油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)手冊(cè)

/第五章灌區(qū)設(shè)計(jì)第一節(jié)儲(chǔ)罐的類型及系列一、儲(chǔ)罐分類在煉油、石油化工企業(yè)和各類石油庫(kù)中，廣泛地運(yùn)用著各種類型的儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存不同性質(zhì)的液態(tài)和氣態(tài)石油化工產(chǎn)品。依據(jù)這些儲(chǔ)罐建立的特點(diǎn)，可分為地上儲(chǔ)罐和地下儲(chǔ)罐兩種類型。地上儲(chǔ)罐大多接受鋼板焊接而成，由于它的投資較少、建設(shè)周期短、日常維護(hù)和管理比較便利，因而煉油、石油化工和各類石油庫(kù)中的儲(chǔ)罐絕大多數(shù)為地上式；地下儲(chǔ)罐多接受鋼板或鋼板和鋼筋混凝土兩種材料建立，但由于這種儲(chǔ)罐的投資較高、建設(shè)周期長(zhǎng)、施工難度較大、操作及維護(hù)不如地上儲(chǔ)罐便利，故只有當(dāng)工藝條件有特殊要求時(shí)才選用。（一）地上鋼儲(chǔ)罐1、立式圓筒形儲(chǔ)罐這種儲(chǔ)罐由罐底、罐壁及罐頂組成，罐壁為立式圓筒形結(jié)構(gòu)。依據(jù)其罐頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)又可分為固定頂、浮頂、內(nèi)浮頂三種型式。1）固定頂罐固定頂儲(chǔ)罐的罐頂結(jié)構(gòu)有多重型式，目前運(yùn)用最普遍的為拱頂罐，這種罐頂為球缺形，球缺的半徑一般為罐直徑的0.8-1.2倍，拱頂本身是承重的構(gòu)件，有較強(qiáng)的剛性，能承受確定的內(nèi)部壓力，拱頂儲(chǔ)罐的承受壓力一般為2KPa，由于受到自身結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性的限制，儲(chǔ)罐的容量不宜過大，容量大于1*10^4㎡時(shí)，多接受網(wǎng)架式拱頂罐，目前拱頂罐的最大容量已達(dá)3*10^4㎡。2）浮頂罐浮頂儲(chǔ)罐的罐頂是一個(gè)浮在液面上并隨液面升降的盤狀結(jié)構(gòu)，浮頂分為雙盤式和單盤式兩種。雙盤式由上、下兩層蓋板組成，兩層蓋板之間被分隔成若干個(gè)互不相通的隔艙。單盤式浮頂?shù)闹苓厼榄h(huán)形分隔的浮艙，中間為單層鋼板。浮頂外緣的環(huán)板和罐壁之間有200-300mm的間隙，其間裝有固定在浮頂上的密封裝置。密封裝置的結(jié)構(gòu)形式較多，有機(jī)械式、管式以及彈性填料式等。管式和彈性填料式是目前應(yīng)用較為廣泛的密封裝置，這種密封裝置主要接受軟質(zhì)材料，所以便于浮頂?shù)纳?，?yán)密性能較好。為了進(jìn)一步降低物料靜止儲(chǔ)存時(shí)的蒸發(fā)損耗，可在上述單密封的基礎(chǔ)上再增加一套密封裝置，稱之為二次密封。浮頂結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐的容量較大，目前國(guó)內(nèi)已運(yùn)用最大浮頂儲(chǔ)罐的容量達(dá)10*10^4㎡。3）內(nèi)浮頂罐內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：在拱頂罐內(nèi)加一個(gè)覆蓋在液面上、可隨介質(zhì)的液面升降的浮動(dòng)頂，同時(shí)在罐壁的上部增加通風(fēng)孔，這種儲(chǔ)罐和拱頂罐，受自身結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性的限制，儲(chǔ)罐的容量也不宜過大。2、臥式圓筒形儲(chǔ)罐這種儲(chǔ)罐由罐壁及端頭組成，罐壁為臥式圓筒形結(jié)構(gòu)，端頭為橢圓形封頭。臥式圓筒形儲(chǔ)罐多用于要求承受較高的正壓和負(fù)壓的場(chǎng)合。由于臥式圓筒形儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的限制，容量不大，因而便于在工廠里整體制造，質(zhì)量也易于保證，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工都比較便利，臥式圓筒形儲(chǔ)罐的主要不足在于單位容積耗用的鋼材較多，且占地面積也較大。3、球形儲(chǔ)罐球形結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐，由于承壓的性能良好，單位容積的耗鋼量較少，故多用于儲(chǔ)存要求承受內(nèi)壓較高，容量較大的介質(zhì)。罐體可在工廠預(yù)制成半成品（組裝件）然后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝、焊接。這種罐對(duì)施工的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。目前已建成球形儲(chǔ)罐的最大容量為4000㎡，受自身結(jié)構(gòu)的限制，球形儲(chǔ)罐的容量不宜太大。