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埋地儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)及安裝
發(fā)布時(shí)間：
2023-12-25 10:26
地下的儲(chǔ)油罐在化工和石化等行業(yè)被廣泛使用。由于儲(chǔ)油罐是埋在地下的，其出色的防火和防爆特性使得儲(chǔ)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(guò)程簡(jiǎn)單，消防要求也較低。
然而，埋地儲(chǔ)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(chǔ)油罐可能不容易被發(fā)現(xiàn)，且維修起來(lái)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(chǔ)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(guò)槽車運(yùn)輸?shù)铰竦貎?chǔ)油罐進(jìn)行儲(chǔ)存，然后通過(guò)泵輸送到車間的各個(gè)使用點(diǎn)。
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埋地儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)
埋地儲(chǔ)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(chǔ)罐的設(shè)計(jì)及安裝
1.埋地儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)外壓力及壁厚
儲(chǔ)罐埋于地下，必須考慮自重對(duì)筒體產(chǎn)生的靜壓力，即設(shè)計(jì)外壓力。已有文獻(xiàn)對(duì)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(duì)儲(chǔ)罐筒體的靜壓力，MPa
R：儲(chǔ)罐筒體內(nèi)徑的一半，m
H：儲(chǔ)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(chǔ)罐所受靜壓力為：
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故取0.04MPa為儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)外壓力，再經(jīng)過(guò)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(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮到儲(chǔ)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(kāi)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(chǔ)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(guò)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(lái)過(guò)多的地面障礙物的麻煩。
為了平衡進(jìn)出液時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)外氣壓，儲(chǔ)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(chǔ)罐。
為了監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐的泄漏情況，可以設(shè)置積液坑，通過(guò)檢測(cè)管抽取液體進(jìn)行檢測(cè)。
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(chǔ)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(chǔ)罐必須固定。
埋地儲(chǔ)罐的固定方法一般有兩種。
第一種方法是儲(chǔ)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(chǔ)罐的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(chǔ)罐罐體上設(shè)置鞍座時(shí)，鞍座底部應(yīng)開(kāi)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(dòng)支座(其螺栓孔為長(zhǎng)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(chǔ)罐全部或局部埋入地下水位以下，或儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)罐應(yīng)考慮吊耳，方便儲(chǔ)罐的安裝運(yùn)輸及檢修。
埋地儲(chǔ)罐的管道設(shè)計(jì)
埋地儲(chǔ)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(guò)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(guò)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(wèn)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(jiàn)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(huì)發(fā)生汽蝕。如果采用過(guò)DN50進(jìn)液管和泵離罐區(qū)稍遠(yuǎn)的方式，兩種情況均會(huì)導(dǎo)致管阻增大，均直接導(dǎo)致最大安裝高度過(guò)小，無(wú)法抽液。所以對(duì)于海拔較高的情況，應(yīng)密切關(guān)注汽蝕問(wèn)題。
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寫(xiě)在最后
埋地儲(chǔ)罐因其優(yōu)越的防爆防火特性，越來(lái)越多地為各企業(yè)所使用。埋地儲(chǔ)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(duì)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。
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