CN208915918U - 一体式焊接全接液蜂巢内浮盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式焊接全接液蜂巢内浮盘，以模块为结构单元，各模块上下板皆为平面设计，每一板片皆为独立浮力体，各模块上下板与蜂巢芯焊接而成每平方米蜂巢孔在1000人以上且独立：附件升级后结构强度达到API650要求10倍以上、浮力设计标准为浮顶重量3倍、寿命在30年以上、可以现场加工、维修简易、耐高温、新增消防系统、能够抑制油品挥发散逸、有效解决储罐内部及周边油气浓度过高的安全问题、技术能够达到VOCs治理效果。能够解决轻质油常压储罐历来内浮盘技术所存在的强度弱、浮力单元少、使用寿命短、抑制油品挥发散逸效果差、安全隐患问题无法解决、VOCs治理效果差等问题。

Description

一体式焊接全接液蜂巢内浮盘

技术领域

本实用新型涉及轻质油常压储罐本安治理以及节能减排技术领域，特别是涉及一种轻质油常压储罐，该内浮盘能够解决轻质油常压储罐历来内浮盘技术所存在的强度弱、浮力单元少、使用寿命短、抑制油品挥发散逸效果差、安全隐患问题无法解决、VOCs治理效果不佳等诸多问题，可以在火灾应急状况下能够有效避免油品介质暴露，搭配底部注入式消防软管灭火系统从而快速灭火。从源头抑制油品挥发散逸降低油品损耗的一体式解决方案。

背景技术

轻质油常压储罐内浮顶的设置，其根本目的无外乎有两方面，一是降低储罐内部及储罐周边油气浓度，使其低于爆燃下限，从而达到消除罐区安全隐患目的；二是通过内浮顶的阻绝作用，减少油品挥发散逸损耗，从而达到节能方面的经济效益和减排方面的环保效益。内浮顶技术的演变历经了铁浮仓式内浮盘、夹板式内浮盘、浮筒式内浮盘，其中浮筒式内浮盘为目前市场应用主流技术。但是无论何种技术形式内浮盘，自身均存在严重的技术瓶颈问题，或者无法达到运行过程中的稳定性要求、或者无法满足消除安全隐患存在的技术要求、又或者节能减排效果不佳。

近几年，国内应用了一种全新形式的内浮顶技术——“全接液蜂巢内浮盘”，该技术在运行稳定性、结构强度、使用寿命、消除油气浓度过高安全隐患以及节能减排效果方面均取得了良好的应用效果，尤其在当下VOCs治理领域应用广泛。但是此种内浮盘技术大部分胶合，由于胶长期在液体浸泡时浮盘上下运动时蜂巢板脱落导致浮盘整体蹋盘，同时此种大部分为铝合金材质与不锈钢材质，在储罐内部发生火灾等应急状况下，由于铝合金熔点仅为670℃左右，故浮盘本体结构会在短时间内融化沉降，致使储罐内部可燃介质暴露，进而导致次生重大爆燃事故发生。

本实用新型针对现有各自浮盘技术形式所存在的众多安全隐患问题及油气泄漏问题进行一并治理解决，从而达到在任何事故状态下均能达到储罐运行的本质安全目标，以及通过本新型内浮盘技术达到源头抑制油品挥发散逸的VOCs减排目标。

实用新型内容

本实用新型提供了一种一体式焊接全接液蜂巢内浮盘。

1.本实用新型所采用的技术方案是将内浮盘的单位模块单元壳体材质采用铝锰合金或304不锈钢。

2.浮盘模块单元上下部分是平面设计，每模块单元上板与蜂巢芯上部焊接而成，下板与蜂巢芯下部焊接形成，每平方米不少于1000个蜂巢孔，并且相对独立，可以避免丧失浮力造成的卡盘事故。如受到穿刺性破坏也不会影响浮力，设计浮力标准为浮顶本身重量的3倍以上。

