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      中山建安2020年06月19日訊--儲罐概念及用途：即儲存原油、汽油、煤油、石腦油以及各種不具有揮發(fā)性化學品的儲存設備，是儲運系統(tǒng)設施、煉油、化工裝置的重要組成部分。
一、儲罐發(fā)展簡介

　　20世紀70年代以來，內浮頂儲油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快。

　　第一個發(fā)展油罐內部覆蓋層的是法國。

　　1955年美國也開始建造此種類型的儲罐。

　　1962年美國德士古公司就開始使用覆蓋浮頂罐，并在紐瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。

　　1972年美國已建造了600多個內浮頂油罐。

　　1978年美國API650附錄H對內浮盤的分類、選材、設計、安裝、檢驗及標準載荷、浮力要求等均做了一系列修訂和改進。先進國家都有較齊全的儲罐設計專用軟件，靜態(tài)分析、動態(tài)分析、抗震分析等，如T形腳焊縫波帶分析。近20年也相繼出現(xiàn)各種形式和結構的內浮盤或覆蓋物。

　　1978年國內3000m3鋁浮盤投人使用，通過測試蒸發(fā)損耗，收到顯著效果。

　　1985年中國從日本引進第一臺10?104m3，全部執(zhí)行日本標準JISB8501，同時引進原材料，零部件及焊接設備。

　　目前國內對10 3104m3油罐有比較成熟的設計、施工和使用的經驗，國產大型儲罐用高強度剛材已能夠批量生產。15 3104m3目前國內正在建設。
二、儲罐分類及特點

　　a.按制造材料分：非金屬儲罐、塑料防震儲罐、軟體儲罐、金屬儲罐（鋼殼襯里、鋁及合金等）。

　　b.按壓力分：

　　常壓儲罐：儲罐的氣相側壓力與大氣壓相同或小于1/3大氣壓（表）時，稱常壓儲罐。

　　低壓儲罐：大于1/3大氣壓（表）、小于0.1MPa時，稱為低壓儲罐。

　　可見低壓儲罐的工作壓力大于常壓儲罐，但是其壓力小于0.1MPa。

　　c.按所處環(huán)境分：地上儲罐、半地下儲罐、地下儲罐、洞中儲罐、海中儲罐

地上儲罐：指儲罐的罐底位于設計標高±0.00及其以上；罐底在設計標高±0.00以下但不超過油罐高度的1/2，也稱為地上油罐。

　　半地下儲罐：指儲罐埋入地下深于其高度的1/2，而且油罐的液位的最大高度不超過設計標高±0.00以上0.2m。

　　地下儲罐：指罐內液位處于設計標高±0.00以下0.2m的油罐。

　　d.按幾何形狀分：

　　立式圓柱形儲罐：按其罐頂結構又可分為固定頂儲罐（錐頂儲罐、拱頂儲罐、傘形頂儲罐、網殼頂儲罐(球面網殼)、滴形儲罐）和活動頂儲罐（外浮頂罐、內浮頂罐無力矩儲罐）。

　　臥式圓柱形儲罐：適用于儲存容量較小且需壓力較高的液體。

　　球形儲罐：適用于儲存容量較大有一定壓力的液體，如液氨、液化石油氣、乙烯等。

　　下面我們分別看一看各種儲罐的結構及特點：
錐頂儲罐

　　自支撐錐頂罐簡圖

　　錐頂儲罐又可分為自支撐錐頂和支撐錐頂兩種。錐頂坡度最小為1/16，最大為3/4，錐形罐頂是一種形狀接近于正圓錐體表面的罐頂。自支撐錐頂其錐頂荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上，自支撐錐頂又分為無加強肋錐頂和加強肋錐頂兩種結構.儲罐容量一般小于1000m3。支承式錐頂其錐頂荷載主要布梁或鑲條(架)及柱來承擔。

