大型外浮顶储罐结构、使用、维护(专业材料)

大型储罐数据标准

一、引言

大型储罐作为储存液体或气体的设备，广泛应用于石油、化工、天然气等行业。为了保证储罐运行的安全和有效性，需要制定相应的数据标准。本文将介绍大型储罐数据标准的相关内容。

二、储罐容量标准

1. 容量计算方法：大型储罐的容量一般通过计算得出，常用的计算方法有内部容积法、外部容积法和水尺法。其中，内部容积法适用于固定顶罐，外部容积法适用于浮顶罐和内浮顶罐，水尺法适用于浮顶罐和内浮顶罐。

2. 容量单位：大型储罐的容量通常以立方米（m³）为单位表示，也可以使用其他单位，如升（L）或桶（bbl）。

三、储罐压力标准

1. 压力等级：根据储罐所存储的介质特性和工艺要求，确定相应的压力等级。常见的压力等级有常压、低压、中压和高压等级。

2. 压力计算：大型储罐的压力计算需要考虑内部和外部压力的影响，并结合介质的性质和工艺要求进行综合计算。

四、储罐材料标准

1. 材料选择：根据储罐所存储的介质特性和工艺要求，选择适合的材料。常见的材料有碳钢、不锈钢、铝合金和玻璃钢等。 2. 材料性能：储罐材料应具备良好的耐腐蚀性、耐压性、耐温性和密封性能，以确保储罐的长期安全运行。

五、储罐设计标准

1. 结构设计：大型储罐的结构设计应考虑其承载能力、稳定性和抗震性等方面的要求，以保证储罐在各种外力作用下的安全性。

2. 管道设计：储罐的管道设计应满足流体输送的要求，并考虑介质特性、流量和压力等因素。

3. 安全防护：储罐设计应考虑火灾、爆炸、泄露等事故的预防和应急措施，以保障人员和设备的安全。

六、储罐检测标准

1. 液位检测：液位是储罐运行过程中需要实时监测的重要参数，常用的液位检测方法有浮球液位计、压力变送器和超声波液位计等。

2. 压力检测：储罐内外压力的监测对于防止压力超载和泄漏事故具有重要意义，常用的压力检测方法有压力变送器和压力传感器等。

3. 温度检测：储罐内外温度的监测对于控制介质的物性和防止温度过高或过低的情况发生至关重要，常用的温度检测方法有温度传感器和红外测温仪等。

中石化大型浮顶储罐安全设计施工运行管理规定详细版

文件编号：GD/FS-5955

The Daily Operation Mode, It Includes All Implementation Items, And Acts To Regulate Individual

Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify The Management Process.

编辑：_________________

单位：_________________

日期：_________________ （管理制度范本系列）中石化大型浮顶储罐安全设计施工运行管理规定详细版专业管理制度/ Professional management system 文件编码：GD/FS-5955

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1 基本要求

1.1 大型浮顶储罐是指单罐容积不小于5万m3的钢制外浮顶原油储罐（以下简称大型储罐）。

1.2大型储罐安全设计、施工与运行管理除执行本规定外，还应符合国家和行业现行有关标准规范及中国石油化工集团公司、中国石油化工股份有限公司相关技术和安全监督管理规定。

1.3

大型储罐建设项目必须符合国家和所在地区安全、职业卫生、消防、抗震减灾的有关法规和报批程序；其中安全、职业卫生、消防、抗震减灾技术措施和设备、设施，应与主体工程同时设计、同时施专业管理制度/ Professional management system 文件编码：GD/FS-5955

浮顶罐基础知识

浮顶罐

浮顶储罐分为浮顶储罐和内浮顶储罐（带盖内浮顶储罐）。

1）浮顶储罐。浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动，浮顶与罐壁之间有一个环形空间，这个环形空间有一个密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。采用浮顶罐储存油品时，可比固定顶罐减少油品损失80%左右。

2）内浮顶储罐。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入，绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%～96%；减少空气污染，减少着火爆炸危险，发生火灾一般不会造成大面积燃烧，易于保证储液质量，特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品；由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储罐的使用寿命，二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。

