刘佩绅Ξ 吉林化工工程公司 吉林 132022
摘要 综述常压液体储罐的物料管线、氮封系统、安全保护设施、储罐附件、检测控制仪表以及隔热、加 热等方面的工艺系统设计。
关键词 常压 液体储罐 工艺系统设计碱式氧化锰
1 概述
111 使用范围
常压液体储罐常采用立式圆筒形钢制焊接储
罐，弱顶结构，其设计压力(即储罐气相空间的最大表压)限制在-0.49kPa ～6kPa 范围内[1]。当储存液体的蒸汽压大于6kPa 时,
宜采用浮顶罐。储存液体常压沸点低于45℃时，应选用压力储罐或低温常压储罐储存。本文所述内容不适用于低温常压液体储罐。112 结构型式
常压液体储罐有以下4种结构型式:
(1)固定顶储罐 适用于储存各类油品、化学品或其它液态物料，常采用弱顶结构(锥顶或拱顶)。
(2)内浮顶储罐 是在固定顶储罐内加设内浮盘。内浮盘可随罐内液面升降，消除罐内液体气化空间，以减少气相放空物料损失。常用于储存甲B 、乙A 类油品及化学品[3]。(3)外浮顶储罐 无固定罐顶，只有可随液面升降的浮盘和罐壁。建造费用省，储存物料损耗低，适用于建造大容积储罐。由于储罐浮顶暴露于大气中，储存物料易被雨、雪、灰尘污染，因而多用于储存原油、燃料油等抗污染的大宗物料。
(4)常压卧式储罐 适用于储存小批量的物料。
2 物料管线设计
211 进出物料管线
(1)进料管 储罐进料管应从罐体下部接入,
以免物料流入时产生静电，也可使罐内液体按一
定方向流动。当可燃液体进料管需从储罐上部接入时，应沿罐内壁延伸到距储罐底200mm
处[2、3]
。储存酸碱液等腐蚀性物料的储罐，为减少泄漏点，其进料管宜从罐体上部接入。
(2)出料管 出料管应设在罐体下部(见图1a )，管口高度可根据排出要求及储存物料的清洁程度而定
。对于有分水要求的油品储罐或有杂质沉积的物料储罐，出料口的位置应适当高些。清净物料的出料口可设置在罐壁的最低点,(见图1b 、1c )。 图1 出料管的设置
212 排放管
(1)排净管 储罐维修、清洗或变换储存物料
时，需通过排净管排净。排净管接口应设在储罐的最低处(见图2a 、2b )。排净口也可与物料出口合并使用(见图1c )。当排净口设在罐底时(见图2b )，储罐基础要为排净口留出安装维修的空间。
图2 排净管的设置
2
2 CHEMICAL EN GIN EERIN G DESIGN 化工设计1999,9(4)Ξ刘佩绅：高级工程师，全国化工工艺配管设计技术中心站技术委员。1964年毕业于淮南化专。一直从事化工设计，曾获化工部优
秀设计二等奖。:(0432)3990895。
(2)放水管 当储存物料在静置储存中有水在罐底沉积时，应设放水管。放水管接口设在储罐的底部(见图3a 、3b )。可以使用图2所示的排净口放水
。
图3 放水管的设置
用于外浮顶储罐排除浮顶上雨水的排水管应
能在浮顶全行程内正常工作[1]。罐内径≤40m 时，宜装2套DN80mm 排水装置；罐内径>40m 且<80m
时，宜装2套DN100mm 排水装置；罐内径>80m 时，宜装3套DN100mm 排水装置。
放水管排出的含油污水应通过隔油池、水封井排出，水封井的水封高度不应<0.25m 。213 阀门及其它管件
(1)进出界区的物料和公用工程管线应装切断阀。储存易燃、有毒、强腐蚀性物料的储罐，在其底部通向其它设备的管道上，应安装2个串联的阀(双阀)，必要时设置遥控切断阀[6]。当公用工程管线与这些物料管直连时，应在公用工程管线上设置双阀，两阀中间加设锁开(C 1S 1O )检查阀，在压力可能有波动的场合再加止回阀[6]。
外浮顶排水管上端必须装单向阀[7]，排水管出口处必须装闸阀[1]。
在可能结冰的地区，布置于室外的阀门不得使用铸铁阀[1]。
(2)进出储罐可燃液体管线，应在界区入口处
加设8字盲板[3、6]
。
(3)为防止因储罐基础下沉而造成与罐体连接的法兰泄漏，进出物料管线与储罐连接处应采用金属软管或其它柔性连接。
(4)放水管路上宜设置视镜。
(5)进出物料管线上根据需要安装取样阀。(6)管路上的控制阀设置见第6节检测控制仪表。
3 氮封系统设计
罐内物料因被空气污染或与空气发生化学和
生化反应时，需充填惰性气体保护。常用的为氮气，通常采用的储罐氮封压力为015～2.0kPa ，氮气纯度视被保护物料的要求而定。
根据储罐上部充填氮气压力控制方法不同，常用的氮封系统有氮封阀、氮封阀配水封和分程调节3种。311 氮封阀的氮封系统
氮封阀氮封是采用氮封阀调整氮封压力。罐
内压力低于设定值时，信号阀打开，氮封阀接受信号后也相应打开，氮气经氮封阀减压后进入罐内;
达到设定值时，信号阀关闭，氮封阀也相应关闭。罐内压力高时，气体通过呼吸阀排出。31