4、氣罐常用氣罐分濕式和干濕兩種，濕式氣罐是由一組倒扣的鐘罩扣在水槽內(nèi)，通過鐘罩升降的變更，變更著儲(chǔ)罐容量的大小。儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的氣體壓力通過設(shè)置在頂層鐘罩上的配置重塊的數(shù)量來限制，變更儲(chǔ)罐容量的大小。每節(jié)鐘罩之間、鐘罩和底層水槽之間的連接處有水封裝置，使罐內(nèi)氣體不致泄露。由于儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的緣由，儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力不宜大于4KPa（400mm）。當(dāng)須要儲(chǔ)罐壓力大于4KPa、容積更大時(shí)（大于1*10^4㎡），應(yīng)考慮選用干式儲(chǔ)氣罐的可行性。干式儲(chǔ)罐的主要優(yōu)點(diǎn)在于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力提高，因此單位體積內(nèi)的儲(chǔ)氣量大大高于濕式氣罐，相同容積下的儲(chǔ)罐，其單位容積的耗鋼量及總投資都低于濕式氣罐。（二）地下儲(chǔ)罐常用地下儲(chǔ)罐，有立式圓筒形及臥式圓筒形兩種，由于儲(chǔ)罐設(shè)置在地面以下，所以土壤的地質(zhì)條件、腐蝕性及地下水的狀況，是地下儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的因素。1、立式圓筒形儲(chǔ)罐地下立式圓筒形儲(chǔ)罐的頂板、壁板以及底板，一般狀況下多接受鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為了防止儲(chǔ)存介質(zhì)滲漏，儲(chǔ)罐的壁板及底板的內(nèi)側(cè)襯一層鋼板，這樣結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐、施工技術(shù)較為困難、要求嚴(yán)格、施工周期較長(zhǎng)、投資較大。2、臥式圓筒形儲(chǔ)罐煉油、石油化工企業(yè)及油庫(kù)中常用干脆埋于地下的臥式圓筒形儲(chǔ)罐，多為一般碳鋼鋼板制造，由于實(shí)際需求的容積不大（大多小于50㎡），故便于廠家整體制造、運(yùn)輸及施工。二、儲(chǔ)罐的選用（一）地上儲(chǔ)罐1、拱頂儲(chǔ)罐這種結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐，運(yùn)用比較廣泛，通常狀況下多用于閃點(diǎn)大于60℃的石油化工產(chǎn)品，它既可以用于儲(chǔ)存常溫狀態(tài)下的介質(zhì)，還可以儲(chǔ)存溫度較高（200℃）的介質(zhì)。2、浮頂儲(chǔ)罐罐頂覆蓋的儲(chǔ)存介質(zhì)的液面上，并隨著液面升降，浮頂和液面之間基本沒有氣體空間，從而大大降低了氣體的蒸發(fā)損耗，同時(shí)也削減了氣體對(duì)四周環(huán)境的污染程度。由于罐頂?shù)膫?cè)面和罐壁之間存在著確定的間隙，少量的雨雪及風(fēng)砂有可能滲入罐內(nèi)，所以僅適于儲(chǔ)存一些對(duì)防水及防塵要求不是特別嚴(yán)格的輕質(zhì)（閃點(diǎn)小于60℃）的液態(tài)石油化工產(chǎn)品。這種結(jié)構(gòu)更適用于容積大于1*10^4㎡的儲(chǔ)罐，對(duì)于需選用大容量?jī)?chǔ)罐的輕柴油，當(dāng)拱頂儲(chǔ)罐的容積不能滿足要求時(shí)，應(yīng)選用浮頂罐。受密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，介質(zhì)的操作溫度一般不高于70℃.3、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐是在拱頂罐的基礎(chǔ)上增加一個(gè)浮頂，除可以降低物料的蒸發(fā)損耗、削減氣體對(duì)四周環(huán)境的污染外，和浮頂罐相比較，內(nèi)浮頂罐的防水、防塵性能比較好，因而更適合于儲(chǔ)存對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較為嚴(yán)格的石油化工產(chǎn)品。當(dāng)物料的閃點(diǎn)小于60℃、儲(chǔ)罐的容積小于1*10^4㎡時(shí)，宜選用內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐。4、球形及臥式圓筒形儲(chǔ)罐此類結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐，可依據(jù)其設(shè)計(jì)壓力的大小，用于儲(chǔ)存液化石油氣類、輕汽油、液氨以及惰性氣體等。此外，臥式圓筒形儲(chǔ)罐亦常用于儲(chǔ)存油氣放空系統(tǒng)中回收的殘液、化學(xué)試劑以及用作真空系統(tǒng)中的儲(chǔ)罐。5、氣罐常用的濕式氣罐，主要用于收集、儲(chǔ)存油氣放空系統(tǒng)中的可燃?xì)怏w，以及惰性氣體。