储运管道研究课题(储罐)

3.储罐

3.1储罐涉及到的相关标准和规范：

1）《石油化工企业设计防火规范》GB 50160-2008 2）《石油库设计规范》GB 50074-2002

3）《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007-2007 3.2储罐选型

石油库的油罐应采用钢制油罐。油罐的设计应符合国家现行油罐设计规范的要求。选用油罐类型应符合下列规定： 1）储存甲类和乙

A

类油品的地上立式油罐，应选用浮顶油罐或内浮顶油罐，浮

顶油罐应采用二次密封装置。（GB 50074-2002）

储存温度下饱和蒸汽压低于大气压的甲B和乙A类液体，应选用浮顶罐或内浮顶罐。浮顶罐应选用钢制浮舱式浮盘并采用二次密封装置。内浮顶罐应选用金属制浮舱式浮盘。（SH/T 3007-2007）

注：GB 50160-2008 中规定了油品火灾危险性分类的其他要求： (1) 操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲B类液体； (2) 操作温度超过其闪点的丙A类液体应视为乙A类液体； (3) 操作温度超过其闪点的丙

B

类液体应视为乙

B

类液体；操作温度超过其

沸点的丙B类液体应视为乙A类液体。

2）容量小于或等于100m3的地上油罐，可选用卧式油罐。

3）储存沸点低于45℃的甲B类液体宜选用压力或低压储罐。（GB 50160-2008） 储存温度下饱和蒸汽压大于或等于大气压的物料，应选用低压储罐或压力储罐。（SH/T 3007-2007）

注：压力等级划分（固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004-2009）：(1)低压（代号L），0.1MPa≤p＜1.6 MPa； (2)中压（代号M），1.6MPa≤p＜10.0 MPa； (3)高压（代号H），10.0MPa≤p＜100.0 MPa； (4)超高压（代号U），p≥100.0 MPa。

4）甲B类液体固定顶罐或低压储罐应采取减少日晒升温的措施。 5）液化烃常温储存应选用压力储罐。

6）有特殊储存需要的甲B、乙气体直接排入大气的措施。

A

类液体，可选用固定顶罐，但应采取限制罐内

7）乙B和丙类液体，可选用固定顶罐。 8）酸类、碱类宜选用固定顶罐或卧罐。 9）液氨常温储存应选用压力储罐。 3.3储罐容积计算及储罐个数确定 3.3.1 储罐容积计算

罐组的总容积应符合下列规定：GB 50160-2008 1）固定顶罐组的总容积不应大于120000m3； 2）浮顶、内浮顶罐组的总容积不应大于600000 m3；

3）固定顶罐和浮顶、内浮顶罐的混合罐组的总容积不应大于120000 m3；其中浮顶、内浮顶罐的容积可折半计算；

4）罐组内单罐容积大于或等于10000 m3的储罐个数不应多于12个；单罐容积小于10000 m3的储罐个数不应多于16个；但单罐容积均小于1000 m3储罐以及丙B类液体储罐的个数不受此限。

关于储罐容积的确定，在满足以上规范规定的基础上，具体确定油库容量的方法有周转系数法和储存天数法。 1．周转系数法确定库容

周转系数，就是某种油品的储罐在一年内被周转使用的次数。简言之为：

可见，周转系数越大，储油设备的利用率则越高，其储油成本也越低。各种油品设计容量可由下式求得：

式中：VS——某种油品的设计容量，m3； G ——该种油品的年周转量，t； ρ——该种油品的密度，t/m3；

K ——该种油品的周转系数；

η——油罐储存系数（亦称装满系数）。

K值的大小非常关键，但K值的确定也是最困难的，它和油库的类型、业务性质、国民经济发展趋势、交通运输因素、用油变化规律等原因有着密切关系，不能用公式简单计算出来。简单地指定个数字范围也是不科学的。如有的资料中指明，在我国商业系统中，一、二级库采用K=1～3；三级及其以下油库采用 K=4～8。显然是变小，即库容量偏大。应根据国家有关文件或建库指令具体分析而定。

油罐储存系数η是指油罐储存油品的容量和油罐计算容量之比值。油罐的计算容量是根据油罐设计图纸中的罐内径和罐壁高度计算所得出的理论据算容量。这里所指的罐壁高度是与油罐的结构形式有关的。固定顶油罐和浮顶油罐按下式计算：

内浮顶罐，因在罐壁上部沿圆周开设了多个通气口，其计算容量应按下式计算：

在设计工作中，储罐体上还要根据消防及自动控制等要求设置有关的附件（开口），同时考虑到罐容量的大小及罐体结构尺寸的差异等，在有关的标准规范中已规定了储存系数：

固定顶罐：实际容量小于1000 m3时，η=0.85。实际容量大于或等于1000 m3时，η=0.90。

浮顶罐和内浮顶罐：η=0.90。 球罐和卧罐：η=0.90。 2．储存天数法确定库容：

油品的储存天数是指某种油品的年周转量按该油品每年的操作天数均分，作为该油品一天的储存量，在根据各方面资料分析确定该油品需要具备若干个一天的储存量才能满足油库正常业务的要求。这若干个一天即为该油品的储存天数。

按这个含义，该油品的设计容量可按下式计算得出：

式中：VS——油品的设计容量，m3； G ——油品的年周转量，t； N ——油品的储存天数，d； γ——油品储存温度下的密度，t/m3； η——油罐的储存系数； τ——油品的年操作天数，d。

一个油库一般是经营几种油品，每种油品的年周转量、供应及来源、随季节及社会经济发展状况，交通运输等情况都有所不同，油库的类别不同也带来很大差异，主要是在油品的年操作天数和油品的储存天数上的差别。

1）原油和原料的储存天数，应根据以下原则按表2确定：（SH/T 3007-2007）

(1)如有中转库时，其储罐容量包括在总容量内，并应按中转库的物料进库方式计算储存天数；

(2)进口原料或特殊原料，其储存天数不宜少于30天；

(3)来自长输管道的原油或原料，其储存天数还应结合长输管道输送周期确定；

(4)易聚合、易氧化等特殊性质的化工原料，应根据具体情况确定其储存天数；

(5)当装置在不同种工况条件下对一些小宗化工原料有间断需求时，其储存量除要符合上述要求外还需满足对该原料的一次最大用量的需求；

(6)对于船运进厂方式，储罐总容量应同时满足装置连续生产和一次卸船量的要求。

表2 原油和原料储存天数

2）中间原料的储存天数，应根据以下原则按表3确定：

(1)某一装置的原料同时又是其他装置的原料或可用其物料储罐储存时，储存天数宜取下限；

(2)不同装置的同种或性质相近的原料罐，可考虑合并设置； (3)有特殊需要的装置原料罐，其储存天数可根据实际需要确定。

3）成品的储存天数，应根据以下原则按表4确定：

(1)按本表确定容量的储罐，包括成品罐、组分罐和调和罐； (2)如有中转库时，其储罐容量应包括在按上表确定的储罐总容量内； (3)内河及近海运输时，其成品罐与调和罐的容量之和，应同时满足连续生产和一次装船量的要求；

(4)若有远洋运输出厂时，其储存天数不宜少于30天。其成品罐和调和罐的容量之和，应同时满足连续生产和一次装船量的要求。

表4 成品储存天数

4）工厂用自产燃料油的储存天数，宜取3天；外购燃料油的储存天数可参照表2确定。

5）当一种物料有不同种进出厂方式时，可按不同方式的进出厂比例确定其综合储存天数。

6）酸、碱及液氨的储存天数可按表5确定。其储罐容量尚应满足一次装（卸）车（船）量的要求。

表5 酸、碱及液氨的储存天数

确定储罐容量时，各种物料的计算日储量应符合下列规定：

(1)各种物料的日储量，应按全厂总工艺流程规定的年处理量或年产量计算； (2)原料、中间原料的日储量，应为装置年开工天数的平均日进料量； (3连续生产的成品油的日储量，应为350天的平均日产量； (4)液体化工成品日储量，应为相应装置年开工天数的平均日产量。 3.3.2储罐个数确定

油库中某种油品的设计容量确定后，还应根据该种油品的性质及操作要求来确定设几个油品储罐为最佳方案。确定油品储罐个数时，应考虑以下几个原则：

(1) 满足油品进罐、出罐、计量、加热、沉降切水、化验分析等生产要求； (2) 满足定期清罐的要求；

(3) 油品性质相似的储罐，在生产条件允许的情况下可考虑互相借用的可能； (4) 满足一次进油或出油量的要求；

(5) 有的油品还要满足调合、加添加剂及其它的特殊要求；

(6) 企业附属石油库还要满足企业生产对储罐个数的要求。 考虑以上原则的同时，要满足下列规范的规定： 1） 成品储罐的个数，应符合下列规定：

(1) 汽油储罐、柴油储罐：控制成品油性质的每种组分的储罐，宜设2个；生产一种牌号油品时，调合与成品储罐之和不宜少于4个；每增加一种牌号，可增加2～3个。

(2) 航空汽油、喷气燃料储罐：每种组分储罐宜设2～3个；每种牌号油品的调合与成品储罐之和，不宜少于3个。

(3) 军用柴油储罐宜设3～4个。

(4) 溶剂油储罐和灯用煤油储罐，每种牌号宜设2个。 (5) 芳烃储罐，每一种成品宜设2个。 (6) 液化石油气储罐，不宜少于2个。

(7) 重油储罐（燃料油储罐）：生产一种牌号油品时，调合与成品储罐之和不宜少于3个；每增加一种牌号，可增加2个；进罐温度在120℃～200℃时应单独设储罐，并应设1～2扫线罐；工厂用燃料油储罐宜设2个。

(8) 润滑油类、电器用油类和液压油类储罐：每种组分宜设2个；同一种组分油，残炭值不同或加工深度不同，应分别设储罐；每一种牌号的成品罐宜设1～2个，成品储罐宜兼作调合罐；一类油的调合与成品储罐，应按牌号专罐专用。二、三类油的调合与成品储罐，在不影响质量的前提下，可以互用。

(9) 沥青储罐不宜少于2个。 2） 污油罐的个数，应符合下列规定：

(1) 轻、重污油罐宜设2个； (2) 催化裂化油浆罐宜设1～2。

3） 化工装置的原料、中间原料及产品储罐个数均不宜少于2个。 4） 酸类、碱类及液氨的储罐，每种物料不宜少于2个。 3.4不同型式储罐附件确定

3.4.1浮顶罐和内浮顶罐应设置量油孔、人孔、排污孔（或清扫孔）和放水管，原油和重油储罐宜设置清扫孔，轻质油品储罐宜设置排污孔，其设置数量可按表6确定。

表6 量油孔、人孔、排污孔（或清扫孔）及放水管

3.4.2 固定顶罐宜设置通气管、量油孔、透光孔、人孔、排污孔（或清扫孔）和放水管。采用气体密封的固定顶罐，还应设置事故泄压设备。储存乙B（甲、乙GB 50074-2002）类液体的固定顶罐通向大气的管道上应设呼吸阀。储罐附件的设置和数量应符合下列规定：

1）采用气体密封的固定顶罐，所选用事故泄压设备的开启压力应高于通气管的排气压力并应小于储罐的设计正压力，事故泄压设备的吸气压力应低于通气管的进气压力并高于储罐的设计负压力；

2）通气管或呼吸阀的通气量，不得小于下列各项的呼出量之和及吸入量之和：

(1)液体出罐时的最大出液量所造成的空气吸入量，应按液体最大出液量考虑；

(2)液体进罐时的最大进液量所造成的罐内液体蒸汽呼出量，当液体闪点（闭口）高于45℃时，应按最大进液量的1.07倍考虑；等液体闪点（闭口）低于或等于45℃时，应按最大进液量的2.14倍考虑；

(3)因大气最大温降导致罐内气体收缩所造成储罐吸入的空气量和因大气最大温升导致罐内气体膨胀而呼出的气体，可按表7确定；

表7 储罐热呼吸通气需要量

3）通气管或呼吸阀的规格应按确定的通气量和通气管或呼吸阀的通气量曲线来选定。当缺乏通气管或呼吸阀的通气量曲线时，可根据以下原则按表8和表9确定；

表8 设有阻火器的通气管（或呼吸阀）规格

(1) 当储罐容量所对应的通气管（或呼吸阀）与进（出）储罐的最大液体量所对应的通气管（或呼吸阀）规格不一致时，应选用两者中的较大者；

表9 未设阻火器的通气管规格

(2)储罐容量所对应的通气管与进（出）储罐的最大液体量所对应的通气管规格不一致时，应选用两者中的较大者；

4）量油孔、透光孔、人孔、排污孔（或清扫孔）、放水管应按表10确定。储存甲B、乙类液体的储罐，宜选用排污孔；储存丙类液体的储罐宜选用清扫孔；

表10 量油孔、透光孔、人孔、排污孔（或清扫孔）和放水管

5）事故泄压设备应满足气封管道系统出现故障时保障储罐安全的通气需要。事故泄压设备可直接通向大气。

3.4.3 需要从罐顶部扫入介质的固定顶罐，应设置罐顶扫线接合管，其公称直径可按表11确定。

表11 罐顶扫线接合管

3.4.4 储存甲B、乙（甲、乙类GB 50074-2002）类液体的地上卧式储罐的通气管上应设呼吸阀。

3.4.5 下列储罐直接通向大气的通气管或呼吸阀上应安装阻火器： 1）储存甲B、乙、丙A类液体的固定顶储罐； 2）储存甲B、乙类液体的卧式储罐； 3）储存丙A类液体的地上卧式储罐。

注：此处对甲B类液体的规定在GB 50074-2002中是对甲类液体的规定。 3.4.6 采用氮气或其他惰性气体气封的储罐可不安装阻火器。

3.4.7 当建罐地区历年最冷月份平均温度的平均值低于或等于0℃时，呼吸阀及阻火器必须有防冻措施。在环境温度下物料有结晶可能时，呼吸阀及阻火器必须有防结晶措施。

3.4.8 有切水作业的储罐宜设自动切水装置。

3.4.9 地上油罐应设梯子和栏杆。高度大于5m的立式油罐，应采用盘梯或斜梯。拱顶油罐罐顶上经常走人的地方，应设防滑踏步。

3.4.10 储存温度高于100℃的丙B类液体储罐应设专用扫线罐。 3.4.11 设有蒸汽加热器的储罐应采取防止液体超温的措施。

3.4.12 地上立式油罐应设液位计和高液位报警器，频繁操作的油罐宜设自动联锁切断进油装置。等于和大于50000m3的油罐尚应设自动联锁切断进油装置。有脱水操作要求的油罐宜装设自动脱水器。 3.5 储罐加热器计算及委托 1）加热器设置，应符合下列原则：

(1)对于低粘度液体，在储存温度下若能满足输送要求，则仅在罐内设置维持储存温度的加热器；

(2)若液体粘度较高，当仅在罐内维持储存温度不能满足液体输送要求时，则罐内加热器宜按维持储存温度考虑，在罐出口或附近设局部加热器，将抽送液体升至需要的输送温度。

2）加热热媒的选用，应符合下列原则：

(1)选用加热热媒时，应避免储存液体过热降质；

(2)液体储存温度小于95℃时，宜采用0.3MPa～0.6 MPa蒸汽；液体储存温度大于120℃时，宜采用压力不小于0.6 MPa蒸汽；液体储存温度小于50℃，可采用热水作为加热热媒。 3.6储罐附件布置与安装

1）地上立式油罐的基础面标高，宜高出油罐周围设计地坪标高的0.5m；卧式油罐宜采用双支座。

2）立式油罐的进油管，应从油罐下部接入；如确需从上部接入时，甲、乙、丙A类油品的进油管应延伸到油罐的底部。卧式油罐的进油管从上部接入时，甲、乙、丙A类油品的进油管应延伸到油罐底部。（GB 50074-2002）宜延伸至距罐底200mm处（GB 50160-2008）。

