儲罐廣泛應(yīng)用于流體工業(yè),用于儲存原料、成品及中間產(chǎn)品,在保證裝置安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面具有不可替代的作用,國家戰(zhàn)略儲備也離不開各種類型的儲罐。
工業(yè)儲罐一般為鋼制儲罐,根據(jù)儲存介質(zhì)特性及儲存溫度、壓力等參數(shù)選擇碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料,其他材質(zhì)如玻璃鋼、塑料等由于防火、抗壓等因素,不予考慮。
儲罐按結(jié)構(gòu)形式分為:球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內(nèi)浮頂罐。
1 儲罐
1.1 球罐
常溫球罐,如液化石油氣、氮、煤氣、氧等球罐。
此類球罐的壓力較高,取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計溫度大于-20℃。
低溫球罐, 這類球罐的設(shè)計溫度低于或等于-20℃,一般不低于-100℃。
深冷球罐,設(shè)計溫度-100℃以下往往在介質(zhì)液化點以下儲存,壓力不高,有時為常壓。由于對保冷要求較高,常采用雙層球殼。
1.2 臥罐
臥罐容積較?。ㄒ话愣夹∮?100 m3),占地面積大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲存,在生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)(儲存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料)的儲存。臥罐筒體軸向與地面平行,常用鞍式支座,一般為帶壓力儲存,可承受較高的正壓和負壓,屬壓力容器。
1.3 拱頂罐
?拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,所以在國內(nèi)外許多行業(yè)應(yīng)用廣泛,最常用的容積為1000 ~10000m3,國內(nèi)拱頂儲罐的最大容積已經(jīng)達到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲罐或常壓儲罐,廣泛應(yīng)用于流體工業(yè),常用于乙B和丙類液體,也可用于有特殊儲存需求的甲B和乙A類液體儲存,國外也有用于大型LNG深冷儲存。
大型酸堿儲罐有時也可選用拱頂罐。
根據(jù)GB50160對液化烴、可燃液體的火災(zāi)危險性分類如下:
飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中,當達到氣液兩相平衡時氣液分界面上的蒸汽壓,它隨溫度而變化。對于液化石油氣和液化天然氣之類,都不是純凈物,而是一種混合物,此時的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān),可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進行計算。
1.4 浮頂罐
浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋,減少介質(zhì)揮發(fā)。
浮頂罐常用于儲存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲存。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。
外浮頂罐,通常用于存儲諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品儲罐的敞口的圓柱形鋼制儲罐內(nèi),相對于無浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。不僅減少產(chǎn)品蒸發(fā)損失,同時減少了環(huán)境污染,降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險性。
儲罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100~500 mm的間隙以保證運行過程中不會卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā),在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出,避免沉盤事故。
內(nèi)浮頂儲罐是帶罐頂?shù)母№敼蓿彩枪绊敼藓透№敼尴嘟Y(jié)合的儲罐,外部為拱頂,內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲罐具有獨特優(yōu)點:一是與浮頂罐比較,因為有固定頂,能有效地防止風、砂、雨雪或灰塵的侵入,保證儲液的質(zhì)量。
同時,內(nèi)浮盤漂浮在液面上,使液體無蒸汽空間,減少蒸發(fā)損失85%~96%;減少空氣污染,減少火災(zāi)、爆炸危險,即使發(fā)生火災(zāi)一般也不會造成大面積燃燒,易于保證儲液質(zhì)量,特別適合于儲存高級汽油和噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品;由于液面上沒有氣體空間,故減少罐壁罐頂?shù)母g,從而延長儲罐的使用壽命,二是在密封相同情況下,與浮頂相比可以進一步降低蒸發(fā)損耗。
內(nèi)浮頂儲罐與拱頂罐相比,鋼板耗量比較多,施工要求高;維修不便(密封結(jié)構(gòu)),儲罐不易大型化,目前一般不超過10000m3。
1.5 罐區(qū)的分類
流體工業(yè)中一般按用途或壓力等級將相應(yīng)的儲罐集中布置,稱為罐區(qū)。
按介質(zhì)和壓力等級一般分為常壓罐區(qū)、球罐區(qū)、酸堿罐區(qū)及深冷罐區(qū)。
按用途通常分為原料罐區(qū)、中間罐區(qū)及成(產(chǎn))品罐區(qū)。
在各罐區(qū)內(nèi)再根據(jù)儲罐類型,介質(zhì)物性及壓力等級、防爆、防火要求等進一步分成不同的罐組。
2 罐區(qū)設(shè)計采用標準規(guī)范
罐區(qū)設(shè)計經(jīng)常采用的國內(nèi)標準如下:
SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》
SH/T3014《石油化工儲運系統(tǒng)泵區(qū)設(shè)計規(guī)范》
SH3136《液化烴球形儲罐安全設(shè)計規(guī)范》
GB/T20368《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和裝運》
GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》
GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》