儲罐的損耗及鋁浮盤的應用設計

郭育（中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司，河北 滄州 062550）

隨著石油化工業的發展，儲油罐的需求越來越大，并且不斷更新換代.內浮頂油罐被廣泛應用，由于煉油廠、油庫的油品在儲存過程中每年因為蒸發而損失的數量非常大，為了減少油品在儲存過程中的蒸發損失，減少對環境污染，采用鋁浮盤是降低油品損耗的一個有效措施。

1 油品的損耗

油品是多種碳氫化合物的混合物，蒸發性強是成品油的主要特性之一。蒸發數量的大小與成品油密度、蒸發面積、液面壓力、大氣溫度和油品溫度等因素有直接關系。蒸發損耗是以緩慢的形式持續發生的，數量上的損耗，也降低了油品質量。另外油品蒸發引起環境污染，形成了火災危險。

要降低或消除油品蒸發損耗，浮頂罐油品降耗的原理是，要減小或消除罐內油面上的氣體空間。由于液面上沒有氣體空間，減少了在運輸過程中產生的振蕩，防止儲液對罐內壁產生撞擊或內壓力變大，減輕罐頂和罐壁的腐蝕，延長儲罐使用壽命。浮頂罐分為內浮頂儲罐和外浮頂儲罐兩大類。過去應用較多的鋼制內浮盤裝置，由于其耗用材料量多，制造成本高，施工周期長，重量大等因素的影響，其發展趨勢下降。不同于過去鋼制浮船式內浮盤的設計方式，目前裝配式鋁浮盤裝置采用了密封鋁制浮筒作為浮構件，因為鋁的化學穩定性能好，不容易發生氧化腐蝕，并且在浮盤下部，浮筒均布，倘若有少數浮筒由于破損產生滲漏，浮盤裝置也不會沉沒。

2 鋁浮盤的特點

裝配式鋁浮盤由于其重量輕、浮力大，安裝方便、耐腐蝕、使用安全可靠等優點，在世界上迅速發展并應用。

浮盤安裝方便，鋁板鋪在框架上，浮盤框架和罐壁之間配有密封膠帶，另外浮盤上附件，運到現場去可通過人孔運送到罐內，方便安裝；并且由于各部件材料為鋁合金，非常輕便，不需要起重設備助力。另外安裝不會引起附加危險，浮盤各部件用螺栓連接而成，不需要動火，大大提高了施工安全系數。

3 浮盤設計

3.1 浮頂浮力的影響

在浮頂設計中極為重要的參數之一就是浮頂浮力大小，它直接影響到浮頂的安全運行。要考慮：由于浮頂偏移會造成浮頂與罐壁間摩擦力加大，可能會造成卡、阻或浮頂傾斜的情況；由于油罐的水平半徑允許偏差和罐壁垂直度、局部凹凸度等原因，引起浮頂與罐壁間軟密封摩擦力增大，從而浮頂傾斜程度增加；為滿足上述要求，包括周邊密封件與螺栓重量的重量和在內，浮頂浮力至少要為兩倍自身重量。浮筒外徑一般為250mm，設計浮筒最大沉沒深度應在130-150mm。

3.2 浮頂直徑大小確定

浮頂直徑大小對油氣損耗及浮頂運的行安全性影響很大。直徑比較小的浮頂，會造成罐壁與浮頂之間存在較大間隙，從而增大了浮頂環形與罐壁的面積。由于軟密封對罐壁凹凸度的適應性有限，會在罐壁與軟密封之間存在縫隙，從而使油氣溢出；若浮頂直徑較大，可以適當克服上述不足。同一內徑的浮頂罐，浮頂直徑增大，在上下浮動中，浮頂上易形成一個傾覆力矩，使浮頂繞其中軸線上下浮動，浮頂偏移越大，傾覆力矩就越大，危險性業越高。

因罐壁允許局部凹凸度、油罐內徑水平半徑允許偏差，均隨罐容積增大而增大。故同一規格形式的軟密封，在不同容積油罐進行安裝時，若提供浮頂與罐壁之間的尺寸相同時，較大容積罐的軟密封杯壓縮量也會較大。但大容積內浮頂罐中浮頂的直徑大、慣性大，使其不易在儲液中上下移動，而且對浮頂的形心傾覆力矩增大大，容易產生卡盤事故。因此，罐壁與浮頂之間間的間隙，應隨儲罐容積的增大而增大，并且軟密封袋也應隨儲罐增大而加粗。

3.3 附件設計

儲罐應設有泡沫擋圈，它的作用有兩個：油氣邪路及靜電火花主要發生在罐壁與密封帶相接觸處，出現火情時，因受到擋圈阻擋，最開始噴入的泡沫滅火劑，在環隙中集中，從而將達到較好得滅火效果；因浮頂傾斜或晃動等原因，溢到密封袋上的油液將濺到蓋板上。

要設計排液管，當浮頂在最低操作處時，通氣閥將會自動打開，當低液位進油時，一部分從通氣閥排出的大量油氣，會積聚冷凝到浮盤的蓋板上。為了排出蓋板上的積存液體，故設置排液管是必要得，它增加了浮盤運行的安全性，延長了浮盤使用壽命。

4 施工及使用應注意問題

鋁制浮盤的最低高度為1.8m，正常操作該液位不得低于2m，在日常操作中應杜絕低液位操作，避免浮盤傾斜沉陷。在云南成品油管道工程配套玉溪油庫項目中，在浮盤設計考慮到實際問題，建議今后油儲罐改裝內浮頂儲罐時，可將浮盤支腿改用鋼管支撐，并在支腿和浮筒的下半部分的外表面上涂防腐漆。

由于儲罐長時間使用，由于腐蝕銹化等原因，內壁會變得比較粗糙，若有的地方已經發生變形，在浮盤升降浮動過程中，內壁于浮盤周邊的密封膠帶的摩擦力將大大增加大，從而將縮短了密封膠帶的使用壽命。故個人建議，若由拱頂罐改裝內浮頂罐時前先對儲罐內壁進行修整。

對油罐內壁做防腐處理。因為油罐內表面會產生鐵銹碎屑，落到蓋板上，若空氣濕度大，會加快腐蝕速度，會導致蓋板的大面積點蝕穿孔。從而縮短蓋板壽命。浮盤在浮動時，由于受力不均，浮盤塌陷，無法在油面上隨油面上下升降浮動，起不到減少政法油品蒸發損耗的作用。

當一旦發生由于浮盤質量不過關而引起的事故，所造成損失都可能數倍高于內浮頂造價，為了杜絕各類事故發生，油罐操作一定要嚴格執行操作規程。

[1]孔昭瑞.使用組裝式內浮頂應注意的一些問題.油氣儲運，1994.13(3)：12-17.

[2]馬林，鄭永侃，梁慧萍.儲罐的蒸發損耗與鋁浮盤的應用[J].船舶節能，1996年01期.