油氣儲運工程畢業(yè)論文浮頂油罐的安全問題及對策措施研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　浮頂油罐的安全問題及對策措施研究 </p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 油氣儲

2、運工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b>&l

3、t;/p><p>　　中文摘要……………………………………………………………………………....I</p><p>　　英文摘要……………………………………………………………………………...II</p><p>　　1前言…………………………………………………………………………………1</p><p>　　2浮頂油罐的安全問題………………………

4、………………………………………2</p><p>　　2.1油罐內(nèi)浮頂?shù)乃菔鹿省?2</p><p>　　2.1.1 問題的出現(xiàn)………………………………………………………………..2</p><p>　　2.1.2 原因分析…………………………………………………………………..2</p><p>　　

5、2.1.3 其他浮盤塌陷的產(chǎn)生原因………………………………………………..2</p><p>　　2.1.4 浮盤的塌陷危害…………………………………………………………..3</p><p>　　2.2儲罐的腐蝕事故……………………………………………………………….3</p><p>　　2.2.1問題的出現(xiàn)………………………………………………………………...3&

6、lt;/p><p>　　2.2.2腐蝕原因分析……………………………………………………………...3</p><p>　　2.2.3腐蝕的特性………………………………………………………………...4</p><p>　　2.3 靜電引發(fā)的爆炸事故…………………………………………………………5</p><p>　　2.3.1 問題的出現(xiàn)………………

7、………………………………………………..5</p><p>　　2.3.2 原因分析…………………………………………………………………..5</p><p>　　2.3.3 油品產(chǎn)生靜電的特性……………………………………………………..5</p><p>　　2.3.4 靜電的危害………………………………………………………………..6</p><

8、p>　　3 浮頂油罐安全問題的預(yù)防措施…………………………………………………...6</p><p>　　3.1靜電的預(yù)防措施……………………………………………………………….6</p><p>　　3.1.1 減少靜電荷的產(chǎn)生………………………………………………………..6</p><p>　　3.1.2 加速靜電泄漏, 防止或減少靜電積聚………………………

9、………….7</p><p>　　3.1.3 消除火花放電……………………………………………………………..7</p><p>　　3.1.4 防止爆炸性氣體的形成…………………………………………………..8</p><p>　　3.2 油罐腐蝕的預(yù)防措施………………………………………………………....8</p><p>　　3.2.1 選

10、用合格的材料制作油罐………………………………………….…….8</p><p>　　3.2.2 制定合適的焊接工藝……………………………………………………..8</p><p>　　3.2.3 對油罐進行有機防腐……………………………………………………..8</p><p>　　3.2.4 電極保護…………………………………………………………………..8</p

11、><p>　　3.2.5 加強運行控制……………………………………………………………..9</p><p>　　3.2.6 定期清理油罐……………………………………………………………..9</p><p>　　3.3 浮頂油罐沉頂事故預(yù)防措施………………………………………………....9</p><p>　　3.3.1 增加導(dǎo)向管數(shù)量………………

12、…………………………………………..9</p><p>　　3.3.2 按最大風(fēng)向兩端布置導(dǎo)向管及量油管…………………………………..9</p><p>　　3.3.3 提高導(dǎo)向管（或量油管）剛度…………………………………………..9</p><p>　　3.3.4 在浮頂上加設(shè)定位環(huán)………………………………………………….….9</p><p&

13、gt;　　3.3.5 在浮頂外隔艙上加設(shè)連通管…………………………………………….10</p><p>　　3.3.6 設(shè)計封閉式隔艙………………………………………………………….10</p><p>　　3.4 浮頂油罐的優(yōu)化設(shè)計………………………………………………………...10</p><p>　　3.4.1 單浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計改進………………………………………

14、………….10</p><p>　　3.4.2 大角焊縫的焊接方式…………………………………………………….12</p><p>　　3.4.3 油面控制………………………………………………………………….12</p><p>　　3.4.4 浮頂油罐的罐壁設(shè)計…………………………………………………….12</p><p>　　3.5 安裝液

15、位監(jiān)測系統(tǒng)…………………………………………………………...13</p><p>　　3.5.1傳感器的設(shè)計…………………………………………………………….13</p><p>　　3.5.2 主控系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………15</p><p>　　3.5.3 顯示系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………16</p&g

16、t;<p>　　3.5.4 儲油罐液位檢測系統(tǒng)功能………………………………………………16</p><p>　　3.5.5 儲油罐液位檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計…………………………………………17</p><p>　　3.6 油品計量的安全防護………………………………………………………...20</p><p>　　3.6.1 油品計量員的自身安全防護……………

17、………………………………20</p><p>　　3.6.2 設(shè)備安全防護……………………………………………………………20</p><p>　　3.6.3 計量操作時的安全防護…………………………………………………20</p><p>　　4 結(jié)語和建議………………………………………………………………………..21</p><p>　　參考

18、文獻……………………………………………………………………………..22</p><p>　　英文原文……………………………………………………………………………..23</p><p>　　中文譯文……………………………………………………………………………..35</p><p><b>　　[中文摘要]</b></p><p

19、>　　隨著我國國民經(jīng)濟的高速的發(fā)展和戰(zhàn)略石油儲備體系的實施，我國石油的消耗量與進口量也有大幅度的增長；因此儲備量也有相應(yīng)地增加。石油的儲備可以分為：企業(yè)類儲備、商業(yè)類儲備、戰(zhàn)略類儲備與資源類戰(zhàn)略儲備（即已探明的石油資源但暫不開采；從而保存在地下以此來加以儲備）四大類。除了資源類儲備外；其余的各類全都需要建設(shè)相應(yīng)的儲備設(shè)施；都離不開各種容量和類型的儲罐。在原油和成品油儲備設(shè)施工程中 ,受到普遍關(guān)注的是一種罐頂能隨進油而升高 ,卸油而

20、下降的大型浮頂油罐。油庫是儲存易燃易爆物的場所, 一旦遇到意外,可能導(dǎo)致嚴重的火災(zāi)爆炸事故.油庫建筑物的防靜電, 具有特殊性, 因此, 加強對油罐安全問題的研究, 是油庫安全技術(shù)研究的內(nèi)容, 也是保證油庫安全生產(chǎn)的重要技術(shù)措施。浮頂油罐的安全問題及對策措施研究的目的,就是要針對浮頂油罐的特點,優(yōu)化浮頂油罐的結(jié)構(gòu),采取切實可靠的措施,作到既安全可靠又經(jīng)濟合理。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】防靜電；浮頂油罐；設(shè)計規(guī)

21、范；布置；浮盤；腐蝕，沉盤</p><p>　　[Abstract] </p><p>　　Once tank foundation failed, it can cause serious result. Because there aremany factors influencing the safety of tank foundation, and their mutuarela

22、tionship is complicated, to correctly identify thetrue failure causes in failure of tank foundation is anessential step in ensuring the safety of large oil tank.Thispaper analyzes the failure causesof tank foundation bas

23、ed on Interpretative StructuralModel—ISM,and establishes the logic relations between differenhierarchies by computing the achieved</p><p>　　This article introduces the mechanism and installation of high leve

24、l alarm on the loading arm, analyzes in detail the failures found during its installation and operation, and advances corresponding solutions, which can ensure the safe train loading of oil products</p><p>　

