【正文】 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)要求： 本設(shè)計(jì)背景為：某化工企業(yè)需建 5000 3m 甲醇儲(chǔ)罐 4 只， 6 只 4000 3m 醋酸儲(chǔ)罐，建設(shè)地點(diǎn)位于貯運(yùn)碼頭罐區(qū)的預(yù)留地。另有一層辦公室 400 3m ，檢測(cè)分析室 50 3m ，配電房20 3m ，污水處理廠 200 3m ， 泵房 20 3m ，以及一汽車(chē)裝卸站。 完成工程的安全技術(shù)及管理制度設(shè)計(jì)： a、著重于物質(zhì)危險(xiǎn)性分析及安全衛(wèi)生措施及管理制度設(shè)計(jì)； b、著重于儲(chǔ)罐、管道及其它相關(guān)設(shè)備危險(xiǎn)性分析及安全附件的選擇、安全技術(shù)措施及管理制度設(shè)計(jì)； c、工程相關(guān)的其它安全技術(shù)設(shè)計(jì)，如開(kāi)停車(chē)、檢修維修及泄漏、火災(zāi)、爆炸事故的應(yīng)急處治技術(shù)和方案。 遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。 健康危害 對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻痹作用；對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊選擇作用，引起病變；可致代謝性酸中毒。因此，內(nèi)浮頂罐是降低固定頂貯罐物料蒸發(fā)損失最安全、最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)已廣泛用于儲(chǔ)存汽油、醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、苯類(lèi)等易燃易爆易揮發(fā)的液體化學(xué)品。 (4)因有固定頂能有效防止風(fēng)砂、雨雪或灰塵污染儲(chǔ)液 ,在各種氣候條件下保證儲(chǔ)液的質(zhì)量 ,有 “全天候車(chē)儲(chǔ)罐 ”之稱(chēng)。 甲醇儲(chǔ)罐為常溫常壓下使用，甲醇在常溫下對(duì)金屬腐蝕性極小，甲醇在碳鋼中的腐蝕速度為 ，所以罐體采用 Q235A鋼制造，其含碳量適中，綜合性能最好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合。按材料最省和按費(fèi)用最省兩種計(jì)算貯罐的經(jīng)濟(jì)尺寸，在不考慮基礎(chǔ)和土地費(fèi)用的情況下，對(duì)小型敞口貯罐和封閉貯罐是完全相同的。 H為貯罐高度； R為貯罐直徑； D為貯罐直徑 (內(nèi)徑 )； [σ]為材料許用應(yīng)力； ? 為焊接接頭系 數(shù)； S1為儲(chǔ)罐罐頂板厚度； S2為儲(chǔ)罐罐底板厚度； C1為貯罐罐壁單位面積平均費(fèi)用； C2為貯罐罐底單位面積平均費(fèi)用： C3為儲(chǔ)罐罐頂單位面積平均費(fèi)用。在確定貯罐的設(shè)計(jì)容積時(shí)，貯罐安全高度還應(yīng)考慮液位的極限波動(dòng)及消防的要求（貯罐空氣泡沫接管到液面之間應(yīng)留有一定 高度，以保證儲(chǔ)液面上泡沫覆蓋層能有足夠厚度）。由于甲醇和醋酸的飽和蒸汽壓 小于常壓，設(shè)計(jì)壓力為 。 4）腐蝕速率 甲醇對(duì)碳鋼腐蝕性不大，約為 ，醋酸在 316L 中能形成鈍化膜，所以對(duì)合金的腐蝕性很小。 由 GB503412021《產(chǎn)式圓筒鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》，壁厚計(jì)算公式： ? ? ?? ?dd HD )( ?? （ 1—3） ? ??? tt HDt )( ?? （ 1—4） 9 式中 dt — 儲(chǔ)存介質(zhì)條件下罐壁板的計(jì)算厚度（ mm） t — 試水條件下罐壁板的計(jì)算厚度（ mm） D — 油罐內(nèi)徑（ m） H — 計(jì)算液位高度（ m），從所計(jì)算的那圈壁板底端到罐壁包邊角鋼頂部的高度，或到溢流口下沿（有溢流口時(shí)）的高度 ? — 儲(chǔ)液相對(duì)密度（取儲(chǔ)液與水密度之比） ??d? —設(shè)計(jì)溫度下鋼板的許用應(yīng)力（ aMP ） ??t? — 常溫下鋼板的許用應(yīng)力 ?— 焊接接頭系數(shù)，取 ? =。對(duì)于直徑大于或等于 ，罐底外緣受罐壁作用力及邊緣力較大，故底板的外周需比中部為厚，宜采用弓形邊緣板。的要求，在不考慮腐蝕余量的情況下，對(duì)其耗材和性能比較。不銹鋼內(nèi)浮頂適用性好，耐腐蝕，適用于大多數(shù)介質(zhì)。 