立式常压储罐的设计研究

立式常压储罐的设计研究
摘要：在石油化工工程中需要利用立式常压储罐进行物品的储存，因此其作
为储存是由原料、半成品与成品的设备。

下面将详细分析立式常压储罐的设计。

其中包括了储罐的高度、溢流保护以及伴热盘管计算或设计等方面出发，并且总
结出溢流保护系统中溢流管与破虹吸管的设置方法，保证其设计具有一定的科学
性与合理性。

关键字:常压储罐；立式；设计研究；
立式常压储罐根据结构特点可以将其分为固定顶罐、内浮顶罐以及外浮顶灌
三种。

在进行设计的过程中需要充分考虑其高度、溢流保护以及伴热盘管等内容。

一旦在设计的过程中出现问题，将会导致储罐的安全性得不到有效保障，进而将
会对当地的经济造成一定程度上的影响。

1.
立式常压储罐设计中的高度
储罐的容积主要的含义就是正常操作条件下可用的有效容积、罐底部需要满
足泵净正吸入压头或者用于保护浮盘等需要保留在馆内液体的最小操作容积以及
灌顶部用于液体的膨胀或者保护浮盘等所需容积之和。

所以在设计储罐的过程中
高是影响着容积的关键因素。

储罐的高度测量方式就是从罐壁顶部与高高液位，
高高液位与高液位、高液位与低液位，低液位与低低液位以及低低液位到罐底板
之间的高度相加。

在泡沫产生器下缘一直到罐壁顶端的高度，在无泡沫器产生的
过程中，其高为零。

但如果是浮顶罐，其高度为管壁顶管与设计的浮顶地面最高
位置之间的距离[1]。

在相关规定中明确规定了罐壁顶部与高高液位之间的高在0.45m或者1.5倍
的溢流口工程直径，可以选择两者之间存在的最大值。

如果是外浮顶罐，则罐壁
顶部与高高液位之间距离需要大于等于0.8m，如果是内浮顶罐，在储罐直径大于
等于十五米时，其罐壁顶部与高高液位之间距离也需要大于等于0.8m。

在储罐直
径小于十五米时，则罐壁顶部与高高液位需要将数值控制在大于等于0.6。

而对
于高高液位与高液位之间的距离，不管是固定顶罐还是浮顶罐都是规定其在十到
十五分钟储罐最大进液量折算高度与包括泡沫混合液层厚度与液体膨胀高度的安
全量之和，进过研究可以控制在0.3米左右。

1.
溢流保护
在出现突发以及意外情况时，如果储罐的进料量超出出料量，则罐内的液体
将会不断上升，最终直接到达罐顶，随之而来就是因为储罐因满罐憋压所以出现
胀罐破裂的事故。

为了可以杜绝这一危险事件的发生，应当利用自动防溢流保护
措施。

当液位仪表检测到储罐内液位高高时，就会按照预定的逻辑运算以及控制规
律关闭进料阀门，以免液位持续上升。

但是这样的方式需要投入大量的成本，如
果储存的介质为水类等无危害物质时，除此之外还可以采取溢流管方式进行保护。

在具体操作过程中，可以设置一个溢流口，其位置应当在罐壁位置较高的地方，
并且应当高于高高液位，一旦罐内的液体到达了溢流口的高度可以顺势淌出，以
免液位持续上升[2]。

其次，从溢流口到一直到罐外可以增加一段管线，将留出的
液体导向罐底部的安全位置，以免从溢流口中留出的液体出现飞溅，造成伤害事故。

最后，在前者的基础上海需要增加自溢流口内伸到罐底部的管线，其主要作
用就是如果罐内包含了可燃、有毒的气体或者充压氮气时，这些气体不能通过溢
流口扩散到大气中。

在设置该管线的过程中需要保证其不能深入至罐内的低低液位，同时还不能太靠近罐底，以免污泥等杂质堵塞住溢流口。

当储罐液位上升到
溢流管出现满流时，液位不再上升，罐内液体持续自溢，促使液位下降，但是并
不会下降到溢流口的最低点，在到达外溢流管最低点后就会停止，其作为虹吸现象，这一原理可以通过伯努利方程来解释。

在发生虹吸现象时，将会造成物料的
损失，并且污染环境，还会造成人身安全等事故。

为了避免上述现象发生，需要
在倒U型管道内设置破虹吸管，进而可以消除掉管道内存在的真空，以免出现虹吸。

1.
储罐伴热
3.1伴热形式以及伴热的介质分析
储罐伴热形式主要包括了外盘管与内盘管两种形式。

内伴热盘管的特为传热
效率较高，并且结构简单，可以适应容器的形状，在储罐内介质粘度比较比较大，但是没有腐蚀性的过程中，可以采取内盘管。

在储罐内介质为酸、碱或者其他具
有强腐蚀性的物料时，应当利用外盘管的方式。

根据储罐加热源存在着一定的差异，储罐伴热介质主要包括了蒸汽、热水以
及导热油以及电等多种形式。

在运用热水以及导热油进行伴热的过程中，应当为
止配置对应的热水或者导热油循环系统。

而运用电伴热的过程中，其耗电量比较高，出现故障时无法发现存在的缺点。

幼儿蒸汽伴热具有取用方便并且冷凝潜热
大以及温度易于调节等优点，所以应用的范围也更加广泛。

3.2伴热盘管设计
伴热盘管的长度主要进行科学的控制，不能过长，不然将会导致盘管内伴热
介质的压降提升，同时还会使其出口侧温度大幅度的下降，进而提升了伴热管传
热面积。

在利用蒸汽作为伴热介质的过程中，可能会发生不凝性气体具体在过长
的盘管上无法排出，将会导致冷凝效果并不理想。

所以在所需的传热面积较大时，伴热盘管过程使，可以利用若干盘管并联的手段来优化。

伴热盘管并不只限于安装在罐底，应当采取分层安装的方式，以使盘管内伴
热介质更加均匀散热。

还需要根据储罐的直径不同，对其长度进行科学合理的设
计[3]。

4.结束语
根据上述文章叙述，全面分析了立式常压储罐设计的主要因素，其中包括了
高度、溢流保护以及储罐伴热等。

在特殊情况下，还可以增加一些工艺所要求的
储罐高度，除了装置原料水罐除外储存酸性水原料的作用外，还应当具有涂油的
作用，在装置运行过程中，合理计算原料水罐高度，并且将分油层高度加上。

除
此之外，在设计伴热盘管的过程中，不能过长，如果流速较高可以利用若干组盘
管并联来解决压降过大问题，并且需要合理安排伴热盘管的位置，并不是只局限在罐底，可以分成安装，保证散热均匀，具有一定的高效性。

参考文献：
[1]赵明.可燃液体立式常压储罐消防冷却水系统设计分析[J].化工设计通讯,2021,47(10):98-99.
[2]刘成军,周璇,李倞琛.立式常压储罐的设计探讨[J].化工设
计,2019,29(01):35-39+1-2.
[3]闫志刚.浅谈可燃液体立式常压储罐消防冷却水系统设计[J].山西化工,2018,38(04):141-144.。