25、　Each petroleum pump station is the long soul to lose the pipeline, if technology GuanWang is burstor oil is run to the valve seepage, and creating the all fronts to stop losing, can oil production be lost in the seriou

26、s influence, and crude oil leaked can pollute the environment, and the handle in a single day is unsuitably, and can create the fire when serious, thereforewe must stop suppressing the pressure accident to occur in losin

27、g oilproduction.</p><p>　　[Keywords] Tank foundation, Failure reason, ISM method,Analytic hierarchy process, Loading arm, High level alarm, Fault analysis, Suppressing the pressure, Runs oil,Occupy,Letting o

28、ut flows</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　我國現(xiàn)用的大型浮頂油罐（即一般容積在5×104 m3～10×104 m3之間為大型浮頂油罐；容積≥10×104m3的則為超大型浮頂油罐）的發(fā)展則開始于20世紀70年代。1975年，我國在上海的陳山碼頭首先建成了第一臺5×104m3大型浮頂油罐，以

29、后的各石油、石化企業(yè)也開始相繼的建造5×104m3的大型浮頂油罐。因為材料等各方面的原因，國內(nèi)的浮頂油罐的整體水平許多年都徘徊在5×104m3的水平上面。1985年，石油天然氣管道局秦皇島輸油公司以技術(shù)與貿(mào)易相結(jié)合的形式，從日本的新日鐵株式會社總共引進了兩臺10×104m3的超大型的單盤浮頂油罐，并同時引進包括了設(shè)計，高強度鋼板與成品部件以及施工技術(shù)等多方面技術(shù)。從此以后便拉開了我國自己建造超大型浮頂油罐的

30、序幕；在秦皇島，大慶，儀征，鐵嶺，舟山，大連，鎮(zhèn)海，黃島，寧波大榭以及燕山等地也相繼建造了幾十臺10×104m3的超大型的浮頂油罐。</p><p>　　截止到目前為止，我國超大型浮頂油罐的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段。第一階段則為整套技術(shù)的引進；其中包括設(shè)計，高強度鋼板，熱處理成品部件以及相應(yīng)的施工技術(shù)；例如20世紀80年代的中后期在秦皇島和大慶建造的兩個10×104m3的超大型的浮頂油罐。第二階

31、段則為國內(nèi)自己研發(fā)的設(shè)計與施工；引進了高強度鋼板以及熱處理成品的部件；20世紀 90年代在鎮(zhèn)海，舟山，上海以及蘭州所建造的10×104m3的超大型浮頂油罐。第三階段則為國內(nèi)自行研發(fā)設(shè)計，僅僅只引進高強度鋼板，而焊后消除應(yīng)力的熱處理則在國內(nèi)自行完成；例如20世紀末本世紀初在鎮(zhèn)海，寧波大榭，上海金山所投產(chǎn)建造的幾個10×104m3的超大型浮頂油罐。第四個階段則是從設(shè)計，高強度鋼板與熱處理全部都國產(chǎn)化，例如北京的燕山石化公

32、司投產(chǎn)建造的4臺10×104m3的超大型浮頂油罐以及目前正在投產(chǎn)建設(shè)的某大型儲備油庫。經(jīng)過上述的這四個階段，我國設(shè)計與施工的水平有了很大幅度的提高。2003年，茂名石化公司北山嶺油庫建造了兩臺12.5×104 m3 的超大型浮頂油罐，其油罐的內(nèi)徑則為90 m，罐高為21.8 m；2004 年，洛陽石化工程公司給湛江東興煉油廠設(shè)計了 3 </p><p>　　隨著石油化工工業(yè)的發(fā)展，浮頂油罐的安

33、全問題也得到了廣泛重視，浮頂油罐的安全受許多因素影響。浮頂油罐被廣泛的使用，尤其是在儲存汽，煤，柴，石腦油等各種高揮發(fā)性的油品方面。內(nèi)浮頂油罐囊括了拱頂罐和外浮頂罐的所有優(yōu)點，既最大限度地減少對油品的蒸發(fā)損耗，同時也避免了外浮頂油罐的浮頂暴露于大氣當(dāng)中，而被雨雪灰塵所污染，從而影響油品的質(zhì)量。研究油品的損耗問題，也就是研究油品在低壓容器之中儲存與輸轉(zhuǎn)時的蒸發(fā)過程，也就是研究油品的蒸發(fā)性能和儲油罐的結(jié)構(gòu)限制油品蒸發(fā)損耗的相互聯(lián)系。當(dāng)然，能

34、夠引發(fā)浮頂油罐安全問題的還有浮頂油罐沉盤，浮頂油罐的防雷防靜電，浮頂油罐的腐蝕等等多方面的安全問題。下面我對其中的幾個問題進行了相應(yīng)的研究。</p><p>　　2 浮頂油罐的安全問題 </p><p>　　浮頂油罐是石油、化工行業(yè)中常見的儲存易燃易爆得產(chǎn)品的裝置，其設(shè)施的完善與否關(guān)系到廠內(nèi)人員和廠區(qū)的安全，因此定期對浮頂油罐進行全面的安全檢測，就可以及時的發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題。</p>

35、;<p>　　2.1 油罐內(nèi)浮頂?shù)乃菔鹿?lt;/p><p>　　2.1.1 問題的出現(xiàn)</p><p>　　2008年9月份，金陵石化分公司烷基苯廠對其中轉(zhuǎn)車間的D301和D302兩個油罐在進行開罐檢查時，發(fā)現(xiàn)了以下幾個問題：</p><p>　?、?罐底有大量的油泥堆積，平均油泥厚度高達150mm，而且越遠離進出油口處油泥就越厚。</p>

36、<p>　?、?D301油罐浮盤的東北方向的支柱傾斜折斷，其他的浮盤支柱則部分的傾斜，致使浮盤的東北方向大面積的塌陷，坍塌面積則約為浮盤總面積的1／4，D302油罐浮盤東南方向的支柱傾斜折斷，其他的浮盤則支柱部分的傾斜，致使浮盤的東北面方向大面積的塌陷，塌陷面積約為浮盤總面積的1／3。</p><p>　　⑶ 浮盤的浮筒散落較為的嚴重，D301油罐東北面的浮盤的蓋板和D302油罐東南面的浮盤的蓋板被

37、撕裂。</p><p>　?、?浮盤的密封已經(jīng)不能起到密封的作用，說明浮盤已經(jīng)塌陷多年。</p><p>　　2.1.2 原因分析</p><p>　　發(fā)現(xiàn)浮盤的塌陷之后，調(diào)查人員對其進行了認真的調(diào)查與分析，總結(jié)原因如下：</p><p>　　⑴ D301和D302兩罐從2001年建成投用到2008年清罐，已經(jīng)連續(xù)使用了7年左右，在這期間從未

38、對其進行過清罐、檢驗以及浮盤的維護，罐底的油泥較多從而導(dǎo)致浮盤下落時失穩(wěn)，這也是造成浮盤塌陷并且嚴重損壞的主要原因之一。</p><p>　?、?由于煤油比較的輕，密度也在800kg／m3左右，含油氣量比較大。在收發(fā)油的時候，由于油氣的作用力，浮盤的擺動幅度較大，又由于該油罐收發(fā)油很頻繁，使得部分的螺栓松動，從而導(dǎo)致浮盤連接處和支腿的卡子脫落，浮筒散落。</p><p>　　⑶ 該浮盤最低