内浮顶储罐的缺点：与拱顶罐相比，钢板耗量比较多，施工要求高；与浮顶罐相比，维修不便（密封结构），储罐不易大型化，目前一般不超过10000m3

浮顶罐作业的安全要求

1．作业期间，浮盘运行不允许超过高液位，也不宜位于低液位，防止发生卡盘或浮盘下沉事故。

2．浮顶罐的输转流量应与浮盘的允许升降速度相适应(一般升降速度不应超过3•5m／h)。

3．浮盘在低于1．8m时，罐的进出油管内流速应限制在1m／s以下，保证浮盘升降平稳，防止发生浮盘下沉事故。

4．浮盘起浮后12~18h内不允许人工计量和采样，防止因静电积聚而引起的火灾爆炸危险。

5．调节浮顶支撑高度时，必须将浮顶自动通气阀的阀杆连同所有浮顶支柱一起调节，不允许有所遗漏。

大型立式储油罐结构设计

课程设计任务书

设计题目大型立式储油罐结构设计

技术参数和设计要求：

技术参数：直径 15m

长度 10.5m

材质 16Mn

壁厚 10mm

设计要求：工作压力 2.0kgf/cm2

实验压力 2.5kgf/cm2

常温下微冲击

设计任务：

1.写出该结构的几种设计方案

2.强度计算及尺寸选择

3.绘制结构设计图

4.撰写主要工艺过程

5.撰写设计说明书

工作计划与进度安排：

1．查阅资料 2天

2．设计计算并撰写设计说明书 5天

3．上机绘图 4天

4．答辩 1天

指导教师（签字）：

年月日

专业负责人（签字）：

年月日

学院院长（签字）：

年月日 2 1 储罐及其发展概况

油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。

20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft（61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。

1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。

外浮顶油气储罐密封安全主动防护系统简介

摘要：浮顶式储油罐简称浮顶罐，为储油罐重要的一个类别，主要因其设计有一个能“贴浮”在油面上，并随储罐内油位升降的“浮顶装置”而区别于无该装置的普通固定顶油罐。主动防防护系统是一种利用现代化的仪器、仪表对外浮顶储罐的油气泄漏进行实时分析、监测，应用氮气对密封腔内的油气浓度、氧含量进行调节、控制，从而避免火灾事故的发生的一套装置，它包括监测模块、气体惰化模块、油气回收模块。

关键词：主动防护；浮顶式储罐；油气；密封腔

第1章绪论

1.1外浮顶储罐、密封和主动防护系统的概念

浮顶式储油罐简称浮顶罐，为储油罐重要的一个类别，主要因其设计有一个能“贴浮”在油面上，并随储罐内油位升降的“浮顶装置”而区别于无该装置的普通固定顶油罐。浮顶式储油罐分为，内浮顶式和外浮顶式两种，因浮盘的灵活上下可以贴近液面从而大大减少液面上方的气体空间，因而可以大幅降低所储存物料的蒸发损耗。该种储罐被广泛运用于诸如：汽油、航空煤油、柴油等轻质油品和原油的仓储。[1]

浮顶式储油罐的浮顶与储罐壁之间有两道密封，目前国内普遍采用的密封方式有机械密封和软填料密封，用于防止油气从罐壁与浮顶之间的间隙泄漏到大气中，同时防止雨水及杂物时入到罐内。密封与储罐之间存在一定的间隙。

在浮顶石油储罐的火灾事故中，密封圈失效导致的火灾占72.8%。目前国内广泛使用的密封结构主要有机械式密封和软密封，密封处均存在油气泄漏间隙。受罐壁挂浮油挥发物影响，虽然储罐都配备了部分火灾报警系统、泡沫灭火系统及冷却喷淋系统，但是这些设备均是在火灾发生后才启动，不能实现对事故征兆的早期监测和预警。[2]

本文讨论的主动防防护系统是一种利用现代化的仪器、仪表对外浮顶储罐的油气泄漏进行实时分析、监测，应用氮气对密封腔内的油气浓度、氧含量进行调节、控制，从而避免火灾事故的发生的一套装置，它包括监测模块、气体惰化模块、油气回收模块。

