储油罐全接触边缘密封结构的制作方法与工艺

文档序号:13108871
技术领域本实用新型涉及储油罐密封技术,特别是涉及一种储油罐全接触边缘密封结构。

背景技术:
储油罐密封技术,特别是浮顶储油罐的浮盘边缘密封技术,是油品储存的关键技术,是储油领域研发的重点,其主要是出于以下三种需要。1)降低油罐储存损耗的需要。油品在储存过程中,造成油品损耗的主要原因是罐内气体产生的大小呼吸损耗。大呼吸损耗指油罐进油时,由于油面逐渐升高,气体空间逐渐减小,罐内压力增大,当压力超过呼吸阀控制压力时,所呼出的油蒸气造成了油品的蒸发损失。小呼吸损耗指油罐周围环境温度变化,造成罐内压力变化,超出呼吸阀开启压力时,油罐发生呼吸造成的油气挥发损耗。呼吸次数愈多,油料蒸发损耗愈大。尽管浮顶油罐极大地减少了浮盘下油气空间,减少了大小呼吸损耗,按照国家对油品存储过程中损耗统计,理论上浮顶油罐的挥发损耗可到0.001%。由于浮盘的密封性能,边缘密封的性能较差,实际上的损耗远高于此数值,有的可能超过0.1%。如果储油罐储存周转量大,相应的实际年损耗量会很大,因此,改善浮盘边缘密封技术,降低实际年损耗量,有很好的经济效益。2)预防油罐爆炸着火事故的需要。储油罐浮盘密封泄漏会造成储油罐火灾爆炸着火事故。其中,雷击造成的火灾爆炸着火事故近年来已发生多起,损失惨重。国内外大型浮顶原油储罐因密封不严会使得在密封空间外形成爆炸性混合气体,当浮顶产生电荷时,又无法完全从等电位连接线将电荷释放,在条件合适情况下会产生放电火花,最终引爆密封圈附近的爆炸气体。近年来国内发生的多起油罐火灾爆炸着火事故,均因油罐密封泄漏形成爆炸性范可燃混合气体,最终造成爆炸着火事故。因此,改善浮盘边缘密封技术可以防止油罐浮盘周围形成爆炸性气体,保证油罐运行安全。3)环保的需要。储罐无组织排放的定量估算是石化企业污染源核查的重要项目,国家在2007年、2015年分别出台3项工业污染物排放标准,强制炼化企业进行大气污染物排放进行设备改造,减少泄漏。油罐的储存挥发,不仅会造成油品损耗,给油罐的安全运行带来危害,而且,会对环境造成严重的污染,尤其是三苯类化学品更甚,改善浮盘边缘密封技术,在油品的储存环节实现碧水蓝天的目标。现有的浮顶储油罐的浮盘边缘密封技术,主要包括机械滑板密封和弹性填充密封,分别介绍如下:图1为机械滑板式密封结构图,如图1所示,其具有一次密封和二次密封,工作原理如下:机械密封通过金属滑板与罐壁滑动接触,每块滑板相互搭接,滑板部分镶嵌于油面下;滑板通过浮盘边缘的支撑弹簧机构连接,油气隔膜将浮盘与滑板密封,形成密闭油气空间,实现浮盘密封。机械滑板密封具有如下缺点:1)机械滑板式一次密封由2部分构成:金属滑板(例如钢滑板)和密封油气的隔膜。每块滑板通过搭接,密封带安装在机械支架上部和浮盘边缘板上,因此,安装质量会影响到密封性能。2)密封钢滑板适应浮盘边缘环形间距变形范围小(±130mm),很难满足储油罐变形和浮盘位移的使用要求;一旦有密封泄漏,在一、二级密封之间就会形成爆炸性混合气体。3)在浮盘与罐壁四周,机械密封钢滑板与罐壁会存在缝隙,增加了油气的挥发量,也存在火花放电的可能。4)国内使用的L型弹性刮板式二级密封,并不能确保与罐壁紧密接触,存在与浮盘外空气的流通,一级与二级密封之间形成爆炸性气体空间。二级密封的导电板,存在火花放电的可能性。5)机械滑板式密封由油气隔膜和钢滑板构成,在雷雨天气下,浮盘上的电荷不易尽快导出,容易出现火花放电,存在发生感应雷击着火风险。6)结构件复杂,安装要求高。图2为现有技术的弹性填充密封结构图;如图2所示,其工作原理如下:橡胶包袋中容纳弹性的填充物,组成橡胶弹性纤维密封袋。弹性填充密封是用橡胶弹性纤维密封袋与罐壁滑动接触,通过密封袋内填充海绵或液体等材料,密封袋安装在浮盘的边缘,在密封袋、浮盘、罐壁与油面之间会形成油气空间,通过密封袋实现浮盘与罐壁的密封。弹性填充密封缺点:1)弹性填充式密封适应罐壁局部变形和浮盘偏移有限,调整量±100mm;2)耐磨性较差,罐壁内凹凸不平可能磨损或降低其使用寿命,因此该种密封主要应用在罐内壁有涂层的场合;3)密封接触面积较小,容易造成蒸发损耗;4)虽然设计成浸液式结构,但在安装施工过程中很难做到全程浸液,容易造成更大的蒸发损耗;5)弹性泡沫密封短期效果非常好,随着弹性元件老化及过分变形,弹性下降,密封效果降低;6)弹性泡沫密封破损容易造成二次污染,被油品污染的泡沫很难处理,无法回收,环保性较差,处理费用高;7)密封袋一旦破损即全部失效,因此对密封袋性能要求很高。管式密封破损会造成储罐内储液污染。8)因密封泄漏量大,在雷雨天气下,易造成直击雷火灾爆炸事故9)国内使用的L型弹性刮板式二级密封结构,并不能确保与罐壁紧密接触,存在与浮盘外空气的流通,一级与二级密封之间形成爆炸性气体空间。二级密封的导电板,存在火花放电的可能性。因此,现有机械滑板密封和弹性填充密封缺点众多,不能良好的满足浮顶储油罐的浮盘边缘密封需求。