39、的高度為1.8m（浮盤的支柱高為1.8m），正常操作時該罐液位高度不得低于2m，但是多年以來由于操作的不當(dāng)，液位也會有低于2m的情況發(fā)生。由于罐底的油泥分布極不均勻，浮盤的支柱觸底會發(fā)生傾斜，從而導(dǎo)致下落的浮盤發(fā)生了傾斜，長此以往造成了浮盤的塌陷撕裂。</p><p>　?、?還有就是浮盤的材料比較差。在檢查中，檢查人員發(fā)現(xiàn)浮盤所用的鋁皮比較脆，這也是導(dǎo)致發(fā)生蓋板被撕裂的原因之一。</p><

40、p>　　2.1.3 其他浮盤塌陷的產(chǎn)生原因</p><p>　　2.1.3.1 浮盤變形</p><p>　　浮盤在罐內(nèi)隨著油品的收付，進行緩慢的升高與下降運動。在浮盤做上升的運動之時，浮盤在油面所受到的浮力為F,但必須大于浮盤本身的重力G與浮盤運動時產(chǎn)生的摩擦力f之和，即F＞G+f，浮盤的邊緣板高則一般約為300mm，浮盤的橡膠密封圈的厚度則為250mm，寬度則為150mm。<

41、;/p><p>　　2.1.3.2 進油作業(yè)在罐內(nèi)油品液位太低時進行</p><p>　　金陵石化分公司烷基苯廠的浮頂油罐均為輕質(zhì)油品罐。調(diào)和作業(yè)時，因為泵與有關(guān)的間距短，進罐油的壓力和流量均比較大，油品經(jīng)罐內(nèi)噴嘴高速的向罐四周噴射，如果油品的液面比較低的話，那油品將能夠直接沖至浮盤與浮筒的表面，對浮盤與浮筒的表面造成一定的損壞；同時，當(dāng)油罐在進行調(diào)合作業(yè)時，罐內(nèi)油面的波動起伏也會變的較大，浮

42、盤搖擺，嚴重時浮盤會傾斜而塌陷。</p><p>　　2.1.3.3 浮盤立柱的松脫，失去支撐作用并對浮盤產(chǎn)生一定的破壞作用</p><p>　　5000m3的油罐內(nèi)浮盤立柱數(shù)量一般為36～40根，均勻的分布在浮盤的底部，以此來支撐浮盤用。立柱隨著浮盤的上下運動，因為安裝的原因，立柱的固定螺栓可能會發(fā)生脫落，如果一根立柱的固定螺栓全部脫落，那浮盤將會由于失去立柱的支撐從而導(dǎo)致受力不均勻，導(dǎo)

43、致浮盤變形，嚴重時，浮盤的一邊或全部倒塌，從而造成塌陷；但如果是一根立柱的固定螺栓部分的脫落，那么支腿將極容易發(fā)生傾斜，對相鄰的浮筒與支撐梁會產(chǎn)生一定的作用力，從而導(dǎo)致浮筒的撕裂進油，支撐梁的彎曲變形，鋁蓋板被外力撕裂，嚴重時浮盤的一邊或全部倒塌，從而發(fā)生塌陷事故。</p><p>　　2.1.3.4油品的特性和狀態(tài)對油罐的影響</p><p>　　除了浮盤結(jié)構(gòu)保持不變，我們也應(yīng)該保證進油

44、罐的油品特性和狀態(tài)的相對穩(wěn)定性。如果油品直接進罐則有可能會產(chǎn)生一定的油品氣化，在罐內(nèi)有冒泡的現(xiàn)象。特別是在罐內(nèi)油品液位較低時，油氣化解的空間比較小，氣泡在罐內(nèi)向上化解時，勢必會造成液面的波動，致使浮盤開始晃動，這樣將很容易導(dǎo)致浮盤產(chǎn)生傾斜和搖晃運動，從而導(dǎo)致導(dǎo)向鋼絲處被卡住，并且損傷浮盤及其附件，嚴重時還會損傷浮盤，導(dǎo)致塌陷。</p><p>　　2.1.4 浮盤的塌陷危害</p><p>

45、;　　⑴ 增大了油面的損耗。由于浮盤的塌陷，浮盤將無法浮在油面上隨著油面的上下升降浮動，起不到減少油品蒸發(fā)損耗的作用。在收送油的過程當(dāng)中，大量的油蒸汽通過罐壁的通氣孔呼出，由此造成油品的大量損耗。</p><p>　?、朴绊憙薜挠嬃俊Ｓ捎诟”P的部分或全部沉在罐底，罐內(nèi)的油品淹沒了浮盤，并且浮盤占用了油品一定的體積，由此造成儲罐的“假液位”，影響計量的準確率。</p><p>　　2.2

46、儲罐的腐蝕事故</p><p>　　2.2.1 問題的出現(xiàn) </p><p>　　濮陽地區(qū)是我國國內(nèi)原油的主要產(chǎn)區(qū)之一 ,自從原油儲罐的投用之后 ,在油罐的內(nèi)底板與底圈壁板300mm以下的部位腐蝕情況就變的十分的嚴重。在此以某一油庫為例，該油庫現(xiàn)在在使用的有3座10000m3的鋼制浮頂油罐，在油罐大修期間分別對其進行了罐內(nèi)底板與底圈壁板腐蝕情況的調(diào)查以及厚度的檢測，然后再作噴砂除銹與防腐的

47、處理。但是在大修后的2到3年，發(fā)現(xiàn)其中的兩座油罐的罐內(nèi)底的中幅板與邊緣板已經(jīng)被腐蝕穿孔，經(jīng)過檢查，罐內(nèi)底板與底圈壁板300mm以下均都有不同程度的腐蝕。油罐腐蝕的問題已經(jīng)嚴重的威脅到了油庫的安全 ,它降低了儲油罐的使用壽命，并且縮短了油庫的原油周轉(zhuǎn)期，從而導(dǎo)致生產(chǎn)管理和維修成本的增大。</p><p>　　2.2.2 腐蝕原因分析</p><p>　　在檢測的過程當(dāng)中，消減對油罐底部的基礎(chǔ)

48、和良好的外保護層，詳細分析油罐底部有沒有發(fā)生腐蝕。在投用之前原罐底板內(nèi)側(cè)涂有無機富鋅防腐涂料，同樣對底圈壁板也進行了相應(yīng)的防腐蝕處理。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)油罐底板穿孔漏油之后，然后進行了清洗油罐并檢查；在罐內(nèi)底板和底圈壁板的300mm以下的部位發(fā)現(xiàn)有不同程度的防護層“氣泡”，“起皮”和“脫落”等現(xiàn)象，嚴重的裸露的金屬部位有腐蝕的坑點，用2鎊重的手錘敲打即可將底板給“擊穿”。在底圈壁板300mm以上的部位防護層基本完好。從對腐蝕情況的分析，儲罐內(nèi)底

49、板和底圈壁板300mm以下的部位的腐蝕產(chǎn)生主要有以下的幾種原因：</p><p>　　2.2.2.1 原油</p><p>　　由于原油儲罐中含泥沙和水，鹽氧化混合物，含有氫和原油將存在氯離子，硫酸鹽還原菌和其他真菌硫化物腐蝕造成。</p><p>　　2.2.2.2 罐體原因</p><p>　　由于罐底的坡度采用1.5%，會發(fā)生腐蝕大多

