油气田常用设备描述

第三十章 设备 本章所描述的是输油管道工程中常用的非标设备包括 大型立式钢制圆筒 形储罐 钢制压力容器及常压容器 第一节 钢制拱顶储罐 拱顶储罐的拱顶是一种自支承式的罐顶 形状近似球面 它由中心顶板和 瓜皮板搭接组成 支承于焊在罐壁上的包边角钢上 罐壁由若干圈不同厚度的 钢板对接而成 目前国内最大的拱顶罐为 20000 m3 最常用的范围为 10000m3 或更小 一 适用范围 钢制拱顶储罐系列适用于油气田 输油管道用储存密度小于或等于 1000kg m3的常压液态石油 石油产品及污水 适用的操作条件 操作压力 正压 1 8kPa 负压 0 3kPa 操作温度 介质温度低于 150 二 钢制拱顶储罐系列按以下设计条件进行设计 设计压力 正压 2kPa 负压 0 5kPa 设计温度 介质温度低于 150 环境温度高于 20 基本风压 0 6kPa 抗震设防烈度 7 度 腐蚀裕度 罐顶 1 5mm 罐底 1 0mm 罐壁 1 0mm 介质密度 1000kg m3 雪载荷 0 6kPa 风压高度变化系数 1 场地土类型 II 当工艺要求不符合上述设计条件时 应提供以下参数重新进行设计 1 公称容积 2 操作压力 3 操作温度 4 设计载荷 包括基本风压 抗震设防烈度 基本雪压 5 介质密度及介质腐蚀情况 6 储液高度 7 建造地区及地区的最低日平均温度 8 场地土类型 场地指数 9 其他工艺要求 三 钢制拱顶储罐系列基本参数与尺寸表 30 1 1 第二节 钢制内浮顶储罐 内浮顶罐是在拱顶罐内再加上一个组合式铝浮盘作为浮动顶盖 内部的浮 顶可减少油品的蒸发损失 而外部的拱顶又可避免雨水 尘土等异物进入罐内 这种罐主要用于储存航空煤油 汽油等要求高的油品 由于受到拱顶的限制 内浮顶罐系列最大可到 10000m3 一 适用范围 钢制内浮顶储罐系列适用于储存密度小于或等于 1000kg m3的易挥发的石 油产品 适用的操作条件 操作压力 常压 操作温度 介质温度低于 90 二 储罐系列按以下设计条件进行设计 设计压力 正压 0kPa 设计温度 介质温度低于 90 环境温度高于 20 基本风压 0 6kPa 抗震烈度 7 度 腐蚀裕度 罐顶 1 5mm 罐底 1 0mm 罐壁 1 0mm 介质密度 1000kg m3 雪载荷 0 6kPa 风压高度变化系数 1 场地土类型 II 当设计条件不能满足工艺要求时 应提供以下参数重新进行设计 1 公称容积 2 操作温度 3 设计载荷 包括基本风压 抗震设防烈度 基本雪压 4 介质密度及介质腐蚀情况 5 储液高度 6 建造地区及地区的最低日平均温度 7 场地土类型 场地指数 8 其他工艺要求 4 储罐系列基本参数与尺寸表 30 2 1 第三节 浮顶油罐 浮顶油罐是目前在国内 外大型或中型油罐当中最常用的一种结构型式 这种罐的浮顶可直接放在油面上 随油品收发而上下浮动 在浮顶与罐壁之间 的环形空间有随着浮顶上下的密封装置 因为这种罐几乎全部消灭了气相空间 从而大大减少了油品的蒸发损失 此外这种油罐的顶部与拱顶相比 结构处理 容易 因而大型油罐几乎全部采用浮顶油罐 这种罐主要用于储存原油等清洁 要求不高的油品 一 浮顶储罐设计应提供以下参数 1 公称容积 2 操作温度 3 设计载荷 包括基本风压 抗震设防烈度 4 介质密度及介质腐蚀情况 5 建造地区及地区的最低日平均温度 6 场地土类型 场地指数 7 其他工艺要求 二 我国常用的浮顶油罐基本参数及尺寸见表 30 3 1 表 30 3 1 浮顶油罐基本参数及尺寸 储罐容积 m3 储罐内径 mm 储罐高度 mm 储罐总质量 kg 抗风圈与加强 圈数量 1000028500158502200002 2000040500158503680002 300004600019350 约 6400002 50000600001940012000004 100000800002197020200004 第四节 球形储罐 一 储罐特点 球形储罐具有以下特点 1 表面积最小 即在相同的容量下球形容器所需钢材面积最小 2 球形容器壳板承载能力比圆筒形容器大一倍 即在相同的直径 压力下 采 用同样的材料时 球形容器的板厚只需圆筒形容器板厚的一半 3 球形容器占地面积小 二 球罐型式 常用的球罐型式为桔瓣式和混合式 将球壳按桔瓣结构进行分割的组合结构称为桔瓣式球壳 它的特点是球壳拼 装焊接较规则 施工简便 加快组焊进度 便于采用自动焊 但球瓣在各带位 置尺寸大小不一 只能在本带内或在上下对称的带之间进行交换 下料及成型 较复杂 原材料利用率较低 球极板往往尺寸较小 桔瓣式球罐的基本参数见 表 30 4 1 混合式球壳的特点是球体赤道带 上下温带的球瓣按桔瓣式分割 上下极带 采用与赤道球瓣近似的尺寸分割成极中板 极侧板和极边板 它极带球心角大 克服了桔瓣式极板尺寸小的不足 人孔及接管较易配置 