拱頂儲罐緊急放空裝置的計算與選型.pdf

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1、第12期．J9．拱頂儲罐緊急放空裝置的計算與選型劉佳，蘇杭(中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司。北京100085)[摘要]立式拱頂儲罐已在國內外得到廣泛應用。國內外儲罐設計標準對立式固定頂儲罐在不同工況特別是暴露于火災情況下儲罐的緊急泄放能力提出了明確要求，推薦采用弱頂連接在不滿足弱頂連接的條件下應設置緊急泄放裝置以保證儲罐的安全。本文結合某項目實例依據(jù)國內外設計標準對儲罐是否為弱頂連接進行了判定，并計算了緊急放空裝置。[關鍵詞]拱頂儲罐；弱頂連接；緊急放空裝置；計算固定頂儲罐因其造價低、施工簡

2、便在國內外(4)結構形式按照圖F．2中的a．e石油石化行業(yè)中已大量應用[1】，特別是拱頂儲罐的(5)罐頂罐壁接頭橫截面積不超過A。罐頂接近于球形形狀的一部分，使其自支撐性好一一～且能承受較高的外壓力[2】，與錐項罐相比消耗鋼材一1390tan目，其中，DLs為罐壁和由罐壁、量少，在我國已建和在建的固定頂儲罐中占絕大罐項所支撐構件(不包括罐項板)的總重量多數(shù)。(N)，0為罐頂腳(。)。當儲罐遇到意外情況出現(xiàn)超壓時，有兩處要完全符合弱頂結構非常不易，首先斜度上最易遭到破壞：一處是罐底與最下一層罐壁連接要求，

3、拱頂儲罐頂?shù)陌霃皆?．8D一1．2D，起始的角的大角縫，另一處是罐頂與罐壁連接部分。若破度大大超過9．5。，把所有的拱頂儲罐排除在弱頂裂發(fā)生在罐底與罐壁的大角縫處，使易燃易爆儲的范圍內。大直徑的儲罐，由于內／J'b壓所需要的液外泄引發(fā)更為嚴重的次生災害；若破裂發(fā)生在截面積ALL較大，而弱頂需要的截面積A比較小，罐頂與罐壁的連接處，可使儲罐迅速泄壓避免了經常是矛盾的。直徑小的儲罐，弱頂所需要的截次生災害。因此，固定頂儲罐應盡可能設計成弱面積太小，經常采用最小規(guī)格的角鋼還是超過A頂連接結構[4】。我國大型儲

4、罐設計遵循GB50341—值。因此，對于此類儲罐的設計應考慮加裝緊急2003《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規(guī)范》[5(以泄放裝置。下簡稱GB50341)，國際工程項目大多遵循API根據(jù)API2000((VentingAtmosphericand650(WeldedSteelTanksforOilStorage))(以下Low—PressureStorageTanksNonrefrigeratedand簡稱API650)。這兩個儲罐設計標準都對弱頂連Refrigerated)(以下簡稱API2000)，在確

5、定儲接的條件進行了定義，其中GB50341在條文說明罐超壓或真空的原因時，一定要考慮以下幾點：中指出：構成弱頂?shù)臈l件，采用API650的規(guī)定，(1)液體出入儲罐；也即是兩個儲罐設計標準中對弱頂?shù)亩x是一致(2)由于天氣變化(例如壓力和溫度的變化)的。以下結合設計標準和工程實例對拱項儲罐弱引起的儲罐呼吸；項連接進行分析。(3)火災暴露；1儲罐設計標準(4)由于設備故障或操作錯誤而導致的其它情API650中對弱頂?shù)囊螅簩τ诖笥诘扔?5m況。的儲罐需符合以下規(guī)定：當油罐暴露在火災中時，排氣比率可能超過(1)

6、罐頂角斜度不超過2：12(9．5。)由正常熱效應和液體流動共同導致的比率。在這(2)罐頂支撐件不能與罐頂板連接作者簡介：劉佳(1985一)。男，河北任丘人，碩士研究生，中國(3)罐頂與包邊角鋼的連續(xù)角焊縫不超過5mm石油大學(北京)化工過程機械專業(yè)畢業(yè)，工程師。現(xiàn)在中國石油工(3／16in)。程設計公司北京分公司從事油氣田地面工程設計工作。20一■論文廣場石20油和化工設備一13年第16卷種情況下，儲罐的結構將決定是否需要提供附加的排氣能力。在一個按API2000標準中描述的殼體和罐頂連接不夠緊密的(弱

7、連接的)儲罐上，如果正常排氣能力不夠緊急排氣要求的話，蓋和殼體的連接會比其它連接更容易斷裂，然后超額的壓力會被安全地釋放。對于一個弱連接的儲罐，不用考慮任何附加緊急排氣要求，然而，附加的緊急放空口習慣用于避免連接失敗。儲罐設計者、規(guī)定通氣裝置的人員和通氣裝置制造商之間應進行協(xié)商，以確保通氣裝置和圖1儲罐罐頂與罐壁連接圖儲罐設計相符。通氣裝置的設定壓力和開啟壓力必須小于儲罐的設計壓力，以保證裝置有足夠的據(jù)后得到罐項與罐壁連接處滿足弱頂要求的面積不應超過606．72mm，而罐頂與罐壁連接處的抗壓流量。操作壓

8、力應低于設定壓力，以便當溫度變化或其他因素影響罐內氣相空間壓力時，使罐壓環(huán)面積應不小于628．32mm，顯然發(fā)生矛盾。因此能在正常范圍內波動。設定壓力和泄放壓力必須本儲罐頂部為非弱項連接，需要加裝緊急泄放裝置。常見的緊急泄放閥如圖2所示，此閥門設置在與儲罐設計和制造的標準要求相符。在正常條件儲罐頂部，根據(jù)設定的啟動壓力對閥門配重，使下，泄壓裝置必須有足夠的流量，以防止工作壓力超出最大允許工作壓力10％以上，在火災緊急情閥門在儲罐內壓到達設定