浅谈大型储罐设计要点

（浙江省省直建筑设计院，浙江 杭州 310030）

浅谈大型储罐设计要点

李国新

（浙江省省直建筑设计院，浙江 杭州 310030）

本文通过对储罐设计的现状分析，介绍储罐的大型化发展情况，以及储罐的设计方法及构造，重点剖析储罐底与基础的配置，并总结储罐的防腐措施。

储罐设计；储罐大型化；设计方法及构造；储罐底与基础配置

上海洋山深水港区LNG储罐容量16.5万立方米，是我国目前最大的储罐，相对原来我国最大储罐15万立方米的容量来说，上海洋山深水港区LNG储罐的建成，说明我国储罐行业的水平日益提升。储罐在各行各业中都有它的身影，发挥着重要作用，有的行业如果没有储罐这一特种设备，就无法进行正常的生产运行。国家战略物资储备同样离不开各种容量和类型的储罐。

1 储罐的大型化

农民浇地所用的存水塑料容器，家家户户做饭用的煤气罐，煤矿企业用来储存精煤的煤仓等，这些其属于储罐。随着储罐的应用越来越广泛，储罐的大型化发展也相应被提上日程。

一般来说，大型储罐应用在石油化工企业。目前9,500座大中型储罐设备和超过1.95亿立方米的容量，成为关键性的能源储蓄中心，而且也加速着储罐行业的发展和壮大。但是，由于国内储罐行业起步较晚，相对于发达国家来说，有些技术还达不到建造大型储罐的要求。现场施工条件的不足,焊接技术水平的限制，钢板材质厚度的要求等制约着建造大型储罐。另外，若建造更大容量的油罐,材料运输、钢板焊接、起吊安装这些过程中,有一项生产过程出现事故，就会造成难以挽回的损失。因此储罐行业的进步发展需要先进的技术作为强劲支撑。

结合现状，我国从材料强度、施工技术、设计能力等多方面来看，已经取得了巨大进步，并且根据国内外的经济发展及国家需要建设大量的大型储备库情况来看，储罐生产的大型化将成为未来的发展方向。

2 储罐的设计方法及构造

2.1 储罐的设计方法

储罐的设计根据所要储存的物料来进行设计，需要考虑以下几个方面：

（1）储罐容量：结合现场施工条件与储罐建造使用的材料情况，根据经济效益来看，如果单台储罐达不到所需要的效果或者造成经济损失，可以建造多台储罐进行联合储存。

（2）储罐的设计压力与设计温度：储罐压力（封闭式储罐）指罐体强度和稳定性能承受的压力。其可以细分为：储存压力，根据储液性质如蒸汽压等，为了减少蒸发损失和污染而制定的压力；操作压力，应大于储存压力，因为要克服管道、阀门等装置系统的压力降；设计压力，考虑操作压力的波动和温度的变化等安全因素，应略大于操作压力。我国石油企业一般采用石油工业立式钢制焊接油罐BS2654(1973)规范，其要求为:常压正压75mm，负压25mm；低压正压200mm，负压60mm；高压正压560mm，负压60mm。储罐的设计温度指的是罐体金属温度，一般比操作温度低一些。非高温的储罐设计温度主要看环境最低的温度，因为环境最低的温度决定着罐体用钢板的选择。

（3）储罐的技术设计：由于国外储罐行业发展较早，其工程技术人员能够有一个较为宏大的材料库来进行储罐设计绘图。我国储罐行业虽然起步较晚，但也在进行相应的材料绘图设计库准备，相信将来储罐行业的技术发展定能达到发达国家的技术水平。

2.2 储罐的分类与构造

（1）金属储罐的分类：根据储罐顶部结构，可分为固定顶储罐、浮顶储罐。

固定顶储罐指的是罐顶周边与罐壁顶端固定连接的储罐，主要包括：自支撑式锥顶罐、支撑式锥顶罐、自支撑式拱顶罐等形式。浮顶储罐指罐顶随罐内液面变化而上下升降的储罐，浮顶包括外浮顶和内浮顶。

