中山建安2020年06月19日訊--儲(chǔ)罐概念及用途：即儲(chǔ)存原油、汽油、煤油、石腦油以及各種不具有揮發(fā)性化學(xué)品的儲(chǔ)存設(shè)備，是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施、煉油、化工裝置的重要組成部分。
一、儲(chǔ)罐發(fā)展簡介

　　20世紀(jì)70年代以來，內(nèi)浮頂儲(chǔ)油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快。

　　第一個(gè)發(fā)展油罐內(nèi)部覆蓋層的是法國。

　　1955年美國也開始建造此種類型的儲(chǔ)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(gè)內(nèi)浮頂油罐。

　　1978年美國API650附錄H對內(nèi)浮盤的分類、選材、設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)載荷、浮力要求等均做了一系列修訂和改進(jìn)。先進(jìn)國家都有較齊全的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)專用軟件，靜態(tài)分析、動(dòng)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(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或覆蓋物。

　　1978年國內(nèi)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(jìn)第一臺(tái)10?104m3，全部執(zhí)行日本標(biāo)準(zhǔn)JISB8501，同時(shí)引進(jìn)原材料，零部件及焊接設(shè)備。

　　目前國內(nèi)對10 3104m3油罐有比較成熟的設(shè)計(jì)、施工和使用的經(jīng)驗(yàn)，國產(chǎn)大型儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度剛材已能夠批量生產(chǎn)。15 3104m3目前國內(nèi)正在建設(shè)。
二、儲(chǔ)罐分類及特點(diǎn)

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

　　b.按壓力分：

　　常壓儲(chǔ)罐：儲(chǔ)罐的氣相側(cè)壓力與大氣壓相同或小于1/3大氣壓（表）時(shí)，稱常壓儲(chǔ)罐。

　　低壓儲(chǔ)罐：大于1/3大氣壓（表）、小于0.1MPa時(shí)，稱為低壓儲(chǔ)罐。

　　可見低壓儲(chǔ)罐的工作壓力大于常壓儲(chǔ)罐，但是其壓力小于0.1MPa。

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

地上儲(chǔ)罐：指儲(chǔ)罐的罐底位于設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00及其以上；罐底在設(shè)計(jì)標(biāo)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(chǔ)罐：指儲(chǔ)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(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00以上0.2m。

　　地下儲(chǔ)罐：指罐內(nèi)液位處于設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00以下0.2m的油罐。

　　d.按幾何形狀分：

　　立式圓柱形儲(chǔ)罐：按其罐頂結(jié)構(gòu)又可分為固定頂儲(chǔ)罐（錐頂儲(chǔ)罐、拱頂儲(chǔ)罐、傘形頂儲(chǔ)罐、網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)、滴形儲(chǔ)罐）和活動(dòng)頂儲(chǔ)罐（外浮頂罐、內(nèi)浮頂罐無力矩儲(chǔ)罐）。

　　臥式圓柱形儲(chǔ)罐：適用于儲(chǔ)存容量較小且需壓力較高的液體。

　　球形儲(chǔ)罐：適用于儲(chǔ)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(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：
錐頂儲(chǔ)罐

　　自支撐錐頂罐簡圖

　　錐頂儲(chǔ)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(qiáng)肋錐頂和加強(qiáng)肋錐頂兩種結(jié)構(gòu).儲(chǔ)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(dān)。

　　柱子可采用鋼管或型鋼制造。采用鋼管制造時(shí)，可制成封閉式，也可設(shè)置放空孔和排氣孔。柱子下端應(yīng)插人導(dǎo)座內(nèi)，柱子與導(dǎo)座不得相焊，導(dǎo)座應(yīng)焊在罐底板上。其儲(chǔ)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(nèi)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(chǔ)罐

傘形頂儲(chǔ)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?qiáng)度接近于拱形頂，但安裝較容易，因?yàn)閭阈伟鍍H在一個(gè)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(jié)構(gòu)形式。但在國內(nèi)很少采用。網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)

