浮盤一體化讓儲罐更安全

不銹鋼箱式全浸液高效密封浮盤和油氣抑制技術(shù)，走在了儲罐改造前沿。

2020年12月28日，國家生態(tài)環(huán)境部和國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布了GB20950—2020《儲油庫大氣污染物排放標準》。這項新標準，相較以往對儲油罐VOCs排放方面的管理要求更加細致和嚴格。鑒于此，國內(nèi)石油化工行業(yè)包括成品油銷售企業(yè)在內(nèi)的各單位，迫切需要提升其儲油罐設備的安全性和環(huán)保性，以滿足新標準的要求。

對此，隸屬于中國石油甘肅銷售分公司（以下簡稱甘肅銷售分公司）的甘肅華興石油工程有限責任公司（以下簡稱華興公司），研制了一款滿足新標準要求的儲罐浮盤產(chǎn)品，且在改造過程中可以達到環(huán)保、安全要求。在2024年中國創(chuàng)新方法大賽上，華興公司的儲罐浮盤一體化改造方案獲得了二等獎。

實施過程

甘肅銷售分公司管理的13座成品油分輸油庫，普遍需要5年進行一次清洗作業(yè)。以往，在成品油儲存油罐的清洗作業(yè)中，特別是容量較大的成品油儲罐的清洗作業(yè)中，要面臨各種棘手問題。諸如，油氣濃度難擴散、高濃度油氣泄漏對工作人員造成不可逆的傷害甚至威脅生命，油氣極易揮發(fā)造成環(huán)境污染。

對此，華興公司于2021年初對甘肅銷售分公司所管轄的13座成品油儲運油庫進行了充分調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，各儲油庫所使用的浮盤等附件設備為鋁制浮筒式浮盤，如果繼續(xù)使用在對揮發(fā)性有機物排放管控和儲罐安全運行等方面均難以滿足國家最新標準的要求。因此，華興公司決定依照最新的國家標準和技術(shù)規(guī)范，結(jié)合甘肅省內(nèi)各油庫儲罐的實際改造需求，組織技術(shù)人員研制并生產(chǎn)符合當前政策要求的全浸液浮盤。

不銹鋼箱式全接液高效密封浮盤研究內(nèi)容

內(nèi)浮盤油罐可行性分析及對應的環(huán)保需求。一是浮盤設計與運行方案。從GB50074《石油庫設計規(guī)范》與SH/T3046《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設計規(guī)范》等國家及行業(yè)標準的具體要求、浮盤的浮力、剛度、強度等方面進行可行性分析論證，參考API650規(guī)范，優(yōu)化浮盤設計與生產(chǎn)方案，判斷其在安裝與運行中是否具有可操作性和可維護性，分析浮盤質(zhì)量保障方面的措施是否完整。

二是浮盤的環(huán)保性。通過采集浮盤的實際運行數(shù)據(jù)，對其運行過程中的VOCs排放數(shù)值和儲罐內(nèi)的壓力系統(tǒng)是否變化、油罐監(jiān)控系統(tǒng)與量油裝置正常運行等方面的數(shù)據(jù)進行整理和收集，分析設計與生產(chǎn)存在的偏差，研究浮盤的適應性，確保浮盤在控制VOCs排放等方面能夠滿足國家環(huán)保政策的強制標準。

三是浮盤的可靠性。主要從浮盤在運行過程中是否會存在沉盤的隱患、浮箱連接和其密封設備是否可靠，防旋轉(zhuǎn)設備和導波管等附件能否有效運行，能否保障浮盤質(zhì)量、降低運行風險等方面進行研究，以及浮盤自身的耐火與抗爆性、設計運行方案的安全性方面確定其安全性評估是否能夠達到設計目標。

油罐密封系統(tǒng)、浮盤監(jiān)控系統(tǒng)和量油裝置。

一是油罐監(jiān)控裝置。設計使用甘肅銷售分公司自有的油罐自動監(jiān)測技術(shù)，安裝油罐監(jiān)控裝置，監(jiān)控其能否有效實時監(jiān)測浮盤在儲罐內(nèi)的運行狀態(tài)，以及改造后罐頂?shù)腣OCs排放值。

二是油罐液位儀與量油裝置的運行。對液位儀和手工計量導向管進行合并優(yōu)化設計。檢測設計方案中，增加的柔性囊套能否減少密封泄漏點、限制儲罐的VOCs排放，是否需要在浮箱上設置定位滾軸，使浮盤升降工作時導向更加精準和順暢。

三是大補償密封的可靠性。設計浮盤與罐壁采用大補償密封+二次密封的具體密封方式，分析實際需要的補償量；研究浮箱與浮箱間的可靠連接方式，是否能夠保持浮箱下部連接處的密封處于油面以下；極端情況下，如浮盤上方著火等情況下能否保持密封完好，提高安全保障性能。

油氣抑制技術(shù)研究內(nèi)容

儲罐浮盤一體化改造技術(shù)中的核心技術(shù)，為華興公司自主研制的油氣抑制技術(shù)。針對在儲罐清洗過程中遇到的問題，華興公司從開展儲罐清洗任務前便致力于尋找對油氣濃度有效的控制方案及材料。