蓋板選用 ，骨架選用 2mm 厚，浮筒選用 厚， 浮盤(pán)重量約在 。為消除蒸氣空間，彈性塊應(yīng)浸入液面一 下20~50mm，外層橡膠密封應(yīng)能在使用環(huán)境中經(jīng)久耐用，且不使儲(chǔ)液受到污染和色變。當(dāng)儲(chǔ)罐液面下降壓力降低時(shí)，向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，?dāng)儲(chǔ)罐液面上升壓力增加時(shí)，停止補(bǔ)充氮?dú)?，同時(shí)被壓縮的氮?dú)?從呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒘空龎海▔毫σ话阍?00~1000Pa 之間）。GFQ11 全天候呼吸閥適用于儲(chǔ)存閃點(diǎn)低于 28℃ 的甲類(lèi)油品和閃點(diǎn)低于 60℃ 的乙類(lèi)油品，如汽油、苯、甲苯、煤油、輕柴油、機(jī)油、厚油等油品及性質(zhì)相同的化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐，并且耐腐蝕、防靜電、耐低溫、防凍性能 好， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易檢修，安全方便，所以本設(shè)計(jì)采用 GFQ11 全天候呼吸閥，結(jié)構(gòu)如圖 14 所示： 圖 14 GFQ11 全天候呼吸閥 阻火器 通過(guò)呼吸閥排出的罐內(nèi)氣體，與空氣混合后若遇有明火就有產(chǎn)生爆炸和燃燒的可能性，并將危及整個(gè)儲(chǔ)罐的安全，阻火器能阻止火焰由外部向儲(chǔ)罐內(nèi)混合氣體的傳播，從而保證儲(chǔ)罐的安全。 導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置 導(dǎo)向管可以兼作量液管，多用于鋼制內(nèi)浮頂罐，鋁制內(nèi)浮頂多采用鋼絲繩作為導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置。 水噴淋裝置 如果儲(chǔ)存的僅是可燃液體的話(huà)，按道理來(lái)講，選用浮頂罐本身就是為減少儲(chǔ)罐火災(zāi)幾率和火災(zāi)危險(xiǎn)程度而考慮的，因?yàn)橐坏┢鸹穑仓辉诟№斉c罐壁間的密封裝置處燃燒，火勢(shì)不大， 易于撲滅，且大大減低油氣損耗和對(duì)大氣的污染。設(shè)計(jì)只需考慮使冷卻水沿著罐壁均勻地流下，淋濕罐壁，控制罐壁溫升即可 此裝置安裝在罐的高度的 1/3的位置處。人孔安裝于罐壁第一圈壁板上，其中心距罐底約 750mm。 ( 3 ) 管道不得穿越與其無(wú)關(guān)的建 (構(gòu) )筑物的上方或地下。 1儲(chǔ)罐的進(jìn)出料開(kāi)口 進(jìn)料口一般開(kāi)在儲(chǔ)罐壁的下部，出料口一般開(kāi)在儲(chǔ)罐底部，位置一般高于排凈口一般采用接管法蘭與泵或其 它設(shè)備連接。 相對(duì)密度（水 =1）： 相對(duì)密度（空氣 =1）： 比重： 熔點(diǎn) ）： 沸點(diǎn) ）： 辛醇 /水分配系數(shù)值： 飽和蒸氣壓（ KPa）： （ 20 ） 燃燒熱（ KJ/mol）： 折射率 臨界溫度 ）： 臨界壓力（ MPa）： 溶解性：溶于水、醚、甘油不溶于二硫化碳 最小點(diǎn)火能（ mj）： 穩(wěn)定性：穩(wěn)定 危險(xiǎn)特性 燃燒性：易燃 聚合危害：不聚合 閃點(diǎn) ）： 39 引燃溫度 ） 463 禁忌物：堿類(lèi)、強(qiáng)氧化劑 爆炸極限： 燃燒（分解）產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳 易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。對(duì)眼鏡有強(qiáng)烈刺激作用。有加強(qiáng)肋拱頂由 4～ 6mm 薄鋼板和加強(qiáng)肋，以及由拱形架和薄鋼 版構(gòu)成。醋酸對(duì)鋼鐵的腐蝕嚴(yán)重 ,生產(chǎn)和使用醋酸的設(shè)備 一般需要采用價(jià)格較高的有色金屬和合金。根據(jù)以上分析 ,對(duì)于大容積的醋酸儲(chǔ)罐應(yīng)采用含鉬不銹鋼 022Cr17Ni12Mo2（ 316L） 。 (2)儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)消防用噴淋冷卻水系統(tǒng) ,罐體和物料管道應(yīng)設(shè)防靜電接地。這種罐底及其基礎(chǔ)呈倒圓錐形，中間低，四周高。不管日后罐底如何變形，放凈口總是處于罐底的最低點(diǎn)，這對(duì)排凈沉降的雜質(zhì)，水分，提高存儲(chǔ)液體的質(zhì)量十分有利。 