但组装校正较为麻烦 制造精度要求高 适合较大容积的球罐设计 混合式球罐的基本参数表 30 4 2 三 球罐的设计压力 设计温度应根据操作工况来确定 球罐设计时应提供以下参数 1 公称容积 2 操作压力 3 操作温度 4 设计载荷 包括基本风压 抗震设防烈度 基本雪压值 5 介质密度及介质腐蚀情况 6 保温情况 7 建造地区及地区的最低日平均温度 8 场地土分类 9 其他工艺要求 对于盛装液化石油气的容器 其设计压力按 500C 时混合液化石油气组分的 实际饱和蒸汽压来确定 设计温度为 500C 作为储存容器还按历年来月平均最 低气温的最低值考虑了最低设计温度 充装系数为 0 9 表 30 4 1 桔瓣式球罐的基本参数 公称 容积 m3 球壳内直径 或球罐基础 中心圆直径 mm 几何 容积 m3 支柱底板 底面至球壳 中心的距离 mm 球壳 分带数 支柱 根数 50460051400034 1206100119480045 2007100187520046 64 840092004086200 58 6 650107006417000 4 8 58 810001230097480005 10 8150014200149988005 10 10200015700202696005 12 103000180003054106005 12 124000197004003116006 14 125000212004989122006 14 126000226006044130006 14 800024800798614000714 10000268001007915000714 表 30 4 2 混合式球罐的基本参数 公称 容积 m3 球壳内直径 或球罐基础 中心圆直径 mm 几何 容积 m3 支柱底板 底面至球壳 中心的距离 mm 球壳 分带数 支柱 根数 381000123009748000 410 3815001420014998800 410 20001570020269600410 512 410300018000305410600 512 124000197004003116005 14 125000212004989122005 14 126000226006044130005 14 800024800798614000514 10000268001007915000514 第五节 压力容器 一 压力容器是输油管道工程中常用的非标设备 其设计是根据给定的工艺尺 寸和工作条件 并考虑到制造 安装和检修等要求按 GB150 钢制压力容器 和 压力容器安全技术监察规程 进行设计 与接管相配的法兰及紧固件按 HG20592 20635 97 标准选取 二 设计范围 压力容器包括卧式容器和立式容器 其具体设计范围为 设计压力 0 1MPa P 35MPa 真空度 0 02MPa 设计温度范围由介质温度状况和钢材允许的使用温度确定 内直径 对非圆形截面 指宽度 高度或对角线 如矩形为对角线 椭圆形 为长轴 150mm 三 压力容器的压力等级 压力容器的设计压力分为低压 中压 高压 超高压四个等级 具体划分 如下 低压 0 1MPa p 1 6MPa 中压 1 6MPa p 10MPa 高压 10 MPa p 100MPa 超高压 p 100MPa 四 压力容器公称直径 压力容器筒体采用钢板卷制时 其公称直径为以内径为基准的公称直径 见 表 30 5 1 筒体采用无缝钢管制作时 其公称直径为以外径为基准的公称直径 见表 30 5 2 其中以内径为基准的公称直径规格较多 但有些规格是与之配套 使用的椭圆形封头现行标准中所没有的 表 30 5 1 中只列出椭圆形封头标准中 所具有的规格 基本能满足工程设计需要 表 30 5 1 以内径为基准的压力容器公称直径 300350400450500550600 65070075080090010001100 1200130014001500160017001800 1900200021002200230024002500 2600280030003200340035003600 3800400042004400450046004800 5000520054005500560058006000 表 30 5 2 以外径为基准的压力容器公称直径 159219273325377426 第六节 常压容器 一 适用范围 常压容器包括卧式 立式圆筒形容器 适用于盛装日用柴油 汽油等石油 产品及水 其具体设计范围如下 设计压力 0 02MPa P 0 1MPa 设计温度 20 t 350 容积限制 0 5m3 V 100m3 二 设计要求 常压容器设计应提供以下参数 1 容积及规格尺寸 2 2 操作温度 3 介质腐蚀情况 4 对于储存容器应提供储存介质 设备保温情况及建造地区的环境温度 三 基本参数 常压容器的基本参数 见表 30 6 1 30 6 