大型外浮頂鋼儲罐網格型保溫結構設計

易良英

（中油遼河工程有限公司，遼寧盤錦 124010）

大型外浮頂鋼儲罐網格型保溫結構設計

易良英

（中油遼河工程有限公司，遼寧盤錦 124010）

近來年，大型外浮頂鋼儲罐越來越多地應用在大型油庫中，為滿足工藝要求，儲存低凝高黏、高凝高黏等油品的儲罐都需要進行保溫，儲罐保溫的關鍵是做好保溫結構設計。文章在介紹了常規儲罐外壁保溫結構的基礎上，著重對大型外浮頂鋼儲罐保溫結構進行了改進，采用類似蜂巢的網格型保溫結構。這種結構在滿足工程質量要求的前提下，提高了儲罐的使用安全性，簡化了施工工序，降低了工程造價，并在實際工程應用中取得了明顯效果。

外浮頂； 鋼儲罐；保溫；支承結構；網格型結構

0 引言

近年來石油供需矛盾突出，油價屢創新高，國家石油儲備基地、民營大型石油庫建設項目不斷增多，節約能源日益成為各行業的重要課題。據統計，煉油廠、石油化工廠的蒸汽耗量中儲運系統用氣量約占11%～27%，而儲運專業油罐加熱用氣量占儲運系統總用氣量的50%～60%。由此可見，搞好儲罐保溫是儲運系統中節省能耗的一個重要環節，而搞好保溫結構設計是做好儲罐保溫的關鍵，它直接關系到絕熱效果、投資費用、能量耗損、使用年限和外觀等問題[1]。

儲罐罐壁常見的保溫結構：一般采用圓鋼或扁鋼做支撐環，將其套在或焊在設備外壁，在支撐環外包鍍鋅薄鋼板或薄鋼板卷材，在中間填充松散的保溫材料，并用鐵絲將其捆扎固定。這種結構存在施工程序較復雜、難度大、保溫支撐件用量較多、保溫材料消耗量較大、造價高等缺點。為此我們改進了儲罐罐壁的保溫結構，采用類似蜂巢的網格型保溫結構，近年來在諸多大型油庫工程設計中，5萬m3和10萬m3儲罐均采用這種改進后的保溫結構，在滿足工程質量要求的前提下，提高了儲罐的使用安全性，降低了工程造價。

1 網格型保溫結構的組成和施工

儲罐罐壁蜂巢網格型保溫結構由保溫層、外保護層以及支撐、固定的附件組成。整個保溫結構牢固、嚴密，雨水難以滲入。

該保溫結構的施工工序是：焊好支撐圈和支架→罐壁全面除銹并鏟除焊疤→刷底漆二道→鋪設預制板→安裝保溫層→鉚接外保護層→外保護層散水封口。

下面對關鍵技術進行詳細介紹。

1.1 保溫材料的選擇

儲罐罐壁保溫工程，多選用無機纖維類保溫材料，常用的主要品種有巖棉板、超細玻璃棉板等，其主要性能見表1。

表1 儲罐保溫常用材料及其性能[2]

1.2 支撐、固定的附件及外保護層

（1）儲罐保溫支撐結構采用扁鋼和角鋼做成的類似蜂巢的網格型保溫結構，見圖1。

用角鋼50 mm×5 mm制成支撐圈，為減少熱橋，支撐圈每隔1 000 mm用扁鋼50 mm×5 mm與罐壁焊接[3]，形成罐壁保溫層環向支撐圈，環向支撐圈制作見圖2。

由于保溫預制板和外保護層的定位取決于環向支撐圈，故環向支撐圈應按圖1的要求準確設置。為方便固定保溫層和外保護層，在儲罐外壁環向每隔1 000 mm用熱軋扁鋼50 mm×3 mm搭接兩相鄰環向支撐圈，形成縱向支撐圈。環向支撐圈角鋼與縱向支撐圈扁鋼采用對接焊縫，如圖1及圖3所示。如此，縱向支撐圈和環向支撐圈就組成了類似蜂巢的網格結構，使保溫預制板正好卡在網格內，且保證外保護層布置整齊。

（2）預制板規格為1 950 mm×1 060 mm （見圖4），局部地方可將預制板鋸成要求的形狀和尺寸，采用同層錯縫內外層壓縫方式敷設，保證搭接嚴密。保溫預制板正好卡在網格內，從而省去了鐵絲捆扎固定保溫層的復雜工序。

（3）外保護層采用厚度0.5 mm壓型鋼板。壓型鋼板的長度不限，因此最好整個罐壁從上到下用一條壓型鋼板，如抗風圈與加強圈之間均用一條壓型鋼板，從罐底到第一道加強圈可根據罐高用一條或兩條壓型鋼板。但是，沿罐壁豎向布置的壓型鋼板的棱應在同一條直線上，若有環向搭接時壓型鋼板接縫必須位于支撐圈上，環向搭接的壓型鋼板必須上塊壓下塊，搭口朝下，防止雨水侵入。外保護層的縱向接縫和環向接縫均搭接50 mm。

（4）為了防止罐壁下部受潮而腐蝕，從罐底至第一支撐圈100 mm內不做保溫層，為防止從罐底縫隙進入雨水，在儲罐底部和罐基礎之間涂一圈防水膠。

（5）為方便施工，外保護層壓型鋼板與支撐圈之間及鋼板與鋼板的搭接處，都采用6 mm自攻自鉆螺釘鉚接，螺釘間距沿環向為260 mm，沿豎向為200 mm[2]。為了更好地固定外保護層，在儲罐的抗風圈和加強圈的上下分別焊一塊熱軋扁鋼50 mm×3 mm，用鉚釘固定外保護層，使外保護層的安裝更為緊實嚴密。在外保護層安裝完后，在抗風圈和加強圈處沿罐周涂一圈防水膠，以防止雨水滲入保溫層，見圖5。

（6）為防止雨水從罐壁上部進入保溫層中，在罐壁上端設防雨檐，對于儲存介質溫度低于95℃的保溫外浮頂儲罐，保溫層高度應與頂部抗風圈的高度一致，可不用設防雨檐。

（7）在罐壁結合管、人孔、清掃孔等罐壁開口周圍，根據開口口徑的規格設置不同形式的保溫支撐圈，支撐圈采用熱軋扁鋼50 mm×3 mm。罐壁開口與外保護層之間的縫隙均用防水膠密封，并用鋼板進行局部防水，做法見圖6。

1.3 保溫結構輔助材料用量

相同的儲罐，不論保溫結構如何變化，其保溫材料和外保護層的總用量基本相同，不同的是輔助材料的用量。例如一個10萬m3外浮頂儲罐，其保溫厚度80 mm，則儲罐保溫結構常規做法和改進做法所用的輔助材料用量見表2。

從表2可以看出，改進后的儲罐保溫結構的輔助材料的種類較常規做法少，且輔助材料總耗量也較少。

2 改進后的網格型儲罐保溫結構的優點

（1）保溫結構支撐較為簡單。改進后的方法所需支撐材料種類少，只需扁鋼和角鋼，既減少了保溫固定件的用量，又方便采購和施工。

（2）保溫支撐結構更為牢固。常規做法的保溫結構僅有圓鋼和扁鋼組成的環向保溫支撐圈，只能沿環向將保護層固定在支撐圈上；而類似蜂巢的網格保溫結構較常規做法更為牢固，保溫預制板直接卡在網格內，而且外保護層的環向搭接和縱向搭接均固定在支撐圈上，對保溫層和外保護層的固定作用更強。

表2 單個10萬m3外浮頂儲罐罐壁保溫用輔助材料估算

（3）簡化了施工工序，提高了儲罐的使用安全性。常規做法需用鐵絲捆扎固定保溫層，而固定鐵絲用的支架是用扁鋼沿罐周均勻焊接在罐壁上，這樣不僅增加了鐵絲捆扎所需的人力和工時，而且在罐壁上增加了不少焊點，對罐體使用壽命有較大的影響；而類似蜂巢的網格型保溫結構，僅有少量的扁鋼間續焊接在罐外壁，不再需用鐵絲和扁鋼的捆扎仍能對保溫層和外保護層有良好的固定作用。

（4）耗材量少，節省投資。在沿海某大型油庫工程中，42座10萬m3儲罐全部采用改進后的保溫結構，既達到工程質量要求，又縮短保溫施工周期，加快了施工進度，特別是節省了工程投資，整個工程的儲罐保溫項目就節省工程投資近800萬元，降低保溫工程造價約10%，取得了明顯的經濟效益。

[1]韓文禮，聶冬.原油儲罐保溫存在的問題及其應對措施[J].石油工程建設，2009，（3）：37-40.

[2]SH 3010-2000，石油化工設備和管道隔熱技術規范[S]．

[3]李征西，徐思文．油品儲運設計手冊[M]．北京：石油工業出版社，1997.

Grid Type Insulation Structure Design for Large External Floating Roof Steel Storage Tank

YI Liang-ying（China Liaohe Petroleum Engineering Co.， Ltd.， Panjin 124010， China）

In recent years,application of large external floating roof steel tanks in the major oil depots is becoming more and more common.In order to meet the process requirements,thermal insulation is required for many tanks that store low condensation point high viscosity oil or high condensation point high viscosity oil.The key matter to insulation is the design of insulation structure.This paper,based on conventional tank wall insulation,improves wall insulation structure of the large external floating roof steel tank by using grid type insulation structure similar to honeycomb.Under the premise of meeting the requirements of engineering quality,it improves the safety of the storage tank,simplifies the construction process,reduces project cost,and obtains apparent effect in the actual project application.

external floating roof;steel storage tank;insulation;supporting structure;grid type structure

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.04.015

易良英 （1985-），女，重慶人，助理工程師，2007年畢業于中國石油大學 （華東）化學工程與工藝專業，從事油氣田地面工程勘察設計工作。

2011-08-20