浮顶罐应用充液式双重密封

曲　江　

摘要充液式双重密封结构及特点，该类密封的油气蒸发损失仅是泡沫软密封和加挡雨板密封结构的１，４。　

关键词充液式双重密封蒸发损失　

中图分类号ＴＨ１８７　文献标识码Ｂ　

从１９９４年开始，在秦皇岛、仪征、铁岭等大型油库浮顶罐上　

采用了双重密封。双重密封的一次密封可以是弹性泡沫软密封、　

充液式或充气式一次密封。一次密封和二次密封一起组成双重　

密封。由于充液式双重密封具有对罐壁变形的适应性强，密封效　

果好，安装维护简单方便的特点，现在新建和大修理储油罐，越　

来越多地采用了这种密封结构。　

一、充液式双重密封的结构　

１．管式充液密封　管式充液密封是在一整条密闭橡胶管内填充液体的密封　

（图１），可广泛使用在各种原油和成品油浮顶储罐中。管式充液　

密封由与罐壁接触　

的耐磨带和充液密　

封管两部分组成。充　

液密封管安装在浮　盘外边缘板与耐磨　

带之间，由耐磨带通　

过上、下螺杆把整个　密封悬挂固定在浮　

盘外边缘板与罐壁　罐壁　

耐磨保护带　

充液密封管　

下螺杆　

的环形间隙内。　图１　

耐磨带由补强　的尼龙布和涂在表面的耐磨合成橡胶构成，厚度４．５—５ｒａｍ，外表　

面有经向锯齿，以减少同罐壁的摩擦和增强密封效果。　

充液密封管是整条的耐油橡胶管，厚度１．５－２ｍｍ，管中注入　６０％的液体，通常为煤油或汽油。当浮盘横向移动或升至罐壁变　

形位置时，浮盘问距狭窄处的充液管内液体受到挤压流向浮盘　

间距较大的位置，使充液管随着罐壁的形状变化，这种自由的补　

偿流动使密封与罐壁始终保持良好接触，通常管式充液密封与　罐壁的接触高度约２００ｍｍ。管式充液密封与储存的油品接触，　

没有油气空间，加之其自动补偿流动的特点，是目前最为理想的　

一次密封，若同二次密封构成双重密封可最大程度地减少油气　

损失。　

２．二次密封　

二次密封已越来越多地取代传统的挡雨板，与一次密封构　

成双重密封，它与一次密封共用浮盘外边缘板上的螺栓孔，用公　用螺栓安装固定，这种密封适合任何尺寸的原油和成品油的外　

大型外浮顶油罐的设计

李鹏

【摘要】通过某项目中50 000 m3钢制单盘式外浮顶油罐为例,从材料选用、罐体设计、抗震设计、防腐设计及相关附件设计几个方面详细介绍了大型外浮顶油罐的设计.

【期刊名称】《化工设备与管道》

【年(卷),期】2019(056)004

【总页数】8页(P14-21)

【关键词】外浮顶储罐;设计;抗震;防腐

【作者】李鹏

【作者单位】中石化宁波工程有限公司兰州分公司,兰州730060

【正文语种】中文

【中图分类】TQ050.2;TH122

外浮顶储罐是目前国内大型储罐中最常用的一种结构形式，具有节省钢材、占地少、投资小及便于操作管理的优点，常用于原油的储存。按照浮顶结构，可分为单浮盘、双浮盘和浮子式，而根据GB 50074—2014《石油库设计规范》中的规定，对于储存原油的外浮顶储罐应选用钢制单盘式或钢制双盘式浮顶[1-2]。本文将以某项目中50 000 m3钢制单盘式外浮顶油罐为例介绍大型外浮顶油罐的设计。

