时间：2019-12-03 分类：工业设计
文章重点介绍浮顶罐浮顶结构设计的选取、浮顶排水系统的选取、实用新型储罐用蒸汽加热器管束的应用，简单介绍了罐体结构设计、一二次密封结构选取和罐底防水技术。
关键词：浮顶罐;单盘式浮顶;双盘式浮顶;无“水击”蒸汽加热器;管束系统
1前言
伴随着石油工业的发展与国家原油战略储备计划的实施，对能源的需求和对大型油库储备的需求逐渐增大。在大浮顶储罐设计中，外浮顶罐比固定顶储罐更节省投资，因此大型储罐设计中外浮顶储罐占据着主体地位。
2浮顶罐结构分析
2.1罐体结构设计
底圈壁板与边缘板之间的T型内角焊缝承受着储液静压力、地震等载荷的作用，焊接接头周围应力水平较高，产生较大的角变形，在储罐操作过程中，随着储液高度的变化，焊缝周围底板产生一定的弹性变形，使该区域的应力也随之变化，如果焊接接头存在缺陷，缺陷扩展易造成低周循环疲劳破坏，因此该焊缝不能采用全焊透结构，且节点刚性不能太大。国内外很多油罐事故都发生在这一部位，因此，提高大角焊缝的质量就显得尤为重要。
2.2浮顶结构设计
外浮顶储罐设计中广泛使用的浮顶结构为单盘式浮盘和双盘式浮盘。单盘式浮顶主要由单盘和环形浮舱两部分组成，单盘是一圆薄钢板，使储液与外界大气隔离。环形浮舱是若干个封闭船舱，使整个单浮盘漂浮于液面而不致于浮顶沉没。双盘式浮顶主要是由浮顶顶板、浮顶底板、边缘板、环向隔板、径向隔板及加强框架等组成。浮顶底板为水平的，浮顶板可设置为V型浮顶与W型浮顶，设置一定的排水坡度。双盘式浮顶由环向隔板、径向隔板把浮舱划分为若干个环向和径向的封闭船舱，使整个双浮盘漂浮于液面而不致于浮顶沉没。双盘式浮顶与单盘式浮顶相比，具有以下特点：[2](1)浮顶整体强度高，稳定性好。(2)双盘浮顶设置有一定坡度，便于积水的排放。(3)保温性能良好，热损失小，节能降耗。(4)双盘浮顶抗“风震”性能、抗偏心载荷能力强。(5)双盘浮顶在排水系统出现故障时紧急排水系统会立刻起到作用，而单盘由于扰度变化可能会有所延迟。(6)双盘浮顶的缺点是浮顶结构复杂，耗材量大，焊接工作量大，一次性投资大。
2.3浮顶排水系统
浮顶排水系统应具备升降自由，强度高、不易破坏和密封性能好等特点，起着迅速排空罐顶积水的作用。国产金属软管代替旋转接头的中央排水管因金属软管长期受压、扭曲过渡应力集中、弹性降低和焊接质量等原因而破裂漏油，局部挠性接头排水系统国内虽有使用，但柔性接头外层钢丝容易溃散，柔性接头在油中被压瘪，虽不漏油但暴雨时排水不畅易堵塞，严重威胁到油罐的安全。目前国内大型储罐采用全柔性排水系统近70%，全柔性软管空间运行轨迹稳定，且在距柔性软管较近的位置安装支柱保护架，避免软管起落时被支柱压坏。
2.4加热器设计
目前，国内外各种油罐多采用水平式蒸汽加热器，带坡度安装，工作过程中流动的蒸汽和冷凝水通过管道时无法实现汽液分离，汽液混合使水逆向受热汽化成蒸汽，致使体积膨胀产生“水击”现象，既损坏设备又浪费蒸汽，无法有效提高热能利用率。实用新型无“水击”节能型“储罐用蒸汽加热器管束系统”[4]结构简单，一般采用多列分组结构形式，可分段预制，现场组装快捷。该结构能有效实现蒸汽和冷凝水的分离，使加热器避免因“水击”现象而破坏，造成加热介质进入油品在罐内发生“突沸”事件;同时汽液分离加热器管束使蒸汽热量全部释放，充分利用蒸汽的“汽化潜热”，凝结水出口加热器管束使加热器的蒸汽全部以水的状态排除。
2.5一次、二次密封设计
由于大型浮顶罐发生雷击起火事件时有发生，严重威胁着油库和罐区的安全运行，因此在雷雨多发区域一次密封宜采用软密封。二次密封主要是由油气隔膜、支承板、刮板等组成，是安装在一次密封上部，以弥补一次密封的缺陷造成的蒸发损耗，同时兼作挡雨板的作用，平时不需维护，密封效果好。设计时严格控制偏差证密封结构与罐壁良好接触，并尽可能减小一次密封与二层密封之间的油气空间。
2.6罐底防水技术
目前国内储罐底板下表面腐蚀严重，其防腐防水的习惯做法是沥青灌缝或者敷沥青砂，但投入使用后发现并不成功。罐底采用高性能的防水涂料CTPU防水效果好、粘结性好、物理性能好、且易维修、使用寿命长，目前该涂料在许多大型储罐底板防水设计中已采用。
3结语
本文通过对浮顶罐的结构设计分析，并结合国内近几年大型浮顶储罐的设计特点，重点分析了浮顶结构设计特点、浮顶排水系统和加热器设计趋势;简单介绍了罐体设计、一二次密封的结构形式和罐底防水技术。
参考文献：
[1]GB50341—2014.立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[S].2014,05.
作者：兰成均 李芳娟 单位：长岭炼化岳阳工程设计有限公司
