大型外浮顶钢储罐网格型保温结构设计

易良英

（中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦 124010）

大型外浮顶钢储罐网格型保温结构设计

易良英

（中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦 124010）

近来年，大型外浮顶钢储罐越来越多地应用在大型油库中，为满足工艺要求，储存低凝高黏、高凝高黏等油品的储罐都需要进行保温，储罐保温的关键是做好保温结构设计。文章在介绍了常规储罐外壁保温结构的基础上，着重对大型外浮顶钢储罐保温结构进行了改进，采用类似蜂巢的网格型保温结构。这种结构在满足工程质量要求的前提下，提高了储罐的使用安全性，简化了施工工序，降低了工程造价，并在实际工程应用中取得了明显效果。

外浮顶； 钢储罐；保温；支承结构；网格型结构

0 引言

近年来石油供需矛盾突出，油价屡创新高，国家石油储备基地、民营大型石油库建设项目不断增多，节约能源日益成为各行业的重要课题。据统计，炼油厂、石油化工厂的蒸汽耗量中储运系统用气量约占11%～27%，而储运专业油罐加热用气量占储运系统总用气量的50%～60%。由此可见，搞好储罐保温是储运系统中节省能耗的一个重要环节，而搞好保温结构设计是做好储罐保温的关键，它直接关系到绝热效果、投资费用、能量耗损、使用年限和外观等问题[1]。

储罐罐壁常见的保温结构：一般采用圆钢或扁钢做支撑环，将其套在或焊在设备外壁，在支撑环外包镀锌薄钢板或薄钢板卷材，在中间填充松散的保温材料，并用铁丝将其捆扎固定。这种结构存在施工程序较复杂、难度大、保温支撑件用量较多、保温材料消耗量较大、造价高等缺点。为此我们改进了储罐罐壁的保温结构，采用类似蜂巢的网格型保温结构，近年来在诸多大型油库工程设计中，5万m3和10万m3储罐均采用这种改进后的保温结构，在满足工程质量要求的前提下，提高了储罐的使用安全性，降低了工程造价。

1 网格型保温结构的组成和施工

储罐罐壁蜂巢网格型保温结构由保温层、外保护层以及支撑、固定的附件组成。整个保温结构牢固、严密，雨水难以渗入。

该保温结构的施工工序是：焊好支撑圈和支架→罐壁全面除锈并铲除焊疤→刷底漆二道→铺设预制板→安装保温层→铆接外保护层→外保护层散水封口。

下面对关键技术进行详细介绍。

1.1 保温材料的选择

储罐罐壁保温工程，多选用无机纤维类保温材料，常用的主要品种有岩棉板、超细玻璃棉板等，其主要性能见表1。

表1 储罐保温常用材料及其性能[2]

1.2 支撑、固定的附件及外保护层

（1）储罐保温支撑结构采用扁钢和角钢做成的类似蜂巢的网格型保温结构，见图1。

用角钢50 mm×5 mm制成支撑圈，为减少热桥，支撑圈每隔1 000 mm用扁钢50 mm×5 mm与罐壁焊接[3]，形成罐壁保温层环向支撑圈，环向支撑圈制作见图2。

由于保温预制板和外保护层的定位取决于环向支撑圈，故环向支撑圈应按图1的要求准确设置。为方便固定保温层和外保护层，在储罐外壁环向每隔1 000 mm用热轧扁钢50 mm×3 mm搭接两相邻环向支撑圈，形成纵向支撑圈。环向支撑圈角钢与纵向支撑圈扁钢采用对接焊缝，如图1及图3所示。如此，纵向支撑圈和环向支撑圈就组成了类似蜂巢的网格结构，使保温预制板正好卡在网格内，且保证外保护层布置整齐。

（2）预制板规格为1 950 mm×1 060 mm （见图4），局部地方可将预制板锯成要求的形状和尺寸，采用同层错缝内外层压缝方式敷设，保证搭接严密。保温预制板正好卡在网格内，从而省去了铁丝捆扎固定保温层的复杂工序。

（3）外保护层采用厚度0.5 mm压型钢板。压型钢板的长度不限，因此最好整个罐壁从上到下用一条压型钢板，如抗风圈与加强圈之间均用一条压型钢板，从罐底到第一道加强圈可根据罐高用一条或两条压型钢板。但是，沿罐壁竖向布置的压型钢板的棱应在同一条直线上，若有环向搭接时压型钢板接缝必须位于支撑圈上，环向搭接的压型钢板必须上块压下块，搭口朝下，防止雨水侵入。外保护层的纵向接缝和环向接缝均搭接50 mm。