　　鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式在近代大型體育館屋頂結(jié)構(gòu)中已有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)工程實(shí)踐證明它具有足夠的剛性和可靠性，顯示了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)罐頂具有廣泛的推廣和使用價(jià)值。
浮頂儲(chǔ)罐
　　這種罐的浮動(dòng)頂(簡稱浮頂)漂浮在儲(chǔ)液面上。浮頂與罐壁之間有一個(gè)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(gòu)成了儲(chǔ)液面上的覆蓋層，隨著儲(chǔ)液上下浮動(dòng)，使得罐內(nèi)的儲(chǔ)液與大氣完全隔開.減少儲(chǔ)液儲(chǔ)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?xì)怏w，有著火危險(xiǎn)的液體化學(xué)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(chǔ)罐（滴形儲(chǔ)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，造價(jià)高，國內(nèi)沒建造過，國外也很少采用，實(shí)際上己被淘汰。
懸鏈?zhǔn)絻?chǔ)罐

　　在國內(nèi)又稱為無力矩儲(chǔ)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(chǎn)生彎矩，所以稱為無力矩頂油罐，這種結(jié)構(gòu)國內(nèi)在20世紀(jì)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(diǎn)：頂板隨罐內(nèi)壓力變化而起伏，在一定程度上可以減少蒸發(fā)損耗。
　　缺點(diǎn)：1、懸鏈最低點(diǎn)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(jié)構(gòu)抗震性差
三、儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

1儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的基本要求：
　　a.安全可靠：材料的強(qiáng)度高、韌性好；材料與介質(zhì)相容；結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)好：生產(chǎn)效率高、消耗系數(shù)低；結(jié)構(gòu)合理、制造簡便；易于運(yùn)輸和安裝．

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

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

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

　　c.實(shí)際容積（儲(chǔ)存容積）：是指儲(chǔ)罐實(shí)際上可儲(chǔ)存的最大容積。計(jì)算容積減去A部分的容積，便是實(shí)際容積.如圖1-3(b)所示。A一般是根據(jù)油罐結(jié)構(gòu)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(chǔ)罐的形式和容積大小可在300～1100范圍內(nèi)確定。

　　d.操作容積（工作容積）：是指儲(chǔ)罐液面上、下波動(dòng)范圍內(nèi)的容積(即在儲(chǔ)罐的操作過程中輸出最大的滿足質(zhì)量要求容積)。也就是說油罐使用時(shí)，進(jìn)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(jì)量員、司泵員等所必須掌握的，以便合理調(diào)度和安全收發(fā)，如圖1(c)所示實(shí)際容積減去B部分的容積，便是操作容積。B值與儲(chǔ)罐出料口結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖所示。

3設(shè)計(jì)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(chǔ)液的蒸發(fā)損失、能量損耗、儲(chǔ)罐材料和檢測儀表的選用密切相關(guān)，或者說對儲(chǔ)液的儲(chǔ)存成本產(chǎn)生直接影響。

　　對同一種介質(zhì)氣溫越高和持續(xù)天數(shù)越長，儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液溫度也增高.相應(yīng)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(chǔ)罐“小呼吸”也會(huì)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)存壓力和儲(chǔ)存溫度是互相依賴的，在儲(chǔ)罐能承受一定壓力的情況下，要尋找一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存溫度.以盡可能減少冷凍裝的能量。

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

　　2）風(fēng)載荷

　　建罐地區(qū)的風(fēng)荷載，對儲(chǔ)罐的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響.在風(fēng)荷載較大地區(qū)，往往把儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)成“矮胖”較為經(jīng)濟(jì)。在強(qiáng)風(fēng)季節(jié)要注意儲(chǔ)罐的位移和傾覆(空罐或儲(chǔ)液很少時(shí))。在計(jì)算風(fēng)力時(shí)，必須考慮儲(chǔ)罐的絕熱層厚度、梯子、平臺(tái)、管線、頂蓋的形狀等產(chǎn)生的影晌。在風(fēng)沙較多較大的地區(qū)，為了保證儲(chǔ)液的純度和潔凈必須十分注意儲(chǔ)罐形式的選擇。

