儲(chǔ)罐廣泛應(yīng)用于流體工業(yè),主要用于儲(chǔ)存原材料、成品和中間產(chǎn)品。它們?cè)诒U习踩a(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面發(fā)揮著不可替代的作用。國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備也離不開(kāi)各種類型的儲(chǔ)罐。為了掌握儲(chǔ)罐內(nèi)的料位、液位、壓力、流量等參數(shù),儀器儀表也是必不可少的,所以一個(gè)儀表人了解一些儲(chǔ)罐的常識(shí)是非常必要的,這樣儀表才能更好地在儲(chǔ)罐中發(fā)揮應(yīng)有的作用。
由于工況復(fù)雜多樣,為保證生產(chǎn)安全,工業(yè)罐一般為鋼制儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐一般采用碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料,主要根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)的特性、儲(chǔ)存溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行選擇。其他材料,如玻璃鋼和塑料,一般不考慮,因?yàn)樗鼈儾环戏阑鸷涂箟旱囊蟆?/p>
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內(nèi)浮頂罐。
一、球罐
球罐廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等過(guò)程工業(yè)。作為一種大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器,常用于儲(chǔ)存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮等介質(zhì)。也可用于儲(chǔ)存壓縮氣體(空氣、氧氣、氮?dú)?、城市煤氣?。
球罐一般用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸氣壓高于大氣壓的物料,通常在常溫、低溫或低溫下儲(chǔ)存。
飽和蒸汽壓是指密閉容器在一定溫度下達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)氣液界面的蒸氣壓,隨溫度變化。對(duì)于液化石油氣和液化天然氣來(lái)說(shuō),它們不是純物質(zhì),而是混合物。此時(shí)的飽和蒸氣壓與混合比有關(guān),可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進(jìn)行計(jì)算。
1.常溫球罐
這種球罐的高壓取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度一般高于-20℃。普通球罐用于儲(chǔ)存液化石油氣、氮?dú)狻⒚簹夂脱鯕狻?/p>
2.低溫球罐
這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃,但一般不低于-100℃。
3.深冷球罐
這種球罐的設(shè)計(jì)溫度在-100℃以下。一般儲(chǔ)存在介質(zhì)液化點(diǎn)以下,壓力不高,有時(shí)是常壓。由于對(duì)冷絕緣的要求很高,所以經(jīng)常使用雙層球殼。
二、臥罐
臥式罐體積小(一般小于100m3),但占地面積大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲(chǔ)存,也常用于一些生產(chǎn)設(shè)施中其他小容量介質(zhì)(儲(chǔ)存溫度下飽和蒸氣壓大于等于大氣壓的物料)的儲(chǔ)存。臥罐筒軸向與地面平行,常用鞍式支座,通常帶壓力儲(chǔ)存,能承受較高的正壓和負(fù)壓,是壓力容器。

三、拱頂罐
拱頂儲(chǔ)罐是一種頂部為球冠、罐體為圓柱形的鋼制容器。拱頂罐制造簡(jiǎn)單,成本低,應(yīng)用廣泛。最常用的容積是1000~10000m3。目前,我國(guó)拱頂罐的最大容積已達(dá)30000m3。
拱頂罐一般為低壓罐或常壓罐,廣泛應(yīng)用于流體工業(yè)。它們通常用于乙B和丙類液體,也用于有特殊儲(chǔ)存要求的甲B和乙A類液體。國(guó)外也有用于大型LNG深冷儲(chǔ)存。
大型酸堿儲(chǔ)罐有時(shí)可以是拱頂罐。
四、浮頂罐
浮頂罐由漂浮在介質(zhì)表面的浮頂和垂直的圓柱形罐壁組成。浮頂隨著罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)存量的增加或減少而升降。浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋,減少了介質(zhì)的揮發(fā)。
浮頂儲(chǔ)罐通常用于儲(chǔ)存飽和蒸汽壓低于儲(chǔ)存溫度下大氣壓的甲B和乙A類液體。
浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐和外浮頂罐。
1.外部浮頂罐
通常用于儲(chǔ)存原油、汽油或煤油等揮發(fā)性石油產(chǎn)品,與無(wú)浮頂?shù)墓绊敼尴啾葻o(wú)蒸發(fā)空間。這樣既減少了產(chǎn)品的蒸發(fā)損失,又減少了環(huán)境污染,降低了可燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸性氣體的風(fēng)險(xiǎn)。
儲(chǔ)罐殼體與外浮頂浮板之間有100 ~ 500 mm的間隙,以保證運(yùn)行時(shí)不卡盤。采用封邊系統(tǒng)減少邊緣蒸發(fā),浮頂上設(shè)置中央排水系統(tǒng),保證雨雪天積水能順利排出,避免沉盤事故。
2.內(nèi)部浮頂罐
內(nèi)浮頂罐是帶頂?shù)母№敼?,也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的儲(chǔ)罐。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):
第一,與浮頂罐相比,固定頂?shù)膬?nèi)浮頂儲(chǔ)罐可以更有效地防止風(fēng)、沙、雨、雪或灰塵的侵入,保證液體儲(chǔ)存的質(zhì)量。同時(shí),由于內(nèi)浮盤漂浮在液面上,液體沒(méi)有蒸發(fā)的空間,因此蒸發(fā)損失減少了85% ~ 96%。減少空氣污染、火災(zāi)和爆炸危害,即使發(fā)生火災(zāi),一般也不會(huì)引起大規(guī)模燃燒,易于保證液體儲(chǔ)存質(zhì)量,特別適合儲(chǔ)存高級(jí)汽油、噴氣燃料和有毒石化產(chǎn)品;由于液面沒(méi)有氣體空間,也減少了罐壁罐頂?shù)母g,從而延長(zhǎng)了儲(chǔ)罐的使用壽命。
第二,在相同的密封條件下,與浮頂相比,蒸發(fā)損失可以進(jìn)一步降低。
但與拱頂罐相比,內(nèi)浮頂罐的鋼板消耗量更大,施工要求更高。由于是密封結(jié)構(gòu),也給維修帶來(lái)不便,儲(chǔ)罐不易擴(kuò)大,目前一般不超過(guò)10000m3。