装配式铝浮盘的优化改进及应用

宋 宇，杜凤权，张 亮

（1.中国石油吉林石化公司动力一厂，吉林吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司机动设备处，吉林吉林 132021）

0 引言

随着石油化学工业的快速发展，储油罐在不断的更新换代，装配式内浮盘油罐开始被广泛应用。特别是用在石化企业储存汽、柴、煤、石脑油、原油等高挥发性油品方面。

内浮盘是在油罐内部，飘浮在油面并随着油面上下升降的一种浮动顶盖，油罐采用这种内部浮动顶盖，目前是被公认为降低固定顶油罐油品蒸发损耗的最简便、最安全、最经济的方法。几十年来，石化装置储油罐基本使用3 种内浮盘：泡沫塑料式内浮盘、钢浮盘式内浮盘、装配式铝制内浮盘。由于钢浮盘式内浮盘施工周期长、维修成本高、动火量大、安全性能差、减少罐容量、易于沉底等原因，开始呈下降趋势。由于泡沫塑料内浮盘的静电导出问题始终难以解决、安全性能较差等问题，目前在一些先进的石化企业已经停止制造和使用。装配式铝制内浮盘因为其安装方便迅速、维修成本低、耐腐蚀、使用安全可靠等各项优点，在石化企业得到快速发展。在国内第一套装配式铝制内浮盘在上海石化公司的一台5000 m3汽油罐应用以来，得到快速的发展。

1 铝浮盘内浮盘油罐的特点及应用

某公司中转站内有一个成品油集散地，共有19 台正在应用的各种储油罐，已有11 台为内浮盘油罐，这其中9 台为装配式铝制内浮盘。下面介绍铝浮盘油罐的具体特点。

1.1 减少油品蒸发损失，减轻环境污染，节约能源

铝浮盘特别适用在储存汽油、轻柴油、航煤、石脑油、原油等具有高挥发性油品的各类储罐，能大大减少油品蒸发的损耗，是一种有效的节能装置。根据研究机构的测试，安装铝浮盘的油罐比拱顶油罐减少油品蒸发损失90%以上。

德国RHEINFELDEN 公司按照EPA（美国环境保护局）的计算公式，对易挥发油品储存在固定顶油罐中采用和不采用铝浮盘的蒸发损失进行了计算，其结果见表1～表5。

表1 油罐基本数据

根据表中统计结果，能够估算出中转站现有的铝浮盘内浮盘罐的年节油量。中转站70#汽油年出厂量约30 万吨，共有6 台2000 m3内浮盘罐和2 台5000 m3内浮盘罐进行周转作业。其中2000 m3油罐平均年周转次数超过36 次，5000 m3油罐平均年周转次数超过10 次，这样对比上表中的统计结果，能够估算出每年相对改造前能减少的汽油损失为：115 442×6+123 003×2=940 t；即中转站6台70#铝浮盘油罐年节油能力大约是940 t，能够看出铝制内浮盘的应用效果非常明显。

根据对蒸发损失的实际测量以及数据计算，装配式铝浮盘的投资，通常在一年多的时间能够收回，对于挥发性比较高的油品，以及周转次数比较多的油罐，回收投资的时间则更短。此外，由于采用铝浮盘后，将明显减少油品蒸发的损失，进而减少对环境的污染，满足环保要求，因此油罐安装装配式铝制浮盘，不仅具有明显的经济效益，还产生明显的社会效益。

中转站每年出厂轻柴油约40 万吨左右，而4 台柴油罐103#、104#（2000 m3）、111#、112#（5000 m3）均是无力矩式油罐，没有安装铝浮盘且每台罐每年平均周转次数40 次以上。对照前表中所示的结果，若安装铝浮盘，这4 台柴油罐每年可节约油品损耗量为：1 155 442×2+28 249×2=800 t，能够得出这样的结论，中转站甚至全公司均应尽快把柴油罐由无力矩方式改造为铝浮盘内浮盘式储罐，为公司节能降耗，挖潜增效开辟新的途径。

表2 固定顶油罐油品蒸发损失 kg/年

表3 安装铝制浮盘后油品蒸发损失kg/年

表4 节油量 kg

表5 铝浮盘减小油品蒸发损失效率%

1.2 装配式铝浮盘安装方便快捷

装配式铝浮盘是由周边框架及槽型支承梁等设施组成，一种防锈铝板铺盖在框架上方，整个浮盘结构由铝管做支撑。周边框架与罐壁间采用装配密封胶带，周边的框架作为支承梁密封带的基础，中间的框架由支承梁、密封压条、盖板、铝浮管组成。所有这些设施零部件均由制造厂生产，运输至现场后能够方便的通过储罐壁人孔送至罐内进行安装。因为所有零部件均采用铝合金制造，非常轻便，所以在整个安装过程中，不需要使用任何起重机械。中转站107#、108#这2 台5000 m3无力矩旧罐，在进行改造安装铝浮盘的时候，只有8 名工人用2 周时间，就全部安装完毕。若用钢盘式内浮盘，至少需要20 名工人6 周以上时间才能安装完毕。

