内浮顶储罐油进出管结构设计与研究

目前在成品油库储罐设计和施工中, 储罐的油进出管方面出现了一些问题, 如油进出管的扩散管或防冲板与罐底发生碰撞;地基沉降时, 油进出管随之倾斜, 将油进出管的支撑拉坏等, 造成现场返工, 并留下安全隐患, 因此有必要对目前的油进出管结构进行总结和分析, 弄清现有结构存在的问题, 提出合理的油进出管结构。

1 油进出管结构型式

目前成品油库中储罐的油进出管结构型式主要有两种, 第一种可称为不扩散式, 第二种可称为扩散式, 具体结构如下:

1.1 结构型式 (一)

油进管和油出管设置为同1个管口, 其内伸长度较小, 一般约500mm, 内伸部分不设置带孔的扩散管和防冲板, 仅设1个异径接头。具体结构如图1所示。

1.2 结构型式 (二)

油进管和油出管也为同1个管口, 但内伸部分伸至储罐中心, 同时内伸部分设置较长的扩散管和防冲板。具体结构如图2所示。

2 现有结构的优缺点及存在的问题

2.1 结构型式 (一)

2.1.1 优点:

(1) 结构型式较简单, 现场施工方便;

(2) 油进出管仅与罐壁想焊接, 内伸部分不设置支撑, 且内伸长度较小, 若储罐地基发生沉降现象, 不会引起油进出管的倾斜, 则不会对罐壁产生较大的拉力, 不会使罐壁与油进出管焊接部位产生较大的应力;

2.1.2 缺点及存在的问题:

(1) 该结构由于内伸部分没有设置扩散管和防冲板, 油品会以较高的速度进入罐内, 容易产生静电, 留下火灾隐患;

(2) 由于内伸长度较小, 一般约500mm, 则油品可视为是从储罐的边缘进入储罐, 容易使罐内介质产生旋转运动, 容易对罐内部件产生冲击作用;

2.2 结构型式 (二)

2.2.1 优点:

(1) 该结构由于设置有带孔的扩散管以及防冲板, 因此可有效降低油品进入罐内的速度, 从而避免引起静电;

(2) 该结构由于内伸至罐中心, 因此油品可视为从储罐中心漫流至储罐四周, 流动较为平稳, 不会对浮盘等部件产生冲击和旋转作用;

2.2.2 缺点及存在的问题:

(1) 该结构由于内伸较长, 一直内伸至罐中心, 对1万方以上的储罐, 油进出管均达到10m以上, 储罐水压试验完成后, 若发生地基沉降, 油进出管随之发生弯曲, 极易对罐壁焊接处产生非常大的拉力, 使罐壁与油进出管焊接部位产生很大应力;

(2) 此外由于罐底均有一定的坡度, 当油进出管中心高度较低时, 极易使油进出管的防冲板或扩散管与罐底碰撞;

3 新结构的设计方案

基于以上两种油进出管结构存在的问题, 在综合考虑储罐的地基沉降、油品流动速度和流动状态等因素的基础上提出新型油进出管结构型式, 具体结构如图3所示。

该种结构分为两段, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 设置带小孔的扩散管和防冲挡板;两段之间不采用焊接方式连接, 仅需两段的中心线对齐即可, 这样油品在通过第一段, 可顺利流至第二段, 通过扩散管和防冲板的作用降低流速。同时油进出管内伸为0.4D (D为储罐内径) , 且不应大于10m。

该结构的优点:

3.1 设置有扩散管和防冲挡板, 可以有效降低油品的流速, 避免产生静电;

3.2 第一段与第二段不进行焊接, 当发生地基沉降时, 不会对罐壁产生拉力, 避免油进出管与罐壁焊接部位产生过大的应力;

3.3 油进出管内伸为0.4D, 可使出口尽量靠近罐中心, 不使罐内介质产生旋转运动;

3.4 同时, 油进出管内伸不超过10m, 当扩散管直径较大时, 可有效避免油进出管与罐底发生碰撞。

4 结语

4.1 油进出管设计应考虑地基沉降作用, 避免地基沉降使油进出管对罐壁产生过大拉力;

4.2 油进出管设计应考虑油品出口流速过大引起的摩擦静电;

4.3 油进出管设计应使罐内油品流动平稳, 避免形成油品旋转运动;

4.4 油进出管设计应避免扩散管或防冲板与罐底的碰撞;

4.5 综合考虑多种因素, 建议油进出管的结构设计为两段, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 设置带开孔的扩散管和防虫挡板;两段之间不需焊接, 仅需两段的中心线对齐即可, 油进出管内伸为0.4D (D为储罐内径) , 且不大于10m。

摘要：本文对目前成品油库储罐的油进出口结构进行总结与分析, 分析了已有结构的优缺点及存在的问题, 并针对已有结构存在的问题, 提出了油进出口的新型结构:两段式, 第一段管径与进口相等;第二段为扩散部分, 两段之间不需焊接。

关键词：成品油库,储罐,油进出管

参考文献

[1] GB50341立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[S].北京:中国石油天然气集团公司, 2003API650.

[2] GB50074石油库设计规范[S].北京:中国石油化工集团公司.