內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐油氣泄漏的控制與管理探討

王雷

（大慶石化公司銷售儲(chǔ)運(yùn)中心，黑龍江 大慶 163714）

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐屬于輕質(zhì)油品進(jìn)行存儲(chǔ)的最佳方式，可降低油氣資源的揮發(fā)量，發(fā)揮環(huán)境保護(hù)的效果，但是，由于內(nèi)浮頂罐密封不嚴(yán)，極易導(dǎo)致內(nèi)浮頂罐密封不嚴(yán)密問(wèn)題的出現(xiàn)，導(dǎo)致安全隱患的存在，所以，必須對(duì)內(nèi)浮頂罐應(yīng)用的問(wèn)題進(jìn)行解決，以降低尤其泄漏問(wèn)題的發(fā)生，減少內(nèi)浮頂罐爆炸事件和著火事件的發(fā)生，降低經(jīng)濟(jì)損失問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題，本文就內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐油氣泄漏的控制與管理展開(kāi)論述分析。

1 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐

1.1 發(fā)展情況

1950年后，國(guó)外開(kāi)展了對(duì)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的研究，對(duì)大型浮頂油罐和內(nèi)浮頂儲(chǔ)油罐的研究不斷深入，法國(guó)最早開(kāi)始了油罐內(nèi)部覆蓋層的研究。1955年，美國(guó)也開(kāi)始進(jìn)行了內(nèi)部覆蓋層油罐的制作。1962年，德國(guó)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用帶蓋浮頂罐進(jìn)行石油資源的存儲(chǔ)，且其直徑達(dá)到史上最大為61.6m，自1972年，美國(guó)所建設(shè)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐數(shù)量已經(jīng)高達(dá)600 個(gè)以上。

1980年以前，我國(guó)大都應(yīng)用固定頂儲(chǔ)罐對(duì)輕質(zhì)油品進(jìn)行存儲(chǔ)，但是，其在一定程度上對(duì)油品質(zhì)量產(chǎn)生了影響，還加劇了油品的損耗問(wèn)題，加劇了環(huán)節(jié)的污染。當(dāng)時(shí)，為降低經(jīng)濟(jì)損失的發(fā)生，保障生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展和生產(chǎn)的安全性，進(jìn)行了對(duì)應(yīng)措施的制定，以成膠劑在液面上應(yīng)用，使液面形成與大氣隔離的凝膠狀浮蓋方式進(jìn)行干預(yù)，可對(duì)聚酰胺小圓盤浮蓋液體的自由表面，依靠浮頂結(jié)構(gòu)和惰性氣體浮蓋層方式，對(duì)儲(chǔ)液蒸發(fā)的存儲(chǔ)量進(jìn)行了縮減，所以內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐被廣泛應(yīng)用。

1.2 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)及性能

內(nèi)浮頂罐可將浮動(dòng)浮盤在固定頂罐的內(nèi)部添加，其組成主要包括支柱、通氣孔、密封裝置和罐體內(nèi)浮盤。其相對(duì)固定頂儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著，主要包括以下幾點(diǎn)：第一，浮盤的存在，在內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)部對(duì)浮盤與油品液面之間的空間產(chǎn)生了壓縮效用，可對(duì)油品的蒸發(fā)損耗量產(chǎn)生降低效用；第二，通過(guò)固定頂?shù)膽?yīng)用，可減少灰塵、雨雪及風(fēng)沙對(duì)其產(chǎn)生的影響，可確保儲(chǔ)液在各種條件下的應(yīng)用質(zhì)量。第三，由于內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的維護(hù)方式和施工建設(shè)方法簡(jiǎn)單，依靠密封材料，可有效減少儲(chǔ)罐由于日照因素影響出現(xiàn)的老化現(xiàn)象。美國(guó)石油學(xué)會(huì)研究表明，進(jìn)行內(nèi)浮頂?shù)耐晟圃O(shè)計(jì)，可對(duì)固定頂蒸發(fā)損耗情況進(jìn)行控制，最小化投資，通過(guò)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐可有效進(jìn)行汽油資源的存儲(chǔ)，酮類、醇類、銓類、噴漆染料、易揮發(fā)、易燃易爆的液體石油產(chǎn)品也可采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐進(jìn)行存儲(chǔ)。

1.3 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐應(yīng)用中存在的問(wèn)題

當(dāng)前，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐被廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分顯著，但是，應(yīng)用中的問(wèn)題也日益突出，主要由于內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐浮盤會(huì)受到多因素影響，導(dǎo)致密封不嚴(yán)密出現(xiàn)泄漏情況，對(duì)浮盤上部及油罐拱頂?shù)膽?yīng)用空間產(chǎn)生影響，且存在其中的油氣濃度會(huì)達(dá)到儲(chǔ)罐爆炸的極點(diǎn)，一旦受到硫化亞鐵、累計(jì)或者靜電等因素的影響，或者受到外界火源的影響，將直接導(dǎo)致爆炸、著火和自然事故的發(fā)生。

