CN111056161B - 一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构 - Google Patents

Abstract

一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，从下至上主要由底层储油单元、中间层储油单元、顶层储油单元和液化分离罩单元构成，还包括引流管、导流管、控制阀门、原油输入口和原油输出口等附属结构，所有结构连接处均做密封处理。该装置是通过多层内浮顶式储油单元和具有冷凝液化功能的单元进行叠放，带有导流管的灶型或倒伞型上层单元底部也是下层单元的顶部。通过位于各储油单元内浮顶上限位置上部的引流管传输内浮顶密封泄漏的原油挥发分，利用上层储油单元内部液体对原油挥发分进行吸收以及利用液化分离罩冷凝液化作用回收并通过导流管回流被液化的原油挥发分，进而减小内浮顶式储油罐浮顶泄漏产生的原油蒸发损耗问题。

Description

一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构

技术领域

本发明涉及一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，即利用原油吸收原油挥发分以及原油与空气之间的液化温度差冷凝回收原油挥发分的原理而设计的一种多层内浮顶式储油罐，以减少传统内浮顶式储油罐在运行过程中因浮顶密封问题产生的原油蒸发损耗问题，属于石油储运工程装备技术领域。

背景技术

浮顶式储油罐简称浮顶罐，是储油罐的类别之一，其特点是因在储油罐的结构中有一个能贴浮在油面上并随储罐内油位能够升降的浮顶装置而区别于无该装置的普通固定顶油罐。浮顶式储油罐的浮顶装置上下灵活可动，浮顶贴近油面的特征大大减少了油面上方的气体空间以及原油的蒸发损耗，保证了原油质量，节约了能源。同时，浮顶式储油罐也降低了因油气泄漏造成火灾爆炸的可能性和减少环境污染。浮顶式储油罐分为内浮顶式和外浮顶式两种。外浮顶式储油罐是随油面升降的浮顶直接暴露在大气中，而内浮顶式储油罐是在浮顶之上还有一个固定的罐体顶盖，可以使浮顶本身避免遭受风吹雨淋，确保浮顶下所储存的原油品质。

因此，内浮顶式储油罐是目前公认最理想、最经济简单的降低原油蒸发损耗的储油设备，被广泛运用于汽油、航空煤油、柴油等轻质油品和原油的仓储。现有的内浮顶式储油罐罐体侧壁上，其浮顶上限位置和固定的罐体顶盖之间分布有通风孔，以保证原油向油罐输入或从油罐输出过程中浮顶上下运行时与浮顶上方大气压力的平衡关系。因为有通风孔的存在，那么作为漂浮在储油罐内液体液面上的顶盖，其周边与罐体侧壁之间的密封性能尤为重要。一旦密封不严，有原油挥发分从浮顶下方泄漏至浮顶上方的空间，则原油蒸发损耗、原油质量下降、安全问题和环境问题也随之产生。然而，浮顶密封包带破损、浮顶装置变形、储油罐椭圆度增大造成密封托板宽度不一致、储油罐承压不均造成浮顶装置偏移、罐顶空气和温度变化造成密封泄漏等又是内浮顶式储油罐运行中的常见问题。

发明内容

针对内浮顶式储油罐运行中的浮顶密封泄漏导致罐内挥发的原油从密封泄漏处扩散并通过储油罐侧壁上分布的通风孔泄漏的问题，本发明提供一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，以解决通过密封泄漏处扩散至浮顶上方的原油挥发分在通过储油罐通风孔出去前得到有效的处理和回收，进而减小内浮顶式储油罐浮顶泄漏产生的原油蒸发损耗问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

采用多层储油单元叠放的方式构建成整体呈圆柱体外形的储油装置，除底层储油单元外，其他每层储油单元的罐底均为其下层储油罐浮顶上方的固定罐顶。各层储油单元均为内浮顶式，且浮顶和固定罐顶之间设有带阀门控制的引流管，引流管上部端口插入至其上一层储油罐单元的下部，即下层储油单元的原油的挥发分通过引流管进入至其上一层储油单元内的液体中，并借助上一层储油单元液体的液封作用和相似者相溶的原理被充分吸收。而不能被吸收的非原油挥发分气体则随上一层储油单元的挥发分以同种方式继续向再上一层扩散直至通过顶层储油单元进入到最上层的液化分离罩内。在冷凝系统的作用下，利用原油液化温度与空气液化温度的差异性，仅控制原油得以液化并使液化后的原油沿液化分离罩的底部通过导流管向下回流至储油单元中以实现回收。其装置主要包括底层储油单元、中间层储油单元、顶层储油单元和液化分离罩单元，附属包括引流管、导流管、控制阀门、原油输入口和原油输出口。

