宋 宇，杜鳳權(quán)，張 亮

（1.中國石油吉林石化公司動(dòng)力一廠，吉林吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司機(jī)動(dòng)設(shè)備處，吉林吉林 132021）

0 引言

隨著石油化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，儲(chǔ)油罐在不斷的更新?lián)Q代，裝配式內(nèi)浮盤油罐開始被廣泛應(yīng)用。特別是用在石化企業(yè)儲(chǔ)存汽、柴、煤、石腦油、原油等高揮發(fā)性油品方面。

內(nèi)浮盤是在油罐內(nèi)部，飄浮在油面并隨著油面上下升降的一種浮動(dòng)頂蓋，油罐采用這種內(nèi)部浮動(dòng)頂蓋，目前是被公認(rèn)為降低固定頂油罐油品蒸發(fā)損耗的最簡便、最安全、最經(jīng)濟(jì)的方法。幾十年來，石化裝置儲(chǔ)油罐基本使用3 種內(nèi)浮盤：泡沫塑料式內(nèi)浮盤、鋼浮盤式內(nèi)浮盤、裝配式鋁制內(nèi)浮盤。由于鋼浮盤式內(nèi)浮盤施工周期長、維修成本高、動(dòng)火量大、安全性能差、減少罐容量、易于沉底等原因，開始呈下降趨勢。由于泡沫塑料內(nèi)浮盤的靜電導(dǎo)出問題始終難以解決、安全性能較差等問題，目前在一些先進(jìn)的石化企業(yè)已經(jīng)停止制造和使用。裝配式鋁制內(nèi)浮盤因?yàn)槠浒惭b方便迅速、維修成本低、耐腐蝕、使用安全可靠等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在石化企業(yè)得到快速發(fā)展。在國內(nèi)第一套裝配式鋁制內(nèi)浮盤在上海石化公司的一臺(tái)5000 m3汽油罐應(yīng)用以來，得到快速的發(fā)展。

1 鋁浮盤內(nèi)浮盤油罐的特點(diǎn)及應(yīng)用

某公司中轉(zhuǎn)站內(nèi)有一個(gè)成品油集散地，共有19 臺(tái)正在應(yīng)用的各種儲(chǔ)油罐，已有11 臺(tái)為內(nèi)浮盤油罐，這其中9 臺(tái)為裝配式鋁制內(nèi)浮盤。下面介紹鋁浮盤油罐的具體特點(diǎn)。

1.1 減少油品蒸發(fā)損失，減輕環(huán)境污染，節(jié)約能源

鋁浮盤特別適用在儲(chǔ)存汽油、輕柴油、航煤、石腦油、原油等具有高揮發(fā)性油品的各類儲(chǔ)罐，能大大減少油品蒸發(fā)的損耗，是一種有效的節(jié)能裝置。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)的測試，安裝鋁浮盤的油罐比拱頂油罐減少油品蒸發(fā)損失90%以上。

德國RHEINFELDEN 公司按照EPA（美國環(huán)境保護(hù)局）的計(jì)算公式，對(duì)易揮發(fā)油品儲(chǔ)存在固定頂油罐中采用和不采用鋁浮盤的蒸發(fā)損失進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果見表1～表5。

表1 油罐基本數(shù)據(jù)

根據(jù)表中統(tǒng)計(jì)結(jié)果，能夠估算出中轉(zhuǎn)站現(xiàn)有的鋁浮盤內(nèi)浮盤罐的年節(jié)油量。中轉(zhuǎn)站70#汽油年出廠量約30 萬噸，共有6 臺(tái)2000 m3內(nèi)浮盤罐和2 臺(tái)5000 m3內(nèi)浮盤罐進(jìn)行周轉(zhuǎn)作業(yè)。其中2000 m3油罐平均年周轉(zhuǎn)次數(shù)超過36 次，5000 m3油罐平均年周轉(zhuǎn)次數(shù)超過10 次，這樣對(duì)比上表中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，能夠估算出每年相對(duì)改造前能減少的汽油損失為：115 442×6+123 003×2=940 t；即中轉(zhuǎn)站6臺(tái)70#鋁浮盤油罐年節(jié)油能力大約是940 t，能夠看出鋁制內(nèi)浮盤的應(yīng)用效果非常明顯。