2 內(nèi)浮盤油氣泄漏因素

2.1 設(shè)計(jì)因素

從設(shè)計(jì)角度分析，內(nèi)復(fù)盤形式設(shè)計(jì)中存在缺陷，主要表現(xiàn)為：第一，大部分油罐浮盤應(yīng)用的為鋁浮盤，也有應(yīng)用不銹鋼材料浮筒式內(nèi)復(fù)盤設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)，采用膠囊式密封方式對(duì)周圍圈進(jìn)行密封，但是，浮盤與導(dǎo)向管密封位置、浮盤面板拼接位置及周全密封膠囊位置均存在大小不一的空隙，極易導(dǎo)致油氣泄漏問(wèn)題的發(fā)生，使其向浮盤上部空間移動(dòng)。由于浮盤周圍的密封方式不同，所以密封效果也存在一定差異性。不同形式的浮盤密封效果也存在一定差異性。第二，在浮筒式鋁浮盤面板的下部分及油品液面之間存在較大的空隙，一旦受到外界點(diǎn)火源影響，將導(dǎo)致著火爆炸風(fēng)險(xiǎn)和油氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)的增加，若是設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用全接觸型浮盤進(jìn)行設(shè)計(jì)，可對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行有效解決。

2.2 計(jì)量因素

為促進(jìn)計(jì)量精準(zhǔn)程度的提升，必須在進(jìn)行人工計(jì)量口、油管安裝液位計(jì)、溫度計(jì)導(dǎo)管安裝及取樣孔設(shè)計(jì)過(guò)程中，在浮盤面開(kāi)蓋及導(dǎo)管開(kāi)孔位置，使大量的油氣從開(kāi)蓋位置和開(kāi)孔位置向浮盤的上部空間滲漏，所以在進(jìn)行油管設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須在設(shè)計(jì)導(dǎo)向管的過(guò)程中，應(yīng)用三個(gè)，若是每個(gè)導(dǎo)向管都開(kāi)孔的情況下，內(nèi)浮盤上泄漏的油氣量即可被預(yù)知。

2.3 作業(yè)管理因素

當(dāng)前，不同油庫(kù)均在采用低庫(kù)存方式進(jìn)行作業(yè)管理，油庫(kù)油罐正常運(yùn)行情況下，液位水平較低，油庫(kù)內(nèi)浮頂罐作業(yè)中，油液位至浮盤下面情況時(shí)有發(fā)生，內(nèi)浮盤落地會(huì)導(dǎo)致浮盤上方通氣孔全部開(kāi)放，其會(huì)導(dǎo)致油品液面濃度的提升，使油氣向內(nèi)浮盤通氣孔部傳送，最終達(dá)到浮盤上部空間位置，導(dǎo)致浮盤上部空間的油氣量過(guò)高，超過(guò)規(guī)定水平。

2.4 油罐罐壁形狀變化

油罐制造材料大都為鋼制材料，油罐罐壁位置進(jìn)行安裝、預(yù)先制作及應(yīng)用過(guò)程中，形狀變化屬于常見(jiàn)因素，油氣會(huì)向油管浮盤的上部空間泄漏，這一現(xiàn)象具有普遍性，若是油罐收發(fā)油作業(yè)發(fā)生時(shí)，穩(wěn)定性欠佳，將導(dǎo)致液面搖晃，影響浮盤運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致油罐浮盤泄漏量的增加。

3 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐油氣泄漏的控制與管理

3.1 浮盤形式的改變

傳統(tǒng)浮盤樣式大都為浮子和浮筒式結(jié)構(gòu)，并于其上方覆蓋面板，浮子上部分位置及浮筒位置三分之一出會(huì)處于油品液面的上部分位置，在液面和浮盤面板之間，為油氣提供了巨大的存儲(chǔ)空間，若是浮盤的密封程度不足，或者浮盤狀態(tài)一行，將直接出現(xiàn)油品揮發(fā)浪費(fèi)情況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全，為對(duì)這一問(wèn)題機(jī)械能解決，必須采用全接觸式的浮盤進(jìn)行處理，當(dāng)前，玻璃鋼及浮船式的全接觸式浮盤屬于浮盤的重要組成類型。