上述底层储油单元为圆柱罐体结构，数量一个，罐底为平面，是整个储油罐的最下层储油单元。罐体具有内浮顶装置、固定罐顶、引流管、导流管、控制阀门以及原油输入口和原油输出口。其内浮顶采用盘式、舱隔板式、浮船式、双盘式、浮筒式、三明治式或混合式常规类型即可，但内浮顶除了在常规处做密封处理外，还要在内浮顶中心与导流管做相对运动的位置处加做环形密封处理。底层储油单元的固定罐顶位于浮顶之上，距离浮顶上限有一定的空间，采用灶型或倒伞型，即固定罐顶具有一定坡度，从固定罐顶四周到罐顶中心向下倾斜，有利于液体向灌顶中心处流动，它既是底层储油单元罐体的固定罐顶，也是其相邻上层储油单元罐体的罐底。在灶型或倒伞型固定罐顶的中心处一体化成型有与上层储油单元罐体连通的导流管，带导流管的固定罐顶呈漏斗状。导流管为直管或弯管，导管的横截断面为椭圆形或圆形。导流管的另一端伸入至底层储油单元罐体的下部，导流管受阀门控制开启或关闭。浮顶下限与罐底之间的罐体侧壁设有带阀门控制的原油输入口和原油输出口。浮顶上限与固定罐顶之间的罐体侧壁设有引流管，引流管的纵剖面呈粗笔划小括号形，其横截断面为椭圆形或圆形。引流管的一端插入浮顶上限与固定罐顶之间的空间区域并连通于该区域，另一端插入其相邻上层储油单元浮顶下限与罐底之间的罐体侧壁并连通于其相邻上层储油单元的罐体内部，引流管两端与罐体连通处做密封处理。

上述中间层储油单元为圆柱罐体结构，数量一个或多个，是位于整个储油罐底层储油单元和顶层储油单元之间的储油单元。罐体具有与底层或下层相邻储油单元相同的内浮顶装置、固定罐顶、引流管、导流管、控制阀门以及原油输入口。与底层储油单元各部件的差别在于罐底非平面以及仅有原油输入口而未设有原油输出口。中间层储油单元的固定罐顶和罐底因分别是其相邻上层储油单元的罐底和其相邻下层储油单元的固定罐顶而皆呈灶型或倒伞型，有利于液体向中心处流动。中间层储油单元的罐底，在灶型或倒伞型罐底的中心处也同样设有与其下层相邻储油单元相通的导流管。带导流管的固定罐顶呈漏斗状，导流管的另一端伸入至其下层相邻储油单元罐体的下部，引流管两端与罐体连通处做密封处理。

上述顶层储油单元为圆柱罐体结构，数量一个，是整个储油罐的最上层储油单元。罐体具有与底层储油单元相同的内浮顶装置、固定罐顶、引流管、导流管、控制阀门以及原油输入口，其固定罐顶和罐底皆呈灶型或倒伞型，从四周到中心向下倾斜有利于液体向中心处流动。在中心处也同样设有与其下层相邻储油单元相通的导流管，带导流管的固定罐顶或罐底呈漏斗状。除固定罐顶和引流管与中间层储油单元稍有区别以外，其他均与中间层储油单元各部件相同。顶层储油单元的固定罐顶区别在于，其既是顶层储油单元的固定罐顶，也是其上部液化分离罩单元的罩底。引流管一端插入顶层储油单元浮顶上限与固定罐顶之间的空间区域并连通于该区域，另一端插入其上部液化分离罩单元中导流罩的罩底板并连通于其导流罩内部空间，引流管两端与罐体连通处做密封处理。

上述液化分离罩单元位于顶层储油单元之上，也是整个储油罐的最顶层结构。液化分离罩单元由制冷剂储盒和中心带有导流管的导流罩两部分单元构成。内部装有制冷剂的制冷剂储盒为扁圆柱体，其圆形底面即制冷板。导流罩分为由罩顶板、罩侧板及罩底板构成。导流罩的罩顶板与制冷剂储盒底板共用，即制冷剂储盒的底面正是导流罩的罩顶板。导流罩的罩侧板即是以罩顶板为顶面的圆柱体侧壁，罩侧板均匀分布有带阀门控制的通风孔，孔口呈圆形、方形或异形，其高度大于通风孔直径或垂直方向最大截线段长度。导流罩的罩底板与中间层储油单元的罐底结构基本相同，即呈灶型或倒伞型，有利于液体向中心处流动。在灶型或倒伞型罩底板的中心处一体化成型有导流管，带导流管的导流罩底板呈漏斗状，导流管的另一端伸入至顶层储油单元罐体的下部。导流罩的罩底板与中间层储油单元的罐底结构不同之处在于罩底板分布有与顶层储油单元伸出的引流管相连通的孔口，孔口连接处做密封处理。

