全接液高效密封浮盤在油品罐區VOCs治理過程中的應用

王峰 閆宗磊

為了控制石化企業的VOCs排放，今年來國家和地方各級行政主管部門相繼出臺了許多政策法規要求。2017初，國家環境保護部等4部門和北京、天津、河北等6省市發布《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》，要求石化行業今年底全面完成VOCs綜合整治工作，達到《石油煉制工業污染物排放標準》、《石油化學工業污染物排放標準》等相關標準和要求，尤其位于重點區域的石化企業應按規定達到特別排放限值的要求。

一、技術方案研究與應用

（一）技術方案的研究目標與研究內容

華北石化公司21具輕油罐均為常壓拱頂罐，在油品儲存過程中，會存在油品蒸發現象，一方面造成了油品的損耗，增加了經濟損失，另一方面造成了環境污染，同時由于大部分是可燃或者是有毒氣體，容易引起火災、人員中毒等情況，內浮盤指的是能夠始終漂浮在液體石油化工產品液面上并隨之上下浮動升降的浮動頂蓋。在液體石油化工品儲罐中，內浮盤能夠科學合理的防止儲罐內介質的揮發損耗，起到節約能源，保護環境，提高安全性的作用。

（二）技術方案的研究制定過程

目前，國內外常見的儲罐浮盤主要為浮筒式和全接液式。在國內，長久以來所使用浮盤型式主要為浮筒式，各個設備廠家對全接液式做了研究但未深入發展。自2014年，安監總管三（2014）68號令頒布以來，全接液式浮盤進入了一個全新的發展周期，各個廠商、設計單位爭相研發相關類型的產品。

全接液式浮盤與浮筒式浮盤的結構比較

浮筒式浮盤的結構分析：

浮筒式浮盤主要由頂板、浮筒、浮筒支架、支柱和周邊密封組成，根據不同的使用要求會增設不同功用的開孔及輔助件；

全接液式浮盤的結構分析：

全接液式浮盤主要由主梁、蜂窩箱、支柱和周邊密封組成，根據不同的使用要求，增設不同功用的開孔及輔助件；

全接液式浮盤經過多塊蜂窩箱板拼接，形成一個網狀中空浮塊，由以上示意圖可看出，在使用中，浮塊的下部分浸入液面，整體的中空浮塊漂浮在液面上，隔絕了上部氣相與下部的液相空間，起到了覆蓋封閉液體的作用。

全接液式浮盤與浮筒式的優缺點分析

浮筒式浮盤的優缺點分析：

浮筒式浮盤具有質量輕便，施工程序簡單，易于安裝等特點，但由于存在氣液相空間，油氣密封效果稍差：

（1）油品氣液相空間大，揮發性強， 油品損耗較大，污染環境；

（2）由于油氣揮發，存在火災隱患，降低罐區安全運行系數；

（3）依靠浮筒產生浮力， 浮力分布不均勻，不能承受多名維修人員隨意走動；

（4）整體結構強度差，抗變形能力差，抗油氣沖擊能力小，容易變形而引起卡盤。在面對操作中液體進氣產生氣爆時浮盤易發生傾覆損壞，使用壽命短。

全接液式浮盤的優缺點分析

全接液蜂巢式內浮盤具有安全性高、節能環保、運行穩定、施工簡便等特點。浮盤整體結構強度大，架構緊密，具有良好的抗震性和維修維護便利性。相比于浮倉式、甲板式、浮筒式等類型浮盤，全接液式浮盤具有全面的技術提升，避免了浮力單元單一，粘結劑受浸潤發生剝離危險，消除了油氣空間等等設計特點。

（1）高安全性：浮盤整體實現全接液完全消除油氣空間最大程度降低安全事故隱患，減少火災發生的可能性，保證儲罐的安全運行；

（2）節能環保：浮盤整體直接覆蓋介質表面，無液體氣液相揮發空間，實現全接液，可有效抑制油氣揮發，效果可達99% 以上；

（3）結構穩定：結構穩固，浮力均勻穩定， 強度超過API650（H4.2 .1 .4） 要求7倍以上，可允許2～4人在上面行走，完成維護作業；抗油氣沖擊效果良好，可承受非正常操作時液體進氣發生的氣爆壓力；

（4）施工簡便：施工組裝安全、簡易、迅速、無需動火作業；所有部件均可以由人孔進入， 無須開頂；維修維修率低。

（5）相對于浮筒式浮盤，全接液式內浮盤，消耗的材料較多，造價成本較高，同等條件下，整體造價要高出20～30% ；

由以上對比比較得出使用全接液浮盤可以有效減少油氣揮發，從而改善環境污染、提高罐區安全性，從而帶來間接的社會效益。

（三）技術方案的應用情況

華北石化公司罐區更換全接液浮盤投用以來，減少了液體輕油產品在儲存過程中的油氣揮發損耗、節約能源、降低安全隱患和減少環境污染。近年來，石油化工品倉儲物流企業事故時有發生，而儲罐著火爆炸事故則占據了很大的比例，因此，儲罐的安全防護工作成為了重中之重。全接液式內浮盤克服了傳統浮盤存在油氣空間的缺點，有效做到了大幅度降低損耗，增加安全環保的收益。從使用過程中來看，全接液式內浮盤無論在油氣回收收益還是節能降耗提高安全環保方面都超越了浮筒式內浮盤，取得了良好的效果。

二、技術創新點

全接液浮盤具有高安全性、節能環保，運行穩定、施工簡單等特點，浮盤整體結構強度大，架構緊密，具有良好的抗震性能。在環保性能方面根據使用效果可以得知全接液浮盤可有效阻絕油氣揮發，效果可達99%以上；另外其采用的囊式與刮板結合的二次密封，可以更好的阻絕儲罐內液體的揮發，減少揮發氣體進入大氣的總量，有效保護了周圍的環境。

三、經濟效益、社會效益

在公司更換的輕質油儲罐中涉及到1000M3儲罐9具，年周轉量為14萬噸，3000M3儲罐8具，年周轉量為8.5萬噸，2000M3儲罐4具，年周轉量為10.7萬噸。

通過以上公式及儲罐參數、介質參數及涉及運行參數，可以計算出21具儲罐每年可減少揮發量為93噸。

以現在汽油價格8900元每噸為例，年可節約：8900元*93噸=82.77萬元

華北石化公司罐區所使用的全接液高效密封浮盤不僅有效地控制了儲罐油氣呼吸損耗對大氣環境所造成的污染，降低了排放指標，同時還減少了“綠色能源”的自然損耗，創造了巨大的社會效益及環保效益，為開啟“藍天工程”奠定了基礎，提供了保障。

四、存在問題及改進措施

全接液高效密封浮盤相較于之前使用的浮盤安裝技術要求高，使用過程中需要注意罐內液位升降速度，尤其是在低液位時，更應注意進油速度。油品運行部針對此產品的使用說明制定了相應的操作規程。（作者單位為中國石油華北石化公司油品運行部）