全接液蜂窝铝浮盘运行与检维修风险控制

魏列民，魏邦琦

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750021）

1 浮盘简介

常压内浮顶金属储罐是炼化企业储运系统的重要设备，内浮盘是储罐的重要附件，内浮盘较为常见的有碳钢制内浮盘、不锈钢制内浮盘、浮筒式铝制内浮盘、全接液蜂窝式铝浮盘等。全接液蜂窝式铝浮盘由箱体、蜂巢芯、浮盘骨架、边缘构件、高效弹性板、一次密封膜、舌型刮板、静电导出线、防翻转钢丝、负压消除装置等部件组成[1，2]。

2 全接液蜂窝式铝浮盘运行风险管理

2.1 浮盘升降频率的控制

浮盘升降转换频率不宜过高，浮盘密封是由囊式密封和大补偿密封组成，如果浮盘在每次收付油操作中，升降高度和时间太短，就会造成浮盘周边密封长时间处于上下翻转状态，浮盘周边密封不严，罐内油品大量挥发。为减少这种情况的出现，需要加大浮盘每次上升和下降的高度和时间，每次升降的高度不宜低于2 m，时间不宜少于4 h。

2.2 储罐进油流速控制

储罐投用或检维修后首次进油时，由于浮盘处于落地状态，浮盘和罐底之间有1.8 m 高的气相空间。在内浮盘下方罐底装有油品调合用的旋转喷头，每只喷头有6 只不同方向的喷嘴，油品调合泵的扬程大多在100 m以上，调合喷嘴的出口压力在1.0 MPa 以上，向浮盘方向的喷嘴喷出的油品击打在铝制浮盘上，非常大的概率会损坏浮盘，造成浮盘撕裂、塌陷（见图1）。因此，在内浮盘高度升到5 m 之前，严禁通过调合喷头收油。浮盘没有起浮前，收油流速必须控制在1 m/s 以下，浮盘起浮后，收油流速要控制在4 m/s 以内，防止流速过快引起静电聚集、放电。

图1 调合喷头对浮盘的冲击示意图

调合喷头流速的计算：若调合泵流量为200 m3/h，一只调合喷头有6 个喷嘴，每个喷嘴直径为50 mm，则油品出喷嘴线速度为4.72 m/s，大于浮盘安全运行参数要求，必须通过控制阀门开度、提高开启调合喷头时的储罐液位等办法，保证浮盘的安全运行。

3 浮盘的检维修风险管理

随着全接液蜂窝铝浮盘的广泛使用，这种结构的浮盘存在的缺陷也逐渐暴露出来，尤其是在损坏浮盘的拆除过程中，存在的巨大风险，还未引起从事储罐管理专业人员的足够重视，无论是国家规范还是企业导则，均未对这种浮盘的拆除提出具体要求。2018 年上海赛科“5·12”储罐全接液浮盘拆除发生闪爆事故后，中石化制定了《炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见》[3，4]，国家和行业规范对这方面的内容修订依然滞后，如《石油化工储罐用装配式内浮顶工程技术规程》还是2017 年版的。实践证明，储罐全接液蜂窝浮盘的拆除，并不是一种普通的检维修作业项目，而是一种需要集工艺、设备、安全等专业知识，管理要求极高的高风险作业，目前很多企业、很多设备管理人员还没有认识到这一点。

全接液蜂窝铝浮盘最大的缺陷是浮箱焊缝焊口容易开裂。浮箱加工时，对不到2 mm 厚的铝合金板进行焊接，需要焊工有高超的焊接水平，对作业环境、气温、湿度等都有较高要求；在搬运、安装、运行过程中，容易受机械损伤和应力作用，造成浮箱焊口开裂；浮箱在腐蚀介质的作用下，也会造成焊口开裂。

浮箱焊口开裂后，罐内油品进入浮箱蜂窝中，浮盘的浮力大大减小，造成浮盘变形、撕裂、塌陷，损坏的浮盘无法使用，必须进行更换。浮箱进油后，由于浮箱内部属于一个相对密闭的空间，无论是怎样对储罐进行清洗，采取怎样的蒸煮、置换措施，均无法将进入浮箱内部的油品完全清除。而浮盘的拆除，必然要在浮盘上进行打磨、钻孔作业，属特殊动火作业，风险极高。如何对存在的风险进行识别与消减，是设备管理人员和安全管理人员必须解决的问题。

4 浮盘拆除过程中的风险控制

4.1 强制通风

储罐在清洗结束，进行能量隔离、置换，开罐顶透光孔一个、罐壁中部人孔一个、罐壁下部人孔两个。罐顶透光孔接一台防爆气动轴流风机，向外鼓气；下部人孔附近接一台防爆气动轴流风机，通过鼓风带向罐内送风（见图2）。

图2 储罐通风置换示意图

4.2 浮盘密封的拆除

罐内氧含量、可燃气、有毒气体采样合格后，作业人员佩戴长管呼吸器进入罐内，由于受到罐内空间和出入口人孔大小的限制，不建议佩戴空气呼吸器进罐，发生意外后不能及时逃生。作业人员佩戴防爆刀片，将浮盘密封胶带从下部划破，首先从进出人孔的最远端开始划，直至进出人孔处。被划破的密封中的存油流出，一部分通过轴流风机的强制通风挥发出去，另一部分流到罐底板周边。从另外一只人孔处接消防水带向罐内注消防水，注意控制消防水的流速，防止产生静电聚集。消防水量不要过大，避免造成消防水的大量消耗。罐内含油污水从罐底排污口排出，通过含油污水回收系统进行有效回收。密封内存油和罐底板油污处理合格后，将浮盘的密封全部拆除移出罐外。

4.3 浮盘浮箱的拆除

浮盘浮箱的拆除分为两步：

浮箱的打穿：首先将储罐下部人孔全部封闭，向罐内注水，使浮盘起浮到罐壁中部人孔处。作业人员穿着防静电服、腰系安全绳、佩戴长管呼吸器，从罐壁中部人孔处进入到浮盘上部。从人孔最远端开始，用防爆风动钻配防爆钻头，将浮箱自上表面至下表面打穿，打穿的过程中要不停向钻头处浇水，防止打穿过程产生火花。浮箱内的集油通过打穿的孔洞流入浮盘下的水中。浮箱壳体常用材料为3003H18，厚度为1.5～2.0 mm，硬度较大，不易打穿。浮箱全部打穿后，重新对罐进行清理、置换，以便后续作业。

浮箱的拆除：浮盘主梁及压条常用材料为6063T5铝合金，主梁厚度2.0 mm，压条厚度为5 mm。紧固用铆钉材料为2B12 铝合金，规格为M6。自中部人孔处最远端开始，用防爆钻头将浮箱组件之间的铝合金铆钉钻掉，钻的过程中要不停向钻头处浇水，防止产生火花。卸开的浮箱要及时移到罐外，然后再开始卸下一块浮箱，直至全部卸完运到罐外。

最后拆除浮盘主梁、副梁、支柱、边缘构件、量油孔、人孔、高效弹性板、舌型刮板、静电导出线、防翻转钢丝、负压消除装置、计量孔等。

5 结语

全接液蜂窝式铝浮盘的应用，可以有效解决常压储罐油气挥发的问题，对大气环境治理起到很好的作用。同时，全接液蜂窝式铝浮盘也存在一些缺陷，在使用过程中和检维修过程中务必做好防范措施，避免事故的发生。