技术实现要素:
本实用新型的目的是要提供一种储油罐全接触边缘密封结构,使得边缘密封与罐壁始终保持全接触,能良好的满足浮盘边缘密封需求,并且浮盘具有居中适应性,不会出现偏移卡涩沉盘事故。为了实现上述目的,本实用新型提供了一种储油罐全接触边缘密封结构,在储油罐的浮盘边缘设置有固定安装板,在所述固定安装板安装有一级密封结构;所述一级密封结构包括:多个金属弹性板,一端固定在所述固定安装板上,另一端顶抵储油罐内壁;耐油抗老化薄膜,设置于所述金属弹性板的内侧,覆盖并密封油气挥发区域;多个支撑板,设置在所述耐油抗老化薄膜的内侧并支撑所述耐油抗老化薄膜。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,还包括:二级密封结构,设置在所述一级密封结构的上方。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,还包括检漏装置。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,所述检漏装置包括:导静电复合软管,一端连接到所述一级密封结构的密封空间内,另一端连接到储油罐的浮盘顶部。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,所述检漏装置还包括:固定法兰、打气筒和压力计。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,所述多个支撑板的间距为500~800mm。优选的,上述的储油罐全接触边缘密封结构中,所述金属弹性板具有防撞挡板。本实用新型实施例具有以下技术效果:1)本实用新型能满足浮盘与储油罐边缘距离R(-X\/+3X)标准,优于国内密封采用的美标API650-x\/+x标准。2)本实用新型采用金属弹簧板镶嵌式密封形式,浮盘与罐壁间气体被全密闭。3)本实用新型边缘密封的气密性是能进行泄露检测的技术。4)边缘密封与罐壁始终保持全接触。5)浮盘具有居中适应性,不会出现偏移卡涩沉盘事故。根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:图1为现有技术的机械滑板式密封结构图;图2为现有技术的弹性填充密封结构图;图3是本实用新型提供的储油罐与浮盘不规则变形和位移示意图;图4是本实用新型提供的一级密封的示意图;图5是本实用新型提供的一级密封的分层结构图;图6是本实用新型提供的一级密封的支撑板的示意图;图7是本实用新型提供的一级密封的金属弹性板的变形示意图;图8是本实用新型提供的全接触边缘密封结构的示意图;图9是本实用新型提供的检漏装置的结构图;图10是本实用新型提供的检漏浮盘引出结构的示意图;图11是本实用新型提供的检漏的导静电复合软管示意图。具体实施方式储油罐在使用过程中,储油罐与浮盘不规则变形和位移,图3是本实用新型实施例提供的储油罐与浮盘不规则变形和位移示意图,如图3所示,其中:储油罐直径:50000mm,浮盘直径Dr:49600mm,浮盘与罐壁间缝隙设计值为200mm;浮盘在收付油及刮风等因素作用下,发生偏移后浮盘与罐壁间缝隙将发生改变,根据实测,最大偏移可到达125mm(即最小罐壁间距75mm,最大间距325mm)。在实际使用中,在风压及罐内油品的综合作用下会发生变形,储油罐会成为椭圆形状,根据实测,储油罐最长边Cx可到达50150mm,最短边Cn:49850mm.因此,即使浮盘处于正中心,边缘的缝隙也会不同。最大缝隙:350mm,最小缝隙:125mm。在收付油及刮风等因素作用下,发生偏移后浮盘与罐壁间缝隙将发生改变,根据实测,最小罐壁间距Rn:125mm,最大间距Rx:425mm。浮盘要保证上述各种状况,密封就必须具备较大的调节功能。图4是本实用新型提供的一级密封的示意图;图5是本实用新型提供的一级密封的分层结构图;图6是本实用新型提供的一级密封的支撑板的示意图;如图4、图5和图6所示,本实用新型实施例提供一种储油罐全接触边缘密封结构,在储油罐的浮盘边缘设置有固定安装板41,在所述固定安装板安装有一级密封结构42;所述一级密封结构42包括:多个金属弹性板421,一端固定在所述固定安装板上,另一端顶抵储油罐内壁;耐油抗老化薄膜422,设置于所述金属弹性板的内侧,覆盖并密封油气挥发区域;多个支撑板423,设置在所述耐油抗老化薄膜的内侧并支撑所述耐油抗老化薄膜。