儲罐廣泛應用于流體工業(yè),用于儲存原料、成品及中間產品,在保證裝置安全生產、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,根據儲存介質特性及儲存溫度、壓力等參數選擇碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料,其他材質如玻璃鋼、塑料等由于防火、抗壓等因素,不予考慮。
儲罐
儲罐按結構形式分為:球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內浮頂罐。
球罐:
球罐為大容量、承壓的球形儲存容器,廣泛應用于石油、化工、冶金等流程工業(yè),常用于作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質的儲存容器。也可作為壓縮氣體(空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣等)的儲罐。
球罐用于常溫、低溫或深冷儲存。一般用于儲存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料。
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。常溫球罐的設計溫度大于-20℃。
低溫球罐, 這類球罐的設計溫度低于或等于-20℃,一般不低于-100℃。
深冷球罐,設計溫度-100℃以下往往在介質液化點以下儲存,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。
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品的儲存,在生產裝置內也常用于小容量的其他介質(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。
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,所以在國內外許多行業(yè)應用廣泛,容積為1000 ~10000m3,國內拱頂儲罐的大容積已經達到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲罐或常壓儲罐,廣泛應用于流體工業(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。
浮頂罐:
浮頂儲罐是由漂浮在介質表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構成。浮頂隨罐內介質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,罐內介質始終被內浮頂直接覆蓋,減少介質揮發(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)性的石油產品儲罐的敞口的圓柱形鋼制儲罐內,相對于無浮頂的拱頂罐來說沒有蒸發(fā)的空間。不僅減少產品蒸發(fā)損失,同時減少了環(huán)境污染,降低了易燃介質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。
內浮頂儲罐是帶罐頂的浮頂罐,也是拱頂罐和浮頂罐相結合的儲罐,外部為拱頂,內部為浮頂。內浮頂儲罐具有*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,保證儲液的質量。同時,內浮盤漂浮在液面上,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、爆炸危險,即使發(fā)生火災一般也不會造成大面積燃燒,易于保證儲液質量,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品;由于液面上沒有氣體空間,故減少罐壁罐頂的腐蝕,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(密封結構),儲罐不易大型化,目前一般不超過10000m3。
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的儲罐集中布置,稱為罐區(qū)。
按介質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)品罐區(qū)。
在各罐區(qū)內再根據儲罐類型,介質物性及壓力等級、防爆、防火要求等進一步分成不同的罐組。
罐區(qū)設計采用標準規(guī)范
罐區(qū)設計經常采用的國內標準如下:
SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》
SH/T3014《石油化工儲運系統(tǒng)泵區(qū)設計規(guī)范》
SH3136《液化烴球形儲罐安全設計規(guī)范》
