儲油罐

儲油罐

儲存油品的容器
儲油罐是一種儲存油品的容器。油庫的主要設施。在管道運輸中是輸油管的油源接口。按建築特點可分為地上油罐、地下油罐和山洞油罐。[1]轉運油庫、分配油庫及企業附屬油庫一般宜選用地上油罐,而具有戰略意義的儲備油庫及軍用油庫常選用山洞油罐、地下油罐和半地下油罐。
    中文名:儲油罐 外文名: 所屬品牌: 分 類:石油 材質:分金屬油罐和非金屬油罐 安裝形式:分立式、卧式 形狀:分圓柱形、方箱形和球形

分類

儲油罐按材質可分金屬油罐和非金屬油罐;按所處位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐等;按安裝形式可分立式、卧式;按形狀可分圓柱形、方箱形和球形。

(一)金屬油罐

金屬油罐是采用鋼闆材料焊成的容器。普通金屬油罐采用的闆材是一種代号叫A3F的平爐沸騰鋼;寒冷地區采用的是A3平爐鎮靜鋼;對于超過10000m3的大容積油罐采用的是高強度的低合金鋼。

常見的金屬油罐形狀,一般是立式圓柱形、卧式圓柱形、球形等幾種。立式圓柱形油罐根據頂的結構又可分為桁架頂罐、無力矩頂罐、梁柱式頂罐、拱頂式罐、套項罐和浮頂罐等,其中最常用的是拱頂罐和浮頂罐。

拱頂罐結構比較簡單,常用來儲存原料油、成品油和芳烴産品。浮頂罐又分内浮頂罐和外浮頂罐兩種,罐内有鋼浮頂浮在油面上,随着油面升降。

浮項不僅降低了油品的消耗,而且減少了發生火災的危險性和對大氣的污染。尤其是内浮頂罐,蒸發損耗較小,可以減少空氣對油品的氧化,保證儲存油品的質量,對消防比較有利。

目前内浮頂罐在國内外被廣泛用于儲存易揮發的輕質油品,是一種被推廣應用的儲油罐。

卧式圓柱形油罐應用也極為廣泛。由于它具有承受較高的正壓和負壓的能力,有利于減少油品的蒸發損耗,也減少了發生火災的危險性。

它可在機械,一成批制造,然後運往工地安裝,便于搬運和拆遷,機動性較好。

缺點是容量一般較小,用的數量多,占地面積大。它适用于小型分配油庫、農村油庫、城市加油站、部隊野戰油庫或企業附屬油庫。

在大型油庫中也用來作為附屬油罐使用,如放空罐和計量罐等。

球形油罐具有耐壓、節約材料等特點,多用于石油液化氣系統,也用做壓力較高的溶劑儲罐。

(二)非金屬油罐

非金屬油罐的種類很多,有土油罐、磚油罐、石砌油罐、鋼筋混凝土油罐、玻璃鋼油罐、耐油橡膠油罐等等。石砌油罐和磚砌油罐應用較多,常用于儲存原油和重油。

該類油罐最大的優點是節約鋼材、耐腐蝕性好、使用年限長。非金屬材料導熱系數小,當儲存原油或輕質油品時,因罐内溫度變化較小,可減少蒸發損耗,降低火災危險性。

又由于非金屬罐一般都具有較大的剛度,能承受較大的外壓,适宜建造地下式或半地下式油罐,有利于隐蔽和保溫。但是一旦發生基礎下陷,易使油罐破裂,難以修複。

它的另一大缺點是滲漏,雖然使用前經過防滲處理,但防滲技術還未完全解決。

(三)地下油罐

地下油罐指的是罐内最高油面液位低于相鄰區域的最低标高0.2m,且罐頂上覆土厚度不小于0.5m的油罐。這類油罐損耗低,着火的危險性小。

(四)半地下油罐

半地下油罐指的是油罐埋沒深度超過罐高的一半,油罐内最高油面液位比相鄰區域最低标高不高出2m的油罐。

(五)地上油罐

地上油罐指的是油罐基礎高于或等于相鄰區域最低标高的油罐,或油罐埋沒深度小于本身高度一半的油罐。地上油罐是目前煉油企業常見的一類油罐,它易于建造,便于管理和維修,但蒸發損耗大,着火危險性較大。

安全條件

儲油罐承載的往往是一些易燃易爆原料,這給油罐的安全使用帶來了巨大的挑戰,再加上油罐使用地點多數比較惡劣,油罐不可避免存在着腐蝕洩露等一系列問題。

這從油罐本身的質量上都可以得到很好的控制和預防,關鍵是,衆多的油罐生産廠家是否具備了這樣的油罐生産技術。

中國的油罐生産技術與國外水平相當。關鍵是在油罐的後期使用中存在着僥幸心理,沒有科學的使用油罐是引發安全事故的主要原因。

當然,在這之間也存在着不少油罐廠家技術不合格,以其低價的油罐占領市場,帶給消費者的是不達标準的油罐和更大的安全隐患。

儲油罐在選擇放置地方面要求較為嚴格,油罐發生的很多爆炸事故,都是由于在油罐的周圍擺放很多的易燃易爆物品,從而使油罐的危害增加。油罐選址要考慮有很多方面。

首先,庫址要經過量化風險分析,不能影響周邊的企業、廠礦和居民區,安全距離和風險要能保證對周邊的影響在标準允許範圍内。

擺放儲油罐要考慮當地的氣象條件、雷暴季節的長短、地質條件,是否有可能産生地震等地質災害。

其他還應當考慮工藝方面的要求,整個生産布局的要求。其中,安全應當作為選擇庫址的一個最重要的前提條件。

地下油罐溫度比較恒定,揮發較小。另外,我國土地資源緊張,地面油罐需要占用一些土地,而地下油罐從資源利用、環境影響來講都具有一定的優勢。

火災原因

爆炸原因分析

1.明火

由明火引起的油罐火災居第1位,其主要原因是在使用電氣、焊修儲油設備時,動火管理不善或措施不力而引起。

例如,檢修管線不加盲闆;罐内有油時,補焊保溫釘不加措施;焊接管線時,事先沒清掃管線,管線沒加盲闆隔斷;油罐周圍的雜草、可燃物未清除幹淨等。

另一個重要原因是在油庫禁區及油蒸氣易積聚的場所攜帶和使用火柴、打火機、燈火等違禁品或在上述場合吸煙等。

2.靜電

所謂靜電火災是指靜電放電火花引燃可燃氣體、可燃液體、蒸汽等易燃易爆物而造成的火災或爆炸事故。

靜電的實質是存在剩餘電荷。當兩種不同物體接觸或摩擦時,物體之間就發生電子得失,在一定條件下,物體所帶電荷不能流失而發生積聚,這就會産生很高的靜電壓。

當帶有不同電荷的兩個物體分離或接觸時,物體之間就會出現火花,産生靜電放電(ESD)。

靜電放電的能量和帶電體的性質及放電形式有關。靜電放電的形式有電暈放電、刷形放電、火花放電等。其中火花放電能量較大,危險性最大。

靜電引起火災必須具備以下4個條件:

(1)有産生靜電的條件。

一般可燃液體都有較大的電阻,在灌裝、輸送、運輸或生産過程中,由于相互碰撞、噴濺與管壁摩擦或受到沖擊時,都能産生靜電。

特别是當液體内沒有導電顆粒、輸送管道内表面粗糙、液體流速過快時,都會産生很強的摩擦,從而産生靜電。

(2)靜電得以積聚,并達到足以引起火花放電的靜電電壓。

油料的物理特性決定了其内産生的靜電電荷難以流失而大量積聚,其電壓可達上萬伏,遇到放電條件,極易産生放電引起火災。

(3)靜電火花周圍有足夠的爆炸性混合物。

油品蒸發、噴濺時産生的油霧和儲油罐良好的蓄積條件緻使油面上部空間形成油氣一空氣爆炸性混合物。

(4)靜電放電的火花能量達到爆炸性混舍物的最小引燃能量。

當靜電放電所産生的電火花能量達到或大幹油品蒸氣引燃的最小能量(0.2-0.25mJ)時,就會點燃可燃混合氣體,造成燃燒爆炸。

因靜電放電(ESD)引起的火災爆炸事故屢見不鮮,而且靜電火災具有一定的突發性、易爆炸、撲救難度大、易造成人員傷亡等特點,故如何更好地做好防靜電危害工作一直是安全管理工作的重要組成部分。

3.自燃

自燃是物質自發的着火燃燒過程,通常是由緩慢的氧化還原反應而引起,即物質在沒有火源的條件下,在常溫中發生氧化還原反應而自行發熱,因散熱受到阻礙,熱量積蓄,逐漸達到自燃點而引起的燃燒。

所以自燃的條件有3個,即發生氧化還原反應、放熱、熱量積蓄,主要過程有氧化、聚熱、升溫、着火。

一般來說,引發儲油罐自燃主要原因有3種:靜電自燃、磷化氫自燃、硫自燃。

靜電自燃如上面介紹的,油罐在頻繁裝卸過程中,油品或運動部件與内壁相互摩擦,拍打油面,液位波動,運動部件晃蕩,又由于油品含水和雜質量大等多種原因。

極易産生靜電,在運動部件和油罐形成巨大的飄浮帶電體,靜電通過接觸點及突出部位放電,産生靜電火花。

磷化氫自燃源于油品中的磷化氫,據有關資料表明,油品中的磷化氫以PH3或P2H4的形式存在。

PH3通常以氣态的形式存在于油罐的氣相空間,且含量極低,其自燃點100℃,一般無自燃可能。

而P2H4通常以液态的形式存在于油罐的液相空間,其與空氣反應的活化能很低,在常溫下就能發生自燃,但由于汽油的極性較強,少量P2H4溶解其中,且與空氣隔絕,也不會發生燃燒。

硫自燃起因于硫化鐵自燃,硫化鐵是石油貯罐硫腐蝕的主要産物,硫化鐵在與空氣接觸時強烈反應放熱,如出現熱積蓄,溫度提高,就發生自燃。

原油中的硫分為活性硫和非括性硫,元素硫、硫化氫和低分子硫酵等統稱為活性硫。活性硫對金屬具有較高的腐蝕性,硫對設備的腐蝕可以分為低溫濕H2S腐蝕、高溫硫腐蝕等,其對儲油罐的腐蝕屬于低溫濕H2S腐蝕。

低溫濕H2S腐蝕又有2種腐蝕方式:一種是硫化氫氣體溶解在罐壁上的水中生成氫硫酸,氫硫酸與罐壁金屬鐵發生電化學腐蝕。

另一種是儲罐内濕的硫化氫氣體,在沒有氧氣存在的條件下與儲罐内壁鐵的腐蝕産物一鐵的氧化物及其水合物發生電化學腐蝕。兩類腐蝕的主要産物均是硫化亞鐵。

長期處于氣相空間的儲罐内壁腐蝕特别嚴重,其内防腐塗層被硫化成一層膠質膜,而處在液相部位的内防腐層無明顯腐蝕痕迹,由于膠質膜對FeS具有保護作用,因此在FeS氧化時,氧化熱量不容易及時釋放,加快了其自燃速度。

在罐頂通風口附近,FeS與空氣接觸,迅速氧化,熱量不易積聚,而在油罐下部,越靠近浮盤的氣相空間,氧含量越低,部分FeS被不完全氧化,生成單晶硫。

該單晶硫呈黃色顆粒狀,燃點較低,摻雜在塊狀、松散結構的焦硫化鐵中,為焦硫化鐵中的FeS的自燃提供了充足的燃燒條件。

當油罐處于付油狀态時,大量的空氣充滿油罐的氣相空間,原先浸沒在浮盤下和隐藏于防腐膜内的FeS漸被暴露出來,并在膠質膜薄弱部位首先發生氧化,迅速發熱自燃,引起單晶硫膠質、橡膠密封圈燃燒,甚至導緻火災爆炸事故。

4.雷電

油罐區存在的油氣混合物遇到雷擊起火,即使油罐接地,亦會造成火災。而浮頂罐雷擊起火往往是浮頂與罐壁的電器連接不良或罐體密封性差所緻。

控制措施

1.人的管理

所謂人的管理,就是要千方百計地防止因違章作業、違章操作、違章指揮而引起的爆炸事故。

不僅要加強職工安全方面的培訓、教育工作,讓其認識到儲油罐爆炸的危害性和嚴重性;還要進一步規範職工的行為,嚴格按照操作規程作業,尤其是操作細節,比如穿防靜電工作服,不穿化纖類衣服和膠鞋上班作業等等。

2.技術控制

(1)從控制氧氣的進入來破壞爆炸條件的形成

根據可燃物發生燃燒和爆炸的條件可知,要想避免儲油罐發生火災和爆炸事故,就必須禁止氧氣或空氣進入儲油罐内。

對于容量大的内浮頂油罐,可以實行收付混合操作方式,使浮盤在較小的範圍内浮動,減少浮盤以下空間的硫化亞鐵外露與空氣接觸的機會;采取高液位操作,減少油罐氣相空間,減少腐蝕範圍。

采取惰性氣體置換(氮氣保護)的方法,既可實現無氧操作又可防止爆炸性混合氣體的形成;在油罐付油時,采取注入蒸氣或氮氣等保護措施,在停止注入蒸氣後,應及時注入氮氣,防止空氣進入油罐。

(2)從工藝方面入手來加強頂防和控制

改進常壓裝置“一脫四注”工藝來降低硫含量;采用油渣加氫轉化工藝來降低常壓渣油的硫含量。

油品進罐前進行有效的脫水來降低含水量;在分餾塔頂添加緩腐蝕劑,使鋼材表面形成保護膜來起阻蝕作用,在油品中添加抗靜電劑提高油品的電導率。

(3)從設備方面采取措施

在易被腐蝕的地方,使用耐腐蝕的鋼材;在易腐蝕設備内表面采用噴塗耐腐蝕金屬或塗鍍耐腐蝕材料等技術;在儲油罐内壁嚴格按标準使用防靜電塗料以消除靜電放電産生的危害或靜電引力導緻的各種生産障礙。

