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油罐选型
油罐选型应符合《石油库设计规范》GB 50074—2002第6.0.2条规定。对于需选用大容量油罐的轻柴油,当拱顶油罐的容积不能满足要求时,也可以选用浮顶罐。
油罐选型举例见表4—4
表4—4 油罐选型表
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产品 | 浮顶、内浮顶 |
航空煤油、喷气燃料油 | 内浮顶 |
柴油、重油、润滑油及性质相似产品 | 拱顶 |
液化石油气、戊烷 | 球形、卧式 |
4.3 油罐个数的确定
油库中某种油品的设计容量确定后,还应根据该种油品的性质及操作要求来确定设几个油罐为最佳方案。确定油罐个数时,应考虑以下几个原则:
满足油品进罐、出罐、计量、加热、沉降切水、化验分析等生产要求;
满足定期清罐的要求;
油品性质相似的油罐,在生产条件允许的情况下可考虑互相借用的可能;
满足一次进油或出油量的要求;
有的油品还要满足调和、加添加剂及其他要求。
企业附属石油库还要满足企业生产对油罐的个数要求。
综上所述,一种油品的储油罐,一般不少于2个。当一种油品有几种牌号时,每种牌
号宜选用2~3个。
另外,一种油品的储油罐,应尽量选用同一种结构形式、同一规格的油罐。
4.4 油罐附件选用
油罐附件的选用应符合《石油库设计规范》GB 50074—2002第6.0.12条规定。
4.4.1固定顶油罐附件选用
地上固定顶油罐,应设置呼吸阀(不需设呼吸阀时,可设通气管)、量油孔、透光孔、清扫孔(或排污孔)和放水管。
1.呼吸阀(通气管)的选用。
(1)几种呼吸状态。
1)大呼吸:物料进入油罐时,液位上升,压缩气相空间,同时促进液体蒸发,使气体呼出罐外;物料流出油罐时(指最大流出量),罐内气体的压力下降,吸入罐外气体。
2)小呼吸:周围环境温度升高,引起罐内的液体及气体膨胀,压力升高,油罐呼出气体;周围环境温度下降,罐内气体收缩,压力降低,油罐吸入气体。
3)紧急呼吸:发生火灾时,火焰产生的热辐射提高了罐内物料的温度,液体蒸发量加大,气体膨胀,大量气体呼出。
(2)呼吸(通气)量的确定。
1)正常呼吸(通气)量。正常呼吸量是指在不超过引起油罐机械损坏、永久变形的操作压力或真空下的最大通过量。正压通过量应为物料进入和环境温度升高时呼出气体量之和;负压通过量应为物料外出量和温度下降时吸入气体量之和。
2)紧急呼吸量。发生火灾时,油罐外壁受火焰照射,罐内产生的气体远远大于正常状态下的通气量,在这种情况下,油罐的结构将决定是否必须计算紧急状态下的通气量。
目前我国设计的固定顶油罐,大多属于顶—壁弱连接结构,即当正常的通气量不能满足紧急状态下的气体量通过时,顶—壁连接处将比其他任何部位先破坏,从而起到保护罐体及防止物料溢流的作用。对于这种结构的油罐,不必考虑任何意外紧急情况下的通气量。
(3)呼吸阀和通气管的选用。呼吸阀和通气管的规格和数量可按《石油化工企业储运系统灌区设计规范》SH 3007的规定选用(见表4-5)
表4-5 呼吸阀(通气管)选用表
油罐收发油流量(m3/h)
|
呼吸阀数量和规格(个×DN )
|
通气管数量和规格(个×DN )
|
25 | 1×80 | 1×50 |
26~50 | 1×100 | 1×80 |
51~100 | 1×150 | 1×100 |
101~150 | 2×150 | 1×150 |
151~250 | 2×200 | 1×200 |
251~300 | 2×200 | 1×250 |
301~500 | 2×250 | 2×200 |
501~700 | 2×300 | 2×250 |
701~1000 | 3×300 | 3×300 |
1001~1500 | 3×350 | 3×300 |
历年绝对最低气温低于0℃ 的地区,应选用防冻型呼吸阀,如选用非防冻型呼吸阀,应同时设置液压安全阀;历年绝对最低气温高于0℃ 的地区,可选用非防冻型呼吸阀。呼吸阀和液压安全阀均应配置阻火器。
