storage tank.Dome storage tank for the transformation of the floating roof tank less investment，quick，with significant economic and social benefits.

storage tank；floating roof；structure；design

TQ053.2

B

1003-6490（2017）06-0124-01

2017-05-11

趙德君（1973—），女，遼寧錦州人，工程師，主要從事化工設備設計工作。