ｌ４２ 化工机械 ２０１５年 外浮顶罐改内浮顶罐的实践 张涛 李 娟 范德厚 （１大庆石化工程有限公司；２．大庆油田化工集团东昊公司油气处理分公司） 摘 要 对外浮顶罐改造成内浮顶罐的两种方案的技术性和经济性做了对比，并指出改造中应注意储 罐本体核算、基础核算、储罐附件修改及施工方案等问题。 关键词 外浮顶罐 内浮顶罐中图分类号ＴＱ０５３．２ 改造 Ｂ 文章编号０２５４—６０９４（２０１５）Ｏ１－０１４２－０２ 文献标识码立式圆筒形储罐是石化装置和储运系统的重 表１ 两种方案对比 要组成部分。近年来储罐逐渐向大型化发展，目 前国内自支撑拱顶最大为１０ Ｏ００ｍ ，网壳顶储罐 最大可达５０ ０００ｍ ，已建成的外浮顶罐最大为 １５０ ０００ｍ 。某炼厂汽油罐规格为￣ｂ２８４２２ｍｍ Ｘ １５８９５ｍｍ，由于浮顶长时间服役，单盘板腐蚀减薄 严重，出现过多次泄漏事故，严重影响安全生产。 由于时间紧迫，接到业主委托后笔者建议改造成 内浮顶罐。由此做了更换浮顶的两种方案的技术 性和经济性对比。 １ 两种方案的技术经济性对比 外浮顶改造方案总投资为１５３万元，内浮顶 改造方案总投资为１２８万元，后者比前者节省２５ 万元／台，若考虑到施工周期短带来的管理成本降 第一种改造方案为更换成外浮顶。外浮顶又 分单盘式和双盘式。双浮盘浮舱空间大，保温效 果好，但耗费钢材多，接近单浮盘的两倍，在有保 温要求的储罐中应用较多。由于该储罐介质为汽 油，本体原先也没有保温，故没有必要设双浮盘。 考虑仍做钢制单浮盘，浮盘设排水系统，需外 低等因素，则内浮顶方案的优势更明显，最终业主 方同意采用第二种改造方案。 ２ 内浮顶改造方案的具体实施过程 ２．１ 本体核算 增加罐顶后，储罐本体重量增加，储罐壁厚需 做重新核算。由于该储罐介质为成品汽油，腐蚀 购。浮盘内外表面均做防腐。缺点是浮顶对雨雪 等恶劣天气管理维护要求多，安全程度差。另外， 性轻微且储罐一直做防腐处理，经查看业主提供 的测厚报告，壁厚减薄均在原腐蚀裕量之内，因此 该储罐可继续使用。 ２．２基础核算 增加罐顶后储罐重量增加部分最终由基础承 受，故还应对储罐基础做重新核算。业主委托有 单浮盘结构复杂，供货、改造周期长。 第二种方案为将其改造成内浮顶。内浮顶为 铝浮盘。需要增加自支撑罐顶和检修浮盘的带芯 人孑Ｌ和梯子平台，局部改造盘梯、罐顶平台等附 件。加上罐顶后，可以避免雨雪等杂质进入罐内 污染油品，现场维护少、安全程度高。铝浮盘需外 购，浮盘结构简单，供货周期短，罐顶内外表面做 防腐。两种方案的具体对比见表１。 资质的检测单位对基础进行了局部检验，结果表 明基础可以正常使用。 ｛张 涛，男，１９８３年１０月生，工程师。黑龙江省大庆市，１６３７１４。 第４２卷第１期 化工 机 械 ｌ４３ ２．３ 附件修改 增加罐顶和铝浮盘后，一是需要增加检修浮 盘的带芯人孔和梯子平台；二是需要局部改造盘 的。在以后的安装过程中，瓜皮板采用对称安装， 罐顶重量将逐渐由罐壁承担，钢管支柱最后几乎 不承受罐顶重量。 梯、罐顶平台等附件，最终目的是使罐顶平台标高 降低，使操作人员出入罐顶方便；三是增加罐壁通 气孔。 ２．４施工方案 钢管支柱承受轴向压缩载荷，一是强度计算， 二是稳定计算。只有两者均合格，钢管支柱才是 安全的。钢管支柱材料为２０ 钢，常温下许用应 力为１５２ＭＰａ 。 内浮顶储罐的施工方案一般为倒装法，倒装 的施工顺序都是先组对顶圈壁板与拱顶，再预组 装下一圈壁板，然后利用充气、液压等提升方式提 起拱顶与焊接好的壁板，组装下一圈壁板并进行 钢管支柱承受的压缩载荷为： ＝Ｇ／Ｓ＝４４１０／（２１ｒ×１２６．５×８）＝０．６９ＭＰａ 小于常温下许用应力１５２ＭＰａ。 钢管轴向许用压应力计算方法为 ： Ａ＝０．０９４８／Ｒ＝Ｏ．０９４ ｘ ８／１２６．５＝０．００５９ 焊接，依此顺序逐圈向下施工 ］。但该罐为旧 罐，不能用倒装法。在安装罐顶时，由于罐顶为分 块瓜瓣式，共３６块，每块重量约９００ｋｇ。