拱顶储罐紧急放空装置的计算与选型.pdf

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1、第12期．J9．拱顶储罐紧急放空装置的计算与选型刘佳，苏杭(中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司。北京100085)[摘要]立式拱顶储罐已在国内外得到广泛应用。国内外储罐设计标准对立式固定顶储罐在不同工况特别是暴露于火灾情况下储罐的紧急泄放能力提出了明确要求，推荐采用弱顶连接在不满足弱顶连接的条件下应设置紧急泄放装置以保证储罐的安全。本文结合某项目实例依据国内外设计标准对储罐是否为弱顶连接进行了判定，并计算了紧急放空装置。[关键词]拱顶储罐；弱顶连接；紧急放空装置；计算固定顶储罐因其造价低、施工简

2、便在国内外(4)结构形式按照图F．2中的a．e石油石化行业中已大量应用[1】，特别是拱顶储罐的(5)罐顶罐壁接头横截面积不超过A。罐顶接近于球形形状的一部分，使其自支撑性好一一～且能承受较高的外压力[2】，与锥项罐相比消耗钢材一1390tan目，其中，DLs为罐壁和由罐壁、量少，在我国已建和在建的固定顶储罐中占绝大罐项所支撑构件(不包括罐项板)的总重量多数。(N)，0为罐顶脚(。)。当储罐遇到意外情况出现超压时，有两处要完全符合弱顶结构非常不易，首先斜度上最易遭到破坏：一处是罐底与最下一层罐壁连接要求，

3、拱顶储罐顶的半径在0．8D一1．2D，起始的角的大角缝，另一处是罐顶与罐壁连接部分。若破度大大超过9．5。，把所有的拱顶储罐排除在弱顶裂发生在罐底与罐壁的大角缝处，使易燃易爆储的范围内。大直径的储罐，由于内／J'b压所需要的液外泄引发更为严重的次生灾害；若破裂发生在截面积ALL较大，而弱顶需要的截面积A比较小，罐顶与罐壁的连接处，可使储罐迅速泄压避免了经常是矛盾的。直径小的储罐，弱顶所需要的截次生灾害。因此，固定顶储罐应尽可能设计成弱面积太小，经常采用最小规格的角钢还是超过A顶连接结构[4】。我国大型储

4、罐设计遵循GB50341—值。因此，对于此类储罐的设计应考虑加装紧急2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》[5(以泄放装置。下简称GB50341)，国际工程项目大多遵循API根据API2000((VentingAtmosphericand650(WeldedSteelTanksforOilStorage))(以下Low—PressureStorageTanksNonrefrigeratedand简称API650)。这两个储罐设计标准都对弱顶连Refrigerated)(以下简称API2000)，在确

5、定储接的条件进行了定义，其中GB50341在条文说明罐超压或真空的原因时，一定要考虑以下几点：中指出：构成弱顶的条件，采用API650的规定，(1)液体出入储罐；也即是两个储罐设计标准中对弱顶的定义是一致(2)由于天气变化(例如压力和温度的变化)的。以下结合设计标准和工程实例对拱项储罐弱引起的储罐呼吸；项连接进行分析。(3)火灾暴露；1储罐设计标准(4)由于设备故障或操作错误而导致的其它情API650中对弱顶的要求：对于大于等于15m况。的储罐需符合以下规定：当油罐暴露在火灾中时，排气比率可能超过(1)

6、罐顶角斜度不超过2：12(9．5。)由正常热效应和液体流动共同导致的比率。在这(2)罐顶支撑件不能与罐顶板连接作者简介：刘佳(1985一)。男，河北任丘人，硕士研究生，中国(3)罐顶与包边角钢的连续角焊缝不超过5mm石油大学(北京)化工过程机械专业毕业，工程师。现在中国石油工(3／16in)。程设计公司北京分公司从事油气田地面工程设计工作。20一■论文广场石20油和化工设备一13年第16卷种情况下，储罐的结构将决定是否需要提供附加的排气能力。在一个按API2000标准中描述的壳体和罐顶连接不够紧密的(弱

7、连接的)储罐上，如果正常排气能力不够紧急排气要求的话，盖和壳体的连接会比其它连接更容易断裂，然后超额的压力会被安全地释放。对于一个弱连接的储罐，不用考虑任何附加紧急排气要求，然而，附加的紧急放空口习惯用于避免连接失败。储罐设计者、规定通气装置的人员和通气装置制造商之间应进行协商，以确保通气装置和图1储罐罐顶与罐壁连接图储罐设计相符。通气装置的设定压力和开启压力必须小于储罐的设计压力，以保证装置有足够的据后得到罐项与罐壁连接处满足弱顶要求的面积不应超过606．72mm，而罐顶与罐壁连接处的抗压流量。操作压

8、力应低于设定压力，以便当温度变化或其他因素影响罐内气相空间压力时，使罐压环面积应不小于628．32mm，显然发生矛盾。因此能在正常范围内波动。设定压力和泄放压力必须本储罐顶部为非弱项连接，需要加装紧急泄放装置。常见的紧急泄放阀如图2所示，此阀门设置在与储罐设计和制造的标准要求相符。在正常条件储罐顶部，根据设定的启动压力对阀门配重，使下，泄压装置必须有足够的流量，以防止工作压力超出最大允许工作压力10％以上，在火灾紧急情阀门在储罐内压到达设定