3）油品储罐的主要进出口管道宜采挠性或柔性连接方式。

4）量油孔应设置在罐顶梯子平台附近，距罐壁宜为800mm～1 200mm。从量

油孔垂直向下至罐底板的罐内空间内，严禁安装其他附件。 5）通气管、呼吸阀宜设置在罐顶中央顶板范围内。

6）透光孔应设置在罐顶并距罐壁800mm～1 000mm处。当透光孔只设一个时，应安装在罐顶梯子及操作平台附近；当设两个或两个以上时，可沿罐周围均匀布置，并宜与人孔、清扫孔或排污孔相对设置，但应有一个透光孔安装在罐顶梯子及操作平台附近。

7）酸、碱等腐蚀性介质的储罐罐顶附件，应设置在平台附近。 8）从罐顶梯子平台至呼吸阀、通气管和透光孔的通道应设踏步。

9）人孔应设置在进出罐方便的位置，并应避开罐内附件，人孔中心宜高出罐底750mm。当人孔的中心距地面的高度大于1200mm时，应在其下方设置操作平台。

10）排污孔（或清扫孔）和放水管应安装在距油罐进出油接合管较近的位置。若设有两个排污孔和防水管时，宜沿罐周围均匀布置。放水管可单独设置亦可和排污孔（或清扫孔）结合在一起设置。

11）罐下部采样器宜安装在靠近放水管的位置。 12）梯子平台应设置在便于操作及检修的位置。 13）加热器

(1)排管式加热器：布置在储罐内的加热器排管，应尽可能地均匀分布，并避开罐内的支柱、量油孔等。对于粘度较大，凝固点较高的特殊物料，当需要的加热器面积较大时，加热器的排管也可分层布置。为保证加热介质在加热器的排管内流动顺畅、防止水击的产生、在加热器的入口与出口之间的排管应保持一定的坡降，不应有存液的部位。

(2)U形管加热器：应沿罐壁匀称布置，其结构应当紧凑，并便于施工、检修和清扫。

局部加热器（集中加热），应布置在储罐出口管的内侧。

14）搅拌器布置在储罐罐壁的下部，搅拌器的轴线与罐底的垂直距离宜取其螺旋桨直径的1.5倍。

(1)固定角度式：固定角度式搅拌器的螺旋桨轴线与储罐半径线成7°～12°的夹角较好，储罐直径较大时，夹角可取最大值。选用一台搅拌器时，搅拌器轴

线与进出口接合管的轴线之间形成的圆心夹角应在30°左右。如果选用 8）储罐的设计储存液位宜按下列公式结算：

(1)固定顶罐的设计储存液位宜按公式(1)计算：

h = H1－(h1＋h2＋h3) ………………………………(1)

式中：h——储罐的设计储存液位，m H1——罐壁高度，m

h1——泡沫管开孔下缘至罐壁顶端的高度，m

h2——10min～15min

储罐最大进液量的折算高度，m

0.3m（包括泡沫混合液层厚度和液体的膨胀高度），m

可取 h3——安全裕量，

(2)浮顶罐、内浮顶罐的设计储存液位宜按公式(2)计算：

h = h4－(h2＋h5) …………………………………(2)

式中：h4——浮盘设计最大高度（浮盘底面），m

h5——安全裕量，可取

0.3m（包括泡沫混合液层厚度和液体的膨胀高度），m

(3)压力储罐的设计储存液位宜按公式(3)计算：

h = H2－h2 ……………………………………(3)

式中：H2——液相体积达到储罐计算容积的90%时的高度，m

3.7 储罐保温条件、计算厚度

液化烃、可燃液体储罐的保温层应采用不燃烧材料。当保冷层采用阻燃型泡沫塑料制品时，其氧指数不应小于30。（石油化工企业设计防火规范第6章）