2 是根据公称容积来确定常用的公 称直径和长度 如有特殊要求 可根据需要另行确定 最小公称容积是根据 JB T4735 钢制焊接常压容器 确定的 卧式容器最大容积确定为 100m3 立 式容器最大容积确定为 40m3是因为容积的进一步增大会影响容器的结构形式及 制造 检验和安装等多方面的技术要求 表 30 6 1 卧式椭圆形封头容器基本参数 筒体 mm 筒体 mm 公称容积 V m3 公称直径长度 公称容积 V m3 公称直径长度 0 5 600 16002022004600 0 8700 2000 7400 1 1800 22005800 1 5 800 25 2400 4800 2900 2000 9400 2 5 1000 2800 22007600 3 1000 3400 32 2400 6200 4320022009800 1200 4000 2400 80005 2800 40 2600 6600 6 1400 3400 50 2400 10200 1600 2600 2600 8400 14004800280072008 3600 2600 11000 1600 44002800940010 18003400 63 3000 8000 1600 5600 2600 1420012 18004200280012000 18005600 80 3000 1020016 4400280015200 20 2000 5800 100 3000 13200 表 30 6 2 立式椭圆形封头容器基本参数 筒体 mm 筒体 mm 公称容积 V m3 公称直径高度 公称容积 V m3 公称直径高度 0 5700100018004200 0 81200 2000 3200 1 800 1800 12 22002400 1 51600 2000 4400 1000 2200220034002 1400 16 2400 2800 1200 1800220046002 5 14001200 2400 3600 1200 2200 20 2600 30003 140016002522005800 1200 3200 2400 48004 2200 2600 38001400 2800220076005 1600 2000 2400 6200 14003400 32 2600 52006 2600 2400 8000 1600 3600 2600 66008 2600 40 280056001800 340010 2000 2600 注 表中 者为优先选用规格 表 30 1 1 钢制拱顶储罐基本参数与尺寸表 公称 容积 计算 容积 储罐 内径 储罐高度 mm 罐壁厚度 mm 拱顶 厚度 底板厚度 mm 序 号 m3 mm 罐壁拱顶总高底圈二三四五六七八九十mm中幅板边缘板 罐体 材料 盘梯 包角 储罐 总质量 kg 加强 圈 数量 1100107514051705705747555677Q235 A111o39 31 6420 22002126580625072769845555677Q235 A106o37 53 9795 33003157710675085076075555677Q235 A108o32 56 12685 440042082407880908879555555677Q235 A118o42 40 15115 550052089208330982931955555677Q235 A115o43 11 16800 670073010200893011221005965555677Q235 A107o6 7 22155 71000103111500993012641119465555677Q235 A105o47 50 28420 8200021121570010910171912636876655677Q235 A84o43 40 50930 9300031171890011110206813185987666677Q235 A71o49 28 721851 1050005140236401171025851430412108766679Q235 A60o49 11 1115851 11100001026031120134903402169011814121086667920R Q235 A52o47 32 2087901 122000020508405881585045692041918161412121210888671016Mn Q235 A47o15 35 3659802 注 储罐总质量包括盘梯质量 表 30 1 2 钢制内浮顶储罐基本参数与尺寸表 公称 容积 计算 容积 储罐 内径 储罐高度 mm 罐壁厚度 mm 拱顶 厚度 底板厚度 mm 序 号 m3 mm 罐壁拱顶总高底圈二三四五六七八九十mm中幅板边缘板 罐体 材料 盘梯 包角 储罐 总质量