赵东海
中化泉州石化有限公司 福建 泉州 362103
摘要：内浮盘一般由设计院提出条件，制造厂设计、制造和安装，使用单位运行操作。关系到设备寿命周期的主要阶段存在脱节：用方需求不能很好反馈，到货与需求有差距，安装过程经常出现的问题。本文根据大型储运设备建设经验，从设备使用和管理方角度，对常用内浮顶罐浮盘设计细节、制造质量，安装等方面提出一些需要考虑的要素、将设计、制造、安装阶段问题提前考虑，以保证内浮盘更有利于施工安装、安全运行操作、维护维修以及更好的技术经济性。
关键词：内浮盘 制造 订货要求 安装
Discussion on Problems Before Order and Installment of Aluminium Internal Floating Roof
Zhao Donghai
SINOCHEM Quanzhou Petrochemical Co., Ltd, Quanzhou, Fujian, 362103
Abstract：An internal floating roof is designed, manufactured and installed in a factory, according to engineering institute’s technical requirements, and be used in a refinery. There must be divorced from practice, requirements from end user neither be fed back nor actualized. In the opinion of an end user on equipment operation and management, the following additional technique factors in this paper such as design factor, manufacture quality and installation should be taken into account, during order an internal floating roof of welded steel tanks for oil storage. Such as a roof’s construction influences on oil and gas vapor losses, static electricity conductive cable will be corroded seriously, and other additional requirements in batch production of roofs should be told to the manufacturer clearly before ordering and building. It will be beneficial on installation, reliability and safe operation, maintenance and overhaul from a point of view of technical economy.
Keywords：internal floating roof；manufacture；order requirement；installation
内浮盘是存储轻质组份油品常用的设备之一，构造简单、使用方便、阻止油气挥发效果明显。从其刚刚出现时的多种多样的构造、浮力元件形式、设计理念，逐渐回归到了以浮筒为特征的结构上来，虽然制造厂家虽比较多，基本原理是一样的。问题是，设计者、制造者和使用者之间存在一定的脱节，尽管行业有相关的国标和设计制造要求，设备并不能达到最佳的使用状态。如果在新建石化厂储罐浮盘在批量订货之前就能够充分考虑以下建议，将明显提高此类设备可靠性，有利于安全高效运行，达到降低使用成本的全寿命周期费用最低的效果。腿上每隔一段距离开贯穿支腿壁的φ5mm通孔，保证清罐时支腿内不存物料。（3）对于储罐来说，罐内物料重量实际上是由基础承担的，罐底的意义更多是保持严密的“膜”，有必要在与支柱接触的罐底对应部位焊接垫板，对底板进行保护。垫板尺寸不小于 300mm×300mm。垫板四周与罐底应采用断焊形式，不得封闭，焊接后补做防腐处理时，油漆涂料不可堵塞此处的间隙，以便在清罐时，残存物料可以自由散出。（4）量油孔下端、其他腔体部件严禁封死，以免防止留存物料。1 减少检修时可能发生的物料介质残留
