浮顶罐安全附件

浮顶罐和内浮顶罐

徐润君

2010年12月11日

前言

在这段期间，我参与了一项内浮顶罐的设计工作，便对其有了一定的认识。随着近几年来大型储罐的规模越来越大，浮顶罐和内浮顶罐的应用越来越广。现在国家能够建设的大型储罐普遍五万方，十万方，向十五万方发展。随着钢材质量和焊接技术的完善，更大型的储罐形式有可能出现。这要求我们设计人员的相关知识也要做到与时俱进。

一．浮顶罐和内浮顶罐的优点

1.总图布置的占地面积小。

按照国内的《石油库设计规范》（GB50074-2007）里的要求，浮顶罐和内浮顶罐的同一罐组，其最大容量不超过60万方。而浮顶罐和拱顶罐的混合同一罐组，其最大容量不超过12万方。这个问题在现实中很容易发生，有些油库为了图方便，按照油品种类讲油罐放在同一组里，不管罐的形式，反而造成罐组的面积又大，防火堤又高，反而造成浪费。

并且浮顶罐的罐间距的0.4D，而拱顶罐是0.6D，这也造成面积过大的原因。下面列举了用十万方和十五万方的罐组成的罐组的差别。

从表3-1可以看出，储罐容量越大，在总图里占得面积越小。4台十五万方的储罐比6台十万方的储罐占地面积要减少26.4%。

2.减少罐区（包括管网和配件的总投资）。

根据某一油库一期建设的总投资分析，在总罐容相同的情况下，2台十万方的储罐加上工艺系统的总投资是792.2万元，而使用4台五万方的储罐加上其工艺系统的总投资是1238万元，前者比后者减少35%。所以，储罐容量越大，罐区的总投资也就越小。

3.节省钢材和基地工程材料。

4.便于储运操作管理。

在储罐总容量相同的情况下，大容量储罐比小容量储罐组成的罐区的工艺操作简单。在进油，检尺，出油等方面，也要方便的多。

二．浮顶罐和内浮顶罐的主要形式。

1.浮顶罐

浮顶油罐的浮顶有单盘式（图1-1）和双盘式（图1-2），浮子式（图3）等。

浮顶罐的适用范围，在一般情况下，原油，汽油，溶剂油等需要控制蒸发损耗及大气污染，控制放出不良气体。有着火危险地液体化学品都可采用浮顶罐。浮顶罐需要二次密封。

图1-1 单盘式浮顶罐

图1-2 双盘式浮顶罐

油罐容积较小时，浮顶做成双层式，它由上下两层圆形钢板，以及中间用隔板隔成若干个沿圆周形排列的单个封闭舱组成，像船一样浮于油面上。为了排除雨水，其上层顶板做成向中心坡向，再由可折的排水管引至罐底排水孔排出。而其下层顶板中心比周边略高，以便收集油蒸气。双屋浮顶中间隔有一层空气，它可起很好的隔热作用，减少了大气温度对油品的影响，但双层浮顶钢材用量大，而且结构复杂。

