劉林法，劉 健，任相軍

(中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司，山東 青島 266071)

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油擴(kuò)散管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

劉林法，劉 健，任相軍

(中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司，山東 青島 266071)

介紹內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油管常用的幾種結(jié)構(gòu)型式，分析已有結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種新的進(jìn)油擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)型式，該結(jié)構(gòu)可有效降低油品流速，降低油品的蒸發(fā)損耗及靜電的危害，有利于內(nèi)浮頂?shù)钠椒€(wěn)、安全運(yùn)行，為內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)提供參考。

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐；擴(kuò)散管；設(shè)計(jì)

隨著石油石化行業(yè)的快速發(fā)展，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐已被廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)存石油化工產(chǎn)品上[1-4]。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)及應(yīng)用也日趨成熟，但仍存在需要改進(jìn)的地方?，F(xiàn)存進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式就存在一些弊端及需要改進(jìn)的地方[5-6]，為此本文對(duì)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油擴(kuò)散管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加合理。

1 常見進(jìn)油管的結(jié)構(gòu)型式

有關(guān)儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[7-9]對(duì)進(jìn)油管的結(jié)構(gòu)型式及流速?zèng)]有明確規(guī)定。在書籍[10]中提到擴(kuò)散管的作用是控制油品進(jìn)罐的流速不大于1m/s，速度過快會(huì)使油品激烈攪動(dòng)，增加了油品的蒸發(fā)損耗和靜電危害，不利于浮頂?shù)钠椒€(wěn)運(yùn)行。有關(guān)進(jìn)油擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)的研究報(bào)道[5，6，11]也較少，且各不相同。綜合有關(guān)資料及生產(chǎn)實(shí)踐，常見進(jìn)油管及擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)如下：

1.1 結(jié)構(gòu)型式(一)

接管直接伸入罐內(nèi)，且內(nèi)伸長(zhǎng)度較短，末端一般45o斜切，如圖1所示。

1.2 結(jié)構(gòu)型式(二)

接管伸入罐內(nèi)，且內(nèi)伸長(zhǎng)度較短，直接連接一個(gè)異徑接頭，如圖2所示。

圖1 進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式(一)

圖2 進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式(二)

1.3 結(jié)構(gòu)型式(三)[10-12]

接管伸入罐內(nèi)較長(zhǎng)，通過異徑接頭連接擴(kuò)散管且在擴(kuò)散管上開洞，如圖3所示。

1.4 結(jié)構(gòu)型式(四)[5]

接管伸入罐內(nèi)較長(zhǎng)，通過異徑接頭連接擴(kuò)散管，擴(kuò)散管末端伸至罐中心，在擴(kuò)散管上開大量的孔洞，且擴(kuò)散管末端用盲板盲死，如圖4所示。

圖3 進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式(三)

圖4 進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式(四)

2 現(xiàn)有進(jìn)油管結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)型式(一)、(二)

優(yōu)點(diǎn)：這兩種結(jié)構(gòu)型式均比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)及施工都方便；接管內(nèi)伸較短，不會(huì)對(duì)罐壁產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。

缺點(diǎn)：接管直接內(nèi)伸，流速不能有效降低，若油品進(jìn)罐速度過快且夾雜著大量氣體，會(huì)使油品激烈攪動(dòng)，增加了油品的蒸發(fā)損耗和靜電危害。同時(shí)易產(chǎn)生水擊或氣擊，對(duì)浮頂產(chǎn)生破壞，不利于浮頂?shù)钠椒€(wěn)、安全運(yùn)行[5，6，10]。

2.2 結(jié)構(gòu)型式(三)、(四)

優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)設(shè)擴(kuò)散管，且擴(kuò)散管內(nèi)伸較長(zhǎng)并開洞，可有效降低流速，避免靜電危害，避免了對(duì)浮頂?shù)乃畵艋驓鈸舻?，有利于浮頂?shù)钠椒€(wěn)、安全運(yùn)行[5，11]。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)(三)的擴(kuò)散管末端沒有設(shè)置防沖擋板，易使儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)(四)的擴(kuò)散管上部有開孔，氣體易從上部溢出產(chǎn)生氣擊，易對(duì)浮頂造成破壞。這兩種結(jié)構(gòu)內(nèi)伸均較長(zhǎng)，隨著罐基礎(chǔ)的沉降，擴(kuò)散管易發(fā)生彎曲，會(huì)使罐壁與進(jìn)油口管焊接處產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。一般罐底有一定的坡度，當(dāng)進(jìn)油口中心高度較低時(shí)，由于擴(kuò)散管較長(zhǎng)，極易導(dǎo)致擴(kuò)散管末端與罐底板或其他附件相碰[6]。

