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大型儲罐安全改造及結構優(yōu)化

文檔作者：劉德軍馬萱衛(wèi)曉斌文檔來源：中國寰球工程公司新疆分公司		點擊數：	更新時間： 2021年01月07日
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第4期 - 75 -
大型儲罐安全改造及結構優(yōu)化
劉德軍，馬萱，衛(wèi)曉斌
（中國寰球工程公司新疆分公司， 新疆 烏魯木齊 830000）
[摘 要] 對某石油儲備基地30座儲罐進行安全檢查時發(fā)現，GB50737-2011《石油儲備庫設計規(guī)范》頒布后，因新老設計規(guī)
范有差異，儲罐存在安全隱患。在安全改造過程中對導流罩及新增泡沫堰板的固定結構由現場打孔螺栓連接改為卡扣壓板
連接，30臺罐免除了44040個現場打孔作業(yè)，減少了2880套不銹鋼螺栓，減輕了現場工作量，消除了部分現場作業(yè)安全隱
患，節(jié)約了改造成本。
[關鍵詞] 石油儲罐；安全改造；結構優(yōu)化
作者簡介：劉德軍（1987—），男，湖北鐘祥人，2011年遼寧石
油化工大學過程裝備與控制工程專業(yè)畢業(yè)，學士學位，助理工程
師。從事非標設備設計。
圖1 浮梯與罐頂增加電氣連接
石油戰(zhàn)略儲備是我國的一項重要國策，安
全的石油儲備體系不僅可以保證我國石油的連續(xù)
供應，而且能最大限度地減小油價波動對我國經
濟的沖擊。按照國家能源戰(zhàn)略儲備的部署并顧及
社會可持續(xù)性發(fā)展的需要，促進邊遠地區(qū)經濟發(fā)
展，石油儲備庫的建設受到社會廣泛關注。近幾
年，大型浮頂原油儲罐頻繁發(fā)生雷擊事故，造成
了巨大經濟損失。因此，可靠且有效的防雷措施
對確保大型外浮頂儲罐安全儲存及使用至關重
要。為貫徹落實習中央領導在青島考察原油管道
泄漏爆炸事故搶險工作的重要指示，按照國家能
源局工作部署，有關石油儲備技術安全專家組對
某石油儲備基地進行了安全檢查，發(fā)現了幾處安
全隱患，需進行整改。改造的同時對導流罩及新
增泡沫堰板的固定結構由現場打孔螺栓連接改為
卡扣壓板連接，30臺罐免除了44040個現場打孔作
業(yè)，減少了2880套不銹鋼螺栓，大大減輕了現場
工作量，消除了部分現場作業(yè)安全隱患，節(jié)約了
原油儲罐改造成本。
1 改造內容
1.1 根據GB50737-2011《石油儲備庫設計規(guī)范》第
8.3.8條規(guī)定“泡沫堰板高度應高于二次密封頂端
0.3m，且不應小于0.9m”，而現場油罐二次密封
裝置最高點與泡沫堰板的高度差不足0.3m，實際
約0.1~0.15m，改造過程對泡沫堰板加高0.2m。
1.2 油罐泡沫噴射口處未設置防止異物進入的金
屬網罩，且噴射口導流罩偏小，安裝位置高，在
風力較大的情況下，易造成泡沫散落至罐外的情
況，改造過程對儲罐泡沫噴射口增設喇叭型導流
罩及噴射口設置金屬網。
1.3 根據GB50737-2011《石油儲備庫設計規(guī)范》
10.2.1中第4條“浮頂油罐轉動浮梯兩側與罐體和
浮頂各兩處應做電氣連接”之規(guī)定，在浮梯原有
支桿與壁板包邊角鋼之間增加兩條截面積為50mm2
的軟銅復絞線。
1 . 4 按照中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準
Q/SY1718.1-2014《外浮頂油罐防雷技術規(guī)范 第
1 部分 導則》要求， 對每臺儲罐增加9 套伸縮
式防雷接地裝置。浮頂罐伸縮式導電接地裝置
RGF(Retractable Grounding Facility)連接浮頂罐罐
壁和浮盤，實現低阻抗的電氣連接，有助于抑制
罐壁和浮盤邊緣板之間的瞬時過電壓，可成數量
- 76 - 安全密封
石油和化工設備
2016年第19卷
圖2 伸縮式導電接地裝置示意圖
級地降低可燃氣體被點燃的概率。 使用伸縮式導
電接地裝置可以快速疏導雷擊在浮盤和儲存介質
上的雷電流和束縛電荷。伸縮式接地裝置提供低
阻抗通道接地并縮短放電時間常數，可杜絕或將
可燃氣體中產生火花的可能性減小到安全可控的
最低程度。
1 . 5 按照中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準
Q/SY1718.2-2014《外浮頂油罐防雷技術規(guī)范 第2部
