內(nèi)浮頂儲罐油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究

王澤(侯馬北銅銅業(yè)有限公司，山西 侯馬 043000)

宋嘉寧(中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司，河北 任丘 062550)

目前在成品油庫儲罐設(shè)計和施工中，儲罐的油進(jìn)出管方面出現(xiàn)了一些問題，如油進(jìn)出管的擴(kuò)散管或防沖板與罐底發(fā)生碰撞；地基沉降時，油進(jìn)出管隨之傾斜，將油進(jìn)出管的支撐拉壞等，造成現(xiàn)場返工，并留下安全隱患，因此有必要對目前的油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)進(jìn)行總結(jié)和分析，弄清現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的問題，提出合理的油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)。

1 油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)型式

目前成品油庫中儲罐的油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)型式主要有兩種，第一種可稱為不擴(kuò)散式，第二種可稱為擴(kuò)散式，具體結(jié)構(gòu)如下:

1.1 結(jié)構(gòu)型式(一)

油進(jìn)管和油出管設(shè)置為同1個管口，其內(nèi)伸長度較小，一般約500mm，內(nèi)伸部分不設(shè)置帶孔的擴(kuò)散管和防沖板，僅設(shè)1個異徑接頭。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)型式(一)

1.2 結(jié)構(gòu)型式(二)

油進(jìn)管和油出管也為同1個管口，但內(nèi)伸部分伸至儲罐中心，同時內(nèi)伸部分設(shè)置較長的擴(kuò)散管和防沖板。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)型式(二)

2 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及存在的問題

2.1 結(jié)構(gòu)型式(一)

2.1.1 優(yōu)點(diǎn):

(1)結(jié)構(gòu)型式較簡單，現(xiàn)場施工方便；

(2)油進(jìn)出管僅與罐壁想焊接，內(nèi)伸部分不設(shè)置支撐，且內(nèi)伸長度較小，若儲罐地基發(fā)生沉降現(xiàn)象，不會引起油進(jìn)出管的傾斜，則不會對罐壁產(chǎn)生較大的拉力，不會使罐壁與油進(jìn)出管焊接部位產(chǎn)生較大的應(yīng)力；

2.1.2 缺點(diǎn)及存在的問題:

(1)該結(jié)構(gòu)由于內(nèi)伸部分沒有設(shè)置擴(kuò)散管和防沖板，油品會以較高的速度進(jìn)入罐內(nèi)，容易產(chǎn)生靜電，留下火災(zāi)隱患；

(2)由于內(nèi)伸長度較小，一般約500mm，則油品可視為是從儲罐的邊緣進(jìn)入儲罐，容易使罐內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，容易對罐內(nèi)部件產(chǎn)生沖擊作用；

2.2 結(jié)構(gòu)型式(二)

2.2.1 優(yōu)點(diǎn):

(1)該結(jié)構(gòu)由于設(shè)置有帶孔的擴(kuò)散管以及防沖板，因此可有效降低油品進(jìn)入罐內(nèi)的速度，從而避免引起靜電；

(2)該結(jié)構(gòu)由于內(nèi)伸至罐中心，因此油品可視為從儲罐中心漫流至儲罐四周，流動較為平穩(wěn)，不會對浮盤等部件產(chǎn)生沖擊和旋轉(zhuǎn)作用；

2.2.2 缺點(diǎn)及存在的問題:

(1)該結(jié)構(gòu)由于內(nèi)伸較長，一直內(nèi)伸至罐中心，對1萬方以上的儲罐，油進(jìn)出管均達(dá)到10m以上，儲罐水壓試驗完成后，若發(fā)生地基沉降，油進(jìn)出管隨之發(fā)生彎曲，極易對罐壁焊接處產(chǎn)生非常大的拉力，使罐壁與油進(jìn)出管焊接部位產(chǎn)生很大應(yīng)力；

(2)此外由于罐底均有一定的坡度，當(dāng)油進(jìn)出管中心高度較低時，極易使油進(jìn)出管的防沖板或擴(kuò)散管與罐底碰撞；

3 新結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案

基于以上兩種油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)存在的問題，在綜合考慮儲罐的地基沉降、油品流動速度和流動狀態(tài)等因素的基礎(chǔ)上提出新型油進(jìn)出管結(jié)構(gòu)型式，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該種結(jié)構(gòu)分為兩段，第一段管徑與進(jìn)口相等；第二段為擴(kuò)散部分，設(shè)置帶小孔的擴(kuò)散管和防沖擋板；兩段之間不采用焊接方式連接，僅需兩段的中心線對齊即可，這樣油品在通過第一段，可順利流至第二段，通過擴(kuò)散管和防沖板的作用降低流速。同時油進(jìn)出管內(nèi)伸為0.4D(D為儲罐內(nèi)徑)，且不應(yīng)大于10m。

該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):

3.1 設(shè)置有擴(kuò)散管和防沖擋板，可以有效降低油品的流速，避免產(chǎn)生靜電；

3.2 第一段與第二段不進(jìn)行焊接，當(dāng)發(fā)生地基沉降時，不會對罐壁產(chǎn)生拉力，避免油進(jìn)出管與罐壁焊接部位產(chǎn)生過大的應(yīng)力；

3.3 油進(jìn)出管內(nèi)伸為0.4D，可使出口盡量靠近罐中心，不使罐內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；

3.4 同時，油進(jìn)出管內(nèi)伸不超過10m，當(dāng)擴(kuò)散管直徑較大時，可有效避免油進(jìn)出管與罐底發(fā)生碰撞。

4 結(jié)語

4.1 油進(jìn)出管設(shè)計應(yīng)考慮地基沉降作用，避免地基沉降使油進(jìn)出管對罐壁產(chǎn)生過大拉力；

4.2 油進(jìn)出管設(shè)計應(yīng)考慮油品出口流速過大引起的摩擦靜電；

4.3 油進(jìn)出管設(shè)計應(yīng)使罐內(nèi)油品流動平穩(wěn)，避免形成油品旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；

4.4 油進(jìn)出管設(shè)計應(yīng)避免擴(kuò)散管或防沖板與罐底的碰撞；

4.5 綜合考慮多種因素，建議油進(jìn)出管的結(jié)構(gòu)設(shè)計為兩段，第一段管徑與進(jìn)口相等；第二段為擴(kuò)散部分，設(shè)置帶開孔的擴(kuò)散管和防蟲擋板；兩段之間不需焊接，僅需兩段的中心線對齊即可，油進(jìn)出管內(nèi)伸為0.4D(D為儲罐內(nèi)徑)，且不大于10m。

[1]GB50341立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國石油天然氣集團(tuán)公司，2003API650.

[2]GB50074石油庫設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國石油化工集團(tuán)公司.