油管基础知识.docx

油罐基础知识 
油罐的含义理解起来很简单，就是内部放置油料、以及其他可以存储东西的装置。 
拱顶油罐是油库中应用最广泛的油罐类型。 一、拱顶油罐的结构 拱顶油罐由罐顶、罐壁、罐底及油罐附件组成。 拱顶中心为圆型中心顶板，由中心顶板向四周呈辐射 状，为多块扇形顶板相互焊接而成。罐直径大于15米 时，为加强罐顶强度，在顶板上要增设加强肋。 罐顶与罐壁项部圈板的连接部位不仅承受铅垂压力，同 时也要承受环向压力或环向拉力。为了增强罐体上部 的钢度，罐顶圈板的端部必须加强，但罐壁与罐顶结 合处的强度必须减弱，其目的在于一旦油罐发生爆炸， 可以先将该处炸开，保护罐底和罐壁不受损害，油品 不外泄，从而减少火灾范围。因此，建议采用“弱顶” 结构。 
罐壁板与罐底边缘板结合处采用T型焊缝。此处因受 到弯曲力矩和剪力的共同作用而产生边缘应力，是油 罐易受破坏部位，因此必须保证T型焊缝质量。 二、罐壁钢板厚度计算 罐壁各圈板厚度应按每圈圈板的最大环向应力计算。 如果只考虑液体静压引起的环向应力，每一层圈板的 最大环向应力应在该圈板的最下端，但由于圈板连接 处的截面变化，使得各圈板最大环向应力移至距各圈 板的最下端30cm。 （4-1） 1 t = t 0 + 2 c0 + c 
式中：t——罐壁设计厚度，mm t0 ——罐壁计算厚度，
mm c0—钢板厚度允许负偏差，mm 
c——腐蚀裕量，根据油品腐蚀性能和对油罐使用年限的要求确 定。
 t0 = ρ g ( H 0.3) D 2*ς + （4-2） 
式中：H——所计算的那一圈罐壁板底边至罐壁顶端的距离。m ρ—— 储存油品密度。（注意取值） D ——油罐内径， m φ—— 焊缝 系数 ， 一般取0.9 计算所得设计厚度应按规定的钢板厚度间隔取钢板的标准厚度 值。同时考虑金属油罐稳定要求，罐壁厚度要求不得小于规定 的最小厚度，并且由于施工时很难对焊缝进行热处理，因此要 求限制罐壁的最大壁厚。 
钢板厚度间隔要求： 钢板厚度 mm 钢板间隔 mm 4~6 0.5 7~30 1.0 31~60 2.0 罐壁最小设计厚度 油罐内径 m 罐壁最小设计厚度mm D<12 4 12 ≤ D<15 5 15 ≤ D<38 6 38 ≤ D<60 8 D>60 9 表4-1 厚度 mm 4 4.5~5.5 6~7 8~25 26~30 32~34 36~40 钢板允许负偏差 mm 2001~2500 0.3 钢板宽度 
1001~1800 1801~2000 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 0.3 0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 
0.8 0.9 1.0 1.1 
例题：试按强度条件校核公称容积为5000m3的拱顶 油罐罐壁厚度。（所储油品密度850kg/m3、油罐内径 22m、φ=0.9) 已知：罐壁每圈圈板宽度1600mm，该罐圈板环向焊缝 搭接宽度均取两搭接圈板中较薄板厚的5倍。 由公式（4-2）有油罐计算厚度 t0 == 
ρ g ( H 0.3) D 2*ς + 1× ( H 0.3)× 22 2×16× 0.9  
= 0.76( H 0.3)  
代入H值可计算出各圈板计算厚度t0，列表4-2  
表4-2 各圈板有关数据 
圈板号底圈 2 3 4 5 6 7 8 9 t 12 11 9 8 7 6 5 5 5 H 14.07 12.53 10.985 9.435 7.875 6.310 4.740 3.170 1.600 H-0.3 13.77 1223 10.685 9.135 7.575 6.010 4.440 2.870 1.300  c0 