50、在邊緣板與中幅板搭接處的附近，從調(diào)查的結(jié)果來看待腐蝕，并在這個過程中，油罐將會受油流沖刷的運動速度以及方向的影響，一定程度上在油罐進油口一側(cè)的圓弧半徑上，腐蝕面積相當(dāng)大，而且越來越嚴重。</p><p>　　2.2.2.3 施工質(zhì)量</p><p>　?、?油罐在建設(shè)的過程當(dāng)中，有隱蔽工程質(zhì)量的缺陷，例如浮船支架，加強板與罐底焊接時不完全焊接或沒有進行真空泄漏檢測，結(jié)果使得加強板和底板接觸

51、面，因無法實施有效的保護而造成腐蝕。</p><p>　?、?油罐外圍的基礎(chǔ)，是圈梁混凝土澆筑的，圈梁基礎(chǔ)是由素土、砂墊層以及焦油砂墊層所組成的，但由于基礎(chǔ)土的密度尚未達到《規(guī)范》的要求，將會發(fā)生不均勻沉降在油罐投用時，雨水無法排出，從而導(dǎo)致油罐腐蝕。</p><p>　　⑶ 在噴砂除銹的過程當(dāng)中存在的局部地方清理不徹底，石英砂噴涂后不符合防腐涂料，涂料的規(guī)格和噴射速度未達到《鋼制儲油罐噴

52、砂除銹規(guī)程》的要求，這出現(xiàn)在“氣泡”，“剝離”和“脫落”的現(xiàn)象，進而導(dǎo)致腐蝕罐內(nèi)底板和底圈壁板300mm以下的部位。</p><p>　　2.2.3 腐蝕的特性</p><p>　　電化學(xué)腐蝕是油罐內(nèi)底板腐蝕的主要特點，由于腐蝕性溶液和油罐底板的相互接觸，原電池腐蝕發(fā)生在罐內(nèi)底部的某些位置上；坑點腐蝕和其他多種形式的腐蝕現(xiàn)象，但隨著時間的推移，將逐漸加速腐蝕的速度，將繼續(xù)增加罐底腐蝕的面積

53、率，腐蝕坑將加深，嚴重的時候會導(dǎo)致罐內(nèi)底板穿孔漏油。</p><p>　　2.2.3.1 酸性水溶液的電化學(xué)腐蝕</p><p>　　油罐底板一方面是由于質(zhì)量的缺陷, 可能會有一定數(shù)量的氣孔和夾雜在板材內(nèi)局部形成，另一方面受到外力的碰撞，從而導(dǎo)致一些硬傷產(chǎn)生在金屬的表面，而在因為一些防腐和除銹處理當(dāng)中的某些質(zhì)量的原因，油罐在生產(chǎn)投用后首先將會破壞局部的防護層，造成裸露的金屬，由于油罐底部因

54、油品中含有一定的水分以及溫差等其他因素，當(dāng)水分與油品中一定量的酸性物質(zhì)結(jié)合之后，酸性溶液也就此產(chǎn)生。進而再與裸露的金屬相作用，形成腐蝕電池，腐蝕也由此而產(chǎn)生。</p><p>　　2.2.3.2 微生物腐蝕</p><p>　　電化學(xué)腐蝕也包含硫酸鹽還原菌以及其它細菌的腐蝕，罐底的無氧環(huán)境給這類腐蝕創(chuàng)造了非常有利的條件，由于其適宜環(huán)境，極易生成硫酸鹽還原菌，從而引起了線狀或針狀的細菌腐蝕。

55、</p><p>　　2.2.3.3 氫損傷</p><p>　　在腐蝕的過程當(dāng)中，溶解后的金屬離子水解產(chǎn)生氫離子，氫離子還會滲透和擴散向金屬或金屬與涂層之間，從而使一部分氫離子滲透到金屬的晶格之中，而另一部分會積聚在金屬缺陷內(nèi)，形成氫分子且不容易釋放出來，從而導(dǎo)致了金屬脆化，滲透到金屬與涂層之間的氫離子會積聚成氫分子，因此氣泡就在金屬與涂層之間形成了，進而導(dǎo)致涂層的剝離。</p&g

56、t;<p>　　2.3 靜電引發(fā)的爆炸事故</p><p>　　油品在儲運的過程中引起的靜電事故災(zāi)害在西方國家1930年就有相關(guān)的文獻報道，但是真正引起人們的重視卻是在20世紀50年代之后，因為發(fā)生了一些較難解釋的神秘火災(zāi)和爆炸，給石油儲運行業(yè)造成了相當(dāng)嚴重的損失，于是迫使人們不得不對它進行探索。1956年開始投入了大批人力物力對石油靜電進行全面的研究，殼牌石油公司在試驗當(dāng)中首次再現(xiàn)了靜電事故發(fā)生的

57、過程，初步探索到了石油靜電的規(guī)律。</p><p>　　由于儲運行業(yè)的不斷更新發(fā)展，油品的流量和流速也在不斷的提高，由此引起的靜電事故也就會越來越多。據(jù)美國的統(tǒng)計，1960—1973年之間發(fā)生的石油儲運靜電事故高達116起；其中原西德1962—1973年之間發(fā)生的靜電引起的油罐火災(zāi)事故有22起；而中石化銷售系統(tǒng)在最近這20年之間，共發(fā)生靜電引起的爆炸著火事故多達20多起，占事故總數(shù)的10%以上。</p>

58、;<p>　　眾所周知，石油靜電事故破壞性相當(dāng)大，影響面較廣，因此，對靜電事故的分析和預(yù)防已經(jīng)成為石油儲運系統(tǒng)當(dāng)中安全技術(shù)的一個突出性的問題。</p><p>　　2.3.1 問題的出現(xiàn)</p><p>　　1987年10月29日凌晨1點左右，浙江省某油庫發(fā)生了一起煤油爆炸起火事故。當(dāng)時油庫主任和泵工在對3號罐車作了最后檢查后，通知裝有1000t煤油的油船開始開泵卸油。1時0

59、4分，油庫主任和泵工在5號罐前面聽到3號罐內(nèi)有“噼噼啪啪”的聲響，油庫主任立刻叫泵工趕快去泵房打電話通知碼頭停泵，而自己先去3號罐想看個究竟，但當(dāng)泵工跑出防火堤，油庫主任走到3號罐跟前時，只聽到轟地一聲巨響，3號罐發(fā)生了爆炸，罐內(nèi)約100t的煤油全部流出，整個防火堤內(nèi)已是一片火海。煤油沿著排水溝流出了防火堤，引燃了泵房的門，接著又將高架罐和發(fā)桶間等場地引燃。3號罐爆炸后約10min，2號罐（存有汽油248t）也發(fā)生了爆炸，當(dāng)時的火場面積

60、約達7000m2，共燒死1人，重傷1人，輕傷7人，油料損失約652.66t，導(dǎo)致直接經(jīng)濟損失約68.36萬元。</p><p>　　2.3.2 原因分析</p><p>　　事后經(jīng)過專家的仔細檢查與詳細分析，認定這一次的事故是屬于靜電所引起的爆炸事故。一是3號罐在1984年更換過罐底與第一圈板，施工的時候在壁板1.45 ～2.3m處留下了許多突出10mm左右的焊瘤，形成了放電極。進油時油品