储罐内部是典型的密闭环境、受限空间，如果残留物料较多，倒空清理难度大，在其内部作业十分危险。2018年5月，华东某化工厂10000m3苯罐检修时发生爆炸火灾事故，造成6名承包商人员死亡，直接原因就是进入浮箱内的液体残存，检修时漏出，被铁制工具火花引燃。同时其清理能耗、费用也很高，费时费力，对环保也有一定的影响。因此，要尽量减少内浮盘部件形成封闭的腔体、空间，进而导致物料介质残留。（1）储罐运行时，经常会发生密封破损现象，如果是囊式密封，油品介质会侵入到其内部的泡沫聚氨酯中，造成严重的安全隐患隐患，而且处理过程成本很高。建议仅使用舌形密封，设计时尽量统一材质及规格，增加备件互换性和维修方法的统一性。（2）务必避免在检修时物料有残存空间，各部位应设计成利于蒸罐清洁处理的结构。建议支柱下端应做成“倒垛口”形状；在每根支图1 浮筒内漏入介质
图2 结构件与浮筒连接处泄漏
（5）浮筒的形式宜做成封头+环焊缝的，必要时可以检验焊缝、保证焊接质量，防止焊接缺陷导致物料介质窜入浮筒。 160
2019年第11期科学管理因浮筒壁相对较薄，与之相连的部件焊缝不得损伤浮筒。图1、2所示即为此处焊缝受损，造成浮筒进入介质。同时，使用时也应注意平稳操作，防止浮筒与结构连接处受到冲击，导致裂纹。（6）厂家对浮筒试压值不应小于 0.6MPa，必须通过专门设置的试压孔试压；试压后不得仅采用拉铆密封，应当焊死。
2 防止介质对浮盘及其部件的腐蚀
储罐内部的介质组份复杂，具有一定的腐蚀性，硬件选择上应提前考虑。（1）防旋转钢绳应当为不锈钢材料。对于轻烃、中间料介质，钢丝绳应考虑加粗。图3是某厂某轻烃储罐，投用2年后，内浮顶防旋转钢绳发生因腐蚀而断裂的情况。（2）要充分考虑导静电电缆的耐腐蚀性，对于轻烃类储罐或腐蚀介质含量较高的储罐，要缩短运行时间，及时检查更换内件。 图6 裸露的铜端子腐蚀
图4所示，在某轻烃储罐2年例行检查时，发现投用时放置于浮盘上方、用于实验的无保护外皮、满足导静电等其他条件的编织铜网带，已经完全腐蚀、发黑、脆化、碎化、脱落。其安装前的原始形貌借见图5。图6所示，有外部橡胶皮保护的导静电电缆，其橡胶皮受油气腐蚀，运行2年时间，也老化、发硬；橡胶包皮电缆与浮盘相连接的端子部分，及其裸露的铜质导线部分，几乎也因腐蚀而完全断开。 3 防止运行期间密封等部位的油气泄漏
（1）密封带应当是整条的，不得有接缝，保证使用可靠性。（2）浮盘上搭接处的密封条应当与罐壁环形间隙密封材质相同，在施工时，要配合粘合剂使用，不要泄漏油气。图3 防旋转钢绳断裂实例
4 浮盘强度及防止部件干涉
（1）如果不做特别要求，制造商通常在筒壁材料厚度上采用负偏差，节省其按定尺订购原材料的费用。从结构惯性矩和扭矩角度，浮筒的厚度在满足标准的情况下，尽量加厚，或采用正偏差，可以较大提高局部浮筒强度、耐腐蚀性和收付油对浮盘的冲击性，延长使用寿命。（2）考虑到操作时一般不会使浮盘落底，而且稍低的高度，有利于罐容的充分利用。因此浮盘高度设计，在不与其他罐内附件干涉、不受扩散管收付油冲击及满足简单检修（如修补覆板缝隙、更换浮筒）的情况下，以高度降低为宜。（3）为防止浮盘落底干涉其他部件，支柱应当离开罐底附件（如进料管、取样器）等1米以远，实在无法躲开，应由厂家做“板凳”避开，板凳尺寸不小于500mm×500mm，保证浮盘即使略有漂浮错位后，平安落底的可靠性。图4 编制铜网带腐蚀
5 减小油气空间减少物料介质损耗
物料损耗与物料上方的气体空间，即物料气相空图5 编制铜网带安装前
表1 静储存蒸发油气（总烃）月排放量（%）[6]
季 节 装满系数，% 东北、西北地区 华北地区 华东地区 中南、西南地区
冬 季
夏 季
70以上 70～50 50～30 30以下 0.042 0.055 0.075 0.100 0.044 0.057 0.078 0.104 0.048 0.061 0.082 0.110 0.056 0.072 0.098 0.131
70以上 70～50 50～30 30以下0.069 0.090 0.122 0.1630.072 0.093 0.127 0.1700.075 0.097 0.131 0.1750.076 0.098 0.142 0.179