0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5  t0 
10.47 9.29 8.12 6.94 5.76 4.57 3.37 2.18 0.99
c 
1.1 1.31 0.48 0.66 0.94 1.13 1.38 2.57 3.76  
三、拱顶油罐基本尺寸确定（D、H） 在油罐容积一定条件下，直径和高度的尺寸可以有 多种组合，其中，总会有一种组合尺寸可使油罐建设 投资费最低或使油罐使用钢材最省。我国一斑是按钢 材耗量最省来确定油罐基本尺寸的。 当油罐容积较小时，油罐壁厚度取规定的最小壁 最厚，已能满足强度要求，这时整个罐壁厚度可取相 同的最小壁厚，此种油罐称之为壁厚油罐；当容积较 大时，罐壁厚度将随其所受油品静压力减小而由下至 上逐圈变薄，此类油罐称为变壁油罐（不等壁油罐）。 现介绍油罐容积一定的条件下，使耗钢量最省的 等壁厚度油罐基本尺寸的确定。  
假定罐壁厚度为t0，罐顶厚度为t1，罐底厚度为t2，则 罐壁、罐顶和罐底的耗钢量分别为： 罐壁： 罐顶： 罐底：  
Q 0 = 2π R H t0  
（4-2） （4-3） （4-4）  
Q 1 = π R t1
2  
Q2 = π R t2 2  
式中：R ——油罐半径，  
H——油罐高度，  
油罐总耗钢量为： Q  = Q 0 + Q1 + Q 2  
设： 则：  Q = 2π RHt 0 + π R λ 2  （4-5）  
因为油罐体积
V = π R2 H  得：  R =  V πH  （4-6） V  
Q 代入（4-5）式得： = 2t0 π VH + λ H （4-7） 实际上，在油罐各部分钢板厚度一定条件下，制造 等体积油罐所用的最小耗钢量是存在的。现在我们以 理论加以证明。 先将（4-7）对H进行求导，得 dQ dH  = t0 (  πV H )λ  V H2 λ 2V t0 2π  
（4-8） （4-9  
= 0 令 得 对（4-7）进行2阶求导得 dQ dH  H =  3  d 2Q dH 2  = t π VH 1 2 0  3 2
+ 2λVH  2  将 d2Q dH 2  H  =  3  t0 π 2  λ  2  V
代入上式得  =  3πt0 2λ  >0 3  
表明 再由式（4-8） 得  H =  λ 2V t0 2π  时Q有最小值，即最小耗钢量  t0 π VH = λ  V H 
式中左边为罐壁耗钢量一半，右边为罐顶和罐底耗 钢量之和。由此得出如下结论：当罐顶与罐底耗钢量 之和等于罐壁耗钢量一半时，油罐耗钢量最省。 将（4-9）代入（4-6）得： 则H/R= H/R= 3  R= =λ/t0  3 t 0V  πλ  
λ 2V t0 2π  ：  3  t0V  πλ 
即油罐耗钢量最省时，油罐高度与半径之比为罐顶、罐 底厚度之和与罐壁厚度之比。 当罐壁、罐底、罐顶厚度相等时，即to=t1=t2时，λ=2 to 此时H=2R  以上介绍的仅是耗钢量最省时，油罐尺寸的确定方 法。现在随着城市发展，人口增多，耕地面积越来越 少，因此，在决定油罐几何尺寸时，除了耗钢量外， 还应考虑油罐基础造价，土地费用及消防投资等，从 而得出油罐最佳直径和高度。
 四、罐壁稳定性校核 （一）侧压稳定概念 拱顶油罐除受到油罐内油品静压力的作用外，同时还 受到风力的作用，即风载或称侧压力。随着油罐容积 的增大，油罐抗风稳定性将逐渐减弱。当风载超过罐 体本身所能承受的压力时，罐体将失稳而产生倾倒、 吸瘪等事故。  
油罐吸瘪原因探讨 呼吸阀失灵 阻火器堵塞 发油速度过快 油罐储油量较少 天气原因 选型与匹配  
第三节 油罐附件 一、拱顶油罐附件 