　　3）雪荷載

　　建罐地區(qū)的雪荷載，對儲(chǔ)罐的罐頂設(shè)計(jì)和運(yùn)行都產(chǎn)生影響，特別是雪荷載較大地區(qū)，對直徑較大的大型儲(chǔ)罐的罐頂荷載增大了，對儲(chǔ)液的潔凈度或純度有要求的介質(zhì)更要注意儲(chǔ)罐類型的選擇。對儲(chǔ)罐的附加設(shè)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(jié)構(gòu)產(chǎn)品。

　　4）地震荷載

　　地震時(shí)，儲(chǔ)罐是受地震損害最嚴(yán)重設(shè)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(shí)(烈度為9度區(qū)是不適宜建罐地區(qū))應(yīng)采取抗震措施。

　　5）地基的地耐力和地價(jià)

　　建罐地區(qū)的地耐力對一定容積儲(chǔ)罐的高徑比選擇和儲(chǔ)罐基礎(chǔ)費(fèi)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(fèi)用.而且儲(chǔ)罐的高徑比可取得大些.這樣儲(chǔ)堆本身占地面積少，且儲(chǔ)罐間的間距也相應(yīng)縮小，對地價(jià)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(jià)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(chǔ)罐外表面的腐蝕往往比內(nèi)表面腐蝕更不好處理。特別在化工區(qū)大氣中經(jīng)常有酸霧、堿或鹽塵，這些雜質(zhì)與露水或蒸汽和大氣中的氧形成一個(gè)活潑的腐蝕介質(zhì)。

　　幾乎每一種腐蝕(一般腐蝕、點(diǎn)腐蝕、局部漫出腐蝕、電化學(xué)腐蝕、縫隙晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕)，都可能在儲(chǔ)罐中發(fā)生。

　　對儲(chǔ)罐來說常見外部環(huán)境腐蝕有：

　　安置在基礎(chǔ)上的儲(chǔ)罐底板的腐蝕；

　　空中夾雜的氯化物引起的不銹鋼儲(chǔ)罐應(yīng)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(qiáng)板、螺栓的縫隙腐蝕。

　　儲(chǔ)罐的外部環(huán)境腐蝕，使儲(chǔ)罐的維護(hù)檢修周期縮短，甚至使儲(chǔ)罐提前報(bào)廢，影響了儲(chǔ)運(yùn)的正常運(yùn)行。
4儲(chǔ)存液體的性質(zhì)
　　儲(chǔ)存液體的性質(zhì)是選擇儲(chǔ)罐形式和儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要因素。

　　主要化學(xué)和物理性質(zhì)有：閃點(diǎn)、沸點(diǎn)、(在一個(gè)大氣壓下的沸點(diǎn))飽和蒸汽壓(簡稱蒸氣壓)、毒性、腐蝕性、化學(xué)反應(yīng)活性、密度等。

　　1）閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸氣壓

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

　　2）毒性

　　儲(chǔ)存有毒介質(zhì)的儲(chǔ)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(jīng)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(nèi)所有搭接焊縫不能間斷焊，應(yīng)采用密封焊，有毒介質(zhì)不能進(jìn)人縫隙中存留。為便于儲(chǔ)罐完全清洗，儲(chǔ)液管口結(jié)構(gòu)應(yīng)能完全排盡等。

　　3）化學(xué)反應(yīng)活性

　　儲(chǔ)液的化學(xué)反應(yīng)活性包括在一定溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)、分解反應(yīng)以及儲(chǔ)液因被空氣污染或與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(hù)。常用的為氮?dú)猓瑑?chǔ)罐的氮封壓力為0.5～2.0kPa，氮?dú)獾募兌扔杀槐Ｗo(hù)液體的要求而定。

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

　　4）腐蝕性

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

　　儲(chǔ)液的密度影響罐壁和罐基礎(chǔ)。罐壁的厚度與密度成正比。對某些液體化學(xué)品介質(zhì)如硫酸、液堿等密度較大，這些儲(chǔ)罐對基礎(chǔ)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(chǔ)沉降量過大是儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中值得注意的問題。

文章來源：過程安全管理