适于寒冷地区无热媒输入的大型常压储罐制造技术

本实用新型专利技术公开一种适于寒冷地区无热媒输入的大型常压储罐，其特征在于，储罐筒体采用普通碳素钢Ｑ２３５－Ｂ取代低温钢１６ＭｎＤＲ制成，内浮顶罐筒体设内浮盘，筒体外设岩棉保温层，保温层外设保护层，储罐进料管自罐壁下部进入，进料管伸至罐内，长度Ｌ为２／３Ｒ～１Ｒ，在进料管上设有多个小孔；其有益效果在于，沸点低于４５℃的甲Ｂ、乙Ａ类液体选用内浮顶储罐，减少易燃易爆液体挥发和对自然环境的污染，储罐加保温后，提高了储罐的最低设计温度，降低了设备材质，仅一个２００００ｍ３储罐，其材料费一项可省１１２万元，特殊的进料管设计，保证物料进料均匀的同时，有效防止了由于摩擦和撞击引发的电火花导致爆炸事故的发生，有利于安全生产。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种石油化工设备，更具体地说，涉及一种适于寒冷地区无热媒输入的大型常压储罐。
技术介绍
在寒冷地区，其最冷月份温度最低，在工程设计过程中，设备的设计温度一般都取 最冷月(一月)平均最低温度为设计依据，以吉林地区为例，最冷月平均最低温度-28. 9°C， 常压碳钢储罐往往选择低温钢(如16MnDR，许用温度〉-40°C )才能满足要求。这样势必 造成设备投资增加。为了降低设备的选材，常压碳钢储罐通常采用输入热媒的方式来达到 升高介质的操作温度，以降低设计温度和设备材质，而这样又增加了热媒输入的运行费用。 适于寒冷地区运行的常压碳钢储罐，采取措施，又不需要热媒输入，能够在正常的储存周期内，做到储罐内介质温度不低于-i5t:，设备设计温度可取-i9t:，碳钢储罐材质采用价格低廉的普通碳素钢Q235-B取代16MnDR。一方面降低了储罐的制造成本，另一方面 又减少了不用热媒输入的运行费用，是否可行，在理论和工程实践上都是一个人们应该探 索的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供适于寒冷地区无热媒输入的大 型常压储罐。—种适于寒冷地区无热媒输入的大型常压储罐，其适用于 1、寒冷地区，最冷月(一月)平均最低温度大于-4(TC，无热媒输入常压碳钢储 罐； 2、储罐容积100 30000m3，操作压力为大气压，设计压力充满液体，工作温度为环 境温度，根据加保温层后的传热计算，设计温度定为-19/6CTC ; 3、储罐为立式固定顶罐或内浮顶罐，内浮顶罐适用于沸点低于45t:的甲B、乙A类 液体，固定顶罐适用于乙B类及以下等级的液体，设内浮盘可以减少易燃易爆液体挥发；所 述甲B、乙A、乙B类液体，应符合《石油化工企业防火设计规范》GB50160-92规定； 4、储罐内介质应为无腐蚀性、不易聚合、无洁净要求且沸点低于45t:的类别及以 下等级的液体； 这种大型常压储罐特征在于； 储罐筒体采用普通碳素钢Q235-B制成，筒体设内浮盘，内浮盘的材质与筒体材质 相同；筒体外设有80 200mm厚的岩棉保温层，可降低设备材质，节省投资，保温层厚度需 根据不同介质的物性数据和环境温度条件确定；保温层外设有保护层，储罐进料管自罐壁 下部进入，进料管伸至罐内；伸入罐内长度L为2/3R 1R， R为储罐的筒体半径，在进料管 上设有多个小孔，小孔均匀分布于管的尾部，小孔面积之和为1. 5 2倍进料管的横截面 积，以保证均匀进料，并防止出现电火花。3 实施本技术的有益效果 1、沸点低于45t:的甲e、乙A类液体选用内浮顶储罐，确保减少易燃易爆液体挥发， 减少对自然环境的污染，社会效益显著。 2、储罐加保温后，减少了热损失，提高了储罐的最低设计温度，降低了设备材质， 减少了设备投资，节约了建设费用，仅以一个20000n^的储罐为例，材料一项就可节约112 万元，有利于国家项目的建设。 3、特殊的进料管设计，保证物料进料均匀的同时，有效防止了由于摩擦和撞击引 发的电火花导致爆炸事故的发生，有利于安全生产。附图说明图1本技术设备结构简图。 图中有筒体1、保温层2、保护层3、内浮盘4、进料管5。具体实施方式以下结合附图和具体实例对本技术作出进一步地详细描述。 l储罐型式的选择 原料储罐的设计，根据《石油化工储运系统罐区设计规范》SH3007-1999的要求， 铁路运输最大储存天数按20天计，根据需要在容积为100 30000m3的范围内选择需求 的储罐，操作压力为大气压，设计压力为充满液体。根据《石油化工企业防火设计规范》GB 50160-92的规定，沸点低于45°C的甲B、乙A类液体选用内浮顶储罐，乙B类及以下等级的液 体选择储罐型式为固定顶罐。 2大型储罐传热计算模型的建立及传热过程计算 2. 1非定态过程的拟定态处理 无热媒输入的大型储罐与环境空气的热传递过程，由于没有热媒输入，罐内温度的变化是随时间而变化的，因此属非定态过程。非定态过程通常关心的是一段时间内所传递的累积总热量QT;物料的累积传热量或物料温度t与时间t的关系。 无热媒输入的大型储罐与环境空气的传热是一个复杂的变化过程，首先物料温度的变化是随时间而变化的，同时环境空气的温度一天内各段时间也不相同。没有一个可以确定的理论模型进行热量传递计算。 为了简化上述计算过程，假定环境温度是一个定值(如取吉林地区年最冷月平均最低温度-28.9t:、取年最冷月平均温度-i7.9t:和极端最低温度-40. 2t:几种工况)，罐内液体温度由于随时间的变化率不大，各传热过程的热量累积可以忽略，此时非定态过程可 按拟定态处理。其计算公式为q = K(T_t) (1) a!十 A十a2在CU时段内作热量衡算，可得mcpdt = K(T-t)A d t (3)将上式积分，可得热交换时间t与液体温度^的关系为 <formula>formula see original document page 5</formula> 式中，m为罐内液体的质量，kg ;Cp为罐内液体的比热容，J/(kg. °C ) ;A为传热面 积，m2 ;K为总传热系数，W/(m2. °C ) ; a工为罐内液体给热系数，W/(m2. °C ) ; a 2为环境空气 给热系数，W/(m2. °C ) ; A为保温材料的导热系数，W/(m. °C ) ; S为保温材料的厚度，m ; t为时间，S ;T为假定的恒定环境温度，°C 为罐内液体初始温度，°C ;t为热交换时间T 后罐内液体温度，°C ;dt为罐内液体温度函数的微分，°C ;dT为时间自变量的微分，S;q为罐内液体的热流密度，W/m2 。 2. 2计算实例 根据《石油化工储运系统罐区设计规范》SH3007-1999的规定，罐内最低温度达 到-19t:以下时，对于常压的固定顶/内浮顶储罐的碳钢材质需选择低温钢，考虑到储罐壁 温与罐内液体有温差的存在，为保险起见，计算无热媒输入且设有保温层的大型固定顶/ 内浮顶储罐在最冷月平均最低温度(-28.9°C)下，罐内液体温度下降到-15t:需要的时间 t作为计算的基点。 从式(4)可以看出，计算热交换所需要的时间t ，必须知道总传热系数K，从式(2)知总传热系数K与保温材料的导热系数，保温材料的厚度，环境空气的给热系数，罐内液体的给热系数有关。 2. 2. 1保温材料的选择 根据《石油化工设备和管道隔热技术规范》SH 3010-2000，保温材料的选择符合表l-l、表1-2的要求。 表1-1隔热材料及使用温度<table>table see original document page 5</column></row><table> 表1-2隔热材料及其制品主要性能材料名称使用密度 (kg/m3)常温导热系数入 (W.m-VC-')导热系数入的 参考计算方程 (W.m-'.XT1)备注岩棉板80 16050厕X=VH).00018tm注1管S20050.044板45 80￡0.036复合硅酸铝镁制品管5300￡0.04注1(硬质)硅酸铝纤维制品120 20050.056^=>io+0.0002t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于寒冷地区无热媒输入的大型常压储罐，特征在于：　　储罐筒体（１）采用普通碳素钢Ｑ２３５－Ｂ制成，筒体（１）设内浮盘（４）、筒体（１）外设有８０～２００ｍｍ厚的岩棉保温层（２），保温层（２）外设有保护层（３），罐壁下部设有储罐进料管（５），进料管（５）伸至罐内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：巩传志，刘清娟，张木兰，潘秀亮，刘学线，初宇红，王宏丽，李鸿飞，朴玄浩，郇蓬，曹嵩，张艳博，祝涛，
申请(专利权)人：中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]