1、进出接合管：位置（底圈）、数量与容积和要求有关 2、人孔、透光孔、排污孔和清扫孔 人孔一般安装在底圈下部。直径500~600mm其中心距罐底约 为700mm。 透光孔装于罐顶板上，一般设置在油品进出管口管线的上方， 直径500mm，距罐壁800~1000mm。 排污孔和清扫孔是为清除罐内污水及污泥而设置的；带放水 管的排污孔用于轻质油罐，清扫孔装于重质油罐底部，清扫时 可放出污水及清除罐内污泥。人孔与透光孔、排污孔、清扫孔 应尽量沿罐壁圆周均布，以便于通风采光。  
3、通气管、呼吸阀及安全阀 储存挥发性差的油品需安装同气管，以调节罐内气 压。通气管的型式及直径与进出接合管直径有关。 储存挥发性好的油品，需在罐顶部安装带防火器的 呼吸阀，以控制罐内气压。规定正压200mm水柱、负 压50mm水柱。为减少损耗在呼吸阀下边要求安装呼 吸阀挡板。 安全阀（液压透气阀）装于罐顶部与呼吸阀配合使 用。阀内应加入粘度小、挥发性差、凝点低于当地最 低气温的油品。 4、量油孔 量油孔用于测量罐内油品高度、温度及采样，为脚 踏式结构，垂直焊于油罐顶板上的平台附近。  
5、油罐附近管线 
（1）膨胀管 下端与油罐进出口阀门外侧的输油管道连接，上端装在油罐顶 板上，中间装有阀门，油管作业时，关闭阀门，防止串油。不 作业时，打开阀门。其作用是当输油管道受热温度升高时，管 内油料膨胀，可沿膨胀管输入油罐，防止附件破裂。
2）升降管 通过回转接头与出油接合管相连接，以卷扬机带动升降，可抽 取罐内任何部位的油品。一般只安装在润滑油或特种油油罐上。 （3）放水阀及放水管 安装于第一圈板下缘，弯口向下，口面距罐底版50mm。 （4）喷淋降温装置 由钢管、喷头等组成。装于汽油罐顶部，用于夏季喷水降温小呼 吸损耗。  
6、加热器 分局部加热器和全面加热器。局部加热器安装在进 出油接合管附近，全面加热器则安装在整个罐底上。 7、防火器及空气泡沫发生器 防火器由防火器箱、铜丝网和铝隔极组成安装于机 械呼吸阀的下面，防止火焰进入罐内。空气泡沫发生 器一般安装在油罐上部圈板壁上，也可安装在油罐顶 板边缘处。 8、储罐接地 金属储罐利用罐壁作为接地引下线。接地不少于两处。 9、盘梯及栏杆  
二、浮顶（内）储罐的附件 1、侧位人孔 （1）低位人孔 （2）高位人孔 2、浮顶人孔 直径450~500mm 3、隔舱人孔 4、膨胀管 作用同拱顶罐 安装方式不同 5、浮顶立柱： 检修和平时支撑注意使用方法的不同） 6、自动通气阀：（1）避免在用支柱支撑浮顶时，使罐 内的液体能继续输出。（2）防止负压损害浮盘。（3） 防止进油时浮盘卡住而损坏。 7、通气孔： 安装在内浮顶罐中央或（罐顶边缘）顶圈圈 板上，数量不少于 4个。 
8、量油管 （1）采用量油导向管形式 计量误差、 钢管制造（2） 浮子式液位装置 （3）浮盘上安装计量孔。 9、浮动梯子 10、中央排水管 11、紧急排水管 12、泡沫挡板 13、除蜡装置 14、搅拌装置 15、加强圈、抗风圈  
三、浮顶罐密封 1、机械密封（重锤式、弹簧式、炮架式） 缺点：存在气体空间，密封效果差、机械密封容易失灵并引起磨擦 导致火灾爆炸事故发生。 2、软密封：由密封胶袋、软泡沫塑料块，固定带及防护板构成。 3、密封结构 推荐二次密封 四、内浮顶油罐的管理 1、防止油品溢到浮盘上 2、定期检修内浮盘的密封 3、自动通气阀不能常开 4、防止静电导出装置松动、缠绕 5、定期检修清罐  
五、检查内浮盘注意事项： 检查内浮盘时，需进罐检查，由于作业期间， 罐内空间油蒸汽浓度较大，人进入油罐有窒息危险， 而且人员进入罐内也增加了燃爆事故的危险因素，因 此，作业期间不得进入罐内检查。如检查，应在油罐 停止作业12—24小时后，将位于罐底1.8米以下液位 时进行。检查工作至少应有2人参加，进罐之前，先 打开罐壁人孔和罐顶光孔，并测试罐内油气浓度，当 小于0.05%时，才能进罐。从罐顶光孔进罐要用梯子， 防止滑跌，并方便撤离，至少应有一人在孔口监护。