　　柱子可采用鋼管或型鋼制造。采用鋼管制造時，可制成封閉式，也可設置放空孔和排氣孔。柱子下端應插人導座內，柱子與導座不得相焊，導座應焊在罐底板上。其儲罐容量可大于1000m3以上。

　　錐頂罐制造簡單，但耗鋼量較多，頂部氣體空間最小.可減少“小呼吸”損耗。自支撐。錐頂還不受地基條件限制。支撐式錐頂不適用于有不均勻沉陷的地基或地荷載較大的地區(qū)。除容量很小的罐(200m3以下)外，錐頂罐在國內很少采用，在國外特別是地震很少發(fā)生的地區(qū)，如新加坡、英國、意大利等用得較多。

拱頂儲罐

傘形頂儲罐
　　自支撐傘形頂是自支撐拱頂?shù)淖兎N，其任何水平截面都具有規(guī)則的多邊形。罐頂荷載靠傘形板支撐于罐壁上，傘形罐頂?shù)膹姸冉咏诠靶雾敚惭b較容易，因為傘形板僅在一個方向彎曲。傘形罐頂在美國API650和日本JISB8501油罐規(guī)范中被列為罐頂?shù)囊环N結構形式。但在國內很少采用。網殼頂儲罐(球面網殼)

　　鋼網殼結構形式在近代大型體育館屋頂結構中已有成熟的設計經驗工程實踐證明它具有足夠的剛性和可靠性，顯示了網殼結構罐頂具有廣泛的推廣和使用價值。
浮頂儲罐
　　這種罐的浮動頂(簡稱浮頂)漂浮在儲液面上。浮頂與罐壁之間有一個環(huán)形空間。環(huán)形空間中有密封元件。浮頂與密封元件一起構成了儲液面上的覆蓋層，隨著儲液上下浮動，使得罐內的儲液與大氣完全隔開.減少儲液儲存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全.減少大氣污染。

　　浮頂?shù)男问接须p盤式、單盤式、浮子式等。浮頂罐的使用范圍在一般情況下.原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發(fā)損耗及大氣污染，控制放出不良氣體，有著火危險的液體化學品都可采用浮頂罐。浮頂罐按需要可采用二次密封。
雙曲率儲罐（滴形儲罐）

　　罐壁受力很小，可以大大節(jié)約鋼材，但自出現(xiàn)后由于結構復雜，施工困難，造價高，國內沒建造過，國外也很少采用，實際上己被淘汰。
懸鏈式儲罐

　　在國內又稱為無力矩儲罐,它是根據(jù)懸鏈線理論，用薄鋼板制造的。其頂板縱斷面

　　呈懸鏈曲線狀。由于這種形狀的罐頂板只受拉力作用而不產生彎矩，所以稱為無力矩頂油罐，這種結構國內在20世紀50--60年代曾建造過.但由于頂板過薄易積水，銹蝕遭損壞，目前已被淘汰。
　　優(yōu)點：頂板隨罐內壓力變化而起伏，在一定程度上可以減少蒸發(fā)損耗。
　　缺點：1、懸鏈最低點易積雨水腐蝕
　　 2、板薄易腐蝕穿
　　 3、量油操作行走不便
　　 4、罐頂易疲勞破壞
　　 5、結構抗震性差
三、儲罐設計

1儲罐設計的基本要求：
　　a.安全可靠：材料的強度高、韌性好；材料與介質相容；結構有足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力；密封性能好．

　　b.滿足過程要求：功能要求；壽命要求；

　　c.綜合經濟好：生產效率高、消耗系數(shù)低；結構合理、制造簡便；易于運輸和安裝．

　　d.易于操作操作、維護和控制：操作簡單；可維護性和可修理性好；便于控制．

　　e.優(yōu)良的環(huán)境性能：
2儲罐容積
　　a.計算容積（幾何容積）：是指按罐壁高度和內徑計算的圓筒幾何容積。

　　b.名義容積（公稱容積）：是指儲罐的圓簡幾何容積(計算容積)圓整后，以整數(shù)表示的容積，通常所說的10000m3儲罐是指公稱容積。

　　c.實際容積（儲存容積）：是指儲罐實際上可儲存的最大容積。計算容積減去A部分的容積，便是實際容積.如圖1-3(b)所示。A一般是根據(jù)油罐結構及罐壁上部的附件（如泡沫發(fā)生器，罐壁通氣孔等）決定的。?A的取值根據(jù)儲罐的形式和容積大小可在300～1100范圍內確定。

