大型外浮顶储罐结构、使用、维护

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静设备专业技术、技能培训教材------大型外浮顶储罐结构、使用、维护2024/7/92

一、储罐简介及大型外浮顶储罐发展

二、大型外浮顶储罐主要结构及附件

三、大型外浮顶储罐使用四、维护及检修主要内容

培训讲义提纲2024/7/9一、储罐简介及大型储罐发展现状332024/7/9

（一）、储罐简介

（二）、大型外浮顶储罐发展历史及现状

（一）、储罐简介储罐是储存各种油品或液体化工品的设备，是石油化工装置和储运设施的重要组成部分。随着储罐设计、建造技术的发展，储罐按照用途、结构形式、容量存在很多分类。如下：按位置分类：可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐海上储罐、海底储罐等。

按油品分类：可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、

食用油罐、消防水罐等。

按用途分类：可分为生产油罐、存储油罐等。

按形式分类：可分为立式储罐、卧式储罐等。

按结构分类：可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐

等。

（二）、大型储罐发展现状

国内大型浮顶油罐（一般认为容积在5X104m3～10X104m3

为大型浮顶油罐，容积≥10X104m3

为超大型浮顶油罐）的发展始于20世纪70年代。1975年，我国首先在上海陈山码头建成国内第一台5X104m3单盘浮顶油罐，从此以后各石油石化企业先后建造了多台5X104m3浮顶油罐。

1985年，石油天然气管道局秦皇岛输油公司引进两台10X104m3超大型单盘浮顶油罐。20世纪90年代以后便拉开了国内建造超大型浮顶油罐的序幕，秦皇岛、大庆、仪征、铁岭、舟山、大连、镇海、黄岛、上海高桥、宁波大榭、燕山等地相继建造了数百台10X104m3超大型浮顶油罐，中国石化自己设计与建造的第一台10X104m3超大型浮顶油罐于1997年在大连西太平洋石油化工有限公司建成。国内超大型浮顶油罐的发展，概括起来经历了四个阶段。第一阶段为整套技术引进，包括设计、高强度钢板、热处理成品部件和施工技术。如20世纪80年代中后期在秦皇岛、大庆、舟山建造的10X104m3超大型浮顶油罐。第二阶段为国内自己设计和施工，仅引进高强度钢板和热处理成品部件。如20世纪90年代在镇海、舟山、上海、兰州等建造的10X104m3超大型浮顶油罐。第三阶段为国内自己设计，仅引进高强度钢板，壁板开口焊后消除应力热处理在国内完成。如20世纪末本世纪初在镇海、宁波大榭、上海金山、中化舟山等建造的10X104m3超大型浮顶油罐。第四阶段从设计、高强度钢板和热处理全部国产化。如1999年北京燕山石化公司建造的4台10X104m3超大型浮顶油罐和2004年后建成的我国一期四大国家石油储备基地以及近几年中石化、中石油的商业储备，中海油、中国化工进出口总公司及沿海地带的民间储备油库等。772024/7/9经过上述四个阶段，我们的设计和施工水平有了大幅度的提高，尤其经过发改委组织的中国石化牵头的国家石油储备基地建设用高强度钢板国产化攻关，使我们的大罐整体水平又上了一个新台阶。到目前为止，国内建成的15X104m3超大型浮顶油罐已有三十多台。

我公司大型外浮顶储罐共计8台，分别为4台5X104m3柴油罐，4台10X104m3原油罐。

大型外浮顶储罐主要结构有浮顶、中央排水系统、浮盘密封（一、二次密封）、罐壁、罐底、转动扶梯、盘梯、静电导出装置、消防设施等。1、浮顶结构

浮顶主要有单盘式和双盘式这2种。单盘式浮顶建造费用低于双盘式，通常采用单盘式。当单盘式浮顶漂浮在700kg／m3的液体上时，应保证在单盘板和任意2个舱室泄漏或在整个罐顶上平均有250mm雨水积存在单盘上时浮顶不沉没，且能保持结构的完整性，不产生强度和稳定性破坏。此外，正常操作条件下，单盘与储液之间不应存在油气空间。单盘下设置一定数量的径向和周向加强筋，单盘上刚性较大的附件周边300mm范围内的搭接焊缝上下表面采用连续焊，边缘浮舱与单盘之间采用环形板连接。二、大型外浮顶储罐主要结构及附件992024/7/9采取这些措施可提高单盘板的强度，减小施工时的焊接变形，缓和由强风引起的波动，提高抗疲劳能力，使单盘边缘受力趋于均匀。单盘根据直径大小需要设置中央浮舱。