3.内浮盘整体通过标准箱体加装“角型铝”和“槽型铝”代替“辅梁”从而减少内浮盘的重量及安装时间；模块单元强度达到API650要求10倍以上，脱离强度可以达到280N，抗弯曲强度达到107Mpa、抗拉强度为6.0Mpa、弯曲试验次数可以达到200万次循环后，板片毫无损坏。使用寿命达到30年以上；

4.内浮盘整体浸液面积率达到98％以上，能够从源头抑制油品挥发散逸。当发生火灾应急事故时，内浮盘本体结构所具备耐受高温可以达到670℃以上，搭配底部注入式消防软管灭火系统。

5.可以根据现场实际尺寸，进行现场加工。及其维修简易，可以单独更换板片。

本实用新型包括浮盘标准模块、蜂巢芯焊接、标准模块间隙密封设施、防旋转装置密封设施接液密封设施。

所述的浮盘模块的整体性，使强度提高很大其密封效果很好具备结构强，消除油气空间，加强密封，降低油品挥发损失。

综上所述，本实用新型在储罐浮盘在结构及标准箱上进行有针对性的改造，并实现密封气囊压力监控，确保密封效果不退转。在附属设施上的密封改造，使得整个浮盘锦上添花，大幅度降低VOCS排放量，达到节能环保的目的。

附图说明

图1：浮盘边缘密封示意图(气囊密封)

图中：1-1：储罐罐壁，1-2：舌形刮板，1-3：包覆材料，1-4：气囊，1-5：蜂巢式浮盘，1-6：浮盘边缘板，1-7：气门嘴，1-8：压力检测管线，1-99：紧固件；

图2：浮盘边缘密封示意图(压力板一次密封)

图中：2-1：储罐罐壁，2-2：蜂巢式浮盘，2-3：浮盘边缘板，2-4：压力板，2-5：紧固件，2-6：垫片；

图3：浮盘边缘密封示意图(压力板二次密封)

图中：3-1：储罐罐壁，3-2：下压力板，3-3：蜂巢式浮盘，3-4：浮盘边缘板，3-5：紧固件，3-6：上压力板，3-7：垫片；

图4：立柱通过装置密封设施示意图(气囊密封)及A-A截面示意图

图中：4-1：箱体，4-2：外沿，4-3：紧固件，4-4：箱体边缘，4-5：包覆材料，4-6：立柱；

图5：立柱通过装置密封设施示意图(气囊密封)及A-A截面示意图

图中：5-7：气囊，5-8：气囊垫，5-9：气门嘴，5-10：压力检测管线；

图6：立柱通过装置密封设施示意图(伸缩囊套密封)

图中：6-1：顶部固定点，6-2：伸缩囊套，6-3：底部固定点，6-4：底座，6-5：立柱通过孔；

图7：立柱通过装置密封设施示意图

图中：7-1：铜套、7--2：一次密封带，7-3：蜂巢式内浮盘，7-4：紧固件，7-5：二次密封带；

图8：立柱内部液面密封设施示意图(伺服测位仪)及B-B截面示意图

图中：8-1：立柱，8-2：浮球悬线，8-3：浮球，8-4：盖板，8-5：微型浮盘；

图9：立柱内部液面密封设施示意图(伺服测位仪)

图中：9-1：立柱，9-2：微型浮盘；

图10：立柱内部液面密封设施示意图(雷达测位仪)