油罐容积较大时，为了节省钢材，在保证足够浮力的条件下，浮顶一般为单层浮顶，其周边上也做成双层浮舱，只是中间部分为单层钢板，其余设施与双层浮顶相同。

2.内浮顶罐

内浮顶罐是在拱顶罐内部再加上一个浮动顶盖。主要由罐体，内浮盘，密封装置，导向和防转装置，静电导线，通气孔，高低位液体报警器等组成，如图1-3所示。

图1-3 内浮顶罐

三．内浮顶罐的优点

1.大量减少蒸发损耗。

2.由于液面上有浮顶覆盖，储液与空气隔离，减少空气污染和着火爆炸危险，易于保证储液质量。

3.易于将已建固定顶改造为内浮顶罐，并取消呼吸阀，阻火器等附件，投资少，效益高。

4.由于有固定顶，可以有效的防止风沙，雨雪和灰尘污染储液，在各种气候条件下可以保证储液的质量。

5.在密封效果相同的情况下，对比于浮顶罐，可以进一步的降低蒸发损耗。

6.内浮顶罐的浮盘和浮顶罐的浮盘不同，负荷少，结构轻，可以省去浮盘上的中央排水管，转动浮盘等附件，易于施工和维护。

四．储罐选型

1.20m以下的小直径罐，常采用双盘式。

2.油品蒸汽压高于10

3.4KPa时，一般也采用双盘式。

3.单盘式浮顶的主要优点是建造费用低，如不考虑维护费用，单盘的建造费一般是双盘的1/3。

4.双盘式浮顶的强度和浮力均比单盘的好。

5.双盘式的绝热保温效果比较好。

五．浮顶罐密封装置的形式

目前广泛应用的一次密封形式主要有：机械密封，弹性填充式密封，柔性刮板式密封。一次密封设计成至少能适应±100mm的环型密封变化。

目前广泛使用的是由一次密封和二次密封结合。二次密封安装在一次密封的上部，作为一次密封的补充。其主要作用的还是一次密封。

各种形式的密封形式比较如下表（1-4）：

六．内浮盘的结构

内浮盘可用钢板、铝板或纤维增强聚脂及环氧物、硬泡沫塑料及各种复合材料建造。内浮顶的浮舱结构形式有音层和双层两种，它也可分为隔包式浮舱式、浮盘式、浮筒拼接式等多种。

七．内浮盘的附件

内浮盘附件是直接安装在浮盘上的附件，它们与内浮盘的浮动过程及检修有关。

1.人孔。

在内浮盘上通常设有2个人孔，用于检修时通风及操作人员进出。

内浮顶油罐体人孔一般至少设2个：一个与一般油罐一样，设在询问圈板，高度约700mm，常称为底部人孔；另一个设在第二圈板中部，高度约为2.5m左右，为操作人员进入浮盘上部时用，常称作高部位人孔。

2.支柱套管和支柱。

支柱的作用是在油罐放空时，支撑内浮盘。使其与罐底板保持一定高度。内浮盘有2个控制高度，第一控制高度由支柱套管控制，支柱套管穿过浮盘。并以加强圈和筋板与浮盘焊接。在浮雕盘加强环板处的支柱套管高出浮盘900mm,其余部位的套管高出浮盘400mm。支柱套管高出浮盘面的一端都设有法兰与盲板，平时用密封垫圈和螺栓、螺母紧固严实。浮盘以下支柱套管长度无均为500mm。这样在平时收发油作业时，浮盘下降的最低高度便控制在500mm。

当需对内浮盘或油罐底部进行检修时，一般将浮盘控制在距罐底1800mm左右高度。方法是选用外径小于支座套管内径（间隙应稍大些）有无缝钢管，每个支柱一端设有与支柱套管法兰相同型号的法兰，如需要将浮盘控制在检修高度，可先向罐内注水使用权浮盘上升到带芯人孔下缘部位，然后打开人孔进入浮盘上面，取下支柱套管顶端的盲板，将备用支柱插入套管，并将支柱上的法兰与套管上的法兰用螺栓连接紧固。

3.自动通气孔

为适应内浮顶的操作需要，自动通气阀通常设置为自动调解式。正常工作时，自动通气阀处于关闭状态，当排液接近结束时，内浮盘处于最低位置而支撑在立柱上，此时通气阀自动打开，防止排液时可能产生的过大负压。当开始进液时，为了防止产生过大的正压，通气阀自动关闭。

4.罐壁通气孔。

储存在内浮顶油罐的油料，液面已全部为内浮盘覆盖，所以在罐顶不再安装呼吸阀。但在实际使用时，还会有油气逸出；在浮盘下降时，粘附在罐壁上的油膜也要蒸发，故在浮盘与拱顶间的空间，仍会有油蒸气积聚。为及时稀释交扩散这些油气，防止油蒸气浓度增大到燃、爆极限，罐顶与罐壁周围开有通气孔。

4.1通气孔的安装位置。