常压甲醇储罐的压力保护系统设计

常压甲醇储罐的压力保护系统设计

常温下储存甲醇的常压储罐在使用过程中会因为环境温度的变化引起内压的改变，在操作过程中也会因为收发物料引起罐内压的变化。如果环境温度过高或出现火灾工况，都可能造成罐内超压；而环境温度过低或发料时，又可能造成罐内负压失稳，甚至抽瘪储罐。本文分析了常压甲醇储罐的压力保护系统设计。

标签：常压甲醇储罐；压力保护系统；设计

甲醇系结构最为简单的饱和一元醇，化学式CH3OH。又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。

1 甲醇储罐的选型

1.1 储罐结构形式

按储罐的不同结构形式划分可分为：固定顶储罐、无力矩顶储罐、浮顶储罐和套顶储罐。

1.2 固定顶罐与浮顶罐的优缺点比较

外浮顶储罐，浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动，浮顶与罐壁之间有一个环形空间，这个环形空间有一个密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，与固定顶罐相比较大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的储罐。与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨、雪或灰尘的侵入，绝对保证储液的质量。

2 甲醇储罐罐体结构罐体设计

2.1 罐顶

甲醇储罐外顶应安装通气孔、量油孔及其导管、透光孔、液位计、罐顶入孔。一是罐顶通气孔。通气孔宜设置在罐顶中央顶板范围内，罐顶通气孔的最小面积宜选323cm2，API650规定最小开孔面积为322.5cm2。二是量油孔。量油孔应设置在罐顶梯子平台附近距罐壁800-1200mm处。三是透光孔。透光孔应设置在罐顶并距罐壁800-1000mm处。只设置一个透光孔时，应安装在罐顶梯子及操作平台附近。设置两个及以上透光孔时，应沿圆周均匀分布，并与入孔、清扫孔相对设置。但应有一个透光孔安装在罐顶梯子及操作平台附近。四是罐顶入孔。罐顶入孔应设在方便操作的位置，并避开罐内附件。对内浮顶储罐，在其固定顶上应设置不少于1个DN500mm或DN600mm的入孔。

2.2 罐體

甲醇储罐体顶部应安装通气孔、罐壁入孔、帯芯入孔及温度计。

2.2.1 罐壁通气孔

一是用来保持通风，排除内浮盘上方空间的甲醇蒸汽，防止与空气混合后遇明火发生爆炸或发生浮盘因受浮盘上方空间甲醇蒸汽的压力作用而损坏，甚至沉没。罐壁通气孔最大间距为9.745m，且不少于4个。总开口面积应大于或等于每米储罐直径0.019m2。罐顶及罐壁通气孔均需设置防雨罩及3-4目粗钢丝网。二是在事故状态下起到甲醇溢流的作用。为了保证事故状态下甲醇的顺利溢流，应确定罐壁通气孔的安装位置。

2.2.2 罐壁入孔及带芯入孔

在内浮顶支撑高度以上及以下的罐壁上宜各设不少于1个DN600mm的罐壁入孔。人孔安装在内浮顶下方的罐壁上，入孔大小一般为DN600，入孔中心位置距罐底高度不小于750mm。在内浮顶上方安装入孔则需安装帯芯人孔，其内芯板的安装要与罐壁内表面齐平，以免刮坏密封面，帯芯入孔一般安装在距罐底2.5m的位置。

2.3 罐底

甲醇储罐的罐底一般是直接放在地基的砂垫层上，罐内的甲醇重量可直接传给地基。底板仅受一简单的压缩力，这对钢板来说，受力是极其微小的。对底板来说，理论上几乎没有强度要求，只需要将甲醇与地基隔开，不渗漏就行了。不过，考虑到不同大小的甲醇储罐由于地基沉陷的影响和经济要求，各种规范都对罐底的结构，如排板的形式、底板的厚度以及搭接联接的方式等提出了不同的要求。

3 压力的设定

3.1 呼吸阀的设定压力

呼吸阀设定压力决定了储罐憋压和真空的操作范围，直接关系到阀门的开闭频率，影响到储罐的补氮和排气总量。呼吸阀的压力设定分为呼气压力和吸气压力。吸阀通常为真空阀，当罐内压力低于大气压，而补氮系统由于故障不能保证罐内的正压时，真空阀打开，空气进入储罐，保护储罐不受破坏。由于是应急响应机制，常规操作中应避免体系中引入空气杂质，所以其压力值略大于储罐设计压力下限即可。

3.2 氮气调节阀的设定压力

首先，常压储罐的内外压一致、罐体本身不受压是最理想的状态，但实际操作中由于介质的挥发和环境温度的变化是不可能达到理想状态的。而负压更易造

成储罐变形，所以当甲醇被抽出或热散失压力降低时，利用氮气调节阀将气源（绝压0.7MPa的低压氮气）压力降低后注入，使常压甲醇储罐（设计压力-0.5～2kPa）始终保持微内压，即设定压力为微正压。

3.3 阀门设定压力与储罐通气量

为更加直观地表述罐顶部各阀门压力对于储罐的保护情况，将阀门压力设定值定义为横坐标，储罐，在压力设定上，遵循了分级控制的设计理念，均匀分布了各类阀门的压力控制点，更好地发挥不同阀门的保护作用；在流量设定上，阴影面积为通气流量，充分考虑了大小呼吸以及进出料时对流通量的影响，连续操作，衔接合理，过渡平稳；在压力1.8kPa处有一个呼出量拐点，对应紧急泄放阀的开启压力。

综上所述，在考虑到火灾等极端工况下，对储罐压力保护系统分析全面，依据充分，选型可靠。通过对常压甲醇储罐压力保护系统的分析，为储罐建立了经济、安全、可靠的压力保护系统。

参考文献：

[1]孙伟鹏.关于内浮顶油罐操作安全性问题[M].油气储运，2015（05）.