5） 罐底受力比較復(fù)雜。與錐形蓋相比，拱頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好，能夠承受較高的剩余壓力（數(shù)兆帕），鋼材耗量少，但氣體空間較一般的錐形頂蓋大，制造也比錐形頂蓋麻 煩一些。儲(chǔ)罐附件的設(shè)置和數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 采用氣體密封的固定頂罐所選用的事故泄壓設(shè)備 和開(kāi)啟壓力應(yīng)高于通氣管的排氣壓力并小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力，事故泄壓設(shè)備的吸氣壓力應(yīng)應(yīng)低于進(jìn)氣壓力并應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力 24 2) 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項(xiàng)的呼出量之和及吸入量之和： 3) 液體出罐時(shí)的最大出液量所造成的空氣吸入量，應(yīng)按液體最大出液量考慮： 4) 液體進(jìn)罐時(shí)的最大進(jìn)液量所造成的罐內(nèi)液體蒸氣呼出量，當(dāng)液體的閃點(diǎn)大于 45℃時(shí)，應(yīng)按最大進(jìn)液量的 倍考慮，反之，按 倍考慮。 8) 事故泄壓設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足氣封管道系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)保障儲(chǔ)罐安全的通氣需要，事故泄壓設(shè)備可直接通向大氣。 25 圖 110 下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述： 如圖 110 所示，本實(shí)施例描述的儲(chǔ)罐溫度控制裝置，它主要包括儲(chǔ)罐 1，所述的儲(chǔ)罐 1內(nèi)底部設(shè)置有蒸汽盤(pán)管 2,蒸汽盤(pán)管 2 的一端為進(jìn)氣口 3，進(jìn)氣口 3 與蒸汽盤(pán)管 2 連接且連接處設(shè)置有氣動(dòng)閥 5,蒸汽盤(pán)管 2 的另一端為出氣口 4，儲(chǔ)罐 1 內(nèi)通向儲(chǔ)罐 1 外部設(shè)置有溫度檢測(cè)儀 6,溫度監(jiān)測(cè)儀 6 與氣動(dòng)閥 5 控制連接。人孔的公稱(chēng)壓力可按儲(chǔ)液密度和高度來(lái)選擇，公稱(chēng)直徑一般有 DN500、 DN600、 DN750 三種。透光孔的公稱(chēng)直徑一般為 DN500 盤(pán)梯 盤(pán)梯具有占地面積小、用料省的特點(diǎn)。因設(shè)計(jì)要求只為貯罐區(qū)的安全設(shè)計(jì)，且貯罐區(qū)位于大型化工廠中，故不考慮其與周?chē)h(huán)境的設(shè)計(jì)要求，僅考慮貯罐的布置，防火堤的設(shè)置，消防措施的設(shè)計(jì)等方面。 本次安全設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐四周必須用防火堤圍起來(lái)，防止泄露的可燃液體擴(kuò)散。 防火間距的確定 儲(chǔ)罐之間防火間距的確定 根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 (GB501602021)表 2 可知 甲醇屬于甲 B類(lèi)液體，醋酸 屬于乙 A 類(lèi)液體 ，其中 第 條規(guī)定：罐組內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距不應(yīng)小于表 的規(guī)定。 甲醇儲(chǔ)罐采用的大型立式內(nèi)浮頂?shù)蜏爻簝?chǔ)罐，規(guī)格為公稱(chēng) D=，罐高 H=10m，且甲醇屬于甲 B類(lèi)液體，根據(jù)規(guī)定甲醇儲(chǔ)罐之間的防火間距 L1為： L1== 因此為方便建設(shè)及保證符合防火間距要求， 甲醇 儲(chǔ)罐 之間 的防火間距 取 為 12m， 兩排立式儲(chǔ)罐之間的間距為 12m。 本次設(shè)計(jì)中儲(chǔ)罐至防火堤 內(nèi)堤腳線的距離為 。忽略隔墻、支座、防護(hù)墻的體積，則防火堤的有效容積為 A1H，且 A1H≥V，即 22124 6 50 0022DDL W H????? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???