內(nèi)浮頂儲罐油氣泄漏的控制與管理探討

王雷

（大慶石化公司銷售儲運中心，黑龍江 大慶 163714）

內(nèi)浮頂儲罐屬于輕質(zhì)油品進行存儲的最佳方式，可降低油氣資源的揮發(fā)量，發(fā)揮環(huán)境保護的效果，但是，由于內(nèi)浮頂罐密封不嚴，極易導(dǎo)致內(nèi)浮頂罐密封不嚴密問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致安全隱患的存在，所以，必須對內(nèi)浮頂罐應(yīng)用的問題進行解決，以降低尤其泄漏問題的發(fā)生，減少內(nèi)浮頂罐爆炸事件和著火事件的發(fā)生，降低經(jīng)濟損失問題和環(huán)境污染問題，本文就內(nèi)浮頂儲罐油氣泄漏的控制與管理展開論述分析。

1 內(nèi)浮頂儲罐

1.1 發(fā)展情況

1950年后，國外開展了對內(nèi)浮頂儲罐的研究，對大型浮頂油罐和內(nèi)浮頂儲油罐的研究不斷深入，法國最早開始了油罐內(nèi)部覆蓋層的研究。1955年，美國也開始進行了內(nèi)部覆蓋層油罐的制作。1962年，德國已經(jīng)開始應(yīng)用帶蓋浮頂罐進行石油資源的存儲，且其直徑達到史上最大為61.6m，自1972年，美國所建設(shè)的內(nèi)浮頂儲罐數(shù)量已經(jīng)高達600 個以上。

1980年以前，我國大都應(yīng)用固定頂儲罐對輕質(zhì)油品進行存儲，但是，其在一定程度上對油品質(zhì)量產(chǎn)生了影響，還加劇了油品的損耗問題，加劇了環(huán)節(jié)的污染。當時，為降低經(jīng)濟損失的發(fā)生，保障生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展和生產(chǎn)的安全性，進行了對應(yīng)措施的制定，以成膠劑在液面上應(yīng)用，使液面形成與大氣隔離的凝膠狀浮蓋方式進行干預(yù)，可對聚酰胺小圓盤浮蓋液體的自由表面，依靠浮頂結(jié)構(gòu)和惰性氣體浮蓋層方式，對儲液蒸發(fā)的存儲量進行了縮減，所以內(nèi)浮頂儲罐被廣泛應(yīng)用。

1.2 內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)及性能

內(nèi)浮頂罐可將浮動浮盤在固定頂罐的內(nèi)部添加，其組成主要包括支柱、通氣孔、密封裝置和罐體內(nèi)浮盤。其相對固定頂儲罐來說，應(yīng)用優(yōu)勢顯著，主要包括以下幾點：第一，浮盤的存在，在內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)部對浮盤與油品液面之間的空間產(chǎn)生了壓縮效用，可對油品的蒸發(fā)損耗量產(chǎn)生降低效用；第二，通過固定頂?shù)膽?yīng)用，可減少灰塵、雨雪及風沙對其產(chǎn)生的影響，可確保儲液在各種條件下的應(yīng)用質(zhì)量。第三，由于內(nèi)浮頂儲罐的維護方式和施工建設(shè)方法簡單，依靠密封材料，可有效減少儲罐由于日照因素影響出現(xiàn)的老化現(xiàn)象。美國石油學(xué)會研究表明，進行內(nèi)浮頂?shù)耐晟圃O(shè)計，可對固定頂蒸發(fā)損耗情況進行控制，最小化投資，通過內(nèi)浮頂儲罐可有效進行汽油資源的存儲，酮類、醇類、銓類、噴漆染料、易揮發(fā)、易燃易爆的液體石油產(chǎn)品也可采用內(nèi)浮頂儲罐進行存儲。

1.3 內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)用中存在的問題

當前，內(nèi)浮頂儲罐被廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用優(yōu)勢十分顯著，但是，應(yīng)用中的問題也日益突出，主要由于內(nèi)浮頂儲罐浮盤會受到多因素影響，導(dǎo)致密封不嚴密出現(xiàn)泄漏情況，對浮盤上部及油罐拱頂?shù)膽?yīng)用空間產(chǎn)生影響，且存在其中的油氣濃度會達到儲罐爆炸的極點，一旦受到硫化亞鐵、累計或者靜電等因素的影響，或者受到外界火源的影響，將直接導(dǎo)致爆炸、著火和自然事故的發(fā)生。

2 內(nèi)浮盤油氣泄漏因素

2.1 設(shè)計因素

從設(shè)計角度分析，內(nèi)復(fù)盤形式設(shè)計中存在缺陷，主要表現(xiàn)為：第一，大部分油罐浮盤應(yīng)用的為鋁浮盤，也有應(yīng)用不銹鋼材料浮筒式內(nèi)復(fù)盤設(shè)計結(jié)構(gòu)開展設(shè)計，采用膠囊式密封方式對周圍圈進行密封，但是，浮盤與導(dǎo)向管密封位置、浮盤面板拼接位置及周全密封膠囊位置均存在大小不一的空隙，極易導(dǎo)致油氣泄漏問題的發(fā)生，使其向浮盤上部空間移動。由于浮盤周圍的密封方式不同，所以密封效果也存在一定差異性。不同形式的浮盤密封效果也存在一定差異性。第二，在浮筒式鋁浮盤面板的下部分及油品液面之間存在較大的空隙，一旦受到外界點火源影響，將導(dǎo)致著火爆炸風險和油氣泄漏風險的增加，若是設(shè)計過程中應(yīng)用全接觸型浮盤進行設(shè)計，可對這一問題進行有效解決。

2.2 計量因素

為促進計量精準程度的提升，必須在進行人工計量口、油管安裝液位計、溫度計導(dǎo)管安裝及取樣孔設(shè)計過程中，在浮盤面開蓋及導(dǎo)管開孔位置，使大量的油氣從開蓋位置和開孔位置向浮盤的上部空間滲漏，所以在進行油管設(shè)計過程中，必須在設(shè)計導(dǎo)向管的過程中，應(yīng)用三個，若是每個導(dǎo)向管都開孔的情況下，內(nèi)浮盤上泄漏的油氣量即可被預(yù)知。

2.3 作業(yè)管理因素

當前，不同油庫均在采用低庫存方式進行作業(yè)管理，油庫油罐正常運行情況下，液位水平較低，油庫內(nèi)浮頂罐作業(yè)中，油液位至浮盤下面情況時有發(fā)生，內(nèi)浮盤落地會導(dǎo)致浮盤上方通氣孔全部開放，其會導(dǎo)致油品液面濃度的提升，使油氣向內(nèi)浮盤通氣孔部傳送，最終達到浮盤上部空間位置，導(dǎo)致浮盤上部空間的油氣量過高，超過規(guī)定水平。

2.4 油罐罐壁形狀變化

油罐制造材料大都為鋼制材料，油罐罐壁位置進行安裝、預(yù)先制作及應(yīng)用過程中，形狀變化屬于常見因素，油氣會向油管浮盤的上部空間泄漏，這一現(xiàn)象具有普遍性，若是油罐收發(fā)油作業(yè)發(fā)生時，穩(wěn)定性欠佳，將導(dǎo)致液面搖晃，影響浮盤運行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致油罐浮盤泄漏量的增加。

3 內(nèi)浮頂儲罐油氣泄漏的控制與管理

3.1 浮盤形式的改變

傳統(tǒng)浮盤樣式大都為浮子和浮筒式結(jié)構(gòu)，并于其上方覆蓋面板，浮子上部分位置及浮筒位置三分之一出會處于油品液面的上部分位置，在液面和浮盤面板之間，為油氣提供了巨大的存儲空間，若是浮盤的密封程度不足，或者浮盤狀態(tài)一行，將直接出現(xiàn)油品揮發(fā)浪費情況，嚴重影響生產(chǎn)安全，為對這一問題機械能解決，必須采用全接觸式的浮盤進行處理，當前，玻璃鋼及浮船式的全接觸式浮盤屬于浮盤的重要組成類型。