經(jīng)過走訪與調(diào)查，華興公司計劃研制一套用于將專用抑制劑霧化分解的專用裝置，并配合使用油氣抑制劑，進一步提高工作效率，降低對儲罐清洗與恢復運行的時間。

一是油罐抑制技術(shù)的選擇和優(yōu)化。探究不同類型的油氣抑制技術(shù)。在石油石化行業(yè)立式儲罐清洗方面，進行油氣抑制技術(shù)的選擇至關(guān)重要。不同類型的抑制技術(shù)在應對油庫油罐清洗作業(yè)中存在著各自的優(yōu)缺點。其中，通過評估通風降解、惰化氣體抑制和化學抑制等多種技術(shù)在油庫油罐清洗中的適用性，有助于確定最合適的技術(shù)方案。

評估不同油氣抑制技術(shù)的適用性時，需要考慮清洗作業(yè)的具體情況，包括油罐的大小、類型、存儲物質(zhì)的性質(zhì)及周圍環(huán)境條件等因素。綜合考慮各項因素，選擇最適合的油氣抑制技術(shù)，可以最大程度地確保清洗作業(yè)的安全性和效率。因此，華興公司研究人員在進行實際應用時深入探討了每種技術(shù)的適用范圍，以及在特定清洗場景中的優(yōu)勢和局限性，為油庫和加油站油罐清洗作業(yè)提供科學可行的技術(shù)解決方案。

優(yōu)化油氣抑制技術(shù)。為了在油庫油罐清洗過程中更加有效地抑制油氣的爆炸和火災風險，優(yōu)化和篩選較為適合的油氣抑制技術(shù)是一項至關(guān)重要的工作。這一過程旨在提高抑制技術(shù)的適用性，確保其能在儲罐清洗作業(yè)中高效、可靠地應對潛在的作業(yè)風險。

二是年度研究目標，包括調(diào)研國內(nèi)油品儲運行業(yè)中對儲罐清洗的具體市場需求，以及橫向比對各種現(xiàn)有不同的揮發(fā)油氣處理方案。同時，針對市場上已有的類似產(chǎn)品和技術(shù)進行詢價，對這些產(chǎn)品的信息進行數(shù)據(jù)采集、信息匯總和整理，以全面了解市場對油氣抑制技術(shù)的實際使用需求。

系統(tǒng)地研究和分析了國家和行業(yè)標準、法律法規(guī)條款對儲罐油氣抑制技術(shù)的要求。通過深入了解和解讀這些要求，編制了一份詳盡的技術(shù)研發(fā)方案，重點關(guān)注儲罐清洗過程中密閉空間內(nèi)油氣濃度的處理方法、人員作業(yè)安全防護措施等問題。主要目標是確保應用油氣抑制技術(shù)能夠符合危險化學品安全管理行業(yè)標準，并滿足環(huán)保要求，以提供安全可靠的油氣抑制解決方案。

根據(jù)已經(jīng)匯總的資料，編制儲罐抑制清洗方案和作業(yè)人員安全防護管理制度。組織公司內(nèi)部及第三方權(quán)威機構(gòu)的專家，對儲罐清洗方案中可能遇到的各種突發(fā)狀況及技術(shù)方案的可行性等進行分析和論證。

為了確保油氣抑制技術(shù)能夠滿足使用需求，華興公司進行了模擬分析，模擬開始抑制后罐內(nèi)油氣濃度的降低狀況。通過分析和模擬，確保油氣抑制技術(shù)的設計與實際使用需求的目標相符，保證工藝穩(wěn)定性和抑制劑選型的合理性。

對國內(nèi)儲罐清罐市場進行調(diào)研、詢價和設備組件采購，編制用于開展油氣抑制清罐作業(yè)的預算資料，進行工藝設備的實驗與試點清洗工作；在有儲罐清洗作業(yè)需求的汽油儲罐內(nèi)進行試點清洗，檢測其運行效果，收集試運行罐內(nèi)油氣濃度LEL值并進行分析；組織第三方專業(yè)檢測機構(gòu)，對清罐過程中產(chǎn)生的無組織排放廢氣進行采樣和分析，收集整理檢測報告和安全性評估報告等資料；將用于油氣抑制劑霧化的專用霧化裝置進行專利申報；完善油氣抑制技術(shù)研究資料的編制工作，組織進行試點項目完工驗收。

具體參數(shù)

不銹鋼箱式全浸液高效密封浮盤產(chǎn)品的基本信息

產(chǎn)品名稱：不銹鋼箱式全浸液高效密封浮盤（以下簡稱浮盤）

產(chǎn)品類型：不銹鋼加工產(chǎn)品

產(chǎn)品功能：浮盤是一種通過浮力使之隨儲罐液面升降而升降的覆蓋在油罐內(nèi)液面上的節(jié)能環(huán)保設備，能夠減少儲罐內(nèi)介質(zhì)揮發(fā)，降低損耗，節(jié)約能源，保護環(huán)境。