医用手腕带
2 氮封阀配水封的氮封系统
当储存物料需要氮气保护而又不忌讳带入水蒸汽时，可采用氮封阀配水封的氮封系统(见图4)。配水封
的作用是：当罐内压力超过设定值时，气体可通过水封泄压；当氮封阀和呼吸阀同时发生故障，罐内出现负压时，可通过水封吸入空气，以保护储罐不致变形损坏。
图4 氮封阀配水封的氮封系统
313 分程调节的氮封系统
分程调节氮封系统(一组储罐采用一套分程
调节器，见图5)是采用2个调节阀分程调节氮气
图5 分程调节氮封系统
的吸入压力和排出压力，以达到保持罐内氮封压力的目的，氮气的吸入与排出压力之差宜大于
1kPa ，以利可靠运行。
当一组储罐采用一套氮封系统时，储罐的进
3
21999,9(4) 刘佩绅 常压液体储罐工艺系统设计
气管或排气管宜采用环形，控制调节阀的测压点位于环形管路的中部，以减小各储罐进气管或排气的阻力差异，使各罐的氮封压力趋于均匀。
4 安全保护设施
411 呼吸阀和阻火器
储存甲、乙类液体的固定顶储罐(低温常压液体储罐除外)以及采用氮封系统的储罐必须安装呼吸阀。呼出气体中含有可燃气体时，应安装阻火器[3]。412 液压安全阀
选用呼吸阀时应同时选用直径相同的液压安全阀，但当呼吸阀有防冻措施或建罐地区历年1月份平均温度的平均值高于0℃时，可不设液压安全阀。
413 通气阀和通气管[1]
对浮顶罐(包括内浮顶和外浮顶)，应在浮顶
上装通气阀，其开口截面积应按收发物料时的最大流量确定。当浮顶支撑在罐底上时，通气阀应能自动开启；当浮顶处于漂浮状态时，通气阀应自行关闭。
内浮顶罐固定顶上的最高部位应设直径≤DN20mm 的通气孔。
未采用呼吸阀的常压固定储罐(低温常压罐除外)应装通气管[2,9]，通气管上不得装阀门。414 安全阀
可燃液体管道两切断阀之间的液体受热膨胀
可能超过设计压力，应安装安全阀泄压(见图6)[3]
。
图6 设置于两切断阀之间的安全阀
低温常压液体储罐，为防止罐内超压，应在罐顶设置安全阀。为防止安全阀起跳后不回座造成泄漏，
还应设置自动压力控制的安全放空系统。该系统的设定压力，要低于安全阀的整定压力，尽量使安全阀不动作。放空管应接至火炬系统或引至安全区排放，如确有困难就地排放时，排气管口应高出相邻最高储罐顶平台3m 以上，且安全阀排放侧的最上游应引入N 2，以备静电引火后灭火
用。
415 消防冷却喷淋[3]
甲B 类液体固定顶储罐，除有保温层的原油罐外，应设防日晒的固定式消防冷却喷淋系统。
大型可燃液体储罐应设固定式消防冷却喷淋设施，其喷水强度应符合防火规范要求。消防冷却喷淋水可兼作冷却喷淋水用。在寒冷地区，为保证消防水能即时供应，应采取可靠的防冻措施。消防冷却喷淋系统是对相邻罐着火时为防受着火罐辐射热的影响导致物料温度上升引起爆炸而设置的，故即使是保温的罐也应设消防冷却喷淋设施。416 泡沫灭火
易燃和可燃液体储罐应根据防火规范要求和储存物料性质，设置泡沫灭火系统[3]。对有机醇类等有消泡作用的物料，不能用泡沫灭火，故不设泡沫灭火系统。417 防雷和防静电接地[3]
对于爆炸危险场所，储罐应按规范要求做防雷和防静电接地设计。钢制储罐的防雷接地装置可兼作防静电接地用。
5 储罐附件
511 人孔[1]
美发镜台人孔的数量应根据储罐大小及维修要求设置。通常在罐顶设1个人孔，在罐壁设1个或多
个人孔。人孔应设在方便操作的位置，并避开罐内附件[8,9]。
对外浮顶储罐，在其浮顶上应设置不少于1个DN600mm 的人孔；浮顶的每个密封舱应设置不少于1个DN500mm 或DN600mm 的人孔。对内浮顶储罐，在其固定顶上应设置不少于1个DN500mm 或DN600mm 的人孔；在内浮顶上应设置不少于1个DN600mm 的人孔；在内浮顶支撑高度以上及以下的罐壁上宜各设不少于1个DN600mm 的人孔。512 排污孔或清扫孔
排污孔设置在储罐底部最低位置，图3a 所示
的放水管可兼作排污管。
原油、渣油储罐宜设置清扫孔。设置清扫孔的储罐可不设排污孔。513 透光孔和量油孔
4
2 CHEMICAL EN GIN EERIN G DESIGN 化工设计1999,9(4)
用于检查罐内情况及测量油位，根据需要设置。
514 搅拌器
储罐搅拌器用于油品调合，防止分层及罐内沉积物堆积。常用的搅拌器有以下3种:
(1)压缩空气搅拌 将压缩空气通入罐内鼓泡而产生的搅拌是一种简单易行的方法，多用于数量大而质量要求不高的石油产品，如轻柴油、重油及普通润滑油的调合。压缩空气搅拌不适用于闪点低、易氧化的液体，以及产生泡沫或含干粉添加剂的物料。
脱墨纸