（4）为了防止罐壁下部受潮而腐蚀，从罐底至第一支撑圈100 mm内不做保温层，为防止从罐底缝隙进入雨水，在储罐底部和罐基础之间涂一圈防水胶。

（5）为方便施工，外保护层压型钢板与支撑圈之间及钢板与钢板的搭接处，都采用6 mm自攻自钻螺钉铆接，螺钉间距沿环向为260 mm，沿竖向为200 mm[2]。为了更好地固定外保护层，在储罐的抗风圈和加强圈的上下分别焊一块热轧扁钢50 mm×3 mm，用铆钉固定外保护层，使外保护层的安装更为紧实严密。在外保护层安装完后，在抗风圈和加强圈处沿罐周涂一圈防水胶，以防止雨水渗入保温层，见图5。

（6）为防止雨水从罐壁上部进入保温层中，在罐壁上端设防雨檐，对于储存介质温度低于95℃的保温外浮顶储罐，保温层高度应与顶部抗风圈的高度一致，可不用设防雨檐。

（7）在罐壁结合管、人孔、清扫孔等罐壁开口周围，根据开口口径的规格设置不同形式的保温支撑圈，支撑圈采用热轧扁钢50 mm×3 mm。罐壁开口与外保护层之间的缝隙均用防水胶密封，并用钢板进行局部防水，做法见图6。

1.3 保温结构辅助材料用量

相同的储罐，不论保温结构如何变化，其保温材料和外保护层的总用量基本相同，不同的是辅助材料的用量。例如一个10万m3外浮顶储罐，其保温厚度80 mm，则储罐保温结构常规做法和改进做法所用的辅助材料用量见表2。

从表2可以看出，改进后的储罐保温结构的辅助材料的种类较常规做法少，且辅助材料总耗量也较少。

2 改进后的网格型储罐保温结构的优点

（1）保温结构支撑较为简单。改进后的方法所需支撑材料种类少，只需扁钢和角钢，既减少了保温固定件的用量，又方便采购和施工。

（2）保温支撑结构更为牢固。常规做法的保温结构仅有圆钢和扁钢组成的环向保温支撑圈，只能沿环向将保护层固定在支撑圈上；而类似蜂巢的网格保温结构较常规做法更为牢固，保温预制板直接卡在网格内，而且外保护层的环向搭接和纵向搭接均固定在支撑圈上，对保温层和外保护层的固定作用更强。

表2 单个10万m3外浮顶储罐罐壁保温用辅助材料估算

（3）简化了施工工序，提高了储罐的使用安全性。常规做法需用铁丝捆扎固定保温层，而固定铁丝用的支架是用扁钢沿罐周均匀焊接在罐壁上，这样不仅增加了铁丝捆扎所需的人力和工时，而且在罐壁上增加了不少焊点，对罐体使用寿命有较大的影响；而类似蜂巢的网格型保温结构，仅有少量的扁钢间续焊接在罐外壁，不再需用铁丝和扁钢的捆扎仍能对保温层和外保护层有良好的固定作用。

（4）耗材量少，节省投资。在沿海某大型油库工程中，42座10万m3储罐全部采用改进后的保温结构，既达到工程质量要求，又缩短保温施工周期，加快了施工进度，特别是节省了工程投资，整个工程的储罐保温项目就节省工程投资近800万元，降低保温工程造价约10%，取得了明显的经济效益。

[1]韩文礼，聂冬.原油储罐保温存在的问题及其应对措施[J].石油工程建设，2009，（3）：37-40.

[2]SH 3010-2000，石油化工设备和管道隔热技术规范[S]．

[3]李征西，徐思文．油品储运设计手册[M]．北京：石油工业出版社，1997.

Grid Type Insulation Structure Design for Large External Floating Roof Steel Storage Tank

YI Liang-ying（China Liaohe Petroleum Engineering Co.， Ltd.， Panjin 124010， China）

In recent years,application of large external floating roof steel tanks in the major oil depots is becoming more and more common.In order to meet the process requirements,thermal insulation is required for many tanks that store low condensation point high viscosity oil or high condensation point high viscosity oil.The key matter to insulation is the design of insulation structure.This paper,based on conventional tank wall insulation,improves wall insulation structure of the large external floating roof steel tank by using grid type insulation structure similar to honeycomb.Under the premise of meeting the requirements of engineering quality,it improves the safety of the storage tank,simplifies the construction process,reduces project cost,and obtains apparent effect in the actual project application.

external floating roof;steel storage tank;insulation;supporting structure;grid type structure

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.04.015

易良英 （1985-），女，重庆人，助理工程师，2007年毕业于中国石油大学 （华东）化学工程与工艺专业，从事油气田地面工程勘察设计工作。

2011-08-20