1 基本参数储罐容量：50 000 m3；储罐直径：60 m；储罐高度：19 350 mm。

设计温度：80 ℃；设计压力：atm；地震设防烈度：7度。

设计基本加速度：0.1 g；设计地震分组：第一组；场地土类别：Ⅲ类。

地面粗糙度：B。

图1 50 000 m3钢制单盘式油罐Fig.1 50 000 m3 steel single disc external

floating roof tank

2 材料选用

大型油罐的罐体材料需要高强度、高冲击力、低有害杂质硫和磷含量、良好的可焊性和低焊接裂纹敏感性等很高的综合性能要求。其所用钢材主要分为罐壁板、底板及浮顶板三部分。其中，底板分中幅板和边缘板，罐壁板从罐体底部至顶部分为多层，由于在静液压力的作用下，罐壁主要承受环向薄膜应力，因此罐壁厚度也应从上至下呈三角形分布而逐渐增厚，其中由强度决定的壁板和底板中的边缘板应采用高强度压力容器板，由刚度决定的壁板、底板中幅板和浮顶板采用一般强度容器板。以往的大型储罐中常使用进口材料SPV490Q或国内高强度12MnNiVR钢作为主要承压材料，但在本工程中，使用Q345R材料即可满足强度及制造中的要求。综合分析，本项目中油罐的材料见表1。

大型原油储罐技术综述

摘要

本文介绍了储罐基础知识，包括储罐类型、储罐工艺要求、储罐结构构造特征和储罐的安装方法，以及储罐的国内外现状，并分析了储液损失和罐区的现场条件等问题，并对其发展方向作了展望。

关键词：储罐；储罐基础；工艺要求

ABSTRACT

This article describes the basics knowledge of storage tanks,

including the tank type, the tank process requirements, the tank

construction and installation methods structural features of the

tank, and the status of the tank at home and abroad, and

analyzing the reservoir tank losses and field conditions and other

issues, and its development direction is prospected.

Keywords：Tank; tank base; technological requirements

1.概述

为了储存水或油等液体，建造了各种大容量的储罐，这些罐多数是立式圆筒形的钢罐。立式圆筒形管的特点是其自重要比被储存物轻，而且是柔性结构。一般其主体结构差不多都具有圆形平底板，其周边由能承受不同深度内压力的（厚度的）壁板组成。在顶盖型式上，分为固定于壁板上部的拱顶及和其随罐内液面变化而自由升降的浮顶。

储罐的高度和直径对于一定容量可以采取任意的比例，但由于效率、占地、地基等条件限制，差不多都有一定的范围。

罐基础的特征是由于荷载面差不多是水平的，所以是均布荷载，跟一般基础不同，具有较大的任性，同时由于罐储存量经常变动，所以荷载压力是变化的。

内浮顶储罐的分类

内浮顶储罐是一种广泛应用于石油、化工、医药等行业的储罐设备。根据不同的分类标准，内浮顶储罐可以分为以下几类：

1. 根据浮盘结构分类：

单层内浮顶：浮盘由一块完整的材料构成，一般采用铝或不锈钢等轻质材料制成。这种浮盘结构简单，易于制造和安装，适用于中小型储罐。

双层内浮顶：浮盘由两层材料构成，中间有空气夹层。这种结构可以增加浮盘的刚性和稳定性，适用于大型储罐。

2. 根据浮盘材料分类：

铝制内浮顶：浮盘采用铝材料制成，具有重量轻、耐腐蚀、易加工等特点。但铝制内浮顶的强度和刚性相对较低，适用于中小型储罐。

不锈钢内浮顶：浮盘采用不锈钢材料制成，具有强度高、耐腐蚀、寿命长等特点。但不锈钢内浮顶的重量较大，安装和维护相对复杂，适用于大型储罐。

3. 根据浮盘驱动方式分类：

手动驱动内浮顶：通过人工操作驱动机构来升降浮盘。这种驱动方式简单易行，但需要人工操作，劳动强度较大。

电动驱动内浮顶：通过电动机驱动升降机构来升降浮盘。这种驱动方式自动化程度高，操作方便，但需要电源和控制系统支持。

4. 根据浮盘密封方式分类：

机械密封内浮顶：采用机械密封方式来密封浮盘与罐壁之间的间隙。这种密封方式密封效果好，但需要定期维护和更换密封件。

弹性密封内浮顶：采用弹性材料（如橡胶）来密封浮盘与罐壁之间的间隙。这种密封方式密封效果较好，但弹性材料容易老化，需要定期检查和维护。

以上是内浮顶储罐的常见分类方式，不同的分类标准下可能还有其他细分类型。

大型外浮顶原油钢储罐防雷做法

。　石油化工安全环保技术　ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＳＡＦＥＴＹ　ＡＮＤ　ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　２００７年第２３卷第６期　

