行业知识

  一、储罐的用途：

      用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，钢制储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。我国的储油设施多以地上储罐为主，且以金属结构居多。

      二、储罐的分类：

      由于储存介质的不同，储罐的形式也是多种多样的。

      1. 按位置分类：可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。

      2. 按油品分类：可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等。

      3. 按用途分类：可分为生产油罐、存储油罐等。

      4. 按形式分类：可分为立式储罐、卧式储罐等。

      5. 按结构分类：可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。

      6. 按大小分类：100m3 以上为大型储罐，多为立式储罐；100m 3 以下的为小型储罐，多为卧式储罐。

      三、储罐的标准：  常用储罐标准：

      1. 美国石油学会标准   API650 ；

      2. 英国标准               BS2654 ；

      3. 日本标准               JISB8501 ；

      4. 德国标准               DIN4119 ；

      5. 石油行业标准         SYJ1016 ；

      6. 石化行业标准         SH3046。

      四、储罐的材料 : 

      储罐工程所需材料分为罐体材料和附属设施材料。

      罐体材料可按抗拉屈服强度或抗拉标准强度分为低强钢和高强钢，高强钢多用于5000m³以上储罐；附属设施（包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等）均采用强度较低的普通碳素结构钢，其余配件、附件则根据不同的用途采用其它材质。制造罐体常用的国产钢材有 20 、 20R 、 16Mn 、 16MnR 以及 Q235 系列等。

      五、储罐的结构：

      目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐。

      1. 拱顶储罐的构造

      拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为 1000 -10000m³，目前，国内拱顶储罐的最大容积已经达到 150000m³。

      1.1罐底：罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。一般情况下，储罐内径＜16.5m 时，宜采用条形边缘板，储罐内径 ≥ 16.5m 时，宜采用弓形边缘板。

      1.2罐壁：罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。

      套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比较安全。

      直线式罐壁板环向焊缝为对接。优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。

      1.3罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。

      2. 浮顶储罐的构造

      浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。

      2.1罐底：浮顶罐的容积一般都比较大，其底板均采用弓形边缘板。

      2.2罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内表面平整。浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。

      2.3浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘式浮顶和浮子式浮顶等形式。

      2.3.1单盘式浮顶：由若干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。其优点是造价低、好维修。

      2.3.2双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成若干独立的环形舱。其优点是浮力大、排水效果好。

      3. 内浮顶储罐的构造

      内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。

      4.卧式储罐的构造

      卧式储罐的容积一般都小于100m3 ，通常用于生产环节或加油站。卧式储罐环向焊缝采用搭接，纵向焊缝采用对接。圈板交互排列，取单数，使端盖直径相同。卧式储罐的端盖分为平端盖和碟形端盖，平端盖卧式储罐可承受 40kPa内压，碟形端盖卧式储罐可承受 0.2Mpa内压。地下卧式储罐必须设置加强环，加强还用角钢煨制而成。

      六、储罐基础选型：

      1. 当地基土层能满足承载力设计值和沉降差的要求且场地不受限制时，宜采用护坡式或外环墙式基础；

      2. 当地基土层不能满足承载力设计值要求、但沉降量不超过允许值时，可采用环墙式或外环墙式基础；

      3. 当地基土层为软土层时，宜对地基处理后再采用外环墙式基础；

      4. 当场地受限时，可采用环墙式基础。

      七、储罐基础施工：

      1. 土方开挖：基坑夯实；

      2. 钢筋混凝土与砖石工程：（略）；

      3. 土方回填：机械夯实，回填土层大于 500mm ；

      4. 砂垫层：选用中、粗砂，铺设厚度 200~ 250mm ，用平板振荡器洒水夯实；

      5. 沥青砂垫层：选用中、粗砂和 60 号甲道路石油沥青加热制成沥青砂，分层分块铺设平整，其厚度为 80~ 100mm，储罐基础顶面由中心向四周的坡度为 15~35‰ ；

