浅析大型浮顶油罐密封系统的选用

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1、浅析大型浮顶油罐密封系统的选用刘亮亮崔惊吴轶雄（中国石油天然气管道工程有限公司东北分公司辽宁省110031）摘要：木文结合国内外建设的大型浮顶油罐因雷击导致油罐起火的一些实例，对大型外浮顶油罐密封系统，尤其一次密封装置的选用进行分析讨论，提出解决的方案。关键词：浮顶油罐；密封系统；对比分析一、前言大型浮顶储罐是常用的原油储备设施。储罐直径一般为60~100m,高度超过20m，在建储罐容积己达到15X104m3。浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在储液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动。浮顶与储液之间有一个环形空间，为保证储罐的严密性和浮顶的灵活性，需要在这个环形空间设置密封系统

2、，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而减少储液在储存过程中的蒸发损失。密封装置能够减少油气损耗，保证罐内油品质量，降低因油气泄漏造成火火爆炸的可能性，是浮顶油罐的重要附件，但同时也是油罐安全运行的最薄弱环节。目前国内外浮船密封结构形式多种多样，没有统一的大型储罐浮船密封设计、制造和安装验收标准。二、密封系统结构形式对于大型外浮顶储罐浮盘而言，外边缘与罐壁板之间有200〜250mm的环形间隙，此间隙是储罐浮盘上下运行的必备空间，也是其散发油气的主要渠道，通常使用密封装置对此间隙进行密封，以减少油品的蒸发损失。国内外广泛使用“一次密封结构+二次密封结构”的双重密封方法，进一步减

3、少储罐向大气排放油气，降低环境污染。一次密封主要装置主要有机械滑板式一次密封、弹性填充式一次密封等型式。二次密封装置主要为边缘安装式密封。二次密封除了可以保护一次密封免遭风雨等的破坏，延长一次密封的寿命外，还可以减少挥发性液体的二次蒸发。三、工程案例2006年8月，中石化仪征输油站15万方储罐遭雷击起火后,近几年中石化系统又陆续有镇海、白沙湾等地汕库多座大型浮顶汕罐（均储存原汕）遭雷击起火。2011年11月22日，大连港汕品码头公司新港海滨北罐区31#、32#原油储罐密封圈处遭雷击起火。经调查，这几座起火汕罐的密封系统均采用的一次机械密封结构。为此，中石化发布了中国石化安【200

4、8】183号《大型浮顶储罐安全设计、施工、管理规定》（现己更新为中国石化安【2011】754号《中国石化人型浮顶储罐安全设计、施工、运行管理规定》），其中对大型储罐密封结构的要求规定为“在雷雨多发区域，一次密封宜采用软密封”。31#、32#起火油罐事故调查组在形成的调查报告中提出了“建议1-2年内，将储罐一次密封的形式改为软密封；适当增加浮顶与罐壁间的电气连接”的防范同类事故的措施建议。四、机械密封与弹性填充式软密封的对比分析通过以上汕罐起火的事件调查以及后续的处理方案，我们需要对一次机械密封与一次软密封进行对比分析，从而找出解决方案的依据。4.1机械密封机械滑板式一次密封是比较

5、常用的密封形式,0前机械密封主要有两种常用结构:重锤式和弹簧板结构。机械密封主要用钢滑板与罐壁作滑动接触。钢滑板一般高为900mm〜1500mm,与罐壁形成了较大接触面积，钢滑板的下端延伸到液面以下，以封闭钢滑板和浮顶之间的环形气相空间。机械滑板密封具有以下优缺点：优点：由于机械密封支架的弹性较好，能始终保持密封固定环边与罐壁接触紧密，且使用寿命较长，容易清洗冋收。缺点：（1）由于密封油气隔膜在机械支架上部，与油面间距较大。（2）由于油罐罐壁受施工质量和误差的影响，存在罐壁的不规则性，因此由机械支撑的密封固定环边与不规则罐壁存在缝隙，造成一次密封下部汕气向一二次密封问泄漏，造成一

6、二次密封之间汕气浓度升高。（3＞机械密封整个结构为金属制品，与罐壁又未形成绝缘保护，在油罐运行吋机械支撑的环形密封圈与不规则的罐壁吋而存在缝隙，时而又成闭合状态，当存在缝隙吋，此缝隙在雷雨放电吋就可能生成放电火花。综上所述，可以说明两点：一是机械式密封装置内存在油气空间。二是机械式密封结构存在放电问隙，即机械一次密封的金属支架结构与罐壁在汕罐运行过程中存在间隙和带汕气隔膜的二次密封上部每隔3m—片的静电导除板，在油罐运行吋也存在放电间隙。当油罐遭受雷击罐壁与浮盘形成高低电位差吋，即可在其缝隙问形成放电火花。此前列举的汕罐火灾案例全部为机械式密封结构形式。4.2弹性填充式一次密封（

7、软密封）弹性填充式一次密封是用冇涂层的弹性纤维密封袋与罐壁滑动接触。密封袋内一般填充弹性泡沫（弹性泡沫密封）等材料,与罐壁实现接触密封。密封袋安装在浮顶的边缘,下部浸到汕面以下，实现浸液式安装。弹性填充式密封具有如下特点:优点：密封效果好，物料填充后密封下部与汕面接触，无汕气蒸发空间，上部距浮盘顶部约400mm由上压板压实，中间无油气存在空间。密封间与罐壁无金属接触物，雷雨吋无放电间隙。缺点：（1）泡沫密封由于泡沫塑料易老化，随吋间的延长弹性减少，寿命较短。（2）受浮盘位移摆动的