（二）地下儲(chǔ)存如前所述，由于地下儲(chǔ)罐的投資大、施工周期長(zhǎng)等因素的影響，很少接受這種類型的儲(chǔ)罐，只有那些工藝上有某些特殊要求的場(chǎng)合才選用地下儲(chǔ)罐。比如石油化工企業(yè)中的自用加油站、城市中的加油站，所用儲(chǔ)罐多為地下直埋式（臥式圓筒形結(jié)構(gòu)），火車下卸原油時(shí)的中轉(zhuǎn)儲(chǔ)罐也是地下直埋式等。綜上所述，不同外界的環(huán)境下儲(chǔ)存石油化工產(chǎn)品和其他介質(zhì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)各自的狀況選用不同結(jié)構(gòu)和不同敷設(shè)方式的儲(chǔ)罐。表5-1-1儲(chǔ)罐選型中給出了各種結(jié)構(gòu)的地上鋼儲(chǔ)罐適于儲(chǔ)存的石油化工產(chǎn)品及其他介質(zhì)。表5-1-1儲(chǔ)罐選型表儲(chǔ)存介質(zhì)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)原油、汽油、溶劑油、燈用煤油以及性質(zhì)相像的產(chǎn)品浮頂、內(nèi)浮頂航空汽油、噴氣燃料油內(nèi)浮頂柴油、重油、潤(rùn)滑油及性質(zhì)相像的產(chǎn)品拱頂液化石油氣、輕汽油）（初餾點(diǎn)至60℃）、戊烷、惰性氣體球形、臥式芳烴、醇類、酮類、醛類、酯類、清類拱頂、臥式酸類、堿類拱頂、臥式液氨球形、臥式氨水拱頂、臥式放空油氣、惰性氣體氣罐注：當(dāng)拱頂罐的罐容不能滿足儲(chǔ)存輕柴油的要求時(shí)，應(yīng)選用浮頂罐。三、儲(chǔ)罐系列 儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)型式、罐容及個(gè)數(shù)，應(yīng)依據(jù)工藝條件確定。下面給出的資料，是有關(guān)設(shè)計(jì)部門結(jié)合本系統(tǒng)的特點(diǎn)而形成的各自獨(dú)立的系列，這些系列的差別不大。（1）拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅰ見表5-1-2；（2）拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅱ見表5-1-3；（3）拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅲ見表5-1-4；（4）浮頂儲(chǔ)罐系列Ⅰ見表5-1-5；（5）浮頂儲(chǔ)罐系列Ⅱ見表5-1-6（6）內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列見表5-1-7；（7）臥式儲(chǔ)罐系列見表5-1-8（8）球形儲(chǔ)罐系列見表5-1-9由于不同地域的水文、地質(zhì)、地貌及氣象等條件的差異較大，加上平面布局等因素的影響，儲(chǔ)罐的罐容量以及結(jié)構(gòu)尺寸的大小，往往須要因地制宜的確定，所以目前各有關(guān)單位非系列儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)尺寸很多，不再敘述。表5-1-2拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅰ序號(hào)工程容積㎡計(jì)算容積㎡罐直徑m拱頂曲率半徑m罐高，m設(shè)備總重kg總高壁高120222.653.503.993.721379240443.524.504.484.112146360663.985.005.204.78278041001105.146.135.875.30423852002206.587.867.206.47671763003307.719.227.927.07882074004408.249.859.158.241059085005508.9210.679.798.8113860970077010.2012.2010.539.4117385101000110011.5013.7311.8610.5825490112000220015.7018.7613.1111.3743880123000330018.9022.6113.8511.7661510135000550023.6423.3015.1412.5314100001070031.1237.2717.5014.07表5-1-3拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅱ序號(hào)工程容積㎡計(jì)算容積㎡罐直徑m拱頂曲率半徑m罐高，m設(shè)備總重kg總高壁高11001174.976.006.485.94500622002366.467.807.837.13773233003157.469.007.947.13921545005298.9510.809.288.311279357007459.9412.0010.589.491591761000107711.9514.4010.839.532418872000209615.4418.6010.8011.104070683000322917.9221.6014.6612.695837295000