储油罐设计与建设管理探索

2024-02-01张京龙闫锐姜家强谭广峰郭杰

中国设备工程 2024年2期

张京龙，闫锐，姜家强，谭广峰，郭杰

（国营四达机械制造公司，陕西咸阳 712203）

1 研究背景及意义

1.1 研究背景

依据我国现行《钢制化工容器设计基础规定》（HGT 20580-2011）第8.0.3条容器设计寿命的要求：“通常设计使用寿命为10年”以及《特种设备安全技术规范》TSD 21-2016第7.1.7条要求：“但凡使用超过20年的压力容器视为达到设计使用年限”。工厂储油罐初建于1983年，因历史原因，原始设计资料不全，且历经多次改造，导致储油罐投产时间久远，设施设备劣化严重，总体工作质量效率不高，安全环保应急处置能力有限，现代化智能化建设水平低。按照现行储油罐规范要求，国内普遍存在储油罐到达设计使用寿命的情况，也必然需要解决储油罐改扩建期间相关问题。

1.2 研究意义

储油罐在改扩建期间，将对修理工厂生产、维修任务及储油罐管理工作造成影响。本文研究主要目的是探索储油罐科学合理的建设过程以解决长期困扰工厂发展的安全隐患问题，为切实担负维修保障使命提供强有力支撑。但我国机械修理工厂油库改扩建可参考实例有限，而国外两级维修保障体制与目前我国保障体制存在差异，可借鉴分析数据非常有限，同时该机械修理工厂油库改扩建也属该行业国内首例，因此油库储油罐建设项目管理研究不仅对其他修理工厂油库改扩建储油罐具备指导意义，而且对广泛开展油料库储油设备建设具有参考价值。

2 研究主要内容及目标

2.1 研究主要内容

本文以某地大型机械维修保障企业2022年油库改扩建项目为研究背景，探索油库核心设备储油罐规划设计建设阶段思路，一是结合实际燃油需求量，利用周转系数法推算储油罐容量并验证评估；二是参考《石油库设计规范》（GB50074-2014）（以下简称设计规范），制定罐体相关结构工艺、选择相关材料；三是建立组织机构、分解项目结构，细化管理职能，采用动态控制法强化过程管控，拉条挂账压实责任主体，主动识别风险及解决措施，多措并举推进储油罐建设过程管控。

2.2 研究目标

本文主要论证储油罐容量、参考设计规范制定相关参数，多措并举推进储油罐建设过程管控，满足日益增长生产维修用油需求，一并解决长期困扰工厂发展安全隐患问题，为切实履行维修保障使命提供强有力支撑。

3 储油罐设计

对2017～2021年这5年工厂燃油相关情况进行统计，如表1所示。分析可得：年均购置量为a吨，呈逐年增长趋势，年均增长率b%；年均消耗量为c吨，同样呈增长趋势，年均增长率d%；购置次数比较稳定，年均购置次数为e；结余量呈现下降趋势，综合原储油罐容积，可得储油罐年均利用率f。

表1 近5年工厂燃油相关情况统计表单位：吨

3.1 储油罐容量设计

（1）储油罐容量计算。储油罐容量按周转系数法，根据设计规范所列经验公式计算得到，如下所示：

其中，Vs为储油罐容量；

G为油品年周转额，暂取燃油年消耗量c；

K为储油罐周转系数，需结合储油罐规模确定，暂取6；

ρ为燃油密度，煤油密度ρ为0.78 t/m3；

η为储油罐利用系数，煤油属于重油，利用系数暂取0.85。

代入数据即可得储油罐容量计算值Vs。

（2）储油罐容量计算值验证。

燃油密度ρ为固定值，只需对储油罐利用系数η、油品年周转额G及油库周转系数K核算分析，即可验证Vs取值合理性。

油品年周转额G：油品年周转额由装备承修规模与单台消耗量2项因素决定。根据承修规模与单台消耗量统计信息，可计算得到油品年周转额G，此处不再赘述。上述未考虑应急储备需预存一定数量储备油量，因此油品年周转额G略大于燃油年消耗量c，可将储油罐设计容量向上取整。

油库周转系数K：目前储油罐容量约Xm3，按照储油罐容量等级划分为四级。根据近5年平均购置量a与年均增长率b%，计算“十四五”期间工厂燃油年消耗量预估值X，依旧在1000～10000 m3范围内。即油库周转系数K在4～8范围内仍然合理。

