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鋁制內浮頂技術在常壓儲罐上的應用介紹
摘要：介紹了鋁制內浮頂技術的工作原理、結構和技術特點，闡明該技術是一種比較理想的節能、環保產品，并通過在我名揚公司常壓儲罐上的應用，提出了存在的問題及改進建議。關鍵詞：鋁浮盤、技術、常壓儲罐、應用、環保。
隨著科學技術的不斷進步和人們節能、環保意識的增強，如何減少儲罐油品的蒸發已越來越受到人們的重視。近年來，國內許多的科研單位、制造廠家與使用單位相互結合，開發、研制儲罐內浮頂裝置并被推廣應用。
實踐證明：安裝內浮頂后，對降低儲罐油品蒸發損耗、降低罐區上空可燃氣體濃度、消除由于可燃氣體濃度超標而發生爆燃的不安全因素、減少環境污染，起到了明顯的作用。鋁制內浮頂就是其中之一。
2 鋁制內浮頂技術介紹
儲罐分拱頂和浮頂兩種，浮頂又分為內浮頂和外浮頂。鋁制內浮頂是內浮頂的一種新的結構形式，是近二十幾年來在國內外石化行業中應用較為普遍的一種節能產品，日漸成為一種較為成熟的技術，得到了石化儲運界的高度重視，在油品儲運中發揮出了巨大的潛能，取得了滿意的效果。
其顯著特點是：制造成本低、施工周期短、重量輕、施工動火少。特別適合于舊罐改造。鋁制內浮頂已先后在我公司24臺常壓儲罐上安裝使用，取得較好的經濟效益和環保效益。下面，就以連云港名揚石化設備制造公司生產的鋁浮盤為例作一介紹。
2.1 鋁制內浮頂工作原理
當油品進罐后，油品充滿在罐底、罐壁與內浮頂之間，當油品液位高度達到淹沒浮筒的1/2時，內浮頂便在浮筒產生的浮力作用下漂浮在油面上，隨著油面升降而升降，有效地減小了油品上部的氣相空間，同時，始終將油品與空氣保持隔離狀態，從而大量減少了油品的蒸發損耗，節約了能源，減少了環境污染，提高了儲罐使用的安全性。
2.2 鋁制內浮頂結構
鋁制內浮頂的全部零件為LF21防銹鋁合金材料，具有較好的強度和優越的防腐性能。其骨架與浮筒經沖壓成型聯成一體，通過螺栓連接將骨架連接成穩定的三角形結構，鋁板通過鉚接固定在骨架上（整體結構見圖1）。整個浮盤重量較輕，安裝方便，動火少。下面就鋁制內浮頂的主要特點簡述如下：
圖1 鋁制內浮頂的整體結構
1-儲罐 2-鋁蓋板 3-浮筒 4-中心通氣閥 5-導靜電電纜 6-人孔 7-排液管 8-防轉裝置 9-舌形橡膠帶 10-支腿
(1)鋁制內浮頂骨架采用專用特種截面型材擠壓成型（見圖2）。該截面型材上部為“T”形
圖2 骨架截面圖
結構，主要承擔浮頂骨架結構的聯結，起結構元件作用；下部型材為圓環結構，兩端封閉后起浮力元件作用。結構元件和浮力元件聯成一體，合二為一，優化了結構，節約了材料。
(2)密封的鋁制浮筒，相當于鋼制內浮頂的浮船作為浮力構件。其封頭采用淺拉伸成形、內壓封口后端頭封焊技術。因而，浮筒無縱向焊縫，焊接方式合理。其化學性能穩定，不易被氧化和腐蝕，從而有效地保證了產品質量，延長了使用壽命。浮筒在浮頂下部均勻分布，其浮力與浮盤自重之比大于2∶1，即使有個別浮筒破損后滲漏也不會影響浮盤的正常工作。
(3)鋁制內浮頂允許罐壁半徑偏差為±80mm，且防轉裝置采用了固定鋼絲繩支撐的軟式結構，使鋁浮盤自由的漂浮在油面上，緩解了浮頂徑向壓力的不均衡狀態，有效地防止了卡盤現象。
(4)鋁制浮盤的密封結構。密封型式有囊式密封和舌型密封二種。密封帶安裝在鋁浮盤的上部，與油品液面有一定距離，使其不與油品接觸，既確保了浮頂升降暢通，又成功的解決了鋼制浮盤密封浸沒在油品中而產生溶蝕變形、老化、破損的問題。從而有效地保證了鋁浮盤的密封效果。
