全接液高效密封浮盤在油品罐區(qū)VOCs治理過程中的應(yīng)用

王峰 閆宗磊

為了控制石化企業(yè)的VOCs排放，今年來國家和地方各級(jí)行政主管部門相繼出臺(tái)了許多政策法規(guī)要求。2017初，國家環(huán)境保護(hù)部等4部門和北京、天津、河北等6省市發(fā)布《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》，要求石化行業(yè)今年底全面完成VOCs綜合整治工作，達(dá)到《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，尤其位于重點(diǎn)區(qū)域的石化企業(yè)應(yīng)按規(guī)定達(dá)到特別排放限值的要求。

一、技術(shù)方案研究與應(yīng)用

（一）技術(shù)方案的研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容

華北石化公司21具輕油罐均為常壓拱頂罐，在油品儲(chǔ)存過程中，會(huì)存在油品蒸發(fā)現(xiàn)象，一方面造成了油品的損耗，增加了經(jīng)濟(jì)損失，另一方面造成了環(huán)境污染，同時(shí)由于大部分是可燃或者是有毒氣體，容易引起火災(zāi)、人員中毒等情況，內(nèi)浮盤指的是能夠始終漂浮在液體石油化工產(chǎn)品液面上并隨之上下浮動(dòng)升降的浮動(dòng)頂蓋。在液體石油化工品儲(chǔ)罐中，內(nèi)浮盤能夠科學(xué)合理的防止儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的揮發(fā)損耗，起到節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，提高安全性的作用。

（二）技術(shù)方案的研究制定過程

目前，國內(nèi)外常見的儲(chǔ)罐浮盤主要為浮筒式和全接液式。在國內(nèi)，長(zhǎng)久以來所使用浮盤型式主要為浮筒式，各個(gè)設(shè)備廠家對(duì)全接液式做了研究但未深入發(fā)展。自2014年，安監(jiān)總管三（2014）68號(hào)令頒布以來，全接液式浮盤進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展周期，各個(gè)廠商、設(shè)計(jì)單位爭(zhēng)相研發(fā)相關(guān)類型的產(chǎn)品。

全接液式浮盤與浮筒式浮盤的結(jié)構(gòu)比較

浮筒式浮盤的結(jié)構(gòu)分析：

浮筒式浮盤主要由頂板、浮筒、浮筒支架、支柱和周邊密封組成，根據(jù)不同的使用要求會(huì)增設(shè)不同功用的開孔及輔助件；

全接液式浮盤的結(jié)構(gòu)分析：

全接液式浮盤主要由主梁、蜂窩箱、支柱和周邊密封組成，根據(jù)不同的使用要求，增設(shè)不同功用的開孔及輔助件；

全接液式浮盤經(jīng)過多塊蜂窩箱板拼接，形成一個(gè)網(wǎng)狀中空浮塊，由以上示意圖可看出，在使用中，浮塊的下部分浸入液面，整體的中空浮塊漂浮在液面上，隔絕了上部氣相與下部的液相空間，起到了覆蓋封閉液體的作用。

全接液式浮盤與浮筒式的優(yōu)缺點(diǎn)分析

浮筒式浮盤的優(yōu)缺點(diǎn)分析：

浮筒式浮盤具有質(zhì)量輕便，施工程序簡(jiǎn)單，易于安裝等特點(diǎn)，但由于存在氣液相空間，油氣密封效果稍差：

（1）油品氣液相空間大，揮發(fā)性強(qiáng)， 油品損耗較大，污染環(huán)境；

（2）由于油氣揮發(fā)，存在火災(zāi)隱患，降低罐區(qū)安全運(yùn)行系數(shù)；

（3）依靠浮筒產(chǎn)生浮力， 浮力分布不均勻，不能承受多名維修人員隨意走動(dòng)；

（4）整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，抗變形能力差，抗油氣沖擊能力小，容易變形而引起卡盤。在面對(duì)操作中液體進(jìn)氣產(chǎn)生氣爆時(shí)浮盤易發(fā)生傾覆損壞，使用壽命短。

全接液式浮盤的優(yōu)缺點(diǎn)分析

全接液蜂巢式內(nèi)浮盤具有安全性高、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。浮盤整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，架構(gòu)緊密，具有良好的抗震性和維修維護(hù)便利性。相比于浮倉式、甲板式、浮筒式等類型浮盤，全接液式浮盤具有全面的技術(shù)提升，避免了浮力單元單一，粘結(jié)劑受浸潤(rùn)發(fā)生剝離危險(xiǎn)，消除了油氣空間等等設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