储油罐利用系数η：按照统计分析结果，可取f，与经验系数0.85较为接近。

（3）储油罐容量计算值评估。储油罐容量计算值合理与否，可通过容量是否满足用油高峰期油量需求予以验证。

四季度为工厂修理装备交付高峰期，用油需求随之处于高峰期。按照“十四五”末装备修理规模，预计“十四五”末年四季度用油量峰值可达X吨。

按照油库周转系数K，每季度采购a次，用油高峰期可采购b次。四季度按采购c次计算，在d～e吨库容量的条件下，油库的季度周转量可达到f～g吨，可满足季度用油高峰期h吨需求量，若按h吨计仍可预留i吨储备容量。因此，计算值j～k吨储油罐容量较为合理。

综上所述，储油罐容量依次通过设计规范经验公式计算、统计信息数据验证及合理性评估，计算值取X较为合理。

3.2 储油罐参数工艺设计

遵循国家及行业最新版本的标准、规范，按照储油罐容量为X，储油罐参数工艺设计坚持结构简单、技术先进、安全可靠，同时材料选择经济合理、安全实用。

3.2.1 工况参数

表2 储油罐工况参数

3.2.2 结构工艺设计

罐底结构：罐底板采用弓形边缘板的排板形式，罐底中幅板之间及中幅板与边缘板之间均采用搭接结构,罐底边缘板采用带加强垫板对接结构。

罐壁结构：储罐罐壁板采用对接结构，对接接头应全焊透。

罐顶结构：储罐罐顶均为自支撑拱顶、带肋球壳结构。罐顶板与罐壁包边角钢采用弱连接结构，焊脚高度为4mm。

储油罐附件：内浮顶储罐附件设有罐顶通气孔、阻火器、罐顶环向通气孔、带芯人孔、带芯人孔平台，量油孔、液位仪口、高高及低低液位报警口、采样口、罐壁人孔、透光孔。罐底部排水采用罐底排水槽结构型式，排水槽采用整体冲压结构。罐顶踏步一侧设防护栏杆，栏杆高度为1.2m。油罐量油孔单独设置，在量油孔的两侧各设一组接地端子，利于静电导出。

储油罐防腐：由于储油罐内壁受不同的油品和环境温度变化影响，特别是罐底部易产生水、杂质等沉积物，罐顶部存在油气、水蒸气、空气等，这些腐蚀介质对裸露金属表面造成不同程度腐蚀，所以应对储罐不同部位采取不同的涂层保护措施，不再详述。

3.2.3 材料选用

根据设计规范第6.3罐壁厚度计算方法，结合储存介质特性，容量为X储油罐罐壁、罐底及罐顶钢板选用Q235B钢板。Q235B钢板执行标准参见《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》（GB/T3274-2017）。

储罐罐体钢板采用2.0m宽定尺板，宽幅板可减少焊接与检验工作量，减少焊接变形。为便于市场采购，储罐均采用偶数厚度规格钢板。

恒丰银行昆明分行成立八周年以来，始终心系百姓日常金融所需，并在坚持发展的同时，致力于慈善公益事业的开展，用实际行动回馈社会。

依据标准《储油库大气污染物排放标准》（GB20950-2020）和国家生态环境部对内浮顶储罐VOCs 治理的环保要求，内浮顶航空煤油储罐采用全接液式不锈钢双盘式浮顶，内浮盘周边密封为大补偿式密封及二次密封。

接管选用20#无缝钢管，执行标准《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-2018）、《石油裂化用无缝钢管》（GB9948-2013）。

管法兰材质选用20钢锻件，执行标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T20592-2009），工艺接管法兰公称压力X，法兰密封面为RF突面。

平台、盘梯等由型钢制造，型钢等材料均应符合相应标准规范的规定，材质均选用Q235B。

综上所述，依据设计规范，储油罐结构参数已制定，综合实际情况及成本考虑，选用材料及制作工艺已制定。

4 储油罐建设管理

4.1 组织结构

以油库改扩建为契机，突出储油罐作为核心设备的重要性，组织安全教育，要深刻认识到储油罐建设工作决定油库改扩建工作方向，影响工厂长远发展规划，事关维修保障使命。应牢固树立安全意识、风险意识和责任意识；建立健全激励机制，以“责任全覆盖、问题零容忍”的决心抓进度、抓质量、抓落实，对任务完成突出部门或责任人及时给予奖励，塑造荣誉感，增强凝聚力；对工作相对滞后部门或责任人，加强针对性正向引导。

4.2 项目结构

加强工厂现有资源统筹管理，建设办公室按项目结构原理，对储油罐建设项目分解细化，逐项指定专人负责，逐条制定时间节点。项目负责人全权负责推进结果，以项目启动、计划制定、方案实施、资源协调、人员调动、项目验收为时间轴，负责项目“全寿命周期”管理，每周及时向建设办公室汇报负责项目的进展情况、考核意见及需要解决的关键问题。