（1）储存设备的类型及应用

1）储存设备的类型

用于储存生产用的原料、半成品及成品等物料的设备称为储存设备。这类设备属于结构相对比较简单的容器类设备，故又称储存容器或储罐。按其结构特征有立式储罐、卧式储罐、球形储罐及液化气钢瓶等，如图4.29、图4.30所示。

图4.29　储罐类型

图4.30　液化气钢瓶

1—护罩；2—瓶嘴；3—瓶体；4—底座

球形储罐与圆筒形储罐相比，具有容积大、承栽能力强、节约钢材、占地面积小、基础工程量小、介质蒸发损耗少等优点，但也存在制造安装技术要求高、焊接工程量大、制造成本高等缺点。典型结构的球形储罐如图4.31所示。

图4.31　球形储罐

1—安全阀；2—上人孔；3—压力表；4—气相进出口接管；5—液位计；6—盘梯；7—赤道正切柱式支座；8—拉杆；9—排污管；10—下人孔及液相进出口接管；
11—温度计连接管；12—二次液面计连接管；13—球壳

2）储罐的容量

储罐的容量与其几何尺寸有关。按钢材耗量最小的原则，对大型的立式储罐，当公称容量在1 000～2 000mm3时，取高度约等于直径；对3 000mm3以上的储罐取高度等于3/8～3/4的直径较为合理。储罐的公称容量是指按几何尺寸计算所得的容量，向上或向下圆整后以整数表示的容量。

由于罐内介质的温度、压力变化等原因，储罐不能完全装满、应留有一定的空间，而且液体储罐工作时液面允许有一个上下波动的范围。这一上下波动范围内的容量称为工作容量。储罐实际允许储存的最大容量称为储存容量。因此，储罐公称容量最大，工作容量最小，储存容量居中。立式储罐的容量示意图如图4.32所示。液体储罐工作时，其实际存量不得大于储存容量，也不得小于储存容量减去工作容量之差。

图4.32　立式储罐容量示意图

3）储存设备的应用

大型立式储罐主要用于储存数量较大的液体介质，如原油、轻质成品油等；大型卧式储罐用于储存压力不太高的液化气和液体；小型的卧式和立式储罐主要作为中间产品罐和各种计量、冷凝罐用；球形储罐用于储存石油气及各种液化气。

无缝气瓶主要用于储存永久性气体和高压液化气体，如氧气、氢气、天然气、一氧化碳、二氧化碳等。最常见的是民用液化气钢瓶，按充装量有10kg，15kg，50kg装3种规格。

钢瓶的公称压力为1.57MPa，这是按纯丙烷在48℃下饱和蒸气压确定的，因同温度下液化石油气各组分中丙烷的蒸气压最高，实际使用中环境温度一般不会超过48℃。因此，正常情况下瓶内压力不会超过1.57MPa，钢瓶的容积是按液态在60℃时，正好充满整个钢瓶而设计的，因同温度下质量相同时，丙烷的体积最大，所以正常使用时钢瓶是安全的。

（2）立式储罐

1）立式储罐的总体构造

立式储罐以大型油罐最为典型。它由基础、罐底、罐壁、罐顶及附件组成。按罐顶的结构不同，可分为拱顶罐、浮顶罐和内浮顶罐。

①拱顶油罐

拱顶油罐的总体构造如图4.33所示。罐底是由若干块钢板焊接而成，直接铺在基础上，其直径略大于罐壁底圈直径，底板结构如图4.34所示。罐壁是主要受力部件，壁板的各纵焊缝采用对接焊；环焊缝采用套筒搭接式或直线对接式，也有的采用混合式连接，壁板连接如图4.35所示。拱顶罐的罐顶近似于球面，按截面形状有准球形拱顶和球形拱顶两种，如图4.36所示。拱顶油罐由于气相空间大，油品蒸发损耗大，故不宜储存轻质油品和原油，宜储存低挥发性及重质油品。

图4.33　球形拱顶油罐

1—加强筋；2—罐顶中心板；3—扇形顶板；4—角钢环

图4.34　底板结构

②浮顶油罐

浮顶油罐的总体构造如图4.37所示。这种油罐上部是敞开的，所谓的罐顶只是漂浮在罐内油面上随油面的升降而升降浮盘，如图4.38所示。浮船外径不罐壁内径小400～600mm用以装设密封装置，以防止这一环状间隙的油品产生蒸发损坏，同时防止风沙雨雪使油品污染。密封装置形式很多，常用的有弹性填料密封或管式密封，如图4.39、图4.40所示。

