罐是用于储存液体或气体的密封容器,在工业装置中起着承上启下的作用,是石油、化工、轻工、冶金、电力等行业必不可少的基础设施。储罐的形式也是多种多样的,主要分类方法如下。
1. 按位置分类
地上储罐,罐的罐底位于设计标高士0.00及其以上,罐底在设计标高±0.00以下但不超过罐高度的1/2;地下储罐,罐内液位处于设计标高士0.00以下0.2m的罐;半地下储罐,罐埋入地下深于其高度的1/2,而且罐的液位的最大高度不超过设计标高±0.00以上0.2m;海上储罐;海底储罐;地下废坑道废矿穴改建地下的储库等。
2. 按油品分类
可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等。
3. 按用途分类
可分为生产油罐、存储油罐等。
4. 按结构分类
可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。
5. 按制造储罐的材料分类
可分为非金属储罐、塑料防震及软体储罐和金属储罐(钢壳衬里、铝及其合金等)。
6. 按大小分类
100m3以上为大型储罐,多为立式储罐;100m3以下的为小型储罐,多为卧式储罐。
7. 按温度分类
可分为低温储罐、常温储罐(<90℃)和高温储罐(90~250℃)。
8. 按设计压力大小分类
常压储罐(atmospheric storage tank),设计压力小于或等于6.9kPa(罐顶表压)的储罐;低压储罐,设计压力大于6.9kPa且小于0.1MPa(罐顶表压)的储罐;压力储罐,设计压力大于或等于0.1MPa(罐顶表压)的储罐。
其中,常压液体储罐有以下4种结构形式。
a. 固定顶储罐,适用于储存各类油品、化学品或其他液态物料,常采用弱顶结构(锥顶或拱顶)。
b. 内浮顶储罐,是在固定顶储罐内加设内浮盘。内浮盘可随罐内液面升降,消除罐内液体气化空间,以减少气相放空物料损失。常用于储存甲B、乙A类油品及化学品。
c. 外浮顶储罐无固定罐顶,只有可随液面升降的浮盘和罐壁。建造费用省,储存物料损耗低,适用于建造大容积储罐。由于储罐浮顶暴露于大气中,储存物料易被雨、雪、灰尘污染,因而多用于储存原油、燃料油等抗污染的大宗物料。
d. 常压卧式储罐,适用于储存小批量的物料。 其中,常见压力储罐有球罐。
9. 按罐壁结构分类
a. 单防罐。带隔热层的单壁储罐或由内罐和外罐组成的储罐。其内罐能适应储存低温冷冻液体的要求,外罐主要是支撑和保护隔热层,并能承受气体吹扫的压力,但不能储存内罐泄漏出的低温冷冻液体。
b. 双防罐。由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐都能适应储存低温冷冻液体,在正常操作条件下,内罐储存低温冷冻液体,外罐能够储存内罐泄漏出来的冷冻液体,但不能限制内罐泄漏的冷冻液体所产生气体的排放。
c. 全防罐。由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐都能适应储存低温冷冻液体,内外罐之间的距离为1~2m,罐顶由外罐支撑,在正常操作条件下内罐储存低温冷冻液体,外罐既能储存冷冻液体,又能限制内罐泄漏液体所产生气体的排放。
10. 按用途分类
原料罐区、中间原料罐区和成品罐区。罐区将连续稳定地供给主装置所需的各种原料,承接主装置的主要产品,并连续稳定地供给进一步深加工的下游产品装置或对外销售产品。罐区能在上、下游装置之间起到缓冲作用,当上、下游装置出现事故或停车时,利用罐区内储存的原料和罐区的储存能力,尽量使主装置不停车均衡地生产;反之,当主装置出现事故停车时,也可以通过罐区的储存能力保证上、下游装置维持连续生产。一个比较典型的完整罐区主要由储罐、泵、附属火炬、控制室、配电室、变压器室、风机室和安全消防设施等组成。
11. 按形式分类(图12.1),主要有以下类别
①. 立式圆筒形储罐。立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为以下两种。固定顶储罐和浮顶储罐。
a. 固定顶储罐
·锥顶罐。制造简单,但耗钢量较多,顶部气体空间最小,可减少“小呼吸”损耗。自支承。锥顶不受地基条件限制。支承式锥顶不适用于有不均匀沉陷的地基或地载荷较大的地区。除容量很小的罐(200m3以下)外,锥顶罐在国内很少采用,在国外特别是地震很少发生的地区,如新加坡、英国、意大利等用得较多。
·拱顶罐。在本书后面的内容有介绍。
·伞形顶储罐。是自支承拱顶的变种,其任何水平截面都具有规则的多边形。罐顶载荷靠伞形板支承于罐壁上,伞形罐顶的强度接近于拱形顶,但安装较容易,因为伞形板仅在一个方向弯曲。伞形罐顶在美国API650和日本JIS B8501罐规范中被列为罐顶的一种结构形式,但在国内很少采用。
·网壳顶储罐(球面网壳)。钢网壳结构形式在近代大型体育馆屋顶结构中已有成熟的设计应用,实践证明它具有足够的刚性和可靠性,显示了网壳结构罐顶具有广泛的推广和使用价值。
②. 浮顶储罐。在本书后面的内容有介绍。
b. 卧式圆筒形储罐。适用于储存容量较小且需压力较高的液体。
c. 球形储罐。适用于储存容量较大且有一定压力的液体,如液氨、液化石油气、乙烯等。
d. 双曲线储罐(滴形储罐)。自出现后由于结构复杂,施工困难,造价高,国内没建造过,国外也很少采用,实际上已被淘汰。
e. 悬链式储罐。在国内又称为无力矩储罐,这种国内在20世纪50~60年代曾建造过,但由于顶板过薄易积水,锈蚀遭损坏,目前已被淘汰。