542621.8926.4016.6814.279627410100001011628.3334.2018.9715.8611200002020039.7039.9921.4416.09表5-1-4拱頂儲(chǔ)罐系列Ⅲ序號(hào)工程容積㎡計(jì)算容積㎡罐直徑m拱頂曲率半徑m罐高，m設(shè)備總重kg總高壁高11001105.006.006.155.6051852200273.56.007.209.068.40881033003196.507.8010.329.601158044004597.509.0011.2310.401491955005238.009.6011.2810.40160006700712.59.0010.8012.1911.201972071000110010.8013.2013.8812.692783082000220014.0016.8015.8114.274615093000312716.0019.2017.6115.8567150104000423218.1021.6018.5916.6386710115000504920.0024.0018.2816.0812100001044028.0033.6020.0416.9613200002161237.0037.0025.0520.1014300003249046.0046.0025.9819.55表5-1-7內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列序號(hào)工程容積㎡計(jì)算容積㎡罐直徑m拱頂曲率半徑m罐高，m設(shè)備總重kg總高壁高11001105.006.006.155.6051852200273.56.007.209.068.40881033003196.507.8010.329.601158044004597.509.0011.2310.401491955005238.009.6011.2810.40160006700712.59.0010.8012.1911.201972071000110010.8013.2013.8812.692783082000220014.0016.8015.8114.274615093000312716.0019.2017.6115.8567150104000423218.1021.6018.5916.6386710115000504920.0024.0018.2816.0812100001044028.0033.6020.0416.9613200002161237.0037.0025.0520.1014300003249046.0046.0025.9819.55注：設(shè)備總重不包括浮盤部分。表5-1-8臥式儲(chǔ)罐系列序號(hào)工程容積㎡計(jì)算容積㎡罐直徑m筒體長(zhǎng)度m罐體總長(zhǎng)m設(shè)備總重kg11011.201.754.134.82110321516.081.756.166.85155532022.541.758.899.58215342524.921.759.5910.28228353030.921.7512.3213.01287263535.821.7514.3515.04333071011.782.102.803.61107481516.382.104.134.94140092525.882.106.867.672134103535.282.109.5910.402865114544.782.1012.3213.133596125554.082.1015.0515.864335132021.052.543.434.421554142524.052.544.135.111758153534.852.546.167.142468164548.552.548.899.873368175052.152.549.5610.573568186062.452.5411.6212.604288196566.152.5412.3213.304488207576.152.5414.3515.365188218079.152.5415.0516.065388224040.563.204.135.383248235556.763.206.167.414470246062.463.206.868.114800257578.463.208.8910.416022268584.263.209.5910.84635227100102.663.2011.6212.87747528105106.663.2012.3213.57790429120122.463.2014.3515.609120注：表中所列臥式儲(chǔ)罐可用于地上或地下，用于地下時(shí)敷土厚度不超過2m。其次節(jié)儲(chǔ)罐附件一、附件簡(jiǎn)介儲(chǔ)罐罐體上設(shè)置的附件，是儲(chǔ)罐的重要組成部分，設(shè)置附件的主要目的如下：確保石油化工廠品在正常運(yùn)行狀況下的接受、儲(chǔ)存、發(fā)送、計(jì)量和監(jiān)測(cè)。便于設(shè)備（儲(chǔ)罐）的正常維護(hù)和管理，便于操作。保證設(shè)備（儲(chǔ)罐）和操作人員的平安。1、梯子、平臺(tái)設(shè)置梯子、平臺(tái)的目的，是為了保證操作人員能順當(dāng)?shù)牡竭_(dá)儲(chǔ)罐上予定的部位，進(jìn)行液位計(jì)量、采樣作業(yè)、對(duì)儲(chǔ)罐上附件的維護(hù)和管理，并確保操作人員在進(jìn)行上述作業(yè)過程中的人身平安。