图中：10-1：立柱，10-2：微型浮盘；

图11：标准模块间隙密封设施示意图

图中：11-1：箱体，11-2：焊道，11-3：角型铝；

图12：标准模块间隙密封设施示意图

图中：12-1：箱体，12-2：焊道，12-3：角型铝；

图13：标准模块间隙密封设施示意图

图中：13-1：箱体，13-2：焊道，13-3：角型铝，13-4：工型铝，13-5：自攻螺丝；

图14：防旋转装置密封设施示意图

图中：14-1：蜂巢式浮盘，14-2：焊道，14-3：法兰改制结构，14-4：防旋转绳索；

图15：人孔接液密封设施示意图

图中：15-1：蜂巢箱，15-2：盖板外沿，15-3：箱体外沿，15-4：人梯，15-5：提扣，15-8：蜂巢式浮盘，15-9：焊道，15-10：人孔；

图16：人孔接液密封设施示意图

图中：16-1：蜂巢箱，16-2：盖板外沿，16-3：箱体外沿，16-4：人梯；

图17：人孔接液密封设施示意图

图中：17-1盖板、17-2盖板外沿、17-3箱体外沿、17-4人梯、17-5提扣、17-6支撑架、角焊缝11-9和人孔11-10；

图18：人孔接液密封设施示意图

图中：18-1盖板、18-2盖板外沿、18-3箱体外沿、18-4人梯、18-5提扣；

图19：取样装置密封设施示意图

图中：19-1：盖板，19-2：倾斜板，19-3：吊绳，19-4：提扣，19-5：支撑腿，19-6：蜂巢式浮盘,19-7：搭接板，19-8：焊道；

图20：负压消除装置密封设施示意图

图中：20-1：负压消除塞，20-2：搭接板，20-3：负压消除缸外沿，20-4：负压消除缸，20-5：紧固件，20-6：浮盘支腿，20-7：负压消除支腿底座，20-8：浮盘主梁，20-9：焊道， 20-10：负压消除支腿；

图21：箱体蜂巢芯示意图

图中：21-1蜂巢芯示意图；

图22：箱体蜂巢芯示意图

图中：22-1：蜂巢芯，22-2：上板面，22-3：焊道；

图23：蜂巢芯示意图

图中：23-1：焊道，23-2：蜂巢芯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。以下所述仅为本实用新型的较佳实例，因此不限定本实用新型的保护范围。

浮盘边缘密封设施实例，如图1所示：

一种浮盘边缘密封设施，包括储罐罐壁1-1、舌形刮板1-2、包覆材料1-3、气囊1-4、蜂巢式浮盘1-5、浮盘边缘板1-6、气门嘴1-7、压力检测管线1-8和紧固件1-9。在浮盘1-5端面有浮盘边缘板1-6固定其上，舌形刮板1-2和包覆材料1-3通过紧固件1-9固定在浮盘边缘板1-6上，气囊1-4在包覆材料1-3之中，气门嘴1-7和压力检测管线1-8伸出边缘板1-6。气门嘴1-7与氮气管网连接，将氮气充入气囊1-4中，高压气囊1-4的膨胀作用使得舌形刮板 1-2和包覆材料1-3紧密贴合储罐罐壁1-1。若发生压力降低现象，压力检测管线1-8中的压力信号将传入密封效果监控设施中，设施自动运行电动执行机构，完成压力补偿操作，保证气囊1-4压力维持在设定范围内。

本设施包覆材料1-3和舌形刮板1-2采用耐磨耐腐蚀材料，可以满足在油品浸润条件下正常工作的需求。气囊1-4密封可以最大限度的补偿储罐直径偏差，保证储罐在运行过程中时刻维持在密封状态；并且气体的流动性有分散集中应力的作用，使用寿命较长，运行故障率低，上述气囊1-4共布置6个，径向连接完全包围浮盘外边缘，由包覆材料1-3固定。本设施能实现浮盘边缘密封，通过氮气管网充入氮气，使气囊的压力向外释放，完全密封浮盘与罐壁之间的缝隙，杜绝油气散逸，并且压力检测软管能实时监测气囊压力数据，确保密封设备正常运行；

浮盘边缘密封设施实例，如图2所示：

一种压力板式的浮盘边缘密封设施，包括储罐罐壁2-1、蜂巢式浮盘2-2、浮盘边缘板2-3、压力板2-4、紧固件2-5、垫片2-6和支撑板2-7。本实例为压力板一次密封，浮盘边缘板2-3 与蜂巢式浮盘2端面相连接，压力板2-4一边通过紧固件2-5固定在浮盘边缘板2-3上，另一边弯曲向下与罐壁接触，依托压力板2-4和支撑板2-7的弹力使得压力板和罐壁紧密贴合。本压力板式密封设施具备偏差补偿能力强、密封效果好、降低油气损耗的效果。