与施工 对应查得许用压应力为１６０ ＭＰａ，大于 。 故钢管支柱是安全的。 ３ 结束语 单位协商，采用中心伞式安装法，即在罐中心立起 一根ＤＮ２５０ｍｍ（ｔｈ２７３ｍｍ×８ｍｍ）的钢管支柱，下 经过初期的对比分析和最终核算，将外浮顶 面加一块￣３５０ｍｍ的垫板，上面临时固定好中心 罐改造为内浮顶罐后，至今已一年多，其运行状况 良好，证明该方案是可行的。本次成功的施工方 案可为同类外浮顶罐的改造提供借鉴。 参 考 文 献 ［１］米广生，董月功，刘继林．解析ｌ５万ｎｌ 储油罐施工 技术难点［Ｊ］．石油化工建设，２００５，２７（２）：１４— １７． 顶盖，然后由吊车吊起每块瓜皮板与中心顶盖焊 接固定。等剩最后一块瓜皮板后，将钢管支柱从 罐内吊出。这就需要对罐底承载能力和钢管支柱 进行核算。 在正常工作状态下，罐底板在＋３５０ｍｍ范围 内承受的介质压力为： Ｆ＝竹Ｘ０．１５ ｘｐｇｈ＝１０７９１Ｎ 假定第一块瓜皮板的一半重量由钢管支柱承 担（这样假设是偏于安全的），那么罐底板承受的 载荷为第一块瓜皮板的一半重量和钢管支柱重量 之和。即： Ｇ＝９００×９．８／２＋１Ｔ×０．２６５×０．００８ Ｘ １８×７８５０ ｘ ９．８ ＝７３４６Ｎ ［２］徐英，杨一凡，朱萍，等．球罐和大型储罐［Ｍ］．北 京：化学工业出版社，２００５． ［３］ＧＢ１５０．１～１５０．４－２０１１，压力容器［ｓ］．北京：中国标 准出版社，２０１２． ［４］ 郑津阳，董其伍，桑芝富．过程设备设计［Ｍ］．北京： 化学工业出版社，２００１． 由于Ｇ＜Ｆ，故安装第一块瓜皮板时，并没有 超过罐底在工作状态下的压力，因此罐底是安全 （收稿日期：２０１４－０５－２２） （Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ ｆｒｏｍ Ｐａｇｅ ８２） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｉｎｇ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｐｉｐｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｒｅｆｏｒｍｅｒ，ｂｏｔｈ ｓｔｒａｉｇｈｔ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｉｐｅｓ’ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｓｔｕｄｙ；ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅａｍ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｐｉｐｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｓｈｅｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｏｌｉｄ ｅｌｅ－ ｍｅｎｔ ｉｎ ＡＮＳＹＳ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｌｏａｄ，ｓｕｓｔａｉｎｅｄ ｌｏａｄ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｌｏａｄ，ｂｏｔｈ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＡＮＳＹＳ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ’ｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｗｉｔｈ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｄｅｖｉｃｅ
