图片名称

埋地储罐的设计及安装

发布时间:

2023-12-25 10:26

地下的储油罐在化工和石化等行业被广泛使用。由于储油罐是埋在地下的,其出色的防火和防爆特性使得储油罐之间的距离以及它们与相邻建筑物之间的设置距离可以缩短,同时不需要建造防火堤,这样就节省了土地资源,降低了工程的造价,施工过程简单,消防要求也较低。

       然而,埋地储油罐除了需要承受物料重量和介质内压,还需要考虑上方覆土压力、地下水浮力和土壤腐蚀等因素的影响。如果存在渗漏,这种类型的储油罐可能不容易被发现,且维修起来也可能比较困难。这些都是设计时必须考虑的因素。

       以下以某药厂的乙醇埋地罐区为例,介绍埋地储油罐的设计方法。图1为该项目的工艺流程图,乙醇通过槽车运输到埋地储油罐进行储存,然后通过泵输送到车间的各个使用点。

埋地储罐的设计参数

埋地储罐的设计参数如表1所示,其结构示意图如图2所示。

埋地储罐的设计及安装

1.埋地储罐的设计外压力及壁厚

储罐埋于地下,必须考虑自重对筒体产生的静压力,即设计外压力。已有文献对设计外压力进行介绍的计算公式如下。

p:覆土层对储罐筒体的静压力,MPa

R:储罐筒体内径的一半,m

H:储罐顶部距离地面的距离,m

K:覆土的静压力系数,

碎土石K=0.18~0.25;

沙土K=0.25~0.33;

黏土K=0.33。

      经计算储罐所受静压力为:

      故取0.04MPa为储罐的设计外压力,再经过程设备强度计算软件SW6计算所需的壁厚。

2. 埋地储罐的结构设计
      考虑到储罐安装于地下,检修困难且泄漏不易被发现,因此应尽量减少罐体上的开口,将接管口集中在一起。这样既可以减少焊缝数量,降低焊缝腐蚀的可能性,也便于管道的安装。

      为了方便安装、拆卸、清洗和检修储罐内部,需要设置一个人孔。进出口管路及液位计均通过人孔盖接出,人孔上部安装一个DN1100的人孔井,内设爬梯,便于检修使用。为避免雨水进入腐蚀管件阀门,人孔井上方设置了挡雨棚。

      也有部分企业要求设置两个人孔,分别供管道的进出及检修用。专门的检修孔使得进罐检修更为方便,但这也带来过多的地面障碍物的麻烦。
       为了平衡进出液时储罐内外气压,储罐需要设置呼吸阀。呼吸阀下部需安装阻火器,防止火焰进入储罐。

       为了监测储罐的泄漏情况,可以设置积液坑,通过检测管抽取液体进行检测。

       此外,为防止地下水的侵蚀,罐池应设置防水防腐涂层,罐池底部也要有一定的坡度。

3. 埋地储罐的安装固定

      由于工艺管道的稳定性及法兰密封面的密封要求,储罐必须固定。

      埋地储罐的固定方法一般有两种。

      第一种方法是储罐直接放置在混凝土鞍座基础上,罐体本身不带鞍座,仅在罐体底部支撑区域焊接两块衬板,衬板上焊接两块定位板,防止储罐的转动,待设备就位后再将定位板与混凝土鞍座上预埋的钢板焊接或用螺栓固定。

       另一种方法是一般的鞍座的形式(卧式容器支座也有圈座及支腿支撑形式,前者适用于大直径薄壁容器,后者只适用于小型容器);储罐罐体上设置鞍座时,鞍座底部应开螺栓孔,罐池底部需预埋基础垫板,且预埋地脚螺栓,设备就位时螺栓与鞍座螺栓孔固定。应注意的是,采用鞍座时,两个或多个鞍座中必须有一个为固定支座,其余为滑动支座(其螺栓孔为长条形),以减少热胀冷缩或物料冲击引起的附加应力。

       如果储罐全部或局部埋入地下水位以下,或储罐四周存在积水,就要进行抗浮力计算,根据公式F=Kpvg-mg即可计算空罐浮力大小,安全系数K可取1.2~1.5,据此可计算抗浮包带的地脚螺栓的大小及数量。

      由于罐池顶部覆上了防雨层,罐池四周有防水层,所以可不考虑浮力的影响,对于未设置防雨防水层的情况,需额外设计抗浮包带。同时在设计中储罐应考虑吊耳,方便储罐的安装运输及检修。

埋地储罐的管道设计

      埋地储罐的进液口位于地面以下,进液口与离心泵的高度差及其吸入管道的管道阻力都不宜过大,以避免发生汽蚀,导致抽液困难。因此离心泵应尽量靠近进液口,离心泵安装高度不宜过高。本项目所在位置海拔高,气压仅为海平面的66%左右,因此应尤其重视安装高度问题。表2列出罐区管路相关参数。

      泵的最大安装高度计算如下式所示,可见实际安装高度小于泵最大安装高度,所以管路设计可行,不会发生汽蚀。如果采用过DN50进液管和泵离罐区稍远的方式,两种情况均会导致管阻增大,均直接导致最大安装高度过小,无法抽液。所以对于海拔较高的情况,应密切关注汽蚀问题。

写在最后

      埋地储罐因其优越的防爆防火特性,越来越多地为各企业所使用。埋地储罐的设计与安装在满足相关法规的基础上,还有诸多需考虑的要点,如外压力计算,固定安装方式,抗浮计算等,且应对泵吸入管路进行验算,避免发生汽蚀。在设计中还需根据具体情况具体分析,才能确保设备安全稳定地运行。

来源于网络

相关新闻