1.3 现场安装时基本不动火作业，施工安全

通常旧罐改造是在罐内进行作业，为确保安全，均要求在施工作业期间尽量不动火作业。装配式铝浮盘的安装就满足这项要求，仅仅开设罐壁通气孔以及安装防旋转绳外，基本不再需要进行其他焊接及切割等动火作业，动火量小，施工非常安全。同时因为铝浮盘整个安装过程中，几乎没有动火焊接作业，能够在涂刷防腐涂层的罐底上进行安装作业，而不会破坏罐底的防腐涂层，因此应用范围更广泛。

1.4 抗腐蚀性能好、使用安全

由于铝浮盘全部采用铝合金材料的金属制造，抗腐蚀性能良好。采用密封浮筒作为浮力的构件，使用过程中不会有下沉的风险。即使有个别浮筒泄漏时，也不会导致浮盘整体下沉。但钢盘式浮盘，一旦浮盘泄漏就整体下沉。

2 优化改进

装配式铝制内浮盘是一种高效的节能设备设施，和其他类内浮盘相比优点很多。同时旧储罐在改造安装铝浮盘之后，产生新的问题：无力矩拱顶罐在改制内浮盘后，储罐的储油容积均会相应减少。原因是在安装浮盘以及开设罐壁通气孔后，减少了油罐的安全收油高度，即减少油罐的有效容积。正是因为内浮盘油罐在安装铝浮盘时，均要在罐壁上方增设通气孔，进而使油罐的有效容积有所减少。

改造安装罐壁通气孔有两个目的：①泄流以限制油面的高度，保护铝浮盘完好；②通气作用。泄流限制油高度保护铝浮盘，当油品收到让浮盘上升到一定高度后，不允许再上升，以避免铝浮盘受压而出现损坏；通气指浮盘和顶盖之间的空间，在收支油变化时进行呼气及吸气。换言之，宁可牺牲油品令其外泄，也不能造成浮盘的破坏。如果把通气孔换个位置，还能够满足上述两个要求，能够提高储罐的有效容积，则是一项很有意义的改造。把罐壁通气孔移至罐顶，在顶盖某个位置安装通气孔和阻火器，这样通气目的同样能够实现。第二目的可通过其他方法来解决这个问题，罐壁的通气孔第二目的是从安全生产上来考虑的，是一种以防万一的措施，由于泄流的可能性非常小，也是人为能够控制的，中转站车间包括全公司至今也没有出现过从罐壁通气孔泄流的事件，也就是说罐壁通气孔始终没有达到保护铝浮盘作用。因此若不设罐壁通气孔，安全性也是能够保证的。

另外，也可以通过安装高位报警器以及提高护罐人员的责任心，来保证储罐液位不超，进而保护铝浮盘的完好，和保护浮盘罐一样，其安全性是能够得到保证的。因此把罐壁通气孔改造安装在罐顶是完全可行，改造后铝浮盘式内浮盘罐能够大大提高有效容积。

以中转站107#5000 m3铝浮盘式内浮盘罐为例。中转站107#罐结构如图1 所示，罐壁及浮盘结构如图2 所示。107#作业状态是：最高工作温度40 ℃，最低工作温度0 ℃，消防泡沫厚度300 mm，储存70#汽油，D40 ℃=0.705、D0 ℃=0.730，设罐壁通气孔即现在的实际最大收油高度为：

图1 中转站107#罐结构

图2 罐壁及浮盘结构

实际作业收油高度为9700 mm。

若把罐壁通气孔改装在罐顶，最大收油高度则为：

实际收油高可以定为10 700 mm。

对比以上两个数据，能够得出，改变通气孔位置后，能够提高储罐储油高度1000 mm，能够提高有效容积411 m3，相比目前实际可提高罐容10%以上，效果明显。

3 结束语

装配式铝制内浮盘是一种高效节能型设备，是一项符合石化企业节能降耗、挖潜增效的有效技改项目。在安装过程中很有必要做一些有效的优化改进，把罐壁通气孔改装在罐顶部，就能够进一步提高铝浮盘应用价值，能够更好地为石油储运事业的发展做出贡献，创造企业效益。