(5)浮盤中心板與通氣閥合二為一，當浮盤下降至檢修檔時，通氣閥自動開啟；浮盤上升時，通氣閥自動關閉，滿足浮盤運行的工藝要求，同時結構緊湊合理，平衡性能好。
2.3 鋁制內浮頂主要技術參數
(1)浮頂自重與浮力比為1:2。
(2)儲存介質種類：對鋁合金無腐蝕的高揮發性油品及化工品。
(3)接地電阻：＜10Ω。
(4)降耗率：＞95%。
(5)所有浮筒經無損探傷，并經0.2MPa/cm2氣密性水壓試驗。
3 鋁浮頂在我公司的應用情況
鋁浮頂在我名揚公司共有24臺，在降低油品蒸發、節能、環保等方面起到了很好的作用。在安裝簡便、重量輕、動火少、成本低、施工周期短等方面，是鋼制內浮頂所不可比擬的。以一臺3000m3罐為例，由于浮盤安裝大部分為鉚接，動火工作量比鋼制浮盤安裝要降低95%以上，滿足舊罐改造動火少的要求。其施工周期10人只需一周，而鋼制浮盤需一個月。但在使用過程中，仍有著一定的局限性，有待進一步的改進。主要存在以下幾個方面的問題。
3.1 密封損壞
鋁浮盤的密封包括周邊密封和蓋板搭接處密封，其對鋁浮盤的正常使用起著至關重要的作用。
(1)周邊密封。其形式有舌形、囊式和唇式。我名揚公司主要以前兩種為主。密封的材料為丁晴橡膠，雖然沒有直接浸入油品，但油品與浮盤之間的油氣仍然對密封橡膠帶產生腐蝕作用。浮盤升降頻繁，運行過程中，受到罐壁的磨擦和刮傷。因此，密封橡膠帶在運行一定的時間后存在老化和撕裂的問題。
(2)蓋板搭接處密封。其材料為耐油橡膠帶。由于油品攪動的影響，密封膠帶經常與油品接觸，受到油品的侵蝕，容易老化、失效。特別是在罐509#、510#等輕污油罐中，含氣量大且含硫化氫腐蝕性介質，由于氣體的作用，對浮盤產生沖擊，使浮盤擺動，造成蓋板搭接處螺栓易松動。氣體攜帶腐蝕性介質沖擊蓋板搭接處密封，使密封失效。從而，腐蝕性介質從密封處翻至浮盤上面，越積越多，造成浮盤塌陷，同時，罐頂油味濃，污染了環境。
3.2 浮筒端板拉裂
1997年6月，231#罐（新二垅航煤罐）新安裝鋁浮盤，其支腿安裝于浮筒的端板上，使浮筒既為浮力元件，又是受力元件，在清罐檢修時，整個浮盤的重量全部由安裝在端板上的支腿支撐，加之油氣壓力及油品攪拌的沖擊，把浮盤向上頂，造成一部分支腿上下跳動。最終導致浮筒端板撕裂，浮筒內進油，浮盤浮力下降。為了解決這一問題，在結構上進行了改進，將支腿通過夾板安裝在浮筒上部的“T”形型鋼上。經使用基本解決了這一問題。
圖3 重整409#、410#、411#罐鋁浮盤腐蝕情況
3.3 鋁材的腐蝕
鋁浮盤的材料全部用LF21防銹鋁材。該材料對鐵銹和水構成的電化學腐蝕抵抗能力較差。
重整409#、410#、411#罐新上鋁浮盤投用前，其支腿表面出現很多鋁的氧化物堆，鋁板表面發花、脫皮（如圖3所示）。經過對材質進行鑒定、
分析，沒有質量問題。
主要原因是：用水沖洗罐底雜物時，銹水濺到支腿及鋁板表面，通過放置在空氣中一段時間（罐完工后當時沒有投用），銹水濺到的位置形成微電池，從而產生電化學腐蝕。
4 幾點建議
(1)建議對罐壁作內防腐，以減少罐壁的毛刺，盡可能減少密封橡膠帶的磨損。
(2)對含氣量較大的油品，不適應安裝鋁浮盤。針對509#罐、510#罐，我公司去年將其更換為鋼浮盤。
(3)油罐屬現場制作的非標設備，同一容積的罐，其直徑是不一樣的。因此，在安裝內浮盤之前，建議施工單位及使用單位必須進罐現場測繪，根據實際尺寸制作鋁浮盤。以避免結構不匹配而造成卡盤、偏盤或密封不嚴等問題。
(4)對鋁材應作進一步的改進，防止電化學腐蝕的發生。同時，使用單位或施工單位在清洗罐底時，應盡可能的避免水滴的飛濺。
總之，鋁浮盤是儲罐一種比較理想的節能、環保產品，對鋁浮盤技術的進一步研究、發展與推廣應用，將成為必經趨勢。