与现有技术相比，本发明降油耗内浮顶式储油罐装置结构通过多层内浮顶式储油单元叠放，上层单元底部与下层单元顶部共用的方式，利用上层单元内部液体对下层单元浮顶密封泄漏的原油挥发分进行吸收或利用冷凝液化原理回收并回流原油挥发分，在很大程度上可以减小储油罐内浮顶密封泄漏产生的原油蒸发损耗问题。各层储油单元中，从四周到中心向下倾斜的灶型或倒伞型固定罐顶的中心处一体化成型有与其相邻上层单元连通的导流管，带导流管的固定罐顶呈漏斗状，有利于相邻上层单元中的液体流向中心导流管并从导流管下端流出。除底层储油单元设有原油输入口和原油输出口各一个以外，中间层和顶层储油单元均设有一个原油输入口，通过控制导流管阀门可实现将原油由上至下或由下至上两种方式向装置内灌入，也可实现对其中的某一层或某几层储油单元进行原油的输入和存储。其装置结构简单，效果明显，易于安装、维护和实际应用，极具技术推广前景。

附图说明

图1是降油耗内浮顶式储油罐装置结构示意图。

图2是液化分离罩单元结构示意图。

图3是液化分离罩单元中制冷剂储盒结构示意图。

图4是液化分离罩单元中导流罩结构示意图。

图5是顶层储油单元结构示意图。

图6是中间层储油单元结构示意图。

图7是底层储油单元结构示意图。

图中：1.原油输入阀，2. 原油输入口，3. 原油输出阀，4. 原油输出口，5.液化分离罩单元，6.顶层储油单元，7.中间层储油单元，8.底层储油单元，9.导流管阀门，10.导流管，11.引流管阀门，12.引流管，13.通风孔阀门，14.通风孔，15.内浮顶，51.制冷剂储盒，52.导流罩，61.顶层储油单元罐底，62.顶层储油单元固定罐顶，71.中间层储油单元罐底，72.中间层储油单元固定罐顶，81.底层储油单元罐底，82.底层储油单元固定罐顶，511.储盒顶板，512.储盒侧板，513，储盒底板，521.罩顶板，522.罩侧板，523，罩底板。

具体实施方式

本发明实施例中降油耗内浮顶式储油罐装置结构为圆柱体外形。

本发明实施例中装置结构由上至下主体结构单元依次为液化分离罩单元、顶层储油单元、中间层储油单元和底层储油单元。液化分离罩、顶层储油单元和底层储油单元数量各一个，中间层储油单元数量一个或多个。

本发明实施例中顶层储油单元和中间层储油单元的固定罐顶和罐底皆呈灶型或倒伞型，从四周到中心向下倾斜有利于液体向中心处流动，在中心处设有与储油单元相通的导流管，带导流管的固定罐顶或罐底呈漏斗状。

本发明实施例中底层储油单元，其罐底为平面圆形；其固定罐顶呈灶型或倒伞型，从四周到中心向下倾斜有利于液体向中心处流动，在中心处设有与储油单元相通的导流管，带导流管的固定罐顶或罐底呈漏斗状。

本发明实施例中顶层、中间层以及底层储油单元下部均设有一个原油输入口，而原油输出口只有一个且设于底层储油单元下部。

本发明实施例中导流管为直管或弯管，导管的横截断面为椭圆形或圆形。

本发明实施例中引流管的纵剖面呈粗笔划小括号形，其横截断面为椭圆形或圆形。

本发明实施例中制冷剂储盒为扁圆柱体外形。

本发明实施例中通风孔孔口呈圆形、方形或异形，通风孔直径或垂直方向最大截线段长度小于导流罩罩侧板的高度。

本发明的实施例：

一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构示意图如附图1所示。整个储油罐装置结构呈圆柱体外形，主体结构由上至下分别为液化分离罩单元5、顶层储油单元6、中间层储油单元7和底层储油单元8，附属结构包括导流管10、引流管12、原油输入口2、原油输出口4、通风孔14以及分别控制各类附属结构的导流管阀门9、引流管阀门11、原油输入阀1、原油输出阀3和通风孔阀门13。顶层储油单元6、中间层储油单元7和底层储油单元8内部均有内浮顶15。整个储油罐装置结构的所有连接处均做密封处理。

