浮盘一体化让储罐更安全

不锈钢箱式全浸液高效密封浮盘和油气抑制技术，走在了储罐改造前沿。

2020年12月28日，国家生态环境部和国家市场监督管理总局联合发布了GB20950—2020《储油库大气污染物排放标准》。这项新标准，相较以往对储油罐VOCs排放方面的管理要求更加细致和严格。鉴于此，国内石油化工行业包括成品油销售企业在内的各单位，迫切需要提升其储油罐设备的安全性和环保性，以满足新标准的要求。

对此，隶属于中国石油甘肃销售分公司（以下简称甘肃销售分公司）的甘肃华兴石油工程有限责任公司（以下简称华兴公司），研制了一款满足新标准要求的储罐浮盘产品，且在改造过程中可以达到环保、安全要求。在2024年中国创新方法大赛上，华兴公司的储罐浮盘一体化改造方案获得了二等奖。

实施过程

甘肃销售分公司管理的13座成品油分输油库，普遍需要5年进行一次清洗作业。以往，在成品油储存油罐的清洗作业中，特别是容量较大的成品油储罐的清洗作业中，要面临各种棘手问题。诸如，油气浓度难扩散、高浓度油气泄漏对工作人员造成不可逆的伤害甚至威胁生命，油气极易挥发造成环境污染。

对此，华兴公司于2021年初对甘肃销售分公司所管辖的13座成品油储运油库进行了充分调研。调研发现，各储油库所使用的浮盘等附件设备为铝制浮筒式浮盘，如果继续使用在对挥发性有机物排放管控和储罐安全运行等方面均难以满足国家最新标准的要求。因此，华兴公司决定依照最新的国家标准和技术规范，结合甘肃省内各油库储罐的实际改造需求，组织技术人员研制并生产符合当前政策要求的全浸液浮盘。

不锈钢箱式全接液高效密封浮盘研究内容

内浮盘油罐可行性分析及对应的环保需求。一是浮盘设计与运行方案。从GB50074《石油库设计规范》与SH/T3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》等国家及行业标准的具体要求、浮盘的浮力、刚度、强度等方面进行可行性分析论证，参考API650规范，优化浮盘设计与生产方案，判断其在安装与运行中是否具有可操作性和可维护性，分析浮盘质量保障方面的措施是否完整。

二是浮盘的环保性。通过采集浮盘的实际运行数据，对其运行过程中的VOCs排放数值和储罐内的压力系统是否变化、油罐监控系统与量油装置正常运行等方面的数据进行整理和收集，分析设计与生产存在的偏差，研究浮盘的适应性，确保浮盘在控制VOCs排放等方面能够满足国家环保政策的强制标准。

三是浮盘的可靠性。主要从浮盘在运行过程中是否会存在沉盘的隐患、浮箱连接和其密封设备是否可靠，防旋转设备和导波管等附件能否有效运行，能否保障浮盘质量、降低运行风险等方面进行研究，以及浮盘自身的耐火与抗爆性、设计运行方案的安全性方面确定其安全性评估是否能够达到设计目标。

油罐密封系统、浮盘监控系统和量油装置。

一是油罐监控装置。设计使用甘肃销售分公司自有的油罐自动监测技术，安装油罐监控装置，监控其能否有效实时监测浮盘在储罐内的运行状态，以及改造后罐顶的VOCs排放值。

二是油罐液位仪与量油装置的运行。对液位仪和手工计量导向管进行合并优化设计。检测设计方案中，增加的柔性囊套能否减少密封泄漏点、限制储罐的VOCs排放，是否需要在浮箱上设置定位滚轴，使浮盘升降工作时导向更加精准和顺畅。

三是大补偿密封的可靠性。设计浮盘与罐壁采用大补偿密封+二次密封的具体密封方式，分析实际需要的补偿量；研究浮箱与浮箱间的可靠连接方式，是否能够保持浮箱下部连接处的密封处于油面以下；极端情况下，如浮盘上方着火等情况下能否保持密封完好，提高安全保障性能。

