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1、第五章 灌区设计第一节 储罐的类型及系列一、储罐分类在炼油、石油化工企业和各类石油库中，广泛地使用着各种类型的储罐，储 存不同性质的液态和气态石油化工产品。按照这些储罐建造的特点，可分为地上 储罐和地下储罐两种类型。地上储罐大多采用钢板焊接而成，由于它的投资较少、 建设周期短、日常维护和管理比较方便，因而炼油、石油化工和各类石油库中的 储罐绝大多数为地上式；地下储罐多采用钢板或钢板与钢筋混凝土两种材料建 造，但由于这种储罐的投资较高、建设周期长、施工难度较大、操作及维护不如 地上储罐方便，故只有当工艺条件有特殊要求时才选用。（一）地上钢储罐1、立式圆筒形储罐 这种储罐由罐底、罐壁及罐顶组成，罐
2、壁为立式圆筒形结构。根据其罐顶结 构的特点又可分为固定顶、浮顶、内浮顶三种型式。1）固定顶罐固定顶储罐的罐顶结构有多重型式，目前使用最普遍的为拱顶罐，这种罐顶 为球缺形，球缺的半径一般为罐直径的 0.8-1.2倍，拱顶本身是承重的构件，有 较强的刚性，能承受一定的内部压力，拱顶储罐的承受压力一般为 2KPa ，由于 受到自身结构及经济性的限制，储罐的容量不宜过大，容量大于1* 10八4说时， 多采用网架式拱顶罐，目前拱顶罐的最大容量已达3* 104近。2）浮顶罐浮顶储罐的罐顶是一个浮在液面上并随液面升降的盘状结构，浮顶分为双盘 式和单盘式两种。双盘式由上、下两层盖板组成，两层盖板之间被分隔成若
3、干个 互不相通的隔舱。单盘式浮顶的周边为环形分隔的浮舱，中间为单层钢板。浮顶 外缘的环板和罐壁之间有 200-300mm 的间隙，其间装有固定在浮顶上的密封装 置。密封装置的结构形式较多，有机械式、管式以及弹性填料式等。管式和弹性 填料式是目前应用较为广泛的密封装置，这种密封装置主要采用软质材料，所以 便于浮顶的升降，严密性能较好。为了进一步降低物料静止储存时的蒸发损耗， 可在上述单密封的基础上再增加一套密封装置，称之为二次密封。浮顶结构储罐的容量较大，目前国内已使用最大浮顶储罐的容量达10* 104 近。3）内浮顶罐内浮顶储罐结构的特点是：在拱顶罐内加一个覆盖在液面上、可随介质的液 面升降的
4、浮动顶，同时在罐壁的上部增加通风孔，这种储罐与拱顶罐，受自身结 构及经济性的限制，储罐的容量也不宜过大。2、卧式圆筒形储罐这种储罐由罐壁及端头组成，罐壁为卧式圆筒形结构，端头为椭圆形封头。 卧式圆筒形储罐多用于要求承受较高的正压和负压的场合。由于卧式圆筒形储罐 结构的限制，容量不大，因而便于在工厂里整体制造，质量也易于保证，运输及 现场施工都比较方便，卧式圆筒形储罐的主要不足在于单位容积耗用的钢材较 多，且占地面积也较大。3、球形储罐球形结构的储罐，由于承压的性能良好，单位容积的耗钢量较少，故多用于 储存要求承受内压较高，容量较大的介质。罐体可在工厂预制成半成品（组装件） 然后运至施工现场进行
5、组装、焊接。这种罐对施工的质量要求比较严格。目前已 建成球形储罐的最大容量为4000近，受自身结构的限制，球形储罐的容量不宜 太大。4、气罐常用气罐分湿式和干湿两种，湿式气罐是由一组倒扣的钟罩扣在水槽内，通 过钟罩升降的变化，改变着储罐容量的大小。储罐内储存的气体压力通过设置在 顶层钟罩上的配置重块的数量来控制，改变储罐容量的大小。每节钟罩之间、钟 罩与底层水槽之间的连接处有水封装置，使罐内气体不致泄露。由于储罐结构的 原因，储罐的设计压力不宜大于4KPa （400mm H / ）。当需要储罐压力大于4KPa、2容积更大时（大于1* 104近），应考虑选用干式储气罐的可行性。干式储罐的主 要优
6、点在于储罐的设计压力提高，因此单位体积内的储气量大大高于湿式气罐， 相同容积下的储罐，其单位容积的耗钢量及总投资都低于湿式气罐。（二）地下储罐 常用地下储罐，有立式圆筒形及卧式圆筒形两种，由于储罐设置在地面以下， 所以土壤的地质条件、腐蚀性及地下水的情况，是地下储罐结构设计时主要考虑 的因素。1、立式圆筒形储罐地下立式圆筒形储罐的顶板、壁板以及底板，一般情况下多采用钢筋混凝土 结构，为了防止储存介质渗漏，储罐的壁板及底板的内侧衬一层钢板，这样结构 的储罐、施工技术较为复杂、要求严格、施工周期较长、投资较大。2、卧式圆筒形储罐炼油、石油化工企业及油库中常用直接埋于地下的卧式圆筒形储罐，多为普 通
7、碳钢钢板制造，由于实际需求的容积不大（大多小于50近），故便于厂家整体 制造、运输及施工。二、储罐的选用一）地上储罐1、拱顶储罐这种结构的储罐，使用比较广泛，通常情况下多用于闪点大于60C的石油 化工产品，它既可以用于储存常温状态下的介质，还可以储存温度较高（200C） 的介质。2、浮顶储罐罐顶覆盖的储存介质的液面上，并随着液面升降，浮顶与液面之间基本没有 气体空间，从而大大降低了气体的蒸发损耗，同时也减少了气体对周围环境的污 染程度。由于罐顶的侧面与罐壁之间存在着一定的间隙，少量的雨雪及风砂有可 能渗入罐内，所以仅适于储存一些对防水及防尘要求不是十分严格的轻质（闪点 小于60C）的液态石油化