防火防爆　

大型夕卜浮顶原油钢储罐防雷做法　

李　辉　（中国石化工程建设公司，北京１００１０１）　

摘要：通过２ｔ－￣型外浮顶原油钢储罐防雷常规做法，在雷雨季节，频频发生浮顶边缘密封　处着火的原因分析，提出取消浮顶边缘二次密封上方的导电片，同时采用ＲＧＡ装置新技术的防　雷做法。　关键词：雷电；大型外浮顶原油钢储罐；雷电感应电荷；二次电弧；ＲＧＡ装置　

１　雷电及其危害　２大型外浮顶原油钢储罐防雷常规做法分析　雷电是一种自然现象。当雷云中电荷集聚电　场强度达２５～３０　ｋＶ／ｃｍ时，空气开始游离，形成　雷电先导向地面发展，使地面产生异性感应电荷，　感应电荷特别易于聚集在地面突出的物体上，如：　大型外浮顶原油钢储罐区储罐浮顶、３０　ｍ高的投　光灯塔，地面突出的物体上异性感应电荷就会迎　向雷电先导。当某处的电场强度超过空气可能承　受的击穿强度时，正、负电荷通过一定的电离通道　相互中和，出现闪光的放电。放电的同时，由于放　电通道发出热，使其周围空气剧烈膨胀、振动，产　生霹雳的轰鸣。这一现象人们称之为雷电。　当大型外浮顶原油钢储罐遭受直击雷时，由　于电能向热能的转换，雷击点产生强烈的电弧，若　此处存在石油气与空气的混合物，就会引起火灾　或爆炸事故。当大型外浮顶原油钢储罐及其管线　遭受感应雷时（含电磁感应及静电感应），在感应　电荷泄放通道上，储罐对地或管线上某一点电气　不连续处，存在空气间隙就会发生火花或电弧。　同样，若此处存在油气与空气混合物，也会引起火　灾或爆炸事故。近期几次标称容积在１００　０００～　１５０　０００／ｌｑ　的大型外浮原油钢储罐相继遭受雷电　危害，导致浮顶边缘密封处火灾，尽管火灾都得以　及时扑灭，未造成重大的经济损失，然而大型储罐　满罐原油价值达一亿元人民币左右；石油能源战　略储备又是我国的一项重要国策。有效的防雷措　施以确保大型外浮顶原油钢储罐安全储存及使用　将引起重大关注。　电气工程师必须清醒地认识到雷云会使在其　下方的金属容器产生感应电荷集聚，若附近设施　遭受雷击，使得周边感应电荷分布发生急剧的变　化，从而引发二次电弧。雷电感应电荷集聚及其　二次电弧危害的可能性是直击雷危害的１　０００倍　以上。例如，当外浮顶原油钢储罐附近设施遭受　雷击，浮顶与罐壁及地面感应电荷分布发生急剧　的变化，使得浮顶与罐壁之间产生电位差，在电荷　消散前，此电位差大到能够击穿金属构件之间的　空气间隙产生二次电弧引燃浮顶边缘密封处存在　的油气与空气混合物，导致火灾或爆炸事故的　发生。　大型原油钢储罐是外浮顶结构形式，浮顶随　原油储运浮动在原油液面上，为了防止浮顶边缘　原油轻组分蒸发损失，通常使用橡胶类不良导电　密封材料实施密封。但是，这类密封材料使浮顶　和罐体之问形成不良的电气通路，影响浮顶电荷　泄放。为了解决这一问题，常规设计同时采用下　面两种方法。一种方法是：在浮顶边缘二次密封　上方沿圆周每隔１．５　ｉｎ设置导电片，靠导电片的弹　性保持与罐壁滑动接触，形成电气通路，这种导电　片被设计成直接与罐壁接触，接触电阻取决于所　收稿日期：２００７—０９—１５。　作者简介：李辉，男，高级工程师，１９８２年８＿呵毕业于　福州大学电机系电气自动化专业。长期从事炼油厂　电气工程设计：包括炼油厂供配电系统、变电所、照　明、雷防静电及接地的设计并配合现场施工。现任中　国石化工程建设公司电气专业副总工程师。