液化分离罩单元结构示意图、液化分离罩单元中制冷剂储盒结构示意图、液化分离罩单元中导流罩结构示意图、顶层储油单元结构示意图、中间层储油单元结构示意图和底层储油单元结构示意图分别如附图2-7所示。液化分离罩单元5由呈扁圆柱体外形的制冷剂储盒51和罩底板523呈灶型或倒伞型的导流罩52上、下两部分构成。制冷剂储盒顶板511，即整个储油罐装置结构的顶板；制冷剂储盒底板513，即导流罩52的罩顶板521。整个储油罐装置结构的通风孔14均匀分布于导流罩52的罩侧板522，制冷剂储盒侧板512与导流罩52的罩侧板522共面，两者皆是整个储油罐装置结构圆柱体侧壁的一部分。有利于液体向中心流动的灶型或倒伞型导流罩52的罩底板523中心处一体化成型有与导流罩52内部连通的导流管10，导流管10的另一端伸入至液化分离罩单元5下方的顶层储油单元6罐体的下部。引流管12一端连接于导流罩52的罩底板523并连通于导流罩52内部，另一端连接于顶部储油单元6内浮顶15上限与顶层储油单元固定罐顶62之间的罐体侧壁并与内部连通。

灶型或倒伞型顶层储油单元罐底61，即中间层储油单元固定罐顶72。顶层储油单元罐底61中心处一体化成型有与顶层储油单元6内部连通的导流管10，导流管10的另一端伸入至顶层储油单元6下方的中间层储油单元7罐体的下部。引流管12一端连接于顶层储油单元6的罐体下部侧壁并与内部连通，另一端连接于中间层储油单元7内浮顶15上限与中间层储油单元固定罐顶72之间的罐体侧壁并与内部连通。

灶型或倒伞型中间层储油单元罐底71，即其下方相邻的中间层储油单元固定罐顶72或底层储油单元固定罐顶82，中间层储油单元罐底71中心处一体化成型有与中间层储油单元7内部连通的导流管10，导流管10的另一端伸入至其下方相邻的中间层储油单元7或底层储油单元8罐体的下部。引流管12一端连接于中间层储油单元7的罐体下部侧壁并与内部连通，另一端连接于其下方相邻中间层储油单元7的内浮顶15上限和中间层储油单元固定罐顶727之间的罐体侧壁或其下方相邻底层储油单元8的内浮顶15上限和底层储油单元固定罐顶82之间的罐体侧壁，并与内部连通。

关闭连通于底层储油单元8罐体下部由原油输出阀门3和各层储油单元内浮顶15上部引流管阀门11，开启液化分离罩单元5导流罩52罩侧板522上的通风孔阀门13和各层储油单元的导流管阀门9，同时开启或部分开启分别位于顶层储油单元6、中间层储油单元7和底层储油单元8罐体下部由原油输入阀门1控制的原油输入口2，原油将通过导流管10自上而下或自下而上充满于各层储油单元，并使各层储油单元内浮顶15达到上限位置，整个储油罐装置的储油量达到最大，此时关闭原油输入阀门1和通风孔阀门13实现原油的存储。需要对原油向外输出时，开启原油输出阀门3和引流管阀门11，导流管阀门9可全部关闭也可保持部分开启，各储油单元罐体内部液位的下降，内浮顶15与各层储油单元固定罐顶之间的空间逐步增大，因内浮顶15密封不严产生的原油挥发分通过引流管12从下层储油单元内浮顶15上部的空间进入相邻上层储油单元罐体内的液体中，借助相似者相溶的原理使已经产生的原油挥发分被罐体内液体重新吸收或部分吸收，而未被吸收掉的原油挥发分以及诸如空气等非原油挥发分的气态物质将通过上一层储油单元继续不断地向上直至到达液化分离罩单元5的导流罩52内部，受其上方制冷剂储盒51制冷作用，尚存的原油挥发分与非原油挥发分的气态物质因液化温度不同而被分离，原油挥发分被液化成液体并沿导流罩52的灶型或倒伞型罩底板523流向中心处的导流管10并在导流管阀门9开启的状态下流至顶层储油单元6罐体内部，非原油挥发分的气态物质通过开启通风孔阀门13排放至整个储油罐装置的外部，实现降低油耗及有效避免环境污染和爆炸危险的问题。通过控制各层储油单元导流管阀门9，被液化回收的原油可一直向下流动到达各层储油单元的罐体内部空间区域。

Claims (6)