　　d.操作容積（工作容積）：是指儲罐液面上、下波動范圍內的容積(即在儲罐的操作過程中輸出最大的滿足質量要求容積)。也就是說油罐使用時，進出油管下部的一些油品不能發(fā)出，這些油品通常稱“死量”，其高度為B。該容量通常是油庫計量員、司泵員等所必須掌握的，以便合理調度和安全收發(fā)，如圖1(c)所示實際容積減去B部分的容積，便是操作容積。B值與儲罐出料口結構有關，如圖所示。

3設計條件與考慮因素
　　1）建罐地區(qū)的溫度

　　建罐地區(qū)的溫度高低與儲液的蒸發(fā)損失、能量損耗、儲罐材料和檢測儀表的選用密切相關，或者說對儲液的儲存成本產生直接影響。

　　對同一種介質氣溫越高和持續(xù)天數(shù)越長，儲罐內儲液溫度也增高.相應其氣壓越大.燕發(fā)損失越多(建罐地區(qū)的晝夜溫差和大氣壓的變化越大所引起的儲罐“小呼吸”也會使蒸發(fā)損失增加)。為降低其蒸發(fā)損失，在高溫季節(jié)往往對儲罐采用水噴淋裝里以降低其罐體溫度。對一些液體需要在低于室溫狀態(tài)下儲存(如液化氣、液態(tài)氧、氨和氯乙烯等)，除保冷措施外，還需要采用冷凍裝置供給其冷以維持其較低溫度。在這里儲存壓力和儲存溫度是互相依賴的，在儲罐能承受一定壓力的情況下，要尋找一個適當?shù)膬Υ鏈囟?以盡可能減少冷凍裝的能量。

　　在寒冷季節(jié)，對儲存黏性較大或凝固點較低的介質，儲罐除保溫外還需加熱，使其保持便于輸送的流動狀態(tài)。

　　2）風載荷

　　建罐地區(qū)的風荷載，對儲罐的穩(wěn)定性和經濟性產生影響.在風荷載較大地區(qū)，往往把儲罐設計成“矮胖”較為經濟。在強風季節(jié)要注意儲罐的位移和傾覆(空罐或儲液很少時)。在計算風力時，必須考慮儲罐的絕熱層厚度、梯子、平臺、管線、頂蓋的形狀等產生的影晌。在風沙較多較大的地區(qū)，為了保證儲液的純度和潔凈必須十分注意儲罐形式的選擇。

　　3）雪荷載

　　建罐地區(qū)的雪荷載，對儲罐的罐頂設計和運行都產生影響，特別是雪荷載較大地區(qū)，對直徑較大的大型儲罐的罐頂荷載增大了，對儲液的潔凈度或純度有要求的介質更要注意儲罐類型的選擇。對儲罐的附加設施，如泵、呼吸閥、阻火器、檢測儀表、絕熱層等，要采取防凍、保溫、防水措施或采用全天候結構產品。

　　4）地震荷載

　　地震時，儲罐是受地震損害最嚴重設備之一，因此在地震烈度為7度或7度以上的地區(qū)建罐時(烈度為9度區(qū)是不適宜建罐地區(qū))應采取抗震措施。

　　5）地基的地耐力和地價

　　建罐地區(qū)的地耐力對一定容積儲罐的高徑比選擇和儲罐基礎費用起決定性作用。

　　地耐力較高的地區(qū)，不但可大大降低處理地基的費用.而且儲罐的高徑比可取得大些.這樣儲堆本身占地面積少，且儲罐間的間距也相應縮小，對地價較高的地區(qū)其面積更能得到充分的利用。因此，地耐較大且地價又適中的地區(qū)，可大大節(jié)約罐區(qū)的投資公用。