      6. 护坡施工：储罐进行水压试验之后进行护坡施工，护坡宽度为800~1000mm 。护坡与储罐底板之间采用沥青玛蹄脂填塞。

      7. 储罐基础设计与施工过程中请认真参阅 SH/T3083《石油化工钢储罐地基处理技术规范》和 SH3086《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》。

      八、储罐制作与安装

      1. 储罐建造过程分为半成品预制和现场组对安装两部分。

      2. 半成品预制：罐底、罐壁、罐顶等部件都需要进行预制（具体预制方法略）。

      3. 现场组对安装方法：大致分为倒装法施工工艺、正装法施工工艺和特殊法施工工艺。

      九、储罐附件

      1. 油罐附件是油罐自身的重要组成部分。它的设置按其作用可分成4种类型：1.1保证完成油料收发、储存作业，便于生产、经营管理。1.2保证油罐使用安全，防止和消除各类油罐事故。1.3有利油罐清洗和维修。1.4能降低油品蒸发损耗。

      2. 盘梯（或直梯）：带休息平台，宽度为 650mm ，逆时针旋转。罐顶设有防滑踏步。扶梯是专供操作人员上罐检尺、测温、取样、巡检而设置的。它有直梯和旋梯两种。一般来说，小型油罐用直梯，大型油罐用旋梯。2. 护栏：高度为 800~1000mm 。

      3. 天桥：用于罐间连接，宽度为 650mm 。

      4. 人孔：常用有三种规格：DN500、DN600、DN750。人孔是供清洗和维修油罐时，操作人员进出油罐而设置的。一般立式油罐，人孔都装在罐壁最下层圈板上，且和罐顶上方采光孔相对。人孔直径多为600mm，孔中心距罐底为750 mm。通常3000立方米以下油罐设人孔1个，3000~5000立方米设1~2个人孔，5000立方米以上油罐则必须设2个人孔。

      5. 透光孔：常用规格：DN500 。透光孔又称采光孔，是供油罐清洗或维修时采光和通风所设。它通常设置在进出油管上方的罐顶上，直径一般为500mm，外缘距罐壁800~1000mm，设置数量与人孔相同。

      6. 清扫孔或排污孔：轻质油用排污孔，重油用清扫孔。有DN50、DN80、DN100三种型号。

      7. 量油孔：常用规格：DN150。量油孔是为检尺、测温、取样所设，安装在罐顶平台附近。每个油罐只装一个量油孔，它的直径为150mm，距罐壁距离多在1m。

      8. 放水管和自动切水器：脱水管亦称放水管，它是专门为排除罐内水杂和清除罐底污油残渣而设的。放水管在罐外一侧装有阀门，为防止脱水阀不严或损坏，通常安装两道阀门。冬天还应做好脱水阀门的保温，以防冻凝或阀门冻裂。

      9. 进出口接合管。

      10. 消防泡沫室：消防泡沫室又称泡沫发生器，是固定于油罐上的灭火装置。泡沫发生器一端和泡沫管线相连，一端带有法兰焊在罐壁最上一层圈板上。灭火泡沫在流经消防泡沫室空气吸入口处，吸入大量空气形成泡沫，并冲破隔离玻璃进入罐内（玻璃厚度不大于2mm），从而达到来火目的。

      11. 接地线：接地线是消除油罐静电的装置。

      12. 轻质油专用附件

      轻质油（包括汽油、煤油、柴油等）属粘度小、质量轻、易挥发的油品，盛装这类油品的油罐，都装有符合它们特性并满足生产和安全需要的各种油罐专用附件。

      12.1 油罐呼吸阀：油罐呼吸阀是保证油罐安全使用，减少油品损耗的一种重要设备。

      12.2 液压安全阀：液压安全阀是为提高油罐更大安全使用性能的又一重要设备，它的工作压力比机械呼阀要高出5~10%。正常情况下，它是不动的，当机械呼吸阀因阀盘锈蚀或卡住而发生故障或油罐收付作业异常而出现罐内超压或真空度过大时，它将起到油罐安全密封和防止油罐损坏作用。

