大型外浮顶储罐密封装置存在的问题与对策探讨

大型外浮顶储罐密封装置存在的问题与
对策探讨
摘要：大型浮顶油罐是石油化工行业的重要储存和运输设施。

由于石油储藏
量大，储存环境易燃、易爆和不稳定，如果大型储藏库的日常使用和管理不当，
就会发生火灾、爆炸和环境污染等事故。

在不同类型储油罐引起的107起火灾中，65起是由闪电引起油气空间可燃气体造成的，占事故总数的61%，近几年储油罐
防止油气挥发一般采用一次密封和二次密封二级密封结构。

在浮盘密封的油气空
间中，浓度高于标准的燃料气体是易燃物质，闪电、静电、火花等。

是引起储油
罐着火的重要点火源。

主密封装置的完整性和防地雷防静电装置的可靠性直接影
响到罐体的安全运行。

因此，石油化工企业油库健全性管理应注重大型油库主体
和关键附件(密封装置)的管理，加强风险防范，深化安全研究。

关键词：大型外浮顶储罐；密封装置；问题；对策；
引言
石油工业是国民经济的重要支柱，为国民经济各部门提供能源、原材料和相
关产品。

近年来，国内原油需求逐年增长，从2000年至2017年平均每年7.5%，
增至2017年的1.92亿吨，全年增长至6.1亿吨原油，对原油的依赖程度达到
67.4%。

中国原油储量建设正处于快速发展阶段，在此背景下，石油储量的增加
和储存设施的大型化已成为石油储量发展的主要重点，出现了许多大型油田。

大
多数浮顶油罐用于储存原油，原油是石油化工企业广泛使用的储油罐，也是国内
外主要储油罐中最常见的结构形式。

我国最大的浮顶油罐达20万立方米，由于
油库数量和油库规模增加以及油库使用年限的增加，该区域发生火灾的风险增加，近年来灾难性事故增加，给当地消防部门和石油化工企业的预防工作带来了新的
挑战。

1储罐密封装置
大型油库一般采用外浮顶储罐，密封装置分为一次密封装置和二次密封装置。

近年来，我国外浮顶储罐的密封装置一般采用了一次密封和二次密封相结合的方式，单次密封采用了更多的包状弹性密封。

主密封装置安装在浮盘外缘与储罐内
壁之间约250mm的环形空间内，以密封该环形空间的油面和油气空间。

一次密封
装置主要有机械密封、填充弹性密封、载荷密封、拉拔弹性密封等类型:(1)可折
叠环形板与罐壳壁在系统作用下的紧密接触实现机械密封密封装置使用寿命长，
清洁和维护简单，但对罐壳壁的圆度、垂直性和局部凹凸性敏感，结构复杂，设
计和安装要求高，存在大量油气空间和安全风险。

(2)弹性密封性主要通过用橡
胶带包裹的泡沫砌块形成弹性体结构，通过弹性体的强度和与罐壁的接触，保证
一定范围内的密封性。

根据柔性泡沫的结构形状，它通常分为单体(100mm的适用
调节范围)和三个芯(125mm的适用调节范围)。

柔性接头密封效果良好，对储罐壁
的形状和位置要求不高，但罐壁需光滑，受浮板位移的影响。

(3)充液密封主要
由橡胶充液、充液、胶条、压板等组成。

密封装置没有油气空间，可以适应不同
体积的原油和产油储层，具有良好的补偿能力，适合于带有变形储油层壁的储油层，但对安装有严格的质量要求，拆卸十分不便
外浮顶储罐的安全管理问题2
2外浮顶储罐安全管理问题
储油罐发生火灾时，不仅损失大量油，而且还会对建筑物、设备、设施等造
成严重损害。

在水库周围，造成人员伤亡。

(2)燃烧速度快，高温燃烧油的燃烧
速度随着燃烧时间的延长和燃烧深度的增加而逐渐提高，直至达到最大值后趋于
稳定；发生火灾时，消防中心温度可达1400℃，储罐壁温度可达1000℃。

(3)当
高热辐射储存罐受到气流影响时，辐射线的强度为指向较低风向的梨状，在相同
距离内，较低风向的辐射强度约为较高风向的2-3倍。

(4)在储油层灭火并恢复后，油产品极有可能被收集起来，即使在与热源或高温接触的情况下也会发生爆炸。

对于储油层和灭火后的管道，如果它们不继续冷却，
3现场密封装置存在问题的原因
(1)与产品有关的因素。

罐壁上一次密封结构的压力为12kg/m，二级密封结
构设计为20kg/m，因此一次密封压力低于二次密封压力。

此外，主要密封橡胶带
老化、无法恢复的弹性部件长期变形以及不符合规定的橡胶带复盖区硫化过程等
因素影响了密封效果。

(2)储油层系数。

罐壁施工时，罐壁或浮盘的几何和尺寸
偏差较大，量油管和导向管的垂直偏差，罐壁局部粗糙度偏差，可能导致罐壁和
浮盘外边缘板之间的油气空间为非标准尺寸从而造成密封装置的密封效果和使用
寿命可能受到以下因素的影响:储罐密封板焊接过多、密封板焊接质量差，高度
等导致密封装置的液体浸渍安装失败；改进罐壁刮蜡机构，保证罐壁压力强度，
实现有效的刮蜡效果，减少罐壁粘附油引起的油气挥发。

(3)油库运行管理因素。

石油产品具有不同的物理特性，其波动性不均匀，石油产品库存波动不定，超过
石油和天然气浓度的可能性很大；油温也可能影响油品的波动性，油品贮存温度
越高，波动性越大；液位也影响油气浓度检测值，因为油气藏壁附着的油膜较薄，表面积较小，因此高液化气库油气浓度超标现象低于低液化气库；如果油罐的进
油速度太快，可能会导致浮盘偏移，也会影响环形空间的大小，从而影响密封效果；检测油气浓度的装置和方法，如检测位置、预照射等，也可能影响油气浓度
检测值。

4优化对策
4.1业务安全
大型浮顶储罐运行期间的安全管理包括静电防护、雷电防护、地震防护、稳
定运行等。

其目的是确保储罐正常运转，并在出现紧急情况或不可抗力影响时将
损失降低到可接受的水平。

(1)静电防护。

石油化工企业火灾和爆炸中静电引起
的事故约占10%。

在石油化工生产和石油装卸过程中，材料沿管道移动，摩擦并
引发电，使储罐壁和材料分别积累极相反的负荷，其电势可能达到较高的值；以
及为防止静电引起火灾，罐壳装有静电防护措施:可靠接地和浮动头静电出口线；设置氮气附件，将油面与大气分离，以防止混合爆炸气体的形成；从罐壳底部改
进进料工艺，控制流速以避免湍流；使用抗静电添加剂等。

在油里。

(2)防雷电。

闪电极具破坏性，不仅会伤害人，而且还会引发储油罐火灾和爆炸。

科学设计和
严格管理地雷防护措施有助于防止暴风雨造成的灾害。

储油罐的防雷措施是安装
防雷装置，并将闪电电流或闪电电流引入地面。

结束语
大型油罐油气空间石油和天然气的过度浓缩目前是石油和石油化工行业的一
个主要安全问题。

为了减少一次密封和二次密封之间的油气体浓度，有必要进行
持续的研究并从实践中吸取经验教训，加强现场控制，进一步开发新的密封装置，尽量减少油和气体浓度，或直接消除空间可能降低油气浓度或者直接消除油气存
在空间，才能有效实现油库的完整性管理。

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