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科学管理间（也称作“油气空间”），有直接关系，这也就是轻质介质储罐从普通的拱顶罐发展到浮顶罐的原因。文献[6]认为：浮顶或浮盘浮在页面上，随液面升降，极大减少了蒸发自由表面和气体空间体积，因而具有非常好的降低蒸发损耗效果。该文献给出了“静储存蒸发油气（总烃）月排放量（%）”，见表1。可以发现，油气空间明显影响油气损耗，装满系数在30%以下时的损耗，是70%以上时的2.3~2.38倍。为了减少损失，必须尽量减少物料的气相空间。5.1 浮筒的直径尽量小一些。
从图7中浮筒上的痕迹，可以直观看到浮盘下方的油气空间，以及气相对浮盘底部的腐蚀痕迹。建议在满足浮力和载荷的情况下，通过减小浮筒的直径、较多布置浮筒数量等方式，有效减少油气空间。（2）尽量降低舌形密封的下方空间，以减少油气损失，必要时，可以做成二次密封。 图7 浮筒上方油气空间
（3）其他部位，浮盘人孔建议采用凹形设计，考虑增强密封性。6 其他设计和制造通用性要求
（1）尽量采用对物料适应面较宽的密封带材料，满足在多种介质，为运行过程中的优化罐存提供条件。比如，在炼油厂可以按照稍高水平采用氟橡胶。即使费用稍高，但比较调整罐存时处理储罐的费用，还是值得的，符合设备全寿命周期费用最低理念。如果确认以后不会有芳烃组份，可以采用丁腈橡胶。（2）浮盘的最佳运行状况，是较好的贴合液面，随着物料浮动，所以，不需通过浮筒来加强整个浮盘结构刚度，浮筒长度也不必过长。建议浮筒规格标准化，方便检修时更换、替代。（3）进料流速较大，会在罐内造成物料强烈搅动，进而对浮盘造成损坏，此类事故已不鲜见。在这种情况下，应当考虑进料管的物料扩散行为，同时要从工艺操作上解决问题。 （4）为了平稳和安全操作、同时考虑到浮盘落底后，紧急通气阀会打开与大气相通，减少浮盘与液面之间油气产生巨大的油气空间、以及通气阀打开后造成的油气外泄，进而产生的油气损失，一般情况下，浮盘不应落底操作。此项应在说明书及操作规程中明示。7 关于备件
作为试车用备件，一般进入的是工程成本。建议： 162
2019年第11期（1）同种规格垫片按200%备、螺栓副10%且每台不少于2 套备。（2）为了应急修复，维保单位可以备一些大号铆钉及拉铆枪。（3）备件需单独装箱，装箱时除标明规格外，还应标明装置或单元号、位号，以便及时查找。8 关于ERP
供应商对设备结构技术特征的理解和描述，具有特别优势。如果业主开工后采用ERP管理，建议订货后就组织对供应商进行ERP培训，并要求供应商按照业主提供的ERP模板和规则，完成供应商信息、设备备件分解及其技术数据和编码编制、录入工作。9 关于现场安装
（1）如果是新建炼化工厂，批量新建内浮盘式储罐设备，且对时间进度有要求时，要考虑到安装人员数量是否足够，一般认为目前国内任何一个制造浮盘的厂家，都没有足够的自有施工力量，可以同时安装5台以上的储罐内浮盘（10000m3及以上），大批订货时，要考虑到这一点，合理划分标段包。（2）浮盘安装时，要考虑到与储罐内部防腐施工的交叉管理。既要兼顾防腐涂漆的固化期、又要保证油漆气味对浮盘安装施工人员的影响，重点协调通风设施等。（3）新项目建设大批量安装浮盘，基本是到了项目尾期，用电环节上到了现场临电和生产用正式电切换阶段，现场其他工地正好是机组、机泵集中试车，应考虑首先保证浮盘安装用电，毕竟储罐具备才能投产。10 结束语
本文涉及的技术附加要求，略高于相关设计和安装标准，作为业主方长周期使用角度，对于设备投用后的安全运行、乃至今后全寿命周期费用的降低有一定意义。事实上并不会明显影响报价。参考文献
[1] 钢制焊接油罐：API650，附录H
[2] GB50341.立柱圆筒钢制焊接油罐设计规范[S].
[3] GB50074-2002.石油库设计规范[S].
[4] SH3046-1992.石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范[S].
[5] GB50128-2005立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范[S].
[6] 徐风跃.油气蒸发损耗评价[D].天津.天津大学，2009.
作者简介
赵东海，男，1987年毕业于南昌航空工业学院，焊接工艺及设备专业，中化泉州石化高级专家，主要从事炼油设备管理工作，高级工程师。
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