分 高中頻雷電流分路器》要求，對每臺儲罐增加
110套高中頻雷電流分路器。雷電流分路器是原油
浮頂罐二次密封導電片的改進型，利用原有二次密
封開孔，安裝在二次密封上部，導靜電片與罐壁的
接觸點高于二次密封橡膠刮板51～90mm，可以釋
放浮盤上的靜電電荷，亦可及時釋放高、中頻雷電
流，實現浮盤與罐壁低阻抗連接，適用于石油、石
化等企業(yè)的大型浮頂儲罐的防雷保護。
圖3 雷電流分路器結構示意圖
2 結構優(yōu)化
2.1 結構一（優(yōu)化前）
由于所有儲罐都處于使用狀態(tài)，現場不能動
焊，也不能使用可產生火花的安裝方式，所有的
連接全部采用螺栓連接方式。采用該連接結構首
先需要用液壓開孔器在原泡沫擋板周邊及原泡沫
堰擋板加強角鋼上開孔，同時新增泡沫堰板的這
邊對應部位也需開相同數量的孔，然后用螺栓直
接固定連接。
圖4 結構一的連接型式
由于現場儲罐均處于正常儲存狀態(tài)，在原有
加強角鋼和原有泡沫擋板上開孔，施工方面增加
了工人的勞動量，安全方面因接觸危險源的時間
越長，風險越大，要提供足夠的安全控制、防范
措施，施工難度大大增加，降低了施工效率。因
此，有必要對這種連接結構進行優(yōu)化。
2.2 結構二（優(yōu)化后）
2.2.1 經與使用單位、制造單位充分溝通后，在既
保證結構連接強度又滿足使用要求的基礎上，為
盡量減少開孔數量，考慮使用夾持式連接結構。
該連接結構主要在制造廠預制完成，通過壓板卡
在原有加強角鋼和原有泡沫擋板上，每臺罐可免
除1468個現場開孔作業(yè)，30臺罐省卻了44040個現
場開孔。
2.2.2新增泡沫堰板分塊安裝，塊與塊之間的連接
板不與泡沫堰板焊接，改為螺栓連接。因為現場
安裝難免出現誤差，采用螺栓連接為糾正現場安
裝誤差提供了便利條件。
2.2.3 新增泡沫堰板在半徑方向上，設置了內測壓
板和外側擋板，壓板限制了堰板向外移動，外側
擋板限制了堰板向內移動。
2.2.4 結構一的固定螺栓間距為200mm，單臺
罐需要1336套螺栓。結構二的固定壓塊間距為
第4期 劉德軍等 大型儲罐安全改造及結構優(yōu)化 - 77 -
收稿日期：2016-01-19；修回日期：2016-02-23
◆參考文獻
[1] GB50737-2011，石油儲備庫設計規(guī)范[S].
[2] GB15599-2009，石油與石油設施雷電安全規(guī)范[S].
[3] Q/SY1718.1-2014，外浮頂油罐防雷技術規(guī)范 第1部分 導
則[S].
[4] Q/SY1718.2-2014，外浮頂油罐防雷技術規(guī)范 第2部分 高
中頻雷電流分路器[S].
[5] 畢建成. 外浮頂油罐防雷裝置優(yōu)化[J].石油化工設備，
2015，44(z1)：70-72.
圖5 結構二的連接型式
500mm，每個壓塊用2套螺栓，單臺罐需要1240套
螺栓。對比后得出，采用結構二的連接型式，30
臺罐可減少2880套不銹鋼螺栓，在減輕工作量的
同時節(jié)約了改造成本。
3 注意事項
3.1 施工時不得損壞罐頂設施和附件，必要時需采
取保護措施避免罐頂設施和附件損壞。
3.2 新增泡沫噴射口導流罩和新增泡沫堰板都需預
制樣品，并進行預組裝，預制品安裝牢固無誤后
方可進行批量生產。
3.3 所有施工嚴禁動火用電，且需防火防爆防靜
電，嚴禁違章操作。
3.4 連接時螺栓需擰緊，以免因振動引發(fā)金屬碰撞
產生火花。同時，施工安裝必須制定詳細的安全
預案，施工方案經施工、監(jiān)理、業(yè)主三方評審認
可后方可施工。嚴格遵照油庫方的安全規(guī)定，在
儲罐頂部角鋼和浮盤泡沫擋板上開孔時使用液壓
打孔器，嚴禁使用電鉆以及其它帶電設備，在打
磨防腐漆時不能使用角磨機等帶電動力工具。
4 結束語
外浮頂儲罐雷擊著火，需要發(fā)生放電及附近
有達到爆炸極限的可燃氣體這兩個基本條件。儲
罐的雷擊點通常處于最高的豎向電場區(qū)域，該區(qū)
域包括儲罐的罐壁上緣、欄桿扶手、量油管、導
向管和在罐頂的其它金屬物體。當儲罐運行液位
較高時，浮盤也容易遭受雷擊。儲罐受雷擊后，
電流要通過儲罐上的導電路徑導向大地，電流路
徑的任何不連續(xù)都會在間隙上產生電弧。因此，
通過以上安全改造，實現密封與罐壁無阻抗的電
氣連接，能大大降低雷擊火災事故，進而保證儲
罐能夠長期安全地運行。

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