      12.3阻火器：阻火器又称油罐防火器，是油罐的防火安全设施，它装在机械呼吸阀或液压安全阀下面，内部装有许多铜、铝或其它高热容金属制成的丝网或皱纹板。当外来火焰或火星万一通过呼吸阀进入防火器时，金属网或皱纹板能迅速吸收燃烧物质的热量，使火焰或火星熄灭，从而防止油罐着火。

      12.4喷淋冷却装置：喷淋冷却装置是为降低罐内油温，减少油罐大小呼吸损失而安装的节能设施。

      13. 内浮顶油罐专用附件

      内浮顶油罐和一般拱顶油罐相比，由于结构不同，并根据其使用性能要求，它装有独特的各种专用附件。

      13.1 通气孔：内浮顶油罐由于内浮盘盖住了油面，油气空间基本消除，因此蒸发损耗很少，所以罐顶上不设机械呼吸阀和安全阀。但在实用中，浮顶环形间隙或其它附件接合部位，仍然难免有油气泄漏之处，为防止油气积聚达到危险程度，在油罐顶和罐壁上都开有通气孔。

      13.2静电导出装置：内浮顶油罐在进出油作业过程中，浮盘上积聚了大量静电荷，由于浮盘和罐壁间多用绝缘物作密封材料，所以浮盘上积聚的静电荷不可能通过罐壁导走。为了导走这部分静电荷，在浮盘和罐顶之间安装了静电导出线。一般为2根软铜裸绞线，上端和采光孔相连，下端压在浮盘的盖板压条上。

      13.3防转钢绳：为了防止油罐壁变形，浮盘转动影响平稳升降，在内浮顶罐的罐顶和罐底之间垂直地张紧两条不锈钢缆绳，两根钢绳在浮顶直径两端对称布置。浮顶在钢绳限制下，只能垂直升降，因而防止了浮盘转动。

      13.4自动通气阀：自动通气阀设在浮盘中部位置，它是为保护浮盘处于支撑位置时，油罐进出油料时能正常呼吸，防止浮盘以下部分出现抽空或憋压而设。

      13.5浮盘支柱：内浮顶油罐使用一段时间后，浮顶需要检修，油罐需清洗，这时浮顶就需降到距罐底一定高度，由浮盘上若干支柱来支撑。

      13.6扩散管：扩散管在油罐内与进口管相接，管径为进口管的2倍，并在两侧均匀钻有众多直径2mm的小孔。它起到油罐收油时降低流速，保护浮盘支柱的作用。

      十、原油存储及装车过程排放

      主要包括：储罐大、小呼吸损失、油品的跑冒滴漏和装车损失。

      1. 储罐大呼吸损失

      大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。

      油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有：

      1.1 油品性质。油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大；

      1.2 收发油速度。进油、出油速度越快，损耗越大；

      1.3油罐耐压等级。油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时，则降耗率为25.1%，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。

      1.4与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。

      采取的措施：本项目存储的油品为原油，较汽油和柴油挥发性低，各个储罐管道互通相联，同时采用内浮顶罐，因此原油大呼吸损失量较少。

      2. 储罐小呼吸损失

      油罐在没有收发油作业的情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点：

      2.1昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。

      2.2油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。

      2.3储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。

      2.4大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。

      2.5油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。

      采取的措施：本项目存储的油品为原油，各个储罐管道互通相联，同时采用内浮顶罐，在夏季定时会有冷却水喷淋，防止小呼吸产生，因此原油小呼吸损失量较少。

      2.6储罐附件不严密造成损耗。

      采取的措施：加强油罐附属设备的维修、保持油罐的严密性、改进油罐的操作管理，当作最廉价而又十分有效的减少损耗，防止污染的措施。对阻火器、液封油、机械呼吸阀瓣、消防泡沫玻璃室、量油孔，每年彻底检查两次，做到气密性符合要求。尽可能使油罐装满到允许程度，充满程度越低，损失越大。

      2.7原油装车损失

      原油装车损失主要指原油向汽车槽车装油过程产生的损失。原油50%采用管道运出装船运输，50%装车运输。装船为平衡装船，带回气系统，因此损失量极小。装车为浸没式装车。

      采取的措施：采用鹤管装车，采用浸没式装车。