采用罐頂噴淋技術來有效降低油罐溫度,延緩硫腐蝕,同時及時消散硫化鐵氧化放出的熱量;通過靜電接地、跨接、設置靜電緩和器來加強靜電洩漏,防止靜電積聚。

安裝避雷針來有效避免雷電的危害;加強罐體密封性檢查和維修;對大型油罐安裝可燃氣體報警裝置、滅火和冷卻設施。

(4)從日常操作中進行控制

采取底部裝油減少空氣的進入、靜電的産生和油霧的産生;加大注油管的管徑以控制流速減少靜電的産生;在檢測井内進行檢測和取樣,并通過靜置幾分鐘來避免靜電的産生。

定期采用酸洗、高pH值溶劑、多級氧化劑、鈍化劑等方法來清除硫化亞鐵沉積物;定期清罐盡可能地排除儲罐中的積水;加強日常設備的檢修、罐區的安全檢查和巡檢工作,将事故消滅在萌芽狀态。

(5)從在線監測技術上來控制

一、建立适合的腐蝕監測網來控制與預防硫腐蝕失效。通過合理選點與布點做到在線監測和離線監測,長周期挂片與瞬時腐蝕速率測量相結合,可以全方位把握腐蝕狀況,以便及時采取措施,防患于未然。

二、用可燃性氣體報警器檢測環境,使可燃氣體、可燃液體蒸氣和粉塵的濃度控制在低于引起爆炸的極限範圍。

三、對易燃、易爆作業場所的防火設計采用自動報警和自動滅火系統。自動報警的探測器應采用防爆型,自動滅火的滅火劑應采用CO2氣體滅火劑。

加熱技術

油罐在油氣儲運過程中起到非常重要的一個作用,在油氣存儲中,大多采用油罐進行油品存儲。當需要油品時,就将油品從油罐中輸出。

在油品輸出的過程中,不免遇到這樣的一個問題,油品因為溫度低,變得粘稠使得油品的流動性降低,導緻油品無法從油罐中順利的輸出,遇到這樣一個問題,如何解決呢。

據介紹,新型油罐局部快速加熱技術很好的解決了這樣的問題。

工作原理

1、将“渦流熱膜換熱器”沿儲罐徑向伸入油罐底部,熱媒介質(蒸汽)走管程,油品從殼程内德管間流動,殼體吸油口直接連通罐内介質。

2、在換熱器的蒸汽入口設溫控閥,通過感溫探頭對油品出口的溫度的檢測來控制換熱器的蒸汽入口蒸汽進量,從而确保油品溫度的恒定。

換熱器采用高效換熱元件——渦流熱膜管,保持油品在管間合理流動,熱效率是普通換熱器的3-5倍。

其強化傳熱機理是:油品流體在内外表面流動時設計成紊流流動,産生強烈的震蕩和沖刷作用,流動的方向不斷改變,是緊貼管壁表面的高溫油品流體不斷更換,隔熱層變薄以至破壞。

金屬表面熱量傳遞加快,流體微觀渦流加強,使油品流體内部熱擴散強化。不會使貼近管壁表面的流體産生局部高溫過熱,因此可使油品既得到适當,充分的加熱又無結焦分解的可能。既傳熱量好,又不會阻力很大。

加熱特點

1、加熱速度快,傳熱效率高,不易結垢。

2、可對油品定量加熱,需要多少加熱多少。

3、油品不會出現局部高溫、炭化,保證了油品質量及加熱器傳熱效率。

4、油罐内出油口溫度最高,保證了倒出油品流動性。

5、避免了反複對罐内油品進行加熱,保證了油品色度、降低了油品處理的成本。

6、使用壽命長,耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能,極大的提高了換熱器整體性能。

7、工藝結構設計先進,保證了油品順利流出及較好的“抽罐底”作用。

8、可實現自動化控制,可根據油品的進出溫度及倒油流量控制蒸汽進給量。

9、結構緊湊,安裝與維修方便,不會因為加熱器的安裝而影響罐體的安全。與U型管換熱器比較,在同等換熱面積情形下:渦流熱膜換熱器的外型尺寸,僅為U型管換熱器外形尺寸的二分之一左右。

10、相對于電加熱方式,更安全,加熱更溫和,對油品品質影響更小。

據介紹,此新型油罐加熱技術已經獲得多項國家專利,已經在中石油多個油氣儲運單位得到應用。

相關詞條

相關搜索

其它詞條