61、的液位高度約為2.132m，液面與焊瘤之間剛好存在著一個適宜進行放電的間隙，二是卸油泵的壓力則為452Kpa（4.6kg／cm2），內(nèi)流的速度為3.148m／s，煤油的電阻率在1010～1014Ω／cm間，具有相對較高的靜電產(chǎn)生的能量。在適宜的條件下，油面與焊瘤間將會發(fā)生放電，放電產(chǎn)生的能量引燃了油面上面的油蒸氣，從而產(chǎn)生了強烈的爆炸。</p><p>　　2.3.3 油品產(chǎn)生靜電的特性</p>&

62、lt;p>　　a) 在管線當(dāng)中油品流速的二次方將與油品流動時所產(chǎn)生的流動電流和電荷密度的飽和值成為反比；當(dāng)油品為層流之時，其流速只與產(chǎn)生的靜電量成反比，并且管線內(nèi)徑的大小與其無關(guān)，當(dāng)油品為紊流之時, 流速的1.75次方與其產(chǎn)生的靜電量成反比，并且管線內(nèi)徑的0.75次方與其成反比。</p><p>　　b) 摩擦次數(shù)的多少以及摩擦力的大小影響油品的帶電量。管線的內(nèi)壁粗糙，從而增大與油品的接觸面積, 也會增加沖

63、擊和分離的機會,相應(yīng)的增大流動電流。</p><p>　　c) 油品與水混合時，當(dāng)他們在管道流動，或者混合，噴射在油罐之中都將會增加帶電的危險性。當(dāng)油品與水混合，其中1%至5%的時候最危險最危險。</p><p>　　d) 一般而言，越高的油溫，電荷的產(chǎn)生量也將會越多。</p><p>　　e) 較高的相對濕度下，會產(chǎn)生的靜電荷量也會較少。</p>&

64、lt;p>　　f) 油品當(dāng)中含有雜質(zhì)時，靜電荷也將會顯著的增加。</p><p>　　g) 油品的電阻率在1010～1012Ω／cm范圍內(nèi)時, 極易產(chǎn)生靜電。</p><p>　　h) 絕緣性或非金屬的管道會比金屬管道產(chǎn)生的靜電要多，即使將管線接地，靜電荷也會積累一定的數(shù)量。</p><p>　　2.3.4 靜電的危害</p><p>

65、　　a) 火災(zāi)和爆炸。靜電引發(fā)的最大危害就是火災(zāi)和爆炸。靜電放電時的火花能量，若已周圍的最小點火能量的燃料，它可能會導(dǎo)致爆炸或火災(zāi)的發(fā)生。</p><p>　　b) 對人的危害。靜電震擊之發(fā)生在一個瞬間，電流通過人體，人體將會受到瞬時電流的影響，表現(xiàn)在三個主要方面的危害：直接損傷，二次損傷以及精神壓力。</p><p>　　3 浮頂油罐安全問題的預(yù)防措施</p><p&

66、gt;　　3.1 靜電的預(yù)防措施</p><p>　　3.1.1 減少靜電荷的產(chǎn)生</p><p>　　a) 油品流速的控制。國內(nèi)對油罐的裝油的實驗表明：在為2.6米／秒的平均流速時，油面的電位測得值為2300V，在為1.7米／秒的平均流速時，油面的電位測得值為580V。因此，減少油品靜電產(chǎn)生的有效措施則為控制油品的流速。</p><p>　　b) 控制進出油方式。

67、GB13348-92《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》當(dāng)中第513條規(guī)定，油品的進油口與出油口必須靠近油罐的底部。實驗結(jié)果表明，底部進油所產(chǎn)生的靜電量與頂部的噴濺裝油所產(chǎn)生的靜電量之比為1:2。頂部裝油還會致使油面局部電荷較為的集中，放電反應(yīng)極易發(fā)生，因此油罐頂部裝油要比底部裝油危險很多。</p><p>　　c) 防止不同的油品混合，以防止空氣或水混入油品當(dāng)中。用壓縮空氣將其石油調(diào)合是極其危險的。另一種危險的現(xiàn)象是將

68、重油混合物含有汽油或其他輕質(zhì)油放入油罐，這會導(dǎo)致事故頻發(fā)。據(jù)國外的資料記載，汽油儲罐裝柴油所發(fā)生的事故中靜電火災(zāi)高達60%：事故原因除了混油所帶來的靜電引起的，還因為柴油以及燃料油等都屬于低蒸氣壓的石油產(chǎn)品，其閃點全部都在38℃以上，在正常的情況下，他們比閃點溫度低，不是火災(zāi)危險性運輸，但如果裝有低閃點油品的油罐被注入該種油品時，由于重質(zhì)油將會吸收輕質(zhì)油的蒸氣，所以輕質(zhì)油的蒸氣會相應(yīng)的減少，即油罐中混合氣體減少，由于輕質(zhì)油蒸氣的減少，使

69、混合氣體到達爆炸濃度。這時如出現(xiàn)火源(如靜電放電)即可引發(fā)爆炸。因此，為了保證油庫的安全，防止不同產(chǎn)品的混合油，在油罐換裝油品前一定要進行徹底的清洗。</p><p>　　d)在經(jīng)過油品過濾器時要有足夠多的漏電時間。過濾器是一種靜電的發(fā)生源，為了避免油罐當(dāng)中被注入大量的電荷，過濾器的油品出口管線的長度要有一定的保證或給油品足夠的揮發(fā)時間，等電荷泄漏掉之后再注入油罐中。通常規(guī)定油品在經(jīng)過過濾器時要有30秒以上的緩和

70、的時間。</p><p>　　3.1.2 加速靜電泄漏, 防止或減少靜電積聚</p><p>　　3.1.2.1 接地和跨接</p><p>　　油品作業(yè)區(qū)以及罐區(qū)的管道與油罐，油罐上面的金屬部件，管道與管道及其附件必須要按照標準要求設(shè)置跨接以及接地設(shè)施。</p><p>　　a) 泄漏設(shè)備靜電電荷的有效措施之一是接地。接地電阻一般要兼顧防雷

71、接地的要求，接地電阻必須小于10Ω。</p><p>　　b) 跨接也是確保系統(tǒng)中各個部分都處于接地狀態(tài)的措施。浮頂油罐的浮頂，管線法蘭之間，零部件與管線之間，管線與設(shè)備的活動連接部分等處的跨接電阻全都不得超過0.03Ω。如果超過5個法蘭的連接螺栓，則你可以不用進行跨接設(shè)置，但是法蘭間的接觸電阻都不得超過0.03Ω。</p><p>　　3.1.2.2 添加抗靜電添加劑</p>

72、<p>　　油罐的接地只能夠去除油罐外壁上的電荷，但由于油品的電導(dǎo)率相對較小，油品的內(nèi)部及其表面的電荷很難依靠接地來泄漏?？轨o電添加劑雖然不是“抗”靜電，但是我們在加入微量的添加劑時，可以增大油品的電導(dǎo)率至十倍甚至百倍，使電荷缺乏有效的積聚，從而縮短了靜電泄漏時間，消除靜電危害。</p><p>　　3.1.2.3 設(shè)置靜電緩和器</p><p>　　靜電緩和器是一個安裝在管