中央浮舱的作用是增强单盘整体刚性，并在单盘破裂或浮顶积水时为单盘提供浮力，减小单盘向下的挠度，减轻边缘浮舱承受的载荷。我公司8台大型储罐浮顶都采用单盘式浮顶，原油罐单盘中间设有浮仓，柴油罐中间未设置浮仓。2024/7/92、中央排水系统目前，国内大型外浮顶储罐使用的中央排水系统主要有旋转接头式排水系统、枢轴式排水系统、全软管式排水系统、分规式排水系统。2.1旋转接头式排水系统回转接头式中央排水装置主要由回转接头与钢管连接形成的，其中回转接头又是由有相对运动副的套管、滚珠等部件组成，套管之间由密封圈形成密封结构，既确保了排水管内的介质不外漏，也阻断了油罐内的介质泄漏到排水管中。回转接头与钢管相连，随着浮顶的上下运行而转动，形成折叠管，以满足浮顶运行的需要。回转接头具有通用性强、易加工、价格相对较低的优点，但是，由于回转接头存在相对运动副，密封圈本身会磨损，同时存在法兰静密封点，回转接头式中央排水泄漏2024/7/9概率较大。2.2枢轴式排水系统枢轴式中央排水装置主要由挠性接头和钢管组成(称为静密封结构)，其折叠管直管段间的连接旋转头由挠性管替代，具有密封性好、结构简单、运行轨迹稳定等特点。但是，目前回转接头剖面图枢轴式接头2024/7/9常用挠性管的挠曲性有限，曲率半径大，频繁的低液位运行，挠性管易出现疲劳损坏，制造工艺要求严格，局部接头处易产生开裂。2.3全软管式排水系统全软管式排水系统其整体结构形式仅为一根柔性管，两端通过法兰与进水口单向阀、出水口与罐壁接管相连，中间既不用回转接头，也不用枢轴式接头，既消除了磨损泄漏，又消除了挠曲疲劳破坏，受浮盘漂移的影响小，有效地降低了泄漏的可能性。但是，安装时应避开浮顶支柱、加热盘管及其它可能相碰附件。2024/7/92.4分规式排水系统分规式排水系统采用的是在两硬管的连接处用复合软管连接，上下铰链也同样用复合软管过渡到硬管连接的结构。该形式相对于枢轴式增加了挠性管曲率半径，降低油罐软管疲劳破裂的风险。

全软管式排水系统分规式排水系统2024/7/9全软管式排水系统在罐内运动轨迹所占区域较大，影响浮顶支柱及罐内其它设施的布置，且价格比较昂贵，但寿命较长。旋转接头排水装置在罐内比较固定，但动密封点较多，且寿命相对较短，但价格便宜。枢轴式排水装置在罐内比较固定，若储罐长期低液位运行，可能引起疲劳损坏，容易降低寿命，但价格便宜，容易维护。分规式排水装置操作简单、安装方便、运动轨迹简单且价便宜，但在国内使用时间不长，有待进一步使用观察。我公司4台柴油罐采用的是枢轴式中央排水系统，3台原油罐采用的是回转接头式中央排水系统，1台原油罐（1200-T-003）采用的是全软管式排水系统。到目前为止只有柴油罐在开工初期发生过金属软管渗漏，其它运行状况良好。2024/7/93、一、二次密封装置设置在罐壁与浮顶外圈板的环形空间之上，用以屏蔽该处气相的蒸发，以减少储存物料的损耗，操作中要求密封装置与罐体紧密接触，随浮顶一起在罐内升降。密封件与浮顶的有效结合，才能降低浮顶油品蒸发损耗。

密封的种类很多，常见的密封主要有以下几种形式：3.1机械密封依靠机械力将密封钢板紧密地压靠在罐壁上，使之能够在罐壁上滑动，又尽量不产生间隙。机械密封使用的历史较长、形式多样、结构简单、容易制造，但缺点是油气损耗大，对罐壁的几何形状如椭圆度、垂直度及局部凸凹度等要求较高，适应性差，因而目前新建储罐很少使用。2024/7/93.2弹性填充密封在一个密封的封套内，填充弹性好、易变形的物体如泡沫塑料，或填充适当的流体，依靠填充物的受压变形达到密封的目的。这种密封的效果较机械密封好，对罐壁的椭圆度、垂直度及局部凸凹度等要求不是太高，适应性较强，不易发生浮顶卡死现象。但这类密封功能单一，需要配套其它如挡雨板、刮蜡机构等设备，另外该密封还存在耐磨性差、泡沫塑料长期处于压缩状态易产生塑性变形，尤其是当储罐变形较大、有局部受力时容易损坏。2024/7/93.3唇(舌)形密封依靠弹性唇(舌)片与罐壁滑动接触起到密封作用。这种密封适应性较强，但制造工艺和材料选用要求很高，同时也存在上述弹性填充密封的缺点。3.4二次密封二次密封是在一次密封(上述三种密封均为一次密封)的基础上再增加一道密封。通过实验证实，采用二次密封后可减少5O%～98%的油气损耗。并且在安全性、环境保护方面有更为显著的社会效益和经济效益。9O年代中期，我国开始使用二次密封技术。2024/7/9我公司大型外浮顶储罐密封采用泡沫填充密封加二次密封装置，密封效果较好。

泡沫填充一、二次密封装置2024/7/9大型外浮顶储罐使用按照《大型浮顶储罐安全设计施工、管理规定》执行，定期对储罐本体、附件以及安全设施进行检查，及时整改不完善项，并做好记录。检查记录包括《大型储罐外部检查记录》、《大型储罐全面检查记录》、《可燃气体浓度测试记录》。

日常收付油作业严格按照操作规程、工艺卡片执行，尽量避免超温、液位超限、收付油超速运行，尤其是避免浮顶落盘，减少浮顶支柱对罐底板的冲击。如果工艺需要超工艺卡片运行，需填写《工艺参数审批记录单》，并落实好防护措施。三、大型外浮顶储罐使用2024/7/9大型外浮顶储罐日常维护主要内容包括：1）外加电流阴极保护系统日常巡检、维护，检查保护电位、电流情况；2）浮顶上表面、罐外壁、盘梯、转动扶梯等局部防腐；3）转动扶梯转轴加润滑脂润滑；4）静电导出线检查、更换；5）浮顶卫生清理，尤其是积水坑内部及滤网；6）浮舱、单盘漏点检查、临时封堵；7）中央排水管检查排水情况，是否排水顺畅，是否带油，做好清污分流；8）检查紧急排水管内水封；9）检查自动通气阀密封是否严密性，检查活动是否灵活；10）检查浮顶上呼吸阀阀盘及阻火网；四、维护及检修主要内容2024/7/911）检查一、二次密封是否严密；12）浮顶防转装置检查；13）罐底板周围防水破损部分修补；14）罐壁搅拌器检查、保养；15）浮顶防转装置检查；16）储罐附属仪表检查、校验；17）泡沫发生器检查。

大型外浮顶储罐检修按照《SY/T6620-2005“油罐检验、修理、改建和翻建”》等效API653、《SY/T5921-2000“立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程”》执行。维护及检修主要内容包括：1）罐内支柱垫板检查、更换；2）阳极块检查、更换；2024/7/93）一次密封不严、损坏部分更换；4）检查刮蜡装置（或限位装置）是否好用；5）中央排水管外观检查、试压；6）加热盘管试压；7）底板漏磁检查、大角焊缝检查、罐体焊缝检查、浮盘板及浮仓内焊缝试漏检查