油气抑制技术研究内容

储罐浮盘一体化改造技术中的核心技术，为华兴公司自主研制的油气抑制技术。针对在储罐清洗过程中遇到的问题，华兴公司从开展储罐清洗任务前便致力于寻找对油气浓度有效的控制方案及材料。

经过走访与调查，华兴公司计划研制一套用于将专用抑制剂雾化分解的专用装置，并配合使用油气抑制剂，进一步提高工作效率，降低对储罐清洗与恢复运行的时间。

一是油罐抑制技术的选择和优化。探究不同类型的油气抑制技术。在石油石化行业立式储罐清洗方面，进行油气抑制技术的选择至关重要。不同类型的抑制技术在应对油库油罐清洗作业中存在着各自的优缺点。其中，通过评估通风降解、惰化气体抑制和化学抑制等多种技术在油库油罐清洗中的适用性，有助于确定最合适的技术方案。

评估不同油气抑制技术的适用性时，需要考虑清洗作业的具体情况，包括油罐的大小、类型、存储物质的性质及周围环境条件等因素。综合考虑各项因素，选择最适合的油气抑制技术，可以最大程度地确保清洗作业的安全性和效率。因此，华兴公司研究人员在进行实际应用时深入探讨了每种技术的适用范围，以及在特定清洗场景中的优势和局限性，为油库和加油站油罐清洗作业提供科学可行的技术解决方案。

优化油气抑制技术。为了在油库油罐清洗过程中更加有效地抑制油气的爆炸和火灾风险，优化和筛选较为适合的油气抑制技术是一项至关重要的工作。这一过程旨在提高抑制技术的适用性，确保其能在储罐清洗作业中高效、可靠地应对潜在的作业风险。

二是年度研究目标，包括调研国内油品储运行业中对储罐清洗的具体市场需求，以及横向比对各种现有不同的挥发油气处理方案。同时，针对市场上已有的类似产品和技术进行询价，对这些产品的信息进行数据采集、信息汇总和整理，以全面了解市场对油气抑制技术的实际使用需求。

系统地研究和分析了国家和行业标准、法律法规条款对储罐油气抑制技术的要求。通过深入了解和解读这些要求，编制了一份详尽的技术研发方案，重点关注储罐清洗过程中密闭空间内油气浓度的处理方法、人员作业安全防护措施等问题。主要目标是确保应用油气抑制技术能够符合危险化学品安全管理行业标准，并满足环保要求，以提供安全可靠的油气抑制解决方案。

根据已经汇总的资料，编制储罐抑制清洗方案和作业人员安全防护管理制度。组织公司内部及第三方权威机构的专家，对储罐清洗方案中可能遇到的各种突发状况及技术方案的可行性等进行分析和论证。

为了确保油气抑制技术能够满足使用需求，华兴公司进行了模拟分析，模拟开始抑制后罐内油气浓度的降低状况。通过分析和模拟，确保油气抑制技术的设计与实际使用需求的目标相符，保证工艺稳定性和抑制剂选型的合理性。

对国内储罐清罐市场进行调研、询价和设备组件采购，编制用于开展油气抑制清罐作业的预算资料，进行工艺设备的实验与试点清洗工作；在有储罐清洗作业需求的汽油储罐内进行试点清洗，检测其运行效果，收集试运行罐内油气浓度LEL值并进行分析；组织第三方专业检测机构，对清罐过程中产生的无组织排放废气进行采样和分析，收集整理检测报告和安全性评估报告等资料；将用于油气抑制剂雾化的专用雾化装置进行专利申报；完善油气抑制技术研究资料的编制工作，组织进行试点项目完工验收。

具体参数

不锈钢箱式全浸液高效密封浮盘产品的基本信息

产品名称：不锈钢箱式全浸液高效密封浮盘（以下简称浮盘）

产品类型：不锈钢加工产品

产品功能：浮盘是一种通过浮力使之随储罐液面升降而升降的覆盖在油罐内液面上的节能环保设备，能够减少储罐内介质挥发，降低损耗，节约能源，保护环境。

产品性能：浮盘具备耐火性（可以承受超过2h燃烧测试后依旧保持不沉盘、不变形的状态，可以保证正常升降）、抗爆性（经过爆炸压力0.8MPa的爆炸测试后无开裂、扭曲现象，可以保证正常升降）、安全性（安全性评估论证结果表明，浮盘满足现行安全标准规范要求）、抗拉性（极限值13.7KN）、抗压性（极限值36.1KN）、抗变形（极限值5.11KN）和抗剪切性能（极限值10.43KN），均通过了2.2KN集中载荷不变形的测试。

产品规格：标准箱体的规格为长2998mm×宽538mm×厚200mm，采用“隔舱式”设计，材质厚度为不低于1.2mm的S304不锈钢材质，内部采用井字梁加强结构。浮盘的整体尺寸，根据储罐内部使用面积分别进行定制安装。

该产品的结构形式属于全浸液式浮盘。其浮箱的质量较为轻量化，需要具备良好的抗震性和耐火性，且在安装阶段具有施工简便、维护便捷等特点，同时能够很好地保证降低储罐VOCs排放管控的作用，能够替换当前全国各储运油库中普遍采用的非全浸液式浮盘。

油气抑制技术的基本信息

产品名称：油气抑制技术

产品类型：一种用于油库和加油站储罐清洗的设备及工艺流程

产品功能：通过空压机产生压缩空气，使用专用设备将纳米材料抑制剂雾化形成的纳米分子结构的气体送入油罐；纳米材料抑制剂分子迅速覆盖罐体表面，对附着在罐壁的油气分子产生抑制作用。罐内原残存悬浮油气通过临时排气管排出。罐内可燃气体浓度LEL降低至安全范围内，从而达到安全作业的条件。油气抑制分子可以在油气分子和水分子外围，形成带分子头和分子尾的分子团。当油气抑制分子包裹完全后，形成头尾相接的抑制分子稳定结构，达到抑制油气分子扩散的作用，从而降低安全风险、提高作业效率。

产品性能：通过现场实践检验，该技术可以有效节约污废处理费用，解决了清洗油罐时危险性大、耗时长、VOCs无组织排放和污废多的问题。以临洮油库清洗的5000m³油罐为例，可以使VOCs排放达标。相较于传统清罐方案，单罐固废物由原来的15吨减少到0.2吨，单罐节约污废处理成本4.5万元；采用纳米油气抑制技术清罐所需时间为原来的20%；油罐清洗过程中产生的污废量为原来的10%。

产品规格：油气抑制专用抑制剂5L/桶；专用雾化设备（空气压缩机及连接管线）流量为4.6m³/min以上、压力为0.6～0.7Mpa等等。

施工案例

不锈钢箱式全浸液高效密封浮盘施工业绩：华兴公司的不锈钢箱式全浸液高效密封浮盘产品，在甘肃销售白银分公司白银油库2000m³储罐的工程试点应用，随后陆续在甘肃销售分公司武威油库、柳园油库、临洮油库、山西侯马油库和浙江和孚油库等单位开展应用，相继完成38具储罐浮盘改造项目。

华兴公司结合储罐浮盘改造市场价格的对比数据发现，自主生产的浮盘在改造过程中具备明显的质量与价格优势，改造总罐数达到38具，已经取得成果转化销售总额为4150.39万元。

油气抑制技术研究并成功应用以来，先后在甘肃省内和省外多个油库进行推广应用，具体情况如下。

2019年，在甘肃销售临洮油库和甘肃销售张掖油库成功完成了抑制清罐试点应用。

2020年，在甘肃销售金昌油库储罐清洗作业中完成了清罐推广应用。

2021年，在甘肃销售张掖油库浮盘改造作业中成功应用推广。

2022年，在甘肃销售白银油库、武威油库和柳园油库浮盘改造项目中进行应用推广。

2023年，在甘肃销售临洮油库、山西销售侯马油库浮盘改造项目中进行推广应用。

2024年，在甘肃销售平凉、白银油库和浙江嘉兴油库浮盘改造项目中进行推广应用。

本文图片均由华兴公司提供

责任编辑：曲绍楠