呼吸阀、通气管、液压安全阀、阻火器应布置在油罐罐顶的中心部位。设置一台时,布置在罐顶的中心;设置数量在两台以上时,应以罐顶为中心对称布置。
2.量油孔、透光孔、人孔、排污孔(清扫孔)和放水管的选用。其数量及规格可按表4—6选用。
表4—6 固定顶罐附件选用表
油罐附件油罐容积(m3)
|
量油孔(个)
|
透光孔(个)
|
人孔(个)
|
清扫孔或排污孔(个×DN)
|
放水管
|
(个 DN) | |||||
≤2000 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1×80 |
3000~5000 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1×100 |
10000 | 1 | 3 | 2 | 2 | 1×100 |
20000~30000 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2×100 |
≥50000 | 1 | 3 | 3 | 3 | 2×100 |
注:1 排污孔多用于容积较小、沉积物较少时油罐。 2 放水管兼有抽罐底物料作用时,应按工艺需要的管径和此表规定的管径相比后选用较大者。 |
量油孔主要用于测量油罐内的物料液面及取样,操作相对频繁,应布置在罐顶梯子平台的附近;对于设置盘梯的油罐,量油孔宜设在盘梯包角的内侧,距罐壁约1000mm。量油孔至罐底垂直的部位不得设置障碍物,如加热器、搅拌器等。
透光孔宜设在罐顶距罐壁800~1000mm处;只设一个透光孔时,应布置在上罐顶的平台附近,并与人孔或清扫孔相对称;当设置的透光孔在两个以上时,应沿罐顶的周边均称布置。
人孔设在罐壁的下部,距罐底一般取750mm处。应尽量布置在操作人员进出油罐比较方便的位置,并避免罐内的立柱、加热器等。当人孔的中心距地面的高度大于1200mm时,应在其下方设置操作平台。
清扫孔(或排污孔)应布置在远离罐前带的位置,便于清扫油罐及罐内残渣物的外运。
放水管应布置在油罐进出口接合管附近的位置,便于阀门集中操作,一般情况下防水管应设在罐壁的下部,对含水量要求较高的油罐,其放水管应从油罐底部引出,如带放水管的排污孔,放水管是从罐底的外侧引出,锥形罐底则是从罐底的中心引出。对于大容量的油罐需设两个以上放水管时,除第一个放水管布置在油罐的进出口结合管附近外,其他放水管应沿罐壁均称布置。
4.4.2 浮顶油罐的附件选用
浮顶罐应设置人孔、量油孔、清扫孔(排污孔)和放水管,其数量及规格可按表4—7选用。
表4—7 浮顶罐附件选用表
油罐附件油罐容积(m3)
|
量油孔(个)
|
人孔(个)
|
清扫孔或排污孔(个)
|
放水管(个×DN)
|
(个 DN) | ||||
≤2000 | 1 | 1 | 1 | 1×80 |
3000~5000 | 1 | 1 | 1 | 1×100 |
10000 | 1 | 2 | 2 | 1×100 |
20000~30000 | 1 | 2 | 2 | 2×100 |
≥50000 | 1 | 3 | 2 | 2×100 |
注:1 原油罐必须选用清扫孔。 2 放水管兼有抽罐底物料作用时,应按工艺需要的管径和此表规定的管径相比后选用较大者。 |
浮顶罐的人孔、量油孔、清扫孔(排污孔)和放水管的布置要求,与固定顶罐基本相同。
内浮顶油罐附件选用
内浮顶油罐所需设置的附件除与浮顶罐一致外,还需要从罐体本身的结构考虑设置从浮顶上部进入浮盘的人孔,以及保证浮顶上方气体空间必要换气次数的通气孔。
4.4.4 液化石油气油罐附件选用
储存液化石油气选用球形或卧式油罐。其附件有:
1.人孔。球形油罐应设置两个人孔,一个设在罐顶的中心,另一个设在罐底的中心。卧式油罐的筒体长度小于6000mm时,设一个人孔;筒体长度等于或大于6000mm时,应设两个人孔。
2.放水管。球罐和卧罐应设置放水管(排污、排水)。卧罐及容积小于1000m3的球罐,放水管管径取DN50;容积等于或大于1000m3的球罐,放水管管径去DN80.