3 新型進(jìn)油擴(kuò)散管

在現(xiàn)有進(jìn)油管結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合考慮儲(chǔ)罐基礎(chǔ)不均勻沉降、降低油品流速、避免靜電危害、避免水擊或氣擊對(duì)浮頂產(chǎn)生的破壞等因素，提出一種新型的進(jìn)油擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，該新型結(jié)構(gòu)與常用結(jié)構(gòu)有較大改進(jìn)，具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

1.接管；2.U型管卡；3.分布管；4.防沖板；5.支座

圖5 進(jìn)油管結(jié)構(gòu)型式(五)

Fig.5 Inlet pipe structure type 5

入口管伸入罐內(nèi)，然后設(shè)置擴(kuò)散管，入口管與擴(kuò)散管之間不焊接。隨著罐基礎(chǔ)的沉降，擴(kuò)散管易發(fā)生彎曲變形，該結(jié)構(gòu)可有效避免接管對(duì)罐壁焊接處產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力。

擴(kuò)散管用U型管卡固定，而不是傳統(tǒng)的將擴(kuò)散管直接與支座相焊，給擴(kuò)散管的變形留有一定的活動(dòng)空間。

擴(kuò)散管長(zhǎng)度(L)取0.5R(R儲(chǔ)罐內(nèi)半徑)：2m≤L(0.5R)≤10m。擴(kuò)散管上兩側(cè)交錯(cuò)開孔，擴(kuò)散管末端斜切并設(shè)置防沖擋板。由于擴(kuò)散管上的開孔面積加上末端出口面積遠(yuǎn)大于進(jìn)口管的面積，以及氣體及液體通過擴(kuò)散管上的開孔較均勻排放，從而有效降低油品的流速，避免了油品的激烈攪動(dòng)，阻止了水擊及氣擊的產(chǎn)生，從而降低了油品的蒸發(fā)損耗及靜電的危害，有利于浮頂平穩(wěn)、安全的運(yùn)行。

該新型結(jié)構(gòu)無論是設(shè)計(jì)還是安裝施工均不復(fù)雜，通過在一些工程項(xiàng)目上的實(shí)施，該新型進(jìn)油擴(kuò)散管達(dá)到了預(yù)期效果，具有一定的借鑒意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

新型進(jìn)油擴(kuò)散管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可避免基礎(chǔ)不均勻沉降使進(jìn)油管對(duì)罐壁產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，可有效降低流速，降低油品的蒸發(fā)損耗及靜電的危害，有利于內(nèi)浮盤的平穩(wěn)運(yùn)行。該結(jié)構(gòu)既滿足工藝要求，又滿足結(jié)構(gòu)合理，確保內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行，為內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)提供參考。

[1] 孔昭瑞.我國(guó)組裝式浮盤的發(fā)展與建議[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010，29(11)：801-805.

[2] 張 宇.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的應(yīng)用及維護(hù)[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011(12)：105.

[3] 段冠軍.新材料應(yīng)用對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)推動(dòng)探討[J].石油化工設(shè)備，2017，46(2)：51-54.

[4] 梁紅飛.關(guān)于內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的思考[J].機(jī)電信息，2017，(3)：70-71.

[5] 王 勇，李林江.進(jìn)油擴(kuò)散管在內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐上的應(yīng)用[J].化工裝備技術(shù)，1999,20(6)：57-59.

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[7] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50341-2014，立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015.

[8] 全國(guó)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)化學(xué)品安全分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 288/SC 3).AQ 3053-2015，立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐安全技術(shù)規(guī)范[S]. 北京： 煤炭工業(yè)出版社, 2015.

[9] 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.SHT 3007-2014，石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京： 中國(guó)石化出版社, 2014.

[10] 劉家明.石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2012：2187.

[11] 王榮貴.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的罐體設(shè)計(jì)[J].化肥設(shè)計(jì)，2006，44(1)：29-31.

[12] 劉元法，張顯亮，王蘭君.拱頂罐改內(nèi)浮頂罐應(yīng)注意的問題[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2001，20(2)：48-52.

StructureDesignofOilInletSpreadingPipeforInnerFloatingRoofStorageTank

LiuLinfa,LiuJian,RenXiangjun

(CNPC EastChina Design Institute Co., Ltd., Shandong Qingdao 266071, China)

This paper introduces several commonly structure types of oil inlet pipe used on inner floating roof storage tank, analyses the advantages and disadvantages of the existing structure, put forward a new structure type of oil inlet spreading pipe, which can effectively reduce the flow rate, reduce the evaporation loss of oil product and the endanger of static electricity, also is favorable for the stable and safty operation of the inner floating roof, it can provides reference for the design of oil inlet spreading pipe for inner floating roof storage tank.

internal floating roof storage tank; spreading pipe; design

2017-07-25

劉林法(1982—)，山東平邑人，工程師，獲碩士學(xué)位，主要從事石油化工非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)工作。

TQ053.2

A

1008-021X(2017)18-0153-02

(本文文獻(xiàn)格式劉林法，劉健，任相軍.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)油擴(kuò)散管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].山東化工，2017，46(18)：153-154.)