建议：经常到内浮顶油罐中进行检查  
第四节 卧式油罐 
优点 ：能承受较高的正压和负压； 有利于减少油品蒸发损耗； 可在工厂成批制造； 便于搬迁，机动灵活； 缺点：单位容积耗钢多； 油罐容积小； 占地面积大； 适用场合：小油库或加油站， 大油库储存小量 的润滑油和发 放 桶装油品。  
一、卧式油罐类型和结构 罐身为圆桶型； 罐壁相互搭接； 罐圈为单数； 加强环； 1、平底油罐 2、锥底油罐 3、球型底油罐 4、准球型底油罐 5、椭球型底油罐  
二、卧式油罐附件 人孔：设在卧式油罐罐顶，公称直径Dg600； 进出油短管：卧式油罐下部； 加强环：一般在支座处； 三、卧式油罐支座 材料：砖、石或混凝土（高度2m以下） 混凝土结构 （高度2m以下） 厚度：不小于30cm。 包角：不宜过小，通常取1200~1350  
判断油罐是否需要抗浮处理： 
油罐自重+覆土重量>整个油罐承受最大浮力  
四、油罐抗浮处理 1）在地下水位不是很高，土质比较坚实、干燥的地区， 加油站空间允许的条件下，可以采用减少卧罐的埋地 深度，在油罐正上方建一个沙（土）池的方法，并运 用砂垫层做基础。用抗浮计算公式算出需要埋地多深 油罐才不会被浮起，减少油罐埋地深度在油罐正上方 进行地面覆土。 2）当地下水位高，土质不好时建议采用混凝土或钢筋 混凝土做基础，这是加油站抗浮设计最常用的方法。  
五、油罐及其附件的安全使用要求  
卧式油罐 ——钢制、直埋，埋深根据计算 钢制、直埋，  
特点：减少蒸发损耗、扑救相对容易、防止积 特点：减少蒸发损耗、扑救相对容易、 聚油蒸气减少事故隐患。 聚油蒸气减少事故隐患。 地下油罐安全要求： 地下油罐安全要求： 防腐要求、抗浮要求、防静电接地、试压、如 防腐要求、抗浮要求、防静电接地、试压、 采用旧油罐还要考虑油蒸气浓度、罐壁壁厚、 采用旧油罐还要考虑油蒸气浓度、罐壁壁厚、 原来油罐附件性能等。 原来油罐附件性能等。  
油罐附件及管道附件使用要求 人孔：供安装、清洗油罐时人员进出及通 风排风用。其直径一般为600毫米，平 时人孔盖应盖紧。 量油孔：用于计量、采样及观察用。常用 量油孔的规格为DN100，量油孔设有铝 合金制作的专用量油槽，用量油尺测量 油料液面时，必须垂直并沿铝合金导向 槽向下测量，平时应关闭，更不许敞开 卸油。  
进油管与快速接头：管口距罐底200毫米。 制成伞柄状或切成45度角。 出油管与底阀：底阀距罐底100毫米。采 用双门底阀控制。（经常检查、防止渗 漏） 通气管与阻火器：通气管起到调节油罐 内部气体压力、保护油罐作用，考虑计 量、检修、收油等相互作用，要求每座 油罐必须设一根通气管阻火器要求定 期检查，防止堵塞。通气管上不允许安 装呼吸阀。  
思考题： 1、提高离心泵转速，其性能参数如何变化？ 2、 铁路在接卸轻质油品时易发生气阻现象，其造 成危害主要有哪些。 3、 解释油罐“弱处理”的目的。 4、 水运码头在选址时有哪些要求。 5、内浮顶油罐中浮盘立柱如何使用。 6、泵几何安装高度计算。 7、卧罐安装有哪些要求？ 8、油罐吸瘪有哪些原因？ 9、克服水击有哪些方法。 10、管道试压主要有几种方法？主要有哪些区别？  
油品蒸发损耗及降耗措施 第一节 油品蒸发损耗原理 一、蒸发是液体的表面汽化现象 
汽化与沸腾 
（一）饱和蒸汽压 （二）液体蒸发速度 液体的性质 液体的自由表面积 液体的温度 液面上液体蒸气的浓度 液面上气体压强 液面上空气流动速度  
二、油品蒸发损耗 1、按损耗原因分类 （1）自然流通损耗 （2）固定顶油罐的静止储存损耗 （3）收发作业的动液面损耗 2、按作业性质分类 （1）储存损耗 （2）输转损耗 （3）装车（船）损耗 （4）卸车（船）损耗 （5）运输损耗 （6）灌桶损耗