3.2 浮盤密封形式的改變

當(dāng)前，膠囊式密封方式應(yīng)用的成本投入量較低，施工方式就方便，其已經(jīng)被建筑企業(yè)和設(shè)計(jì)單位所廣泛應(yīng)用，由于膠囊的密封性不足，且罐壁存在毛刺和焊接異常情況，所以膠囊應(yīng)用中極易產(chǎn)生損壞，油氣會(huì)通過(guò)損壞點(diǎn)向膠囊內(nèi)部滲漏，導(dǎo)致安全隱患問(wèn)題的發(fā)生。當(dāng)前，由于浮盤密封膠囊損壞而導(dǎo)致的爆炸和著火事件層出不窮。為對(duì)浮盤及液面的氣項(xiàng)空間問(wèn)題進(jìn)行解決，已經(jīng)采用全接觸式浮盤進(jìn)行干預(yù)，前解除浮盤可對(duì)浮盤底部的油氣空間進(jìn)行消減，實(shí)現(xiàn)了無(wú)大小呼吸損耗的目的，其僅存在罐壁邊緣與浮盤的空間，這一全接觸式浮盤的應(yīng)用，采用薄金屬板形式進(jìn)行密封，將密封板向液體內(nèi)部前推，其可與罐壁之間保持較小的間隙，可縮減損耗概率。

3.3 計(jì)量導(dǎo)管部位的開(kāi)孔減少

當(dāng)前，油罐上進(jìn)行了人工取樣孔、多點(diǎn)溫度計(jì)和液位計(jì)的安裝，其可保持質(zhì)量和計(jì)量的精準(zhǔn)度，其會(huì)在這些設(shè)備的套管位置進(jìn)行開(kāi)孔干預(yù)，可符合計(jì)量精度的相關(guān)要求，但是也出現(xiàn)了油氣向上部空間泄漏的現(xiàn)象，所以可從以下兩個(gè)方面開(kāi)展干預(yù)。首先，將溫度計(jì)、人工取樣口及液位計(jì)等向一個(gè)套管內(nèi)部集中，由于套管自身存在不開(kāi)孔現(xiàn)象，將壓力控制閥在導(dǎo)管頂端油罐外法蘭下部位安裝，依據(jù)油罐的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行控制閥操作壓力水平的控制。這一方式應(yīng)用中，不會(huì)對(duì)原油設(shè)計(jì)理念和程序進(jìn)行變更，但是會(huì)導(dǎo)致氣體向外部釋放的可能性，導(dǎo)致質(zhì)量和計(jì)量存在一定偏差，所以后續(xù)可以應(yīng)用油氣回收系統(tǒng)的建立；其次，必須在一個(gè)導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行人孔取樣口活塞溫度計(jì)和液位計(jì)的安裝，以在開(kāi)孔的導(dǎo)管外部位置進(jìn)行可伸縮膠囊的安裝。

3.4 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐氮封設(shè)計(jì)

這一形式可針對(duì)已經(jīng)建設(shè)完成的內(nèi)復(fù)式頂罐和拱頂罐進(jìn)行，其可在內(nèi)浮頂油罐透氣孔進(jìn)行封閉處理，在系統(tǒng)聯(lián)通中注入透氮?dú)夂蛢?nèi)部空間，依靠氮?dú)鈱?duì)罐內(nèi)氣體進(jìn)行補(bǔ)充，由于氮?dú)赓|(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)輕于油蒸汽，所以氮?dú)鈺?huì)在油蒸汽上方浮動(dòng)，在呼氣情況發(fā)生時(shí)，氮?dú)鈺?huì)被呼出，而不是油蒸汽被呼出。待罐內(nèi)壓力值降低情況下，氮?dú)鈺?huì)自動(dòng)進(jìn)入罐體內(nèi)部，對(duì)氣體空間進(jìn)行補(bǔ)充，可降低蒸發(fā)過(guò)程中的消耗量，減少油品與空氣接觸而產(chǎn)生的空氣氧化問(wèn)題的發(fā)生。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)施工過(guò)程

油罐施工質(zhì)量問(wèn)題屬于內(nèi)浮頂罐泄漏的主要因素，在應(yīng)用過(guò)程中形變情況時(shí)有出現(xiàn)，將直接對(duì)浮盤施工產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)?dǎo)致浮盤泄漏問(wèn)題的出現(xiàn)，所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格把控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保管理關(guān)口能夠向前移動(dòng)，降低施工艱澀不合理影響后續(xù)運(yùn)行管理的可能性出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐油氣泄漏問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的安全和穩(wěn)定生產(chǎn)，所以必須對(duì)其相關(guān)影響因素進(jìn)行分析，并采用浮盤形式的改變、浮盤密封形式的改變、計(jì)量導(dǎo)管部位的開(kāi)孔減少、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐氮封設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)施工方式，以降低內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐應(yīng)用中油氣泄漏的可能性。