外浮顶原油罐存在问题及改进

外浮顶原油罐存在问题及改进

李伯林

(中国石化股份有限公司天津分公司炼油部油品作业部，天津市300000)

嗡要]近年来，国内原油储罐越来越向大型化发展，其结构型式也多为外浮顶罐。无论是设计还是施工，都已逐步规范化。天津石化某

库区于92年建成3座3x104m3(46000x19600)外浮顶原油罐，主要用于接卸海上原油，收付油作业比较频繁，从投用至今，都不同程

魔地存在一些问题。

p皂键词]浮顶罐；加热器；中央排水管；油罐密封；改进近年来，国内原油储罐越来越向大型化发展，其结构型式也多为

外浮顶罐。无论是设计还是施工，都已逐步规范化。天津石化某库区于

蜡、挡雨板的厚度较小、各层罐壁存在环向整体变形和局部凹凸变形等

原因，在油罐收油浮盘起浮的过程中，挡雨板常被卡住而卷入密封与罐3座3×104m3(046000X19600)外浮顶原油罐，主要用油，收付油作业比较频繁，从投用至今，都不同程度地存题。如加热器漏油，中央排水管漏油，油罐密封损坏等问题，，浪费了大量人力、物力。现将存在问题及处理方法予以

1加热器问题

外浮顶原油罐的加热器原设计为管束式加热器(图1)。该加热器

N40无缝钢管焊接而成。

存在问题：由于蒸汽及蒸汽中夹带的腐蚀性离子对蒸汽汇总管管冲刷腐蚀，该处的减薄速度大幅度提高，加之管束式允段

3X1O。m。原油罐加热器的蒸汽汇总管64个，使管壁穿孔几率增加。投用一段时间后三座罐相继出现改进：将原来的管束式分段加热器改为现在的“Q”形结构，每

(DN80)，每组进罐后分为双管并联绕罐内一阖(图1)蒸汽汇总管的直径变大：分汽管由由57×3．5mm增至

7mm，集汽管由巾108x4．5mm增至巾273×9mm。既减的流速，又增加了管子壁厚，蒸汽对管壁冲刷减薄的速率降

延缓了管壁被冲刷穿孔的时间，延长了蒸汽汇总管的使用寿

2)蒸汽汇总管数量明显减少，由原来64个减至现在的4个，加

安全可靠性提高：3)

“Q”结构的加热器，由由89X6mm的

弯曲成形，蒸汽在弧形盘管中的流动较平缓，减少了对管壁的“Q”形加热器结构简单，减少了焊口和蒸汽汇总管数量，不易发

3

C顶升降发生曲伸，金属软管图1管柬式分段加热器

图2“Q”形自口热器

2油罐密封问题

3X1

04m3外浮顶原油罐浮顶外缘环板与罐壁之间装有弹性填料密

该装置采用耐油丁腈橡胶作成袋状膜片，内装软泡沫塑料块，袋状膜片固定在浮船的外边缘板上，起到密封油气的作用

。

存在问题：经过几年的运行，密封经常损坏，其原因多是由浮顶引起的。油罐浮盘的挡雨板对密封装置遮阳防老化和防

6=O．75mm镀锌铁皮制成，多块镀锌铁皮相

成一周，一端通过销轴与浮盘边缘相连，另一端弯成一定

压紧装置作用下贴紧罐壁。由于袋状膜片的老化以及罐壁结

劳能力；卜

图3}争陛填料穗封装置

图4二次密封装置结构图

改进：在原密封基础上增／in-次密封来解决油罐的密封问题。二

(图4)。将原来6=0．75mm

6=2ram的镀锌板，增加挡雨板的强度；在挡雨板的

6：O．5mm的防蒸发膜，用来隔绝穿过一次密封

发；在挡雨板搭罐壁一端增加耐油橡胶刮板作为挡雨

接触面，依靠耐油橡胶刮板的弹性来增强挡雨板与罐壁问

i用连接板将各单块的

接成为一个整体，提高了挡雨板的整体强度，保证其不易损

3X104

m3原油罐的二次密封结构简单，便于安装。既解决了挡

U----次密封装置之间形成环

3中央排水管问题

中央排水管是浮顶储罐上必不可少的一种排水装置。其一端与浮3座

04

m。外浮顶原油罐的浮顶排水管均为钢管与金属软管混合结构

5)。每罐设置一组规格为DNl00的中央排水管，装有3根金属软1．1m，中间一根长2．Om，公称直径为DNl00，材质

8Ni9Ti。由于金属软管的弹性和抗外压能力较差，中央排水管随浮

(特别是靠近浮盘的金属软管)在频繁受拉用下产生塑性变形，出现疲劳破损，破裂处位于靠近10mm。除了金属软管泄漏外，图

图5中央排水管示意图

处理

法：1)选用质量可靠的金属软管，以增强金属软管的抗疲

2)适当加长金属软管长度，降低金属软管的(下转第283页)