根據(jù)對(duì)蒸發(fā)損失的實(shí)際測量以及數(shù)據(jù)計(jì)算，裝配式鋁浮盤的投資，通常在一年多的時(shí)間能夠收回，對(duì)于揮發(fā)性比較高的油品，以及周轉(zhuǎn)次數(shù)比較多的油罐，回收投資的時(shí)間則更短。此外，由于采用鋁浮盤后，將明顯減少油品蒸發(fā)的損失，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境的污染，滿足環(huán)保要求，因此油罐安裝裝配式鋁制浮盤，不僅具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，還產(chǎn)生明顯的社會(huì)效益。

中轉(zhuǎn)站每年出廠輕柴油約40 萬噸左右，而4 臺(tái)柴油罐103#、104#（2000 m3）、111#、112#（5000 m3）均是無力矩式油罐，沒有安裝鋁浮盤且每臺(tái)罐每年平均周轉(zhuǎn)次數(shù)40 次以上。對(duì)照前表中所示的結(jié)果，若安裝鋁浮盤，這4 臺(tái)柴油罐每年可節(jié)約油品損耗量為：1 155 442×2+28 249×2=800 t，能夠得出這樣的結(jié)論，中轉(zhuǎn)站甚至全公司均應(yīng)盡快把柴油罐由無力矩方式改造為鋁浮盤內(nèi)浮盤式儲(chǔ)罐，為公司節(jié)能降耗，挖潛增效開辟新的途徑。

表2 固定頂油罐油品蒸發(fā)損失 kg/年

表3 安裝鋁制浮盤后油品蒸發(fā)損失kg/年

表4 節(jié)油量 kg

表5 鋁浮盤減小油品蒸發(fā)損失效率%

1.2 裝配式鋁浮盤安裝方便快捷

裝配式鋁浮盤是由周邊框架及槽型支承梁等設(shè)施組成，一種防銹鋁板鋪蓋在框架上方，整個(gè)浮盤結(jié)構(gòu)由鋁管做支撐。周邊框架與罐壁間采用裝配密封膠帶，周邊的框架作為支承梁密封帶的基礎(chǔ)，中間的框架由支承梁、密封壓條、蓋板、鋁浮管組成。所有這些設(shè)施零部件均由制造廠生產(chǎn)，運(yùn)輸至現(xiàn)場后能夠方便的通過儲(chǔ)罐壁人孔送至罐內(nèi)進(jìn)行安裝。因?yàn)樗辛悴考捎娩X合金制造，非常輕便，所以在整個(gè)安裝過程中，不需要使用任何起重機(jī)械。中轉(zhuǎn)站107#、108#這2 臺(tái)5000 m3無力矩舊罐，在進(jìn)行改造安裝鋁浮盤的時(shí)候，只有8 名工人用2 周時(shí)間，就全部安裝完畢。若用鋼盤式內(nèi)浮盤，至少需要20 名工人6 周以上時(shí)間才能安裝完畢。

1.3 現(xiàn)場安裝時(shí)基本不動(dòng)火作業(yè)，施工安全

通常舊罐改造是在罐內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，為確保安全，均要求在施工作業(yè)期間盡量不動(dòng)火作業(yè)。裝配式鋁浮盤的安裝就滿足這項(xiàng)要求，僅僅開設(shè)罐壁通氣孔以及安裝防旋轉(zhuǎn)繩外，基本不再需要進(jìn)行其他焊接及切割等動(dòng)火作業(yè)，動(dòng)火量小，施工非常安全。同時(shí)因?yàn)殇X浮盤整個(gè)安裝過程中，幾乎沒有動(dòng)火焊接作業(yè)，能夠在涂刷防腐涂層的罐底上進(jìn)行安裝作業(yè)，而不會(huì)破壞罐底的防腐涂層，因此應(yīng)用范圍更廣泛。

1.4 抗腐蝕性能好、使用安全

由于鋁浮盤全部采用鋁合金材料的金屬制造，抗腐蝕性能良好。采用密封浮筒作為浮力的構(gòu)件，使用過程中不會(huì)有下沉的風(fēng)險(xiǎn)。即使有個(gè)別浮筒泄漏時(shí)，也不會(huì)導(dǎo)致浮盤整體下沉。但鋼盤式浮盤，一旦浮盤泄漏就整體下沉。

2 優(yōu)化改進(jìn)

