埋地儲罐的設計及安裝

發布時間：

2023-12-25 10:26

地下的儲油罐在化工和石化等行業被廣泛使用。由于儲油罐是埋在地下的，其出色的防火和防爆特性使得儲油罐之間的距離以及它們與相鄰建筑物之間的設置距離可以縮短，同時不需要建造防火堤，這樣就節省了土地資源，降低了工程的造價，施工過程簡單，消防要求也較低。

然而，埋地儲油罐除了需要承受物料重量和介質內壓，還需要考慮上方覆土壓力、地下水浮力和土壤腐蝕等因素的影響。如果存在滲漏，這種類型的儲油罐可能不容易被發現，且維修起來也可能比較困難。這些都是設計時必須考慮的因素。

以下以某藥廠的乙醇埋地罐區為例，介紹埋地儲油罐的設計方法。圖1為該項目的工藝流程圖，乙醇通過槽車運輸到埋地儲油罐進行儲存，然后通過泵輸送到車間的各個使用點。

埋地儲罐的設計參數

埋地儲罐的設計參數如表1所示，其結構示意圖如圖2所示。

埋地儲罐的設計及安裝

1.埋地儲罐的設計外壓力及壁厚

儲罐埋于地下，必須考慮自重對筒體產生的靜壓力，即設計外壓力。已有文獻對設計外壓力進行介紹的計算公式如下。

p：覆土層對儲罐筒體的靜壓力，MPa

R：儲罐筒體內徑的一半，m

H：儲罐頂部距離地面的距離，m

K：覆土的靜壓力系數，

碎土石K=0.18~0.25；

沙土K=0.25~0.33；

黏土K=0.33。

經計算儲罐所受靜壓力為：

故取0.04MPa為儲罐的設計外壓力，再經過程設備強度計算軟件SW6計算所需的壁厚。

2. 埋地儲罐的結構設計
考慮到儲罐安裝于地下，檢修困難且泄漏不易被發現，因此應盡量減少罐體上的開口，將接管口集中在一起。這樣既可以減少焊縫數量，降低焊縫腐蝕的可能性，也便于管道的安裝。

為了方便安裝、拆卸、清洗和檢修儲罐內部，需要設置一個人孔。進出口管路及液位計均通過人孔蓋接出，人孔上部安裝一個DN1100的人孔井，內設爬梯，便于檢修使用。為避免雨水進入腐蝕管件閥門，人孔井上方設置了擋雨棚。

也有部分企業要求設置兩個人孔，分別供管道的進出及檢修用。專門的檢修孔使得進罐檢修更為方便，但這也帶來過多的地面障礙物的麻煩。
為了平衡進出液時儲罐內外氣壓，儲罐需要設置呼吸閥。呼吸閥下部需安裝阻火器，防止火焰進入儲罐。

為了監測儲罐的泄漏情況，可以設置積液坑，通過檢測管抽取液體進行檢測。

此外，為防止地下水的侵蝕，罐池應設置防水防腐涂層，罐池底部也要有一定的坡度。

3. 埋地儲罐的安裝固定

由于工藝管道的穩定性及法蘭密封面的密封要求，儲罐必須固定。

埋地儲罐的固定方法一般有兩種。

第一種方法是儲罐直接放置在混凝土鞍座基礎上，罐體本身不帶鞍座，僅在罐體底部支撐區域焊接兩塊襯板，襯板上焊接兩塊定位板，防止儲罐的轉動，待設備就位后再將定位板與混凝土鞍座上預埋的鋼板焊接或用螺栓固定。

另一種方法是一般的鞍座的形式（臥式容器支座也有圈座及支腿支撐形式，前者適用于大直徑薄壁容器，后者只適用于小型容器)；儲罐罐體上設置鞍座時，鞍座底部應開螺栓孔，罐池底部需預埋基礎墊板，且預埋地腳螺栓，設備就位時螺栓與鞍座螺栓孔固定。應注意的是，采用鞍座時，兩個或多個鞍座中必須有一個為固定支座，其余為滑動支座(其螺栓孔為長條形），以減少熱脹冷縮或物料沖擊引起的附加應力。

如果儲罐全部或局部埋入地下水位以下，或儲罐四周存在積水，就要進行抗浮力計算，根據公式F=Kpvg-mg即可計算空罐浮力大小，安全系數K可取1.2~1.5，據此可計算抗浮包帶的地腳螺栓的大小及數量。

由于罐池頂部覆上了防雨層，罐池四周有防水層，所以可不考慮浮力的影響，對于未設置防雨防水層的情況，需額外設計抗浮包帶。同時在設計中儲罐應考慮吊耳，方便儲罐的安裝運輸及檢修。

埋地儲罐的管道設計

埋地儲罐的進液口位于地面以下，進液口與離心泵的高度差及其吸入管道的管道阻力都不宜過大，以避免發生汽蝕，導致抽液困難。因此離心泵應盡量靠近進液口，離心泵安裝高度不宜過高。本項目所在位置海拔高，氣壓僅為海平面的66%左右，因此應尤其重視安裝高度問題。表2列出罐區管路相關參數。

泵的最大安裝高度計算如下式所示，可見實際安裝高度小于泵最大安裝高度，所以管路設計可行，不會發生汽蝕。如果采用過DN50進液管和泵離罐區稍遠的方式，兩種情況均會導致管阻增大，均直接導致最大安裝高度過小，無法抽液。所以對于海拔較高的情況，應密切關注汽蝕問題。

寫在最后

埋地儲罐因其優越的防爆防火特性，越來越多地為各企業所使用。埋地儲罐的設計與安裝在滿足相關法規的基礎上，還有諸多需考慮的要點，如外壓力計算，固定安裝方式，抗浮計算等，且應對泵吸入管路進行驗算，避免發生汽蝕。在設計中還需根據具體情況具體分析，才能確保設備安全穩定地運行。

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