73、道上的金屬容器，可以視為是一個管線段被擴大了直徑。該裝置可以降低進入油罐前帶電油品的流速，以增加一個相對而言較長的停留時間，這個時間內(nèi)管壁會接收大部分的電荷，從而導(dǎo)向地面，從而進入油罐中的電荷被大大的減少。</p><p>　　3.1.2.4 設(shè)置靜電消除器</p><p>　　靜電消除器又叫做靜電中和器，它是一個減少或者去除帶電體電荷的裝置。人體靜電消除器必須安裝在油罐頂部的采樣口以及油

74、罐的扶梯口附近。</p><p>　　3.1.3 消除火花放電</p><p>　　從人體帶電，工藝的操作以及設(shè)備的設(shè)計選用等方面所考慮產(chǎn)生放電的可能性，嚴格的規(guī)范個體防護用品的配備，嚴格的選用裝油鶴管，嚴格的控制裝油操作以及延遲時間，從而杜絕了火花放電。</p><p>　　a) 消除油面電荷的局部集中放電。防止油面上有浮游導(dǎo)體或者油品的液面上方有金屬突出物，如墊

75、片，量油筒，液面計浮子等金屬物件，否則，大量的電荷會在液面處積聚，容易發(fā)生放電。</p><p>　　b) 消除摩擦和碰撞火花。必須要采用有色金屬制作量油孔口，一定要采用防爆工具來開啟油罐孔。裝卸油的時候防止鶴管頭部與油罐撞擊而產(chǎn)生火花，防止殼體因油泵空轉(zhuǎn)而造成過熱。</p><p>　　c) 消除電氣火花。罐區(qū)電氣設(shè)備因短路，漏電，過載等電弧，火花，容易點燃油品或油蒸氣。因此，電氣設(shè)備必

76、須達到規(guī)定水平，并嚴格按照標準進行安裝。</p><p>　　3.1.4 防止爆炸性氣體的形成</p><p>　　為了防止爆炸性氣體混合物的形成，防爆呼吸閥應(yīng)該被安裝，進油采取密閉，有條件的還可以將惰性氣體充滿油面空間。</p><p>　　3.2 油罐腐蝕的預(yù)防措施</p><p>　　3.2.1 選用合格的材料制作油罐</p>

77、;<p>　　由于硫化氫的原油含有硫化氫和有機酸等雜質(zhì)，會對鋼鐵材料產(chǎn)生腐蝕，和鋼的質(zhì)量有一定的關(guān)系，鋼鐵材料中的化學(xué)成分，雜質(zhì)含量以及鋼的強度等其他的因素全部都會影響到鋼鐵的腐蝕大小，所以油罐使用質(zhì)量合格的鋼材生產(chǎn)將是非常重要的。要選擇擁有合格證的廠商來作為供應(yīng)商，檢查和材料的鋼材供應(yīng)商資格認證報告一來對鋼材供應(yīng)的檢查，超聲波檢測和采樣板的外觀。</p><p>　　3.2.2 制定合適的焊接工藝

78、</p><p>　　油罐在生產(chǎn)過程中的殘余應(yīng)力會隨著使用時間的加長而對油罐產(chǎn)生一定程度的破壞，特別是在焊縫的位置，影響區(qū)以及其他薄弱環(huán)節(jié)極其容易產(chǎn)生裂紋。殘余應(yīng)力和腐蝕媒介將會相互的影響，從而鋼材的腐蝕速度被加快。在進行焊接的過程中，一是要進行多次焊接，一般要求3到4遍之間成形，從而使前一層焊接在一起一條縫柱狀晶體之后，熱影響轉(zhuǎn)化為相對較小的晶粒，二是應(yīng)該使用較小的焊接能量，使焊接的焊縫獲得良好的韌性，從而降低

79、裂紋產(chǎn)生的趨勢，三是應(yīng)在油罐底部焊接軸向角焊縫時采用較小焊角的對稱焊，從而減少或消除焊接應(yīng)力的產(chǎn)生，四是要在焊接處進行敲擊來去除應(yīng)力，特別是多層焊的第一層。</p><p>　　3.2.3 對油罐進行有機防腐</p><p>　　根據(jù)油罐腐蝕的特性，我們應(yīng)選定油罐的加熱器，外壁，底板以及1.5米以下的內(nèi)壁板做相應(yīng)的有機防腐。首先要清理干凈防腐部位的表層的灰塵，外壁罐體的底漆則用紅丹防銹漆，

80、用富鋅漆作為底部0.2米以下的面漆，用紅丹防銹漆作為底板1.5米以下的加熱器以及內(nèi)壁的底漆，而面漆則用富鋅漆。陽極保護涂層是富鋅漆，當(dāng)涂層被破壞的時候，周圍的鋅將會保護缺口暴露的鐵。另外，則需要用道路瀝青做油罐基礎(chǔ)與底板接觸的一面的表面防腐。</p><p>　　3.2.4 電極保護</p><p>　　一般采用犧牲陽極保護法，即在金屬表面?zhèn)鬟f陰極電流，以此造成陽極溶解速率降低，從而達到防

81、止腐蝕的目的。為了實現(xiàn)陰極保護，一是我們必須先收集設(shè)計參數(shù)，其中包括環(huán)境條件，電流密度的保護，保護區(qū)的面積，油罐金屬結(jié)構(gòu)以及陰極保護系統(tǒng)的使用時間等。二是選擇保護系統(tǒng)以及保護參數(shù)，計算電流的大小，保護系統(tǒng)規(guī)格和布局的各個部分的設(shè)計，從而使電流均勻分布在油罐金屬的表面。該系統(tǒng)安裝時必須要堅固可靠，更換方便。最后，進行定期檢查，安裝若干個測試點到陰極保護系統(tǒng)當(dāng)中，以察覺潛在的危險，以此來保持系統(tǒng)的正常運行。</p><p

82、>　　3.2.5 加強運行控制</p><p>　?、?加強沏水。油艙水和污水的腐蝕在低分子量有機酸和硫化氫含量，與存留在油罐內(nèi)的時間有關(guān)。進入硫化氫濃度越高等腐蝕性介質(zhì)污水，剩下的時間越長，污水對有關(guān)就會產(chǎn)生較為嚴重的腐蝕。因此，在油罐正在運行時產(chǎn)生并排出的時間，正常情況下，應(yīng)該每天至少有一次排水，如果油品含水量太高，應(yīng)適當(dāng)增加排水的次數(shù)。</p><p>　　⑵ 加強管理油罐保溫

83、層的力度。對油罐的外保溫鐵皮定期的進行詳細的檢查，發(fā)現(xiàn)鐵鉚釘松動和脫落的需要及時緊固，發(fā)現(xiàn)，鐵皮的腐蝕十分嚴重，要及時的更換有裂紋的鐵皮。油罐的底部外保溫板邊緣應(yīng)保持5到15厘米的距離，如果水進入了保溫層，也會順著罐壁而流出，不會使底部保溫長時間的處于潮濕的狀態(tài)，進而腐蝕罐壁。</p><p>　?、?加強觀察。特別是新的油罐可以運行的初期投資，加強檢測油罐底板邊緣板是否造成沉降。如果有水，則他們已成功的放電，如