(2)泵循环搅拌[8] 这是使罐内液体通过泵打循环，并在液体入口处安装一喷嘴，利用喷嘴喷射液体的力量，使罐内液体按一定方向有规律地流动，从而起到搅拌作用。实践认为，喷嘴喷射液流的延长线与罐顶最高液位的交点在储罐直径的2/3处时，喷嘴的仰角为最佳。
(3)机械搅拌[8] 系指用电机带动搅拌浆叶旋转使罐内液体产生的搅拌。适用于质量要求高、液体密度大或含固体颗粒的物料。对于容积较小的储罐可在罐顶安装1个搅拌器；对大型储罐，可根据容积大小和搅拌强度要求，通过计算确定在储罐侧壁安装1个或多个搅拌器。
515 梯子和栏杆[2]
高度大于5m的立式储罐，应采用盘梯或斜梯。梯子外侧和罐顶操作区应设栏杆。
6 检测控制仪表
611 温度计[3]
应在储罐侧壁安装就地指示温度计。低温常压液体储罐应设温度指示仪。对罐内设有蒸汽加热器的储罐，为防止物料加热超温，宜设温度控制及报警系统。重要的温度高低温报警宜引至控制室监控。
612 压力计
低温常压液体储罐和设有氮封系统的储罐，应设置就地压力计和压力控制系统。重要的压力高、低报警宜引至控制室监控。
613 流量计
因生产管理需要，要求记录流入、流出物料量时，应在储罐(或罐组)进出界区的物料管线上设置流量计，流量计应具有指示(或记录)累记功能。作为接纳生产装置界区外原料或向界区外输出产品的储罐，选用的流量计要具有足够的精度。614 液位计
各储罐均应设液位计。根据操作需要，液位计的功能有就地指示、液位控制和高低液位报警。可燃液体的储罐除设置液位计外，还应设高低位报警器，必要时可设自动联锁切断进液装置[3]或自动联锁停出料泵。
7 隔热及加热设计
711 隔热设计
具有下列情况之一的储罐及其所属管线应进行隔热设计:
①物料温度高于50℃时需进行保温设计;
②物料温度低于10℃时需进行保冷设计;
③设有加热器的储罐及伴热管道需进行保温设计。
可燃液体储罐的隔热层，宜采用不可燃材料。当采用阻燃型泡沫塑料制品时，其氧指数不应<30[3]。
712 加热设计
储存物料在环境温度下因热量损失造成结晶、凝固、流体粘度增大而不便于管道输送时，需进行加热
设计。在可能结冰的地区，凡有分水要求而设置排水管的储罐，其排水管、分水罐需要伴热和保温，以利排水顺畅。
常用的加热方式有罐底盘管、罐内壁及罐外壁加热盘管。对管道则采用伴热或夹套加热。
加热方式及加热介质的选取应根据工艺要求进行计算并通过经济比较后确定。
参考文献
1 SH3046-92《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》
2 G BJ74-84(′95修订版)《石油库设计规范》
3 G B50160-92《石油化工企业设计防火规范》
4 HG/T20570.16-95《气封的设置》
5 HG/T20570.17-95《液封的设置》
丝网除沫器安装
6 HG/T20570.18-95《阀门的设置》
7 HG/T20570.19-95《阻火器的设置》
8 SH J7-88《石油化工企业储运系统罐区设计规范》
(修改回稿 1999-04-05)
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1999,9(4) 刘佩绅 常压液体储罐工艺系统设计
ABSTRACTS
Current Situation of Computer&N et w ork Application in American E ngineering
Companies and Our Consideration
Ding Ding
(Donghua Engineering Corporation,Hef ei230024)
This article introduces the current situation and development trend of computer and network appli2 cation in American engineering companies,finds out the differences between American engineering companies and us and raises several points of con2 sideration.
K ey w ords computer&network application consideration
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(Chemical Design Institute of S ichuan
