中山建安2020年06月19日讯--储罐概念及用途：即储存原油、汽油、煤油、石脑油以及各种不具有挥发性化学品的储存设备，是储运系统设施、炼油、化工装置的重要组成部分。
一、储罐发展简介

　　20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。

　　第一个发展油罐内部覆盖层的是法国。

　　1955年美国也开始建造此种类型的储罐。

　　1962年美国德士古公司就开始使用覆盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft(61.6m)的带盖浮顶罐。

　　1972年美国已建造了600多个内浮顶油罐。

　　1978年美国API650附录H对内浮盘的分类、选材、设计、安装、检验及标准载荷、浮力要求等均做了一系列修订和改进。先进国家都有较齐全的储罐设计专用软件，静态分析、动态分析、抗震分析等，如T形脚焊缝波带分析。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物。

　　1978年国内3000m3铝浮盘投人使用，通过测试蒸发损耗，收到显著效果。

　　1985年中国从日本引进第一台10?104m3，全部执行日本标准JISB8501，同时引进原材料，零部件及焊接设备。

　　目前国内对10 3104m3油罐有比较成熟的设计、施工和使用的经验，国产大型储罐用高强度刚材已能够批量生产。15 3104m3目前国内正在建设。
二、储罐分类及特点

　　a.按制造材料分：非金属储罐、塑料防震储罐、软体储罐、金属储罐（钢壳衬里、铝及合金等）。

　　b.按压力分：

　　常压储罐：储罐的气相侧压力与大气压相同或小于1/3大气压（表）时，称常压储罐。

　　低压储罐：大于1/3大气压（表）、小于0.1MPa时，称为低压储罐。

　　可见低压储罐的工作压力大于常压储罐，但是其压力小于0.1MPa。

　　c.按所处环境分：地上储罐、半地下储罐、地下储罐、洞中储罐、海中储罐

地上储罐：指储罐的罐底位于设计标高±0.00及其以上；罐底在设计标高±0.00以下但不超过油罐高度的1/2，也称为地上油罐。

　　半地下储罐：指储罐埋入地下深于其高度的1/2，而且油罐的液位的最大高度不超过设计标高±0.00以上0.2m。

　　地下储罐：指罐内液位处于设计标高±0.00以下0.2m的油罐。

　　d.按几何形状分：

　　立式圆柱形储罐：按其罐顶结构又可分为固定顶储罐（锥顶储罐、拱顶储罐、伞形顶储罐、网壳顶储罐(球面网壳)、滴形储罐）和活动顶储罐（外浮顶罐、内浮顶罐无力矩储罐）。

　　卧式圆柱形储罐：适用于储存容量较小且需压力较高的液体。

　　球形储罐：适用于储存容量较大有一定压力的液体，如液氨、液化石油气、乙烯等。

　　下面我们分别看一看各种储罐的结构及特点：
锥顶储罐

　　自支撑锥顶罐简图

　　锥顶储罐又可分为自支撑锥顶和支撑锥顶两种。锥顶坡度最小为1/16，最大为3/4，锥形罐顶是一种形状接近于正圆锥体表面的罐顶。自支撑锥顶其锥顶荷载靠锥顶板周边支撑于罐壁上，自支撑锥顶又分为无加强肋锥顶和加强肋锥顶两种结构.储罐容量一般小于1000m3。支承式锥顶其锥顶荷载主要布梁或镶条(架)及柱来承担。

　　柱子可采用钢管或型钢制造。采用钢管制造时，可制成封闭式，也可设置放空孔和排气孔。柱子下端应插人导座内，柱子与导座不得相焊，导座应焊在罐底板上。其储罐容量可大于1000m3以上。

　　锥顶罐制造简单，但耗钢量较多，顶部气体空间最小.可减少“小呼吸”损耗。自支撑。锥顶还不受地基条件限制。支撑式锥顶不适用于有不均匀沉陷的地基或地荷载较大的地区。除容量很小的罐(200m3以下)外，锥顶罐在国内很少采用，在国外特别是地震很少发生的地区，如新加坡、英国、意大利等用得较多。

拱顶储罐

伞形顶储罐
　　自支撑伞形顶是自支撑拱顶的变种，其任何水平截面都具有规则的多边形。罐顶荷载靠伞形板支撑于罐壁上，伞形罐顶的强度接近于拱形顶，但安装较容易，因为伞形板仅在一个方向弯曲。伞形罐顶在美国API650和日本JISB8501油罐规范中被列为罐顶的一种结构形式。但在国内很少采用。网壳顶储罐(球面网壳)

