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儀表人需要了解的有關(guān)儲罐的一些常識
2020-04-09
儲罐在流體工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用,多用于儲存原料、成品及中間產(chǎn)品,在保證裝置安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面的作用不可替代,國家戰(zhàn)略儲備也離不開各種類型的儲罐。而要掌握儲罐中的料位或液位、壓力、流量等參數(shù),儀器儀表同樣不可或缺,所以作為儀表人非常有必要了解有關(guān)儲罐的一些常識,以使儀表能夠在儲罐中更好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
一、球罐
球罐在石油、化工、冶金等流程工業(yè)中應(yīng)用廣泛,作為一種大容量、承壓的球形儲存容器,常用于儲存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)。也可用于壓縮氣體(空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣等)的儲存。
球罐一般用于儲存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料,多在常溫、低溫或深冷溫度下儲存。
飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中,當達到氣液兩相平衡時氣液分界面上的蒸汽壓,它隨溫度而變化。對于液化石油氣和液化天然氣之類,都不是純凈物,而是一種混合物,此時的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān),可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進行計算。
1.常溫球罐
此類球罐的壓力較高,取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計溫度一般大于-20℃。比較常見的有用于儲存液化石油氣、氮、煤氣、氧等的球罐。
2.低溫球罐
該類球罐的設(shè)計溫度低于或等于-20℃,但一般不低于-100℃。
3.深冷球罐
該類球罐的設(shè)計溫度-100℃以下。一般在介質(zhì)液化點以下儲存,壓力不高,有時為常壓。由于對保冷有著較高的要求,多采用雙層球殼。
二、臥罐
臥罐的容積較?。ㄒ话愣夹∮?00m3),但占地面積較大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲存,在一些生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)(儲存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料)的儲存。臥罐筒體軸向與地面平行,常用鞍式支座,一般為帶壓力儲存,可承受較高的正壓和負壓,屬壓力容器。
三、拱頂罐
拱頂儲罐是罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,應(yīng)用廣泛,最常用的容積為1000~10000m3,在國內(nèi),目前拱頂儲罐的最大容積已達到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲罐或常壓儲罐,在流體工業(yè)中應(yīng)用廣泛,常用于乙B和丙類液體,也可用于有特殊儲存需求的甲B和乙A類液體儲存,國外也有用于大型LNG深冷儲存。
大型酸堿儲罐有時也可選用拱頂罐。
四、浮頂罐
浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋,減少介質(zhì)揮發(fā)。
浮頂罐常用于儲存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲存。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。
1.外浮頂罐
通常用于存儲諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品,相對于無浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。這不僅減少了產(chǎn)品蒸發(fā)損失,同時減少了環(huán)境污染,降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險性。
儲罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100~500mm的間隙以保證運行過程中不會卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā),在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出,避免沉盤事故。
2.內(nèi)浮頂儲罐
內(nèi)浮頂罐是帶罐頂?shù)母№敼?,也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的儲罐,其外部為拱頂,內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲罐具有獨特的優(yōu)點:
一是相比浮頂罐,帶有固定頂?shù)膬?nèi)浮頂儲罐,能夠更有效地防止風(fēng)、砂、雨雪或灰塵的侵入,保證儲液的質(zhì)量。同時,由于內(nèi)浮盤漂浮在液面上,使得液體沒有蒸發(fā)的空間,從而使蒸發(fā)損失減少85%~96%;減少空氣污染以及火災(zāi)、爆炸危險,即使發(fā)生火災(zāi)一般也不會造成大面積燃燒,易于保證儲液質(zhì)量,特別適于儲存高級汽油、噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品;由于液面上沒有氣體空間,也減少了罐壁罐頂?shù)母g,從而延長儲罐的使用壽命。
二是在密封相同的情況下,與浮頂相比,能夠進一步降低蒸發(fā)損耗。