浮盘边缘密封设施实例，如图3所示：

一种压力板式的浮盘边缘密封设施，密封方式为二次密封，包括：储罐罐壁3-1、下压力板3-2、蜂巢式浮盘3-3、浮盘边缘板3-4、紧固件3-5、上压力板3-6、垫片3-7和支撑板3-8。所述的二次密封是由上压力板3-6和下压力板3-2在上下两侧分布实现密封，上压力板3-6和下压力板3-2一边固定在浮盘上边缘板3-4处，另一边分别弯曲向上和向下与罐壁3-1接触，依托压力板3-2、3-6和支撑板3-8的弹力使得压力板3-2、3-6和罐壁3-1紧密贴合。本设施通过压力板自身弹力提供密封动力，隔绝浮盘上下空间，防治油气散逸损耗。

立柱通过装置密封设施实例，如图4所示：

本立柱通过装置设施包括箱体4-1、外沿4-2、紧固件4-3、箱体边缘4-4，包覆材料4-5、立柱4-6、气囊5-7、气囊垫5-8、气门嘴5-9、压力检测管线5-10。所述的立柱边缘密封设施有两个箱体4-1，箱体4-1上下表面存在用来通过立柱的箱体边缘4-4，箱体边缘4-4有紧固件4-3，紧固件4-3将包覆材料4-5固定在箱体4-1上，立柱通过箱体4-1中心，有一个气囊5-7首位连接成环状，完全包围立柱实现密封，有包覆材料4-5囊括气囊5-7与箱体4-1上下挡板连接，箱体4-1与气囊5-7接触面之间有气囊垫5-8，气囊5-7上安装气门嘴5-9和压力检测管线5-10。

气门嘴5-9与氮气管网连接，通过充入氮气填充立柱与箱体4-1之间的缝隙，从而实现了密封。压力检测管线5-10通过密封效果检测设施实现实时检测运行效果。本设施有效密封立柱通过装置，杜绝油气空间，压力检测手段确保密封效果维持在设定界限以上。

所述的浮盘边缘密封效果监控设施设有压力检测管线、氮气补充管线和批量控制器(BC)，浮盘密封气囊和立柱边缘密封气囊导出的7根压力检测管线汇总成为一根管束、7根氮气补充管线汇总成为一根管束，两根管束引出储罐外，与厂内氮气管网一起连接在批量控制器 (BC)上，批量控制器(BC)中设有压力传感器，将压力检测管线中的压力信号输入批量控制器(BC)内，控制压力检测管线中的压强维持在3.0kPa～3.5kPa之间，当压力传感器检测到的信号小于指定压力范围下限时，批量控制器(BC)输出指令到阀门电动执行机构，调节氮气管网阀门状态，即时实现气囊压力补偿，保证密封效果。本设施实现了密封装置运行情况实时监测、密封氮气在线补偿、保证密封效果、降低油气挥发。

立柱通过装置密封设施实例，如图6所示：

本立柱通过装置设施为伸缩囊套式密封，包括：顶部固定点6-1、伸缩囊套6-2、底部固定点6-3、底座6-4和立柱通过孔6-5。伸缩囊套6-2轴向包裹立柱，伸缩囊套6-2顶端通过顶部固定点6-1与储罐顶部连接，底部连接点6-3与底座6-4通过紧固件连接，立柱通过孔6-5使立柱通过。

整个伸缩囊套6-2将浮盘内空间和立柱缝隙油气散逸空间进行隔绝，随着浮盘运动，立柱与浮盘之间的缝隙散逸的油气始终在伸缩囊套6-2之中，当气相油气分压达到饱和蒸汽压之后，气液传质实现相平衡。

通过建立密闭体系，使本设施隔离与外界的传质，阻绝油气挥发损耗，有节能环保效果。立柱通过装置密封设施实例，如图7所示：

本立柱通过装置设施为双层密封，包括：铜套7-1、一次密封带7-2、蜂巢式内浮盘7-3、紧固件7-4、二次密封带7-5.