（2）拱顶罐的结构特点：拱顶罐也称自支撑式拱顶油罐，罐顶为球冠形结构，罐体为圆筒形，拱顶中间无支撑，荷载靠其周边支承于罐壁上。有带肋壳拱顶、网壳顶等结构。

（3）浮顶储罐的结构特点：顶部结构受罐内储存液位的浮力影响而升降，浮顶分内浮顶和外浮顶。从外观上看不见内浮顶的浮顶部分，而外浮顶正好相反，罐顶与罐壁是相焊的，是固定的。内浮顶的设计是在固定罐的基础罐内再加一个密封性的平顶结构，在平时平顶与罐内液体是始终相接触的。外浮顶是指罐顶随液体的高低而上下移动的，没有与罐壁相焊。固定顶：油品的挥发性大，但能抵御风雪沙等恶劣天气。外浮盘：油品挥发小，但是不能抵御风雪等，容易造成油品质量的损坏。内浮顶：兼具两者的优点，但造价成本较高，维修保养不方面。

另外，在储存介质上也有区别，通常小型储存原油使用拱顶罐，大容量的使用外浮顶罐，储存成品油用的一般是内浮顶油罐。内浮顶罐是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶部分，内部为浮顶部分。内部浮顶可减少油耗，外部浮顶可避免雨水、尘土等异物进入罐，这种罐主要用于储存航空煤油等轻质油品。外浮顶油罐的罐顶直接放在油面上，随油品的进出而上下浮动，在浮顶与罐体内壁的环隙间有随浮顶上下移动的密封装置。这种罐几乎消除了气体空间，因此油品蒸发损耗大大减少。

2.3 罐壁结构

目前国内外主要油罐规范允许的罐壁钢板使用厚度最大为45mm，按此计算，使用屈服强度490MPa的高强度材料所能够建造的油罐最大容量在20万立方米左右。在不突破罐壁钢板最大厚度同时还要达到提升容量的目的，可以采用双壁（或多壁）油罐。

2.4 储罐底板的结构

大型储罐罐底的结构型式和设计对储存液体的保存质量和储罐使用寿命起着举足轻重的作用，是储罐制作过程中十分重要的一环。因此，设计时要考虑储存介质的特点和储罐所使用的环境等诸多因素，一般在罐底除边缘板之外还有比边缘板薄一些的中幅板。

3 储罐底与基础的配置及储罐防腐措施

3.1 储罐底与基础的配置

储罐底板与基础是紧密接触的，因此当未充水沉降前罐底的结构和形状就决定基础的形状和结构形式。

基础的选型是储罐设计是否能达到安全、经济、合理的关键，应根据储罐的形式、容积、储存的介质、地质条件、储罐使用材料及施工技术等情况进行决定。储罐基础沉降标准参考DG/TJ08-2051-2008这一技术规范。

3.2 储罐的防腐措施

储罐的防腐是至关重要的，国内已经发生过多起因储罐罐壁锈蚀造成罐内介质外漏的生产事故，因此，对于储罐防腐，要根据实际情况来制定科学合理的防腐措施。储罐的防腐措施一般为除锈刷防腐漆。

除锈是否彻底是决定储罐防腐效果好坏的重要一环，彻底的除锈不仅可以保证防锈漆能够充分地与金属实际表面接触，防止可侵蚀性物质接触罐体，保证涂装的质量，对整个储罐的防腐效果起到重要的保障。

为了防止天气潮湿而使罐体再次上锈，需要及时对罐体进行防锈漆的涂刷。一般是防一调二，即刷一遍防腐漆，二遍调和漆。油漆与稀料一定要调和均匀。施工应按照一定的顺序进行，先上后下或先左后右等均匀地进行施工，确保涂层的均匀和附着力。另外，涂刷完毕后应及时进行检查是否有漏刷现像，如有应立即进行补刷。

4 结语

随着我国科技水平的发展，储罐行业必能奋起直追，达到发达国家的水平。

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