1.一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，从下至上其主体结构由底层储油单元、中间层储油单元、顶层储油单元和液化分离罩单元构成，附属结构包括引流管、导流管、控制阀门、原油输入口和原油输出口，所有结构连接处均做密封处理，其特征是：整体储油罐装置是通过多层内浮顶式储油单元和具有冷凝液化功能的单元进行叠放，上层单元底部与下层单元顶部共用，利用上层单元内部液体对下层单元内浮顶密封泄漏的原油挥发分进行吸收或利用冷凝液化原理回收并回流原油挥发分，减小了储油罐内浮顶密封泄漏产生的原油蒸发损耗问题。

2.根据权利要求1所述的一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，所述的液化分离罩单元，其特征是：数量一个，由呈扁圆柱体外形的制冷剂储盒和罩底板呈灶型或倒伞型的导流罩两部分构成；制冷剂储盒顶板和底板分别是整个储油罐装置的罐顶和其下部导流罩的罩顶板；导流罩的罩侧板上均匀分布有多个通风孔，通风孔孔口呈圆形、方形或异形，通风孔的直径或垂直方向最大截线段长度小于导流罩罩侧板的高度；导流罩的罩底板呈灶型或倒伞型，由四周向中心向下坡斜，有利于液体向中心处流动，中心处一体化成型有与导流罩内部连通的导流管，导流管数量1个且导流管的另一端伸入至液化分离罩单元下方顶层储油单元罐体的下部；带导流管的导流罩罩底板呈漏斗状；引流管数量多个，均匀分布于导流罩的罩底板并连通于导流罩内部，另一端连接于顶部储油单元内浮顶上限与顶层储油单元固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通。

3.根据权利要求1所述的一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，所述的顶层储油单元，其特征是：数量一个；其固定罐顶和罐底皆呈灶型或倒伞型，由四周向中心向下坡斜，有利于液体向中心处流动，中心处一体化成型有一个导流管；与固定罐顶连接的导流管，其另一端伸入至顶层储油单元罐体的下部，与罐底连接的导流管，其另一端伸入至顶层储油单元下方相邻中间储油单元罐体的下部；带导流管的固定罐顶和罐底皆呈漏斗状；引流管分布在上、下两个横截平面上，每个横截面上引流管数量多个，均匀分布，上横截面引流管的一端连接于顶层储油单元内浮顶上限与固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通，另一端连接于导流罩的罩底板并连通于导流罩内部，下横截面引流管的一端连接于顶层储油单元罐体下部侧壁并与罐体内部连通，另一端连接于顶层储油单元下方相邻中间层储油单元内浮顶上限与固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通。

4.根据权利要求1所述的一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，所述的中间层储油单元，其特征是：数量一个或多个；其固定罐顶和罐底皆呈灶型或倒伞型，由四周向中心向下坡斜，有利于液体向中心处流动，中心处一体化成型有一个导流管；与固定罐顶连接的导流管，其另一端伸入至所属相同储油单元罐体的下部；与罐底连接的导流管，其另一端伸入至下层相邻中间层储油单元或底层储油单元罐体的下部；带导流管的固定罐顶和罐底皆呈漏斗；引流管分布在上、下两个横截平面上，每个横截面上引流管数量多个，均匀分布，上横截面引流管的一端连接于该中间层储油单元内浮顶上限与固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通，另一端连接于顶层储油单元罐体下部并与罐体内部相通，下横截面引流管的一端连接于该中间层储油单元罐体下部侧壁并与罐体内部连通，另一端连接于该中间层储油单元下方相邻中间层储油单元或底层储油单元内浮顶上限与固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通。

5.根据权利要求1所述的一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，所述的底层储油单元，其特征是：数量一个，其罐底为圆平面；其固定罐顶呈灶型或倒伞型，由四周向中心向下坡斜，有利于液体向中心处流动，中心处一体化成型有一个导流管；与固定罐顶连接的导流管，其另一端伸入至底层储油单元罐体的下部；带导流管的固定罐顶和罐底皆呈漏斗状；引流管数量多个，均匀分布于底部储油单元内浮顶上限与与固定罐顶之间的罐体侧壁并与内部连通，另一端连接于底层储油单元上方相邻中间层储油单元罐体下部侧壁并与内部连通。

6.根据权利要求1所述的一种降油耗内浮顶式储油罐装置结构，所述的导流管和引流管，其特征是：每个导流管和引流管均设有控制阀门；导流管为直管或弯管，导管的横截断面为椭圆形或圆形；引流管的纵剖面呈粗笔划小括号形，其横截断面为椭圆形或圆形。

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