本立柱通过装置双层密封设施针对立柱侧壁无开孔情况，采用双层密封形式，设有铜套 7-1在立柱外侧，铜套7-1的内径略大于立柱直径，一次密封带7-2通过紧固件与铜套7-1连接，固定在浮盘7-3边缘板上，二次密封带7-5为水平方向上的密封，设置为环状套在立柱外，实现二次密封；铜套7-1下部浸液，上部置于液面以上；

浮盘在运行过程中，铜套7-1依托自身重力拉直一次密封带7-2，在铜套7-1立柱之间有微小的间隙，在一次密封带7-2上方有二次密封带7-5，再次实现油气散逸控制，实现油气散逸量二次限制。由于铜套与立柱之间摩擦不会产生火花，因此该设施同时具备安全性和环保性。立柱内部液面密封设施(伺服测位仪)实例，如图8所示：

本立柱内部液面密封设施适用于安装伺服测位仪的储罐，包括：立柱8-1、浮球悬线8-2、浮球8-3、盖板8-4和微型浮盘8-5。

立柱8-1内液面上有浮球8-3，微型浮盘8-5为环状，微型浮盘8-5外径略小于立柱8-1内径，微型浮盘8-5内径略大于浮球8-3直径，放置在立柱内液面上，微型浮盘8-5上方有一个中心有孔的盖板8-4，浮球悬线8-2通过盖板8-4与浮球8-3连接。

本设施从立柱内部细节入手，采用全接液的方式减小立柱内油面与空气的接触面积，有效降低油气排放量。

立柱内部液面密封设施(雷达测位仪)实例，如图10所示：

本立柱内部液面密封设施适用于安装雷达测位仪的储罐，包括立柱10-1和微型浮盘10-2。在立柱10-1内部，油品液位与储罐油品液位一致，微型浮盘10-2直径略小于立柱直径。通过浮盘采用全接液的方式，减少了油面与空气的接触面积，实现了对油气泄漏点的精准治理。

标准模块间隙密封设施实例，如图11、图12、图13所示：

本标准模块间隙密封设施适用于全接液蜂巢式浮盘，包括：蜂巢箱11-1、角焊缝/坡口11-2、角型铝11-3、工字铝13-4、自攻丝13-5。蜂巢式浮盘标准模块立边之间存在缝隙，蜂巢箱11-1 两立边焊接角型铝11-3与工字铝13-4形成密封，蜂巢箱角型铝与工字铝上边开坡口焊接11-2 形成二次密封、蜂巢箱下边采用自攻丝13-5与角焊缝11-2形成一次密封，确保在标准模块之间缝隙有密封性与紧固性，阻绝油气散逸。

防旋转装置密封设施实例，如图14所示：

一种防旋转装置密封设施，包括：蜂巢式浮盘14-1、角焊缝14-2、法兰改制结构14-3和防旋转绳索14-4。

在蜂巢式浮盘14-1焊接角焊缝14-2，角焊缝14-2固定法兰改制结构14-3，防旋转绳索 14-4通过法兰改制结构14-3分别于储罐顶部和底部连接，角焊缝14-2和法兰改制结构14-3 使得防旋转装置在运行过程中完全消除油气损耗。

人孔接液密封设施实例，如图15、图16、图17、图18所示：

一种人孔接液密封设施，包括：蜂巢箱盖板15-1、盖板外沿15-2、箱体外沿15-3、人梯 15-4、提扣15-5、蜂巢箱15-8、角焊缝15-9和人孔15-10。

人孔接液密封设施在盖板下有密封塞，密封塞厚度与浮盘一致；人孔接液密封设施有安装有密封塞的盖板15-1，盖板15-1的厚度与浮盘一致，盖板15-1上密封塞张口侧为弧形设计，保证盖板15-1开关过程中顺畅无阻，盖板15-1张口侧上方边缘处有提扣15-5，人梯15-4为工作人员提供上升通道，提扣15-5方便人孔盖板15-1的开闭操作，盖板15-1张口侧与旁侧上方边缘处有横向外延的盖板外沿15-2，盖板15-1在关闭状态下，盖板外沿15-2搭接在箱体外沿15-3上，浮盘与搭接板接触的边缘处有橡胶垫。蜂巢箱15-8与人孔15-10焊接15-9，形成密封。本设施有效消除人孔盖板下方与油面之间的油气空间，杜绝油气挥发，减少油气排放，降低安全隐患。