84、果沒有，則將排水溝的強度等基礎(chǔ)。</p><p>　　3.2.6 定期清理油罐</p><p>　　由于原油中含有很多雜質(zhì)，使油罐在運行的進程中將不可避免地要集中在其中的硫化氫和有機酸的雜質(zhì)，所有油罐將都被腐蝕，故而有必要對罐油進行清理定期，而對油罐的腐蝕，反腐蝕進行詳細的檢查。例如測量鋼板的厚度，對焊縫局部進行檢查，根據(jù)腐蝕的大小，采取相對有效的防腐措施，消除危險，以此保證油罐的安全。&

85、lt;/p><p>　　3.3 浮頂油罐沉頂事故預(yù)防措施</p><p>　　3.3.1 增加導(dǎo)向管數(shù)量</p><p>　　對浮頂?shù)膬A覆矩的影響比較大的時導(dǎo)向管以及量油管與最大風(fēng)向的不同的安裝方位。如果增加2根導(dǎo)向管在最大風(fēng)向浮頂?shù)膬啥?，則浮頂?shù)膬A覆就會受阻，使得量油管（或?qū)蚬埽﹥A覆彎矩減小。對于大型的儲罐來說，由于其徑向的距離較大，導(dǎo)向管的數(shù)量可適當(dāng)?shù)脑黾樱源藖?/p>

86、加強抗浮頂傾覆的能力，而浮頂沉盤事故處理而造成的經(jīng)濟損失將會遠遠的超出其增加的費用，因此此方法是既方便又經(jīng)濟。</p><p>　　3.3.2 按最大風(fēng)向兩端布置導(dǎo)向管及量油管</p><p>　　當(dāng)油罐的容量相對較小時，它仍然可以放在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的頂部，位于只有兩個導(dǎo)向管和量油管，但必須根據(jù)最大風(fēng)力與油罐實際間距兩端進行施工布局，預(yù)防夏季最大的風(fēng)力。這種反力矩力臂將會增加浮頂導(dǎo)管抗風(fēng)力度的百

87、倍以上。</p><p>　　3.3.3 提高導(dǎo)向管（或量油管）剛度</p><p>　　量油管以及導(dǎo)向管的變形的主要原因是由于剛度的不足，這可以以增加導(dǎo)向管以及量油管的壁厚或直徑來預(yù)防該類事故的發(fā)生，從目前的上端固結(jié)和下端自由改為兩端固結(jié)（或下端固結(jié)，上端可軸向移動）。</p><p>　　3.3.4 在浮頂上加設(shè)定位環(huán)</p><p>　

88、　我們現(xiàn)有的浮頂罐，若干數(shù)量的限位塊均勻分布在浮頂?shù)南虏浚薇谂c浮頂?shù)目臻g是其徑向尺寸的兩倍，徑向尺寸的浮頂與罐壁接觸時會具有抗浮頂罐壁和影響其中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，從而傾覆浮頂，限位塊放置在風(fēng)力最大傾覆力矩產(chǎn)生的位置，加大了浮頂?shù)膬A覆力，產(chǎn)生一些負面影響。如果在該部位的上面放置限位塊，它則具有一定的靈活性，并可使力矩相反，以此來減小浮頂?shù)膬A覆力，而另一方面，因為限位塊的靈活性而吸納了一部分罐壁之間的撞擊能量，減緩狂風(fēng)下浮頂所收的沖擊力，使動態(tài)

89、負載系數(shù)下降，而不是產(chǎn)生一個不穩(wěn)定的浮頂損害。</p><p>　　3.3.5 在浮頂外隔艙上加設(shè)連通管</p><p>　　在發(fā)生暴風(fēng)雨的時候，由于浮頂?shù)膬A覆從而導(dǎo)致中央排水管以及緊急排水管失去了原有的各項功能，使大量的積水積聚在浮頂?shù)纳戏降淖畲箫L(fēng)向上，它是浮頂破壞的重要因素之一，因此需要及時的排除。如果浮頂周圍的最外層部位對夏季最大風(fēng)向區(qū)域加設(shè)適當(dāng)數(shù)量的連通管到油罐的浮艙上，將浮頂上的

90、積水通過連通管及時的排出油罐，減少外部負載浮頂形成的積水，消除了浮頂損壞造成的一個重要因素。</p><p>　　3.3.6 設(shè)計封閉式隔艙</p><p>　　我們現(xiàn)有的浮頂油罐都是非封閉式隔艙，各司洞入口主要涉及機械快速蓋板，當(dāng)在發(fā)生事故的條件下，容易使雨水注入隔艙內(nèi)，增加了浮頂?shù)呢摵桑訌娏顺另敭a(chǎn)生的條件。浮艙頂板和浮艙隔板大多數(shù)用焊接連接，如果其中一個艙內(nèi)有油或水的混合物，當(dāng)超過焊

91、縫時，多余的混合物必然溢出艙外，同樣加強了沉頂產(chǎn)生的條件，如果液貨艙內(nèi)浮頂建筑物或單位的設(shè)計師，使浮花師和頂?shù)装逯g的焊接，只要有這么沉浸在液體一個艙壁，將盡一切浮船被同樣數(shù)量的液體浸入將有一個浮頂沉沒。</p><p>　　3.4 浮頂油罐的優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　3.4.1 單浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計改進</p><p>　　隨著浮頂油罐設(shè)計的日趨成熟，浮頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)

92、化是其主要的表現(xiàn)之一。</p><p>　　早期所設(shè)計的浮頂結(jié)構(gòu)，浮艙和單盤的連接方式，就是在浮船的內(nèi)側(cè)焊接一個角鋼圈，通過角鋼圈的過度，以此將浮船與單盤連接，船艙以徑向桁架的加強為主（如圖1所示）。但是這種結(jié)構(gòu)的不足之處是，由于單盤與浮船底板是由角鋼過度連接，結(jié)構(gòu)并不連續(xù)，存在著形狀的突變，在制造和使用過程當(dāng)中都會產(chǎn)生相應(yīng)的附加應(yīng)力，使浮頂整體的受力不均勻；由于船艙內(nèi)以徑向桁架為加強，使浮船軸向的整體剛性不是很

93、足。所以不利的受力條件與偏弱的整體剛性，極易使浮頂結(jié)構(gòu)在使用過程當(dāng)中產(chǎn)生變形，進而影響油罐的使用時間。</p><p>　　為了解決這個問題，在浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計之中從兩個方面對其進行了改進。</p><p>　　3.4.1.1 對浮船加強方式的改進</p><p>　　浮船的加強方式主要還是以徑向桁架為主體，從而造成了浮船的剛性不足。我們?yōu)榱嗽鰪姼〈膭傂?，可以將徑?/p>

94、桁架加強為主改為桁架環(huán)向的布置，徑向可以用船艙板加強，如圖2所示，以此來增強浮船的軸向剛性。</p><p>　　3.4.1.2 浮船與單盤連接方式的改進</p><p>　　為了改善浮船和單盤之間聯(lián)接處的應(yīng)力分布，使浮盤與單盤成為了一個整體，在設(shè)計上將浮船的船艙底板與單盤設(shè)計成一體（如圖2所示），簡化了連接的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　改進后的浮頂結(jié)構(gòu)的船艙底板與

