大型原油储罐技术综述

大型原油储罐技术综述

摘要

本文介绍了储罐基础知识，包括储罐类型、储罐工艺要求、储罐结构构造特征和储罐的安装方法，以及储罐的国内外现状，并分析了储液损失和罐区的现场条件等问题，并对其发展方向作了展望。

关键词：储罐；储罐基础；工艺要求

ABSTRACT

This article describes the basics knowledge of storage tanks, including the tank type, the tank process requirements, the tank construction and installation methods structural features of the tank, and the status of the tank at home and abroad, and analyzing the reservoir tank losses and field conditions and other issues, and its development direction is prospected.

Keywords：Tank; tank base; technological requirements

1.概述

为了储存水或油等液体，建造了各种大容量的储罐，这些罐多数是立式圆筒形的钢罐。立式圆筒形管的特点是其自重要比被储存物轻，而且是柔性结构。一般其主体结构差不多都具有圆形平底板，其周边由能承受不同深度内压力的（厚度的）壁板组成。在顶盖型式上，分为固定于壁板上部的拱顶及和其随罐内液面变化而自由升降的浮顶。

储罐的高度和直径对于一定容量可以采取任意的比例，但由于效率、占地、地基等条件限制，差不多都有一定的范围。

罐基础的特征是由于荷载面差不多是水平的，所以是均布荷载，跟一般基础不同，具有较大的任性，同时由于罐储存量经常变动，所以荷载压力是变化的。

1.1储罐发展简介

20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的是法国。

1955年美国也开始建造此种类型的储罐。

1962年美国德士古公司就开始使用覆盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为61.6m的带盖浮顶罐。

1972年美国已经建造了六百多个内浮顶油罐。

1978年美国API650附录H对内浮盘的分类、选材、设计、安装、检验及标准载荷、浮力要求等均做了一系列修订和改进。先进国家都有较齐全的储罐设计专用软件，静态分析、动态分析、抗震分析等，如T形脚焊缝波带分析。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。

1978年国内3000m3铝浮盘投人使用，通过测试蒸发损耗，收到显著效果。

1985年中国从日本引进第一台10×104m3，全部执行日本标准JISB8501，同时引进原材料，零部件及焊接设备。

目前国内对10×104m3油罐有比较成熟的设计、施工和使用的经验，国产大型储罐用高强度刚材已能够批量生产。15×104m3目前国内正在建设。

1.2储罐建造的发展趋势

最近七八十年来，储罐向大型化发展的趋势已成定局。1958年，在路易安美国芝加哥桥梁钢铁公司建造了第一座工业规模的 LNG 储罐，容积为5550 m3 [2]，1962年美国首先建成了10万立方米浮顶储罐，1967年在委内瑞拉建成了15万立方米的浮顶储罐。1971年日本建成了16万立方米的浮顶储罐，其直径达109m、高17.8m，沙特阿拉伯建成20万立方米巨型储罐，其直径达110m、高22.5m。我国自1985年从日本引进10万立方米浮顶储罐的设计和施工技术并在秦皇岛建造之后，在全国各地相继建成10万立方米大型储罐近30台；于2003年在茂名石化公司建成两座12.5万立方米浮顶储罐，目前在仪征已开始建设国内最大的15万立方米原油储罐。此外，储存石油液化气和天然气（液化）的低温储罐也是储罐建造的发展方向，在国外已较普遍应用，我国目前还是处于刚起步阶段。到 1992 年为止，只有日本建造了 129 台 LNG储罐[3].。大型低温液体储罐领域，如液氧、液氮储罐国内已有日益成熟的设计和建造技术[4]。

大型储罐建设的经济性已经成为人们日益重视的课题，根据有关资料分析：储罐容积越大，单位容积的钢材耗用量指标越低，建罐投资相应节省，同时罐区总占地面积也越小。但

最为经济的是12.5万立方米浮顶储罐，15万立方米和10万立方米次之，容积5万立方米储罐的经济性最差。从目前我国现有储罐来看，绝大部分原油储罐的容积不超过5万立方米，因此，我国的储罐必须向大型化方向发展，应以12.5万立方米为首选对象，尽可能避免建造5万立方米及其以下的小容积原油浮顶储罐。

建造大容积储罐，需用高强度钢板。目前我国建造5万立方米及以上储罐所使用的高强钢板，大多是日本产SPV490Q钢，极少部分是国产钢材。国产钢材主要是16MnR，因其强度较低，使5万立方米浮顶储罐下部第一节壁板厚达34mm，给大型储罐的建造带来了很大困难。由武汉钢铁设计院、北京燕山石化公司、合肥通用机械厂、中国石化北京设计院组成的攻关小组，对07MnCrMoVR钢进行研究开发，并用于北京燕山石化公司3台10万立方米浮顶储罐。今后，为了满足我国大型储罐建设发展的需要，应进一步研制高强度钢材，提高国产高强度钢材的质量和产量。

2储罐的类型

钢储罐在石油化学工业中，储存石油及其产品以及其他化学液体产品的应用越来越广。它与非金属储罐比较有以下优点：结构简单、施工方便、速度快；运行、检修方便，劳动、卫生条件好；不易泄露；与混凝土储罐相比，加热温度一般不受限制；投资小；灭火条件较同容量的混凝土罐好；占地面积小等。

缺点：热损失较大，耗金属量较多。

由于储罐储存的介质种类很多，对储存条件的要求也多样化，因此到目前为止，就出现了很多种类的储罐。

储罐的形式是储罐设计必须首先考虑的问题，它必须满足给定的工艺要求，根据场地的条件（环境温度、雪载荷、风载荷、地震载荷、地基条件等）、储存介质的性质及容量大小，操作条件、设置位置、施工方便、造价、耗钢量等有关因素来决定。通常按几何形状和结构形式可以分为拱顶罐和浮顶罐。

2.1拱顶罐

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。拱顶罐可分为自支承拱顶罐和支承式拱顶罐两种。自支承拱顶罐的灌顶是一种形状接近于球形表面的灌