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储罐的分类及设计规范

储罐广泛应用于流体工业,用于储存原料、成品及中间产品,在保证装置安全生产、节能减排、提高整体管理水平等方面具有不可替代的作用,国家战略储备也离不开各种类型的储罐。

工业储罐一般为钢制储罐,根据储存介质特性及储存温度、压力等参数选择碳钢、低温钢、不锈钢等材料,其他材质如玻璃钢、塑料等由于防火、抗压等因素,不予考虑。

储罐按结构形式分为:球罐、卧罐、拱顶罐、外浮顶罐及内浮顶罐。

1 储罐

1.1 球罐

常温球罐,如液化石油气、氮、煤气、氧等球罐。

此类球罐的压力较高,取决于液化气的饱和蒸汽压或压缩机的出口压力。常温球罐的设计温度大于-20℃。

低温球罐, 这类球罐的设计温度低于或等于-20℃,一般不低于-100℃。

深冷球罐,设计温度-100℃以下往往在介质液化点以下储存,压力不高,有时为常压。由于对保冷要求较高,常采用双层球壳。

1.2 卧罐

卧罐容积较小(一般都小于 100 m3),占地面积大。主要用于酸碱等化学品的储存,在生产装置内也常用于小容量的其他介质(储存温度下饱和蒸汽压大于或等于大气压的物料)的储存。卧罐筒体轴向与地面平行,常用鞍式支座,一般为带压力储存,可承受较高的正压和负压,属压力容器。

1.3 拱顶罐

拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉,所以在国内外许多行业应用广泛,最常用的容积为1000 ~10000m3,国内拱顶储罐的最大容积已经达到30000m3。

拱顶罐一般为低压力储罐或常压储罐,广泛应用于流体工业,常用于乙B和丙类液体,也可用于有特殊储存需求的甲B和乙A类液体储存,国外也有用于大型LNG深冷储存。

大型酸碱储罐有时也可选用拱顶罐。

根据GB50160对液化烃、可燃液体的火灾危险性分类如下:

饱和蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中,当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸汽压,它随温度而变化。对于液化石油气和液化天然气之类,都不是纯净物,而是一种混合物,此时的饱和蒸汽压与混合比例有关,可根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。

1.4 浮顶罐

浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降,浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置,罐内介质始终被内浮顶直接覆盖,减少介质挥发。

浮顶罐常用于储存温度下饱和蒸汽压低于大气压的甲B和乙A类液体储存。

浮顶罐分为内浮顶罐及外浮顶罐。

外浮顶罐,通常用于存储诸如原油、汽油或煤油等有挥发性的石油产品储罐的敞口的圆柱形钢制储罐内,相对于无浮顶的拱顶罐来说没有蒸发的空间。不仅减少产品蒸发损失,同时减少了环境污染,降低了易燃介质与空气混合形成爆炸气体的危险性。

储罐壳体与外浮顶浮盘之间存在100~500 mm的间隙以保证运行过程中不会卡盘。使用边缘密封系统以减少边缘蒸发,在浮顶上有中央排水系统以保证雨雪天积水可以顺利排出,避免沉盘事故。

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储罐,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,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,减少火灾、爆炸危险,即使发生火灾一般也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。

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

1.5 罐区的分类

流体工业中一般按用途或压力等级将相应的储罐集中布置,称为罐区。

按介质和压力等级一般分为常压罐区、球罐区、酸碱罐区及深冷罐区。

按用途通常分为原料罐区、中间罐区及成(产)品罐区。

在各罐区内再根据储罐类型,介质物性及压力等级、防爆、防火要求等进一步分成不同的罐组。

2 罐区设计采用标准规范

罐区设计经常采用的国内标准如下:

SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》

SH/T3014《石油化工储运系统泵区设计规范》

SH3136《液化烃球形储罐安全设计规范》

GB/T20368《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》

GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》

GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

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