裝配式鋁制內(nèi)浮盤是一種高效的節(jié)能設(shè)備設(shè)施，和其他類內(nèi)浮盤相比優(yōu)點(diǎn)很多。同時(shí)舊儲(chǔ)罐在改造安裝鋁浮盤之后，產(chǎn)生新的問題：無力矩拱頂罐在改制內(nèi)浮盤后，儲(chǔ)罐的儲(chǔ)油容積均會(huì)相應(yīng)減少。原因是在安裝浮盤以及開設(shè)罐壁通氣孔后，減少了油罐的安全收油高度，即減少油罐的有效容積。正是因?yàn)閮?nèi)浮盤油罐在安裝鋁浮盤時(shí)，均要在罐壁上方增設(shè)通氣孔，進(jìn)而使油罐的有效容積有所減少。

改造安裝罐壁通氣孔有兩個(gè)目的：①泄流以限制油面的高度，保護(hù)鋁浮盤完好；②通氣作用。泄流限制油高度保護(hù)鋁浮盤，當(dāng)油品收到讓浮盤上升到一定高度后，不允許再上升，以避免鋁浮盤受壓而出現(xiàn)損壞；通氣指浮盤和頂蓋之間的空間，在收支油變化時(shí)進(jìn)行呼氣及吸氣。換言之，寧可犧牲油品令其外泄，也不能造成浮盤的破壞。如果把通氣孔換個(gè)位置，還能夠滿足上述兩個(gè)要求，能夠提高儲(chǔ)罐的有效容積，則是一項(xiàng)很有意義的改造。把罐壁通氣孔移至罐頂，在頂蓋某個(gè)位置安裝通氣孔和阻火器，這樣通氣目的同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。第二目的可通過其他方法來解決這個(gè)問題，罐壁的通氣孔第二目的是從安全生產(chǎn)上來考慮的，是一種以防萬一的措施，由于泄流的可能性非常小，也是人為能夠控制的，中轉(zhuǎn)站車間包括全公司至今也沒有出現(xiàn)過從罐壁通氣孔泄流的事件，也就是說罐壁通氣孔始終沒有達(dá)到保護(hù)鋁浮盤作用。因此若不設(shè)罐壁通氣孔，安全性也是能夠保證的。

另外，也可以通過安裝高位報(bào)警器以及提高護(hù)罐人員的責(zé)任心，來保證儲(chǔ)罐液位不超，進(jìn)而保護(hù)鋁浮盤的完好，和保護(hù)浮盤罐一樣，其安全性是能夠得到保證的。因此把罐壁通氣孔改造安裝在罐頂是完全可行，改造后鋁浮盤式內(nèi)浮盤罐能夠大大提高有效容積。

以中轉(zhuǎn)站107#5000 m3鋁浮盤式內(nèi)浮盤罐為例。中轉(zhuǎn)站107#罐結(jié)構(gòu)如圖1 所示，罐壁及浮盤結(jié)構(gòu)如圖2 所示。107#作業(yè)狀態(tài)是：最高工作溫度40 ℃，最低工作溫度0 ℃，消防泡沫厚度300 mm，儲(chǔ)存70#汽油，D40 ℃=0.705、D0 ℃=0.730，設(shè)罐壁通氣孔即現(xiàn)在的實(shí)際最大收油高度為：

圖1 中轉(zhuǎn)站107#罐結(jié)構(gòu)

圖2 罐壁及浮盤結(jié)構(gòu)

實(shí)際作業(yè)收油高度為9700 mm。

若把罐壁通氣孔改裝在罐頂，最大收油高度則為：

實(shí)際收油高可以定為10 700 mm。

對(duì)比以上兩個(gè)數(shù)據(jù)，能夠得出，改變通氣孔位置后，能夠提高儲(chǔ)罐儲(chǔ)油高度1000 mm，能夠提高有效容積411 m3，相比目前實(shí)際可提高罐容10%以上，效果明顯。

3 結(jié)束語

裝配式鋁制內(nèi)浮盤是一種高效節(jié)能型設(shè)備，是一項(xiàng)符合石化企業(yè)節(jié)能降耗、挖潛增效的有效技改項(xiàng)目。在安裝過程中很有必要做一些有效的優(yōu)化改進(jìn)，把罐壁通氣孔改裝在罐頂部，就能夠進(jìn)一步提高鋁浮盤應(yīng)用價(jià)值，能夠更好地為石油儲(chǔ)運(yùn)事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，創(chuàng)造企業(yè)效益。