浮顶油罐当罐顶随油面下降至罐底时，油罐就变为上部敞开的立式圆筒形容器，若此时遇大风罐内易形成真空，如真空度过大罐壁有可能被压瘪，为此在靠近顶部的外侧设置抗风圈，如图4.41所示。由于罐顶在罐内上下浮动，故罐壁板只能采用对接焊接并内壁要取平。浮顶油罐罐顶与油面之间基本上没有气相空间，油品没有蒸发的条件，因而没有因环境温度变化而产生的油品损耗，也基本上消除了因收、发油而产生的损耗，避免污染环境，减少发生火灾的危险性。因此，尽管这种油罐钢材耗量和安装费用比拱顶油罐大得多，但对收发油频繁的油库、炼油厂原油区等仍优先选用，用于储存原油、汽油及其他挥发性油品。

③内浮顶油罐

图4.35　壁板连接

图4.36　拱顶形状

图4.37　浮顶油罐

1—抗风圈；2—加强圈；3—包边角钢；4—泡沫消防挡板；5—转动扶梯；7—加热器；
8—量油管；9—底板；10—浮顶立柱；11—排水折管；12—浮船；13—单盘板

内浮顶油罐时在拱顶罐内增加了一个浮顶。这种油罐有两层顶：外层为与罐壁焊接连接的拱顶，内层为能沿罐壁上下浮动的浮顶，其结构如图4.42所示。内浮顶油罐既有拱顶罐的优点也有浮顶罐的优点，它解决了拱顶油罐由于气相空间大、油品蒸发损耗大，且污染环境又不安全的缺点，又避免了浮顶罐承压能力差、易受雨水及风沙等的影响，使浮顶过载而沉没和罐内可能形成真空的现象。

图4.38　浮盘结构示意图

1—单层钢板（5mm以上）；
2—截面为梯形的圆环形浮船

图4.39　弹性填料密封装置

1—软泡沫塑料；2—密封胶袋；3—固定带；
4—固定环；5—保护板；6—浮船

图4.40　管式密封装置(www.daowen.com)

1—限位板；2—密封管；3—充溢管；
4—吊带；5—油罐壁；6—防护板；7—浮船

图4.41抗风圈结构

1—罐壁；2—支托；3—抗风圈

2）立式油罐的主要附件

①量油孔和量油管

量油孔是为人工检尺时测量油面高度、取样、测温而设置的。每一台拱顶油罐上设置一个量油孔，安装在罐顶平台附近，孔径150mm，距罐壁一般不小于1 000mm。量油孔结构如图4.43所示。为防止关闭孔盖时撞击出火花并能关严，在孔盖内侧有软金属、塑料或橡胶垫，在孔内壁侧装有铝或钢制导向槽，以便于人工检尺时产生误差且防止下尺时钢卷尺与孔壁摩擦产生火花。在浮顶罐上则安装量油管，其作用与量油孔相同，同时还起防止浮盘水平扭转的限位作用。量油管如图4.44所示。

图4.42　内浮顶油罐

1—密封装置；2—罐壁；3—高液位报警器；
4—固定罐顶；5—罐顶通气孔；6—泡沫消防装置；
7—罐顶人孔；8—罐壁通孔；9—液位计；
10—罐壁人孔；11—高位带芯人孔；12—静电导出线；
13—量油管；14—浮盘；15—浮盘人孔；16—浮盘立柱

图4.43　量油孔

图4.44　量油管

图4.45　全天候机械呼吸阀

1—阀体；2—空气吸入口；3—阀罩；4—压力阀导杆；5—压力阀阀盘；6—接地导线；7—压力阀阀座；8—真空阀导杆；9—真空阀阀盘；
10—真空阀阀座

图4.46　液压安全阀

1—接合管；2—盛液槽；3—悬式隔板；
4—罩盖；5—带钢网的通风短管；
6—装液管；7—液位指示器

②机械呼吸阀和液压安全阀

机械呼吸阀是原油、汽油等易挥发性油品储罐的专用附件，安装在拱顶油罐顶部，其作用是自动控制油罐气体通道的启闭，对油罐起到超压保护的作用且减少油品的蒸发损耗。机械呼吸阀的结构如图4.45所示。这种阀在空气湿度70％、温度-40℃条件下，经24h仍可正常使用，故称为全天候机械呼吸阀。

液压安全阀是与机械呼吸阀配套使用的，安装在机械呼吸阀的旁边，平时是不工作的、只有当机械呼吸阀由于锈蚀、冻结而失灵时才工作，所以其安全压力和真空度的控制都高于机械呼吸阀10％。液压安全阀的结构如图4.46所示。