取样装置密封设施实例，如图19所示：

一种取样装置密封设施，包括：盖板19-1、倾斜板19-2、吊绳19-3、提扣19-4、支撑腿 19-5、蜂巢式浮盘19-6、搭接板19-7和角焊缝19-8。

取样装置接液密封设施设有一端焊接在蜂巢式浮盘19-6边缘安装密封塞的盖板19-1，盖板19-1张口侧上表面边缘处设有提扣19-4，吊绳19-3固定在提扣19-4上，盖板19-1张口侧蜂巢式浮盘19-6边缘上方有斜向上的倾斜板19-2，倾斜板19-2与蜂巢式浮盘19-6的夹脚为 60°，盖板19-1下方有密封塞，密封塞厚度与蜂巢式浮盘19-6一致，在盖板19-1旁侧上方边缘处有横向外延的搭接板19-7，盖板19-1在关闭状态下，搭接板19-7搭接在蜂巢式浮盘 19-6边缘，蜂巢式浮盘19-6与搭接板19-7接触的边缘处有橡胶垫。

在储罐运行过程中，若需取样操作，则在储罐顶部取样口拉动吊绳3，打开本装置，取样桶进入取样口进行取样作业，取样完毕后，拉动吊绳19-3，使盖板19-1闭合，搭接板19-7搭接在浮盘19-6边缘，盖板下方完全封闭，不存在油气空间。本设施实现取样装置全接液密封，同时方便取样操作，消除安全隐患，减少油气排放。

负压消除装置密封设施实例，如图20所示：

一种负压消除装置密封设施，包括：通气孔密封塞20-1、搭接板20-2、负压消除缸外沿 20-3、负压消除缸20-4、紧固件20-5、浮盘支腿20-6、负压消除支腿底座20-7、浮盘主梁20-8、角焊缝20-9和负压消除支腿20-10。所述的负压消除装置接液密封设施设有通气孔密封塞 20-1，通气孔密封塞20-1上边缘设有直径大于密封塞搭接板20-2，搭接板20-2与负压消除缸外沿20-3接触，该接触区域有橡胶垫，通气孔密封塞20-1下边设有负压消除支腿20-10，负压消除支腿20-10长度比浮盘支腿20-6长90mm，负压消除支腿20-10直径略小于浮盘支腿 20-6，负压消除缸20-4和浮盘主梁20-8通过紧固件20-5连接。

当储罐内液面下降到一定程度，浮盘支腿20-6支撑到浮盘底部，负压消除支腿20-10顶开通气孔密封塞20-1，消除浮盘下方负压现象；当进行收油操作且储罐液位高于浮盘支腿20-6 时，通气孔密封塞20-1依靠重力向下罐壁负压消除装置。本设施在密封塞的作用下，消除油气挥发空间，实现全接液，降低油品挥发损耗，具备环保节能的效果。

蜂巢箱的焊接示意图，如图21、图22、图23所示：

一种新型的蜂巢芯焊接形式，上下面板22-2与蜂巢芯21-1采用焊接22-3的型形式固定在一起，蜂巢芯23-2与蜂巢芯23-2采用焊接23-1在一起，实现密封、浮力、独立的个体。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本适应新性申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括本实用新型申请范围内。

Claims (2)

1.一体式焊接全接液蜂巢内浮盘，包括浮盘模块单元，其特征在于，浮盘模块单元上下部分是平面设计，每个浮盘模块单元上板与蜂巢芯上部焊接而成，下板与蜂巢芯下部焊接形成，每平方米不少于1000个蜂巢孔，并且相对独立；

所述上板的厚度为：0.8mm、下板为：1.2mm与蜂巢芯焊接形成蜂巢，每个单元中的蜂巢芯与下板没有任何密封点存在。

2.根据权利要求1所述的一体式焊接全接液蜂巢内浮盘，其特征在于，内浮盘整体浸液面积率达到98％以上。