　　钢网壳结构形式在近代大型体育馆屋顶结构中已有成熟的设计经验工程实践证明它具有足够的刚性和可靠性，显示了网壳结构罐顶具有广泛的推广和使用价值。
浮顶储罐
　　这种罐的浮动顶(简称浮顶)漂浮在储液面上。浮顶与罐壁之间有一个环形空间。环形空间中有密封元件。浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮动，使得罐内的储液与大气完全隔开.减少储液储存过程中的蒸发损耗，保证安全.减少大气污染。

　　浮顶的形式有双盘式、单盘式、浮子式等。浮顶罐的使用范围在一般情况下.原油、汽油、溶剂油以及需控制蒸发损耗及大气污染，控制放出不良气体，有着火危险的液体化学品都可采用浮顶罐。浮顶罐按需要可采用二次密封。
双曲率储罐（滴形储罐）

　　罐壁受力很小，可以大大节约钢材，但自出现后由于结构复杂，施工困难，造价高，国内没建造过，国外也很少采用，实际上己被淘汰。
悬链式储罐

　　在国内又称为无力矩储罐,它是根据悬链线理论，用薄钢板制造的。其顶板纵断面

　　呈悬链曲线状。由于这种形状的罐顶板只受拉力作用而不产生弯矩，所以称为无力矩顶油罐，这种结构国内在20世纪50--60年代曾建造过.但由于顶板过薄易积水，锈蚀遭损坏，目前已被淘汰。
　　优点：顶板随罐内压力变化而起伏，在一定程度上可以减少蒸发损耗。
　　缺点：1、悬链最低点易积雨水腐蚀
　　 2、板薄易腐蚀穿
　　 3、量油操作行走不便
　　 4、罐顶易疲劳破坏
　　 5、结构抗震性差
三、储罐设计

1储罐设计的基本要求：
　　a.安全可靠：材料的强度高、韧性好；材料与介质相容；结构有足够的刚度和抗失稳能力；密封性能好．

　　b.满足过程要求：功能要求；寿命要求；

　　c.综合经济好：生产效率高、消耗系数低；结构合理、制造简便；易于运输和安装．

　　d.易于操作操作、维护和控制：操作简单；可维护性和可修理性好；便于控制．

　　e.优良的环境性能：
2储罐容积
　　a.计算容积（几何容积）：是指按罐壁高度和内径计算的圆筒几何容积。

　　b.名义容积（公称容积）：是指储罐的圆简几何容积(计算容积)圆整后，以整数表示的容积，通常所说的10000m3储罐是指公称容积。

　　c.实际容积（储存容积）：是指储罐实际上可储存的最大容积。计算容积减去A部分的容积，便是实际容积.如图1-3(b)所示。A一般是根据油罐结构及罐壁上部的附件（如泡沫发生器，罐壁通气孔等）决定的。?A的取值根据储罐的形式和容积大小可在300～1100范围内确定。

　　d.操作容积（工作容积）：是指储罐液面上、下波动范围内的容积(即在储罐的操作过程中输出最大的满足质量要求容积)。也就是说油罐使用时，进出油管下部的一些油品不能发出，这些油品通常称“死量”，其高度为B。该容量通常是油库计量员、司泵员等所必须掌握的，以便合理调度和安全收发，如图1(c)所示实际容积减去B部分的容积，便是操作容积。B值与储罐出料口结构有关，如图所示。

3设计条件与考虑因素
　　1）建罐地区的温度

　　建罐地区的温度高低与储液的蒸发损失、能量损耗、储罐材料和检测仪表的选用密切相关，或者说对储液的储存成本产生直接影响。

　　对同一种介质气温越高和持续天数越长，储罐内储液温度也增高.相应其气压越大.燕发损失越多(建罐地区的昼夜温差和大气压的变化越大所引起的储罐“小呼吸”也会使蒸发损失增加)。为降低其蒸发损失，在高温季节往往对储罐采用水喷淋装里以降低其罐体温度。对一些液体需要在低于室温状态下储存(如液化气、液态氧、氨和氯乙烯等)，除保冷措施外，还需要采用冷冻装置供给其冷以维持其较低温度。在这里储存压力和储存温度是互相依赖的，在储罐能承受一定压力的情况下，要寻找一个适当的储存温度.以尽可能减少冷冻装的能量。

　　在寒冷季节，对储存黏性较大或凝固点较低的介质，储罐除保温外还需加热，使其保持便于输送的流动状态。

　　2）风载荷

　　建罐地区的风荷载，对储罐的稳定性和经济性产生影响.在风荷载较大地区，往往把储罐设计成“矮胖”较为经济。在强风季节要注意储罐的位移和倾覆(空罐或储液很少时)。在计算风力时，必须考虑储罐的绝热层厚度、梯子、平台、管线、顶盖的形状等产生的影晌。在风沙较多较大的地区，为了保证储液的纯度和洁净必须十分注意储罐形式的选择。

