拱顶罐改造成内浮顶罐的几点设计体会

赵德君

（中国石油集团东北炼化工程有限公司锦州设计院，辽宁锦州 121001）

拱顶罐改造成内浮顶罐的几点设计体会

赵德君

（中国石油集团东北炼化工程有限公司锦州设计院，辽宁锦州 121001）

近年来，随着炼油厂规模的不断扩大及沿海地区储运业的快速发展，同时从生态、环保、能耗及安全等方面综合考虑，许多旧的拱顶储罐相继改造成了内浮顶储罐。拱顶储罐改造为内浮顶罐所需投资少，见效快，具有明显的经济效益和社会效益。

储罐；内浮顶；结构；设计

1 设计改造内容

把旧的拱顶储罐改造成内浮项罐，关键在于根据现有的罐体尺寸，确定内浮盘的合理直径，并合理选择内浮盘。新增罐壁通气孔，罐顶通气孔、检修人孔、油品入口扩散管、高高、低低位报警等，取消原拱顶罐的罐顶呼吸阀、液压安全阀、阻火器等（适用于新改造的内浮顶罐不加氮封的装置）。

1.1 确定内浮盘的合理直径

改造的拱顶储罐，旧的罐体，罐底及罐顶已经存在且应经过专业部门检验可继续使用。由于旧拱顶罐罐壁环缝多采用搭接结构，下部直径较大，上部直径较小，又加上施工质量或地基不均匀沉降引起变形，所以罐壁各点到中心的距离差别较大，不能按罐的公称直径去决定内浮盘直径，而应按下述步骤进行。

（1）确定罐壁实际变形范围。采用径向偏差仪测出整个罐壁的实际最大半径 Rmax 与实际最小半径 Rmin，罐壁实际变形范围 =Rmax-Rmin。

（2）选择弹性密封断面尺寸。所选弹性密封元件弹性工作范围不应小于罐壁实际变形范围，需满足下式：Rmax-Rmin＜ Cmax-Cmin（1-1）

Cmax指弹性元件最大允许宽度；Cmin指弹性元件最小允许宽度，对于聚氨酯泡沫塑料，取 Cmax=0.35b；b 指弹性元件自由状态下宽度，m

当上式不能满足要求时，可适当增大弹性元件宽度b，但不宜超过密封间隙太多，而是尽量采取措施使罐壁偏差降低。

（3）确定合理的内浮盘直径。，应使罐壁的变形范围在弹性元件许用弹性工作范围之中，合理的浮盘半径 Ro及直径 Ro为：Ro=（Rmax+Rmin）/2-（Cmax+Cmin）/2

Do=Rmax+Rmin-Cmax-Cmin

1.2 内浮盘的选择

目前装置中内浮顶罐采用的浮盘主要有以下几种类型：钢浮舱式内浮盘、夹板式内浮盘、浮筒式内浮盘、全接液式内浮盘等。钢浮舱式内浮盘结构性强、承重性佳，但其造价高、笨重、不易施工，在工程上应用较少。夹板式内浮盘重量轻、浮力强、施工简易，但其浮力单元黏合胶与介质接触，会受浸润而崩体，所以实际工程中也没有大量得到应用。浮筒式内浮盘具有结构简单、质量小、现场组装方便、造价和维修费用低等优点，在实际工程中得到了广泛应用。

1.3 罐壁通气孔和罐顶通气孔

罐壁通气孔的安装位置应当根据泡沫消防管线的入口位置和内浮盘边缘板高度、内浮盘正常漂浮状态下的浸液深度来确定。罐壁通气孔的数量应不小于4个，最大间距应不小于10m，通气孔的总面积应不小于0.06D（D 为罐体内径）。罐顶通气孔可利旧原呼吸阀孔位置，罐顶通气孔公称直径不小于250mm。罐顶通气孔和罐壁通气孔都应该设置粗孔金属网以防止鸟类进入。罐顶通气孔应设置防水装置。

1.4 事故泄压设备

对于储存轻质油及易氧化、易聚合不稳定物料的内浮顶罐，常设置氮封或其他惰性气体来覆盖隔绝空气。此时内浮顶罐不设罐壁通气孔及罐顶通气孔，而在罐顶设事故泄压设备，宜选用直径不小于 DN500的紧急放空人孔盖或呼吸人孔。当阻火器呼吸阀正常工作情况下，人孔保持密封状态，当呼吸阀正常工作满足不了因意外原因造成的储罐急剧超压时，人孔紧急泄压，便罐内压力保持正常。

1.5 检修人孔

对于旧的拱顶罐，通常已设置有人孔，改造设计时只是根据旧罐大小以及人孔位置考虑是否增设人孔。内浮盘固定支撑高度一般分为 1.8m，通常在距罐底 2.5m 处设置一个带芯人孔，当浮盘处于支撑位置时，检修人员可以从人孔处进入内浮盘顶上进行检修作业。人孔的内心应与内表面保持齐平，以避免刮坏密封件。

1.6 进油扩散管

油品进罐的速度太大，会使油品激烈搅动，增加了油品的蒸发损耗和油品静电的危害，也不利于浮顶的平稳操作，进油扩散管的作用是控制油品进罐的速度不大于 1m/s。扩散管在油罐内与进口管相接，管径为进口管的2倍，并在两侧均匀钻有众多直径2mm 的小孔，它起到油罐收油时降低流速，保护浮盘支柱的作用。

2 改造设计注意事项

1）由于旧罐投用时间长短不一，储存的介质各不相同，罐体本身不同程度出现腐蚀或变形现象，故旧罐应经清洗吹扫并确认安全后方可进入罐内，并对罐体进行全面检测。对罐顶和罐壁腐蚀严重的部位，应进行局部更换或修补，并修复储罐圆度，便其满足要求。

2）割除或取消影响浮盘正常上下运行的原储罐内的所有内伸接管及其他内部构件。

3）应将罐内壁焊缝的毛刺、尖角、切割后的痕迹等磨平，以免运行过程中造成密封装置破坏。

3 结束语

实践证明，拱顶罐改内浮顶罐，改造后油品蒸发损失可减少90% 左右，经济效益及环保作用明显。在设计改造中，除应考虑本文中所述事项外，还应综合考虑实际情况及制定科学合理的方案，以便更好地提高经济效益和生产效率。

[1] 本社.GB50341—2003 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[M]. 北京：中国计划出版社，2011.

Several Experiences on Design of Floating Tank Can

Zhao De-jun

In recent years，with the continuous expansion of the size of the refinery and the rapid development of the coastal storage and transportation industry，and from the ecological，environmental protection，energy consumption and safety and other aspects of comprehensive consideration，many of the old vault tank has been transformed into a floating roof Storage tank.Dome storage tank for the transformation of the floating roof tank less investment，quick，with significant economic and social benefits.

storage tank；floating roof；structure；design

TQ053.2

B

1003-6490（2017）06-0124-01

2017-05-11

赵德君（1973—），女，辽宁锦州人，工程师，主要从事化工设备设计工作。