產(chǎn)品性能：浮盤具備耐火性（可以承受超過2h燃燒測試后依舊保持不沉盤、不變形的狀態(tài)，可以保證正常升降）、抗爆性（經(jīng)過爆炸壓力0.8MPa的爆炸測試后無開裂、扭曲現(xiàn)象，可以保證正常升降）、安全性（安全性評估論證結(jié)果表明，浮盤滿足現(xiàn)行安全標準規(guī)范要求）、抗拉性（極限值13.7KN）、抗壓性（極限值36.1KN）、抗變形（極限值5.11KN）和抗剪切性能（極限值10.43KN），均通過了2.2KN集中載荷不變形的測試。

產(chǎn)品規(guī)格：標準箱體的規(guī)格為長2998mm×寬538mm×厚200mm，采用“隔艙式”設計，材質(zhì)厚度為不低于1.2mm的S304不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部采用井字梁加強結(jié)構(gòu)。浮盤的整體尺寸，根據(jù)儲罐內(nèi)部使用面積分別進行定制安裝。

該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式屬于全浸液式浮盤。其浮箱的質(zhì)量較為輕量化，需要具備良好的抗震性和耐火性，且在安裝階段具有施工簡便、維護便捷等特點，同時能夠很好地保證降低儲罐VOCs排放管控的作用，能夠替換當前全國各儲運油庫中普遍采用的非全浸液式浮盤。

油氣抑制技術(shù)的基本信息

產(chǎn)品名稱：油氣抑制技術(shù)

產(chǎn)品類型：一種用于油庫和加油站儲罐清洗的設備及工藝流程

產(chǎn)品功能：通過空壓機產(chǎn)生壓縮空氣，使用專用設備將納米材料抑制劑霧化形成的納米分子結(jié)構(gòu)的氣體送入油罐；納米材料抑制劑分子迅速覆蓋罐體表面，對附著在罐壁的油氣分子產(chǎn)生抑制作用。罐內(nèi)原殘存懸浮油氣通過臨時排氣管排出。罐內(nèi)可燃氣體濃度LEL降低至安全范圍內(nèi)，從而達到安全作業(yè)的條件。油氣抑制分子可以在油氣分子和水分子外圍，形成帶分子頭和分子尾的分子團。當油氣抑制分子包裹完全后，形成頭尾相接的抑制分子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，達到抑制油氣分子擴散的作用，從而降低安全風險、提高作業(yè)效率。

產(chǎn)品性能：通過現(xiàn)場實踐檢驗，該技術(shù)可以有效節(jié)約污廢處理費用，解決了清洗油罐時危險性大、耗時長、VOCs無組織排放和污廢多的問題。以臨洮油庫清洗的5000m3油罐為例，可以使VOCs排放達標。相較于傳統(tǒng)清罐方案，單罐固廢物由原來的15噸減少到0.2噸，單罐節(jié)約污廢處理成本4.5萬元；采用納米油氣抑制技術(shù)清罐所需時間為原來的20%；油罐清洗過程中產(chǎn)生的污廢量為原來的10%。

產(chǎn)品規(guī)格：油氣抑制專用抑制劑5L/桶；專用霧化設備（空氣壓縮機及連接管線）流量為4.6m3/min以上、壓力為0.6～0.7Mpa等等。

施工案例

不銹鋼箱式全浸液高效密封浮盤施工業(yè)績：華興公司的不銹鋼箱式全浸液高效密封浮盤產(chǎn)品，在甘肅銷售白銀分公司白銀油庫2000m3儲罐的工程試點應用，隨后陸續(xù)在甘肅銷售分公司武威油庫、柳園油庫、臨洮油庫、山西侯馬油庫和浙江和孚油庫等單位開展應用，相繼完成38具儲罐浮盤改造項目。

華興公司結(jié)合儲罐浮盤改造市場價格的對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，自主生產(chǎn)的浮盤在改造過程中具備明顯的質(zhì)量與價格優(yōu)勢，改造總罐數(shù)達到38具，已經(jīng)取得成果轉(zhuǎn)化銷售總額為4150.39萬元。

油氣抑制技術(shù)研究并成功應用以來，先后在甘肅省內(nèi)和省外多個油庫進行推廣應用，具體情況如下。

2019年，在甘肅銷售臨洮油庫和甘肅銷售張掖油庫成功完成了抑制清罐試點應用。

2020年，在甘肅銷售金昌油庫儲罐清洗作業(yè)中完成了清罐推廣應用。

2021年，在甘肅銷售張掖油庫浮盤改造作業(yè)中成功應用推廣。

2022年，在甘肅銷售白銀油庫、武威油庫和柳園油庫浮盤改造項目中進行應用推廣。

2023年，在甘肅銷售臨洮油庫、山西銷售侯馬油庫浮盤改造項目中進行推廣應用。

2024年，在甘肅銷售平?jīng)觥足y油庫和浙江嘉興油庫浮盤改造項目中進行推廣應用。

本文圖片均由華興公司提供

責任編輯：曲紹楠