（1）高安全性：浮盤整體實(shí)現(xiàn)全接液完全消除油氣空間最大程度降低安全事故隱患，減少火災(zāi)發(fā)生的可能性，保證儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行；

（2）節(jié)能環(huán)保：浮盤整體直接覆蓋介質(zhì)表面，無液體氣液相揮發(fā)空間，實(shí)現(xiàn)全接液，可有效抑制油氣揮發(fā)，效果可達(dá)99% 以上；

（3）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，浮力均勻穩(wěn)定， 強(qiáng)度超過API650（H4.2 .1 .4） 要求7倍以上，可允許2～4人在上面行走，完成維護(hù)作業(yè)；抗油氣沖擊效果良好，可承受非正常操作時(shí)液體進(jìn)氣發(fā)生的氣爆壓力；

（4）施工簡(jiǎn)便：施工組裝安全、簡(jiǎn)易、迅速、無需動(dòng)火作業(yè)；所有部件均可以由人孔進(jìn)入， 無須開頂；維修維修率低。

（5）相對(duì)于浮筒式浮盤，全接液式內(nèi)浮盤，消耗的材料較多，造價(jià)成本較高，同等條件下，整體造價(jià)要高出20～30% ；

由以上對(duì)比比較得出使用全接液浮盤可以有效減少油氣揮發(fā)，從而改善環(huán)境污染、提高罐區(qū)安全性，從而帶來間接的社會(huì)效益。

（三）技術(shù)方案的應(yīng)用情況

華北石化公司罐區(qū)更換全接液浮盤投用以來，減少了液體輕油產(chǎn)品在儲(chǔ)存過程中的油氣揮發(fā)損耗、節(jié)約能源、降低安全隱患和減少環(huán)境污染。近年來，石油化工品倉儲(chǔ)物流企業(yè)事故時(shí)有發(fā)生，而儲(chǔ)罐著火爆炸事故則占據(jù)了很大的比例，因此，儲(chǔ)罐的安全防護(hù)工作成為了重中之重。全接液式內(nèi)浮盤克服了傳統(tǒng)浮盤存在油氣空間的缺點(diǎn)，有效做到了大幅度降低損耗，增加安全環(huán)保的收益。從使用過程中來看，全接液式內(nèi)浮盤無論在油氣回收收益還是節(jié)能降耗提高安全環(huán)保方面都超越了浮筒式內(nèi)浮盤，取得了良好的效果。

二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

全接液浮盤具有高安全性、節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行穩(wěn)定、施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，浮盤整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，架構(gòu)緊密，具有良好的抗震性能。在環(huán)保性能方面根據(jù)使用效果可以得知全接液浮盤可有效阻絕油氣揮發(fā)，效果可達(dá)99%以上；另外其采用的囊式與刮板結(jié)合的二次密封，可以更好的阻絕儲(chǔ)罐內(nèi)液體的揮發(fā)，減少揮發(fā)氣體進(jìn)入大氣的總量，有效保護(hù)了周圍的環(huán)境。

三、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益

在公司更換的輕質(zhì)油儲(chǔ)罐中涉及到1000M3儲(chǔ)罐9具，年周轉(zhuǎn)量為14萬噸，3000M3儲(chǔ)罐8具，年周轉(zhuǎn)量為8.5萬噸，2000M3儲(chǔ)罐4具，年周轉(zhuǎn)量為10.7萬噸。

通過以上公式及儲(chǔ)罐參數(shù)、介質(zhì)參數(shù)及涉及運(yùn)行參數(shù)，可以計(jì)算出21具儲(chǔ)罐每年可減少揮發(fā)量為93噸。

以現(xiàn)在汽油價(jià)格8900元每噸為例，年可節(jié)約：8900元*93噸=82.77萬元

華北石化公司罐區(qū)所使用的全接液高效密封浮盤不僅有效地控制了儲(chǔ)罐油氣呼吸損耗對(duì)大氣環(huán)境所造成的污染，降低了排放指標(biāo)，同時(shí)還減少了“綠色能源”的自然損耗，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益及環(huán)保效益，為開啟“藍(lán)天工程”奠定了基礎(chǔ)，提供了保障。

四、存在問題及改進(jìn)措施

全接液高效密封浮盤相較于之前使用的浮盤安裝技術(shù)要求高，使用過程中需要注意罐內(nèi)液位升降速度，尤其是在低液位時(shí)，更應(yīng)注意進(jìn)油速度。油品運(yùn)行部針對(duì)此產(chǎn)品的使用說明制定了相應(yīng)的操作規(guī)程。（作者單位為中國石油華北石化公司油品運(yùn)行部）