3.安全阀。球罐和卧罐应设置全启式安全阀。并应根据现行《压力容器安全监察规程》的有关规定计算出安全阀的泄放量及泄放面积。每台油罐上宜设置2个安全阀,安全阀定压的确定原则如下:
对于火灾事故,第一个安全阀的定压应不大于储罐的设计压力,另一个安全阀的定压可为第一个安全阀定压的1.1倍。
对于非火灾事故(操作事故),第一个安全阀的定压仍应不大于储罐的设计压力,另一个安全阀的定压可为第一个安全阀定压的1.05倍。
采用密闭放空系统时,安全阀前后应设旁通管并加阀门。旁通管的管径,取所选安全阀入口管道的管径。
4.4.5 其他油罐附件的选用
1.安全活门。安全活门是安装在进出口接合管壁内侧的安全开启及关闭装置。其作用是防止油罐控制阀破损或检修时罐内介质流出。正常情况下活门靠自身的重力及油品的静压力作用,自动关闭,物料进入油罐时活门被打开。发送物料时,通过设在罐壁外侧的操作机构打开活门。
2.搅拌器。搅拌器用于调和或清淤。搅拌器根据安装位置和搅拌方式分为侧向搅拌器、浸没式旋转喷射搅拌器、顶部静态喷射搅拌器。侧向搅拌器有固定角度式和可调角度式两种。
(1)固定角度式侧向搅拌器。主要用于进行罐内物料的调和,这种调和方式与一般的机泵、喷嘴以及其他方式的调和相比,物料的混合比较均匀,而且动力消耗少。
固定角度式侧向搅拌器安装在油罐罐壁的下部,搅拌器的轴线与罐底的垂直距离宜取其螺旋桨直径的1.5倍。搅拌器的螺旋桨轴线与油罐半径线成7°~12°的夹角较好,油罐直径较大时,夹角可取大值。选用一台搅拌器时,搅拌器轴线与进出口接合管的轴线之间形成的圆心夹角应在30°左右。如果选用多台搅拌器,除至少一台应满足前述要求外。其余搅拌器最好集中布置在1/4的圆周内;相邻搅拌器轴线之间形成的圆心角宜为22.5°C。
(2)可调角度式侧向搅拌器。多用于防止罐内沉积物的堆积,从而可以大大地减少油罐的清扫次数,提高油罐的利用率。可调角度式侧向搅拌器主要用于原油罐,目前国内原油罐上普遍采用这种搅拌器。
可调角度式侧向搅拌器安装在油罐罐壁的下部,搅拌器的轴线与罐底的垂直距离宜取其螺旋桨直径的1.5倍。搅拌器的最大转动范围一般为±30°。选用一台搅拌器时,最好布置在与进出口接合管相对的罐壁处;选用多台搅拌器时,应将其均匀的布置在进出口接合管相对位置处45°~60°的夹角范围内。
侧向搅拌器用于大型原油罐(如10×104罐)时,易存在死角,效果不理想。
(3)浸没式旋转喷射搅拌器。浸没式旋转喷射搅拌器安装在罐内,由泵抽出罐内原油,加压后在通过喷射器形成高速油流打回罐内。高速油流驱动旋转喷射器进行360°旋转,同时将罐底淤泥搅起,使淤泥随同原油排出罐外,从而达到清淤的目的。浸没式旋转喷射搅拌器可有效克服侧向搅拌器的“死角问题”,是近年来国外开始使用的新的原油罐清淤工艺,工艺流程见图4—1.