GB/T20368《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運》
GB50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》
GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》
罐區(qū)及儲運的安全運行
工業(yè)儲罐通常都是易燃、易爆、有毒介質,因此罐區(qū)的安全生產永遠是di一位的,防火、防爆、防溢、防抽空等均需要有相應的措施。
對可燃介質、有毒介質應按規(guī)范要求設置檢測器并將報警信號引入有人值守的現(xiàn)場控制室或消防值班室。
現(xiàn)場檢測器的設置應考慮介質特性、環(huán)境條件、風向等因素,同時應考慮檢測器本身的限制。
除按防火規(guī)范進行罐區(qū)布局外,應考慮儀表本身的防火要求,通常采用阻燃電纜、金屬槽板敷設或埋地敷設,電纜應從圍堰頂部引至圍堰外,或采取有效的防火封堵措施。
為避免一旦火災發(fā)生后的事故擴大,應在可燃介質儲罐的進出口設置緊急切斷閥門,并應保證電源故障或氣源故障時閥門處于安全位置,并在圍堰的出入口處設置緊急關斷按鈕,該按鈕一般以罐組為單位進行設置,即,一旦發(fā)生火災將切斷該圍堰內的所有進出儲罐的閥門,當采用氣動閥門時,應采用PVC或尼龍管纏繞閥體。
緊急切斷閥門必須具有防火結構。
通過設置合適的儀表實現(xiàn)儲罐的防溢、防抽空,并應考慮儀表失效或誤動作帶來的后果,根據罐區(qū)操作的連續(xù)性、危險性,通過二取一、二取二、或三取二等措施來解決。
罐區(qū)儀表還應根據規(guī)范采取合適的防靜電、防雷措施。
可燃液體儲罐的液位、溫度、壓力等測量儀器儀表,應采用鎧裝電纜或穿線鋼管配線,電纜外皮或配線鋼管與罐體應做電氣連接。
現(xiàn)場安裝的儀表應滿足環(huán)境要求,現(xiàn)場安裝的電子式儀表應至少滿足IEC60529和GB4208標準規(guī)定的IP65的防護等級:非電子式的現(xiàn)場儀表應至少滿足IP55的防護等級。
所有現(xiàn)場安裝的電子式儀表應根據危險區(qū)域的等級劃分,選用符合IEC60079標準或GB3836標準,具有國家防爆合格證的產品。值得注意的是環(huán)境的低溫可能增加爆炸力,在GB3836中規(guī)定的隔爆認證適用溫度為-20℃以上,因此當環(huán)境溫度低于-20℃時應有相應措施或采用其他防爆形式。
罐區(qū)及儲運的常用儀表
儲罐是流體工業(yè)普遍需要使用的儲存設備,主要測量其液位、溫度、密度和壓力(帶壓儲罐)等參數,據以計算出儲液的體積及質量儲量,以及進出口閥門的控制,進出流量必要的計量。
低溫儲罐的制冷不在此討論。
儲罐一般分為中間罐和貿易罐(原料、成品)兩大類。
中間儲罐僅對液位、溫度和壓力(帶壓儲罐)等參數進行監(jiān)測,以防止油罐發(fā)生冒頂、抽真空等事故,不需要交接計量;貿易用罐內介質的液位、溫度、密度、體積、質量則必須監(jiān)測和計量,且精度要求很高。不同的體積和種類的油罐,所采用液位計的性能特點也不一樣,因此,應根據用戶的需要及投資條件,合理選用液位計,以便達到性能價格比。
除計量用儀表,其他儀表的穩(wěn)定性、可靠性的需求要高于精度的需求。
在儀表選型時應根據環(huán)境條件(溫度、濕度、海拔、海洋氣候、風沙等)儲罐形式、罐區(qū)檢修及操作周期,結合全生命周期成本,選擇合適的儀表。
聲納式外測液位計
定華電子聲納式外測液位計在石油化工行業(yè)應用極其廣泛,已有上千家用戶成功使用。外測液位計采用聲納傳播測距原理,“微振動分析"技術從容器外測量液位的儀表,不需要在罐壁上開孔,不用法蘭,不動火、不清罐,不接觸罐內的液體和氣體,可實現(xiàn)在線安裝、維護,是一種*非接觸隔離式儀表。
優(yōu)勢分析:
技術優(yōu)勢:
穩(wěn)定跟蹤頁面
具有“微振動分析"和“小盲區(qū)"技術,通過先進的智能化處理方法,克服了聲納信號穿透容器壁的大幅衰減及液體聲速改變等干擾因素??勺R別和拒絕容器壁余振,多重回波,虛假回波等干擾,智能的回波識別算法,確保液面總能得到有效的跟蹤和監(jiān)測。
始終保持高精度
當液體的溫度、成分變化較大時,會對聲納信號在液體里的傳播速度產生較大影響,帶來測量誤差,具有“自校準"精度技術,通過在儲罐上找出一段已知長度作為標尺,得出當前狀態(tài)下的傳播速度,根據計算液位測量結果進行實時補償修正,從而消除液體溫度和成分變化對測量精度的影響。自動校準功能,能夠始終保證儀表液位測量的高精度。
產品優(yōu)勢:
1.隔離式非接觸液位測量技術非常安全。
2.安裝調試,從而降低建設費用和維護成本。
3.更可靠耐用,測量探頭和主機中無機械運動部件,并嚴格密封,與外界隔離,不會磨損或腐蝕。
4.通過上海儀器儀表自控系統(tǒng)檢測所“功能安全完整性"等級認證,取得SIL3證書。