　　3）雪荷载

　　建罐地区的雪荷载，对储罐的罐顶设计和运行都产生影响，特别是雪荷载较大地区，对直径较大的大型储罐的罐顶荷载增大了，对储液的洁净度或纯度有要求的介质更要注意储罐类型的选择。对储罐的附加设施，如泵、呼吸阀、阻火器、检测仪表、绝热层等，要采取防冻、保温、防水措施或采用全天候结构产品。

　　4）地震荷载

　　地震时，储罐是受地震损害最严重设备之一，因此在地震烈度为7度或7度以上的地区建罐时(烈度为9度区是不适宜建罐地区)应采取抗震措施。

　　5）地基的地耐力和地价

　　建罐地区的地耐力对一定容积储罐的高径比选择和储罐基础费用起决定性作用。

　　地耐力较高的地区，不但可大大降低处理地基的费用.而且储罐的高径比可取得大些.这样储堆本身占地面积少，且储罐间的间距也相应缩小，对地价较高的地区其面积更能得到充分的利用。因此，地耐较大且地价又适中的地区，可大大节约罐区的投资公用。

　　6）外部环境腐蚀(包括大气和土坡腐蚀)

　　储罐外表面的腐蚀往往比内表面腐蚀更不好处理。特别在化工区大气中经常有酸雾、碱或盐尘，这些杂质与露水或蒸汽和大气中的氧形成一个活泼的腐蚀介质。

　　几乎每一种腐蚀(一般腐蚀、点腐蚀、局部漫出腐蚀、电化学腐蚀、缝隙晶间腐蚀和应力腐蚀)，都可能在储罐中发生。

　　对储罐来说常见外部环境腐蚀有：

　　安置在基础上的储罐底板的腐蚀；

　　空中夹杂的氯化物引起的不锈钢储罐应力腐蚀；

　　冷凝的水蒸气，特别是在绝热层下冷凝的水蒸汽腐蚀；焊接、加强板、螺栓的缝隙腐蚀。

　　储罐的外部环境腐蚀，使储罐的维护检修周期缩短，甚至使储罐提前报废，影响了储运的正常运行。
4储存液体的性质
　　储存液体的性质是选择储罐形式和储罐工艺系统设计的重要因素。

　　主要化学和物理性质有：闪点、沸点、(在一个大气压下的沸点)饱和蒸汽压(简称蒸气压)、毒性、腐蚀性、化学反应活性、密度等。

　　1）闪点、沸点和蒸气压

　　储存液体的闪点、沸点和蒸气压都与液体的可燃性和挥发性密切相关，是选择储罐的形式和安全附件的主要依据。

　　2）毒性

　　储存有毒介质的储罐需要考虑一些特殊的问题，如防止环境污染和确保操作人员的安全。因此，呼出气体不能直接在罐区中排放，而要经过特别处理，脱除其中有害成分。所有检测仪表和附件最大限度地减少操作人员中毒的可能性，罐内所有搭接焊缝不能间断焊，应采用密封焊，有毒介质不能进人缝隙中存留。为便于储罐完全清洗，储液管口结构应能完全排尽等。

　　3）化学反应活性

　　储液的化学反应活性包括在一定温度下进行聚合反应、分解反应以及储液因被空气污染或与空气发生化学反应等。前者一般采取搅拌、添加阻聚剂，防止聚合沉降、喷水、冷冻降温措施。后者采用充填气体保护。常用的为氮气，储罐的氮封压力为0.5～2.0kPa，氮气的纯度由被保护液体的要求而定。

　　对高温储罐切忌把低沸点液体加入存有高沸液体的罐中(例如水加入盛有油的储罐)以免发生爆炸性汽化，并使储罐破裂。

　　4）腐蚀性

　　储液的腐蚀性是选择储罐材料的根据。在储罐选材设计中除了要考虑腐蚀裕量外，还要注意罐体材料对储液的污染。如碳素钢材料的Fe离子污染和是否降低产品的纯度(尤其是液体化学品)。不锈钢材料要考虑不同牌号的不锈钢对储液的晶间腐蚀和应力腐蚀性能。
5密度

　　储液的密度影响罐壁和罐基础。罐壁的厚度与密度成正比。对某些液体化学品介质如硫酸、液碱等密度较大，这些储罐对基础的附加外压力一般都超过200kN/m2，对弱地基，防止造成不均匀沉降或基础沉降量过大是储罐基础设计中值得注意的问题。

文章来源：过程安全管理