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埋地儲罐的設(shè)計(jì)及安裝
發(fā)布時(shí)間：
2023-12-25 10:26
地下的儲油罐在化工和石化等行業(yè)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(shè)置距離可以縮短，同時(shí)不需要建造防火堤，這樣就節(jié)省了土地資源，降低了工程的造價(jià)，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(zhì)內(nèi)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(fā)現(xiàn)，且維修起來也可能比較困難。這些都是設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的因素。
以下以某藥廠的乙醇埋地罐區(qū)為例，介紹埋地儲油罐的設(shè)計(jì)方法。圖1為該項(xiàng)目的工藝流程圖，乙醇通過槽車運(yùn)輸?shù)铰竦貎τ凸捱M(jìn)行儲存，然后通過泵輸送到車間的各個(gè)使用點(diǎn)。
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埋地儲罐的設(shè)計(jì)參數(shù)
埋地儲罐的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
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埋地儲罐的設(shè)計(jì)及安裝
1.埋地儲罐的設(shè)計(jì)外壓力及壁厚
儲罐埋于地下，必須考慮自重對筒體產(chǎn)生的靜壓力，即設(shè)計(jì)外壓力。已有文獻(xiàn)對設(shè)計(jì)外壓力進(jìn)行介紹的計(jì)算公式如下。
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p：覆土層對儲罐筒體的靜壓力，MPa
R：儲罐筒體內(nèi)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(shù)，
碎土石K=0.18~0.25；
沙土K=0.25~0.33；
黏土K=0.33。
經(jīng)計(jì)算儲罐所受靜壓力為：
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故取0.04MPa為儲罐的設(shè)計(jì)外壓力，再經(jīng)過程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件SW6計(jì)算所需的壁厚。
2. 埋地儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮到儲罐安裝于地下，檢修困難且泄漏不易被發(fā)現(xiàn)，因此應(yīng)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(shù)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(nèi)部，需要設(shè)置一個(gè)人孔。進(jìn)出口管路及液位計(jì)均通過人孔蓋接出，人孔上部安裝一個(gè)DN1100的人孔井，內(nèi)設(shè)爬梯，便于檢修使用。為避免雨水進(jìn)入腐蝕管件閥門，人孔井上方設(shè)置了擋雨棚。
也有部分企業(yè)要求設(shè)置兩個(gè)人孔，分別供管道的進(jìn)出及檢修用。專門的檢修孔使得進(jìn)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(jìn)出液時(shí)儲罐內(nèi)外氣壓，儲罐需要設(shè)置呼吸閥。呼吸閥下部需安裝阻火器，防止火焰進(jìn)入儲罐。
為了監(jiān)測儲罐的泄漏情況，可以設(shè)置積液坑，通過檢測管抽取液體進(jìn)行檢測。
此外，為防止地下水的侵蝕，罐池應(yīng)設(shè)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(wěn)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(chǔ)上，罐體本身不帶鞍座，僅在罐體底部支撐區(qū)域焊接兩塊襯板，襯板上焊接兩塊定位板，防止儲罐的轉(zhuǎn)動，待設(shè)備就位后再將定位板與混凝土鞍座上預(yù)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(shè)置鞍座時(shí)，鞍座底部應(yīng)開螺栓孔，罐池底部需預(yù)埋基礎(chǔ)墊板，且預(yù)埋地腳螺栓，設(shè)備就位時(shí)螺栓與鞍座螺栓孔固定。應(yīng)注意的是，采用鞍座時(shí)，兩個(gè)或多個(gè)鞍座中必須有一個(gè)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(yīng)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(jìn)行抗浮力計(jì)算，根據(jù)公式F=Kpvg-mg即可計(jì)算空罐浮力大小，安全系數(shù)K可取1.2~1.5，據(jù)此可計(jì)算抗浮包帶的地腳螺栓的大小及數(shù)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(shè)置防雨防水層的情況，需額外設(shè)計(jì)抗浮包帶。同時(shí)在設(shè)計(jì)中儲罐應(yīng)考慮吊耳，方便儲罐的安裝運(yùn)輸及檢修。
埋地儲罐的管道設(shè)計(jì)
埋地儲罐的進(jìn)液口位于地面以下，進(jìn)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(fā)生汽蝕，導(dǎo)致抽液困難。因此離心泵應(yīng)盡量靠近進(jìn)液口，離心泵安裝高度不宜過高。本項(xiàng)目所在位置海拔高，氣壓僅為海平面的66%左右，因此應(yīng)尤其重視安裝高度問題。表2列出罐區(qū)管路相關(guān)參數(shù)。
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泵的最大安裝高度計(jì)算如下式所示，可見實(shí)際安裝高度小于泵最大安裝高度，所以管路設(shè)計(jì)可行，不會發(fā)生汽蝕。如果采用過DN50進(jìn)液管和泵離罐區(qū)稍遠(yuǎn)的方式，兩種情況均會導(dǎo)致管阻增大，均直接導(dǎo)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(yīng)密切關(guān)注汽蝕問題。
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寫在最后
埋地儲罐因其優(yōu)越的防爆防火特性，越來越多地為各企業(yè)所使用。埋地儲罐的設(shè)計(jì)與安裝在滿足相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)上，還有諸多需考慮的要點(diǎn)，如外壓力計(jì)算，固定安裝方式，抗浮計(jì)算等，且應(yīng)對泵吸入管路進(jìn)行驗(yàn)算，避免發(fā)生汽蝕。在設(shè)計(jì)中還需根據(jù)具體情況具體分析，才能確保設(shè)備安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
來源于網(wǎng)絡(luò)
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