95、單盤形狀相連續(xù)，不存在著突變，受力條件也會得到相應(yīng)的改善。</p><p>　　3.4.1.3 浮船底板﹑單盤一體式制造工序</p><p>　　浮船底板和單盤設(shè)計為一體化之后，其制造工藝將會根據(jù)鋼板拼接的形式不同，擁有兩種可選的形式。</p><p>　　一種方式是，將船艙底板進行徑向排板，船艙底板與單盤之間可以采用環(huán)形板來進行過度連接，如圖3所示，這種方式的優(yōu)點

96、在于加工制作方便，船艙和單盤可以分別進行制作，不足之處是材料的利用率偏低。</p><p>　　另一種方式則是，在制造時將船艙底板與單盤作為一個整體來進行考慮，在充分考慮材料的利用率的前提下，進行混合排板，如圖4所示。這種方式的優(yōu)點在于可以最大限度地提高鋼板材料的利用率，降低材料成本，不足之處就是制造難度稍大，浮艙底板與單盤需在罐內(nèi)搭建好的臺架上進行統(tǒng)一的混合排板，臺架的搭建也必須考慮底板的坡度，因為底板的坡度是

97、取決于臺架的坡度的。</p><p>　　3.4.2 大角焊縫的焊接方式</p><p>　　大角焊縫即為罐底圈壁板與底邊緣板的T型內(nèi)角焊縫,此部位則為油罐罐體的高應(yīng)力集中區(qū),也是事故的多發(fā)區(qū)域。油罐在進油后,罐壁在靜液柱壓力的作用之下，將會產(chǎn)生很大的環(huán)向應(yīng)力，使罐壁軸向伸長沿半徑方向向外擴張,而罐壁的下端由于受到罐底的牽制或約束，從而無法沿半徑方向發(fā)出產(chǎn)生高應(yīng)力。此外，隨著罐內(nèi)液位的升降

98、，該焊縫周圍的底板產(chǎn)生了一定的彈性變形，有可能會產(chǎn)生高應(yīng)力低于周循環(huán)疲勞破壞。因此該焊縫則不能是全焊透的結(jié)構(gòu)，而且節(jié)點剛性也不能夠太大。通過對焊縫的結(jié)構(gòu)、焊接的工藝和無損檢測等方面的綜合考慮，從而采取了如圖5所示的圓滑不等邊角的焊縫結(jié)構(gòu)，從而降低了相應(yīng)的峰值應(yīng)力，使其具有一定的柔韌性。【9】</p><p>　　圖5 大角焊縫示圖</p><p>　　3.4.3 油面控制</

99、p><p>　　采用雷達液位計與計算機相連的自動檢測、記錄并且統(tǒng)計液位高度以及容量，而測量的液面高度誤差則僅為±1mm。因此這對于大型油罐的計量尤為的重要，也是對高低液位報警器進行相對有效的補充，同時也提高了油罐的相對安全性。</p><p>　　3.4.4 浮頂油罐的罐壁設(shè)計</p><p>　　通過對國內(nèi)外的主要油罐的標準進行了仔細的分析和計算比較，最后還

100、采用了國際上通用的美國API650中的“變設(shè)計點方法”來進行設(shè)計，另外還參考了“10×104m3浮頂油罐的應(yīng)力實測與分析”和“大型油罐的罐壁設(shè)計”等相應(yīng)的資料。從實測的結(jié)果可知，大型油罐的最大應(yīng)力，不會在最下一圈壁板上，而是在216～316mm之間。而又由于我們對第一二圈的縱橫焊縫也進行了100%的射線探傷檢測等等，所以其焊縫的系數(shù)應(yīng)取110，因此控制第一圈壁板厚度和第二圈壁板厚度之差不得超過5mm。使罐壁的環(huán)向應(yīng)力更加的接近

101、實際應(yīng)力，并且不能超過260M Pa，并且分布均勻。既提高了油罐的使用安全性，又經(jīng)濟合理。</p><p>　　3.5 安裝液位監(jiān)測系統(tǒng)</p><p>　　我國現(xiàn)在的石油生產(chǎn)與日常的加工過程當(dāng)中需要把原油儲存到儲油罐之中，儲油罐中液位的測量也是非常的必要的，為了準確的測量原油的存儲量則需要準確的測量油罐的液面高度。儲罐液位更是原油集輸工藝的重要參數(shù)之一，準確地測量儲罐液位將是儲運系統(tǒng)信息

102、管理的重要依據(jù)之一。油罐儲油計量是油品業(yè)務(wù)中的一項極為重要的組成部分，其目的是在于正確的測得儲罐容積、內(nèi)部存儲液體介質(zhì)的質(zhì)量、油品含水率等等實施監(jiān)測液位的高低、對液位的上下限進行及時的報警，連續(xù)進行監(jiān)視作業(yè)過程并進行調(diào)節(jié)，使得液位始終保持在所要求的高度。實現(xiàn)對油罐的自動計量，以此來達到測量的及時性、準確性以及高效性的目的，不僅能夠滿足平時的正常作業(yè)與應(yīng)急保障，還可以相應(yīng)的減少工作人員的勞動強度，以便及時的提供決策數(shù)據(jù)，以此來提高油庫自動

103、化信息管理水平?！?】</p><p>　　本人找到了一個既經(jīng)濟又合理的液位監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)及功能劃分, 可分為傳感器、主控系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)三大部分。</p><p>　　3.5.1 傳感器的設(shè)計</p><p>　　油罐液位傳感器監(jiān)測系統(tǒng)將使用圓柱形傳感器，接地的是外鋁管，玻璃管內(nèi)裝有被分成多節(jié)的內(nèi)鋁管，其中與電容器形成了極點。隨著內(nèi)外鋁管之間的介質(zhì)變化，改系

104、統(tǒng)將隨之改變。將一個精確的熱敏電阻安放入第五節(jié)的內(nèi)鋁管里，因此，油罐內(nèi)的即時溫度的變化會被該裝置及時的記錄，如圖6所示：</p><p>　　圖6 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 </p><p>　　在任何電容器的充電和放電的工作，充電曲線相應(yīng)的特定部分被填充一些高頻脈沖，但是填入的脈沖的數(shù)量應(yīng)該與其電容值成正比，與該節(jié)的液位高也同樣呈正比，如圖7所示。同樣，通過熱敏電阻測量的溫度變化進行適當(dāng)?shù)?/p>

105、充電，溫度發(fā)生變時，熱敏電阻也會發(fā)生變化，充電時間常數(shù)也會改變脈沖填充數(shù)的一些變化。最后，把脈沖數(shù)全部轉(zhuǎn)換成二進制值，以載波的形式來輸出該二進制的數(shù)值。傳感器的簡化控制框圖如圖8所示。</p><p>　　圖7 充電示意圖</p><p>　　圖8 傳感器控制框圖</p><p>　　本系統(tǒng)由于電子線路的設(shè)計精巧，將會具有如下六大特點:</p>

106、;<p>　　(1) 電容值與計數(shù)值將呈理論線性關(guān)系。</p><p>　　(2) 計數(shù)值與電源的電壓無關(guān)，不會隨著電源電壓的變化而進行波動。</p><p>　　(3) 載波的輸出將有利于加大信號的傳送距離，傳送的距離可以大于1公里，仍然是數(shù)字傳播。</p><p>　　(4) 為了提高測量的精度，該系統(tǒng)的電容測量采用了多級測量。</p>