8、工产品。这种结构更适用于容积大于1* 104近的储罐， 对于需选用大容量储罐的轻柴油，当拱顶储罐的容积不能满足要求时，应选用浮 顶罐。受密封系统结构的限制，介质的操作温度一般不高于70C.3、内浮顶储罐内浮顶储罐是在拱顶罐的基础上增加一个浮顶，除可以降低物料的蒸发损 耗、减少气体对周围环境的污染外，与浮顶罐相比较，内浮顶罐的防水、防尘性 能比较好，因而更适合于储存对产品质量要求较为严格的石油化工产品。当物料 的闪点小于60C、储罐的容积小于1* 104近时，宜选用内浮顶结构的储罐。4、球形及卧式圆筒形储罐此类结构的储罐，可根据其设计压力的大小，用于储存液化石油气类、轻汽 油、液氨以及惰性气体等
9、。此外，卧式圆筒形储罐亦常用于储存油气放空系统中 回收的残液、化学试剂以及用作真空系统中的储罐。5、气罐常用的湿式气罐，主要用于收集、储存油气放空系统中的可燃气体，以及惰 性气体。(二)地下储存如前所述，由于地下储罐的投资大、施工周期长等因素的影响，很少采用这 种类型的储罐，只有那些工艺上有某些特殊要求的场合才选用地下储罐。比如石 油化工企业中的自用加油站、城市中的加油站，所用储罐多为地下直埋式(卧式 圆筒形结构)，火车下卸原油时的中转储罐也是地下直埋式等。综上所述，不同外界的环境下储存石油化工产品和其他介质时，应根据各自 的情况选用不同结构和不同敷设方式的储罐。表5-1-1储罐选型中给出了各
10、种结构的地上钢储罐适于储存的石油化工产品及其他介质。表 5-1-1储罐选型表储存介质储罐结构原油、汽油、溶剂油、灯用煤油以及性质相似的产品浮顶、内浮顶航空汽油、喷气燃料油内浮顶柴油、重油、润滑油及性质相似的产品拱顶液化石油气、轻汽油)(初馏点至60C)、戊烷、惰性气体球形、卧式芳烃、醇类、酮类、醛类、酯类、清类拱顶、卧式酸类、碱类拱顶、卧式液氨球形、卧式氨水拱顶、卧式放空油气、惰性气体气罐注：当拱顶罐的罐容不能满足储存轻柴油的要求时，应选用浮顶罐。三、储罐系列储罐的结构型式、罐容及个数，应依据工艺条件确定。下面给出的资料，是 有关设计部门结合本系统的特点而形成的各自独立的系列，这些系列的差别不
11、 大。(1) 拱顶储罐系列I见表5-1-2(2) 拱顶储罐系列II见表5-1-3;(3) 拱顶储罐系列III见表5-1-4(4) 浮顶储罐系列I见表5-1-5(5) 浮顶储罐系列II见表5-1-6(6) 内浮顶储罐系列见表 5-1-7(7) 卧式储罐系列见表 5-1-8(8) 球形储罐系列见表 5-1-9。由于不同地域的水文、地质、地貌及气象等条件的差异较大，加上平面布局等因素的影响，储罐的罐容量以及结构尺寸的大小，往往需要因地制宜的确定，所以目前各有关单位非系列储罐的结构尺寸很多，不再叙述。表5-1-2拱顶储罐系列I序号工程容积itf计算容积itf罐直径m拱顶曲率 半径m罐高，m设备总 重k
12、g总高壁高120222.653.503.993.721379240443.524.504.484.112146360663.985.005.204.78278041001105.146.135.875.30423852002206.587.867.206.47671763003307.719.227.927.07882074004408.249.859.158.241059085005508.9210.679.798.8113860970077010.2012.2010.539.4117385101000110011.5013.7311.8610.5825490112000220015.701
13、8.7613.1111.3743880123000330018.9022.6113.8511.7661510135000550023.6423.3015.1412.5314100001070031.1237.2717.5014.07表5-1-3拱顶储罐系列H序号工程容积itf计算容积itf罐直径m拱顶曲 率半径m罐高，m设备总重 kg总高壁高11001174.976.006.485.94500622002366.467.807.837.13773233003157.469.007.947.13921545005298.9510.809.288.311279357007459.9412.0010
14、.589.491591761000107711.9514.4010.839.532418872000209615.4418.6010.8011.104070683000322917.9221.6014.6612.695837295000542621.8926.4016.6814.279627410100001011628.3334.2018.9715.8611200002020039.7039.9921.4416.09表5-1-4拱顶储罐系列皿工程容积itf计算容积itf罐直径m拱顶曲率半径m1TTT5TV1011亘1410020030040050070010002000300040005000100002000030000110273.5319459523712.5110022003127423250491044021612324905.0