(4)顶部静态喷射搅拌器。顶部静态喷射搅拌工艺是在浮盘上均匀设置高压油流喷射器,利用由泵提供的高压油流经喷射器产生高速油流,垂直冲击罐底,使罐底淤泥混入到清洗油品中,然后用泵抽出送入污油罐处理或销售。
顶部静态喷射搅拌器用于原油罐清罐,也是国外新发展起来的原油罐清淤工艺。
3.取样器。以往为解决物料化验分析过程中取样的需要,往往是由操作人员从设置在灌顶上的量油孔直接手工采取物料。取样器设置在油罐的下部,除了可以减轻取样操作人员的劳动强度外,采取物料的准确性也大大提高了。
4.加热器。对于罐内储存高凝固点、高粘度的油品,为满足输送的要求或工艺要求,需对物料进行加热脱水、调和等时才应设置加热器。油罐加热器分为排管式、U形管式、局部式。
排管式加热器布置在油罐内,适用于加热面积小、要求物料温度较为均匀的油罐。加热器的排管,应尽可能的均匀分布,并避开罐内立柱、量油孔等。对于粘度较大、凝固点较高的特殊物料,当需要加热的面积较大时,加热器的排管也可分层布置。为保证加热介质在加热器的排管内流动顺畅、防止水击的产生,在加热器的入口与出口之间的排管应保持一定的坡降,不应有存液的部位。
U形管加热器类似于管壳式换热器的管程,安装在管壁上,头部露在罐外,U形管管束插入罐内。对于加热面积较大、对物料均匀程度要求不高,或有搅拌器配合可以达到物料温度均匀时,宜采用U形管加热器。U形管加热器应沿罐壁均称布置,其结构应当紧凑,并便于施工、检修和清扫。
某些为了保证物料输送而需要较高储存温度的油罐,由于其经常性的热能损耗较大,因此运行费用也大大提高;若采用降低油品储存温度的方法,可大大减少能耗。为了保证物料的正常输送,可在输送前进入局部加热器(或集中加热)加热升温,使其升至要求的输送温度。因此,局部加热器(集中加热)应布置在罐内出口管管口附近。
油品加热终温(ten)应根据作业目的来确定,一般情况下可参考以下的推荐值:
如果为了输转,加热终温一般可高于凝固点10~15℃.
对于商品重油,常用的卸油和输油温度可参考表4-8。
表4—8 卸油和输油时的加热温度
油品种类
|
重油牌号
|
|||
20 | 60 | 100 | 200 | |
加热终温( ) | 40 | 60 | 65 | 70 |
为了防止突沸冒罐,含有水分的油罐其加热终温不应超过95℃。
5.梯子、平台。为便于操作人员取样、量油及对罐顶附件进行维护和管理,油罐需要设置上罐梯子和操作平台。目前应用最为广泛的是沿罐壁设置的盘梯,梯子的起始点布置在便于操作的通道附近,并靠近油罐进出口接合管处。有环形圈梁结构的罐基础,应考虑罐壁上盘梯向下延伸的位置。
斜梯的耗钢量较大、占地面积也大,常用于较小容积的油罐,或多个小容积油罐联合布置在一起的罐组。多个油罐布置成联合的梯子和平台时,不宜将罐顶作为走行的通道。
沿罐顶的周边应设防护栏杆,或至少应在量油孔、透光孔以及布置在罐顶周边附近的附件处应设置操作平台,从梯子平台通向呼吸阀、透光孔等附件的通道上应做防滑踏步。