常用的梯子有罐壁式盤梯和斜梯兩種（很少接受直梯），梯子的寬度以650mm為宜，踏步的寬度取200mm，踏步的高度取250mm。2、透光孔設(shè)在罐頂上的透光孔，主要供施工安裝、儲(chǔ)罐清洗以及檢修時(shí)采光和通風(fēng)運(yùn)用，透光孔的直徑為500mm。3、人孔人孔的主要作用是供安裝工人施工、操作人員進(jìn)出儲(chǔ)罐時(shí)運(yùn)用，同時(shí)也兼有對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)及采光的作用。人孔的直徑取600mm，孔中心距罐底板的距離取750mm。4、清掃孔清掃孔主要是用來清除罐內(nèi)的沉積雜物，兼有對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)及采光的作用。5、防水管放水管設(shè)置在儲(chǔ)罐罐壁的下部或底部，用以解除儲(chǔ)罐底部的積水和部分雜物。常用放水管分為固定式放水管和安裝在排污孔（或清掃孔上）的排水管。排污孔主要用于清掃油罐時(shí)，清除沉積于罐底的雜質(zhì)，它適于設(shè)置在含雜物較少的儲(chǔ)罐上。6、進(jìn)出口接合管進(jìn)出接合管是確保石油化工液態(tài)產(chǎn)品進(jìn)出儲(chǔ)罐的接口，除特殊要求外，一般應(yīng)設(shè)在罐壁的下部，可分別設(shè)置進(jìn)、出口接合管，或進(jìn)出口合為一個(gè)接合管，需設(shè)調(diào)和噴嘴、平安活門及浮動(dòng)式吸入管等時(shí)，儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)應(yīng)增加一對(duì)法蘭。沸溢性石油化工產(chǎn)品的進(jìn)出接合管，應(yīng)布置在儲(chǔ)罐的頂部。7、量油孔量油孔主要用來測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)石油化工產(chǎn)品的液面高度，以便計(jì)算出罐內(nèi)的儲(chǔ)存量，同時(shí)也可以通過此孔進(jìn)行取樣，供化驗(yàn)分析運(yùn)用。隨著液面計(jì)量自動(dòng)化水平不斷的提高，以及取樣器不斷地完善，量油孔的作用越來越小。8、通氣管通氣管裝在儲(chǔ)存重質(zhì)石油化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐的罐頂上，其主要作用是使罐內(nèi)的氣體空間和大氣連通，當(dāng)進(jìn)行接收及發(fā)送產(chǎn)品作業(yè)、或外界氣溫變更時(shí)，通氣管將成為罐內(nèi)氣體呼吸的重要通道。9、呼吸閥呼吸閥是輕質(zhì)石油化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐上的平安裝置之一，主要用來削減產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，并保證罐內(nèi)氣體壓力在確定范圍內(nèi)正常運(yùn)行。它由壓力閥和真空閥兩部分組成，通過這兩個(gè)閥使儲(chǔ)罐平常保持密閉狀態(tài)，并可以限制罐內(nèi)的最大正、負(fù)工作壓力。當(dāng)罐內(nèi)的壓力達(dá)到儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的允許壓力時(shí)，壓力閥開啟，氣體從罐內(nèi)排至大氣，當(dāng)罐內(nèi)的壓力降至允許的真空度時(shí)，真空閥開啟，外界空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)。呼吸閥分為一般型和防凍型（全天候）兩種。10、液壓平安閥為防止呼吸閥因銹蝕、或氣溫較低時(shí)出現(xiàn)的堵塞和凍結(jié)，阻礙罐內(nèi)氣相的正常呼吸，罐頂還須要設(shè)置液壓平安閥（或?qū)嵭衅渌胧?。由于液壓平安閥限制的壓力和真空度都比呼吸閥高，所以正常運(yùn)行狀況下，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作，只有在呼吸閥失靈的狀況下，館內(nèi)的壓力或者真空度達(dá)到了液壓平安閥的限制值時(shí)，才會(huì)長(zhǎng)生動(dòng)作。為使液壓平安閥的運(yùn)行不受外界氣溫的影響，閥內(nèi)充裝的液體應(yīng)當(dāng)是凝固點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、不易揮發(fā)的介質(zhì)。11、阻火器通過呼吸閥排出的的罐內(nèi)氣體，和空氣混合后若遇明火就有產(chǎn)生爆炸和燃燒的可能性，并將危及整個(gè)儲(chǔ)罐的平安，阻火器能阻擋火焰由外部向儲(chǔ)罐內(nèi)未燃燒混合氣體的傳播，從而保證儲(chǔ)罐的平安。12、平安活門平安活門是安裝在進(jìn)出口接合管罐內(nèi)側(cè)的平安開啟及關(guān)閉裝置。其