　　6）外部環(huán)境腐蝕(包括大氣和土坡腐蝕)

　　儲罐外表面的腐蝕往往比內表面腐蝕更不好處理。特別在化工區(qū)大氣中經常有酸霧、堿或鹽塵，這些雜質與露水或蒸汽和大氣中的氧形成一個活潑的腐蝕介質。

　　幾乎每一種腐蝕(一般腐蝕、點腐蝕、局部漫出腐蝕、電化學腐蝕、縫隙晶間腐蝕和應力腐蝕)，都可能在儲罐中發(fā)生。

　　對儲罐來說常見外部環(huán)境腐蝕有：

　　安置在基礎上的儲罐底板的腐蝕；

　　空中夾雜的氯化物引起的不銹鋼儲罐應力腐蝕；

　　冷凝的水蒸氣，特別是在絕熱層下冷凝的水蒸汽腐蝕；焊接、加強板、螺栓的縫隙腐蝕。

　　儲罐的外部環(huán)境腐蝕，使儲罐的維護檢修周期縮短，甚至使儲罐提前報廢，影響了儲運的正常運行。
4儲存液體的性質
　　儲存液體的性質是選擇儲罐形式和儲罐工藝系統(tǒng)設計的重要因素。

　　主要化學和物理性質有：閃點、沸點、(在一個大氣壓下的沸點)飽和蒸汽壓(簡稱蒸氣壓)、毒性、腐蝕性、化學反應活性、密度等。

　　1）閃點、沸點和蒸氣壓

　　儲存液體的閃點、沸點和蒸氣壓都與液體的可燃性和揮發(fā)性密切相關，是選擇儲罐的形式和安全附件的主要依據(jù)。

　　2）毒性

　　儲存有毒介質的儲罐需要考慮一些特殊的問題，如防止環(huán)境污染和確保操作人員的安全。因此，呼出氣體不能直接在罐區(qū)中排放，而要經過特別處理，脫除其中有害成分。所有檢測儀表和附件最大限度地減少操作人員中毒的可能性，罐內所有搭接焊縫不能間斷焊，應采用密封焊，有毒介質不能進人縫隙中存留。為便于儲罐完全清洗，儲液管口結構應能完全排盡等。

　　3）化學反應活性

　　儲液的化學反應活性包括在一定溫度下進行聚合反應、分解反應以及儲液因被空氣污染或與空氣發(fā)生化學反應等。前者一般采取攪拌、添加阻聚劑，防止聚合沉降、噴水、冷凍降溫措施。后者采用充填氣體保護。常用的為氮氣，儲罐的氮封壓力為0.5～2.0kPa，氮氣的純度由被保護液體的要求而定。

　　對高溫儲罐切忌把低沸點液體加入存有高沸液體的罐中(例如水加入盛有油的儲罐)以免發(fā)生爆炸性汽化，并使儲罐破裂。

　　4）腐蝕性

　　儲液的腐蝕性是選擇儲罐材料的根據(jù)。在儲罐選材設計中除了要考慮腐蝕裕量外，還要注意罐體材料對儲液的污染。如碳素鋼材料的Fe離子污染和是否降低產品的純度(尤其是液體化學品)。不銹鋼材料要考慮不同牌號的不銹鋼對儲液的晶間腐蝕和應力腐蝕性能。
5密度

　　儲液的密度影響罐壁和罐基礎。罐壁的厚度與密度成正比。對某些液體化學品介質如硫酸、液堿等密度較大，這些儲罐對基礎的附加外壓力一般都超過200kN/m2，對弱地基，防止造成不均勻沉降或基礎沉降量過大是儲罐基礎設計中值得注意的問題。

文章來源：過程安全管理