仪电知识｜如何选择最佳石化行业储罐浮顶？看这里！（下）

概述

2、规范标准对浮顶选用的要求

2.1石油化工企业设计防火标准(GB50160－2008)(2018年版)对浮顶的要求

从规范来看，限定了储存甲B、乙A类的液体应选用金属浮舱式的浮顶或内浮顶罐，内浮顶罐浮顶的材质应选用金属材质，强度应根据可燃液体的物性来选择。对于小于或等于5000m3的内浮顶储罐如果选用铝浮盘或者浮筒式不锈钢组装浮盘应设置氮气保护等安全措施，无疑增加了投资成本;而对于大于5000m3的内浮顶储罐直接限定了应采用钢制单盘或双盘式浮顶;而对于单罐容积大于或等于50000m3的浮顶储罐直接限定了应采用钢制双盘式浮顶。限制采用钢制单盘或双盘式浮顶主要是从消防角度考虑，防止出现全面积着火而难以扑救。

2.2石油库设计规范(GB50074－2014)对浮顶的要求

(1)依据《石油库设计规范》GB50074－2014现行版要求，内浮顶储罐应采用金属内浮顶，且不得采用浅盘式或敞口隔舱式浮顶。储存甲B、乙A类液体单罐容量大于5000m3的内浮顶储罐，不得采用易溶材料制作的内浮顶。直径大于48m的内浮顶储罐，应选用钢制单盘式或双盘式内浮顶。非金属内浮顶、浅盘式或敞口隔舱式浮顶安全性能差，故限制使用，限用易溶材料同样也是从消防角度考虑，防止出现全面积着火而难以扑救。而对于新结构内浮顶的采用应通过安全性评估，主要也是因为国家或行业标准没有对其进行详细技术要求或需要通过试验来验证耐火性能的内浮顶。新结构耐火浮顶的耐火和抗爆模拟试验方案和结果，需经有关专家进行评估论证，以评估论证结论作为合格依据。耐火和抗爆模拟试验，需由国内具有相应专业的独立第三方检验机构进行。

(2)《石油库设计规范》GB50074－2014局部修订送审稿尚未发布，但从送审稿来看，放宽了浮顶的结构形式及材质选择，已要求非金属浮顶的耐火极限不应低于2h。而对于储存甲B、乙A类液体单罐容量大于5000m3的内浮顶储罐，也提出了应选用抗爆耐火浮顶的概念。同样对新结构内浮顶的采用还是应通过安全性评估。并规定了耐火浮顶应选用全液面接触式内浮顶，耐火浮顶经耐火性能、抗爆炸冲击波能力模拟试验，浮顶应不沉没、不失效，且不丧失连续覆盖液面的能力;浮顶耐火性能模拟试验时，浮顶密封圈处和盘板局部同时燃烧时间不应小于2h;浮顶抗爆炸冲击波的能力模拟试验应在漂浮状态下进行，其上方气相空间的冲击波压力不应低于罐顶或罐顶与罐壁连接处破坏压力的2.5倍的要求。

2.3挥发性有机物无组织排放控制标准(GB37822-2019)对浮顶的要求

从规范来看，具备储罐废气收集处理能力并满足相关行业排放标准的要求(无行业排放标准的应满足GB16297的要求)的，可以选择固定顶罐，不具备该能力的还是要选择浮顶罐，并对密封形式进行规范，要求浮顶与罐壁之间应采用浸液式密封、机械式鞋形密封等高效密封方式。但未对浮顶类型、结构形式等提出要求。

2.4储油库大气污染物排放标准(GB20950－2020)对浮顶的要求

从规范来看，要求采用内浮顶罐、外浮顶罐或其他等效措施。对浮盘的密封形式进行了规范，规定内浮顶罐的浮盘与罐壁之间应采用浸液式密封、机械式鞋形密封等高效密封方式。提出了除储罐排空作业外，浮盘应始终漂浮于油品的表面的要求，但未对浮顶结构形式等提出要求。

2.5国家生态环境部的要求

2021年生态环境部印发的挥发性有机物治理突出问题排查整治工作要求中，要求企业根据储存挥发性有机液体的真实蒸气压、储罐容积等进行储罐和浮顶边缘密封方式选型。重点区域存储汽油、航空煤油、石脑油以及苯、甲苯、二甲苯的内浮顶罐罐顶气未收集治理的，宜配备新型高效浮顶与配件，选用“全接液高效浮盘+二次密封”结构。从规范来看，推荐采用全接液高效浮盘，但未对浮顶结构形式等提出要求。

2.6重点企业的要求

中国石油化工集团公司《内浮顶储罐VOCs治理环保技术要求(试行)》(2021年)规定储存高挥发性石油产品(如汽油、航空煤油、石脑油等)和化工产品(如苯、甲苯、二甲苯等)的储罐内浮顶结构宜采用全接液高效浮盘+二次密封结构，全接液高效浮盘应具有良好的抗爆性能和耐火性能。

3、浮顶各方面的比选

通过以上4个国家标准以及生态环境部的要求、中国石化的技术要求，可以发现，当前主流的全接液内浮顶中主要是钢制单盘式浮顶与不锈钢双盘内浮顶两种不同的材质、结构形式，本文在结构强度、经济性、现场施工难易程度等方面进行比选。

4、研究结果

4.1规范角度

(1)单盘式、双盘式钢制浮顶的规范适用性最好，能满足各项规范的要求，后期不存在增设氮封或废气收集系统的风险;能满足现行规范相邻罐不需冷却的要求，且泡沫量只考虑泡沫挡板周圈密封部分，现有消防设施不需要同步改造。

(2)不锈钢双盘内浮顶满足规范金属浮顶的要求，非易溶材料，相邻罐可不冷却，但泡沫灭火需按全面积计算，泡沫液用量高，消防系统需同步改造。

4.2施工角度

(1)单盘式、双盘式钢制浮顶的老罐改造需要开施工窗口，施工时间长、动火时间长，安全风险较大;新建罐可与罐体同步施工。

(2)不锈钢双盘内浮顶的工厂预制、模块组装、施工周期短、罐内动火少。

4.3使用角度

(1)单盘式、双盘式钢制浮顶的结构强度大、周边浮力大、结构强度高、抗剪切力高、浮盘稳定好，适用与大直径、大流量进出液体的储罐。

(2)不锈钢双盘内浮顶的蜂巢结构密封胶、箱体间软密封与不锈钢寿命差异大，目前生产厂家承诺软密封的使用寿命一般为8年。蜂巢与箱体胶粘的牢固性及箱体间软密封的老化是整个浮盘的薄弱点，结构强度有待时间检验。

4.4全生命周期角度

(1)单盘式、双盘式钢制浮顶的改造投资2000m3及以下全接液不锈钢双盘式内浮顶与碳钢单盘式浮顶对比基本持平，大于3000m3碳钢单盘的经济性较好。20年设计寿命内需根据储罐维修年限进行腐蚀、焊缝检测，约10～15年防腐一次。

(2)不锈钢双盘内浮顶。需要根据储罐维修年限检查浮顶运行后螺栓紧固情况，约8年更换一次箱体间密封，8年更换一次密封。

5、结语

全接液不锈钢浮顶、钢制单盘浮顶均能够满足环保要求。为提高油库储罐的安全性，建议在石油化工储罐设计和建设中，各企业结合自身特点，根据储存介质、投资成本、消防设施、环保设施等多方面整体考虑选择合适的浮顶。建议在现有消防水量不能满足新规范要求时，可考虑通过改造浮盘的类型，降低消防负荷。

素材来源：

易启邦（工控一体化纵深服务生态平台）编辑部

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