281

壁之间将密封扎坏。导致原油渗入软泡沫塑半斗块中，密封失去原有的弹

性，密封效果降低，油品的蒸发损耗增大。

92年建成于接卸海上原在一些问被迫停运检修分述。

由D壁形成强大的加热器结构复杂，管子接头多，数量为多处穿孔，致使蒸汽回水中混入原油，既损坏设备又污染环境。

次密封是在原一次密封的基础上做的改进的镀锌板更换为个罐设两组盘管2)。该结构的加热器在加热面积不变的条件下有三个方面的优点：

下表面沿罐一周增加面的油气向罐外挥板与罐壁问的的密封，同时提高挡雨板抗罐壁缺陷阻力的能力巾159X缓了汽流低；同时挡雨板连坏。

命：热器的雨板失稳扎坏软密封问题，又在～次密封图示无缝钢管冲击破坏。

生冲刷腐蚀。九七年投用运行至今未发生任何问题。

形气体空间，有效地刚髓由气损耗。二次密封装置投用多年来，没有发

生任何变形，也未发现其它问题。

盘中间的集水槽连接，另一端穿过罐壁下部将盘面集水排出罐外。X

1(图管，上下两根长rl

和受压交变应力作浮盘金属软管上，沿周向破裂长度示法兰垫片处也发生了泄漏。

封装置，通过压条把(图3)的挡雨板变形雨、防尘作用。挡雨板由互搭接在罐内角度，在廑旦抖夔

轴向永磁轴承力的仿真研究

杨清华

(常州市广播电视大学，江苏常州213001)

c}简要]磁力轴承是利用磁场力将轴承无机械摩擦、无需润滑地悬浮在空问的一种新型高性能轴承。但由于磁轴承的部分不稳定．}生l而不能广泛应用。随着磁悬浮技术的不断发展，磁力轴承日益引起了人们的强烈关注，并且得到了大量的应用。

陕键词]永磁轴承；非线性；动力学；稳定模态

磁力轴承是利用磁场力将轴承无机械摩擦、无需润滑地悬浮在空

其中B：4．75×104n／m2，K，e项代表g=0时K，的特l‰

间的一种新型高性能轴承。但由于磁轴承的部分不稳定性而不能广泛应

用。随着磁悬浮技术的不断发展，磁力轴承目益引起了人们的强烈关

注并且得到了大量的应用。如图1a所示是由磁环组成的轴向磁轴承，

品倍。一堂坠卫竺式(2)可以表示为：

m

+m

型竖盟一塑堕巡m

(4)

它在径向是不稳定的，但作用在径向的不稳定力要比稳定的轴向力小的

其中=!i=2．58×104rad一2s-2

，n

多。本文采用数值分析方法来研究磁环的运动方程。

1动力学方程

2仿真分析

图1b为轴承加载后的示意图，所以质量／7／,：=m为的磁浮环在轴向

使用Matlab软件中的Simulink的动力学模块来解方程(4)。用该和径向的标准运动方程为：

软件建模，仿真并分析。

，碍+E=O

(1)，m+F=O

(2)

气隙g值很小的情况下，E和F的值几乎不受偏心e的影响，k：

为一定值，因此可以写出下式：E=跏m仍，g=gzcos,O．t，其中Q=

、／篮，＆：一孥。

誊厩髓圃

【参考文献]

图la轴向永捌舞血承

图lb车眭嘞Ⅱ载

【1】胡业发．基于结构动态特性的磁悬浮主轴系统研究IDj武汉：武汉理工大

根据具体的轴承实体，各项参数取R。=0．015m，尺。=0．0095m，

学，2001．

h=0．002m，辟=144T；磁环承受载荷W=18N(m=1．84kg)，gw=0．

【2】胡业发磁力轴承的基础理论与应用【M】北京：机械工业出版社，2()08．【3】闻邦椿等非线性振动理论中的解析方法及工程应用【Mj．沈阳：东北大003m。图中初始条件为g=0．0015m，e=0和e／g=e‘／g‘=O．25。

学出版社，2003．径向力F，(e)可以写成如下的多项式形式：

f4】SchweitzerG．Trax]era，Bleu]erh．虞烈译．主动磁轴承基础性能及应用PFK,e一1．63×10％2+2．05

X

1O”e3—0．903X1014e4(3)

【M列E京：新时代出版社，1997

(上接第281页)

减少非计划清罐检修的次数。这就要求在油罐的设计上尽可能合理，尽弯曲度来延长寿命；3)将石棉垫片更换为金属缠绕垫片。

可能应用最新的科技成果：在油罐的建造施工阶段，必须严格按设计和

4油罐防腐蚀问题

规范柿隹施工和验收，确保工程质量：此外，清罐检修时，必须全面、油罐的腐蚀状况决定着油罐的使用寿命。经02年1O月清理5样

认真地检查缺陷，改进由罐现存的不合理因素，在检修深度和检修质量罐后发现，该罐罐底和浮盘腐蚀隋况较为严重。罐底出现大面积点腐

上严格把关，确偶由罐在投入使用后，能长周期、安全、稳定地运行。

蚀，个别蚀坑深达4mm，而浮盘局部已经穿孔。原油含水一般在1％作者简介：李伯林，男，工程师，中国石化股份有限公司天津分左右，含有多种腐蚀性介质，对罐底腐蚀较大；罐顶局部由于存积雨公司炼油部油品作业部从事设备管理工作，1997年毕业于抚顺石油学水，腐蚀也很大。而罐壁内表面腐蚀很小，完全可以不做防腐处理。

院化工设备与机械专业，本科。

处理：1)对深度超过1．5mm的点腐蚀坑进行补焊，浮盘和罐壁

腐蚀面积较大部位在原板上再铺一块6mm钢板的进行补强，5#原油

【参考文献]

罐罐底补板约30m2，浮盘补板约15m：；2)对罐底和浮盘进行喷砂除f11郭光臣等炼油厂油品储运【M】．北京：中国石化出版社，1999锈处理，并使用附着性和耐水性好、导静电的防腐涂料。

【2】郭光臣等．油库设计与管理fM】山东：石油大学出版社，1991

5结语

3X

104m3原油罐的检修作业量大；检修工序繁杂，检修周期长，

需消耗大量人力、物力和财力，从企业整体经济效益上讲，要尽可能地

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