（ 2－ 2） 計(jì)算得： H= 按照要求在實(shí)際計(jì)算中加 ，得 ： H= 因?yàn)椋?立式儲(chǔ)罐防火堤的高度應(yīng)為計(jì)算高度加 ，但不應(yīng)低于 所以，防火堤的高度為 1m。 防火堤 和隔堤的基礎(chǔ) 設(shè)計(jì) 防火堤和隔堤的材料選擇 防火堤基礎(chǔ)為條形磚基礎(chǔ) , 由于防火堤基礎(chǔ)埋深不宜小于 。 ” 所以：據(jù)此，防火堤堤身內(nèi)側(cè)作防腐蝕處理，并采取在堤內(nèi)側(cè)培土或噴涂隔熱防火涂料和防冷凍涂層等保護(hù)措施。 水泵房的 布置：消防水泵房宜與生活或生產(chǎn)水泵房合建，其耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，其距離防火堤的距離只要保證在距離泵房最近的貯罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)泵房正常運(yùn)轉(zhuǎn)即可，在這里把泵房設(shè)置在在消防車(chē)道的外側(cè)，與 消防車(chē)道 的防火間距取 20m。 排水設(shè)施 的布置： 根據(jù)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容總結(jié)： (1)“沿?zé)o培土的防火堤內(nèi)側(cè)修建排水溝時(shí)，溝壁的外側(cè)與防火堤內(nèi)堤腳線的 距離不應(yīng)小于 ； ” (2)“溝內(nèi)應(yīng)有防滲漏的措施。 ” 所以：本次設(shè)計(jì)中排水溝距離防洪堤間距 為 ，沿著各個(gè)防火分區(qū)的內(nèi)堤腳線并匯交于或排水井，水封井用作集水設(shè)施 。 表 22儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)裝置設(shè)計(jì)間距匯總表 環(huán)形消防通道 寬： 8m ； 轉(zhuǎn)彎半徑： 12m ； 凈空高： 5m 與主干道有兩處相接 與防火堤外腳線間距： 10m 修建材料：混凝土 儲(chǔ)罐 甲醇 罐間距： 12m； 筒高： 10m；直徑： ；有效容積： 5000m3 罐與防火堤間距： 5m；罐與隔堤間距： 5m 醋酸 罐間距： 15m；筒高： ；直徑： ；有效容積： 4000m3 罐與防火堤間距： 5m；罐與隔堤間距： 5m 防火堤 長(zhǎng)： (修整到 266m) ； 寬： (修整到 120m) ； 高： 形狀：梯形 ； 上寬： ； 下寬： 耐壓強(qiáng)度：未知 砌體材料：鋼筋混凝土 涂層：防腐、防凍涂層 基礎(chǔ)埋深： 地面坡度： % 向四周； 地面應(yīng)做防腐處理 人行通道： 16 處，同一邊上兩處相距 60m 隔堤 共兩處，高度： 強(qiáng)度、形狀、材料、人行通道等同防火堤 排水設(shè)施 距防火堤內(nèi)腳線間距： 的排水溝匯集與排水井 事故存液池 距防火堤的距 離大于等于 7m，容積為 4800m3,長(zhǎng) 40m，寬 40m，地下深度為 3m 消防等級(jí) 嚴(yán)重危險(xiǎn)性 表 可知： （ 1） 配電室與 甲 B、 乙 A 類(lèi)液體罐組 的防火間距 最少為 25m； 33 （ 2） 辦公室與甲 B、 乙 A 類(lèi)液體罐組 的防火間距 最少為 25m， （ 3） 檢測(cè)分析室與甲 B、 乙 A 類(lèi)液體罐組 的防火間距 最少為 25m； 表 可知： （ 1）汽車(chē)裝卸站與浮頂、內(nèi)浮頂罐的防火間距最少為 15m；與甲 B、乙類(lèi)固定頂罐的防火間距最少為 20m。 根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》 消防水池取水口與甲、乙、丙類(lèi)液體儲(chǔ)罐的距離不宜小于 40m。 ” (3) “中間消防車(chē)道與環(huán)形消防車(chē)道交接處應(yīng)滿(mǎn)足消防車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑的要求。 ”所以：本次設(shè)計(jì)中將消防水池設(shè)計(jì)在消防道路的一側(cè)。消防車(chē)道的路面寬度不應(yīng)小于 6m，路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于 12m，路面上凈空高度不應(yīng)低于 5m。 所以：本次設(shè)計(jì)為環(huán)繞貯罐的環(huán)形混凝土消防通道，并且寬為 8m，保證轉(zhuǎn)彎半徑為12m，保證路面凈空高為 5m，距離防火堤 5m。 由規(guī)定 B類(lèi)火災(zāi)：指甲、乙、丙類(lèi)液體，如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