裝配式鋁浮盤的優化改進及應用

宋 宇，杜鳳權，張 亮

（1.中國石油吉林石化公司動力一廠，吉林吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司機動設備處，吉林吉林 132021）

0 引言

隨著石油化學工業的快速發展，儲油罐在不斷的更新換代，裝配式內浮盤油罐開始被廣泛應用。特別是用在石化企業儲存汽、柴、煤、石腦油、原油等高揮發性油品方面。

內浮盤是在油罐內部，飄浮在油面并隨著油面上下升降的一種浮動頂蓋，油罐采用這種內部浮動頂蓋，目前是被公認為降低固定頂油罐油品蒸發損耗的最簡便、最安全、最經濟的方法。幾十年來，石化裝置儲油罐基本使用3 種內浮盤：泡沫塑料式內浮盤、鋼浮盤式內浮盤、裝配式鋁制內浮盤。由于鋼浮盤式內浮盤施工周期長、維修成本高、動火量大、安全性能差、減少罐容量、易于沉底等原因，開始呈下降趨勢。由于泡沫塑料內浮盤的靜電導出問題始終難以解決、安全性能較差等問題，目前在一些先進的石化企業已經停止制造和使用。裝配式鋁制內浮盤因為其安裝方便迅速、維修成本低、耐腐蝕、使用安全可靠等各項優點，在石化企業得到快速發展。在國內第一套裝配式鋁制內浮盤在上海石化公司的一臺5000 m3汽油罐應用以來，得到快速的發展。

1 鋁浮盤內浮盤油罐的特點及應用

某公司中轉站內有一個成品油集散地，共有19 臺正在應用的各種儲油罐，已有11 臺為內浮盤油罐，這其中9 臺為裝配式鋁制內浮盤。下面介紹鋁浮盤油罐的具體特點。

1.1 減少油品蒸發損失，減輕環境污染，節約能源

鋁浮盤特別適用在儲存汽油、輕柴油、航煤、石腦油、原油等具有高揮發性油品的各類儲罐，能大大減少油品蒸發的損耗，是一種有效的節能裝置。根據研究機構的測試，安裝鋁浮盤的油罐比拱頂油罐減少油品蒸發損失90%以上。

德國RHEINFELDEN 公司按照EPA（美國環境保護局）的計算公式，對易揮發油品儲存在固定頂油罐中采用和不采用鋁浮盤的蒸發損失進行了計算，其結果見表1～表5。

表1 油罐基本數據

根據表中統計結果，能夠估算出中轉站現有的鋁浮盤內浮盤罐的年節油量。中轉站70#汽油年出廠量約30 萬噸，共有6 臺2000 m3內浮盤罐和2 臺5000 m3內浮盤罐進行周轉作業。其中2000 m3油罐平均年周轉次數超過36 次，5000 m3油罐平均年周轉次數超過10 次，這樣對比上表中的統計結果，能夠估算出每年相對改造前能減少的汽油損失為：115 442×6+123 003×2=940 t；即中轉站6臺70#鋁浮盤油罐年節油能力大約是940 t，能夠看出鋁制內浮盤的應用效果非常明顯。

根據對蒸發損失的實際測量以及數據計算，裝配式鋁浮盤的投資，通常在一年多的時間能夠收回，對于揮發性比較高的油品，以及周轉次數比較多的油罐，回收投資的時間則更短。此外，由于采用鋁浮盤后，將明顯減少油品蒸發的損失，進而減少對環境的污染，滿足環保要求，因此油罐安裝裝配式鋁制浮盤，不僅具有明顯的經濟效益，還產生明顯的社會效益。

中轉站每年出廠輕柴油約40 萬噸左右，而4 臺柴油罐103#、104#（2000 m3）、111#、112#（5000 m3）均是無力矩式油罐，沒有安裝鋁浮盤且每臺罐每年平均周轉次數40 次以上。對照前表中所示的結果，若安裝鋁浮盤，這4 臺柴油罐每年可節約油品損耗量為：1 155 442×2+28 249×2=800 t，能夠得出這樣的結論，中轉站甚至全公司均應盡快把柴油罐由無力矩方式改造為鋁浮盤內浮盤式儲罐，為公司節能降耗，挖潛增效開辟新的途徑。

表2 固定頂油罐油品蒸發損失 kg/年

表3 安裝鋁制浮盤后油品蒸發損失kg/年

表4 節油量 kg

表5 鋁浮盤減小油品蒸發損失效率%

1.2 裝配式鋁浮盤安裝方便快捷

裝配式鋁浮盤是由周邊框架及槽型支承梁等設施組成，一種防銹鋁板鋪蓋在框架上方，整個浮盤結構由鋁管做支撐。周邊框架與罐壁間采用裝配密封膠帶，周邊的框架作為支承梁密封帶的基礎，中間的框架由支承梁、密封壓條、蓋板、鋁浮管組成。所有這些設施零部件均由制造廠生產，運輸至現場后能夠方便的通過儲罐壁人孔送至罐內進行安裝。因為所有零部件均采用鋁合金制造，非常輕便，所以在整個安裝過程中，不需要使用任何起重機械。中轉站107#、108#這2 臺5000 m3無力矩舊罐，在進行改造安裝鋁浮盤的時候，只有8 名工人用2 周時間，就全部安裝完畢。若用鋼盤式內浮盤，至少需要20 名工人6 周以上時間才能安裝完畢。

1.3 現場安裝時基本不動火作業，施工安全

通常舊罐改造是在罐內進行作業，為確保安全，均要求在施工作業期間盡量不動火作業。裝配式鋁浮盤的安裝就滿足這項要求，僅僅開設罐壁通氣孔以及安裝防旋轉繩外，基本不再需要進行其他焊接及切割等動火作業，動火量小，施工非常安全。同時因為鋁浮盤整個安裝過程中，幾乎沒有動火焊接作業，能夠在涂刷防腐涂層的罐底上進行安裝作業，而不會破壞罐底的防腐涂層，因此應用范圍更廣泛。

1.4 抗腐蝕性能好、使用安全

由于鋁浮盤全部采用鋁合金材料的金屬制造，抗腐蝕性能良好。采用密封浮筒作為浮力的構件，使用過程中不會有下沉的風險。即使有個別浮筒泄漏時，也不會導致浮盤整體下沉。但鋼盤式浮盤，一旦浮盤泄漏就整體下沉。

2 優化改進

裝配式鋁制內浮盤是一種高效的節能設備設施，和其他類內浮盤相比優點很多。同時舊儲罐在改造安裝鋁浮盤之后，產生新的問題：無力矩拱頂罐在改制內浮盤后，儲罐的儲油容積均會相應減少。原因是在安裝浮盤以及開設罐壁通氣孔后，減少了油罐的安全收油高度，即減少油罐的有效容積。正是因為內浮盤油罐在安裝鋁浮盤時，均要在罐壁上方增設通氣孔，進而使油罐的有效容積有所減少。

改造安裝罐壁通氣孔有兩個目的：①泄流以限制油面的高度，保護鋁浮盤完好；②通氣作用。泄流限制油高度保護鋁浮盤，當油品收到讓浮盤上升到一定高度后，不允許再上升，以避免鋁浮盤受壓而出現損壞；通氣指浮盤和頂蓋之間的空間，在收支油變化時進行呼氣及吸氣。換言之，寧可犧牲油品令其外泄，也不能造成浮盤的破壞。如果把通氣孔換個位置，還能夠滿足上述兩個要求，能夠提高儲罐的有效容積，則是一項很有意義的改造。把罐壁通氣孔移至罐頂，在頂蓋某個位置安裝通氣孔和阻火器，這樣通氣目的同樣能夠實現。第二目的可通過其他方法來解決這個問題，罐壁的通氣孔第二目的是從安全生產上來考慮的，是一種以防萬一的措施，由于泄流的可能性非常小，也是人為能夠控制的，中轉站車間包括全公司至今也沒有出現過從罐壁通氣孔泄流的事件，也就是說罐壁通氣孔始終沒有達到保護鋁浮盤作用。因此若不設罐壁通氣孔，安全性也是能夠保證的。

另外，也可以通過安裝高位報警器以及提高護罐人員的責任心，來保證儲罐液位不超，進而保護鋁浮盤的完好，和保護浮盤罐一樣，其安全性是能夠得到保證的。因此把罐壁通氣孔改造安裝在罐頂是完全可行，改造后鋁浮盤式內浮盤罐能夠大大提高有效容積。

以中轉站107#5000 m3鋁浮盤式內浮盤罐為例。中轉站107#罐結構如圖1 所示，罐壁及浮盤結構如圖2 所示。107#作業狀態是：最高工作溫度40 ℃，最低工作溫度0 ℃，消防泡沫厚度300 mm，儲存70#汽油，D40 ℃=0.705、D0 ℃=0.730，設罐壁通氣孔即現在的實際最大收油高度為：

圖1 中轉站107#罐結構

圖2 罐壁及浮盤結構

實際作業收油高度為9700 mm。

若把罐壁通氣孔改裝在罐頂，最大收油高度則為：

實際收油高可以定為10 700 mm。

對比以上兩個數據，能夠得出，改變通氣孔位置后，能夠提高儲罐儲油高度1000 mm，能夠提高有效容積411 m3，相比目前實際可提高罐容10%以上，效果明顯。

3 結束語

裝配式鋁制內浮盤是一種高效節能型設備，是一項符合石化企業節能降耗、挖潛增效的有效技改項目。在安裝過程中很有必要做一些有效的優化改進，把罐壁通氣孔改裝在罐頂部，就能夠進一步提高鋁浮盤應用價值，能夠更好地為石油儲運事業的發展做出貢獻，創造企業效益。