钢制浅浮盘油罐沉盘要素分析及预防

钢制浅浮盘油罐沉盘要素分析及预防

摘要：储罐内浮盘能有效减少油品的挥发损耗，有利于罐区的安全、健康、环境。浅浮盘因结构缺陷，沉盘事故频发。本文分析了沉盘的原因，并提出防范措施。

关键词：储罐浅浮盘节能安全分析预防

1前言

储罐内浮盘是一种通过浮力使之随储罐液面升降而升降的覆盖在液面上的节能环保设备。由于浮盘与油品液面之间基本没有油气空间，基本消除了油罐大呼吸损耗，同时降低了大气与储存油品的热传导，有效减少油品的蒸发损失。

国外从二十世纪五十年代开始建造内浮顶油罐。国内直到1978年才开始试制浅盘式内浮顶油罐（二十世纪五十年代国外使用这种内浮顶罐，以后逐渐被一些新型内浮顶罐代替）。据报道，浅盘式内浮顶油罐出现了一系列的问题，其中最主要的是沉盘的问题。近年来，储运系统汽油、轻污油罐的浅浮盘均出现过沉盘现象。本文分析134#罐沉盘原因，并提出预防措施。

2沉盘分析

2.1基本情况

汽油罐区134#罐于21015年8月在收油过程中出现浮盘沉盘。134#罐建设投用于1985年，罐壁为对接方式，直径17m，罐壁高16.8m，浮盘为钢制浅浮盘，密封装置为囊式密封，后改为充液密封，原设计储存介质为汽油，后改储汽油组分非芳烃。

2.2沉盘经过

2015年8月18日14：20，134#罐雷达液位计出现故障，18日至28日液位计故障原因一直未排查出来，实行人工检尺计量。28日15:20，仪表人员和车间技术人员到134#罐罐顶维修雷达液位计时，发现罐顶安装雷达液位计的导向管处（检尺口对侧）发生变形，导向管上端倾斜约30°，罐顶局部凹陷，打开透光孔检查，发现浮盘沉没。通过检尺核对，此时油品的实际液位是7.2m，测量到浮盘上方约有5m的液位。

2.3设备设施损坏

清罐后，进罐检查、测量，损坏情况如下：

1）浮盘下沉至罐底部，处于倾斜状态，部分支腿被浮盘压弯；

2）罐内壁与浮盘边缘板有明显的摩擦痕迹；

3） 导向管与浮盘导向轮有明显的摩擦痕迹，并且有一个导向轮脱落，见图1； 4） 经测量，其中一根φ159×6的导向管在9.37m 高度处弯折变形最严重，见图2； 5） 浮盘密封橡胶皮局部外翻。

2.4 沉盘原因分析 2.4.1

浮盘浮力核算

2.4.1.1 浮盘的结构及基本参数

浅浮盘主要由浮盘面板、边缘板及加强角钢、泡沫挡板、加强筋板、浮盘支腿、人孔、呼吸阀、导电绳等部分组成。结构示意图见图3。

134#罐浅浮盘的基本参数见表1。

表1 134#罐浮盘基本参数

2.4.1.2 浮力核算

1） 原始设计的浮力

原设计储存介质为汽油，汽油密度ρ汽油=735kg/m³。

根据浮力计算公式：

F=ρ×g×V

Gg＋f=ρ×g×S×h

式中

F——浮盘产生的浮力；

ρ——介质密度；

g——重力加速度；

V——浮盘排液体积；

G——浮盘及密封的总重量；

f——浮盘密封与罐壁的摩擦力；

S——浮盘截面积；

h——浮盘边缘板浸入液体中的深度。

该罐原设计的浮盘密封为囊式密封，囊式密封重量：155kg。

囊式密封的填充物为海绵，浮盘运行时囊式密封与罐壁的挤压力较小，密封与罐壁的摩擦力按浮盘及密封重量的1％计算。

计算得，设计浮盘吃水深度h≈72mm。边缘板仍有208mm高的余量。

2）储存介质及密封变更后的浮力

2010年油罐大修时更换为充液密封。充液密封丁腈橡胶重量：370kg；工业盐：50kg；充液软管尺寸：Φ280mm，介质为水（充水量为70％），计算得软管内充水重量为：2262 kg。

非芳烃密度ρ非芳烃=672.7kg/m³。

充液密封的填充物为食盐水，浮盘运行时食盐水对罐壁产生较大的挤压，密封与罐壁的摩擦力按浮盘及密封重量的10％计算。

计算得，更换为充液密封后，储存非芳烃，浮盘的吃水深度h≈104mm。

改变储存介质和浮盘密封后，浮盘吃水深度为104mm，浮盘仍有176mm余量，正常运行不会导致沉盘。

2.4.2浮盘腐蚀穿孔分析

根据开罐检查情况，浮盘面板及边缘板无腐蚀穿孔现象，可排除浮盘因腐蚀穿孔、油品浸入浮盘顶而导致的沉盘。

2.4.3工艺分析

2.4.

3.1浮盘低位运行情况

通过查阅134#罐的操作记录，近3个月来该罐无低于浮盘工作档位运行的情况，排除低位运行导致浮盘损坏的可能。

2.4.

3.2工艺操作情况

8月份134#罐的收付油动态见表1。

14日12:10该罐开始收乙烯料和非芳烃。8月18日14:00停止收油。8月18日～28日付油调合，28日下午发现沉盘。134#罐收付油动态见表1，DCS系统中雷达液位计趋势图见图4。

表1 134#罐收付油作业

根据表1和图4，液位计趋势图正常，