③防火器和泡沫发生器

防火器串联安装在机械呼吸阀或液压安全阀的下面，防止罐外明火向罐内传播。防火器的结构如图4.47所示，外形为圆形或方形。当外来火焰或火星通过呼吸阀进入防火器时金属滤芯迅速吸收燃烧热量，使火焰熄灭达到防火的目的。

图4.47　防火器

1—密封螺帽；2—紧固螺钉；3—隔环；4—滤芯元件；
5—壳体；6—防火匣；7—手柄；8—盖板；9—软垫

泡沫发生器是固定在油罐顶上的灭火装置，如图4.48所示。其一端与泡沫管线连接，另一端在罐顶层罐壁上与罐内连通。泡沫混合液推广孔板节流，使发生器本体室内形成负压而吸入大量的空气，混合成空气泡沫并冲破隔板玻璃经喷射管段进入罐内，隔绝空气窒息火焰、达到灭火的目的。

图4.48　泡沫发生器

1—混合液输入管；2—短管；3—闷盖；4—泡沫室盖；5—玻璃盖；6—滤网；
7—泡沫室本体；8—发生器本体；9—空气吸入口；10—孔板；11—导板

④通气孔和自动通气阀

通气孔是安装在内浮顶油罐上的专用附件。内浮顶油罐不设机械呼吸阀和液压安全阀，但由于浮顶与罐壁的环隙及其他附件接合处微小的泄漏，在拱顶与浮顶之间仍有少量油气，为此在拱顶和罐壁上部设置通气孔。罐顶通气孔设拱顶中心，直径不小于250mm，上部有防雨罩，防雨罩与通气孔短管的环行间隙中安装金属网，通气孔短管通过法兰和与拱顶焊接的短管连接。罐壁上的通气孔设在最上层壁板的四周，距罐顶边缘700mm处，不少于4个且对称布置，孔口为长方形、孔口上也设有金属网。

图4.49　自动通气阀

1—阀杆；2—浮盘板；3—阀体；4—密封圈；5—阀盖；
6—定位销；7—补强圈；8—滑轮

自动通气阀是设在外浮顶油罐上的专用附件。其结构如图4.49所示。浮盘正常升降时靠阀盖和阀杆自身的质量使阀盖紧贴阀体，当浮盘下降快到立柱支承位置时，阀杆首先触及罐底使阀盖和阀体脱离，直到浮盘下降到完全由立柱支承时，自动通气阀开到最大，使浮盘上下气压保持平衡。当浮盘上升时自动通气阀逐渐关闭。

⑤液位报警器

液位报警器是用来防止液面超高或超低的一种安全保护装置，以防止溢油或抽空事故。一般而言，任何油罐都应安装高液位报警器，低液位报警器只安装在炼油装置的原料罐上以保证装置的连续运行。如图4.50所示为气动高液位报警器。它是依靠浮子的升降启闭气源在通过气、电转换元件发出报警信号。液位报警器的安装位置应保证从报警开始在10～15min内不会溢油或抽空。

图4.50　气动高液位报警器

1—罐壁；2—浮子；3—接管；4—密封垫圈；
5—气动液位信号器；6—出气管；7—进气管；8—法兰盘；9—密封垫圈；10—补强圈

（3）卧式容器

卧式储罐与立式储罐相比，容量较小、承压能力变化范围宽。最大容量400m3，实际使用一般不超过120m3，最常用的是50m3。适宜在各种工艺条件下使用，在炼油化工厂多用于储存液化石油气、丙烯、液氨、拔头油等，各种工艺性储罐也多用小型卧式储罐。在中小型油库用卧式罐储存汽油、柴油及数量较小的润滑油。另外，汽车罐车和铁路罐车也大多用卧式储罐。

卧式储罐由罐体、支座及附件等组成。罐体包括筒体和封头，筒体由钢板拼接卷板、组对焊接而成，各筒节间环缝可对接也可搭接，封头常用椭圆形、碟形及平封头。卧式储罐的罐体如图4.51所示。

图4.51　卧式储罐罐体

1—筒体；2—加强环；3—人孔；4—进出油管；5—三角支承；6—封头

卧式储罐支座有鞍式、圈式和支承式3种。大中型的卧式储罐常设置两个对称布置的鞍式支座。其中，一个固定在地脚螺栓上是不动的，称为固定支座。另一个其底板上与地脚螺栓配套的孔采用长圆形，当罐体受热膨胀时可沿轴向移动，避免产生温差应力。