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as heating of atmospheric pressure liquid
chemical storage tank.
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C8Steel Used for B leaching Tow er of Concentrated Nitric Acid Production by Direct Synthesis Process is Developed Successf ully in China
Wu Jiansheng
(Donghua Engineering Corporation,Hef ei230024) The author describes the long course for develop2 ing the C8steel used for bleaching tower of concen2 trated nitric acid production by direct synthesis process,the performance of C8steel and results of performance test run;raises the scheme for indus2 trializing test and sales promotion of the new mate2 rial.
K ey w ords concentrated nitric acid direct syn2 thesis process bleaching tower corrosion resis2 tance material C8steel
E conomic and E nergy Saving Features of Multi-shaft
Centrif ugal Compressor
Wei Z ongsheng
(Chengda Chemical Engineering Corporation
of China,Chengdu610041)
The paper discusses the economic and energy saving features of the multi-shaft centrifugal com2 pressor,the reasons for these features,the techni2 cal reliability and the products for selection,the application examples are also presented.
K ey w ords multi-shaft centrifugal compres2 sor economy energy saving
Optimization of Large V enturi Sulf ur
R emoval Dust Scrubber
Hu Jinbang,etc.
(Chemical institute,Tianjing U niversity,Tianjing300072) Based on theoretical analysis,the authors o
pti2 mize the design and operating conditions of the large Venturi sulfur removal dust scrubber,deduce formula for optimizing gas velocity and ratio of liq2 uid and gas,this optimization has already been in2 corporated into industrial production.生铁铸造
K ey w ords Venturi scrubber sulfur removal and dust removal optimization
Application of G asifying Equipment
and Process for Liquid Material under
Pressure of Ambient T emperature
Lu Xingxing
1
1999,9(4) ABSTRACTS OF CHEMICAL EN GIN EERIN G DESIGN
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