3.2 浮盤密封形式的改變

當前，膠囊式密封方式應(yīng)用的成本投入量較低，施工方式就方便，其已經(jīng)被建筑企業(yè)和設(shè)計單位所廣泛應(yīng)用，由于膠囊的密封性不足，且罐壁存在毛刺和焊接異常情況，所以膠囊應(yīng)用中極易產(chǎn)生損壞，油氣會通過損壞點向膠囊內(nèi)部滲漏，導(dǎo)致安全隱患問題的發(fā)生。當前，由于浮盤密封膠囊損壞而導(dǎo)致的爆炸和著火事件層出不窮。為對浮盤及液面的氣項空間問題進行解決，已經(jīng)采用全接觸式浮盤進行干預(yù)，前解除浮盤可對浮盤底部的油氣空間進行消減，實現(xiàn)了無大小呼吸損耗的目的，其僅存在罐壁邊緣與浮盤的空間，這一全接觸式浮盤的應(yīng)用，采用薄金屬板形式進行密封，將密封板向液體內(nèi)部前推，其可與罐壁之間保持較小的間隙，可縮減損耗概率。

3.3 計量導(dǎo)管部位的開孔減少

當前，油罐上進行了人工取樣孔、多點溫度計和液位計的安裝，其可保持質(zhì)量和計量的精準度，其會在這些設(shè)備的套管位置進行開孔干預(yù)，可符合計量精度的相關(guān)要求，但是也出現(xiàn)了油氣向上部空間泄漏的現(xiàn)象，所以可從以下兩個方面開展干預(yù)。首先，將溫度計、人工取樣口及液位計等向一個套管內(nèi)部集中，由于套管自身存在不開孔現(xiàn)象，將壓力控制閥在導(dǎo)管頂端油罐外法蘭下部位安裝，依據(jù)油罐的設(shè)計參數(shù)，進行控制閥操作壓力水平的控制。這一方式應(yīng)用中，不會對原油設(shè)計理念和程序進行變更，但是會導(dǎo)致氣體向外部釋放的可能性，導(dǎo)致質(zhì)量和計量存在一定偏差，所以后續(xù)可以應(yīng)用油氣回收系統(tǒng)的建立；其次，必須在一個導(dǎo)管內(nèi)進行人孔取樣口活塞溫度計和液位計的安裝，以在開孔的導(dǎo)管外部位置進行可伸縮膠囊的安裝。

3.4 內(nèi)浮頂儲罐氮封設(shè)計

這一形式可針對已經(jīng)建設(shè)完成的內(nèi)復(fù)式頂罐和拱頂罐進行，其可在內(nèi)浮頂油罐透氣孔進行封閉處理，在系統(tǒng)聯(lián)通中注入透氮氣和內(nèi)部空間，依靠氮氣對罐內(nèi)氣體進行補充，由于氮氣質(zhì)量遠遠輕于油蒸汽，所以氮氣會在油蒸汽上方浮動，在呼氣情況發(fā)生時，氮氣會被呼出，而不是油蒸汽被呼出。待罐內(nèi)壓力值降低情況下，氮氣會自動進入罐體內(nèi)部，對氣體空間進行補充，可降低蒸發(fā)過程中的消耗量，減少油品與空氣接觸而產(chǎn)生的空氣氧化問題的發(fā)生。

3.5 標準化建設(shè)施工過程

油罐施工質(zhì)量問題屬于內(nèi)浮頂罐泄漏的主要因素，在應(yīng)用過程中形變情況時有出現(xiàn)，將直接對浮盤施工產(chǎn)生不良影響，甚至會導(dǎo)致浮盤泄漏問題的出現(xiàn)，所以，在設(shè)計過程中，必須嚴格把控質(zhì)量標準，確保管理關(guān)口能夠向前移動，降低施工艱澀不合理影響后續(xù)運行管理的可能性出現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，內(nèi)浮頂儲罐油氣泄漏問題會嚴重影響企業(yè)的安全和穩(wěn)定生產(chǎn)，所以必須對其相關(guān)影響因素進行分析，并采用浮盤形式的改變、浮盤密封形式的改變、計量導(dǎo)管部位的開孔減少、內(nèi)浮頂儲罐氮封設(shè)計和標準化建設(shè)施工方式，以降低內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)用中油氣泄漏的可能性。