图7是本实用新型提供的一级密封的金属弹性板的变形示意图,如图7所示,金属弹性板421的弯曲程度随着浮盘50与储油罐内壁60的间距的变化而变化。由上可知,本实用新型实施例中,一级密封采用多个金属弹性板,使得边缘密封与罐壁始终保持全接触。并且因为四面均匀分布的多个金属弹性板的弹力支撑,浮盘具有居中适应性,不会出现偏移卡涩沉盘事故。图8是本实用新型提供的全接触边缘密封结构的示意图,如图8所示,储油罐全接触边缘密封结构还包括:二级密封结构43,设置在所述一级密封结构42的上方。在所述一级密封结构42的内侧形成一级密封空间44;在一级密封结构42和二级密封结构43之间形成一、二级密封空间45。这种多层密封空间,可以保障油气不被泄露。如图8所示,储油罐全接触边缘密封结构,还包括检漏装置。所述检漏装置还包括:固定法兰81、打气筒82和压力计83。图9是本实用新型提供的检漏装置的结构图;图10是本实用新型提供的检漏浮盘引出结构的示意图;图11是本实用新型提供的检漏的导静电复合软管示意图。如图9-11所示,所述检漏装置包括:导静电复合软管,一端连接到所述一级密封结构的密封空间内,另一端连接到储油罐的浮盘顶部。如图6所示,所述多个支撑板的间距为500~800mm。如图4、图7所示,所述金属弹性板具有防撞挡板。本实用新型实施例的密封技术,不论结构或环境如何改变,在任何情况下,浮盘边缘密封与油罐罐壁保持全接触。通过弹性密封钢板结构,将浮盘与罐壁间气体空间,采用镶嵌式密封原理,利用静密封结构将气体空间密闭,无气体泄漏,可对边缘密封空间进行泄漏检测,是无油气泄漏的密封。全接触边缘密封结构中,该浮盘边缘需要设置有用于固定一级密封的固定安装板,其位于浮盘侧面(自带防撞挡板结构);边缘密封由金属弹性板(带防撞挡板)、耐油抗老化薄膜、支撑板组成。检漏结构可对边缘密封进行检漏,防止因储油罐浮盘运动,造成边缘密封泄漏,以便及时对密封进行定期复查维修。本实用新型具有如下优势:1)本实用新型能满足浮盘与储油罐边缘距离R(-X\/+3X)标准,优于国内密封采用的美标API650-x\/+x标准。2)本实用新型采用金属弹簧板镶嵌式密封形式,浮盘与罐壁间气体被全密闭。3)本实用新型边缘密封的气密性是能进行泄露检测的技术。4)边缘密封与罐壁始终保持全接触。5)浮盘具有居中适应性,不会出现偏移卡涩沉盘事故。请再参阅图4图5图6,全接触式一级密封由以下三部分构成:金属弹性板(最外层):具有弹性好,重量轻、导静电性强等优异特性。耐油抗老化薄膜(中间层):在弹性金属板内,覆盖于油气挥发范围内,起到密封作用。支撑板(最内层):每隔500~800mm安装薄膜支撑板。参阅图9图10图11,检漏装置,其检漏结构低点位于一级密封下端,其上端出口位于浮盘顶部。在其上层密闭口中引入一个导静电复合软管,将其引致拱顶罐罐顶,在其顶部设有双手动闸阀。检漏装置主要包括以下几部分:固定法兰:预留一个进气口、一个出去口;打气筒:将空气注入装置;压力计:显示连通器内部压力值;通气软管:连接进、出气路。本实用新型,比普通浮盘边缘密封降低油气损耗93%以上。一级密封内气体无泄漏,该密封气体空间可以进行气密检测。浮盘具有优良的居中性,弹性钢板的弹性作用,可限制浮盘的水平移动,边缘密封也不会在浮顶和油罐壳体间被挤压变形。随着国家油价的走高,以及各地对大气环境治理的日益关注,通过对浮盘、及其密封改进,能大幅减少油品在油罐储油环节中的蒸发损耗。而本实用新型全接触浮盘及密闭型边缘密封技术为其提供了一个很好的解决方案,且其具有极高的推广价值和经济效益。轻质油品的存储均采用内浮顶结构,国内每年炼油能力5亿吨,轻质油收率按70%计算,汽油综合收率按30%计算,包括半成品、成品油均需要采用内浮顶油罐车储存。同时,炼油化工工艺过程中也需要内浮顶存储轻质原料,因此,国内内浮顶油罐数量庞大,改造工程巨大,安全、经济与环保社会效益突出。通过对全接触浮盘及密闭型边缘密封技术的研发,能够极大程度的缓解在油罐储运环节中的蒸发损耗、减少污染、改善环境。同时,由于密闭性能较好,以及创新密封方式大幅降低爆炸着火风险,工业化应用前景广阔。至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
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