但與拱頂罐相比,內(nèi)浮頂儲罐的鋼板耗量比較多,施工要求高;由于是密封結(jié)構(gòu),也為維修帶來了不便,且儲罐不易大型化,目前一般不超過10000m3。
由于工況復(fù)雜多樣,為確保生產(chǎn)的安全,工業(yè)儲罐一般為鋼制儲罐。一般地,儲罐材質(zhì)多采用碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料,主要根據(jù)儲存介質(zhì)特性及儲存溫度、壓力等參數(shù)進行選擇。其他材質(zhì)如玻璃鋼、塑料等由于不滿足防火、抗壓等要求,一般不予考慮。
按結(jié)構(gòu)形式劃分,儲罐可分為:球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內(nèi)浮頂罐。一、球罐
球罐在石油、化工、冶金等流程工業(yè)中應(yīng)用廣泛,作為一種大容量、承壓的球形儲存容器,常用于儲存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)。也可用于壓縮氣體(空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣等)的儲存。
球罐一般用于儲存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料,多在常溫、低溫或深冷溫度下儲存。
飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中,當達到氣液兩相平衡時氣液分界面上的蒸汽壓,它隨溫度而變化。對于液化石油氣和液化天然氣之類,都不是純凈物,而是一種混合物,此時的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān),可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進行計算。
1.常溫球罐
此類球罐的壓力較高,取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計溫度一般大于-20℃。比較常見的有用于儲存液化石油氣、氮、煤氣、氧等的球罐。
2.低溫球罐
該類球罐的設(shè)計溫度低于或等于-20℃,但一般不低于-100℃。
3.深冷球罐
該類球罐的設(shè)計溫度-100℃以下。一般在介質(zhì)液化點以下儲存,壓力不高,有時為常壓。由于對保冷有著較高的要求,多采用雙層球殼。
二、臥罐
臥罐的容積較?。ㄒ话愣夹∮?00m3),但占地面積較大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲存,在一些生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)(儲存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料)的儲存。臥罐筒體軸向與地面平行,常用鞍式支座,一般為帶壓力儲存,可承受較高的正壓和負壓,屬壓力容器。
三、拱頂罐
拱頂儲罐是罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,應(yīng)用廣泛,最常用的容積為1000~10000m3,在國內(nèi),目前拱頂儲罐的最大容積已達到30000m3。
拱頂罐一般為低壓力儲罐或常壓儲罐,在流體工業(yè)中應(yīng)用廣泛,常用于乙B和丙類液體,也可用于有特殊儲存需求的甲B和乙A類液體儲存,國外也有用于大型LNG深冷儲存。
大型酸堿儲罐有時也可選用拱頂罐。
四、浮頂罐
浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋,減少介質(zhì)揮發(fā)。
浮頂罐常用于儲存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲存。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。
1.外浮頂罐
通常用于存儲諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品,相對于無浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。這不僅減少了產(chǎn)品蒸發(fā)損失,同時減少了環(huán)境污染,降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險性。
儲罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100~500mm的間隙以保證運行過程中不會卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā),在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出,避免沉盤事故。
2.內(nèi)浮頂儲罐
內(nèi)浮頂罐是帶罐頂?shù)母№敼?,也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的儲罐,其外部為拱頂,內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲罐具有獨特的優(yōu)點:
一是相比浮頂罐,帶有固定頂?shù)膬?nèi)浮頂儲罐,能夠更有效地防止風(fēng)、砂、雨雪或灰塵的侵入,保證儲液的質(zhì)量。同時,由于內(nèi)浮盤漂浮在液面上,使得液體沒有蒸發(fā)的空間,從而使蒸發(fā)損失減少85%~96%;減少空氣污染以及火災(zāi)、爆炸危險,即使發(fā)生火災(zāi)一般也不會造成大面積燃燒,易于保證儲液質(zhì)量,特別適于儲存高級汽油、噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品;由于液面上沒有氣體空間,也減少了罐壁罐頂?shù)母g,從而延長儲罐的使用壽命。
二是在密封相同的情況下,與浮頂相比,能夠進一步降低蒸發(fā)損耗。
但與拱頂罐相比,內(nèi)浮頂儲罐的鋼板耗量比較多,施工要求高;由于是密封結(jié)構(gòu),也為維修帶來了不便,且儲罐不易大型化,目前一般不超過10000m3。
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